基本介紹
- 中文名：天然氣化工
- 外文名：Natural gas chemical industry
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基本信息
拼音
tiān rán qì huà gōng
介紹
化學工業分支之一。以天然氣為原料生產化工產品的工業。天然氣通過淨化分離和裂解、蒸汽轉化、氧化、氯化、硫化、硝化、脫氫等反應可製成合成氨、甲醇及其加工產品(甲醛、醋酸等)、乙烯、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷等。
中國天然氣化工基地分布圖
中國天然氣化工基地分布圖天然氣化工以天然氣為原料生產化學產品的工業，是燃料化工的組成部分。由於天然氣與石油同屬埋藏地下的烴類資源，有時且為共生礦藏，其加工工藝及產品相互有密切的關係，故也可將天然氣化工歸屬於石油化工。天然氣化工一般包括天然氣的淨化分離、化學加工（所含甲烷、乙烷、丙烷等烷烴的加工利用）。
加工過程
可分為淨化分離和化學加工。
淨化分離
包括從地下采出的天然氣，在氣井現場，經脫水、脫砂與分離凝析油後，根據氣體組成情況進行進一步的淨化分離加工。富含硫化物的天然氣，必須經過脫硫處理，以達到輸送要求，副產品的硫磺作為硫資源，用以生產硫酸、二硫化碳等一系列硫化物；脫硫後，天然氣經過深冷分離（見天然氣深冷分離），可得到液化天然氣（見甲烷）；若天然氣富含稀有氣體氦，可同時得到氦氣（見彩圖）；若天然氣是富含乙烷以上烷烴的濕氣,則可同時得到天然氣凝析液,後者常採用精餾的方法，以回收乙烷、丙烷、丁烷，並且還有一部分凝析油。
化學加工
包括在高溫下進行的天然氣熱裂解，主要生產乙炔和炭黑；天然氣蒸汽轉化或天然氣的部分氧化，可製得合成氣；天然氣經過氯化、硫化、硝化、氨化、氧化可製得甲烷的各種衍生物；濕性天然氣中的乙烷、丙烷、丁烷和天然氣凝析液等，經蒸汽裂解或熱裂解可生產乙烯、丙烯和丁二烯；丁烷脫氫或氧化可生產丁二烯或醋酸、甲基乙基酮、順丁烯二酸酐等。
發展情況
世界天然氣化工發展
天然氣化工 - 世界天然氣化工世界上約有50個國家不同程度地發展了天然氣化工。
分布狀況 天然氣化工比較發達的國家有美國、蘇聯、加拿大等。美國發展天然氣化工最早，產品品種和產量居首位。消耗於化學工業的天然氣，占該國化工行業所消耗原料和燃料總量的一半以上。20世紀70年代中期蘇聯調整了化學工業政策，加速發展天然氣化工生產。在西伯利亞天然氣產區新建生產裝置，大規模套用於合成氨、甲醇和乙烯、二硫化碳。其天然氣化工產品產量僅次於美國。加拿大有豐富的天然氣資源，用於合成氨、尿素、甲醇和乙烯的生產。
在世界合成氨產量中，約80%以天然氣為原料。世界氨廠建設重點正由過去歐美等國轉向天然氣資源豐富地區。石腦油或燃料油為原料的氨廠將逐步向天然氣或煤為原料過渡（見合成氨工業）。
甲醇為世界大宗有機化工產品之一，世界甲醇生產中70%以天然氣為原料。甲醇套用方向除保持傳統用途外，正在開發替代能源和化工新產品的用途。
天然氣為原料的乙烯裝置生產能力約占世界乙烯生產能力的32%，其乙烯收率比以石腦油等輕質石油餾分為原料的約高一倍。隨著天然氣產量的增加和乙烷、丙烷回收率的提高，所占比例正在逐步增加。
天然氣化工 - 中國天然氣化工始於20世紀60年代初，現已初具規模，主要分布於四川、黑龍江、遼寧、山東、台灣省等地。中國天然氣主要用於生產氮肥，其次是生產甲醇、甲醛、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷、氫氰酸和炭黑以及提取氦氣。70年代以來，已興建多座天然氣和油田伴生氣為原料的大型合成氨廠，以及一批中、小型合成氨廠，使全國合成氨生產原料結構中，天然氣所占的比例約達到30%；同時還興建了天然氣制乙炔工廠，以製造維尼綸和醋酸乙烯酯，乙炔尾氣用於生產甲醇。採用天然氣熱氯化法生產二氯甲烷以供感光材料工業作溶劑。中國的天然氣一次化學加工產品總產量約為70年代初期的14倍。
天然氣化工 - 前景隨著世界對能源需要的增長，北海、中東、北非、南美和蘇聯的天然氣和石油伴生氣資源正在加速開發利用，世界天然氣產量穩定增長，為天然氣化工蓬勃發展提供充足的原料和能源。在這種條件下，天然氣化工的發展具有下述特點：
從天然氣出發的大宗化工產品，如氮肥、甲醇及其加工產品（甲醛、醋酸等）發展速度較快；
在烯烴的生產中，美國擴大了天然氣原料的使用量，中東和南美國家將計畫大力發展天然氣制烯烴工業，從而提高世界烯烴生產中天然氣原料所占比例；
以節能為中心的研究開發工作十分活躍；
新工藝相繼出現，特別是以合成氣為基礎的碳一化學更為突出。
中國天然氣工業的發展前景
中國經濟持續快速的發展勢頭仍在繼續，但是保障經濟的能源動力卻極度緊缺。中國的能源結構以煤炭為主，石油、天然氣所占比例遠遠低於世界平均水平。隨著國家對能源需求的不斷增長，提高天然氣在能源結構中的比重和引進LNG將對最佳化我國的能源結構，有效解決能源供應安全和生態環境保護，實現經濟和社會的可持續發展發揮重要作用。
隨著天然氣的普遍套用，天然氣供應已經成為國家能源安全中越來越重要的組成部分。未來中國天然氣需求增長速度將明顯超過煤炭和石油。到2010年，天然氣在能源需求總量中所占比重將從1998年的2.1%增加到6%，到2020年將進一步增至10%。屆時天然氣需求量估計將分別達到938億立方米和2037億立方米。
天然氣化工原料利用
天然氣化工已成為世界化學工業的主要支柱，世界上80%的合成氨，90%的甲醇用天然氣為原料，在美國75%以上的乙炔以天然氣為原料生產，而我國分別還不到20%，可見我國天然氣化工利用有著很大的發展空間。
1、合成氨是生產氮肥不可替代的主要原料，由於石油價格的居高不下，導致重油價格上升，以天然氣為原料的化肥比以重油為原料的化肥成本上有明顯的優勢，因此，氣頭化肥成為化肥生產的重點。由於技術的進步，油頭改氣頭化肥已經相對成熟。
2、甲醇是碳—化學的關鍵產品，又是重要的化工原料，同時還是未來清潔能源之一，既廣泛用於生產塑膠、合成纖維、合成膠、染料、塗料、香料、飼料、醫藥、飼料、農藥等，還可與汽油摻和或代替汽油作為動力燃料。由於甲醇下游產品需求旺盛，預計到2010年甲醇總需求量將達到700萬噸以上。近幾年來有天然氣條件的地方都在醞釀新上較大規模的甲醇裝置。
3、天然氣化工的發展還可以和氯鹼工業發展相結合，我國氯鹼工業的主要氯產品PVC總產量已大大突破200萬t，50%以上仍採用電石法，乙烯法PVC受原料乙烯來源限制只占PVC總量30%-35%，進口VCM或EDC生產PVC，現占總量的15%-20%。由於電石法PVC環境污染嚴重，受環保政策限制，天然氣用以生產乙炔再加工成PVC，與國內電石法生產成本基本持平，而環保優勢突出。
此外，隨著國際天然氣合成油技術以及相關技術突破，天然氣制合成油已具有競爭力，天然氣制的合成油不含芳烴、重金屬、硫等環境污染物，是環保型優質燃料，有廣大的消費市場。
