青岛科技大学 山东青岛 266042
摘要：主要介绍了国内外天然气化工的发展现状以及中国天然气的发展前景，同时天然气作为一种重要的化工原料，详细介绍了天然气制烃，天然气制含氧化合物、合成氨和甲醛、合成油及芳烃、二甲醚的新进展。对中国天然气的进一步合理的发展提出针对性的建议和想法。
关键词：天然气化工；发展现状；前景；建议
天然气是一种非常重要的能源，也是一种非常重要的化工原料[1]。天然气化工经过半个世纪的发展与进步，已经广泛应用于现实生活中。天然气由于其储量丰富，价格较低廉，燃烧热值高，较为清洁，因此逐渐取代煤炭、石油等 [2-3]。天然气化工的发展成为天然气应用的重点，各个国家通过降低成本，弥补石油化工衰落带来的不足。天然气可以从根本上减少PM2.5，有效降低环境污染，改善环境质量。相比于几近枯竭的石油煤炭等资源，天然气若按目前每年开采约3万亿立方米的速度，可供人类使用100年以上，可在一定程度上解决资源迫在眉睫的短缺问题[4]。尽管近年来天然气供求和价格虽有波动，全球天然气化工一直都相当受重视。我国天然气储量极为丰富，而与我国邻近的地区天然气资源也相当丰富,给我国天然气化工业带来很好的机遇。
天然气化工主要指在以天然气为原料进行化工生产或再生产的过程，其在国内目前主要用来合成尿素、甲醇、乙炔等结构相对简单的化工原料。本文将从天然气作为能源利用和作为合成原料两个方面综述其发展现状、趋势以及前景，同时针对我国天然气化工存在的各种问题提出建设性的建议并对其未来的发展做出可靠的预测。
1 国内天然气的利用现状
2016年消费天然气已经超过2000亿立方米，成为第三大天然气消费国，虽然自2014年以来已经有所放缓，但需求年均增长率依然大于全球需求年均增长率的2.7%。近年来，人们对环境的保护意识越来越强，天然气消费结构逐渐由以化工为主向多元结构转变，天发电用气所占比例大幅提高。同时2013年新政策的出台，将进一步推动加快使天然气成为城市居民的主要燃料的进程，增加了天然气在城市燃气领域的消费、发展。图一为我国能源结构图，图中很明显的看出天然气的利用现状。
2 天然气化工现状
我国的天然气化工于上世纪60年代起步，主要用于生产氮肥，其次是生产甲醇、甲醛、乙炔等。天然气的处理是对天然气进行净化和分离，天然气加工是通过化学手段加工、合成。目前为止，如图二，天然气化工利用技术有两个方向： 一是天然气直接转化为最终产物，如氨气、乙炔、天然气的直接衍生物等；二是天然气先转化为H2 、CO等中间产物再反应生成最终产物。对于天然化工的这两个方向来说，直接法制由于其反应流程比较短，成本控制较低，所以直接法应用较为广泛。
3 天然气化工技术的发展及现状
3.1天然气合成氨技术
反应式为：
CO+3H2→CH4+H2O
CO2+4H2→CH4+2H2O
N2+3H2→2NH3(g)
3.2天然气合成甲醇
反应式为：
CO+2H2→CH3OH+Q
CO2+3H2→CH3OH+H2O+Q
3.3天然气合成油
1)水蒸气改质法，反应式如下：
CH4+H20→CO+H2
2)部分氧化法，反应式如下：
CH +0:→ CO+H:
3)自热改质法
由于水蒸气改质是吸热过程而部分氧化是放热过程因此将它们结合在一起，可以改变系统的热平衡、提高其热效率，即为自然改质法。
3.4天然气合成二甲醚
分甲醇脱水和合成气直接合成，甲醇脱水法又分为：液相甲醇法和气相甲醇法。现在较多使用甲醇气相脱水法。
3.5天然气化工MTO技术
MTO是天然气经过甲醇中间转化，生成低碳烯烃的技术。其优势在于，随着新催化剂的开发，乙烯、丙烯的选择性可以达到80%以上。
MTO反应方程：
2CH3O→CH3OCH3+ H2O
xCH3OH→CxH2x+ H2O
x/2CH3OCH3→CxH2x + x/2H2O
3.6天然气化工MTP技术
MTP指甲醇制丙烯（Methanol To Propylene）的工艺。
MTP工艺技术特点是：http://baike.baidu.com/view/1330797.htm丙烯产率高，催化剂开发已经较为成熟，在反应温度下可以不连续再生。同时通过该法也可生产出乙烯、汽油等产品。
3.7天然气化工SDTO技术
SDTO指天然气制烯烃技术(Syngas/Dimethyl To Olefins)。方法是先将合成气转化为二甲醚，在进一步转化为低碳烯烃
合成气经由二甲醚制低碳烯烃（SDTO）工艺，由我国自主研发，多年以来技术相对成熟，其使用的催化剂相对MTO来说价格低廉，使其较其他技术相比能够压低成本，更有利于生产
4 我国天然气化工面临的问题
近些年来由于天然气价格持续走高，国际油价回落，对天然气化工产生了不利的影响，年增长率放缓。同时我国天然气化工目前技术相对落后，致使其竞争力不足。长期以来天然气化工多用来生产氮肥等附加值较低的产品，而且许多含有丙烷、丁烷的富气没有得到充分的利用，造成了天然气资源的浪费。
5 对我国天然气化工的建议
1、加快天然气勘探开发，为发展天然气化工提供原料。
2、优化全国天然气化工布局，使天然气化工与下游企业更容易对接，减少整个产业链的制造、运输成本。
3、对目前不易利用的天然气进行化工利用，对富气进行分离利用，加快天然气提纯技术发展。
4、做好天然气化工产品的精细化深加工，逐步放弃低附加值产品，将战略重心转移到高附加值产品及清洁燃料方向上来。
5、深化天然气开采国际合作，开发、引进新型天然气勘探开采技术；完善相应政策，鼓励引导能源结构转变，推动天然气工业健康发展。
参考文献
[1]魏顺安.天然气化工工艺学[M]. 北京：化学工业出版社, 2009.
[2]赵亚平,姜俊,张景臣.中国石油和化工行业发展研究报告.郑州:河南科学技术出版社,2008:99-114.
[3]雍瑞生,谭斌,王科.天然气化工的技术进展与发展机遇[J].天然气化工(C1 化学与化工),2009,34(4):74-79.
[4]余黎明. 我国天然气化工产业资源利用的前景分析[J].泸天化科技,2008,(2):121-126.
论文作者:辛晨
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/29
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