浅谈天然气化工的利用与发展

2022-12-28

概述

改革开放为我国的机器化大生产和现代化建设提供了政策支持和保障, 也为我国化工业生产注入了活力, 迎来机遇, 近年来我国天然气化工工业发展迅速, 在高经济增长趋势下, 社会环境问题也越来越突出并受到社会各界的广泛关注, 对天然气化工的开发利用也给予高度重视。天然气资源作为新型的能源, 在人们生活领域发挥的作用广泛, 同时也是化学工业领域中的重要支柱, 成为城市居民生产生活不可缺少的能源。我国天然气耗气量占世界能源消耗总量的比重大, 是天然气能源消耗大国, 发达国家逐渐在转变本国的能源消费结构, 优化能源资源利用, 世界上大多数的国家也在致力于对新能源的开发, 开展各种形式的能源研究活动, 设立天然气能源开发与利用项目等, 来提高天然气能源的利用率和节约环境成本。

一、我国天然气技术的利用现状

天然气化工技术在我国起步较晚, 还具有很大的开发利用价值, 当前天然气技术的延伸主要体现在, 利用天然气合成聚甲醇、乙烯、甲醇等资源, 这些衍生物在经济发展领域应用广泛, 提升了世界工业发展的层次。虽然化工技术在我国起步晚, 但是也跟随我国其他科学技术发展的步伐, 取得了极大的进步, 吸取世界化工技术的发展成果, 并伴随国内市场的刺激, 涌现出一批极具规模和实力的化工企业, 推动我国天然气开发利用技术的创新[1]。天然气工业的壮大, 并逐渐发展成一条产业链, 产业集聚效应优势得以发挥, 天然气化工衍生品也在增多, 但是, 我国天然气能源利用率低, 环境破坏严重以及我国天然气化工技术与发达国家直接的巨大差距等问题不容忽视, 化工企业规模小, 分散, 能源消耗高, 产品增值率低和工艺落后都是我国化工工艺在未来发展中需要改善的地方, 其发展还受到能源不足、价格高等条件的限制。如何提高天然气能源的利用率, 进行更加可持续的开发成为我国能源开发与利用领域的重要目标。

二、天然气化工技术的延伸

1. 天然气制甲醇

天然气通过合成气来制甲醇, 这种工艺投资成本低, 工艺流程简单, 是天然气工艺延伸最简洁有效的途径, 但是目前国内的工艺技术比较落后, 仍停留在最初的传统开发阶段, 国际上也在研究和寻找更加便捷节约的方法, 从少量的天然气中获得更多的甲醇。这些工艺主要有ICI法、Lurgi低压法, 还包括均相氧化法和多相催化氧化法, 这两种方法是目前国际上普遍采用的研究方法, 均相氧化法要比多相氧化法的效果好, 甲烷的转换率也高[2]。经天然气制成的甲醇用途广泛, 应用于染料、涂料、医药等领域, 应用技术也在不断改进, 节约成本, 降低投资, 化工企业需要扩大生产规模, 发展大型化的化工企业。

2. 天然气制聚甲醛

聚甲醛是一种工程塑料, 表面很光滑, 致密和耐冲击效果好, 富有弹性, 电性能好, 是目前工业生产不可或缺的工程结构塑料。这种材料是通过甲醛水溶液合成的, 在国内较常用的工艺是均聚工艺和共聚工艺这两种, 共聚工艺工艺使用的是强酸催化剂, 能够将甲醛水溶液顺利转化成三聚甲醛单体, 再通过溶剂萃取等工艺制成。随着化工生产的规模化和大型化, 聚甲醛的需求量和消费量递增速度迅速, 尤其是我国国内的需求量达, 但是由于我国聚甲醛企业的产能低效, 未能满足国内市场的需求, 大部分都是依靠进口, 不利于国内生产的扩大。

3. 天然气制乙烯和芳烃

在全球市场需求的刺激下, 制取乙烯工艺越来越受到世界工业生产企业的关注, 国际上的大多数国家都建有自己的实验室和研究中心, 并已开发出诸多的新工艺。这种工艺主要是采用OCM制乙烯法, 这种方法是结合气相自由基和气固反应两种原理的前提下, 对乙烯开发和利用, 但是由于这种制造工艺在制造过程中自由基难以控制, 产品不易分离, 乙烯转化率比较低, 使得OCM制乙烯工艺的市场竞争力低, 技术开发的价值不大, 不能满足技术进步的要求, 必须寻找到具有高活性的催化剂来克服这种技术瓶颈[3]。芳烃的制取有有氧和无氧两种催化方法, 有氧转化下的转化率低, 主要是由于甲烷合成芳烃的工序难以控制和把握, 造成芳烃的收率低, 并且无法满足芳烃工艺制取的要求;而在无氧条件下, 有于我国在这方面的技术比较成熟, 具有一定的优势, 水平比较先进, 能够带来更好的经济和社会效益, 所以, 我国目前着重对无氧技术催化的开发和利用。

4. 天然气化工利用的展望

我国天然气化工利用的延伸工艺还比较贫乏, 制甲醇、聚甲醇、乙烯和芳烃的能源的规模都比较小, 装备设施较落后, 能耗和投资成本双高, 效益却比较低, 所以我国应建设大规模的天然气化工延伸企业。企业要提高天然气的精细化深加工, 延长化工工艺的产业链, 发挥产品的增值效应, 追求高品质的天然气衍生产品, 提高生产效能, 为企业的发展营造更广阔的发展空间;对于政府来说, 能源的节约和利用率的提高, 可以降低因能源开发所引发的社会问题并为此付出的社会成本, 而且我国能源生产的原材料大多数是受政府管制和制约的, 所以政府应该制定完善的政策和法规鼓励和支持天然气化工工艺的发展, 加大科研力度, 适当调整国家的原材料供应渠道, 为天然气化工的利用和发展营造良好的政策环境和保障体系。

总结

天然气作为一种新型的清洁能源, 具有广阔的发展空间和前景, 是被国际认可的未来化工工业发展的原料来源, 同时也是我国化工业发展的重要支柱, 开发和利用天然气化工的衍生产品已成为大势所趋。虽说我国在天然气化工产业链发展上不是很到位, 但是通过天然气制取甲醇、聚甲醛、乙烯和芳烃等工艺都具有比较成熟的研发技术, 随着天然气利用工艺的开发, 能源需求的扩大, 环境保护的重要性, 以及人类生存环境保护压力的增加, 更应该开发具有高效能、高利于的天然气衍生产品, 在技术上的开发和利用都是我们对天然气发展的展望和期待。

摘要：我国的天然气资源比较丰富, 近年来, 在科学技术的推动和社会进步的发展进程中, 我国的天然气化工技术也得以提高, 极大地促进了生产效率的提高, 能源资源得到合理利用, 同时还节约资源, 保护环境, 市场需求量大, 具有广阔的发展前景。

关键词：天然气化工,技术利用,发展