新疆吉木乃广汇液化天然气发展有限责任公司 新疆阿勒泰 836800
摘要：作为重要能源之一，天然气具有清洁环保、经济优质等优势。同时其还是一种比较重要的化工原料。全球每年耗用的天然气量会占据能源消耗总量约5%的比例。另外，当前天然气资源在化工领域也得到了日益广泛的应用。许多国家都对天然气化工展开了深入的研究与开发，利用其生成了乙烯与乙炔等，这有效推动了全球经济与工业的良好发展。因此，为了可以充分地推动我国经济社会的发展，那么我国就要加强对天然气化工技术的研究与开发，从而更充分地利用天然气能源，达到节能降耗、节能减排、绿色环保的目的。
关键词：天然气化工；利用；发展趋势
1天然气化工发展的现状分析
天然气的探明量越来越多，50年代探明量约8.5万亿立方米，目前，探明量已经超过了800万亿立方米。现阶段，天然气主要应用于民用燃料和化工生产等领域，化工中合成氨占有非常重要的地位，是化肥等化工产品的主要成分。目前，全球上制氨的主要原料为天然气。天然气制甲醇目前在国际上普遍使用。甲醇属于清洁、干净、环保的液体类燃料。随着环境保护意识的不断加强，很多国家开始推广甲醇作为燃料。此外，甲醇能够转化成合成油，通过进一步转化制成为烯烃或芳烃。
2天然气化工技术的利用
2.1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。
2.2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。
2.3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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3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。
4我国天然气化工发展的建议
4.1促进非常规天然气产业发展
我国的煤层气、页岩气和致密气等非常规天然气资源特别丰富，大约有2.8×1015立方米，比常规天然气的总量高出约五倍。现阶段我国的煤层气和致密气已经可以进行大规模的开发，而且正在逐渐开发页岩气。为了促进我国天然气产业的良好发展，相关部门一定要积极研发非常规天然气产业，建立健全相关的制度体系，并且和先进国家交流合作，学习先进的天然气开发技术。
4.2加大研究甲烷的直接转化技术
在工业生产过程中，应用天然气比较成熟的技术手段是把甲烷转化为合成气，再进一步开发下游产品。在工业生产中甲烷的直接转化正处在研究阶段，要加大研究力度，找到有效技术来使甲烷实现直接转化利用。现阶段，工业生产上一般利用间接法进行：在高温环境下，天然气中的甲烷分子会和氧气、二氧化碳或者水蒸气发生反应，从而得到合成气。然后可以利用费托法，在催化剂的作用下把合成气转变成高碳的烃类分子。还可以先把合成气制备甲醇，再使用微孔分子筛催化剂进行脱水，生产成烯烃和其他化学品。利用甲烷间接转化法具有很多的缺陷，主要体现为投入成本大，转化路线长，而且总碳的利用率比较低，还会排放大量的二氧化碳。甲烷直接转化法可以有效弥补这些缺陷，这种方法的路线很短，而且能效比较高，产生的二氧化碳也很少。但是，甲烷直接转化法有很大的技术难点，容易出现甲烷的选择活化、定向转化和催化剂积炭失活等情况。目前，在甲烷高效直接转化方面取得了重大的研究成果，制备了单中心低价铁原子镶嵌在碳化硅晶格或者氧化硅的催化剂，在高温环境下甲烷分子通过自由基偶联反应可以直接生成乙烯和萘、苯等高碳芳烃分子，而且产物的碳原子利用效率几乎可以到达100%。这也表明通过催化技术的变革，未来在工业生产中可以实现甲烷的高效直接转化。
4.3煤制天然气项目的前景
我国的油气资源非常紧张，利用煤制天然气可以缓解这一现象。虽然我国的煤炭资源很丰富，但是人均储量比较少，煤炭资源必须先保证冶金、发电等行业的正常使用。在我国的内蒙古和新疆等地有非常多的低热值褐煤、高灰分煤以及高硫等资源，如果直接燃烧会产生大量的氮、灰尘以及硫，对环境有很大的污染。同时这些资源离消费中心比较远，运输成本比较高，而且损耗大。利用这些资源来合理的发展煤制天然气可以实现煤炭的清洁利用。
结束语
天然气具有非常多的优势，是研制乙炔和乙烯等化工原料，有利于工业的快速发展。为了促进我国社会经济的蓬勃发展，相关部门人员要重视对天然气化工技术的研发，充分发挥天然气的作用，实现绿色化工、节能减排的效果。
参考文献：
[1]罗仂.天然气化工技术探讨[J].化工设计通讯，2017，43（08）：10.
[2]曹新.天然气化工生产工艺技术优化[J].化工设计通讯，2017，43（08）：56.
[3]刘子琦.天然气化工工艺生产管理[J].化工设计通讯，2017，43（08）：102.
[4]祝燕，周钊.天然气化工技术现状与发展趋势分析[J].化工管理，2017（33）：97.
论文作者:何黎阳
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/25
标签：天然气论文; 化工论文; 甲烷论文; 甲醇论文; 工艺论文; 芳烃论文; 乙烯论文; 《防护工程》2018年第33期论文;