论文部分内容阅读
摘 要:随着世界各国能源供应的紧缺,预计50年之后石油将耗尽,这就要求新的能源产生,作为较为环保且安全的能源,天然气受到各国的青睐,目前各国正在加紧研究天然气用于化工领域的新技术,并取得了理想的成果。
关键词:天然气 技术开发 趋势
从目前各国使用能源类型的形式来看,石油依然是人们选择最多的能源,但是随着汽车数量的增多,工厂毫无节制的使用,造成了石油已经无法供应庞大的消耗,而天然气作为具有较大潜力的开发能源必将替代石油成为人们日常生活中的主要能源。
一、能源開发前景
石油是不可再生能源,目前世界已经探测石油的储量是1.2X104,同时根据现在的开发量和各国的使用量,石油供应的形势必将日益严峻,石油也必将有枯竭的一天,世界各国应该从长远角度出发,开发新的能源,例如天然气,风能,太阳能等等。而天然气作为其中潜力最大,用途也最多的能源,在化工领域已经能够基本代替石油进行生产,同时还避免石油消耗出现的大气污染等危害。
二、天然气化工产业的优势
天然气成为化工产业的能源是从上个世纪二十年代开始的,当时天然气的应用技术并不十分成熟,主要用于制造合成氨的原料氢为主,因为其他途径制造氢原料的难度很大,消耗也特别严重,而用天然气做原来哦不仅来源简单,并且节省能源,从此就通过天然气来制造氢原料,此后也一直是氢的主要供应原料。虽然在70年代曾经受到石油乙烯等油脂类加工方法的强烈冲击,但是天然气丰富的资源,独特的加工技术一直立于化学加工产业的不败之地。同时,天然气相对于其他能源材料,价格低廉且稳定,不会轻易受到国际经济的波动影响,其次,天然气可以生产多种产品,例如合成氨,化肥,乙炔以及其衍生品,水煤气等一系列大宗化工原料。在这些方面,由于天然气化工产业的不断推进,加工技术已经逐步成熟,在经济方面也具有比较明显的优势。因此,这些化工产品以及衍生品一直是天然气化工的主要生产品。
三、利用天然气制造液体燃料
众所周知,目前各国都在加紧研究代替石油的新能源,比较环保的比如太阳能,电能等等,而在化工领域,则有甲醇,乙醇及其衍生品,在二十世纪八十年代,科学家已经研制出两种用天然气为原料生产液体燃料,简称为GTL,其中一种研制路线为由天然气制作成合成气,再由合成气加工成甲醇,由甲醇生产出汽油,另一种方式是以蜡为中间产品,最后加工成馏分油。
甲醇制汽油的研究方法,是由美国的mobil公司在上个世纪七十年代开发的,这种开发方法被认为是天然气化工行业的重要突破之一。它开启了天然气用于代替石油能源的新局面,正式将天然气列入新能源开发领域的行列。但是用甲醇制造液体燃料,需要较高昂的费用,只有在石油价格波动剧烈的时候才能显示出甲醇制汽油的优势,同时甲醇的应用广泛,不仅可以直接用作汽车的燃料,同时还可以为燃料电动车提供动力。
而另一种方式以生产馏分油和重质蜡为中间介质,从而加工出成品汽油。这种方式是美国的shell公司历经17年,在1990年研制成功,并在3年后顺利投产,这种方式大约能生产出中间馏分油50万t/a。虽然这种方式并无技术缺陷,也没有生产危险,但是在生产过程中生产链条过长,生产效率不高,因此在目前竞争激烈的能源市场很难立足。
四、天然气合成醇类
目前由天然气加工而成的主要成分有以甲醇为主的甲基燃料,以乙醇为主的乙基燃料,因为在生产过程中采用不同的生产路线,同时使用的催化剂也不尽相同,因此就会产生不同类别的醇级燃料。
合成醇类的方式主要有甲醇同系制乙醇以及用合成气体制乙醇,化学反应方程式为CH3OH+CO=2H2→C2H5OH+H2O,通过天然气合成醇类主要是通过催化剂的作用催化反应的进行。
目前世界各国共有如下几种合成醇类的工艺,首先是MAS工艺,这种工艺是由snam公司与topse公司共同研制的,它应用的主要是Zn-Cr催化剂,其次是IFP工艺,这种工艺是由Dow化学工厂和UCC工厂共同开发,主要应用的是MoS耐硫催化剂,最后是Octamix工艺,这种工艺是由Lurgi单独开发,应用的是Cu-Zn催化剂。
针对上述的几种工艺,各有各的优势。例如MAS工艺,这种工艺是最成熟的,也是最为完善的,其次就是IFP工艺,而在催化剂的使用效率方面,当属Sygmol工艺,它的催化剂具有独特的抗硫技术,能够提取高质量的醇类,它的化工利用前景也是最为广泛的。但是针对目前我国的实际情况,Octamix是使用最为广泛的技术,虽然这种工艺催化剂的准备工作较为严格,设备的要求比较高,但是生产效率且很高,如果假以时日,这种工艺在我国一定会得到广泛的应用。
五、天然气合成醋酸
目前利用天然气合成醋酸的方法在世界各国都很通用,这种方法主要以甲醇和一氧化碳为主要原料,然后通过Cativa工艺将甲醇羟基化,再通过混合一氧化碳进行过滤,最后合成醋酸,这种方式不仅减少工厂的占地面积,同时还可以大大的减少生产所需经费,比其他途径加工醋酸节约将近百分之三十的经费。
六、结语
通过上述对于天然气化工的发展趋势来看,天然气化工的未来还是大有作为的,我国的企业应该立足实际,充分挖掘天然气的有效用途,大力开展醇类物质等产品,积极研制新的方式制造新能源,并利用天然气合成气延伸发展路线,加强国际间企业的合作,借鉴各国的先进经验,丰富天然气的开发与利用。
参考文献
[1]钱波章,天然气化工的技术与经济分析[J].化工技术经济,2004.22(2).
[2]曹发海,范权,王升,由天然气制低碳烯烃的技术前景[J],中氮肥,2001,6(1).
[3]柴国墉,合成气直接合成低碳醇的工艺技术分析[J],天然气化工,1998(4):35-40.
[4]魏双绍,低碳混合醇研究现状以及开发建议[J],天然气化工,1990,15(6):49-55.
关键词:天然气 技术开发 趋势
从目前各国使用能源类型的形式来看,石油依然是人们选择最多的能源,但是随着汽车数量的增多,工厂毫无节制的使用,造成了石油已经无法供应庞大的消耗,而天然气作为具有较大潜力的开发能源必将替代石油成为人们日常生活中的主要能源。
一、能源開发前景
石油是不可再生能源,目前世界已经探测石油的储量是1.2X104,同时根据现在的开发量和各国的使用量,石油供应的形势必将日益严峻,石油也必将有枯竭的一天,世界各国应该从长远角度出发,开发新的能源,例如天然气,风能,太阳能等等。而天然气作为其中潜力最大,用途也最多的能源,在化工领域已经能够基本代替石油进行生产,同时还避免石油消耗出现的大气污染等危害。
二、天然气化工产业的优势
天然气成为化工产业的能源是从上个世纪二十年代开始的,当时天然气的应用技术并不十分成熟,主要用于制造合成氨的原料氢为主,因为其他途径制造氢原料的难度很大,消耗也特别严重,而用天然气做原来哦不仅来源简单,并且节省能源,从此就通过天然气来制造氢原料,此后也一直是氢的主要供应原料。虽然在70年代曾经受到石油乙烯等油脂类加工方法的强烈冲击,但是天然气丰富的资源,独特的加工技术一直立于化学加工产业的不败之地。同时,天然气相对于其他能源材料,价格低廉且稳定,不会轻易受到国际经济的波动影响,其次,天然气可以生产多种产品,例如合成氨,化肥,乙炔以及其衍生品,水煤气等一系列大宗化工原料。在这些方面,由于天然气化工产业的不断推进,加工技术已经逐步成熟,在经济方面也具有比较明显的优势。因此,这些化工产品以及衍生品一直是天然气化工的主要生产品。
三、利用天然气制造液体燃料
众所周知,目前各国都在加紧研究代替石油的新能源,比较环保的比如太阳能,电能等等,而在化工领域,则有甲醇,乙醇及其衍生品,在二十世纪八十年代,科学家已经研制出两种用天然气为原料生产液体燃料,简称为GTL,其中一种研制路线为由天然气制作成合成气,再由合成气加工成甲醇,由甲醇生产出汽油,另一种方式是以蜡为中间产品,最后加工成馏分油。
甲醇制汽油的研究方法,是由美国的mobil公司在上个世纪七十年代开发的,这种开发方法被认为是天然气化工行业的重要突破之一。它开启了天然气用于代替石油能源的新局面,正式将天然气列入新能源开发领域的行列。但是用甲醇制造液体燃料,需要较高昂的费用,只有在石油价格波动剧烈的时候才能显示出甲醇制汽油的优势,同时甲醇的应用广泛,不仅可以直接用作汽车的燃料,同时还可以为燃料电动车提供动力。
而另一种方式以生产馏分油和重质蜡为中间介质,从而加工出成品汽油。这种方式是美国的shell公司历经17年,在1990年研制成功,并在3年后顺利投产,这种方式大约能生产出中间馏分油50万t/a。虽然这种方式并无技术缺陷,也没有生产危险,但是在生产过程中生产链条过长,生产效率不高,因此在目前竞争激烈的能源市场很难立足。
四、天然气合成醇类
目前由天然气加工而成的主要成分有以甲醇为主的甲基燃料,以乙醇为主的乙基燃料,因为在生产过程中采用不同的生产路线,同时使用的催化剂也不尽相同,因此就会产生不同类别的醇级燃料。
合成醇类的方式主要有甲醇同系制乙醇以及用合成气体制乙醇,化学反应方程式为CH3OH+CO=2H2→C2H5OH+H2O,通过天然气合成醇类主要是通过催化剂的作用催化反应的进行。
目前世界各国共有如下几种合成醇类的工艺,首先是MAS工艺,这种工艺是由snam公司与topse公司共同研制的,它应用的主要是Zn-Cr催化剂,其次是IFP工艺,这种工艺是由Dow化学工厂和UCC工厂共同开发,主要应用的是MoS耐硫催化剂,最后是Octamix工艺,这种工艺是由Lurgi单独开发,应用的是Cu-Zn催化剂。
针对上述的几种工艺,各有各的优势。例如MAS工艺,这种工艺是最成熟的,也是最为完善的,其次就是IFP工艺,而在催化剂的使用效率方面,当属Sygmol工艺,它的催化剂具有独特的抗硫技术,能够提取高质量的醇类,它的化工利用前景也是最为广泛的。但是针对目前我国的实际情况,Octamix是使用最为广泛的技术,虽然这种工艺催化剂的准备工作较为严格,设备的要求比较高,但是生产效率且很高,如果假以时日,这种工艺在我国一定会得到广泛的应用。
五、天然气合成醋酸
目前利用天然气合成醋酸的方法在世界各国都很通用,这种方法主要以甲醇和一氧化碳为主要原料,然后通过Cativa工艺将甲醇羟基化,再通过混合一氧化碳进行过滤,最后合成醋酸,这种方式不仅减少工厂的占地面积,同时还可以大大的减少生产所需经费,比其他途径加工醋酸节约将近百分之三十的经费。
六、结语
通过上述对于天然气化工的发展趋势来看,天然气化工的未来还是大有作为的,我国的企业应该立足实际,充分挖掘天然气的有效用途,大力开展醇类物质等产品,积极研制新的方式制造新能源,并利用天然气合成气延伸发展路线,加强国际间企业的合作,借鉴各国的先进经验,丰富天然气的开发与利用。
参考文献
[1]钱波章,天然气化工的技术与经济分析[J].化工技术经济,2004.22(2).
[2]曹发海,范权,王升,由天然气制低碳烯烃的技术前景[J],中氮肥,2001,6(1).
[3]柴国墉,合成气直接合成低碳醇的工艺技术分析[J],天然气化工,1998(4):35-40.
[4]魏双绍,低碳混合醇研究现状以及开发建议[J],天然气化工,1990,15(6):49-55.