天然气化工利用的经济性分析
天然气化工利用
天然气化工利用现状天然气化工利用现状中国石油大学重油实验室中国石油大学重油实验室近年来随着世界各国对天然气的广泛重视得到较快发展，天然气化工逐渐成为化学工业的一大支柱。
目前，全球天然气化工年消耗量约占世界消费量的5%，天然气化工一次加工品总产量在11.6亿吨以上，其中包括合成氨、甲醇、乙炔、甲烷氯化物、甲醛和醋酸乙烯等，用途几乎涉及国民经济各个领域。
目前，我国天然气消费量占一次能源消费总量的3%左右，主要用于化工、工业燃料、城市燃气和发电四大行业，分别占34%、29% 、23%和14%，其中以天然气为原料的合成氨和甲醇生产能力分别占其总能力的20%和25%。
全球主要天然气化工产品的生产能力统计数据表明，合成氨产能最大，其次是甲醇。
据统计，目前世界上约有84%的合成氨、90.8%的甲醇、39%的乙烯（含丙烯）及其衍生产品是用天然气和天然气凝析液为原料。
据统计，目前世界上约有84%的合成氨、90.8%的甲醇、39%的乙烯（含丙烯）及其衍生产品是用天然气和天然气凝析液为原料。
的乙烯（含丙烯）及其衍生产品是用天然气和天然气凝析液为原料。
世界范围内的天然气田规模小的占90%以上，而且天然气田大多在人迹稀少的边远地区，因此甲醇由于原料路线不合理而且生产规模小，因此甲醇由于原料路线不合理而且生产规模小，故缺乏竞争力，故缺乏竞争力，故缺乏竞争力，难以进一步扩大甲醇下难以进一步扩大甲醇下游产品的生产游产品的生产。
建设大型甲醇工厂也有制约因素：一是天然气价格，直接影响甲醇竞争力，二是甲醇消费市场和气源产地的矛盾二是甲醇消费市场和气源产地的矛盾。
所以天然气的利用必须开发新的途径，天然气化工利用新过程开发，首先应该明确新技术开发的切入点首先应该明确新技术开发的切入点。
天然气转化制备合成油技术是近期国外各大石油公司研究开发的热点各大石油公司研究开发的热点。
天然气化工由于天然气主要成分是甲烷，分子结构非常稳定，可开发的下游化工产品少。
化工行业循环经济发展
化工行业循环经济发展在当今社会，化工行业作为国民经济的重要支柱之一，对于推动经济增长、提高生活质量发挥着不可或缺的作用。
然而，传统的化工生产模式往往伴随着高能耗、高污染和资源浪费等问题，给环境和可持续发展带来了巨大的压力。
为了实现化工行业的可持续发展，循环经济模式逐渐成为了必然的选择。
循环经济，简单来说，就是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的经济发展模式。
在化工行业中，循环经济的发展具有重要的意义。
首先，它有助于减少资源消耗。
化工生产需要大量的原材料，如石油、煤炭、天然气等。
通过循环经济模式，可以提高原材料的利用率，减少对新资源的开采和依赖，从而保障资源的可持续供应。
其次，能够降低环境污染。
化工生产过程中会产生大量的废水、废气和废渣，如果处理不当，将对环境造成严重的破坏。
循环经济强调对废弃物的回收和再利用，减少废弃物的排放，降低对环境的污染。
再者，有助于提高企业的经济效益。
通过资源的循环利用和废弃物的再加工，可以降低生产成本，提高产品附加值，增强企业的市场竞争力。
化工行业循环经济的发展主要体现在以下几个方面：一是在生产过程中的优化。
采用先进的生产工艺和技术，提高化学反应的选择性和转化率，减少副产物的生成。
例如，通过优化工艺流程，实现能源的梯级利用，提高能源利用效率。
同时，加强生产过程中的监控和管理，及时发现和解决问题，避免资源的浪费和环境的污染。
二是废弃物的综合利用。
化工废弃物中往往含有有价值的成分，如果能加以回收和利用，不仅可以减少废弃物的排放，还可以创造新的经济效益。
比如，废水经过处理后可以回用，废气中的有害物质可以通过吸收、吸附等方法进行回收，废渣可以用于生产建筑材料等。
三是产业共生。
化工企业之间可以通过建立产业共生关系，实现资源的共享和互补。
例如，一家企业的废弃物可以成为另一家企业的原材料，形成资源的循环利用链条。
天然气分离乙烷制乙烯经济性分析
天然气分离乙烷制乙烯经济性分析乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的70%以上，在国民经济中占有重要的地位。
世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。
一、前景分析（一）市场：供需格局依然紧张按照目前的扩张速度，预计2020年，我国乙烯产能可以达到3230万吨/年，年均增速到11.6%，与此同时当量消费量却增至4800万吨/年，当量需求缺口依然存在1800万吨。
所以未来供需格局依然不容乐观。
中国乙烯供需平衡情况及预测指标2010年2013年2014年2020年年均增速%产能万吨/年1516.5 1791.5 2079 3230 8.2 11.6 产量万吨1427 1630 1850.3 2970 6.7 12.6 当量消费量万吨2960 3492 3740 4800 6.0 6.4当量自给率% 48.2 46.7 49.5 61.9 - - （二）成本分析由于乙烯的仓储、运输要求较高，实际商品量少。
我们认为当前美国、中东的乙烯成本虽然低，但是很难直接冲击中国市场，多是以衍生品如聚乙烯、苯乙烯、乙二醇等产品的形式出口。
（三）可行性总结1.世界对于乙烯的需求量正在逐渐的增加，销售前景比较乐观。
2.乙烯是许多化工产品的基础原料，下游产品较多。
3.乙烷为原料的乙烯收率一般为77%，丙烷和丁烷的乙烯收益率在42%左右，而石脑油的收率只有约32%，因此乙烷作为原料制乙烯的前景比较乐观。
二、天然气分离乙烷制乙烯工艺原料天然气中普遍含有H2S、CO2、H2O等杂质，这些杂志在接下来的天然气运输和使用过程中会对管道、环境、设备造成不良影响，因此在对天然气进行利用之前需要把这些杂质尽量脱除。
对天然气加工阶段的工艺流程研究共包括天然气脱硫、天然气脱水、天然气分离乙烷、乙烷制乙烯四段工艺。
（一）脱硫传统的天然气脱硫技术主要有干法脱硫和湿法脱硫。
干法脱硫使用固体脱硫剂，其表面特征不能很好满足脱除硫的需要；湿法脱硫技术主要包括物理吸收、化学吸收、氧化吸收与联合吸收。
浅谈天然气化工技术现状及其发展分析
我 国天然气 化Ｔ技术 的发展起 步较晚 ， 但是从 ２ ０世纪 ９ Ｏ 年代 开始 ， 随着 天然气勘 探技术 的发展和探 明储 量的快速增 长 ， 我国 天然 气消费市场逐步 扩大 ， 促进 了天然气Ｔ 业高 速发 展 ，已经形成 了一定 的产 业基础 ， 并积 累了大量建设 的生产 经验。目 前我 国的 天 然气化 丁技 术主要 是通 过天然 气生 产合 成氨、 化 肥 以及其他 衍生 物 ， 随着 大批 天然 气 采气 田 的开 采和 大批天 然气 化Ｔ技 术公 司的建立 ， 我 国在天然气 化工衍 生品领域 的 发展取得 了重要 成就 。但是 ， 在 天然气化工 技 术快速发展 的同时 ， 我们也要 清楚的认识 到 目前我 国天然气化 工技术 与国外 的差距 ， 这主要 表 现在生产 装 置规模较 小 、能耗较 高、 Ｔ 艺较落 后 、 产 品 附加 值较 低等 多个方 面， 导致我 国天然气 化工生产企 业效益 和产 品的市场竞争力 较低 。因此 ， 在 今后还要继 续加强对天然气化工技术的研究和开发 。 ３天然气化工技术发展分析 ３ ． １ 合成气 利用 天然气 生产 有机化 学 品通常包 括
中图分类 号 ： Ｆ ４ １ ６ ． ２ ２
１概 述
文献标 识 码 ： Ａ
随着我 国经济 的快速 发展 和 国民环保 意识 的提高 ， 对能源 的消耗和需求也 逐年增 加。煤炭 、 石油 、 天然气为我 国三大基础能源 资源 ， 而天然 气 以“ 清洁 能源 ” 着称， 在 能源 领域额外引起人民的青睐 。 世界每 年的天然 气耗量达到能源 消费总量 的 ５ ％左右 ，除此 之外 ， 天然气资源在 化工领域 的利用也越 来 越受到人们 的关 注 ， 大多数 国家都 已经开 展 了关 于天 然气化 工 的研究 、 开发 ， 利用天 然 气生 产合 成氨 、 甲醇 、 乙烯 、 乙炔 、 硝 基烷 烃 和二硫化碳 等 ２ ０ 多种 衍生物 ，对世界 工业 和经济 的发展具有重要 的意义 。 本文就 当前 我 国天然 气化 工技术 的现 状和发 展方 向进 行 了详 细的分析 。 ２天然气化＿ Ｔ技术的发展现状 从２ ０ 世纪 ２ Ｏ 年代至今 ， 天然 气化工工 业 始终保 持着 稳定 、 快速 发展 的趋势 ， 尤其 最 近几年来 ， 随着世界 能源需求 的快速增 长 和环境保护压力 的不断加大 ， 世界 各 国对 天 然 气的重视程度 也越来越高 。 目前 ， 天然气 资源 已经成 为世 界化学 工业 领域 的重要 支 柱， 成 为仅次于石油 和煤炭资源 的第三大 能 源， 每年 的天然气耗 气量达 到世 界能源年 消 耗总量 的 ５ ％左右。 目前大 多数 国家都 已经 开展 了天 然气化 工 的研 究 、 开发 ， 利 用天 然 气生 成合 成氨 、 甲醇 、 乙烯 、 乙炔 、 硝 基烷 烃 和二硫化碳 等 ２ Ｏ 多种衍 生物 ，其应用 涉及 了世界经 济的所有领域 ， 对 世界工业和 经济
天然气化工产业
挑战与风险
市场竞争激烈
国内外天然气化工企业众多，市场竞争激烈，企业需不断提升自身 竞争力。
政策风险
各国政府对天然气化工产业的政策支持力度不同，企业需关注政策 变化，及时调整战略。
价格波动
天然气价格受国际政治、经济等多种因素影响，价格波动较大，对企 业经营带来不确定性。
未来发展方向
高效利用天然气资源
水平钻井技术
通过定向钻井技术，将钻孔从地 面钻入地下，以最大程度地开采
天然气资源。
多分支井技术
在单一钻孔中钻出多个分支，增 加开采面积和气藏接触，提高开
采效率。
压裂技术
利用高压液体将天然气层破裂， 使其释放出更多的天然气。
天然气净化技术
脱硫技术
去除天然气中的硫化物，以减少对环境的影响和 设备的腐蚀。
脱水技术
将天然气中的水分去除，以防止管道和设备堵塞 。
脱碳技术
去除天然气中的碳氢化合物，提高天然气的纯度 。
天然气化工产品生产技术
合成氨技术
利用天然气为原料，通过高温高压和催化剂作用，合成氨气。
甲醇生产技术
将天然气中的甲烷转化为甲醇。
乙炔生产技术
利用天然气中的乙烷和丙烷，通过电弧放电法生产乙炔。
节能减排技术
环保政策的实施有助于推动天然气化工产业向绿色、低碳、循环方向发展，促进产业转型升级。
市场准入政策
市场准入政策对天然气化工产业的规范
国家或地方政府为规范天然气化工市场而制定的相关政策，包括企业资质、产品质量标 准、市场监管等。
市场准入政策对天然气化工产业的影响
市场准入政策的实施有助于提高天然气化工企业的市场竞争力，保障产品质量和安全， 促进市场健康发展。
天然气化工产业发展现状及前景分析
天然气化工产业发展现状及前景分析1. 引言1.1 天然气化工产业的概述天然气化工产业是利用天然气作为主要原料生产化工产品的产业。
天然气是一种清洁、高效的能源资源，具有丰富的储量和广泛的应用领域，其化工产业具有广阔的发展前景。
天然气化工产业包括天然气直接转化、合成气、甲烷化等领域，涵盖了石油化工、能源化工、化学品化工等多个领域。
天然气化工产业的发展与国民经济各行业密切相关，是国民经济的支柱产业之一，对提升国家的产业水平、科技水平、国际竞争力具有重要意义。
天然气化工产业的发展也直接影响着资源的利用效率、环境保护水平、人民生活质量等方面。
随着天然气资源的逐渐开采和利用，天然气化工产业在国家能源结构调整中扮演着越来越重要的角色，成为我国能源产业转型升级的重要领域之一。
天然气化工产业具有巨大的发展潜力和重要性，是一个值得重点关注和大力发展的产业。
随着我国能源结构调整和环保政策的日益严格，天然气化工产业将迎来更加广阔的发展空间和机遇。
1.2 天然气化工产业的重要性天然气化工产业作为能源化工产业的重要组成部分，具有着重要的经济、环保和能源安全意义。
天然气是一种清洁能源，相比于传统的煤炭和石油，天然气燃烧产生的二氧化碳和有害气体更少，对环境污染更小。
发展天然气化工产业可以有效减少大气污染和温室气体排放，有利于改善环境质量和保护生态环境。
天然气化工产业还具有较高的附加值和技术含量，能够带动相关产业链的发展，推动技术创新和产业升级，为国家经济结构转型升级提供新动力。
天然气化工产业的重要性在于其能源清洁、高效、多样化，对经济、环境和能源安全均具有重要意义。
加强对天然气化工产业的研究和发展，提高产业水平和竞争力，推动产业持续健康发展，具有重要的战略意义和现实意义。
2. 正文2.1 天然气化工产业发展现状天然气化工产业是指利用天然气作为主要原料进行生产的化工产业，是我国战略性新兴产业之一。
目前，我国天然气化工产业取得了长足发展，产值不断增长，技术水平不断提高，产品结构不断优化。
天然气分离乙烷制乙烯经济性分析
天然气分离乙烷制乙烯经济性分析天然气分离乙烷制乙烯是一种常见的工业过程，该过程主要是通过从天然气中分离乙烷，然后对乙烷进行催化裂解，从而生产乙烯。
这一过程在化工行业中非常重要，乙烯是用来制造聚乙烯（PE）和其他塑料、橡胶、合成纤维等产品的基础物质。
经济性分析是对一个工业过程进行经济效益、投资回报等方面的综合评估。
下面将对天然气分离乙烷制乙烯的经济性进行分析。
首先，我们来看投资成本。
这一工艺的投资主要包括天然气分离设备、乙烷裂解装置以及其他相关设备和工程费用。
投资成本的大小取决于生产规模和技术选择。
一般来说，投资成本较高，但由于乙烯的市场需求大且价格相对较高，所以这一工艺的投资回报通常较快。
其次，我们来看乙烯的价格。
乙烯的价格受到多种因素的影响，包括市场供需关系、原料成本、市场竞争等。
在市场需求旺盛的情况下，乙烯的价格相对较高，可以带来较高的利润。
然而，如果市场需求下降或者市场竞争加剧，乙烯的价格可能下降，从而对投资回报造成一定的冲击。
第三，我们需要考虑该工艺的能耗情况。
天然气分离和乙烷裂解阶段都需要消耗大量的能源。
因此，能源成本会对工艺的经济性产生重要影响。
随着能源价格的上升，运行成本也会相应增加，从而影响到整个工艺的经济效益。
最后，还需要考虑该工艺的生产能力和市场需求的匹配情况。
如果生产能力过大，而市场需求相对较低，可能会导致产品滞销，从而影响到经济效益。
因此，在进行经济性分析时，需充分考虑市场需求和产能规模之间的匹配关系。
总的来说，天然气分离乙烷制乙烯的经济性较为可行。
尽管该工艺的投资成本较高，但由于乙烯市场需求大且价格相对较高，通常能够较快地实现投资回收。
同时，市场需求、能源价格以及产能规模与市场需求的匹配等因素也需要充分考虑。
只有在综合考虑了这些因素后，才能得出准确的经济性分析结论。
天然气在化工应用上的经济性
２ 天 然 气 化 工领 域
天 然气 化工 在生 产合成 氨 、 甲醇及 其深 加工 产 品、 乙炔 及 炔 属 精 细化 学 品 、合 成 气 （ ０＋Ｈ ） Ｃ ：
为 １ １—１２元 。这 个 价 格使 发 电 、化 工 （ 别 是 ． ． 特
化肥 和 甲醇 ）难 以承受 。
中石 油股 份公 司 内 部 用 户 销 售 价 格 （ 税 ） 含 ： 化肥用 气 ：０ ８ 元／ ． １ ｍ ，其 它用 气 ０ ９ ． ９元／ ｍ。
大庆 石 油管理 局正 把天然 气 化工 作 为支柱 产业
和重点 投 资领 域 ，以 甲醇及其 深加 工产 品和天 然 气 化 工新 技术 产 品为 重点发 展方 向 ，大 庆 的天然 气化 工 产业 正沿 着 上 、下游一 体化 和精 细化 工 相结 合 的
轨 迹发 展 。
３ 我 国 的天 然 气 价 格
甲 醇 、 液 氨 、 乙炔 基 础 产 品 。 介 绍 了传 统 的
三种 天 然 气化 工产 品 的经 济性 ，计 算 出不 同
天 然气价格 下的 经济评价 参数 。
天然 气将 成 为第一 大 能源 。 由于石 油资 源短缺 和价 格 上 涨 ，导 致 了天 然 气 化 工 产 品结 构 发 生重 大 变 化 ，天然 气合 成烯 烃 、液 体燃料 是最具 有 发展前 景
摘 要 ：天 然 气 化 工 是 我 国 天 然 气 的 主 要
从２ ０世 纪 ９ ０年代 初开 始 ，世 界石油 资源 日趋 萎缩 ，而天 然 气探 明储 量 持 续 增 长 ，在 未来 ２ ０—
３ ０年里 ，世 界范 围内 的能 源结 构 将发 生 重 大变 化 ，
消 费领域 ，利 用天然 气可 以生产 出低 成 本 的
天然气在工业中的应用
天然气在工业中的应用1、天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短。
天然气发电具有清洁环保低污染、可热电连产、能源利用率高等特点，在产地附近有较高的推广价值，远距离输配后发电成本比煤炭高出1倍，缺乏经济性。
国家为西气东输工程投资了10个天然气发电项目（如望亭电厂、张家港电厂），更是占了整个计划用气量的近40％。
但价格因素制约了发电计划的推广。
2、天然气化工工业，天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。
天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。
3、天然气汽车，以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。
4、天然气制合成油(GTL)：石油基产品因其高效、安全、方便，仍将是今后20年甚至更长时期内的主要运输燃料。
主要原油产区的动荡局势、原油探明储量的增加幅度远低于消费量的增加幅度、原油价格的大幅度波动以及天然气探明储量的高速增长为天然气制合成油提供了足够的理由。
预期到2015年这些燃料替代品将比目前现有量增加2.5倍。
其他替代品包括压缩CNG、LPG、LNG、燃料电池等，也将有一定的发展。
天然气制合成油(GTL)技术是两段工艺过程：第一段由天然气生产合成气；第二段由合成气在费-托(F-T)催化剂上转化至液体烃。
5、燃气空调：以燃气为能源的空调设备简称燃气空调。
广义上的燃气空调有燃气直燃型吸收式机组、燃气锅炉结合蒸气／热水型吸收式机组、燃气发动机热泵、燃气冷热电联供系统等几种方式，其中燃气直燃机采用可燃气体直接燃烧同时提供制冷、采暖和生活热水。
燃气直燃机能源转换途径少、技术成熟且行业发展迅速、应用普及，常规意义的燃气空调专指燃气直燃机。
各种可燃气体中天然气储量最为丰富且清洁高效，固此燃气直燃机普遍燃用天然气。
采用燃气空调替换电空调，既可填补夏季天然气利用低谷，又可有效避免夏季用电高峰，从而起到环保、节能、优化能源结构的三重效果。
天然气在化工领域的应用及经济性分析
运
Ｐｔｃｅ ｉ ｌ Ｄ ｓ Ｉ ｅｒ ｈｍｃ ｅｉｌ ０ ａ ｇ
预热后进入冷管塔冷管 ， 与催化剂床层完成热交 换， 升温后从 管壳塔顶部进 入其催化剂床层发生
合 成反 应 ， 生 甲醇 。 产 ３Ｉｍ 装 置 ： 甲醇转 化 烯 烃 单 元 和 轻 烯 烃 ）ｒ Ⅵ 由
回收单元组成 ， 甲醇转化单元 中通过流化床反 在 应器将 甲醇转化为烯烃 ， 再进入烯 烃 回收单元 中 将轻烯烃 回收 ， 到主要产 品 乙烯、 得 丙烯 ， 副产品
天然气制 甲醇 生产工艺包括高压法 、 中压法
及 低压 法 。 目前 以英 国 ＩＩ ｃ 工艺 、 国鲁奇 （ｕ ） 德 Ｌ蛹
烯烃） 合 ， 结 即天然 气 经 甲醇 制 烯 烃 （ Ｓ Ｔ ） ＧＭ ０ ，
收稿 日期 ：０ ８ ５ ２ （ ｕ ） Ｌｒ 公司开发了
采用 Ｇ Ｌ １ 工艺技术使天然气转化为液体燃料 已成为 目前世界 范 围内研究 和开发 的热点 ， Ｔ ＧＬ 的两种工艺分别为 ： ①直接转化（ 不生产合成气） 。 没有工业化应用。②问接转化（ Ｔ合成路线 ） Ｆ— 。 以Ｆ Ｔ — 合成为技术核心的 Ｇ Ｌ Ｔ 工艺 由合成气生 产、 — 合成、 Ｆ Ｔ 合成液体燃料 ３ 部分组成ｌ 。即由
Ｌ Ｇ输送 成 为另一个 可供选 择 的应用 途径 。 Ｎ
１ ４ 天然气 制化 工产 品 ．
合成液体烃加工生产各种油品或专用产品。合成
天然气化工产业发展现状及前景分析
天然气化工产业发展现状及前景分析天然气是一种重要的能源，具有广泛的应用领域，包括供暖、发电、工业燃料、交通燃料等。
天然气化工产业是将天然气转化为化工产品的过程，包括天然气净化、气化、合成等技术。
天然气化工产业的发展对于提高能源利用效率、促进经济增长、减少环境污染等具有重要意义。
目前，全球天然气化工产业发展呈现出以下几个特点：技术水平不断提升。
天然气化工产业涉及到多个领域的技术，包括气体净化技术、气体传输技术、合成化工技术等。
随着科学技术的进步和研发投入的增加，天然气化工技术不断创新和完善，提高了产业的效益和竞争力。
市场需求不断增长。
天然气化工产品广泛应用于各个领域，市场需求逐年增加。
特别是在清洁能源需求增长和环保要求提高的背景下，天然气化工产业具有广阔的市场前景。
天然气化工产品的高附加值和环境友好性也增加了市场的吸引力。
天然气化工产业在发展过程中面临一些挑战：天然气资源开发利用方式的不合理。
目前，大部分天然气资源仍以清洁能源和燃料为主要用途，而化工产品的开发利用比例较低。
这导致了天然气化工产业在一定程度上的滞后发展，未能充分利用和转化天然气资源。
天然气化工技术的瓶颈。
虽然天然气化工技术在不断进步，但仍存在一些问题，如高技术门槛、设备精细化程度低等。
这对于中小企业来说是一大挑战，限制了产业的发展。
环境保护要求的提高。
随着环境保护要求的不断提高，天然气化工产业需要更加注重减排，降低对环境的影响。
而这往往需要增加投入和技术创新，对产业的发展带来一定挑战。
面对这些挑战，天然气化工产业的前景仍然广阔。
随着国家对清洁能源的重视和产业结构的升级，天然气化工产业将迎来新的发展机遇。
具体来说，以下几个方面是未来天然气化工产业发展的重点：加大天然气资源的开发力度。
通过优化开采工艺和技术手段，提高天然气资源的开采效率和利用率，增加化工产品的供给。
加强技术创新和研发投入。
加大对天然气化工技术的研究和创新，提高技术水平和产业竞争力。
天然气制乙烯技术进展及经济性分析
2016年第35卷第6期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1733·化工进展天然气制乙烯技术进展及经济性分析胡徐腾（中国化工集团公司，北京 100080）摘要：介绍了当前几种主要的天然气制乙烯技术新进展，包括天然气经甲醇制乙烯、费-托合成制乙烯、甲烷氧化偶联制乙烯技术进展及应用情况，并对这几种工艺进行了技术经济评价，结论认为：天然气制乙烯技术的大规模应用，主要取决于天然气原料供应的有效保障及其价格是否合理，在天然气供应充足、价格合理的条件下，天然气经甲醇制乙烯工艺将会得到较快发展，而费-托合成制乙烯、甲烷氧化偶联制乙烯技术目前尚未达到成熟应用阶段，需要持续加大研发力度，争取早日实现工业化应用。
关键词：天然气；乙烯；甲醇；费-托合成；甲烷氧化偶联；技术进展；经济评价中图分类号：TQ 221.21 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）06–1733–06DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.06.013Technology progress and economy analysis on natural gas to ethyleneHU Xuteng（China National Chemical Corporation，Beijng 100080，China）Abstract：The current main technology progress of natural gas to ethylene were introduced，including natural gas to ethylene through methanol，Fischer-Tropsch synthesis route，and oxidative coupling of methane. Technical and economic evaluation of these processes were performed，and the conclusions are：the large-scale application of natural gas to ethylene technology mainly depends on the natural gas supply and it’s price. Under the conditions of sufficient gas supply and reasonable price，the technology of natural gas to ethylene through methanol will get a rapid development，while the applications of Fischer-Tropsch synthesis and oxidative coupling of methane technology at present has not yet been mature and it is necessary to continue to intensify their research and development for the realization of their industrial application.Key words： natural gas；ethylene；methanol；Fischer-Tropsch synthesis； oxidative coupling of methane；technical progress；economic evaluation近年来，全球乙烯市场需求强劲，2014年全球乙烯产能达到1.53亿吨/年，需求量1.43亿吨，产量1.3亿吨，由于供应增速低于需求增速，市场供应相对偏紧[1]。
天然气制氢技术及经济性分析
天然气制氢技术及经济性分析随着全球对清洁能源的需求日益增长，氢能作为一种无污染、高效的能源形式，正逐渐受到广泛。
天然气制氢技术作为一种重要的制氢途径，在能源转型和新能源发展过程中具有重要意义。
本文将对天然气制氢技术及其经济性进行分析和探讨。
天然气制氢技术主要是通过化学反应将天然气转化为氢气。
最基本的反应过程包括天然气和水蒸气的催化转化、蒸汽重整和部分氧化等。
这些反应过程均需要催化剂的参与，常用的催化剂包括镍、铂和钯等贵金属催化剂以及一些贱金属催化剂。
在天然气制氢技术中，蒸汽重整是最常用的方法，其反应温度一般在700-1000℃之间，反应压力为1-5bar。
该方法的优点是工艺成熟、产氢量大，但也存在耗能较大、催化剂易中毒等问题。
部分氧化法相对于蒸汽重整法具有较低的能耗和较高的氢气选择性，但反应条件较为苛刻，需要高温高压条件，对设备要求较高。
对于天然气制氢技术的经济性分析，主要考虑原料成本、设备投资、运行成本、氢气售价等因素。
在原料成本方面，天然气价格相对稳定，但在设备投资和运行成本方面，蒸汽重整法由于工艺成熟、设备简单，具有较大优势。
不同地区、不同企业的氢气售价也存在差异，需结合实际情况进行考虑。
在对比不同天然气制氢技术的优缺点时，可以根据具体情况选择最合适的方法。
例如，对于产氢量大、对氢气纯度要求不高的场景，可选用蒸汽重整法；对于耗能低、规模较小的场景，可选用部分氧化法。
同时，对于不同地区和企业，也可以根据自身特点和市场需求进行选择。
经济因素对天然气制氢技术选择的影响主要体现在以下几个方面：原料成本：天然气是制氢的主要原料，其价格波动会对制氢成本产生直接影响。
在选择制氢技术时，需要考虑不同地区的天然气价格差异，以便选择具有竞争力的制氢方案。
设备投资和运行成本：不同制氢技术的设备投资和运行成本存在较大差异。
对于大型制氢项目，需要充分考虑设备投资规模和运行维护成本；对于小型项目，则需要考虑设备机动性和适应性。
天然气化工利用的经济性分析
天然气化工利用的经济性分析摘要：文章以完全成本法模型为基准，分析了采用天然气为原料生产合成氨、甲醇、丁辛醇、氢气等产品时盈亏平衡点的天然气价格，提出了降低天然气成本，扩大应用范围的建议。
关键词：天然气成本盈亏平衡点引言：天然气是高热值的清洁能源，同时也是发展C1化学工业的基本原料，其下游衍生物以合成气为基础原料的产品，如合成氨、甲醇、丁辛醇、氢气等已形成规模化生产，有力地推动了天然气化工利用的发展。
以下对天然气的几种主要衍生物进行简单的技术经济分析，以预测不同化工产品采用天然气为原料时盈亏平衡点的天然气价格，以供天然气的化工利用方案参考。
天然气化工原料利用天然气化工已成为世界化学工业的主要支柱，目前世界上80%的合成氨，90%的甲醇用天然气为原料，在美国75%以上的乙炔以天然气为原料生产，而我国分别还不到20%，可见我国天然气化工利用有着很大的发展空间。
1、合成氨是生产氮肥不可替代的主要原料，由于石油价格的居高不下，导致重油价格上升，以天然气为原料的化肥比以重油为原料的化肥成本上有明显的优势，因此，气头化肥成为化肥生产的重点。
由于技术的进步，油头改气头化肥已经相对成熟。
2、甲醇是碳—化学的关键产品，又是重要的化工原料，同时还是未来清洁能源之一，既广泛用于生产塑料、合成纤维、合成胶、染料、涂料、香料、饲料、医药、饲料、农药等，还可与汽油掺和或代替汽油作为动力燃料。
由于甲醇下游产品需求旺盛，预计到2010年甲醇总需求量将达到700万吨以上。
近几年来有天然气条件的地方都在酝酿新上较大规模的甲醇装置。
3、天然气化工的发展还可以和氯碱工业发展相结合，我国氯碱工业的主要氯产品PVC总产量已大大突破200万t，50%以上仍采用电石法，乙烯法PVC受原料乙烯来源限制只占PVC总量30%-35%，进口VCM或EDC生产PVC，现占总量的15%-20%。
由于电石法PVC 环境污染严重，受环保政策限制，天然气用以生产乙炔再加工成PVC，与国内电石法生产成本基本持平，而环保优势突出。
天然气对经济发展的影响
天然气对经济发展的影响一、前言与背景天然气作为一种清洁、高效的能源，其行业发展与人类社会的进步息息相关。
从最早的煤炭时代，到石油的普及，再到如今天然气的广泛应用，能源的转型推动了社会的进步和经济的增长。
天然气行业的发展不仅改变了人类的能源消费结构，而且对社会的经济发展产生了深远影响。
在现代社会，天然气不仅是居民生活的必需品，也是工业生产和商业活动的重要能源。
此外，随着科技的进步，天然气化工、天然气汽车等领域的发展也为经济的多元化提供了可能。
因此，研究天然气行业的发展及其对经济的影响，具有重要的现实意义。
二、天然气行业的核心概念及分类天然气行业的核心概念天然气是指在地壳中存在的，主要由甲烷等气体组成的混合烃类气体。
它是一种非常重要的能源，具有清洁、高效、安全等优点。
天然气行业，指的是与天然气的开采、运输、储存、分销以及利用等相关的一系列经济活动。
天然气的分类1.按地质分类：可采天然气、不可采天然气2.按成分分类：干气、湿气3.按用途分类：民用天然气、工业天然气、化工天然气各类别的特征、应用领域及市场潜力1.民用天然气：主要用于居民家庭的生活用气，市场需求稳定，市场潜力较大。
2.工业天然气：广泛应用于化工、发电、金属冶炼等领域，具有较高的能源效率和环保优势。
3.化工天然气：用于天然气化工产品的生产，如合成氨、甲醇等，市场潜力巨大。
天然气行业与其他相关领域的交叉与融合天然气行业与石油、电力、环保等行业存在密切的联系。
例如，天然气与石油行业在资源开发、加工利用等方面有交集；与电力行业在能源互补、协同调度等方面有合作；与环保行业在减少污染物排放、促进绿色发展等方面有融合。
三、天然气行业的关键技术及创新成果天然气开采与提取技术随着科技的发展，天然气开采技术不断创新，如水平钻井、水力压裂等技术，使得难以开采的非常规天然气资源得到了有效的利用。
天然气储存与运输技术为了满足市场的需求，天然气储存与运输技术也在不断进步。
天然气化工产业发展现状及前景分析
天然气化工产业发展现状及前景分析天然气是一种重要的清洁能源，具有丰富的资源储量和可再生利用的特点，因此在当前全球能源结构调整和环保要求越来越高的背景下，天然气化工产业的发展前景备受瞩目。
本文将对天然气化工产业的发展现状及前景进行分析。
一、天然气化工产业发展现状1.资源储量丰富天然气是一种取之不尽、用之不竭的能源资源，具有广泛的分布和丰富的储量。
根据国际能源署的数据显示，全球天然气资源储量超过185万亿立方米，其中地质储量约为7000万亿立方米。
而且随着技术的不断进步，天然气资源的勘探和开发能力不断提升，为天然气化工产业的发展提供了有力的保障。
2.清洁高效利用相对于煤炭和石油等能源资源，天然气具有更高的清洁度和高效利用性。
燃烧天然气产生的污染物和温室气体要远远少于其他化石能源，对环境的影响也更小。
而且天然气可以直接应用于工业、生活和交通领域，还可以通过甲烷制氢、甲烷脱氢制备石化原料等方式进行深加工，利用价值可谓多样化。
3.国际市场需求增长随着国际能源结构的不断优化调整，天然气的地位越来越重要，国际市场对天然气的需求也在不断增长。
尤其是一些工业化发达国家和新兴市场国家，对清洁能源的需求日益增加。
而中国作为世界上最大的天然气进口国之一，对天然气的需求量更是不容小觑，这也为我国天然气化工产业的发展带来了巨大的机遇。
1.政策扶持力度加大在我国国家能源战略规划中，天然气被确定为重要的清洁能源，并且政府已经出台了一系列政策措施，以支持和促进天然气产业的健康发展。
加大对天然气勘探开发和输送管道建设的资金支持力度，给予天然气化工产业税收优惠等方面，这些政策将为天然气化工产业发展提供有力的政策保障。
2.技术创新不断推进当前，全球范围内的技术创新力度不断加大，尤其是在天然气勘探与开发、气化、液化、储运、利用等方面都取得了显著进展。
以页岩气等非常规天然气的开发为例，借助于水平钻井、水力压裂等技术手段，使得天然气的勘探开采难度大大降低，资源勘探领域打开了新的局面。
天然气制氢技术及经济性分析
天然气制氢技术及经济性分析摘要：天然气制氢技术的研究背景可以追溯到对氢能源的广泛关注和需求增加。
氢能源作为一种清洁、高效、可再生的能源形式，被视为未来能源体系的重要组成部分，具有潜力推动能源转型和减缓气候变化。
然而，氢气在自然界中并不常见，通常需要通过特定的技术手段进行生产。
天然气制氢技术是指利用天然气作为原料，通过化学反应将其转化为氢气的过程。
天然气中丰富的甲烷成分可用作制氢的主要原料。
天然气制氢技术可以与可再生能源相结合，利用可再生能源发电产生的电力来驱动制氢过程，实现绿色、可持续的氢气生产。
制氢技术可以将电能转化为氢气储存起来，随后在需要时再转化为电能供应，解决可再生能源波动性和间断性的问题，促进能源的高效利用。
天然气制氢技术可以提供代替传统燃料的清洁能源选择，将氢气应用于燃料电池车辆、工业生产等领域，减少对化石燃料的依赖，降低碳排放和空气污染。
综上所述，天然气制氢技术的研究背景主要基于对氢能源的需求和可再生能源的发展，旨在开发可持续、高效的氢气生产方法，推动能源转型和可持续发展。
关键词：氢能;制氢技术;天然气制氢;技术经济性;1 天然气制氢技术的概述天然气制氢技术是一种利用天然气作为原料，通过化学反应将其转化为氢气的技术。
天然气中主要含有甲烷(CH4)这一丰富的成分，因此天然气成为制氢的重要原料之一。
天然气制氢的主要过程包括蒸汽重整、部分氧化和自热重整等。
其中，蒸汽重整是最常用的方法，它通过在高温和高压下，将天然气与蒸汽反应，产生氢气和一氧化碳。
部分氧化方法则是在缺氧条件下，将天然气与氧气反应，生成氢气和二氧化碳。
自热重整是一种结合了蒸汽重整和部分氧化的方法，利用部分氧化产生的热量来促进蒸汽重整反应。
天然气制氢技术具有以下特点和优势：高效能源转化：天然气制氢过程中，甲烷能够高效转化为氢气，产率较高。
丰富的资源：天然气作为一种广泛存在的化石燃料，具有丰富的资源储量，可以提供可靠的原料供应。
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天然气化工利用的经济性分析
摘要：文章以完全成本法模型为基准，分析了采用天然气为原料生产合成氨、甲醇、丁辛醇、氢气等产品时盈亏平衡点的天然气价格，提出了降低天然气成本，扩大应用范围的建议。
关键词：天然气成本盈亏平衡点
引言：天然气是高热值的清洁能源，同时也是发展C1化学工业的基本原料，其下游衍生物以合成气为基础原料的产品，如合成氨、甲醇、丁辛醇、氢气等已形成规模化生产，有力地推动了天然气化工利用的发展。
以下对天然气的几种主要衍生物进行简单的技术经济分析，以预测不同化工产品采用天然气为原料时盈亏平衡点的天然气价格，以供天然气的化工利用方案参考。
天然气化工原料利用
天然气化工已成为世界化学工业的主要支柱，目前世界上80%的合成氨，90%的甲醇用天然气为原料，在美国75%以上的乙炔以天然气为原料生产，而我国分别还不到20%，可见我国天然气化工利用有着很大的发展空间。
1、合成氨是生产氮肥不可替代的主要原料，由于石油价格的居高不下，导致重油价格上升，以天然气为原料的化肥比以重油为原料的化肥成本上有明显的优势，因此，气头化肥成为化肥生产的重点。
由于技术的进步，油头改气头化肥已经相对成熟。
2、甲醇是碳—化学的关键产品，又是重要的化工原料，同时还是未来清洁能源之一，既广泛用于生产塑料、合成纤维、合成胶、染料、涂料、香料、饲料、医药、饲料、农药等，还可与汽油掺和或代替汽油作为动力燃料。
由于甲醇下游产品需求旺盛，预计到2010年甲醇总需求量将达到700万吨以上。
近几年来有天然气条件的地方都在酝酿新上较大规模的甲醇装置。
3、天然气化工的发展还可以和氯碱工业发展相结合，我国氯碱工业的主要氯产品PVC总产量已大大突破200万t，50%以上仍采用电石法，乙烯法PVC受原料乙烯来源限制只占PVC总量30%-35%，进口VCM或EDC生产PVC，现占总量的15%-20%。
由于电石法PVC 环境污染严重，受环保政策限制，天然气用以生产乙炔再加工成PVC，与国内电石法生产成本基本持平，而环保优势突出。
此外，随着近年国际天然气合成油技术以及相关技术突破，天然气制合成油已具有竞争力，天然气制的合成油不含芳烃、重金属、硫等环境污染物，是环保型优质燃料，有广大的消费市场。
表1 产品及公用工程价格元/t
项目名称价格（含税）
产品
合成氨 1 400
甲醇 1 615
丁辛醇 5 230
氢气7 200
丙烯(化学级) 3 333
公用工程
新鲜水 2.34
高压蒸汽80
中压蒸汽70
氮气/元·m－30.50
电/元·（kW·h）－10.50
脱盐水11.7
工业风/元·m－30.35
循环水0.29
2 天然气下游产品盈亏平衡点测算
2.1 合成氨及尿素
以300 kt/a合成氨装置为基准，合成氨售价为1 400元/t，天然气消耗量为每吨氨1 070 m3，设盈亏平衡点时天然气价格为x元/m3。
合成氨成本构成见表2。
表2 合成氨成本构成表元/t
项目成本
直接材料 1 070x +144
原材料1070x
辅助材料16
燃料及动力128
直接工资6
制造费用299
生产成本1070x +449
完全成本(1+10%)(1 070x +449)
(1+10%)(1 070x +449)=1 400-[1 400-(1 070x +144)]×13%(1+7%+3%)/(1+13%) x=0.67元/m3
采用天然气加压蒸汽转化法生产时，在合成氨价格为1 400元/t的情况下，完全生产成本中原材料及辅助材料约占52%，盈亏平衡点时天然气的价格为0.67元/m3。
由于近几年尿素价格持续走低，造成合成氨对天然气价格承受能力较差。
2.2 甲醇
以规模为300 kt/a天然气重整合成装置为基准，天然气耗量为每吨甲醇959m3，设盈亏平衡点时天然气价格为x元/m3。
甲醇成本构成见表3。
表3 甲醇成本构成表元/t
项目成本
直接材料959x +93
原材料959x
辅助材料33
燃料及动力60
直接工资6
制造费用312
生产成本959x +411
完全成本(1+10%)(959x +411)
(1+10%)(959x +411)=1 615-[1 615-(959x +93)]×17%(1+7%+3%)/(1+17%) x=1.02元/m3
在甲醇价格为1 615元/t时，甲醇完全成本中原料及辅助材料占63%，生产甲醇所需天然气的盈亏平衡点为1.02元/m3。
若甲醇规模扩大，产品成本中固定费用将进一步下降，盈亏平衡点将上升。
2.3 丁辛醇
以250 kt/a丁辛醇装置为基准，采用天然气重整生成合成气，合成气与丙烯液相羰基合成生成丁辛醇工艺路线。
产品方案为丁醇140 kt/a，辛醇110 kt/a，合成气单耗为每吨丁辛醇760m3，丙烯单耗为每吨丁辛醇0.72 t，化学级丙烯价格为3 333元/t。
先由丁辛醇价格求出合成气价格，再进一步求出天然气价格。
设盈亏平衡点时合成气价格为x元/m3，天然气价格为y元/m3。
丁辛醇成本构成见表4。
表4 丁辛醇成本构成元/t
成本
项目
丁辛醇产品合成气
直接材料760x +3 379735y +682
原材料760x +2 773735y
辅助材料33032
燃料及动力276650
直接工资813
制造费用150370
生产成本760x +3 537735y+1 065
完全成本(1+10%)(760x +3 537)(1+10%)(735y +1 065)
(1+10%)(760x +3 537)=5 230-[5 230-(760x+3 379)]×17%(1+7%+3%)/(1+17%) x=1.46元/m3，即合成气价格为1.46元/m3（2 190元/t）
(1+10%)(735 y +1 065)=2 190-[2 190-(735y+682)]×17%(1+7%+3%)/(1+17%) y =1.13元/m3，即天然气价格为1.13元/m3。
按丁辛醇价格为5 230元/t，原材料占完全生产成本的74%，这主要是由于原料中除合成气外，还需化学级丙烯约每吨丁辛醇2 400元，故原料占成本比例较高，按完全成本法，由合成气测算出盈亏平衡点的天然气价格为1.13元/m3。
2.4 制氢
制氢装置以规模4×104m3/h (28.57 kt/a)为基准，工艺路线为天然气催化重整，天然气耗量为每吨氢气5 200m3。
设盈亏平衡点时天然气价格为x元/m3。
其完全成本构成见表5。
表5 完全成本构成元/t
项目成本
直接材料 5 200x +82
原材料 5 200x
辅助材料40
燃料及动力42
直接工资34
制造费用268
生产成本 5 200x-85
完全成本(1+10%)(5200x-85 )
注:生产成本已扣副产蒸汽469元/t。
(1+10%)(5 200x-85)=7 200-[7 200-(5 200x+82)]×17%(1+7%+3%)/(1+17%) x=1.26元/m3。
当氢气价格为7 200元/t时，天然气重整制氢中原料占完全成本的91%，按完全成本法测算，盈亏平衡点的天然气价格为1.26元/m3。
3 结论及建议
从上述分析看出，不同化工产品对天然气价格的承受能力不同，上述产品中以合成氨承受能力最差，制氢承受能力最强，其综合盈亏平衡点见表6。
表6 天然气下游产品盈亏平衡点价格元/m3
产品名称产品单价/ 元·t-1盈亏平衡点
合成氨 1 4000.67
甲醇 1 615 1.02
丁辛醇 5 230 1.13
氢气7 200 1.26
由表6看出，除化肥外，国内化工产品对天然气价格的承受能力范围在1.0元/m3～1.26元/m3之间，产品单价越高，天然气盈亏平衡点的价格也越高,但不是比例关系。
中石化集团公司拥有渣油造气、轻油制氢等装置，如何利用廉价清洁的天然气替代不合理的原料和燃料路线，扩大天然气应用范围，是提高集团公司整体效益的主要措施之一，关键是要进一步降低天然气开采及输送成本。
2000年，中石化集团公司天然气产量已达39.26×108 m3，从中石化总体统筹考虑，应加大天然气开发的技术投入，提高上下游整合度，降低开采及管输成本，用廉价天然气顶替
企业所需的轻油、抽余C
4、裂解C
5
等深加工价值较高的化工原料，降低企业能耗和原料消
耗，盘活固定资产，为产品深加工提供原料支持。
对距天然气田较远，用气成本较高的东部企业，也可按洞氮煤造气的模式，利用丰富的煤炭资源生产合成气，以系统优化企业燃料及原料结构，提高下游合成氨、醇类、制氢等产品的市场竞争力，当然也有煤利用的经济性分析问题。
参考文献
1. 于守法. 建设项目经济评价方法与参数应用讲座. 北京：中国计划出版社，1995. 85页
2 .赵永丰. 化工百科全书（第13册）. 北京：化学工业出版社，1997. 54页
3.中国的天然气化工地图、项目名录和报告．中华天然气全图和行业报告[引用日期2012-08-23] ．。