石油与天然气的化工应用 简介 石油、天然气是具有广泛用途的矿产资源。它们的利用是随着人类生产实践和科学技术水平的提高而逐步扩大。从远古时代开始并在相当长的历史时期，古人只是直接、简单、零星的用作燃料、润滑、建筑、医药等方面。随着人们经验的积累，18世纪末，开始认识到把石油通过蒸馏并依次冷却冷凝而获得不同的油品，如煤油和汽油等。初期的炼制由于对汽油和重油尚找不到用途而废弃或烧掉,因而主要生产自1782年发明了煤油灯以后用量急剧增多的煤油。19世纪以来，由于内燃机的发明，扩大了对石油产品的利用，有力地推进了石油加工技术的发展。又随着内燃机技术迅速发展，各类以内燃机做驱动力的运载工具如汽车、柴油机、飞机、船只等数量巨增以及用于军事的坦克、装甲车、军舰的相继出现，不仅要求质量不同的油品，而且用量也大大增加，石油的用途不断扩大。20世纪中叶，有机合成技术的出现和发展，进一步拓宽了石油天然气的应用范围。因此，石油就成为当今人类社会中极其重要的动力资源和化工原料， 石油天然气的应用 石油、天然气是不同烃化合物的混合物，简单作为燃料是极大的浪费，只有通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大的经济价值。石油经过加工，大体可获得以下几大类的产品：汽油类（航空汽油、军用汽油、溶剂汽油）；煤油（灯用煤油、动力煤油、航空煤油）；柴油（轻柴油、中柴油、油）；燃料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品（凡士林、石油蜡、沥青、石油焦碳等）。 经过加工石油而获得的各类石油产品，在不同的领域内有着广泛的、不同的用途。石油产品（汽油、煤油、柴油）作为优质的动力燃料，已经不可替代地成为现今工业、农业、交通运输以及军事上使用的各种机械“发动机的粮食”。没有“油料”各种运载工具都会瘫痪。据统计，一辆四吨载重汽车百吨公里耗油5kg；一辆载重4吨的柴油汽车百吨公里耗柴油3kg；一标准台拖拉机年耗柴油
序言 为缓解资源短缺带来的能源供需不平衡，以及近些年来我国环境的持续恶化，急需一种新的、清洁能源来解决这两个严峻的问题，因此天然气应运而生了。天然气具有经济，环保，安全等多种性能，通过多年对天然气应用技术的研究和实践终于使天然气在很多行业得到了理想的推广和利用。文章重点论述了天然气在发电，汽车等各种领域中应用现状及其相关的新技术，希望能使大家了解目前天然气的各种应用技术。 第1章天然气的分类、组成及性质 1.1天然气的分类 按产状分类天然气可分为：游离气、溶解气、吸附气及固体气; 按经济价值分类天然气可分为：常规天然气和非常规天然气； 按来源分类天然气可分为：有机来源和无机来源； 按烃类组成分为:干、湿气（富气、贫气），烃类按组成分类天然气可分为：气、非烃类气； 按酸气含量分为：净气、酸气 我国习惯分法：伴生气、气藏气和凝析气 伴生气：系产自油藏（含油储集层）的气，也称油田气。指在地下储集层中伴随原油共生，或呈溶解气形式溶解在原油中，或呈自由气形式在含油储集层上部游离存在的天然气。伴生气一般多为富气。 气藏气：系产自气藏（含气储集层）的气，也称气田气。指在地下储集层中均一气相存在，采出地面仍为气相的天然气。气藏气多为贫气。 凝析气：系产自具有反凝析特征气藏的气。指在地下储集层中呈均一气相存在，在开采过程中当气体温度、压力降至露点状态以下时会发生反凝析现象而析出凝析油的天然气。 1.2天然气的组成 天然气是由烃类和非烃类组成的复杂混合物。大多数天然气的主要成分是气体烃类，此外还含有少量非烃类气体。天然气中的烃类基本上是烷烃（C10～C60），非烃类气体，一般为少量的N2，O2，H2，CO2，H2O， H2S及惰性气体。 1.3天然气基本物理性质 由于天然气是由互不发生化学反应的多种单一组分气体混合而成，其组分和组成无定值。只能假设成具有平均参数的某一物质，故它的基本物性参数可由单一组分气体的性质按混合法则求得。 天然气的物理性质指其平均分子量、密度、蒸汽压、粘度、粘度、烃露点等等。
1.二氧化碳驱油机理1.1二氧化碳驱油机理 二氧化碳驱的作用机理可分为CO 2混相驱和CO 2 非混相驱（表1-1），当最小 混相压力小于原始地层压力时，能够达到混相驱油，高于原始地层压力时为非混 相驱。 非混相驱主要通过溶解、膨胀、降粘，降低界面张力等作用来驱油；而混相驱除了溶解、膨胀、降粘等，就是CO 2 与原油能够达到混相，也就是一种相态， 没有界面张力，理论上驱油效率能够达到100%。一般稀油油藏主要采用CO 2 混相 驱，而稠油油藏主要采用CO 2 非混相驱。 表1-1 混相驱油与非混相驱油对比表 在稀油油藏条件下CO 2 易与原油发生混相，在混相压力下，处于超临界状态 下的CO 2可以降低所波及的油水界面张力。CO 2 注入浓度越大，油水相界面张力越 小，原油越容易被驱替。通过调整注入气体的段塞使CO 2 形成混相，可以提高原 油采收率增加幅度。 非混相CO 2 驱开采稠油的机理主要是：降低原油粘度，改善油水流度比，使 原油膨胀，乳化作用及降压开采。CO 2 在油中的溶解度随压力增加而增加。当压 力降低时，CO 2从饱和CO 2 原油中溢出并驱动原油，形成溶解气驱。气态CO 2 渗入 地层与地层水反应产生的碳酸，能有效改善井筒周围地层的渗透率。提高驱油机 理。与CO 2驱相关的另一个开采机理是由CO 2 形成的自由气可以部分代替油藏中 的残余油。 CO 2 驱油机理主要有以下方面：
（1）降低原油粘度 溶于原油后，降低了原油粘度，原油粘度越高，粘度降低程度越大（表CO 2 1-2）。原油粘度降低时，原油流动能力增加，从而提高了原油产量。并且原油初始粘度越高，CO 降粘效果越明显，如下表所示。江苏油田富48井注入37.161% 2 后,原油粘度降低了60.173%；Maini和Sayegh研究发现,在 (摩尔分率)CO 2 之后,其粘度从6822MPa·s降低到了226MPa·s。61.55MPa下,稠油饱和CO 2 表1-2 CO2完全饱和时原油粘度变化对比表 原油初始粘度（mPa.s) CO2完全饱和时原油粘度（mPa.s） 1000～9000 15～160 100～600 3～5 10～100 1～3 1～9 0.5～0.9 溶解度降低，降粘作用反而变差（图1-1）。 温度较高(大于120℃)时，因CO 2 在同一温度条件下，压力升高时，CO 溶解度升高，降粘作用随之提高，但当压 2 力超过饱和压力时，粘度反而上升（图1-2）。原油粘度降低时，原油流动能力增加，从而提高了原油产量。 图1-1 CO2溶解量随温度的变化曲线图1-2 CO2溶解量随压力的变化曲线 （2）改善原油与水的流度比 溶于原油和水，将使原油和水碳酸化。原油碳酸化后，其粘度随大量的CO 2 之降低，大庆勘探开发研究院在45℃和12.7MPa的条件下进行了有关试验，试在油田注入水中的溶解度为5%（质量），而在原油中的溶解度为15%验表明，CO 2 溶于原油中，使原油粘度由9.8mPa.s降到2.9mPa.s，使（质量）；由于大量CO 2 原油体积增加了17.2%，同时也增加了原油的流度。水碳酸化后，水的粘度将提
油 气 储 运 2009年 问题讨论 含二氧化碳天然气集输 管道管材的优选 易成高3 宫 敬(中国石油大学(北京)城市油气输配技术北京市重点实验室) 杨 勇 李晓冬 (中国石油工程设计西南分公司)易成高 宫 敬等:含二氧化碳天然气集输管道管材的优选,油气储运,2009,28(6)76～78。 摘 要 分析了二氧化碳腐蚀对地面集输管道造成的严重危害,结果表明,分压、温度、流速等是影响二氧化碳腐蚀的重要因素。通过设计研究和现场应用实践,初步获得了二氧化碳酸性天然气田集输管材的优选方法。 主题词 集输管道 天然气 CO 2腐蚀 管材 优选 一、前 言 在油气开采过程中,石油和天然气中含有的二氧化碳(CO 2)对地面集输管道造成腐蚀甚至严重危害的事故频频发生,不仅给油气田开发带来了重大的经济损失,同时也造成了一定的环境污染。近年来,我国牙哈凝析气田天然气的CO 2含量为0.6%～1%,采气管道材质为碳钢,从2002年开始地面管道已经多次发生刺漏。英国北海的AL P HA 平台, 油气中CO 2的含量为1.5%～3.0%,由碳锰钢X52 制成的管道仅用了两个多月就发生了爆炸。挪威的 Ekofisk 油田,德国北部地区的油气田,美国的一些油气田以及中东油田等也存在CO 2腐蚀问题。因此,无论在国内还是国外,CO 2腐蚀都已成为一个不容忽视的问题。二、影响CO 2腐蚀机理的因素 天然气集输过程中,CO 2腐蚀最典型的特征表现为局部的点蚀、轮癣状腐蚀和台面状坑蚀。其中,台面状坑蚀的穿孔率很高,通常腐蚀速率可达3～7mm/a ,无氧时,腐蚀速率甚至高达20mm/a 。实践表明,分压对于CO 2腐蚀起着决定性作用,另外,温度、流速、氯离子等也会对其产生重要的影响。1、 分 压二氧化碳分压(P co 2)主要通过改变介质的p H 值来影响腐蚀。P co 2值越高,p H 值越低,去极化反 应就越快,从而加速了管材的腐蚀。对于P co 2的腐 蚀程度,A PI 6A 标准将密闭输送流体的腐蚀性按 照P co 2划分为三个等级,见表1。 表1 CO 2腐蚀作用划分表 CO 2分压(MPa )腐蚀行为>0.1 有明显作用 0.05～0.1 应考虑腐蚀作用 <0.05一般不考虑腐蚀作用 2、 温 度介质温度是CO 2腐蚀的重要因素。当其温度 在60℃左右时,CO 2腐蚀在动力学上存在着较大变 化。根据介质温度对腐蚀特性的影响,可将CO 2腐 蚀划分为三类。 (1)当温度低于60℃时,腐蚀产物膜FeCO 3表 现为软而无附着力,其管材的金属表面光滑,表面呈 均匀状腐蚀。 (2)当温度为60～150℃时,局部腐蚀较严重, 深孔突出,局部腐蚀产物层厚而松,形成粗结晶的 FeCO 3。相关研究资料表明〔1〕,其最大腐蚀速率一 般发生在60～80℃的温度范围。 (3)当温度超过150℃时,形成细致、紧密、附着 力强的FeCO 3和Fe 3O 4保护膜,腐蚀速率降低〔2〕。 3、 流 速流体流速也是气田集输系统腐蚀的一个主要影 3100083,北京市海淀区学院路20号石油勘探院海外一路工程技术部;电话:(010)83597739。 ?67?
天然气化工原料需求分析 天然气是高热值的清洁能源，同时也是发展C l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、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。近年来，随着石油资源的日益紧缺，油价波动很大，而天然气多是签订长期合同，价格相对较稳定。为了能源及化工原料资源多样化的需要，上海市大量引入“西气东输”天然气、东海天然气，还将建设液化天然气(LNG) 接收港以进口大量天然气。因此，有必要对天然气的化工衍生物需求进行分析，以便充分发挥天然气化工利用的社会效益与经济效益 1天然气气源概况 我国天然气气源情况 据专家预测，我国天然气产量将快速增长，到2020年天然气产量为2001年的3.7 倍。2003年中国天然气产量为341.28 X 108m3，居世界第18位，产气格局如表1。 为了改变能源结构、改善环境状况，我国正着手引进国外的LNG资源，在广东深圳建造LNG接收终端；并准备在福建、上海、河北秦皇岛等地建造LNG接收终端。深圳大鹏湾LNG接收港，第一期工程，LNG周转量为3Mt/a，第二期工程，LNG周转量为5Mt/a。上海LNG接收港周转量为3Mt/a,正在筹建之中 1.2上海天然气气源情况 目前上海天然气气源主要由两个部分组成，即东海天然气、“西气东输”天然气，几年后将有进口的LNG。 (1)东海平湖油气田天然气 (2)东海平湖油气田外输干气的平均分子量为18.484，组成见表2。 ? 2 东海平湖汪田夕卜?干r组成%
C3以上组分在油田已经分离出来了。C3—C4作LPG, C5作各种溶剂。东海平湖 油气田外供天然气不含硫，产量180 x 104m3 / d(6.4 x 108)m3 /a)。若把外供天然气中的乙烷全部分离出来，全年只有约66kt乙烷，数量太小，实际应用有困难，经济上需慎重考虑。 (2)“西气东输”天然气 主要成分是甲烷，约占97%。目前进上海的量为20 x 108—25 xi08m3 / a。“西气东输”天然气H2S含量为0.36mg / m3，水含量为13mg /m3，“西气东输”天然气组成如表3 ?西代亲* “西气东输”天然气上海门站的价格为 1.36元/ m3，工厂价格是根据合同来定 的。 (3)LNG 全部是进口的天然气，主要成分是甲烷，几乎没有C2以上的组分。上海的LNG 终端接收港正在筹建之中。进口量：3Mt/a,相当于40 x 108m3/a 以上3种天然气，只有东海天然气含有约8%的乙烷，将其分离出来作乙烯裂解原料，能耗太大，成本很高。“西气东输”天然气和进口的LNG主要成分是甲烷，不宜作乙烯裂解原料。
1 当前天然气化工的发展动向 经70余年的发展，天然气化工已成为石油化工的一个重要分支，全球以天然气为原料的化工产品年产量已达到约1．6×108t。但鉴于甲烷反应活性低而氢当量高的特点，大宗产品只有合成氨与甲醇两种。上世纪60年代曾颇受重视的天然气制乙炔，70年代后受迅速发展的乙烯工业冲击，目前是萎缩状态。其它如天然气制卤代烷、二硫化碳、硝基甲烷等产品不仅规模甚小，且从保护环境的角度分析，今后也不会继续发展。目前天然气化工的态势可大致归纳如下。 1．1 合成气制备工艺技术开发取得重大进展 (1)蒸汽转化与部分氧化相结合的自热式(ATR)工艺已开始工业应用； (2)流化床(AGC—21)造气工艺即将投入工业应用； (3)陶瓷薄膜制氧新技术正在大力开发之中。 1．2择形分子筛催化剂和均相催化体系正逐步完善 (1)SAPO型分子筛催化剂； (2)甲醇液相羰基化制乙酸(BP专利技术)。 1．3结合新工艺要求大力探索新型催化技术 (1)光化学催化； (1)电化学催化； (3)酶催化与生物催化。 1．4根据特殊工艺要求开发新型分离与反应设备 (1)ATR造气炉； (2)浆态床反应器； (3)膜式分离器。 2 当前发展一碳化工的战略目标 根据我国天然气资源特点及市场需求状况，发展一碳化工新工艺和新产品开发的战略目标可归纳为：以成本较低的合成气丑高效下游合成工艺制备环境友好的液体燃料、含氧二碳化合物及重要树脂单体。 2．1 开发新型清洁能源 合成液体燃料、氢能源、燃料电池、转化二氧化碳。 2．2 研制绿色环保型化工产品 其中受到普遍重视的有DMC、DMO、DME等。 ２．3 作好原料接替的准备 以储藏量更为丰富的煤炭和天然气资源取代石油作为“三烯”原料。 3 一碳化学酌探索方向(示例) 3．1 以合成气(H2+CO)为原料 直接转化为乙醇、乙酸、乙二醇以及二甲醚。 3．2 以CH3OH为原料 (1)MTO工艺制乙烯／丙烯； (2)液相羰基化制DMC、DMO，进一步发展高附加值下游产品。 3．3 以CH4为原料
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
天然气化工发展现状及前景展望 王熙庭 （西南化工研究设计院全国天然气化与碳一化工信息中心，成都610225） 1 天然气资源状况 1.1 全球状况 表1 世界各国天然气探明情况及储采比
图1 全球各大区天然气探明储量 图2 天然气探明储量分布情况全球天然气探明率已超过60%。
表2 世界各国天然气生产情况 俄罗斯是最大的天然气生产国，2007年产量为6074亿立方米，占全球天然气产量的20.6%，其次为美国（5459亿立方米）和伊朗（1119亿立方米）。
图3 全球天然气分区域产量 图4 全球天然气储采比
表3 世界各国天然气消费量 2007年世界天然气总消费量为29219亿立方米，其中头号消费大国美国为6529亿立方米，占世界天然气消费量的22.6%，其次俄罗斯为4388亿立方米，占世界天然气消费量的15%。
1.2 国内状况 我国现代天然气产业虽然起步较晚，但也在迅速发展壮大。 我国天然气资源量为54.54万亿m3，最终可采储量为14万～18万亿m3。累计探明储量6万多亿m3，探明程度仅百分之十几，远低于世界的超过60%的探明程度，因此有很大的勘探开发潜力。近年来，中国天然气可采储量平均年增长10％。2007年天然气新增探明地质储量6178亿m3，这是我国天然气探明地质储量第一次突破6000亿立方米。据有关专家预测，未来20年里，中国天然气年探明储量在5000亿m3以上。 我国还具有丰富的非常规天然气资源—煤层气和天然气水合物。煤层气是一种与煤炭相伴生的以甲烷为主要成分的气体，也称为瓦斯。据有关部门预测，中国埋深2000m以浅的煤层气地质资源总量34万亿m3，居世界第三位。 我国天然气生产和利用已进入到了一个快速发展阶段。但是生产总体无法满足增长更为迅速的需求。 表4 我国年天然气产量和增长率 年份天然气产量(亿m3) 与上一年相比的增长率 1999 234.37 12.2％ 2000 264.6 12.9％ 2001 303.02 11％ 2002 328.14 8.29％ 2003 341.48 4％ 2004 356 4.3％ 2005 499.5 21.9％ 2006 585.5 19.2％ 2007 693.1 23.1％ 2008 760 9.7％注：2008年的数据是预测值。 表5 我国天然气产量与需求预测 年份2010 2015 2020 产量/亿m3765 960 1100 需求/亿m31121 1850 2517 注：从当前情况看，生产的发展可能会超过上表的预测值，但仍无法改变产不足需的状态。 1.3 与其他主要原料的比较 天然气与石油和煤炭等矿物燃料相比，储采比低于煤，但高于石油。能当量价格低于石油，高于煤。天然气是一种非常清洁的燃料和优良的化工原料。环境保护日益受重视促进了天然气需求的快速增长。 丰富的储量、适中的价格，为利用天然气发展化工产品提供了保障。
（能源化工行业）世纪天然 气化工发展
21世纪，天然气化工 摘要：笔者通过阐述了天然气的分布情况、利用结构和在化工领域中的发展趋势。特别地介绍了国内外当代天然气化工技术进展。以便和以后的天然气化工的研究方向。指出了天然气化工发展的越来越受到人们的关注。 关键字：天然气、21世纪、化工、化工利用、化学加工、应用。 前言 天然气组成以气态低分子烃为主(主要成分是甲烷，同时也含有非烃气体)。相对密度0.65。比空气轻。具有无色、无味(天然气X公司皆遵照政府规定添加臭剂。例如四氢噻吩)、无毒、可燃的特性。天然气的爆炸极限为5％～15％。天然气燃烧后生成二氧化碳和水。产生的温室气体是煤炭燃烧的1／2。石油的2／3。由于天然气热值高，燃烧产物对环境污染少。是未来世界普遍采用的清洁能源。世界能源结构逐步发生变化。为此，各国政府也通过立法程序来传达这种趋势，发展天然气工业已经成为世界各国改善环境和维持经济可持续发展的最佳选择。 世界天然气化工从2O世纪2O年代至今壹直保持稳定发展，近2O多年发展速度加快，2O 世纪7O年代世界约5％左右的天然气资源用作化工原料，2O世纪8O年代上升到约10％。近年由于天然气产量大幅增加。此比例重新回落至5％左右(不包括我国)，中东、东欧、拉丁美洲、东南亚等地区均在8％～l1％范围目前世界石油资源日趋紧缺。油价不断刷新高位价格记录．而天然气的储量和产量增长均超过石油。为此天然气化工利用受到许多国家和地区的重视。 2.天然气发展现状 2.121世纪世界能源现状 世界上蕴藏着相当丰富的天然气资源，常规资源总量327.4×1012，非常规资源总量849×1012，总计约1176.4×1012。截至2001年初，已探明储量149.48×1012，待探明储量152.6×1012，估计到2030年探明储量可达404×1012。天然气资源尽管以极高的消费速度增长，世界范围内的天然气供应仍可保证100多年。因此，在未来20～30年里，世界范围内的能源结构将发生重大变化。专家预测到本世纪中叶，世界能源结构中天然气将从目前的25%增加到40%，而石油将由当下的34%下降到20%，煤炭基本保持在27%左右。抓住机遇，推动天然气化工及综合利用，是关系到解决未来能源的化工原料交替的战略任务，也是造福子孙后代的重大决策。 2.2我国天然气的发展状况 我国是天然气资源比较丰富的国家，地质资源总量约为38×1012～39×1012，位居世界第十位，其中陆上为30×1012，海上为9×1012m3。已探明储量约1.9×1012m3，仅占资源总量的5%左右，列世界第16位，天然气资源勘探潜力很大。近年来，我国天然气勘探取得重大突破，陆上已在川渝、陕甘宁、新疆和青海形成四大气区；海上气田以渤海、南海西部地区和东海西湖凹陷作为重点勘探和增加产量的地区。2001年我国天然气产量294×108。预计2005年和2010年我国的天然气产量分别将达到630×108和860×108，增长速度较快。 随着国家对经济和社会可持续发展问题的日益重视，政府逐步开始制定和颁布鼓励天然气工业发展的政策，不仅把天然气工业作为能源基础建设列为国家投资重点和鼓励发展的产业，仍明确鼓励外商到中国进行天然气勘探开发、管道、储运设施等领域的合资合作，且且将出台壹系列鼓励天然气开发利用的政策法规，包括融资政策、价格政策和税收政策等。 3.天然气化工 以天然气为原料生产化学产品的工业，是燃料化工的组成部分。由于天然气和石油同属埋藏地下的烃类资源，有时且为共生矿藏，其加工工艺及产品相互有密切的关系，故也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工壹般包括天然气的净化分离、化学加工（所含甲烷、乙
碳一化学和天然气化工发展趋势和最新进展 碳一化学是指从一个碳原子的化合物(如CH4、CO、CO2、CH3OH、HCHO 等出发合成各种化学品的技术。对上述一碳化合物合成其他化学品的研究和开发,逐渐形成了C1化学的主要分支:天然气化工、煤化工、合成气化工、CO化工、CO2化工、甲醇化工及甲醛化工等。从煤、天然气制合成气再进一步制备各种化工产品和洁净燃料,已成为当今化学工业发展的必然趋势。 由于碳一化学以化工原料多样化和能源“非石油化”为战略目标,所以受到世界各国的关注和重视,投入大量的人力物力,从事研究和开发,取得很大的进展。以煤或天然气制合成化学品的原料气,全世界每年消费合成气3000亿Nm3,其中55%用于制造合成氨,25%用于制造甲醇。而且,30种重要的有机化工产品中有24种可由合成气制得,这对氮肥企业的产品结构调整和寻找新的经济增长点来说,确实是令人欢欣鼓舞的。 1. 抓住机遇,加快发展天然气化工 (121世纪世界能源将进入天然气时代 世界上蕴藏有相当丰富的天然气资源,常规资源总量为327.4万亿M3,非常规资源总量为849万亿M3,总计约1176.4万亿M3。截止2001年初,已探明储量149.48万亿M3,待探明储量152.6万亿M3,估计到2030年探明储量可达404万亿M3。 世界天然气的消费量也逐年上升,占能源消费构成的比例也逐年上升,1995年世界天然气消费量为2.22万亿M3,占世界能源消费构成23%,1996年两者分别上升为2.325万亿M3和24%。预测2030年世界天然消费量将比1996年翻一倍,年消费量达4万亿M3。相反,石油资源与消费量却不断萎缩,截止1996年,世界探明石油储量1511亿吨,剩余探明储量1374.2亿吨,1996年世界石油产量31.61亿吨,按现有生产水平石油资源仅可开采40多年。而天然气资源尽管以极高的消费速度增长,世界范围内的天然气供应仍可保证100多年。
天然气在化工中的应用及优势 天然气化工是化学工业分支之一。以天然气为原料生产化工产品的工业。天然气通过净化分离和裂解、蒸汽转化、氧化、氯化、硫化、硝化、脱氢等反应可制成合成氨、甲醇及其加工产品(甲醛、醋酸等)、乙烯、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷等。 天然气化工以天然气为原料生产化学产品的工业，是燃料化工的组成部分。由于天然气与石油同属埋藏地下的烃类资源，有时且为共生矿藏，其加工工艺及产品相互有密切的关系，故也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工一般包括天然气的净化分离、化学加工（所含甲烷、乙烷、丙烷等烷烃的加工利用）。 一、世界天然气化工发展 天然气化工 世界天然气化工世界上约有50个国家不同程度地发展了天然气化工。 分布状况 天然气化工比较发达的国家有美国、苏联、加拿大等。美国发展天然气化工最早，产品品种和产量目前仍居首位。消耗于化学工业的天然气，占该国化工行业所消耗原料和燃料总量的一半以上。20世纪70年代中期苏联调整了化学工业政策，加速发展天然气化工生产。在西伯利亚天然气产区新建生产装置，大规模应用于合成氨、甲
醇和乙烯、二硫化碳。目前，其天然气化工产品产量仅次于美国。加拿大有丰富的天然气资源，用于合成氨、尿素、甲醇和乙烯的生产。主要产品方向 1980年世界主要国家的天然气化工产品产量超过150Mt。年产 10Mt以上的产品有合成氨、尿素、甲醇、甲醛和乙烯。 在世界合成氨产量中，约80％以天然气为原料。世界氨厂建设重点正由过去欧美等国转向天然气资源丰富地区。石脑油或燃料油为原料的氨厂将逐步向天然气或煤为原料过渡（见合成氨工业）。 甲醇为世界大宗有机化工产品之一，世界甲醇生产中70％以天然气为原料。甲醇应用方向除保持传统用途外，正在开发替代能源和化工新产品的用途。 天然气为原料的乙烯装置生产能力约占世界乙烯生产能力的32％，其乙烯收率比以石脑油等轻质石油馏分为原料的约高一倍。随着天然气产量的增加和乙烷、丙烷回收率的提高，所占比例正在逐步增加。 二、中国天然气化工 中国天然气化工始于20世纪60年代初，现已初具规模，主要分布于四川、黑龙江、辽宁、山东、台湾省等地。中国天然气主要用于生产氮肥，其次是生产甲醇、甲醛、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷、氢氰酸和炭黑以及提取氦气。70年代以来，已兴建多座天然气和油田伴生气为原料的大型合成氨厂，以及一批中、小型合成氨厂，使全国合成氨生产原料结构中，天然气所占的比例约
我国天然气利用现状与发展趋势(DOC)
我国天然气利用现状和发展趋势 摘要：随着国产天然气的不断上产、大型基础设施的日益完善，特别是西气东输一线、二线等大型长输管道的建设，天然气消费量快速增长，我国的天然气利用步入了新的发展时期。预计未来随着供气气源的多元化，供气管网的网络化，天然气的覆盖面积和利用领域将更加宽广，将在节能减排中发挥更大作用。 关键词：天然气利用市场 1总论 天然气作为一种优质、高效、清洁的化石燃料，已经被广泛地应用于国民生活和生产的各个领域，有专家认为21世纪将是天然气的时代。目前天然气在世界能源消费结构中所占比重约为24%。根据《bp世界能源统计2009》，2008年全世界天然气产量为30656亿立方米，消费量为30187亿立方米。预计，全球天然气产业在未来仍将持续发展。 与国际平均水平相比，我国的天然气普及率还比较低，我国天然气工业基础相对比较薄弱，天然气在国内能源消费结构中的比例长期在3%左右徘徊。有专家认为，我国天然气市场发育过程和国外其它发达国家的天然气市场发展过程一样，也将经过启动期、发展期和成熟期三个阶段。2004年月12月30日西气
东输管道工程正式商业运作，标志着我国天然气市场发育阶段由启动期向发展期迈进，预计这一阶段将持续到2030年。在此期间，我国的天然气管网、储气库等基础设施建设将不断加快，逐步形成全国天然气统一骨干管网；国内各大气田的天然气产能建设和产量将迅速增长，进口天然气渠道将不断拓宽，非常规天然气也将得到快速发展，从而形成多元化的供气格局。在此基础上，我国的天然气消费量将保持快速增长势头，在我国能源结构中所占比例持续提高。 2我国天然气利用现状 2.1天然气消费量快速增长 近年来，我国经济的快速增长促进了各行业对各类能源的巨大需求。1999年，我国成为全球第二大能源消费国，一次能源消费量占全球的10.3%；2008年，这一比例增加到17.7%。 随着天然气工业基础设施的逐渐完善和发展，近年来我国天然气需求增长强劲，天然气市场消费量呈现爆炸式增长。1996年以前，由于天然气工业基础设施不够完备，天然气消费量增长缓慢；1996年以后，随着大型长输天然气管道的陆续建成，天然气消费消费量迅速增长，至2006年，10年间消费量增长了2倍。 图1显示了2000年～2008年我国天然气消费量变化情况。从天然气消费量增长趋势看，最近十年是天然气增长的快速期，年均增长接近50亿立方米，年均增长速度超过14%。而2004年西气东输管道建成以来，全国天然气的市场消费量年均增长接近100亿立方米。根据统计，2008年我国天然气消费量已经达到780亿立方米，是2000年全国的天然气消费量的3倍多。
《天然气化工工艺学》复习资料 考试时间：11 月9 日，14：30～16：10 考试 地点：明德楼B303、B307、A304、A312 考 试题型：名词解释、填空、选择、问答说明： 1.本资料根据上课PPT 及教材归纳整理，第一、二、三章由化工3 班蒋鹏同 学完成，四、六、八章由化工3 班李超同学完成，五、六章由化工4 班张颖超同 学完成，旨在方便复习，减轻为考研和找工作的同学负担； 2.红色标注的是未找到或者归纳得不全面的内容，有待进一步整理及优化； 3.本资料整理的时间比较仓促，统稿完成后迫不及待与大家分享，不可能完 全保证答案的正确性，仅仅为复习提供一个参考。 Chapter 1 概述 1.天 然气的定义? 答：广义上看：指在自然界中天然生成的 气体化合物。 能源工业：专指岩石圈中生成并蕴藏的以气态烷烃混合物为主的可燃性气 体。 2.干气、湿气、贫气、富气、凝析井气、伴生气、气井气的定义？答：干气与湿气：C5 界定法 ①干气(dry gas)：1Sm3 井口流出物中，C5 以上烃液含量＜13.5cm3 的天然气。 ②湿气(wet gas)：1Sm3 井口流出物中，C5 以上烃液含量＞13.5cm3 的天然气。 （注：Sm3 指基本立方米，标准参比条件，压力101.325kPa、温度20℃（CHN） 或15.6℃（GPA）） 贫气与富气：C3 界定法 ①贫气(lean gas)：1Sm3 井口流出物中，C3 以上烃液含量＜94cm3 的天然气。 ②富气(rich gas)：1Sm3 井口流出物中，C3 以上烃液含量＞94cm3 的天然气。 凝析井气(condensate gas)：在井口减压后可分成气、液两相，液相主要为凝 析油；除甲、乙烷外，还含一定量丙、丁烷及戊烷(C5+)以上烃类。
高含CO2天然气处理技术 本综述总结了国内外目前天然气脱碳技术进展，希望对各位有帮助！dog123 发表于2008-4-18 08:53 没有什么用的哈朋友xiaoxi488 发表于2008-4-19 11:53 你是天然气处理方面的专家，可能感觉文章有点浅，当然要求高， 不过对于别人了解天然气脱CO2流程，工艺方法，脱CO2的技术进展是很有用的！ 就不能给海川新人一些鼓励吗？:)木桃琼琚发表于2008-4-19 12:07 不错，楼主辛苦！:victory: :loveline :sa hire2004 发表于2008-4-19 12:44 讲到什么程度？基本原理还是有针对性的讨论啊litchi_py 发表于2008-5-22 09:53 为什么把权限设置到30呢？新人根本就看不了啊enen007 发表于2008-6-20 14:44 为方便论坛中的朋友阅读，同时内容不多，替楼主贴出来了，望楼主不要见怪： 第三节高含CO2天然气的处理技术 一般而言，天然气中存在CO2的含量不高，较H2S的危害也较小。但如果净化后的原料气中CO2的含量较高，就会在低温下成为固相析出堵塞管道。同时也会造成板翅式换热器冻堵，装置不能连续生产，CO2的存在还会使天然气的燃烧减弱。因此，脱除天然气中的CO2是天然气净化处理中的一个重要部分。 脱除CO2的工业方法主要有：溶剂吸收法；低温分离法；膜分离法；固定床吸附；联合方法等。本书将着重介绍前三种方法。 一般而言，影响天然气脱除CO2的主要工艺选择因素有温度、压力、天然气中含有的其他杂质、CO2的浓度及其他因素。其中，温度对工艺的选择并不产生太大的影响，只需注意水合物的影响；CO2分压对工艺选择的影响在于其分压高时，通常采用再生工艺；天然气中含有的H2S和H2O对工艺选择影响较大，当H2S含量较高时，多采用溶剂吸收法，而其他杂质如重烃、有机硫、氦、汞等含量较低，可忽略不计；原料气中CO2的高低将决定采用再生或非再生工艺，当CO2浓度低，通常采用较为简单的非再生工艺，而当其浓度高时，多采用再生工艺；其他因素主要考虑地理位置的影响，当处于偏远地区时，优先选择工艺简单、容易操作的工艺路线。具体的工艺选择方案见图9-1。
天然气化工利用的经济性分析 论文作者：李省岐发表时间：2004年12月3日 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 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。 1 完全成本模型及测算方法 完全成本法是将企业在生产经营过程中发生的所有费用都分摊到产品成本中去，形成产品的完全成本，包括直接材料（原材料、辅助材料、燃料及动力）、直接工资、其他直接支出、制造费用、期间费用（管理费用、财务费用和销售费用）[1]。 以装置规模、原料及公用工程消耗、定员、制造费用(包括折旧及维修费等)、投资、期间费用等参数为基础，来计算盈亏， 当完全成本/(产品售价-税金)<1时，产品盈利； 当完全成本/(产品售价-税金)=1时，产品为盈亏平衡点； 当完全成本/(产品售价-税金)>1时，产品亏损。 在盈亏平衡点时，完全成本=产品售价-税金。 以此列方程求出天然气价格。 方程左为：先设每立方米天然气价格为x，由原料、辅助材料、公用工程消耗、直接工资、制造费用等基础参数，列出含x的生产成本，期间费用按生产成本的的10%计，形成产品完全成本。 方程右为：产品售价-税金，其中产品价格按1998-2002年华东地区平均价计，产品及公用工程价格见表1。税金为含x的代数式，税金在盈亏平衡点时不计所得税，只计流转税及附加。流转税包括增值税、消费税和营业税，石化产品一般不涉及营业税，且仅汽油、柴油含消费税，故实际流转税即为增值税。城建税为流转税的7%，教育附加为流转税的3%，合计为增值税的10%。 增值税=销售价(含税)×扣税率-买价(含税)×扣税率，扣税率=税率/(1+税率)， 其中化肥增值税率为13%，其余为17%[2]。由此方程求出盈亏平衡点时天然气价格x，以测算不同产品对天然气价格的承受能力。主要测算的产品包括合成氨、甲醇、丁辛醇、氢气。 表1 产品及公用工程价格 元/t
天然气化工利用经济性分析 中国石油规划总院 2001年7月
天然气化工利用经济性分析* 刘志红王立生葛柏茹 中国石油规划总院 摘要：在我们的研究报告《天然气化工利用技术经济分析》中，在分析当前天然气化工利用技术的现状和发展趋势的基础上，推荐了适合中国石油天然气股份有限公司发展天然气化工的四大类项目（不含化肥项目）：天然气制合成油、制烯烃、制甲醇和二甲醚。本文主要内容包括：天然气制合成油、二甲醚、甲醇和烯烃在约定天然气价格和产品价格条件下的经济分析；针对中油股份公司天然气资源情况，企业地理位置、目标市场，初步提出了中油股份公司天然气化工利用的规划方案；并进行了天然气及石油价格变化与天然气化工利用的经济性研究。 1 天然气化工项目经济分析 此处进行经济分析的天然气化工项目有：低压法天然气制甲醇，Syntroleum技术天然气制合成油，MTO天然气制烯烃，日本NKK天然气制二甲醚。这些项目是中油股份公司天然气化工发展方面较有前景的几个大型项目，也是股份公司“轻变重”战略实施的基础。 各项目经济分析的基础数据如表1所示。 表1项目经济分析基础数据 成油项目投资参考了国外咨询公司做的关于西南地区利用Syntroleum公司 *本文研究成果摘自中国石油规划总院2000年研究报告《天然气化工利用技术经济分析》。该报告研究工作的开展由中国石油天然气股份有限公司化工与销售分公司立项、提供研究经费并直接指导下完成。
技术建设合成油项目的经济效益评估报告。二甲醚项目参考了日本NKK公司的技术报告和其编写的关于四川省天然气制二甲醚的研究成果报告。 1.1经济分析计算结果 基于约定原料及产品价格，各项目经济分析结果如下列表2～表5所示。其中天然气价格皆取为0.70元/m3，产品价格如表中所示。 表2甲醇项目经济分析结果
天然气化工利用的经济性分析 李省岐 (中国石化集团齐鲁石化公司规划院,淄博,255400) 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 收稿日期:2004204208。 作者简介:李省岐,男,1965年10月出生,1988年毕业于西北大学,高级工程师,长期从事石化规划工作,已在国内公开刊物发表论文7篇。 天然气是高热值的清洁能源,同时也是发展C 1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。 1 完全成本模型及测算方法 完全成本法是将企业在生产经营过程中发生的所有费用都分摊到产品成本中去,形成产品的 完全成本,包括直接材料(原材料、辅助材料、燃料及动力)、直接工资、其他直接支出、制造费用、期间费用(管理费用、财务费用和销售费用)[1]。以装置规模、原料及公用工程消耗、定员、制造费用(包括折旧及维修费等)、投资、期间费用等参数为基础,来计算盈亏,当 完全成本/(产品售价-税金)<1时,产品盈利; 当 完全成本/(产品售价-税金)=1 时,产品为盈亏平衡点; 当 完全成本/(产品售价-税金)>1 时,产品亏损。 在盈亏平衡点时, 完全成本=产品售价-税金。 以此列方程求出天然气价格。 方程左为:先设每立方米天然气价格为x ,由原料、辅助材料、公用工程消耗、直接工资、制造费用等基础参数,列出含x 的生产成本,期间费用按生产成本的的10%计,形成产品完全成本。 方程右为:“产品售价-税金”,其中产品价格按1998-2002年华东地区平均价计,产品及公用工程价格见表1。税金为含x 的代数式,税金 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1400 甲醇 1615 丁辛醇5230 氢气7200 丙烯(化学级)3333 公用工程 新鲜水2134 高压蒸汽80 中压蒸汽70 氮气/元?m -3 0150 电/元?(kW ?h ) -1 0150 脱盐水1117 工业风/元?m -30135 循环水 0129 ? 12? 第4期(2004) 石 油 化 工 技 术 经 济
1. 《天然气化工工艺学》习题、指导与训练 要求：① 考核范围：系统掌握利用教材、讲义核心内容； ② 注重训练：独立完成和理解本作业与训练-1，注重理解，提高解决实际问题的能力； ③ 公平竞争：考核结果取决于你自己的努力； ④ 教师关注：考核质量和及格率两大问题！ ⑤ F = A*30% + B*70% + C* 0%） 总结与训练-1 §1.0 天然气的组成与性质 1. 天然气是由多种可燃和不可燃的气体组成的混合气体, 其中烃类气体主要成分为CH 4，其次为C 2H 6、C 3H 8等；非烃类气体通常为CO 2、CO 、N 2、H 2、H 2S 、H 2O 及微量惰性气体He 、Ar 等。 2. 1m 3（mol ）天然气完全燃烧所放出的热量称为天然气的体积（摩尔）热值，可燃气热值分类：高热值(水蒸气冷却为冷凝水状态)和低热值(水蒸气为蒸汽状态) 。 3. 可燃物摩尔高热值与摩尔低热值的关系为蒸发焓） (22O H O H H n LHV HHV ??+= 4. 甲烷、乙烷、丙烷的低热值(LHV) LHV(CH 4) > LHV (C 2H 6) > LHV (C 3H 8)。 5. 计算天然气的爆炸极限为5-15 v%。 其含义为若低于5 v%或者高于15 v%,则会因为天然气在空气中的含量不足或者过剩而不会发生爆炸。 6. CH 3OH 的爆炸极限为5.5% ~ 44 v% (6% ~ 36.5%)。 7. C 3+烃小于100mL(l)/m 3 (g)的天然气俗称贫气；而C 3+烃大于100mL(l)/m 3 (g)天然气俗称富气。 8. C 5+烃小于10mL(l)/m 3 (g)的天然气俗称干气；而C 5+烃小于10mL(l)/m 3 (g)的天然气俗称湿气。 §2 天然气净化 1. 天然气中的硫化物主要是以H 2S 的形式存在，同时还可能有一些有机硫化物，如硫醇和硫醚等。 2.天然气脱硫工艺主要采用是醇胺法和砜胺法，其中醇胺法属于化学溶剂法，而砜胺法为主的化学－物理溶剂法。 3. 对于天然气醇胺法脱硫过程，在70℃以下不易发生的反应是 ( B )。 (A) H 2S + RNH 2 → RNH 3HS (B) RNH 3HS → RNH 2 + H 2S (C) H 2S + R 3N → R 3NHHS (D) CO 2 + 2RNH 2 → RNHCOONH 3R 4. 天然气醇胺法脱硫过程同时也脱除分部分二氧化碳，下列反应中在105℃以上可向正向进行的是 ( B ) 。 (A) H 2S + RNH 2 → RNH 3HS (B) RNH 3HS → RNH 2 + H 2S (C) H 2S + R 3N → R 3NHHS (D) CO 2 + 2RNH 2 → RNHCOONH 3R 5. 醇胺法和砜胺法工艺流程包括：吸收、闪蒸、换热和再生四个环节。 6. 克劳斯硫回收工艺发生如下反应，其中不属于硫回收主反应是 （C ）。 （A ） H 2S + 3O 2 = 2SO 2 + 2H 2O, ?rH = - 1038 kJ/mol （B ） 2H 2S + SO 2 = 3/2 S 2 + 2H 2O, ?rH = 42.1 kJ/mol （C ） 2 H 2S + SO 2 = 3/6 S 2 + 2 H 2O, ?rH = -69.2 kJ/mol