天然气转变液体燃料技术及其发展前景

１１ｍ 在开始的７５ｍ段与阿拉斯加原油管道基本平行， ２９ ｍ， ２ｋ 然后在育空
沿阿拉斯加公路进入加拿大，由于资金原因至今一直未建：加拿大段由 育空从东西方向穿过加拿大，在阿尔伯塔分为东西两线，东线在摩根港 进入美国，西线由美国的蒙大拿州的金斯盖特进入美国，由于阿拉斯加 段未建，从育空到阿尔伯塔的管段也一直没有施工；美国东线和美国西 线己于 １８ 年建成。 ９２ 另一方案是，建设一条与阿拉斯加原油管道并行的输气管道，将北 坡天然气输到阿拉斯加州的东南海岸，在管线末端建一座大型液化厂， 将天然气液化后装船输往亚洲。该项目 预计将耗资 １０亿美元。如此巨 ２
气生产费用降低 ２％左右，从而使 Ｇ Ｌ产生新的飞跃。 ５ Ｔ
费托反应器是天然气转变液体燃料工厂的重要组成部分， 期的费托 早 合成采用固定床反应器，但后来更先进 的浆液反应器 占了 仁， ｏ 和 ｌ ｍ 公司采用的反应器均为浆液反应器。在浆液反 ａ ｌ ｉ
大的 投资和 Ｌ Ｇ市 Ｎ 场的不确定性使此方案难以实施。去年，Ａ ｃｏ ｇ－ ｎ ｒｅ ｈａ
ｂｓｄ ｋｎ ｉ Ｃ ｒ． Ｐ ）、Ａ Ｃ Ａａ ａ ． Ｐｉｉ Ｐｔ ｌ ｍ ａ Ｙ ｏ Ｐｃｉ ｐ （ Ｃ ｅ ｕ ａｆ ｏ Ｙ Ｒ Ｏ ｓ Ｉ ， ｌ ｓ ｏ ｕ ｌｋ ｎ ｃ ｈｌ ｅ ｅ ｐ ｒ
梦
ＧＬ Ｔ 在其它地区的进展情况
公 司
工
艺
目
前
情
｝
预
期
发
展
ＡＧＣ－ ２１
” ０ ０ｂ ０ ＇ ｄ Ｉ Ｂｔ Ｒｕ ＇ ａｎ ｇ ｌ ｏ ｏ ｅ有一座 正协商在卡塔尔北方气｝建一座 ５， ０，一 ，
２０ ｉ 的 中试 Ｔ１ 正４ ０ｂ ｄ ．
运行
Ｉ ０６ 的天然气转变液体撰料工）．每天司 Ｗ ００１ ｄ
少
多采用铁基催化剂，但后来的设计和试验主要集 中于性能更好的钻基催
化剂口 ｌ ｍ 公司开发了一种高活性三氧化二铝载钻催化剂， Ｗｉ ａ ｓ ｌ ｉ 其寿命是 铁基催化剂的近 １ 倍，是钦基催化剂的近 ５ ０ 倍；活性是二氧化钦载钻催 化剂的近 ４倍，比二氧化硅载钻催化剂高 ５ ；成本比二氧化钦载钻催 ０ 化剂低一半；具有较高的液烃产率和耐用性，在反应器中剧烈扰动的反
应器中，液体产物和悬浮其中的催化剂颗粒组成浆液，合成气 由反应器 底部以鼓泡的形式进入，在气泡向上浮动的过程中，合１气扩散并在催 ＝ ｃ 化剂作用下合成为液烃，生成的液烃以某种工艺导出。反应热 由位于浆 液中的冷却绕组导出。 费托反应的催化剂开发一直是 Ｇ Ｌ发展的研究热点。最初费托反应 Ｔ
司等多家单位参加。另外，美国能源部已投资 ５０ ２５ ６ ， 美元委托阿拉斯 ３ 加的 Ｆｉ ａｋ 大学研究船运 由阿拉斯加原油管道输来的由北坡天然气合 ａ ｂｎ ｓ ｒ 成的石油液体的方法：该大学将另外出资 １９ ６ １ ３ ， 美元用以研究和试验 ８
通过阿拉斯加原油管道输送上述液体石油的工艺２ 促使美国能源部如此 １ １ 。 关注Ｇ Ｌ Ｔ 技术的原因是：北坡原油产量在近年处于持续滑坡状态，大约
ＧＣ ａａ ｓｔ
厂－Ｉ
桨液 泡 罩塔 反 应 器 设
正与Ｂ Ｐ 一起设计中试装置，为 ＶＩ 该技术人规模
工业化之前作最后考察。
计、 高性能催化剂开发均
已完成 ，并试验成功
由表 １ 可以看出，Ｇ Ｌ已处于工业化的前沿 。 Ｔ
３Ｇ Ｌ ． 在海上油田的应用 Ｔ
海上油田伴生的天然气，往往由于难以回收和输送而不得不烧掉。 建在海洋平台上的小型天然气转变液体燃料装置，可将伴生天然气经济 地转变为液体燃料后随开采出的原油一起输送上岸或装船，从而避免浪 费， 提高效益。目前 Ｓｓｌ ａｏ 公司和 Ｓ ｔｉ公司正在联合开发浮船装载式天 ｔ ｏｌ ａ 然气转变液体燃料装置，可望将浅海油 田伴生气转变为液体燃料后与 ， 干 采出来的原油一起输送上岸。
司正投入资金进行 Ｇ Ｌ技术的开发。本文介绍了北坡犬然气资源的开发问题和国外 Ｇ Ｌ技 Ｔ Ｔ 术的讲展概） ， ｉ 对此项技术的关键 ｔ ２ ． 艺合成气生产、 反应器设计和催化剂开发作 了简要论述 最后本文评价了Ｇ Ｌ Ｔ 技术的经济性和竞争力。产Ｔ 尹
关词天气转 体料断 。 ：然 变液燃
经济评价
２ ３ ０ ． ｘ ８ １ 喻，天然气和 转变液体燃料工厂的经济规模是 ５， ０／． ０ ０ｂ ｉ ０ ｄ ｓ ． ５ ２ｔ ． 氧气的 １， ０／ ５ ２ ０ｂ ５ ｄ的 样一座工厂将耗资 １ 亿美元用十基础建设，而 ４． ５亿 澎 以上的气田提供原 天然气转变液体撰料工 且必须保证有 ８９ 厂，但 由于失火于 １９ 料 该厂产品为中间馏分油．目前 Ｓｅ 正在研 ９７ ｈｌ ｌ
月
源部提出了一项为期 ８年的将天然气转化为管输液体燃料的研究工程。 该项 目预计耗资 ８０ 万美元，主要内容是：开发一种可以将氧气从空气 ４０ 中分离出来并使之与天然气反应生成合成气的陶瓷薄膜；然后用合成气
通过费托反应合成液烃； 实验成功后进行工业放大试验！ 宾夕 ’ 】 。 法尼亚州 阿伦敦市气体产品与化学制品公司将负责项目 并承担其中的５０ 万美元 ４０ 的费用。该项目 将吸收包括能源部一些实验室、一些州立大学和石油公
Ｃ ．Ｆｏ ｉ Ｐ ｅ Ｌ 和Ｍ ｒ ｅ Ｃｒ等联合， 努力使这个中 ｏ ｏｔｌ ｉ Ｌ ｅ ， ｈｌ ｐ ｉ ｔ ｓ ｎ ｄ ａ ｂ ｉ ｕｎ ｏ ｐ 共同
断的项 目重新开始。 由于上述两个方案最终都尚未实施，因此北坡的天然气资源开发实 际上处于 搁浅状态。 但是最近由于天然气转变液体燃料技术 （ 简称 Ｇ Ｌ Ｔ ）的逐渐成熟， 阿拉斯加天然气资源的开发重新成为引人注 目的焦点。１９ ９７年，美国能
厂在约翰 内斯 堡东南的
Ｓｃｎａ ｅ ｄ 投入运行 ｕ
威的Ｓ ｔｌ ｔｏ 公司合作， ａｉ 正在开发一种能装在船 ｝ ＿ 的天然气转变液体嫩料工１， 用十将海 Ｌ 油田的
伴生气转化为合成油， 生产的合成油可以和开夹 出来的原油一起输送上岸口 将 与阿科公司合资在华盛顿只灵汉附近建一座
Ｓｎｏ ｕ ｙｔｌ ｍ ｒｅ
牙
天然气转变液体燃料技术及其发展前景
常景龙
摘要：阿拉斯加北坡天然气资源由于建设大然气管道投资太人而处于 搁浅状态，最近人
（ 管道科技研究中心）
然气转变液体燃料技术 （ Ｔ ）的兴 ＧＬ 起使其开发出 现了 转机。 美国能源部和Ｂ Ａ ｏｏ Ｐ ｃ 等公 ｍ
将０１２ ， ２３ ｍ 天然气转化为中间馏 ． 亿ｍ一。 ８ 亿ｍ ４ ３ 分油、 石脑油和催化裂化原料。Ｒ ｉ ｔ计耗资 １－２ ２－４ 亿美元， 约相当于产品２， ０ ４ ０ 美元ｍｄ ０ ｌ该工ｆ口 ］
Ｉ ｅｌ ｈ ｌ
ＳＶＤＳ Ｉ Ｉ
行性研究己于 １９ 年完成。 ９７ １９ 年 在 马 来 西 亚 Ｓｅ 国际天然气公 司的枝术和商务主管 Ｊ ｋ ９３ ｈｌ ｌ ａ ｃ ａ ｍ ｔ 说： ｃ ＭＤ Ｔ艺为基础的天然气 Ｂ ｔｕ建成一座Ｌ消耗 ｌ ｏ ｅｉ 以现有 Ｓ Ｓ ｉｕ ｎｌ Ｉ
４ Ｔ ． Ｌ的关位工艺 Ｇ
大多数的Ｇ Ｌ建立在费一托合成法基础上， Ｔ 通常由三部分组成：
・ 由天然气制合成气 ・ 合成气经费一托合成转化为液烃 ・ 产品精制 其中，合成气生产是 Ｇ Ｌ的基础，费托反应的反应器的设计和催化 Ｔ 剂的开发则决定着液烃合成的成败：产品精制是为了提高最终产品的市
２ ０年后将下降到阿拉斯加原油管道的经济输量线 （０ ， －０ ， ２０ ００４０ ０ ＯＯ／）以下，一个可行的 Ｇ Ｌ项目不仅能使北坡目 Ｏｂ ｄ Ｔ 前无法利用的丰富
的天然气资源获得开发， 而且耗资 ８ 亿美元建成的阿拉斯加原油管道将 ０ 可同时用于输送北坡原油和新的天然气液体燃料，经济运行期将延长 ２ ５ 年以上，并可为国家提供 ２ ， ０个就业机会，经济效益和社会效益十 ５ ０ ０
目前世界合成气制取工艺主要有蒸汽转化法 、部分氧化法和将 三者联合 的 自热式转化等方法。近年将部分氧化和蒸汽转化联合的 自热式转化成
为合成气生产改进的主流。 ｘｏ Ａ Ｃ １ Ｅ ｘｎ的 Ｇ － 就是一个典型的例子。‘ ２ 亡 将蒸汽转化和部分氧化集中在一个由烃类、水蒸气 、氧气和催化剂颗粒 组成的流化床反应器中进行，既大大降低了部分氧化的用氧量，又可用
， ．阿拉斯加北坡天然气资葱开发与天然气转变液体书料技术
阿拉斯加北坡的天然气资源约有７７ 亿 ｍ 长久以来， ０９ ｍ， ３ 如何将此资 源输向市场一直是个争论不休的问题。主要的方案有：
从 ６ 年代起，美国就 已开始筹建阿拉斯加天然气输送系统，用以将 ０ 阿拉斯加 （ 包括加拿大）的天然气输送到美国本土。原计划中的输气系 统总长 ７２ｋ ，主要由阿拉斯加段、加拿大段、美国东线、美国西线 ４ ７０ｍ 个相对独立的系统组成。其中阿拉斯加段干线约长 １０ｋ ２０ｍ，管径
ＡＴＲ
工 艺试验 己完成
７ｂ ０／ ｄ的试验工厂：Ｓｎｏ ｕ 还和 Ｔｘｃ ｙｔｌｍ ｒｅ ｅａ ｏ Ｉ ，ｒ ｎ Ｒｏ达成协议， ｎ Ｂｏ ＆ ｏｔ ｃ ｗ 计划建一座２ ０ｂ ， ０ｉ ５ ｄ
的天然气转变液体燃料丁］生产轻质和重质合
成油
Ｗ ｉ ｉｍｓ ｌａ ｌ
Ｉ ｅ ｎ ｔｏ ｌ ｎｔｒ ａ ｉ ｎａ
部分氧化调节蒸汽转化的 Ｈ／Ｏ生成比例。更重要的是，由于部分氧化 ２ Ｃ 是放热反应而蒸汽转化是吸热反应，因此 自热式反应合理地解决了能量 综合利用问题。这种创新的工艺使 Ｅ ｘｎ在合成气生产方面处于领先的 ｘｏ 位置。由于这个原因，Ｓ ｏ也正在考察自 ｓ ａｌ 热式转化技术，拟在其 长 塔尔 项 目中应用‘ 另外，如果前文所述的陶瓷薄膜技术开发成功，将使合成 ６ １ 。
年底停运 ，目前正考虑重
建
５ｓｌ ａｏ
ＳＳＰＤ
究如何降低费用和设计更大规模的天然气转变 液体燃料工厂。
ａ Ｌｆｎ ａａ ０ ０ｂ ０ ｄ天然气 １９ ９３年一座 ２ ０ｂ ． ０ｌ ５ ｄ的 将在卡塔尔Ｒｓ ｆ 建一座２． ０／ 将天然气转化 为柴油的 转变液体燃料工厂，该厂预计耗资 ５ 亿美兀，产 天然气转 变液体燃料 下 品为中间馏分油和石脑油。此外．Ｓｓｌ ａ 还和挪 ｏ