礦井氣

[拼音]:tianranqi huagong

[英文]:natural gas chemical industry

以天然氣為原料生產化學產品的工業,是燃料化工的組成部分。由於天然氣與石油同屬埋藏地下的烴類資源,有時且為共生礦藏,其加工工藝及產品相互有密切的關係,故也可將天然氣化工歸屬於石油化工。天然氣化工一般包括天然氣的淨化分離、化學加工(所含甲烷、乙烷、丙烷等烷烴的加工利用)。

天然氣加工過程

可分為淨化分離和化學加工。

淨化分離

包括從地下采出的天然氣,在氣井現場,經脫水、脫砂與分離凝析油後,根據氣體組成情況進行進一步的淨化分離加工。富含硫化物的天然氣,必須經過脫硫處理,以達到輸送要求,副產品的硫磺作為硫資源,用以生產硫酸、二硫化碳等一系列硫化物;脫硫後,天然氣經過深冷分離(見天然氣深冷分離),可得到液化天然氣(見甲烷);若天然氣富含稀有氣體氦,可同時得到氦氣(見彩圖);若天然氣是富含乙烷以上烷烴的溼氣,則可同時得到天然氣凝析液,後者常採用精餾的方法,以回收乙烷、丙烷、丁烷,並且還有一部分凝析油。

化學加工

包括在高溫下進行的天然氣熱裂解,主要生產乙炔和炭黑;天然氣蒸汽轉化或天然氣的部分氧化,可製得合成氣;天然氣經過氯化、硫化、硝化、氨化氧化、氧化可製得甲烷的各種衍生物;溼性天然氣中的乙烷、丙烷、丁烷和天然氣凝析液等,經蒸汽裂解或熱裂解可生產乙烯、丙烯和丁二烯;丁烷脫氫或氧化可生產丁二烯或醋酸、甲基乙基酮、順丁烯二酸酐等(見圖)。

世界天然氣化工

世界上約有50個國家不同程度地發展了天然氣化工。

分佈狀況

天然氣化工比較發達的國家有美國、蘇聯、加拿大等。美國發展天然氣化工最早,產品品種和產量目前仍居首位。消耗於化學工業的天然氣,佔該國化工行業所消耗原料和燃料總量的一半以上。20世紀70年代中期蘇聯調整了化學工業政策,加速發展天然氣化工生產。在西伯利亞天然氣產區新建生產裝置,大規模應用於合成氨、甲醇和乙烯、二硫化碳。目前,其天然氣化工產品產量僅次於美國。加拿大有豐富的天然氣資源,用於合成氨、尿素、甲醇和乙烯的生產。

主要產品方向

1980年世界主要國家的天然氣化工產品產量超過150Mt。年產 10Mt以上的產品有合成氨、尿素、甲醇、甲醛和乙烯。

在世界合成氨產量中,約80%以天然氣為原料。世界氨廠建設重點正由過去歐美等國轉向天然氣資源豐富地區。石腦油或燃料油為原料的氨廠將逐步向天然氣或煤為原料過渡(見合成氨工業)。

甲醇為世界大宗有機化工產品之一,世界甲醇生產中70%以天然氣為原料。甲醇應用方向除保持傳統用途外,正在開發替代能源和化工新產品的用途。

天然氣為原料的乙烯裝置生產能力約佔世界乙烯生產能力的32%,其乙烯收率比以石腦油等輕質石油餾分為原料的約高一倍。隨著天然氣產量的增加和乙烷、丙烷回收率的提高,所佔比例正在逐步增加。

中國天然氣化工

始於20世紀60年代初,現已初具規模,主要分佈於四川、黑龍江、遼寧、山東、臺灣省等地。中國天然氣主要用於生產氮肥,其次是生產甲醇、甲醛、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷、氫氰酸和炭黑以及提取氦氣。70年代以來,已興建多座天然氣和油田伴生氣為原料的大型合成氨廠,以及一批中、小型合成氨廠,使全國合成氨生產原料結構中,天然氣所佔的比例約達到30%;同時還興建了天然氣制乙炔工廠,以製造維尼綸和醋酸乙烯酯,乙炔尾氣用於生產甲醇。採用天然氣熱氯化法生產二氯甲烷以供感光材料工業作溶劑。目前,中國的天然氣一次化學加工產品總產量約為70年代初期的14倍。

前景

隨著世界對能源需要的增長,北海、中東、北非、南美和蘇聯的天然氣和石油伴生氣資源正在加速開發利用,世界天然氣產量穩定增長,為天然氣化工蓬勃發展提供充足的原料和能源。在這種條件下,天然氣化工的發展具有下述特點:

(1)從天然氣出發的大宗化工產品,如氮肥、甲醇及其加工產品(甲醛、醋酸等)發展速度較快;

(2)在烯烴的生產中,美國擴大了天然氣原料的使用量,中東和南美國家將計劃大力發展天然氣制烯烴工業,從而提高世界烯烴生產中天然氣原料所佔比例;

(3)以節能為中心的研究開發工作十分活躍;

(4)新工藝相繼出現,特別是以合成氣為基礎的碳一化學更為突出。