天然氣化工

tiān rán qì huà gōng

化學工業分支之一。以天然氣為原料生產化工產品的工業。天然氣通過凈化分離和裂解、蒸汽轉化、氧化、氯化、硫化、硝化、脫氫等反應可製成合成氨、甲醇及其加工產品(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。

天然氣化工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凈化分離、化學加工（所含甲烷、乙烷、丙烷等烷烴的加工利用）。

可分為凈化分離和化學加工。

包括從地下采出的天然氣，在氣井現場，經脫水、脫砂與分離凝析油后，根據氣體組成情況進行進一步的凈化分離加工。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；脫硫后，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濕氣，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。

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、氧化可製得甲烷的各種衍生物；濕性天然氣中的乙烷、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。

世界天然氣化工發展

天然氣化工 - 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，產品品種和產量居首位。消耗於化學工業的天然氣，占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。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。

天然氣化工 - 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、台灣省等地。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。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。

天然氣化工 - 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：

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；

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；

以節能為中心的研究開發工作十分活躍；

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。

中國天然氣工業的發展前景

中國經濟持續快速的發展勢頭仍在繼續，但是保障經濟的能源動力卻極度緊缺。中國的能源結構以煤炭為主，石油、天然氣所佔比例遠遠低於世界平均水平。隨著國家對能源需求的不斷增長，提高天然氣在能源結構中的比重和引進LNG將對優化我國的能源結構，有效解決能源供應安全和生態環境保護，實現經濟和社會的可持續發展發揮重要作用。

隨著天然氣的普遍應用，天然氣供應已經成為國家能源安全中越來越重要的組成部分。未來中國天然氣需求增長速度將明顯超過煤炭和石油。到2010年，天然氣在能源需求總量中所佔比重將從1998年的2.1%增加到6%，到2020年將進一步增至10%。屆時天然氣需求量估計將分別達到938億立方米和2037億立方米。

天然氣化工原料利用

天然氣化工已成為世界化學工業的主要支柱，世界上80%的合成氨，90%的甲醇用天然氣為原料，在美國75%以上的乙炔以天然氣為原料生產，而我國分別還不到20%，可見我國天然氣化工利用有著很大的發展空間。

1、合成氨是生產氮肥不可替代的主要原料，由於石油價格的居高不下，導致重油價格上升，以天然氣為原料的化肥比以重油為原料的化肥成本上有明顯的優勢，因此，氣頭化肥成為化肥生產的重點。由於技術的進步，油頭改氣頭化肥已經相對成熟。

2、甲醇是碳—化學的關鍵產品，又是重要的化工原料，同時還是未來清潔能源之一，既廣泛用於生產塑料、合成纖維、合成膠、染料、塗料、香料、飼料、醫藥、飼料、農藥等，還可與汽油摻和或代替汽油作為動力燃料。由於甲醇下游產品需求旺盛，預計到2010年甲醇總需求量將達到700萬噸以上。近幾年來有天然氣條件的地方都在醞釀新上較大規模的甲醇裝置。

3、天然氣化工的發展還可以和氯鹼工業發展相結合，我國氯鹼工業的主要氯產品PVC總產量已大大突破200萬t，50%以上仍採用電石法，乙烯法PVC受原料乙烯來源限制只佔PVC總量30%-35%，進口VCM或EDC生產PVC，現佔總量的15%-20%。由於電石法PVC環境污染嚴重，受環保政策限制，天然氣用以生產乙炔再加工成PVC，與國內電石法生產成本基本持平，而環保優勢突出。

此外，隨著國際天然氣合成油技術以及相關技術突破，天然氣制合成油已具有競爭力，天然氣制的合成油不含芳烴、重金屬、硫等環境污染物，是環保型優質燃料，有廣大的消費市場。