天然氣化工甲醇

1、天然氣化工1天然氣化工天然氣通過(guò)凈化分離和裂解、蒸汽轉(zhuǎn)化、氧化、氯化、硫化、硝化、脫氫等反應(yīng)可制成合成氨、甲醇及其加工產(chǎn)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。2天然氣作為相對(duì)穩(wěn)定而廉價(jià)的化工原料，在生產(chǎn)合成氨及化肥、甲醇及其加工產(chǎn)品、乙烯(丙烯)及其衍生產(chǎn)品、乙炔及炔屬精細(xì)化學(xué)品、合成氣(CO+H2)及羰基合成產(chǎn)品等大宗化工產(chǎn)品和生產(chǎn)甲烷氯化物、二硫化碳、氫氰酸、硝基烷烴、氦氣等產(chǎn)品方面，一直保持原料和技術(shù)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。目前，天然氣化工仍是世界化學(xué)工業(yè)的重要支柱，世界上約有85%的合成氨及化肥、90%的甲醇及甲醇化學(xué)品、80%的氫氣、60%的乙炔及炔屬

2、化學(xué)品、40%的乙烯(丙烯)及衍生產(chǎn)品等是用天然氣原料和天然氣凝析液(NGL)原料生產(chǎn)的。天然氣化工的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域3中國(guó)天然氣工業(yè)的發(fā)展前景中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展勢(shì)頭仍在繼續(xù)，但是保障經(jīng)濟(jì)的能源動(dòng)力卻極度緊缺。中國(guó)的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，石油、天然氣所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。隨著國(guó)家對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng)，提高天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比重和引進(jìn)LNG將對(duì)優(yōu)化我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)，有效解決能源供應(yīng)安全和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。 隨著天然氣的普遍應(yīng)用，天然氣供應(yīng)已經(jīng)成為國(guó)家能源安全中越來(lái)越重要的組成部分。未來(lái)中國(guó)天然氣需求增長(zhǎng)速度將明顯超過(guò)煤炭和石油。到2010年，天然氣在能源需求

3、總量中所占比重從1998年的2.1%增加到6%，到2015年將進(jìn)一步增至10%。屆時(shí)天然氣需求量估計(jì)將分別達(dá)到938億立方米和2600億立方米。中國(guó)天然氣主要用于生產(chǎn)氮肥，其次是生產(chǎn)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。 4我國(guó)的天然氣化工發(fā)展分三個(gè)層次進(jìn)行開(kāi)發(fā)： 第一個(gè)層次是對(duì)國(guó)外已成熟的技術(shù)，通過(guò)國(guó)內(nèi)研究、評(píng)估，向國(guó)家推薦引進(jìn)一批大型建設(shè)項(xiàng)目，如液相法甲醇、甲醇制烯烴和甲烷胺化制氫氰酸等；第二個(gè)層次是對(duì)國(guó)內(nèi)已有的科研成果，通過(guò)認(rèn)真評(píng)估，推薦一批作為國(guó)家攻關(guān)項(xiàng)目，在“十五”期間轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，如蒸汽轉(zhuǎn)化和部分氧化相結(jié)合的天然氣制合成氣工藝、甲醇甲醛

4、下游產(chǎn)品，CO精細(xì)化工和乙炔下游產(chǎn)品等；第三個(gè)層次是推薦一批可列入國(guó)家研究計(jì)劃、比較長(zhǎng)遠(yuǎn)一點(diǎn)的科研項(xiàng)目，如甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯、天然氣合成汽油、甲烷選擇性氧化制甲醇/甲醛、甲烷制芳烴等。5拜城縣天然氣產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì) 拜城縣的天然氣有3847億立方米，尤其是克拉2氣田含氣面積47平方公里，地質(zhì)儲(chǔ)量2840億立方米，是目前我國(guó)國(guó)內(nèi)最大、特高豐度、超高壓、特高產(chǎn)的特大型整裝優(yōu)質(zhì)氣田，大北氣田含氣面積達(dá)100平方公里，探明天然氣儲(chǔ)量1400億立方米，從而使拜城縣成為國(guó)家“西氣東輸”工程的主力氣源地。 拜城縣天然氣分布圖6一、天然氣制甲醇及其下游產(chǎn)物 （一）、甲醇（CH3OH）甲醇又稱(chēng)木醇，易揮發(fā)和易燃的無(wú)色液

5、體，具有類(lèi)似酒精的氣味。能與水任意比互溶。甲醇能溶解多種樹(shù)脂，是一種良好的有機(jī)溶劑。有很強(qiáng)的毒性，對(duì)呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，由皮膚能使人發(fā)生中毒現(xiàn)象，誤飲能使眼睛失明，甚至致死?？諝庵屑淄檎魵庾罡咴试S濃度0.05mg/L.甲醇為世界大宗有機(jī)化工產(chǎn)品之一，是基本有機(jī)化工原料，其下游產(chǎn)品有幾十上百種，還是有潛在發(fā)展?jié)摿Φ囊后w能源，甲醇的用途用作制備甲醛、醋酸、甲胺、有機(jī)玻璃、離子交換樹(shù)脂、丙烯酸甲酯、二甲醚、硫酸二甲酯、二甲基甲酰胺、甲醇鈉、聚乙烯醇、合成材料、農(nóng)藥的原料、合成MTBE無(wú)鉛汽油的優(yōu)質(zhì)添加劑，甲醇單細(xì)胞蛋白飼料等。世界甲醇生產(chǎn)中70以天然氣為原料。甲醇應(yīng)用方向除保持傳統(tǒng)用途外，正

6、在開(kāi)發(fā)替代能源和化工新產(chǎn)品的用途。 7（二）天然氣制甲醇工藝甲醇的制造過(guò)程有五個(gè)工序組成：脫硫、造氣、壓縮、甲醇合成和精餾，其中造氣和合成是關(guān)鍵。CO+H2通過(guò)催化劑合成甲醇反應(yīng)，放出大量的反應(yīng)熱：CO+2H2CH3OH+90.37KJ/mol新開(kāi)發(fā)合成甲醇技術(shù)：1、氣象流化床甲醇合成法；2、低溫液相甲醇合成法8（三）甲醇系列產(chǎn)品9（四）中國(guó)發(fā)展甲醇工業(yè)的戰(zhàn)略重點(diǎn)1、開(kāi)發(fā)以天然氣為原料的甲醇新工藝；開(kāi)發(fā)甲烷進(jìn)一步法制甲醇及液相甲醇合成技術(shù)；開(kāi)發(fā)醋酸、醋酐、醋酸乙烯聯(lián)產(chǎn)工藝；開(kāi)發(fā)甲醇羰基合成甲酸甲酯及甲酸工藝；開(kāi)發(fā)甲醇催化劑轉(zhuǎn)化至二甲醚工藝；開(kāi)發(fā)甲醇合成碳酸二甲酯、烯烴、甲醇蛋白、汽油等技術(shù)；開(kāi)

7、發(fā)甲醇制甲醛Fe-Mo固定床催化工藝；開(kāi)發(fā)甲醇作燃料電池發(fā)電技術(shù)；開(kāi)發(fā)甲醇同系化制乙醇技術(shù)；完成天然氣加CO2合成甲醇的大型場(chǎng)建設(shè)。10（五）甲醇化工通過(guò)甲醇進(jìn)一步制取下游含氧化物，是當(dāng)前合成氣化工利用的主要途徑。世界上最成功的例子有兩個(gè)，一是Eastman-Koda路線，即合成氣甲醇醋酐醋酸纖維素膠片；二是Monsanto-BP路線，即合成氣甲醇醋酸醋酸酯。另外，甲醇的羰基化也是羰基化領(lǐng)域的重要方面: a.羰基化（生產(chǎn)醋酸、醋酐、甲酸甲酯等）；b.氧羰基化（生產(chǎn)碳酸二甲酯、草酸二甲酯等）；c.還原羰基化（生產(chǎn)乙醛、乙醇、醋酸乙酯等）。 甲醇羰基化制醋酸、醋酸與甲醇生成的醋酸甲酯再羰基化制醋酐

8、這兩項(xiàng)工業(yè)化成就被認(rèn)為是碳一化學(xué)近30年的杰出成就之一，可以與石油化工相競(jìng)爭(zhēng)。甲醇羰化制醋酸的反應(yīng)機(jī)理和生產(chǎn)技術(shù)也可應(yīng)用于乙醇羰基化制丙酸，國(guó)外已有相應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程。甲酸甲酯是甲醇羰基化的另一個(gè)重要產(chǎn)物，因?yàn)榧姿峒柞ニ夂蟮玫郊姿岷图状?，其總反?yīng)等于CO和H2O反應(yīng)生成甲酸，這是目前世界上生產(chǎn)甲酸的最佳方法。甲酸甲酯與胺類(lèi)酯交換可制取各種酰胺，例如二甲基甲酰胺，它主要應(yīng)用于聚氨酯PU合成革的生產(chǎn)和聚丙烯腈抽絲，以及醫(yī)藥、農(nóng)藥、丁二烯抽提等方面，近年來(lái)供不應(yīng)求，依賴于進(jìn)口。甲酸甲酯與醛類(lèi)結(jié)合，氯化等生成的下游產(chǎn)品應(yīng)用面廣，前景看好。11碳一(C1)化學(xué)是指從一個(gè)碳原子的化合物(如CH4，CO，CO

9、2，CH3OH，HCHO等)出發(fā)合成各種化學(xué)品的技術(shù)。我國(guó)西南化工研究設(shè)計(jì)院是我國(guó)“低壓合成甲醇工藝及其催化劑”的技術(shù)依托單位，在甲醇下游產(chǎn)品中已推向工業(yè)化的技術(shù)有：(1)甲醇低壓羰基合成醋酸；(2)鐵鉬法甲醇氧化制甲醛；(3)甲醇脫水制二甲醚；(4)甲醇脫氫制甲酸甲酯、胺化制 二甲基甲酰胺、水解制甲酸；(5)甲醇氯化制三氯甲烷；(6)甲醇氧羰基化制碳酸二甲酯；(7)甲醇分解制氫；(8)甲醇制醚基民用燃料。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)甲醇和尿素直接合成碳酸二甲酯的技術(shù)路線非常感興趣，因?yàn)樵蟽r(jià)廉易得，而且在反應(yīng)中沒(méi)有水生成，可避免處理甲醇、水、DMC形成的復(fù)雜共沸體系的分離問(wèn)題。（六）甲醇在C1化學(xué)中的應(yīng)用

10、12（七）甲醇幾種重要的下游產(chǎn)品甲醛：主要用于塑料工業(yè)(如制酚醛樹(shù)脂、脲醛塑料電玉)、合成纖維(如合成維尼綸聚乙烯醇縮甲醛)、皮革工業(yè)、醫(yī)藥、染料等。 甲胺：在中型氨廠聯(lián)產(chǎn)甲胺。用于醫(yī)藥、染料等。醋酸：制取醋酸乙烯，用于生產(chǎn)維綸、聚乙烯醇、乙烯基共聚樹(shù)脂、黏合劑、涂料等,在許多工業(yè)化學(xué)反應(yīng)中用作溶劑,醋酸可用于制醋酐，制造醋酸纖維，其余用于醫(yī)藥、香料、染料等,醋酸乙酯、醋酸丁酯是醋酸的兩個(gè)重要下游產(chǎn)品。醋酸乙酯用于清漆、稀釋料、人造革、硝酸纖維、塑料、染料、藥物和香料等；醋酸丁酯是一種很好的有機(jī)溶劑，用于硝化纖維、涂料、油墨、人造革、醫(yī)藥、塑料和香料等領(lǐng)域。 甲酸甲酯：廣泛應(yīng)用與生產(chǎn)甲酸，與胺

11、類(lèi)酯交換可制取各種酰胺。甲醇鈉：主要用于醫(yī)藥工業(yè)，有機(jī)合成中用作縮合劑、化學(xué)試劑、食用油脂處理的催化劑等。 輕烯烴：以天然氣為原料合成甲醇后再通過(guò)甲醇制取乙烯、丙烯等烯烴。 碳酸二甲酯：是一種無(wú)毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料，由于碳酸二甲酯毒性較小，是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品， DMC將成為替代MTBE的最有潛力的汽油添加劑之一。 二甲醚 ：二甲醚作為一種基本化工原料，在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途，用作氣霧推動(dòng)劑，還廣泛用作化學(xué)品中間體、溶劑、致冷劑及特殊燃料等，與甲烷一樣，被期望成為21世紀(jì)的能源之一。13（八）甲醇在精細(xì)化工領(lǐng)域中的應(yīng)用甲醇在精細(xì)化工領(lǐng)域的

12、應(yīng)用范圍廣泛，現(xiàn)舉例簡(jiǎn)述如下：水楊酸甲酯：用于牙膏、醫(yī)藥、香料等對(duì)甲苯磺酸甲酯：用于甲基化試劑制備及有機(jī)物合成等甲醇和氨聯(lián)產(chǎn)制一、二、三甲胺； NH2CH3一甲胺，用于表面活性劑、顯影劑、合成藥、殺蟲(chóng)劑、炸藥、染料、燃料添加劑等 NH（CH3）2二甲胺，用于橡膠促進(jìn)劑、氣體吸收劑、有機(jī)合成等 N（CH3）3三甲胺，用于離子交換樹(shù)脂、有機(jī)合成、飼料添加劑、農(nóng)藥、醫(yī)藥等對(duì)苯二甲酸二甲酯：用于聚酯纖維和樹(shù)脂、合成增塑劑、高強(qiáng)度聚酯絕緣漆等對(duì)羥基苯甲酸甲酯：用于防腐殺菌劑、食品添加劑、化妝品、醫(yī)藥等乳酸甲酸：用于釀酒、皮革、醫(yī)藥等14三甲氧基甲烷：用于合成醫(yī)藥、香料，精細(xì)化工有機(jī)反應(yīng)的基礎(chǔ)化合物。甲基

13、丙烯酸甲酯（MMA）有機(jī)玻璃原料。氯甲烷； CH3Cl一氯甲烷用于有機(jī)硅等 CH2Cl2二氯甲烷用于電影膠片等 CHCl3三氯甲烷用于氟利昂等 CCl4四氯化碳用于溶劑、滅火劑等乙二醇，防凍劑、聚酯纖維和樹(shù)脂、乳膠劑、剎車(chē)油、溶劑、有機(jī)合成等。甲基叔丁基醚（MTBE）無(wú)鉛汽油的優(yōu)良添加劑。二甲基甲酰胺，用于聚氨酯PU合成革的生產(chǎn)和聚丙烯腈抽絲，以及醫(yī)藥、農(nóng)藥等。氨基甲酸甲酯：用于殺蟲(chóng)劑、醫(yī)藥、有機(jī)合成、紡織、涂料等領(lǐng)域。甲醇制汽油 (MTG)，燃料電池、防凍劑、抑制劑、溶劑。15二、甲醛（HCHO ）甲醛一種無(wú)色，有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體。易溶于水、醇和醚。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出

14、現(xiàn)。易溶于水和乙醇，3540的甲醛水溶液叫做福爾馬林。甲醛分子中有醛基生縮聚反應(yīng)，得到酚醛樹(shù)脂。 甲醛是一種重要的有機(jī)原料，主要用于人工合成黏結(jié)劑，如：制酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂、合成纖維(如合成維尼綸聚乙烯醇縮甲醛)、皮革工業(yè)、醫(yī)藥、染料等。甲醛還可來(lái)自化妝品。 化妝品、清潔劑、殺蟲(chóng)劑、消毒劑、防腐劑、印刷油墨、紙張、紡織纖維等多種化工輕工產(chǎn)品。福爾馬林具有殺菌和防腐能力，可浸制生物標(biāo)本，其稀溶液(0.10.5)農(nóng)業(yè)上可用來(lái)浸種，給種子消毒。 工業(yè)上常用催化氧化法由甲醇制取甲醛。 16（二）、甲醛主要下游產(chǎn)物聚甲醛(POM)：被譽(yù)為“超鋼”、“賽鋼”，主要用作工程塑料，用于汽車(chē)、機(jī)械部件等 ，廣泛應(yīng)用于電子電氣、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車(chē)、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。 酚醛樹(shù)脂：主要用于生產(chǎn)壓塑粉、層壓塑料； 制造清漆或絕緣、耐腐蝕涂料； 制造日用品、裝飾品； 制造隔音、隔熱材料、人造板、鑄造、耐火材料等。脲醛樹(shù)脂：主要用于制造模壓塑料，制造日用生活品和電器零件，還可作板材粘合劑、紙和織物的漿料、貼面板、建筑裝飾板等。塑料制品主要是電氣照明設(shè)備和電話零件等。 聚乙烯醇縮甲醛:主要用于維綸纖維，還可用作發(fā)泡劑、研磨材料、膠粘劑、電氣絕緣材料等。維綸纖維主要用來(lái)制作衣服，也可用于制造各種纜繩，帆布，農(nóng)用防風(fēng)、防寒紗布等。 17烏洛托