C1化工生产技术及市场石油化工技术与经济.docxVIP

·５２·　 石油化工技术与经济　　　　　　　　　第３１卷 第１期 Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＥｃｏｎｏｍｉｃｓｉｎＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ２０１５ 年 ２ 月檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝檵檵殝国内外行业发展动态檵檵殝檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵殝Ｃ１ 化工现状及研究进展张丽平（中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，２０１２０８）摘 要：Ｃ１化工是替代石油合成路线制备基本有机化工原料、燃料和其他重要化学品的最具发展前景的途径。讨论了目前Ｃ１化工国内外的技术进展及研发动向，详细评述了合成气化工、甲醇化工以及甲烷直接转化等分支领域中的研究重点，并指出大型化、规模化和集约化是Ｃ１化工发展的趋势，积极开发节能减排、ＣＯ２捕获和污水回用技术是Ｃ１化工发展的重要方向。关键词：Ｃ１化工 合成气 天然气 甲醇文章编号：１６７４－１０９９（２０１５）０１－００４０－０４　　中图分类号：ＴＱ２１１　　文献标识码：Ａ　　Ｃ１ 化工是指从含有 １个碳原子的化合物合 成碳数为２或２个以上化合物的化学工艺。当前全球基础有机原料工业的发展正面临石油资源短缺和环保法规日益严格的两大难题，发展Ｃ１化工 生产合成燃料及基础有机原料，逐步替代石油资源迫在眉睫。目前Ｃ１ 化工已基本形成了合成气 化工、天然气化工和甲醇化工等分支。１ 合成气化工１１ 合成气制天然气《２０１４年世界能源统计》显示，２０１３年世界天 然气消费量为３３５×１０１２ｍ３，比２０１２年增长１４％。其中，中美两国消费增速分别达到１０８％和２４％，成为世界天然气消费增量最大的两个国 家［１］。我国天然气自产能力差，对外依存度高，２０１３年天然气进口量达到５３０×１０１０ｍ３，同比增长２５％，对外依存度达３１６％。甲烷化是合成天然气的核心技术，催化剂是关键，Ｎｉ基催化剂是目前最常用的甲烷化催化剂。未来研发重点是改进催化剂活性组分和载体，添加助剂，或开发新型催化剂，提高催化剂的选择性和产率，减少因高温导致催化剂的烧结失活和催化剂表面积炭引起的活性降低。研究的活性组分主要包括贵金属Ｒｕ和Ｒｈ。载体逐渐从ＡｌＯ、ＺｒＯ、ＴｉＯ 和ＳｉＯ 及其复合氧化物向多壁２ ３２２２碳纳米管（ＭＷＣＮＴ）、ＳｉＣ、钙钛矿型ＬａＦｅＯ３ 氧化物等新型载体转变。添加ＣｅＯ、ＬａＯ 和ＳｍＯ２２ ３２ ３等晶格助剂，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ和Ｃｕ等电子助剂，ＭｇＯ结构助剂，能够提高催化剂活性，延长催化剂寿命。利用“等离子溶液喷洒技术”、“溶液燃烧”等新型催化剂制备技术也能有效提高催化活性。新型非晶态合金催化剂因高机械强度、优良磁学和抗腐蚀性能正得到关注。Ｎｉ－Ｒｕ－Ｂ在２１０～２３０℃条件下，ＣＯ转化率超过 ９０％。具有代表性的工艺有德国Ｌｕｒｇｉ的甲烷化技术、丹麦托普索国际公司的循环节能甲烷化技术 （ＴＲＥＭＰＴＭ）和英国 Ｄａｖｙ的催化富气技术（ＣａｔａｌｙｔｉｃＲｉｃｈＧａｓ，ＣＲＧＴＭ）。Ｌｕｒｇｉ技术首先实现工业化，其固定床加压煤气化和甲烷化技术被美国大平原煤制天然气厂引进，并建成世界上第 一套大型工业化煤制替代天然气装置［２］。托普 索国际公司的ＴＲＥＭＰＴＭ 工艺和Ｄａｖｙ公司的ＣＲＧＴＭ工艺在能耗和催化剂性能方面具有一定的优势。中科院大连化学物理研究所在低热值煤气甲烷化制取中热值城市煤气方面进行了大量工作，研发了系列甲烷催化燃烧整体结构催化剂，并进行了工程放大，在低浓度甲烷流向变换工艺系统收稿日期：２０１５－０１－０８。作者简介：张丽平，女，１９８２年出生，高级工程师，长期从事Ｃ１化工技术开发和科技情报调研工作。　第 １期（２０１５） 张丽平 Ｃ 化工现状及研究进展· ·１５３集成和煤层气脱氧技术系统集成方面取得了显著 进展［３］。此外，在合成气完全甲烷化催化剂研制 及放大生产、甲烷化反应器及其工艺设计，以及多 段循环甲烷化工艺系统集成等关键核心技术方面 取得了实质性进展，对甲烷化反应器与合成气甲 烷化工艺设计的研究开发奠定了基础。中国石化集团南化研究院是国内最早的甲烷 化催化剂研发机构。近年来，在中国石化的支持 下，开展了煤制天然气（ＳＮＧ）催化剂及工艺开发 研究，完成了甲烷合成催化剂的实验室开发，研制 的ＮＣＪ－１型宽温甲烷合成催化剂和ＮＣＪ－２型低温甲烷合成催化剂在模拟ＳＮＧ工艺条件下具 有良好的活性、选择性和稳定性，两种催化剂配合 使用可制得符合国家管输标准的ＳＮＧ。大连普 瑞特化工科技有限公司推出具有独立知识产权的 煤制天然气甲烷化催化剂及技术，相继建成１０多个工厂。１２ 合成气制燃料油（ＧＴＬ）２０１３年中国燃料油产量为２５５７Ｍｔ，同比增 加８３％，同年进口量 ２３５５Ｍｔ，进口下跌１２２％，全年表观消费量３７７７Ｍｔ。我国富煤少油的特点为合成气制ＧＴＬ提供了丰富的煤炭原 料，成为我国