毕业论文天然气化工技术进展

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1、毕业论文题目天然气化工技术进展姓名于会琪学号系（院）_化工系_班级D08应化一指导教师_王晓莉职称_副教授___2011年5月10日摘要当前，石油仍然是能源和基本有机化工原料的主要来源，但由于资源有限，供应日趋紧张，油价居高不下。天然气作为石油的替代资源，在化工领域的综合利用已越来越受到当今世界各国的关注。近年来随着世界各国对天然气的广泛重视而得到较快发展，现已成为化学工业的一大支柱。目前，全球天然气化工年耗气量约占世界消费量的5%，天然气化工一次加工品总产量在11.6亿t以上，包括合成氨、甲醇、乙炔、甲烷氯化物、甲醛和

2、醋酸乙烯等，用途几乎涉及国民经济各个领域。本文通过叙述天然气化工的技术现状，说明了我国化工技术的一些最新进展，并阐明了目前发展过程中遇到的一些问题以及解决这些问题提出的合理建议。着重分析研究了天然气制合成气、合成气制二甲醚以及天然气制精细化工产品等生产工艺。关键词：天然气化工，化工技术进展，精细化工，天然气制合成气目录第一章天然气化工现状11.1背景11.2天然气化工的技术现状1第二章天然气化工技术最新进展22.1天然气直接转化制甲醇、甲醛22.2天然气氧化偶联制乙烯22.3天然气制合成气22.4天然气经合成气制烯烃32

3、.5天然气制液体燃料3第三章我国天然气化工发展前景53.1天然气化工发展前景分析43.2存在问题及建议5第四章结语7参考文献8第一章天然气化工现状1.1背景我国有丰富的天然气资源，与我国邻近的俄罗斯、中亚、中东、亚太等地区是世界天然气的主要产地和出口地，丰富的境内外资源，为我国天然气化工技术的发展开辟了广阔的前景。天然气不仅是清洁、优质的能源，更是重要的化工原料。以天然气为原料合成氨及化肥、甲醇、乙烯(丙烯)及其衍生品等等，具有原料和技术经济上的双重优势。世界上约80%的合成氨及化肥，90%的甲醇及甲醇化学品，80%的氢

4、气，40%的乙烯(丙烯)及衍生品都是用天然气或天然气凝析油制取的。1.2天然气化工的技术现状世界天然气化工从20世纪20年代至今一直保持稳定发展趋势，近年来随着世界各国对天然气的重视得到了较快发展。目前，全球天然气化工年耗气量约占世界消费量的5%，天然气化工一次加工品包括合成氨、甲醇、乙炔、甲烷氯化物、甲醛和醋酸乙烯等总产量在11.6亿t以上[1]。我国中西部地区发展天然气化工起步较早，并形成了一定的产业基础，这些地区主要是利用当地廉价的天然气资源合成氨和化肥，甲醇及其衍生物，例如乌鲁木齐化肥厂、兰化公司、宁夏化肥厂以及

5、四川、重庆、云南等地以天然气为原料的大化肥装置。发展的同时，我们必须清醒地认识到我国的天然气化工与国外相比存在的差距，主要表现在多数生产装置规模较小、工艺落后、能耗较高、产品附加值低，从而导致天然气生产企业市场竞争能力弱、效益差。虽然我国中西部地区开展天然气化工技术时间较早，但主要停留在合成氨生产化肥阶段，高附值的精细化工产品占很小的比例。8第二章天然气化工技术最新进展2.1天然气直接转化制甲醇、甲醛天然气经合成气制取甲醇工艺投资费用高、工程设计复杂和生产成本高，因此，国内外都在探索由天然气一步合成甲醇的捷径。目前研究开

6、发的方法有均相氧化和多相催化氧化两种方法，其中均相氧化工艺效果较好，甲烷转化率可达4%～15%，甲醇选择性为60%～90%[2]。我国西北大学研究人员以磷钨酸为催化剂，醋酸为液相试剂，进行了甲烷部分氧化制甲醇实验研究，在267℃～280℃、0.1MPa反应条件下，甲烷转化率为26.61%，产物选择性为97.26%。UOP公司正在开发甲烷低温低压直接生产甲醇的新工艺，该工艺首先合成一种有机过氧化氢，然后使金属催化剂活化，把甲烷转化为甲醇，与间接法相比，预计投资可减少58%，能耗减少60%，CO₂排放量减少33%，甲醇生产成

7、本可由每吨80美元降至58美元。2.2天然气氧化偶联制乙烯近年来随着全球化工市场的好转，由甲烷氧化偶联(OCM)制乙烯的研究受到重视。目前有40多个国家的实验室对2000多种催化剂进行过试验，开发出了很多新工艺。但是，由于甲烷氧化偶联制乙烯反应属于表面引发气相自由基与气固相反应相结合的机理，大量气相氧的存在使得自由基反应难于控制，在制乙烯过程中，甲烷转化率低(小于25%)，C2烃单程收率低(小于25%)，产物中乙烯含量约4.9%，丙烯约0.4%，产品分离也较为困难[3]。因此，尽管采用甲烷直接制低碳烯烃被认为是最佳工艺路

8、线，但至今与石脑油裂解相比，经济上仍不具竞争力，难以满足工业化的技术经济要求，因此寻找高活性、高选择性及长时间稳定性的催化剂体系，仍是目前该技术研究的难点和热点。2.3天然气直接制芳烃甲烷直接催化转化制芳烃有两种方法：一种是氧化条件下的催化转化，一种是无氧条件下的催化转化。在氧化条件下，8目前已有的研究结果表明甲烷合