21世纪以煤和天然气为原料的C1化学

21世纪以煤和天然气为原料的C1化学

0.前言

最近世界原油价格急速上涨，己达20美元／桶。影响原油价格的因素很复杂。对今后原油价格的走向，各国看法也不尽相同。但从能源后备资源分析，煤及天然气均较石油丰富，世界油气储量比已从70年代的2.55:1降至目前的1:1。而天然气（包括油田气）的产量为油当量的1／2。因此，未来一段时间，天然气将成为世界能源的重要支柱之一。天然气是清净能源，热值高，易燃烧，污染少，是优质的民用和工业燃料，也是生产合成气的理想原料。当天然气价格适宜时，以天然气为原料生产化工产品，建设投资省，具有很强的竞争能力。以合成氨为例，使用天然气为原料的氨产量约占世界总产量的70％；美国和前苏联两大天然气生产国以天然气为原料的合成氨和甲醇约占其本国总产量的90％以上。我国与世界情况略有不同，天然气价格高，比中东高出4至8倍，约为美国的1.2至1.5倍，而其产量则仅为美国的约1／20，原苏联的约1/30，因此在利用和开采上都受到一定限制。我国煤炭资源较丰富，且煤炭产地价格便宜，如山西、内蒙、陕西几大煤炭基地，同等热值的煤价仅为世界煤价的1／3。因此，在一次能源中，煤炭一直占70％以上。但煤炭直接燃烧污染严重，用于生产合成气时建设投资高，因此在发展上也受到一定制约。众所周知，C1化学的起始原料为富含一氧化碳和氢气的合成气。以天然气和煤为原料都能生产富含一氧化碳和氢气的合成气。所不同的是，以天然气为原料生产的合成气含有较高的氢气；而以煤为原料生产的合成气则含有较高的碳。

下面，笔者拟就21世纪世界以煤和天然气为原料的C1化学的发展趋势作一些阐述，并对我国C1化学的发展提一些建议。

1. 国内外发展趋势

1.1 合成氨生产

1.1.1 以煤为原料的合成气生产

煤炭气化已有150多年的历史，气化方法达70～80种。开发新一代煤炭气化技术，不仅是经济、合理、有效地利用煤炭资源的重要途径，也是今后发展煤化工的基础。

综合分析各国煤炭气化技术的特点，其发展趋势是：

（1）增大气化炉的断面，以提高其产量；

（2）提高气化炉的气化温度和压力，以增加空时收率，降低合成压缩费用。

（3）采用粉煤气化，以降低对煤质的要求，适应现代化采煤细煤产率较高的趋势；

（4）研制气化新工艺和气化炉新结构，以减少基本建设投资和操作费用。

符合上述要求的现代气化炉主要有以粉煤添加催比剂的水煤浆为原料的德士古气化炉和两段陶氏气化炉；其最大单炉日投煤量已达3000～4000t。我国引进软件包和关键设备而大部分设备则立足于国内配套建设的日最大投煤量为450～800t的德士古气化炉，已分别在山东和上海投产，运转情况良好；前者限于老厂净化设备，气化压力约为2.0 MPa，后者操作压力为4. 0MPa。另外，在陕西渭河化肥厂全套引进的内径10ft、气化压力6.4 MPa的气化炉也已顺利投产。已实现工业化生产的以干粉煤为原料的GSP炉和谢尔公司开发的SCGP炉制成的粗合成气有效成份高（CO+H2超过95％），冷气效率高，不需要特殊耐火材料。但与以水煤浆为原料的气化炉相比，尚缺乏长期运转经验，而且其煤粉输送系统较复杂，阀门磨损问题尚待进一步解决，当前其引进费用也偏高。

上述四种炉型均适合于生产合成气，并且处于世界领先地位，用户可依据引进费用、煤种情况，经过经济比较加以选择。另外，国内正在自行开发多喷咀水煤浆气化炉，技术及设备均立足于国内，将大大节省制造费用，其炉膛利用效率也比传统的德士古气化炉高，是很有发展前途的，它的开发成功，将会进一步促进我国煤气化工业的发展。

1.1.2 以天然气为原料的合成气生产

目前已实现工业化的以天然气为原料生产合成气技术有部分氧化法和蒸汽转化法。部分氧化法需要使用纯氧为气化剂，目前已较少采用。蒸汽转化法又有一段蒸汽转化法，加热型两段蒸汽转化法和换热式两段转化法之分。一段转化法由于流程短，投资省，应用最广泛。加热型两段转化法第·一段用蒸汽转化，第二段用纯氧或富氧作气化剂，但用于制氨时可用空气替代纯氧作气化剂，同时又可减少一段炉的负荷，节省高镍合金钢，故广泛应用于制氨。换热式两段转化工艺最有发展前途。其二段转化炉出口高温气体热量供一段炉所需的热量，故可大幅度减少燃料天然气的热用量，存在的问题是副产蒸汽量减少。但从节能的角度来看，这种方法最有竞争能力，是今后大型装置的主要发展方向。

用天然气两段转化制合成气，含氢量高但碳量不足，因此一段转化炉采用副产的二氧化碳作为气化剂来增碳，不仅可改善合成氨的氢碳比，同时减少了工厂二氧化碳的排放，因此也是值得推广的一种工艺技术。

1.2 甲醇及含氧化合物的生产

1.2.1 甲醇

甲醇是一种重要的基本有机原料，也是C1化学的起始化合物，在基本有机原料中，甲醇仅次于乙烯、丙烯和苯而居第四位。

甲醇合成目前普遍采用帝国化学公司（ICI）和德国鲁奇（Lurqi）的工艺。由合成气合成甲醇，己有多年的工业化实践，技术上已臻成熟，能量利用效率已接近工艺本身可以达到的最佳化程度。尽管如此，由于一些固有问题的约束，当前的

甲醇合成仍然是一个能耗较高的工艺过程，仍有改进的必要。这些固有问题主要是：（1）造气过程能耗高，投资大；（2）受合成过程热力学的控制，对于甲醇合成从化学平衡来看低温是有利的，但是传统的催化剂需要在较高温度下进行，因此单程转化率低，大量未转化的合成气需要循环，使操作费用相当昂贵；（b甲醇合成过程反应热的移出及利用尚有赖于反应卫程学的问题妥善解决；（4）传统的催化剂对硫过分敏感，增大了合成气脱硫的费用。

为了降低造气费用，国外正在研究甲烷（或天然气）直接氧化制甲醇及甲醛。加拿大、前苏联、日本都有研究，但均停留在小试阶段，目前尚无法与间接法竞争，估计实现工业化还需经过一段相当长时间的工作。

在甲醇合成反应器和催化剂方面的研究工作也取得了一些突破，较有成效的有：

（1）Dat/t/ Makee合成新工艺

这种工艺的特点是使用了耐硫催化剂，采用管式低温合成塔，比传统合成塔大大提高了空速。

（2）浆态合成甲醇反应器

早在70年代中期，美国化学系统公司即开始了浆态相合成甲醇的研究，通过5～8t/d的中试装置，成功地实现了连续运转，已进入了实用化阶段。该反应器有效地改善了合成过程的传热，使反应基本上在等温下操作，合成原料气通过新设计的环形气体分布器进入反应器，在保持高浓度催化剂浆液悬浮的同时，又保持了紧密的气／液接触，改进了传质。在温度250℃，5MPa下采用内部换热，无浆液外循环方式，空速11000L／h·kg情况下，出口甲醇浓度为7％～8％，每小时每公斤催化剂的甲醇产率可达到0.96kg。但浆态操作因催化剂均匀悬浮在液相介质中，其中毒机会是均匀的，因而对原料气杂质含量要求很严格：总硫含量要求低于0.06 X 10-6，HCl、Fe(CO)5及Ni(CO)4要求低于0.01 X 10-6，美国空气液化公司将与达科气化公司合作，在大平原煤气化厂建造一套日产500t的浆态床甲醇合成工业示范装置，项目预算约2.14亿美元。

（3）守固。固滴流反应器

气固一固滴流流动反应器（gas-solid-solid trickle flow reactor简称（GSSTFR）是一种新型反应系统。它集催化剂的催化作用和吸附剂的吸附作用于同一一反应器，在进行合成反应的同时，进行产品的吸附分离，产品甲醇一经生成，即被吸附剂吸附，使合成反应平衡不断向产品方向转移，从而克服了化学平衡的限制，CO的单程转化率已接近100％，循环操作可以取消。这项革新很有吸引力，受到了广泛的重视。GSSTFR系统气相是合成气和甲醇，一个固相是Cu基催化剂，固定在反应器的栅架上，另一个固相是硅铝裂化催化剂，以滴流状态流过催化剂床层，用于吸附反应区域中的甲醇。为了评价GSSTFR系统的可行性，荷兰Twente工业大学建立了一套微型试验装置，在解决了固体输送和气。固分离问题、实现连续化后，其经济效果是可观的。

（4）耐硫催化剂

最近日本公害资源研究所开发了一种新的Pd系合成甲醇催化剂，据称无需深度脱硫即可直接用于合成气的甲醇合成。这种新型催化剂以带状云母作为载体。它是一种具有层状结构物的矿物，层与层之间有Ni离子，这种矿物具有溶胀性和离子交换性。这种耐硫催化剂就是通过离子交换法使Pd载入载体中取代Ni离子而制得的。

（5) 超临界合成甲醇反应器

为了改变合成甲醇时大量未转化的合成气循环的情况，我国中科院山西煤化所开发了超临界相合成甲醇新工艺。该技术的特点是在甲醇反应器中添加超临界或亚临界介质，使合成的甲醇连续不断地从气相转移至超临界相，从而克服了传统的合成甲醇尾气大量循环（约为新鲜气的5～8倍）的情况。在山西太原化肥厂一所作的中试结果证明，在无尾气或新鲜气与尾气循环比为1：l时，CO转化率达到了90％，甲醇时空产率平均值达到0.46t/h·t催化剂，当放空气能合理利用时具有较好的工业化前景，现该所正与宁夏化肥厂合作进行进一步的开发和放大试验工作。

（6）燃料甲醇

在国家科委支持下，我国从德国引进了三辆以纯甲醇为燃料的汽车，经过长达8年的长期公路运行试验，取得了很好的成果。公路实际运行实践验证，1.6～1.7t 甲醇，相当于1t汽油。按现行的汽油和甲醇市场价格对比，其经济效益明显，且尾气排放较汽油车大幅度减少，对改善城市环保有较好的效果。这种环保型汽车的发展，无疑将进一步促进甲醇工业的发展。

1.2.2合成其他含氧化合物

（1）甲醇碳基化制醋酸及醋酥

甲醇碳基化制醋酸及醋酐是近年来C1化学的重大进展，美国和英国均已实现了工业化。自1982年以来，世界醋酸生产能力中，甲醇碳基合成法已占50％以上。最近德国赫斯特公司（Hoechst）将含氢的CO鼓泡导人醋酸甲酯和甲醇的混合液中进行碳基化反应，所得醋酐产率可达1766g/gRh-h。在醋酸甲酯制备方面也取得了进展。美国联合碳化物公司已将甲醇碳基化制醋酸甲酯和醋酸混合液的反应选择性提高到接近100％。碳基化主要采用锗络合催化剂，助催化剂为碘化物。因此，各国都重视锗和碘的回收。据德国赫斯特公司发表的专利，它可使醋酸甲酯和甲醇碳基化产品液中的总碘量由2 X 10-6降低至5 X 10-12以下。我国在这方面也取得了小试成果。我国开发的固载化催化剂可以基本解决铐的流失问题。

（2）草酸及乙二醇

CO通过氧化偶联制草酸，也是一项新技术。甲醇与亚硝酸(N2O3)反应生成亚硝酸甲酯，在Pd催化剂上实现氧化偶联，得到草酸甲酯，经水解后生成草酸；氧化产品中的NO再氧化成N2O3，循环使用。这一过程实际并不消耗甲醇和亚硝酸，只是CO与O2和H20合成草酸。若用乙醇代替甲醇，则可生成草酸二乙酯，再加氢即可制得乙二醇，乙醇可循环使用。这是一条非石油原料合成乙二醇的路线。日本目前已将合成气制乙二醇列为C1化学技术开发的基本方向之一。日本工业技术院最近又获得了一项专利，它采用乙酞丙酮基二碳基锗作催化剂，合成气经液相反应制得乙二醇，产率可达17. 08 mol乙二醇／g原子铑。我国中科院福建物构所在CO常压催化偶联合成草酸用催化剂的研制方面，进行了原料配比和各种空速条件对催化合成草酸二甲酯的研究，并优选了适宜的反应条件。改进配制的Pd（2.0％）／a-Al2O3催化剂在常压、140℃、CO／CH3ONO=1.5、空速3000 h-l条件下，时空收率达到999g/L·h。该所并与福建石油化工设计院和福建南靖氨厂合作进行了规模为100t/a的合成氨铜洗回收CO、常压催化合成草酸二甲酯及水解制草酸的中试。

日本国立工业化学实验室开发了一种新的甲醇制乙二醇的工艺。它采用氧化锗催化剂在常温常压下通过光辐射活化，将甲醇与丙酮的混合液直接合成为乙二醇，据称选择性可达80％。

（3）甲醇碳基化制甲酸甲酯，再水解制甲酸

德国Hu1s公司以甲醇和CO在叔二胺与乙烷作用下进行加压碳基化反应制得甲酸甲酯（HCOOCH3），转化率为80.7％，选择性达99.4％。同时，该公司还开发了避免甲酸甲酯再酯化而制得无水甲酸甲酯的新工艺。

（4）合成气制甲基叔丁基醚

采用多组份催化剂，可从合成气制含60％异丁醇和40％甲醇的混合物，异丁醇脱水成异丁烯，从而可完成由合成气直接制取甲基叔丁基醚。这是一条很值得重视的由天然气（或煤）制取高辛烷值添加剂的技术路线。

（5）气相法合成乙醇

日本乙化学组合有关企业和研究所，目前已完成每日2. 2 kg的小试，在筛选催化剂的基础上，对以Rh／SiO，为母体的催化剂中添加各种金属对催化剂中Rh 进行修饰，发现添加能促进CO解离的金属可提高催化剂活性，添加能促进加氢能力的金属可提高生成乙醇的活性和选择性。小试证明，采用复合式催化剂时，乙醇选择性可达70％，乙醇时空收率为250g/h。

（6）甲醇制醋酸乙烯

美国哈康（Ha1con）公司曾进行过从甲醇与醋酸出发制取醋酸乙烯的研究开发。该工艺是首先将醋酸转化成醋酸甲酯，再进一步转化成二醋酸亚乙酯，经热分解后得到醋酸乙烯和醋酸，但距工业化实用阶段尚有一定距离。

1.3 合成烃类

1.3.1 甲醇裂解制烯烃

为了应付未来的石油危机，各国对甲醇裂解制烯烃的研究工作已进行了多年。主要研究方向是抑制生成甲烷和高级烷烃的选择性，提高烯烃选择性。美国飞马（Mobil）公司开发成功了ZSM-34沸石催化剂，甲醇转化为烯烃的选择性达到80％。德国BASF公司在日产It的中试中发现钙沸石具有良好的性能，在500～550℃下甲醇转化率为100％，乙烯加丙烯的选择性大于60％。日本用磷酸钙改性HZSM-5沸石，在600C下甲醇转化率为95％～100％，乙烯十丙烯的选择性达到了67.5％。我国中科院大连化物所在甲醇裂解制烯烃的科研工作方面居世界领先地位，从日产5kg模式试验获得了优良的效果，甲醇转化率为100％，对烯烃的选择性达到85％～90％，乙烯十丙烯的选择性达到了70％～80％。每吨烯烃消耗甲醇2.73 t（理论消耗量为2.3 t），每吨乙烯十丙烯的甲醇消耗约为3 t。

据有关文献报道，通过对轻石脑油和甲醇转化制乙烯的经济比较，可初步得出如下结论：

（1）天然气经甲醇制乙烯，其总投资要比传统的石脑油路线增加约84％。

（2）当轻质石脑油价格为200美元/t时，相应的天然气价格为3.6美分/m3此时两条路线的产品乙烯价值相当。

（3）以天然气为原料经甲醇生产乙烯，其工厂成本较低。当天然气价格为8美分/m3时，若欲使乙烯的工厂成本与轻石脑油为原料的相当，则轻石脑油的价格相应应为162美元/t。

1.3.2合成气制烯烃

目前，合成气制烯烃已成为费托合成化学中新的研究方向之一，一些研究结果已显示出明显的工业化前景。据报道，有的研究已取得了低碳烯烃收率接近70g/m3合成气的结果。前景尽管是诱人的，但离实际工业化尚有一定距离，由合成气制取低碳烯烃，还有一些在转化过程中的核心科学问题有待解决：一是在CO加氢合成烃类反应中，如何抑制甲烷的生成（低碳烯烃的合成反应需在高温下进行，而温度升高，甲烷生成量也随之增加）；二是经典的费托合成反应产物受Schulz 一Flozy（F一y）分布规律的限制。为了解决这些问题，一些科研单位在改进催化剂方面作了大量研究工作，发现采用碱改性ZSM担载Fe-MnO催化剂，其烯烃的选择性达到了50％以上。

1.3.3 甲烷氧化偶联制乙烯

甲烷通过合成气转化，在能量利用上是很不经济的。将甲烷直接氧化脱氢生成乙烯，摆脱造气工序，无疑具有巨大的经济效益。这一方向近年来一直受到国内外的重视。美国阿尔科（Arco）公司开发的催化剂在700～800℃，600～10000 h-1）

空速下，获得甲烷转化率25％，烃类选择性75％，其中乙烯选择性50％，催化剂寿命大于半年，完成了年产35万t乙烯装置的模拟设计，初步测算需投资1.6亿美元，预计乙烯成本可低于现行石脑油制乙烷的成本。肯达Eindhoren大学使用Twente大学研究的LiCO3／MgO催化剂完成了反应器设计。该设计在海牙召开的美国化学工程师欧洲年会上被认为是最有前途的。荷兰科学家提出了两种方案：方案一甲烷转化率30％，C2烃选择性为80％；方案二甲烷转化率50％，C2烃选择性50％。以1989年1月价格为计算基准，方案一投资1.7亿美元，方案二投资2.07亿美元。而采用传统的石脑油裂解工艺，投资则高达4.7亿美元。预计乙烯的成本为450～550美元/t，均低于石脑油裂解制乙烯的成本。我国兰州物化所通过3年多的工作，也取得了可喜的进展，有的催化剂（碱金属／过渡金属复合氧化物）甲烷转化率达到25％～35％，对C2+的选择性为70％～80％。国家计委科技司已把甲烷氧化偶联制乙烯的研究工作列为科技攻关重点项目。

1.4 合成液体燃料

合成液体燃料主要有间接法和直接法两大类。间接法是先制取合成气再进一步合成油品；直接法是在高压下进行煤的直接加氢液化。国外一些化工公司对合成液体燃料进行了评价和经济分析，结论是当油价每桶在25～30美元时，合成液体燃料方具有工业化价值。

1.4.1 合成气制汽油

国外合成气制汽油已经工业化的技术有费托（F一T）合成工艺和甲醇制汽油（MTG）工艺。前者在南非已建成了三个大厂，合成汽油产量已达350万t/a，并副产乙烯453卜山后者系美国飞马公司（Mobil）的技术，新西兰采用该技术已建成了年产50万、无铅汽油的工厂。正在开发的工艺有美国飞马公司的两段改良费托合成和丹麦托普索公司的Tigas工艺。托普索公司分析了MTG法的不足之处，将一段催化剂改为合成含氧化物复合催化剂，然后使用HZSM-5分子筛将含氧化物转化成汽油，已建设了规模为每小时处理合成气400m’的小型中试装置。中试工厂加工了2.0 X 106m3合成气，共生产了280 t 烃类，其中汽油为205 t 相当干每m3合成气生产140g烃类，其中汽油为103g。日本新能源组合在四日市建成了合成气制汽油（AMSTG）中试装置，规模为日产汽油1桶。试验证明，每立方米合成气可生产汽油105～150g。此外，荷兰壳牌公司开发了SMDS 工艺，用一氧化碳加氧合成高分子石蜡烃，再加氢异构化成为发动机燃料，其柴油模试产品分布为：15％石脑油，25％煤油，60％柴油。

我国山西煤化所对两段改良费托合成也做了大量科研开发工作，已完成了模试，并分别在山西代县和晋城两个化肥厂进行了中试和工业试验。前者设计能力为汽油100t/a，后者为年产80号汽油2000t。阶段试验结果表明，每标准立方米CO ＋H2的C5+矿产率接近100g。工业试验由于采用了不成熟的常温甲醇洗脱硫，造成甲醇降解，消耗过高，未能长期进柴行下去，但试验证明，其一段铁系反应器和二段分子筛反应器设计是成功的，为下一步工业放大创造了条件。所生产的汽油马达法辛烷值大于80。此后煤化所又对一段催化剂进行了筛选，制成了超细粒子铁锰催化剂，通过低碳烯烃制汽油。该工艺融合了Tigas和MFT I艺的优

点，可以在较低压力和高CO转化率下实现一、二段反应在等压下操作。单管试验证明，每标准立方米CO＋H，的汽油收率达到了140g，接近世界水平，此过程联产城市煤气或化肥，工业化前景明朗。为了给实现工业化打好基础，现山西煤化所正在中科院支持下进行万吨级SMFT合成气制汽油的软件包开发工作。

1.4.2 煤炭直接液化

煤炭直接液化，尽管前景并不明朗，但发达国家从战略技术储备出发，均投入了较大的人力和物力进行技术开发工作。美国和德国目前在这方面处于领先地位。由于煤炭含氢量严重不足，因此需要在高压（20MPa）下进行加氢液化。液化需要消耗大量氢气，因此制氢的成本在一定程度上决定着煤炭液化在经济上是否可行。最近中国神华集团煤炭科学研究总院与美国碳氢化合物技术公司（HTI）合作，采用HTI开发的煤炭液化技术进行日处理干煤12000t日产汽油2900t、柴油4170t等产品的预可行性研究工作；其配套所需的纯氢量高达11.5 X

106m3/d。该工程投资巨大，按目前的油价，前景尚不明朗。但从战略需要出发，在当前我国发动机燃料大量进口的严峻形势下，很有必要对煤炭液化进行积极探索，以便为在条件成熟时建设工业规模示范装置打好基础。

2. 对发展我国C1化学的几点建议

面对21世纪高科技发展和我国即将加入WTO的挑战，我国以煤和天然气为原料的C1化学也应当而且必将有所发展，有所进步。为此，笔者特提出如下建议。

2.1 建立以天然气为原料、以甲醇为主体的C1化学基地

前已述及，按现行甲醇和汽油市场价格，甲醇作为汽车的燃料，既有明显的经济优势，又有很好的环境保护效果。为此，在天然气资源丰富的地区，以国产设备为基础，适当引进国外先进技术建立年产45万、甲醇的大型装置，以甲醇为基础原料，一方面向醋酸、醋片、醋酸乙烯等下游产品发展，另一方面，可在附近幅射建设甲醇贮、运和甲醇燃料添加站，把烧甲醇汽车逐步推向市场。

2.2 建立煤、电、化联合企业集团

21世纪是环保世纪。为了改变现有燃煤电站锅炉排放烟气的严重污染情况，借鉴德国吕恩、美国冷水和普拉昆曼等1GCC联合循环发电示范厂运行经验，在煤炭产地附近利用廉价煤为原料，集中煤、电、化各方面力量，建立煤制气、联合循环发电（IGCC）和生产化工产品的联合示范企业集团，应当是21世纪初期我国的一项重点工作。煤、电、化联合示范装置的建立，不仅能解决烟气排放污染问题，又能提高能源利用效率，还可回收硫磺和CO2等资源，使资源得到较好的综合利用。

2.3 积极开发合成气制乙二醇和合成气及甲醇制烯烃技术，并建立示范装置

福建物构所开发了合成气制乙二醇技术，并和天津大学合作，在天津有机化工厂进行了扩大试验，有较好的经济效益。甲醇及合成气制烯烃技术，也已由大连化

物所、清华大学等进行了多年试验，取得了接近世界水平的成果。按目前的油价和烯烃价格，甲醇制烯烃的预期经济效益，已与以石脑油和轻柴油为原料制烯烃大体相近。因此，建议选择合适地点建设相应示范装置，为工业化打好基础。

2.4 积极进行煤制油技术开发工作

前已述及，煤制汽油（包括间接液化和直接液化）具有重要的战略意义。为此建议在国家指导下，集中各方面的力量，积极进行技术开发，并做好软件包的设计，为今后工业发展创造条件。

2020年春高一化学新人教版第二册课后同步：8.1.2 煤、石油和天然气的综合利用(word无答案)

2020年春高一化学新人教版第二册课后同步：8.1.2 煤、石油和天 然气的综合利用 一、单选题 (★★) 1 . 下列说法中正确的是( ) A．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来 B．将煤在空气中加强热使之分解的过程，称为煤的干馏，也叫煤的焦化 C．将石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料 D．用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油 (★) 2 . 右图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中 A．a的沸点最高 B．b的熔点最低 C．c的平均分子量最大 D．每一种馏分都是纯净物 (★★) 3 . 下列有关说法正确的是( ) ①石油裂解得到的汽油可与溴水反应 ②石油的分馏是化学变化 ③石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度 ④石油分馏得到的汽油仍是混合物 A．①③B．②④

C．①④D．②③ (★★) 4 . 含有6个碳原子的烷烃，经催化裂化可生成的烷烃最多有( ) A．3种B．4种 C．5种D．6种 (★★) 5 . 下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是( ) A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．石油产品都可用于聚合反应 C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料 (★) 6 . 下列石油的炼制和加工过程，属于物理变化的是( )。 A．分馏B．重整C．裂化D．裂解(★★) 7 . 下列叙述不正确的是( ) A．天然气的主要成分是甲烷，是一种清洁、不可再生的化石燃料 B．煤的干馏、气化和液化都发生了化学变化 C．石油的分馏、裂化和裂解都发生了化学变化 D．煤干馏和石油分馏都能获得烃类物质 (★) 8 . 下列说法不正确的是( ) A．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯 B．将重油经过裂化可以得到汽油 C．将石油裂解制得乙烯等化工原料 D．石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃料的产量和质量 (★★) 9 . 下列关于石油的说法不正确的是( )

21世纪的天然气化工(1)讲解

21世纪的天然气化工 摘要：本文主要介绍我国天然气资源的现状，天然气化工的现状和技术进展情况，及其化工利用和化学化工应用。 关键词：天然气 21世纪化工化工利用化学化工化工应用 引言：能源是人类生存和社会发展的基本条件之一。当今世界各国政府都十分重视能源的开发、利用以及对环境的影响。从某种程度来讲，能源的构成以及消费量，实际上标志着一个国家的技术水平、生活水平和文明程度。煤、石油和天然 气是21世纪世界能源供应的三大支柱。天然气不单是优质的燃料，而且是化学 工业的重要原料。在世界燃料结构中天然气已超过20%。随着天然气资源的不断发现和开采，天然气的利用范围也逐步扩大。世界上的天然气资源极其丰富，据美国《油气杂志》的俄罗斯、中亚、中东、亚太四个地区天然气资源丰富，是世 界天然气的主要生产地和出口地，也是我国可利用的境外资源，我国已计划从这些地区引进天然气。我国的天然气化工起步较晚，由天然气制取的合成氨仅占合成氨生产总能力的17.8%，制取甲醇的生产能力也不大。因此，我国天然气化工 发展空间巨大。随着我国石油供需矛盾的不断加大，而天然气资源相对丰富，天然气将成为石油的补充和替代能源，天然气化工利用成为新世纪石油化工的重 点。 1.天然气简介 天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。它主要存在于油田、气田、煤层和页 岩层。天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较煤炭、石油等能源有使用安全、热 值高、洁净等优势。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。 天然气作为能源利用有以下优越性： 1.利用天然气使环境效益优越：与煤和石油相比，天然气作燃料可以明显减 少环境污染，天然气的燃烧排放量低于石油和煤的燃烧排放量。 2.天然气是优质能源：由于天然气组份不含一氧化碳，这就减少了泄漏对人 畜生命造成的危害性，而煤制气含有20%—30%的一氧化碳，如因管道泄漏，会引起人畜中毒甚至死亡。

石油与天然气的化工应用

石油与天然气的化工应用 简介 石油、天然气是具有广泛用途的矿产资源。它们的利用是随着人类生产实践和科学技术水平的提高而逐步扩大。从远古时代开始并在相当长的历史时期，古人只是直接、简单、零星的用作燃料、润滑、建筑、医药等方面。随着人们经验的积累，18世纪末，开始认识到把石油通过蒸馏并依次冷却冷凝而获得不同的油品，如煤油和汽油等。初期的炼制由于对汽油和重油尚找不到用途而废弃或烧掉,因而主要生产自1782年发明了煤油灯以后用量急剧增多的煤油。19世纪以来，由于内燃机的发明，扩大了对石油产品的利用，有力地推进了石油加工技术的发展。又随着内燃机技术迅速发展，各类以内燃机做驱动力的运载工具如汽车、柴油机、飞机、船只等数量巨增以及用于军事的坦克、装甲车、军舰的相继出现，不仅要求质量不同的油品，而且用量也大大增加，石油的用途不断扩大。20世纪中叶，有机合成技术的出现和发展，进一步拓宽了石油天然气的应用范围。因此，石油就成为当今人类社会中极其重要的动力资源和化工原料， 石油天然气的应用 石油、天然气是不同烃化合物的混合物，简单作为燃料是极大的浪费，只有通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大的经济价值。石油经过加工，大体可获得以下几大类的产品：汽油类（航空汽油、军用汽油、溶剂汽油）；煤油（灯用煤油、动力煤油、航空煤油）；柴油（轻柴油、中柴油、油）；燃料油；润滑油；润滑油脂以及其他石油产品（凡士林、石油蜡、沥青、石油焦碳等）。 经过加工石油而获得的各类石油产品，在不同的领域内有着广泛的、不同的用途。石油产品（汽油、煤油、柴油）作为优质的动力燃料，已经不可替代地成为现今工业、农业、交通运输以及军事上使用的各种机械“发动机的粮食”。没有“油料”各种运载工具都会瘫痪。据统计，一辆四吨载重汽车百吨公里耗油5kg；一辆载重4吨的柴油汽车百吨公里耗柴油3kg；一标准台拖拉机年耗柴油

天然气利用技术及其应用

序言 为缓解资源短缺带来的能源供需不平衡，以及近些年来我国环境的持续恶化，急需一种新的、清洁能源来解决这两个严峻的问题，因此天然气应运而生了。天然气具有经济，环保，安全等多种性能，通过多年对天然气应用技术的研究和实践终于使天然气在很多行业得到了理想的推广和利用。文章重点论述了天然气在发电，汽车等各种领域中应用现状及其相关的新技术，希望能使大家了解目前天然气的各种应用技术。 第1章天然气的分类、组成及性质 1.1天然气的分类 按产状分类天然气可分为：游离气、溶解气、吸附气及固体气; 按经济价值分类天然气可分为：常规天然气和非常规天然气； 按来源分类天然气可分为：有机来源和无机来源； 按烃类组成分为:干、湿气（富气、贫气），烃类按组成分类天然气可分为：气、非烃类气； 按酸气含量分为：净气、酸气 我国习惯分法：伴生气、气藏气和凝析气 伴生气：系产自油藏（含油储集层）的气，也称油田气。指在地下储集层中伴随原油共生，或呈溶解气形式溶解在原油中，或呈自由气形式在含油储集层上部游离存在的天然气。伴生气一般多为富气。 气藏气：系产自气藏（含气储集层）的气，也称气田气。指在地下储集层中均一气相存在，采出地面仍为气相的天然气。气藏气多为贫气。 凝析气：系产自具有反凝析特征气藏的气。指在地下储集层中呈均一气相存在，在开采过程中当气体温度、压力降至露点状态以下时会发生反凝析现象而析出凝析油的天然气。 1.2天然气的组成 天然气是由烃类和非烃类组成的复杂混合物。大多数天然气的主要成分是气体烃类，此外还含有少量非烃类气体。天然气中的烃类基本上是烷烃（C10～C60），非烃类气体，一般为少量的N2，O2，H2，CO2，H2O， H2S及惰性气体。 1.3天然气基本物理性质 由于天然气是由互不发生化学反应的多种单一组分气体混合而成，其组分和组成无定值。只能假设成具有平均参数的某一物质，故它的基本物性参数可由单一组分气体的性质按混合法则求得。 天然气的物理性质指其平均分子量、密度、蒸汽压、粘度、粘度、烃露点等等。

高中化学必修二《煤、石油和天然气的综合利用》【创新教案】

煤、石油和天然气的综合利用 教材分析 本节课是人教版必修2第四章第二节的内容，分为两部分。教材从资源利用和环境保护这一视角，阐明化学和人类可持续发展的关系，与上节内容相辅相成。第一部分重点从资源利用和需求角度出发，介绍几种常见的能源：煤、石油和天然气等的组成和用途。在介绍主要能源中，重点讲述了根据不同工业需求时代发展的需要，提出煤的干馏、气化和液化以及石油的裂化、裂解的工业原理，介绍了常见的产品，这也是现代化学要研究的主要问题。在教学过程中渗透的学科思维、绿色化学思想都有利于学生核心素养的培养和提高。 本节内容从科学、技术和社会相互协调作用背景的角度，有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源中的作用，学会辩证地看待人类和自然和谐发展中可能会遇到的问题，并培养做出果断决策的意识和能力；从学科知识的角度，有利于学生将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展，主要包括有机物之间的转化。因此，本节作为高中必修模块的结尾，不仅对于学生总结复习很重要，而且对于学生进一步确定、学习后续的选修模块乃至选择自己未来的升学和就业方向都可能会产生一定的影响。 教学目标 1．了解常见化石能源：煤、石油、天然气的化学组成及利用。 2．通过对“煤制油”工艺原理的学习，掌握化石能源综合利用方法，提高学生思维的深度和广度。 3．认识化石燃料燃烧对环境的影响，了解环境保护和开发新能源的重要意义。 4．通过“媒体教学”“能源标本”“实验演示”“讨论展示”等教学手段，提升学生核心素养和对学科知识的理解应用能力。 教学重点 煤、石油、天然气的化学组成和综合利用。 教学难点 煤、石油、天然气的综合利用——“煤制油”工艺 教具准备

世界天然气发展历史回顾与前景展望(图)

世界天然气发展历史回顾与前景展望 《中国矿业》2008年第11期 摘要：天然气是清洁优质能源，在21世纪上半叶的能源供应中将发挥重要作用。本文全面回顾了天然气资源量估算、储量发现、产量变化、消费增长和贸易发展的历史，简要展望了天然气未来发展前景。综合分析认为：①世界天然气资源量的估算值将超过500万亿m3；②世界天然气年新增探明储量将较长期保持在4万亿m3以上；③世界天然气高峰产量将达到5万亿m3左右；④2030年前，世界天然气需求增长将达到年均2%左右；⑤天然气市场将逐步演变为全球性市场，2030年天然气贸易量占消费量的比例将达到40%左右。 关键词：天然气；前景；资源量；储量；产量；消费；贸易 2000年，世界天然气产量为2.43万亿m3，与1960年相比，提高了5倍以上。新世纪以来，随着LNG基础设施和跨国管道建设的快速发展，天然气受生产区和消费区分离的影响越来越小，天然气贸易逐步从区域市场过渡到全球市场。在全球应对气候变化的宏观背景下，天然气的产量、消费量和贸易量快速上升，正在逐步成长为人类21世纪最重要的能源来源。 1天然气资源量 资源量估算值呈现了增长态势，大致在140万亿4450万亿m3之间。国际上，对天然气资源量的估算，一般均指对最终可采资源量的估算。天然气最终可采资源量，应包括以下几个部分：一是已经产出的天然气量；二是已探明气藏的剩余可采储量；三是已经探明但技术经济不可采的储量；四是未探明的天然气储量(图1)。 自20世纪50年代以来，美孚石油公司、壳牌石油公司、世界能源理事会、美国地质调查局等多家机构，对世界天然气最终可采资源量做了估算，大致在140万亿～450万亿m3之间，呈现了随时间推移估算量不断增加的态势。20世纪80年代以来，美国地质调查局(USGS)先后8次估算世界天然气最终可采资源量，2000年436万亿m3的估算结果，基本得到了天然气界多数专家的认同。 未来资源量估算值仍会适度增加，可能突破500万亿m3。USGS在对全球天然气资源进行评价时，主要考虑了世界大型含气区，对于受技术、经济等条件限制尚不能勘探开发的地区和领域，包括许多资源丰富的中小型盆地和地区以及沿海大陆架盆地、非洲东部及其海上地区、极地高寒地区及深水海域等，并未进行评估。因而，其评价结果在客观上偏于保守，估计未来天然气最终可采资源量仍

高中化学主题4化石燃料石油和煤的综合利用课题煤的综合利用学案选修

课题3 煤的综合利用 1．了解我国丰富的煤资源及其在地理上的分布，培养对祖国大好河山的热爱。 2．知道使煤成为清洁能源的新技术。(重点) 3．了解通过一定的化学加工技术可以把煤转化成燃油。掌握煤加工成燃油的方法。(难点) 4．知道煤也是重要的化工原料。 5．理解煤的综合利用在我国经济和社会可持续发展中的地位和重要作用。(重难点) 使煤成为更洁净的能源 1. (1)洗选技术 目的：通过物理方法和表面化学方法将原煤中的可燃物和非可燃物(灰分)进行分离，使灰分和硫的含量降低。 (2)型煤技术 目的：通过煤的成型加工，将粉煤变成块状型煤提高燃烧效率。 (3)水煤浆技术 目的：将煤粉、水和少量化学添加剂，经过特定的工艺流程加工成水煤浆液体。 特点：燃烧时火焰中心温度低、燃烧效率高、二氧化硫及氮氧化物排放量少。 2．煤的转化技术 (1)煤的气化 目的：在适宜条件下将煤转化为气体燃料，用于生产民用、工业用燃料气和合成气。 煤气的成分：CO和H2。 (2)煤的液化 直接液化：把煤直接通过高压加氢制成液体燃料。 间接液化：将煤首先经过气化制得合成气，合成气再经化学催化合成转化为烃类化合物。 3．洁净煤发电技术 (1)常规煤粉发电机组加烟气污染物控制技术：主要是在常规燃煤发电机组中增加烟气净化设备，通过烟气脱硫、去氮氧化物和除尘，达到降低SO2、NO x和烟尘排放的目的。

(2)流化床燃烧技术：煤与空气的接触面积增加，提高煤的燃烧效率。 (3) 整体煤气化联合循环发电技术的特点：效率高、污染物排放量低。 1．降低煤的灰分和含硫量的目的是什么？ 【提示】 减少燃煤时烟尘和SO 2 的排放，防止大气污染。 把煤加工成燃油 1.氢化法：经高温催化，加氢解聚反应，脱去硫、氮、氧等成分，形成固—液混合物。 2．气化—液化法：先将煤转化为H 2、CO 等气体，再催化为液态物质，主要反应有： n CO ＋2n H 2――→催化剂 (CH 2)n ＋n H 2O 2n CO ＋n H 2――→催化剂(CH 2)n ＋n CO 2 2．为什么煤可以转化为燃油？ 【提示】 煤和石油都是主要由碳和氢元素组成的物质，其本质区别是氢原子数与碳原子数的比值不同，把煤加工成油，就是通过化学反应把煤所含的碳氢化合物转化成汽油、柴油等燃油的过程。 从煤中获得的化学产品 1.煤的干馏：把煤在隔绝空气的条件下加强热，使煤中有机物质分解的过程，属于化学变化。 2．干馏产品 产 品 ?? ??????? 气态：焦炉煤气H 2、CH 4、C 2H 4、CO 等 液态??????? 粗氨水：最终产品形式为 NH 4 2 SO 4 、NH 4 3 PO 4 或浓氨水 煤焦油分馏????? ――→170 ℃以下 苯、甲苯、二甲苯 ――→230 ℃以上酚类、萘 ――→230 ℃以上蒽等稠环芳烃 ――→残渣沥青固态——焦炭：用途高炉炼铁、制水煤气

21世纪以煤和天然气为原料的c1化学

21世纪以煤和天然气为原料的c1化学 0.前言 最近世界原油价格急速上涨，己达20美元／桶。影响原油价格的因素很复杂。对今后原油价格的走向，各国看法也不尽相同。但从能源后备资源分析，煤及天然气均较石油丰富，世界油气储量比已从70年代的2.55:1降至目前的1:1。而天然气（包括油田气）的产量为油当量的1／2。因此，未来一段时间，天然气将成为世界能源的重要支柱之一。天然气是清净能源，热值高，易燃烧，污染少，是优质的民用和工业燃料，也是生产合成气的理想原料。当天然气价格适宜时，以天然气为原料生产化工产品，建设投资省，具有很强的竞争能力。以合成氨为例，使用天然气为原料的氨产量约占世界总产量的70％；美国和前苏联两大天然气生产国以天然气为原料的合成氨和甲醇约占其本国总产量的90％以上。我国与世界情况略有不同，天然气价格高，比中东高出4至8倍，约为美国的1.2至1.5倍，而其产量则仅为美国的约1／20，原苏联的约1/30，因此在利用和开采上都受到一定限制。我国煤炭资源较丰富，且煤炭产地价格便宜，如山西、内蒙、陕西几大煤炭基地，同等热值的煤价仅为世界煤价的1／3。因此，在一次能源中，煤炭一直占70％以上。但煤炭直接燃烧污染严重，用于生产合成气时建设投资高，因此在发展上也受到一定制约。众所周知，C1化学的起始原料为富含一氧化碳和氢气的合成气。以天然气和煤为原料都能生产富含一氧化碳和氢气的合成气。所不同的是，以天然气为原料生产

的合成气含有较高的氢气；而以煤为原料生产的合成气则含有较高的碳。 21世纪以煤和天然气为原料的c1化学: 下面，笔者拟就21世纪世界以煤和天然气为原料的C1化学的发展趋势作一些阐述，并对我国C1化学的发展提一些建议。 1.国内外发展趋势 1.1合成氨生产 1.1.1以煤为原料的合成气生产 煤炭气化已有150多年的历史，气化方法达70～80种。开发新一代煤炭气化技术，不仅是经济、合理、有效地利用煤炭资源的重要途径，也是今后发展煤化工的基础。 综合分析各国煤炭气化技术的特点，其发展趋势是： （1）增大气化炉的断面，以提高其产量； （2）提高气化炉的气化温度和压力，以增加空时收率，降低合成压缩费用。 （3）采用粉煤气化，以降低对煤质的要求，适应现代化采煤细煤产率较高的趋势； （4）研制气化新工艺和气化炉新结构，以减少基本建设投资和操作费用。 符合上述要求的现代气化炉主要有以粉煤添加催比剂的水煤浆为原料

苏教版高中化学必修2《天然气的利用--甲烷》教学设计

天然气的利用甲烷] 知识目标：通过甲烷分子式的教学，使学生初步学会确定气态烃分子式的计算方法；复习碳原子结构和共价键的知识，掌握甲烷的电子式、结构式的写法、甲烷的正四面体构型；掌握甲烷的重要化学性质。 德育目标：认识物质结构本质，能透过现象看本质；关心社会、能源等问题；合作学习的精神养成。 能力目标：观察能力、计算过程的逻辑思维能力训练；动手能力、空间想象能力的培养。 重点、难点：甲烷分子式的确定；甲烷分子的空间构型；甲烷的取代反应。 教学用具：实验、多媒体、实物投影 教学过程设计 [录像]: 西气东输 [引入] : 西气东输是我国目前一项巨大工程的示意图,输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷,而且,科学家 从海底发现了一种新能源—“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的 贮存量能提供人类社会1000年的能源使用.所以,为了合理开发并利用这些新能源, 我们今天要来研究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质. 【板书】: 天然气的利用甲烷 【讲述】今天共同探讨这个最简单的有机物—甲烷。要认识一个有机物必须先从分子式开始，然后是结构式及性质。 【板书】一、甲烷的分子组成和结构 【思考】历史上人们是怎样知道甲烷的分子式为CH4的？ 【讨论】甲烷的分子式。 【讨论】（1）哪些实验事实说明，甲烷中含有氢元素？碳元素？你能设计一个实验吗？ （2）甲烷的燃烧实验现象能否说明甲烷分子中不含有氧元素？ 【实验设计】点燃集气瓶中的甲烷气体,用一个干燥的烧杯罩在火焰上方,然后在集气瓶中加入澄清石灰水 【学生活动】观察现象并总结:火焰颜色是蓝色,烧杯壁上有水雾,澄清石灰水变浑浊,说明产物是H2O和CO2 .所以甲烷中一定含有C元素和H元素. 【提示】要测定分子式不仅要做定性实验，更要做定量实验。 【交流与讨论】根据课本55页数据计算甲烷的分子式 【投影】学生计算甲烷分子式的方法。 【设问】甲烷的结构又如何？ 【提问】1．画出碳原子的结构示意图，碳原子有几个价电子，通常与别的原子形成几个共价键？ 2．写出甲烷的电子式。 3．若用“—”代表一对共用电子，写出甲烷的结构式。 【投影】学生书写的甲烷电子式、结构式。 【说明】甲烷分子的结构式仅表明甲烷分子中碳原子、氢原子的连结情况,不能表示甲烷分

1 当前天然气化工的发展动向

1 当前天然气化工的发展动向 经70余年的发展，天然气化工已成为石油化工的一个重要分支，全球以天然气为原料的化工产品年产量已达到约1．6×108t。但鉴于甲烷反应活性低而氢当量高的特点，大宗产品只有合成氨与甲醇两种。上世纪60年代曾颇受重视的天然气制乙炔，70年代后受迅速发展的乙烯工业冲击，目前是萎缩状态。其它如天然气制卤代烷、二硫化碳、硝基甲烷等产品不仅规模甚小，且从保护环境的角度分析，今后也不会继续发展。目前天然气化工的态势可大致归纳如下。 1．1 合成气制备工艺技术开发取得重大进展 (1)蒸汽转化与部分氧化相结合的自热式(ATR)工艺已开始工业应用； (2)流化床(AGC—21)造气工艺即将投入工业应用； (3)陶瓷薄膜制氧新技术正在大力开发之中。 1．2择形分子筛催化剂和均相催化体系正逐步完善 (1)SAPO型分子筛催化剂； (2)甲醇液相羰基化制乙酸(BP专利技术)。 1．3结合新工艺要求大力探索新型催化技术 (1)光化学催化； (1)电化学催化； (3)酶催化与生物催化。 1．4根据特殊工艺要求开发新型分离与反应设备 (1)ATR造气炉； (2)浆态床反应器； (3)膜式分离器。 2 当前发展一碳化工的战略目标 根据我国天然气资源特点及市场需求状况，发展一碳化工新工艺和新产品开发的战略目标可归纳为：以成本较低的合成气丑高效下游合成工艺制备环境友好的液体燃料、含氧二碳化合物及重要树脂单体。 2．1 开发新型清洁能源 合成液体燃料、氢能源、燃料电池、转化二氧化碳。 2．2 研制绿色环保型化工产品 其中受到普遍重视的有DMC、DMO、DME等。 ２．3 作好原料接替的准备 以储藏量更为丰富的煤炭和天然气资源取代石油作为“三烯”原料。 3 一碳化学酌探索方向(示例) 3．1 以合成气(H2+CO)为原料 直接转化为乙醇、乙酸、乙二醇以及二甲醚。 3．2 以CH3OH为原料 (1)MTO工艺制乙烯／丙烯； (2)液相羰基化制DMC、DMO，进一步发展高附加值下游产品。 3．3 以CH4为原料

世界各国天然气的价格表及价格差距分析(图表)

北极星火力发电网讯:2013年卡塔尔卖给美国的液化天然气价格是3.45美元/MBtu，而卖给中国是17.32美元/MBtu，相差5倍。这里不含政治因素——天然气是区域性能源，其价格只是由市场结构决定的价格。 我们常说，天然气价格是由市场结构决定的。这句话有点空洞，举个例子让您难忘记吧!2013年卡塔尔卖给美国的液化天然气价格是3.45美元/MBtu，而卖给中国是17.32美元/MBtu，相差5倍。卡塔尔卖给日本也是这个价格，这里不含政治因素，天然气是区域性能源，其价格只是由市场结构决定的价格。 为什么会产生这种情况呢? 液化天然气和管输天然气的国际贸易价格通常与竞争燃料价格挂钩，并通过定价公式定期调整。国际液化天然气贸易区域性很强，可以分为北美洲、欧洲和亚洲三个市场，每个市场都有自己独特的定价方法和特点。 ⑴ 北美洲市场：液化天然气的竞争能源是管输天然气，其价格主要参照亨利管网中枢(Henry Hub)天然气现货和期货价格。北美地区价格完全由市场竞争形成，美国天然气市场化程度高，现货供应占主导，价格波动频繁，幅度也较大。液化天然气进口价格很低。 ⑵ 欧洲市场：液化天然气价格通常参考其它竞争的燃料价

格。例如低硫民用燃料油、汽油等，在一些新的贸易合同中，也开始引入其它指数(如电力库价格指数)，以反映天然气在新领域中的竞争;同时由于短期合同的增长，现货市场天然气价格也成为影响贸易合同价格的主要因素。欧洲液化天然气价格相对较低，波动也就小。 ⑶ 亚洲市场：亚洲是液化天然气最大的市场，其价格与进口原油综合价格挂钩，同时实行长期稳定的“照付不议”合同，亚洲地区不但天然气资源贫乏，而且从市场流动性来看，亚洲市场天然气生产商、销售商以及管道气供应商都相对有限，不利于竞争进口。价格水平偏高，在中国造成进口价格比消费价格高。 表1清楚地表明，这三种天然气市场的价格差异，日本液化天然气价格明显与原油挂钩，价格最高，十年涨3倍多。表1 2004-2013年全球市场天然气市场价格(美元/MBtu) 为建设秀美新玉屏，在2020年同步建成小康社会，2014年，玉屏侗族自治县在持续发展的漫漫征途上加速实施多规融合、四在农家美丽乡村建设、生态移民等规划及工程。在服务地方经济快速发展的过程中，玉屏供电局也在自身电网发展的新长征路上，用责任和使命奏响了一个个和谐的音符，为广大群众的幸福生活、为侗乡的快速发展谱写了一曲

天然气化工发展现状及前景展望

天然气化工发展现状及前景展望 王熙庭 （西南化工研究设计院全国天然气化与碳一化工信息中心，成都610225） 1 天然气资源状况 1.1 全球状况 表1 世界各国天然气探明情况及储采比

图1 全球各大区天然气探明储量 图2 天然气探明储量分布情况全球天然气探明率已超过60%。

表2 世界各国天然气生产情况 俄罗斯是最大的天然气生产国，2007年产量为6074亿立方米，占全球天然气产量的20.6%，其次为美国（5459亿立方米）和伊朗（1119亿立方米）。

图3 全球天然气分区域产量 图4 全球天然气储采比

表3 世界各国天然气消费量 2007年世界天然气总消费量为29219亿立方米，其中头号消费大国美国为6529亿立方米，占世界天然气消费量的22.6%，其次俄罗斯为4388亿立方米，占世界天然气消费量的15%。

1.2 国内状况 我国现代天然气产业虽然起步较晚，但也在迅速发展壮大。 我国天然气资源量为54.54万亿m3，最终可采储量为14万～18万亿m3。累计探明储量6万多亿m3，探明程度仅百分之十几，远低于世界的超过60%的探明程度，因此有很大的勘探开发潜力。近年来，中国天然气可采储量平均年增长10％。2007年天然气新增探明地质储量6178亿m3，这是我国天然气探明地质储量第一次突破6000亿立方米。据有关专家预测，未来20年里，中国天然气年探明储量在5000亿m3以上。 我国还具有丰富的非常规天然气资源—煤层气和天然气水合物。煤层气是一种与煤炭相伴生的以甲烷为主要成分的气体，也称为瓦斯。据有关部门预测，中国埋深2000m以浅的煤层气地质资源总量34万亿m3，居世界第三位。 我国天然气生产和利用已进入到了一个快速发展阶段。但是生产总体无法满足增长更为迅速的需求。 表4 我国年天然气产量和增长率 年份天然气产量(亿m3) 与上一年相比的增长率 1999 234.37 12.2％ 2000 264.6 12.9％ 2001 303.02 11％ 2002 328.14 8.29％ 2003 341.48 4％ 2004 356 4.3％ 2005 499.5 21.9％ 2006 585.5 19.2％ 2007 693.1 23.1％ 2008 760 9.7％注：2008年的数据是预测值。 表5 我国天然气产量与需求预测 年份2010 2015 2020 产量/亿m3765 960 1100 需求/亿m31121 1850 2517 注：从当前情况看，生产的发展可能会超过上表的预测值，但仍无法改变产不足需的状态。 1.3 与其他主要原料的比较 天然气与石油和煤炭等矿物燃料相比，储采比低于煤，但高于石油。能当量价格低于石油，高于煤。天然气是一种非常清洁的燃料和优良的化工原料。环境保护日益受重视促进了天然气需求的快速增长。 丰富的储量、适中的价格，为利用天然气发展化工产品提供了保障。

天然气化工原料需求分析

天然气化工原料需求分析 天然气是高热值的清洁能源，同时也是发展C l化学工业的基本原料，其下游衍生物以合成气为基础原料的产品，如合成氨、甲醇、氢气等已形成规模化生产，有力地推动了天然气化工利用的发展。近年来，随着石油资源的日益紧缺，油价波动很大，而天然气多是签订长期合同，价格相对较稳定。为了能源及化工原料资源多样化的需要，上海市大量引入“西气东输”天然气、东海天然气，还将建设液化天然气(LNG) 接收港以进口大量天然气。因此，有必要对天然气的化工衍生物需求进行分析，以便充分发挥天然气化工利用的社会效益与经济效益 1天然气气源概况 我国天然气气源情况 据专家预测，我国天然气产量将快速增长，到2020年天然气产量为2001年的3.7 倍。2003年中国天然气产量为341.28 X 108m3，居世界第18位，产气格局如表1。 为了改变能源结构、改善环境状况，我国正着手引进国外的LNG资源，在广东深圳建造LNG接收终端；并准备在福建、上海、河北秦皇岛等地建造LNG接收终端。深圳大鹏湾LNG接收港，第一期工程，LNG周转量为3Mt/a，第二期工程，LNG周转量为5Mt/a。上海LNG接收港周转量为3Mt/a,正在筹建之中 1.2上海天然气气源情况 目前上海天然气气源主要由两个部分组成，即东海天然气、“西气东输”天然气，几年后将有进口的LNG。 (1)东海平湖油气田天然气 (2)东海平湖油气田外输干气的平均分子量为18.484，组成见表2。 ? 2 东海平湖汪田夕卜?干r组成%

C3以上组分在油田已经分离出来了。C3—C4作LPG, C5作各种溶剂。东海平湖 油气田外供天然气不含硫，产量180 x 104m3 / d(6.4 x 108)m3 /a)。若把外供天然气中的乙烷全部分离出来，全年只有约66kt乙烷，数量太小，实际应用有困难，经济上需慎重考虑。 (2)“西气东输”天然气 主要成分是甲烷，约占97%。目前进上海的量为20 x 108—25 xi08m3 / a。“西气东输”天然气H2S含量为0.36mg / m3，水含量为13mg /m3，“西气东输”天然气组成如表3 ?西代亲* “西气东输”天然气上海门站的价格为 1.36元/ m3，工厂价格是根据合同来定 的。 (3)LNG 全部是进口的天然气，主要成分是甲烷，几乎没有C2以上的组分。上海的LNG 终端接收港正在筹建之中。进口量：3Mt/a,相当于40 x 108m3/a 以上3种天然气，只有东海天然气含有约8%的乙烷，将其分离出来作乙烯裂解原料，能耗太大，成本很高。“西气东输”天然气和进口的LNG主要成分是甲烷，不宜作乙烯裂解原料。

21世纪的天然气

21世纪的天然气化工 摘要：本文主要介绍天然气的性质，我国天然气资源的现状和消费，天然气化工应用以及发展前景。 关键词：天然气、化工应用、发展前景 1.天然气的性质 天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，无色、无味、无毒、可燃。主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。主要存在于油田、气田、煤层和页岩层。 天然气燃料是各种替代燃料中最早广泛使用的一种，它分为压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）两种。燃烧后生成二氧化碳和水, 产生的温室气体是煤炭燃烧的1 /2, 石油的2 /3，它具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点，是未来社会普遍采用的清洁能源。 2.我国天然气资源现状及消费量 我国是天然气资源比较丰富的国家，近年来，天然气勘探取得重大突破，陆上已在川渝、陕甘宁、新疆和青海形成四大气区；海上气田以渤海、南海西部地区和东海西湖凹陷作为重点勘探和增加产量的地区。 21世纪以来，我国天然气市场大规模的发展，天然气消费量以每年两位数的速度增长。2010至2014年间，国内天然气产量保持稳定增长。2010年国内天然气产量同比大幅增长12.1%。与此同时国内天然气表观消费量首次突破千亿立方米，达到1070.3亿立方米，同比大幅增长15.9%。此后天燃气市场继续扩大，2011年，天然气产量也突破千亿立方米大关，达到1025.3亿立方米，而表观消费量也创历史记录达到1307.1亿立方米，同比增长20.5%，预计到2020年天然气需求量将进一步增至10%，达到2037亿立方米。天然气已经越来越成为日常生活不可或缺的能源。 3. 天然气化工应用 天然气化工比较发达的国家有美国、苏联、加拿大等。中国天然气化工起步较晚与发达国家还有一定的差距，中国天然气化工主要应用于氮肥的生产，其次是甲醇、甲醛、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷、氢氰酸和炭黑以及提取氦气。 21世纪以来，可持续发展成为指导生产建设的核心思想，且由于天然气主要成分是甲烷，分子结构非常稳定，可开发的下游化工产品大大少于石油化工和煤化工。政府一系列的政策鼓励使得天然气工业迅速发展。据相关资料表明，纯天然气的化工利用主要有四条途径：先转化制成合成气（一氧化碳和氢气），或含氢很高的合成氨原料气，然后进一步合成甲醇、氨、高级醇和羰基化产品；部分氧化制乙炔；热裂解制乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯和乙炔；直接制造化工产品，如炭黑、氢氰酸、各种氯甲烷、硝基甲烷、甲醇和甲醛等。至今直接转化法只能生产一些年产量不高的化工产品。但直接法制化工产品流程短，经济性更好，因此这个领域的研发仍在持续进行，目前，天然气经合成气制化工产品是天然气化工利用的主流技术路线。下面简单介绍天然气的化工应用实例。 （1）制合成氨 合成氨是生产氮肥不可替代的主要原料，由于石油价格居高不下，导致重油价格上升，以天然气为原料的化肥比以重油为原料的化肥成本上有明显的优势，因此，气头化肥成为生产的重点。由于技术的进步，油头改气头化肥已经相当成熟。

碳一化学和天然气化工发展趋势和最新进展.

碳一化学和天然气化工发展趋势和最新进展 碳一化学是指从一个碳原子的化合物(如CH4、CO、CO2、CH3OH、HCHO 等出发合成各种化学品的技术。对上述一碳化合物合成其他化学品的研究和开发,逐渐形成了C1化学的主要分支:天然气化工、煤化工、合成气化工、CO化工、CO2化工、甲醇化工及甲醛化工等。从煤、天然气制合成气再进一步制备各种化工产品和洁净燃料,已成为当今化学工业发展的必然趋势。 由于碳一化学以化工原料多样化和能源“非石油化”为战略目标,所以受到世界各国的关注和重视,投入大量的人力物力,从事研究和开发,取得很大的进展。以煤或天然气制合成化学品的原料气,全世界每年消费合成气3000亿Nm3,其中55%用于制造合成氨,25%用于制造甲醇。而且,30种重要的有机化工产品中有24种可由合成气制得,这对氮肥企业的产品结构调整和寻找新的经济增长点来说,确实是令人欢欣鼓舞的。 1. 抓住机遇,加快发展天然气化工 (121世纪世界能源将进入天然气时代 世界上蕴藏有相当丰富的天然气资源,常规资源总量为327.4万亿M3,非常规资源总量为849万亿M3,总计约1176.4万亿M3。截止2001年初,已探明储量149.48万亿M3,待探明储量152.6万亿M3,估计到2030年探明储量可达404万亿M3。 世界天然气的消费量也逐年上升,占能源消费构成的比例也逐年上升,1995年世界天然气消费量为2.22万亿M3,占世界能源消费构成23%,1996年两者分别上升为2.325万亿M3和24%。预测2030年世界天然消费量将比1996年翻一倍,年消费量达4万亿M3。相反,石油资源与消费量却不断萎缩,截止1996年,世界探明石油储量1511亿吨,剩余探明储量1374.2亿吨,1996年世界石油产量31.61亿吨,按现有生产水平石油资源仅可开采40多年。而天然气资源尽管以极高的消费速度增长,世界范围内的天然气供应仍可保证100多年。

天然气化工利用的经济性分析

天然气化工利用的经济性分析 摘要：文章以完全成本法模型为基准，分析了采用天然气为原料生产合成氨、甲醇、丁辛醇、氢气等产品时盈亏平衡点的天然气价格，提出了降低天然气成本，扩大应用范围的建议。 关键词：天然气成本盈亏平衡点 引言：天然气是高热值的清洁能源，同时也是发展C1化学工业的基本原料，其下游衍生物以合成气为基础原料的产品，如合成氨、甲醇、丁辛醇、氢气等已形成规模化生产，有力地推动了天然气化工利用的发展。以下对天然气的几种主要衍生物进行简单的技术经济分析，以预测不同化工产品采用天然气为原料时盈亏平衡点的天然气价格，以供天然气的化工利用方案参考。 天然气化工原料利用 天然气化工已成为世界化学工业的主要支柱，目前世界上80%的合成氨，90%的甲醇用天然气为原料，在美国75%以上的乙炔以天然气为原料生产，而我国分别还不到20%，可见我国天然气化工利用有着很大的发展空间。 1、合成氨是生产氮肥不可替代的主要原料，由于石油价格的居高不下，导致重油价格上升，以天然气为原料的化肥比以重油为原料的化肥成本上有明显的优势，因此，气头化肥成为化肥生产的重点。由于技术的进步，油头改气头化肥已经相对成熟。 2、甲醇是碳—化学的关键产品，又是重要的化工原料，同时还是未来清洁能源之一，既广泛用于生产塑料、合成纤维、合成胶、染料、涂料、香料、饲料、医药、饲料、农药等，还可与汽油掺和或代替汽油作为动力燃料。由于甲醇下游产品需求旺盛，预计到2010年甲醇总需求量将达到700万吨以上。近几年来有天然气条件的地方都在酝酿新上较大规模的甲醇装置。 3、天然气化工的发展还可以和氯碱工业发展相结合，我国氯碱工业的主要氯产品PVC总产量已大大突破200万t，50%以上仍采用电石法，乙烯法PVC受原料乙烯来源限制只占PVC总量30%-35%，进口VCM或EDC生产PVC，现占总量的15%-20%。由于电石法PVC 环境污染严重，受环保政策限制，天然气用以生产乙炔再加工成PVC，与国内电石法生产成本基本持平，而环保优势突出。 此外，随着近年国际天然气合成油技术以及相关技术突破，天然气制合成油已具有竞争力，天然气制的合成油不含芳烃、重金属、硫等环境污染物，是环保型优质燃料，有广大的消费市场。 表1 产品及公用工程价格元/t 项目名称价格（含税） 产品 合成氨 1 400 甲醇 1 615 丁辛醇 5 230 氢气7 200

煤的综合利用教学设计

第1单元课时4 煤的综合利用苯 一、教学目标 知识与技能 1.认识苯的分子组成和结构特点，能描述苯分子结构的特殊性。 2.通过对苯物理性质的感性认识，能说出苯的主要物理性质。 3.能以苯的反应事实为依据，归纳出苯的主要化学性质。 过程与方法 1..学会认识物质物理性质的一般方法—看、闻、验、查。 2.认识物质结构决定性质，性质又反映结构的辨证关系。体会科学研究的一般方法。 情感态度与价值观 4.通过对苯的性质的探究及苯的历史回顾，养成严谨求实勇于创新的科学精神，体验科学的灵感美。 二、教学重点及难点 重点：苯的结构特点及化学性质；科学研究的一般方法； 难点：苯的分子结构及化学性质 三、设计思路 本节课主要介绍苯的物理性质、分子结构、化学性质中的燃烧性质，其重点和难点是苯的分子结构。我们以建构主义的学习理论为指导，采用自主探究教学的模式，通过学生已有的基础知识和学习方法来对苯分子的结构进行推断。根据学生已经学习的知识和在教师的引导下，掌握苯分子的发现过程。 四、教学过程 【导入】通过新闻事件，导出新课，并提出问题，思考从这个新闻事件中你能学到关于苯的哪些知识？ 20XX年2月1日13时28分左右，京沪高速江苏扬州境内下行线距宝应出口2公里处，三车发生追尾事故并造成装载苯的槽罐车罐体被撞损，液苯泄漏，后

面一辆货车油箱爆炸起火，并引燃泄漏的液苯，火势很大，情况万分危急。事故现场弥漫着浓重的刺激性气味，滚滚黑烟冒出有数十米高 【学生】苯具有可燃性，燃烧伴有黑烟，有一定的气味。 【教师】再让我们看下新闻现场发回的图片，同学们又能得到哪些苯的信息呢？（消防员穿着具防化服全身武装） 【学生】苯有毒 【过渡】通过刚才的新闻快讯节目，我们对苯有了一定的了解，现在就让我们更具体更详细的来学习苯这种有机物。 【板书】苯 【板书】一、苯的物理性质 【展示】苯样品 【演示实验] P66 观察与思考【实验1] 向试管中滴入3～5滴苯，观察苯的颜色与状态。再向试管中加入少量水，振荡后静置，观察发生的现象。（PPT6）【板书】 1.无色、有特殊气味的液体。 【板书] 2.比水轻、不溶于水，易溶于酒精等有机溶剂，苯的沸点比较低，易挥发 【过渡】接下来就让我们探究下苯的组成与结构，这要从苯的发现说起。1、19世纪30年代，不少国家使用煤气照明，人们发现煤气罐里常残留一些油状液体。英国化学家法拉第对这种液体产生了浓厚的兴趣，他花了整整五年的时间从这种液体里提取了苯。 法拉第发现苯以后，法国化学家日拉尔等人又通过实验确定了苯的相对分子质量为78，分子式为C6H6。苯分子中碳的相对含量如此之高，使化学家们感到惊讶。如何确定它的结构式呢？说到苯的结构，不得不提一个科学家，凯库勒（1829－1896）是德国化学家，他擅长从建筑学的观点研究化学问题，被人称为“化学建筑师”。他是一位极富想象力的化学家，长期被苯分子的结构所困惑。一天夜晚，他在书房中打起瞌睡，眼前又出现了旋转的碳原子。碳原子的长链像蛇一样盘绕卷曲，忽见一条蛇咬住了自己的尾巴，并旋转不停。他像触电般地猛然醒来，终于在1865年提出了苯分子的结构。 凯库勒在1866年发表的“关于芳香族化合物的研究”一文中，提出两个假说：

21世纪的新能源汇总

21世纪的新能源 21世纪的新能源 摘要:结合国内外新能源的开发和利用现状,对主要种类的可利用前景进行了介绍, 阐明了我国开发新型能源技术的必要性,依照“能量开发与节约并重,节约优先”的原则,提出了在开发和应用过程中应注意的几个重要环节,并建议走出一条适合我国国情的开发新能源的可持续发展之路。 关键词 :新能源;发电;开发利用;生物能;燃料电池;氢能 The 21st century's new energy Abstract :Combining domestic and foreign new energy development and utilization status, the main types of available prospects were introduced in China, expounds the necessity of the development of new energy technology, in accordance with the "energy saving, saving development and equal priority" principle, put forward the development and the application process should pay attention to several important link, and suggest a trail suited to China's national conditions of the development of new energy the road of sustainable development. Keywords: new energy, Power; Development and utilization, Bio-energy, Fuel cells, hydrogen一、引言 能源是社会经济发展不可或缺的动力, 如能源不可持续发展, 就可能制约经济的持续健康发展。 能源是工农业发展, 社会进步不可缺少的物质基础, 对于急需增强综合国力的发展中国家, 能源更是关系到国计民生的大事。据专家预测, 地球上蕴藏的可开采利用的煤和石油等化石能源将分别在 200年和 30~40年以内耗竭,而天然气按储采比也只能用 60年。因此, 能源短缺问题将成为长期困扰人类社会发展的主要问题之一。