天然气化工-甲醇.ppt

1、天然气化工,天然气化工,天然气通过净化分离和裂解、蒸汽转化、氧化、氯化、硫化、硝化、脱氢等反应可制成合成氨、甲醇及其加工产品(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。,天然气作为相对稳定而廉价的化工原料，在生产合成氨及化肥、甲醇及其加工产品、乙烯(丙烯)及其衍生产品、乙炔及炔属精细化学品、合成气(CO+H2)及羰基合成产品等大宗化工产品和生产甲烷氯化物、二硫化碳、氢氰酸、硝基烷烃、氦气等产品方面，一直保持原料和技术经济领先的发展优势。目前，天然气化工仍是世界化学工业的重要支柱，世界上约有85%的合成氨及化肥、90%的甲醇及甲醇化学品、80%的氢气、60%的乙炔及炔

2、属化学品、40%的乙烯(丙烯)及衍生产品等是用天然气原料和天然气凝析液(NGL)原料生产的。,天然气化工的优势领域,中国天然气工业的发展前景 中国经济持续快速的发展势头仍在继续，但是保障经济的能源动力却极度紧缺。中国的能源结构以煤炭为主，石油、天然气所占比例远远低于世界平均水平。随着国家对能源需求的不断增长，提高天然气在能源结构中的比重和引进LNG将对优化我国的能源结构，有效解决能源供应安全和生态环境保护，实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。 随着天然气的普遍应用，天然气供应已经成为国家能源安全中越来越重要的组成部分。未来中国天然气需求增长速度将明显超过煤炭和石油。到2010年，天然气在能

3、源需求总量中所占比重从1998年的2.1%增加到6%，到2015年将进一步增至10%。届时天然气需求量估计将分别达到938亿立方米和2600亿立方米。 中国天然气主要用于生产氮肥，其次是生产甲醇、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。,我国的天然气化工发展分三个层次进行开发： 第一个层次是对国外已成熟的技术，通过国内研究、评估，向国家推荐引进一批大型建设项目，如液相法甲醇、甲醇制烯烃和甲烷胺化制氢氰酸等；第二个层次是对国内已有的科研成果，通过认真评估，推荐一批作为国家攻关项目，在“十五”期间转化成生产力，如蒸汽转化和部分氧化相结合的天然气制合成气工艺、甲

4、醇甲醛下游产品，CO精细化工和乙炔下游产品等；第三个层次是推荐一批可列入国家研究计划、比较长远一点的科研项目，如甲烷氧化偶联制乙烯、天然气合成汽油、甲烷选择性氧化制甲醇/甲醛、甲烷制芳烃等。,拜城县天然气产业优势 拜城县的天然气有3847亿立方米，尤其是克拉2气田含气面积47平方公里，地质储量2840亿立方米，是目前我国国内最大、特高丰度、超高压、特高产的特大型整装优质气田，大北气田含气面积达100平方公里，探明天然气储量1400亿立方米，从而使拜城县成为国家“西气东输”工程的主力气源地。,拜城县天然气分布图,一、天然气制甲醇及其下游产物,（一）、甲醇（CH3OH） 甲醇又称木醇，易挥发和易燃

5、的无色液体，具有类似酒精的气味。能与水任意比互溶。甲醇能溶解多种树脂，是一种良好的有机溶剂。有很强的毒性，对呼吸道粘膜有强烈的刺激作用，由皮肤能使人发生中毒现象，误饮能使眼睛失明，甚至致死。空气中甲烷蒸气最高允许浓度0.05mg/L. 甲醇为世界大宗有机化工产品之一，是基本有机化工原料，其下游产品有几十上百种，还是有潜在发展潜力的液体能源，甲醇的用途用作制备甲醛、醋酸、甲胺、有机玻璃、离子交换树脂、丙烯酸甲酯、二甲醚、硫酸二甲酯、二甲基甲酰胺、甲醇钠、聚乙烯醇、合成材料、农药的原料、合成MTBE无铅汽油的优质添加剂，甲醇单细胞蛋白饲料等。 世界甲醇生产中70以天然气为原料。甲醇应用方向除保持传

6、统用途外，正在开发替代能源和化工新产品的用途。,（二）天然气制甲醇工艺,甲醇的制造过程有五个工序组成：脱硫、造气、压缩、甲醇合成和精馏，其中造气和合成是关键。 CO+H2通过催化剂合成甲醇反应，放出大量的反应热： CO+2H2CH3OH+90.37KJ/mol 新开发合成甲醇技术： 1、气象流化床甲醇合成法；2、低温液相甲醇合成法,（三）甲醇系列产品,（四）中国发展甲醇工业的战略重点,1、开发以天然气为原料的甲醇新工艺； 开发甲烷进一步法制甲醇及液相甲醇合成技术； 开发醋酸、醋酐、醋酸乙烯联产工艺； 开发甲醇羰基合成甲酸甲酯及甲酸工艺； 开发甲醇催化剂转化至二甲醚工艺； 开发甲醇合成碳酸二甲酯

7、、烯烃、甲醇蛋白、汽油等技术； 开发甲醇制甲醛Fe-Mo固定床催化工艺； 开发甲醇作燃料电池发电技术； 开发甲醇同系化制乙醇技术； 完成天然气加CO2合成甲醇的大型场建设。,（五）甲醇化工通过甲醇进一步制取下游含氧化物，是当前合成气化工利用的主要途径。世界上最成功的例子有两个，一是Eastman-Koda路线，即合成气甲醇醋酐醋酸纤维素胶片；二是Monsanto-BP路线，即合成气甲醇醋酸醋酸酯。另外，甲醇的羰基化也是羰基化领域的重要方面: a.羰基化（生产醋酸、醋酐、甲酸甲酯等）；b.氧羰基化（生产碳酸二甲酯、草酸二甲酯等）；c.还原羰基化（生产乙醛、乙醇、醋酸乙酯等）。 甲醇羰基化制醋酸、

8、醋酸与甲醇生成的醋酸甲酯再羰基化制醋酐这两项工业化成就被认为是碳一化学近30年的杰出成就之一，可以与石油化工相竞争。甲醇羰化制醋酸的反应机理和生产技术也可应用于乙醇羰基化制丙酸，国外已有相应的生产过程。甲酸甲酯是甲醇羰基化的另一个重要产物，因为甲酸甲酯水解后得到甲酸和甲醇，其总反应等于CO和H2O反应生成甲酸，这是目前世界上生产甲酸的最佳方法。甲酸甲酯与胺类酯交换可制取各种酰胺，例如二甲基甲酰胺，它主要应用于聚氨酯PU合成革的生产和聚丙烯腈抽丝，以及医药、农药、丁二烯抽提等方面，近年来供不应求，依赖于进口。甲酸甲酯与醛类结合，氯化等生成的下游产品应用面广，前景看好。,碳一(C1)化学是指从一个

9、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。 我国西南化工研究设计院是我国“低压合成甲醇工艺及其催化剂”的技术依托单位，在甲醇下游产品中已推向工业化的技术有：(1)甲醇低压羰基合成醋酸；(2)铁钼法甲醇氧化制甲醛；(3)甲醇脱水制二甲醚；(4)甲醇脱氢制甲酸甲酯、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)甲醇分解制氢；(8)甲醇制醚基民用燃料。近年来，国内对甲醇和尿素直接合成碳酸二甲酯的技术路线非常感兴趣，因为原料价廉易得，而且在反应中没有水生成，可避免处理甲醇、水、DMC形成的复杂共沸体系的

10、分离问题。,（六）甲醇在C1化学中的应用,（七）甲醇几种重要的下游产品,甲醛：主要用于塑料工业(如制酚醛树脂、脲醛塑料电玉)、合成纤维(如合成维尼纶聚乙烯醇缩甲醛)、皮革工业、医药、染料等。 甲胺：在中型氨厂联产甲胺。用于医药、染料等。 醋酸：制取醋酸乙烯，用于生产维纶、聚乙烯醇、乙烯基共聚树脂、黏合剂、涂料等,在许多工业化学反应中用作溶剂,醋酸可用于制醋酐，制造醋酸纤维，其余用于医药、香料、染料等,醋酸乙酯、醋酸丁酯是醋酸的两个重要下游产品。醋酸乙酯用于清漆、稀释料、人造革、硝酸纤维、塑料、染料、药物和香料等；醋酸丁酯是一种很好的有机溶剂，用于硝化纤维、涂料、油墨、人造革、医药、塑料和香料等

11、领域。 甲酸甲酯：广泛应用与生产甲酸，与胺类酯交换可制取各种酰胺。 甲醇钠：主要用于医药工业，有机合成中用作缩合剂、化学试剂、食用油脂处理的催化剂等。 轻烯烃：以天然气为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃。 碳酸二甲酯：是一种无毒、环保性能优异、用途广泛的化工原料，由于碳酸二甲酯毒性较小，是一种具有发展前景的“绿色”化工产品， DMC将成为替代MTBE的最有潜力的汽油添加剂之一。 二甲醚 ：二甲醚作为一种基本化工原料，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途，用作气雾推动剂，还广泛用作化学品中间体、溶剂、致冷剂及特殊燃料等，与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。,（八）甲醇

12、在精细化工领域中的应用,甲醇在精细化工领域的应用范围广泛，现举例简述如下： 水杨酸甲酯：用于牙膏、医药、香料等 对甲苯磺酸甲酯：用于甲基化试剂制备及有机物合成等 甲醇和氨联产制一、二、三甲胺； NH2CH3一甲胺，用于表面活性剂、显影剂、合成药、杀虫剂、炸药、染料、燃料添加剂等 NH（CH3）2二甲胺，用于橡胶促进剂、气体吸收剂、有机合成等 N（CH3）3三甲胺，用于离子交换树脂、有机合成、饲料添加剂、农药、医药等 对苯二甲酸二甲酯：用于聚酯纤维和树脂、合成增塑剂、高强度聚酯绝缘漆等 对羟基苯甲酸甲酯：用于防腐杀菌剂、食品添加剂、化妆品、医药等 乳酸甲酸：用于酿酒、皮革、医药等,三甲氧基甲烷：

13、用于合成医药、香料，精细化工有机反应的基础化合物。 甲基丙烯酸甲酯（MMA）有机玻璃原料。 氯甲烷； CH3Cl一氯甲烷用于有机硅等 CH2Cl2二氯甲烷用于电影胶片等 CHCl3三氯甲烷用于氟利昂等 CCl4四氯化碳用于溶剂、灭火剂等 乙二醇，防冻剂、聚酯纤维和树脂、乳胶剂、刹车油、溶剂、有机合成等。 甲基叔丁基醚（MTBE）无铅汽油的优良添加剂。 二甲基甲酰胺，用于聚氨酯PU合成革的生产和聚丙烯腈抽丝，以及医药、农药等。 氨基甲酸甲酯：用于杀虫剂、医药、有机合成、纺织、涂料等领域。 甲醇制汽油 (MTG)，燃料电池、防冻剂、抑制剂、溶剂。,二、甲醛（HCHO ）,甲醛一种无色，有强烈刺激性

14、气味的气体。易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态，通常以水溶液形式出现。易溶于水和乙醇，3540的甲醛水溶液叫做福尔马林。甲醛分子中有醛基生缩聚反应，得到酚醛树脂。 甲醛是一种重要的有机原料，主要用于人工合成黏结剂，如：制酚醛树脂、脲醛树脂、合成纤维(如合成维尼纶聚乙烯醇缩甲醛)、皮革工业、医药、染料等。甲醛还可来自化妆品。 化妆品、清洁剂、杀虫剂、消毒剂、防腐剂、印刷油墨、纸张、纺织纤维等多种化工轻工产品。 福尔马林具有杀菌和防腐能力，可浸制生物标本，其稀溶液(0.10.5)农业上可用来浸种，给种子消毒。 工业上常用催化氧化法由甲醇制取甲醛。,（二）、甲醛主要下游产物,聚甲醛(POM)：被誉为“超钢”、“赛钢”，主要用作工程塑料，用于汽车、机械部件等 ，广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。 酚醛树脂：主要用于生产压塑粉、层压塑料； 制造清漆或绝缘、耐腐蚀涂料； 制造日用品、装饰品； 制造隔音、隔热材料、人造板、铸造、耐火材料等。 脲醛树脂：主要用于制造模压塑料，制造日用生活品和电器零件，还可作板材粘合剂、纸和织物的浆料、贴面板、建筑装饰板等。塑料制品主要是电气照明设备和电话零件等。 聚乙烯醇缩甲醛:主要用于维纶纤维，还可用作发泡剂、研磨材料、胶粘剂、电气绝缘材料等。维纶纤维主要用来制作衣服，也可用于制造各种缆绳，帆布，农用防风、防寒纱布等。,乌洛