合成气制合成油技术进展.doc

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1、合成气制合成油的技术进展摘要:在天然气加快开发利用的今天，天然气制合成油（GTL）技术已成为天然气高质利用的一种重要方式。评述了发展天然气合成油(GTL)的优势、天然气合成油项目建设新动向、生产合成油国内外的技术进展,可为GTL技术的升级提供借鉴。1前言1.1研究背景全球探明天然气储量为1.71×1014m3,按油当量计与全球探明的石油储量接近。但因石油的储采比高于天然气的储采比,预计石油资源可维持约40年,天然气资源可维持约60年。2005年我国探明的天然气储量约为3×1012m3,我国天然气的人均占有

2、量仅为全球的1/10。对我国来讲,如何用好宝贵的天然气资源具有重要的意义。天然气的化工利用主要是通过间接途径,即先将天然气转化为合成气(H2+CO),再将合成气转化为化学品或液态烃。直接将天然气转化为化学品的方法,在工业上应用的较少,大都还处于实验室研究阶段。由于石油资源日益短缺和环保要求日趋严格,GTL、天然气制烯烃(GTO)、生产含氧化合物和天然气制氢等特别受到关注,一直是天然气转化利用的活跃领域。以天然气为原料合成液体燃料是近年来全球石油天然气工业界关注的焦点之一。由于全球天然气的储采比远大于石油，

3、预计天然气的生产将不断增长。以天然气为原料合成液体燃料，补充世界石油资源的不足，已成为一种重要的战略选择。全球已探明的天然气储量中有很大一部分位于边远地区，常规的管输方法不经济。将天然气转化为液体燃料是一条潜在的解决途径，而且该技术也是油田在开发过程中烧掉的油田伴生气和海上油气田所产的天然气利用的一条途径。到目前为止，已开发出的由天然气生产合成油的技术路线主要有三条:(1)天然气经甲醇制汽油或柴油工艺，（2)F-T（Fischer-Tropsch)合成工艺，包括高温法和低温法，是目前被广为看好的一条技术路

4、线(3)天然气经合成气制二甲醚作柴油替代燃料。GTL工艺的发展前景之一是用废弃的天然气资源来生产有价值的液体燃料，此类天然气包括伴生气（含油天然气，现常用处理方法是放向火矩或再注入油层）和偏远的天然气（这些气田的天然气因数量不大而未采用常规方法开釆）。1.2基本理论天然气制合成油(GTL)技术是将天然气通过化学方法转化为稳定液体燃料的技术。自1923年由德国的iFshcer和TorsPch发明的F—T合成以来,已发展到1982年,其间出现了多种技术和工艺,但总的来说GTL的工艺过程实质并没有发生变化,如图

5、1所示。其中虚线部分是随工艺技术的不同有所取舍的部分。图1GTL的基本工艺2技术进展以费托合成(简称F—T合成)为核心技术的天然气制合成油(GTL)联合工艺,过去一直因为太昂贵而无力与石油产品竞争。但是,近几年来,在世界环境要求日益严格的形势下,随着近年原油和天然气价格上涨,GTL工艺在合理利用天然气资源解决世界能源需求和结构状况的矛盾、生产超净液体发动机燃料和高级润滑油等方面的优势,已经得到更为广泛的关注。天然气制合成油（GTL）过程不同于液化天然气（LNG），液化天然气是使气体温度冷却而成为超冷的液体

6、，并通过这一形式用油轮运送，然后在目的地被再气化。费托（FT）合成可使分子发生化学转化，经精制后，生产诸如柴油、汽油、航空煤油或石化产品。2.1日本财团GTL工艺日本GTL财团将使低成本生产合成燃料和化学品的GTL工艺推向商业化，该工艺无需先从原料中去除CO2。他们于2009年4月16日宣布，已建成ＧＴＬ新工艺的验证装置，并投入运转，该装置将生产约80kl／d石产品（见图2和图3）。图2日本GTL新工艺验证装置一瞥图3日本GTL工艺过程日本GTL工艺不同于南非沙索公司和壳牌公司的先进技术，该技术采用CO2

7、为原材料，并且无需为合成气反应提供任何O2。该GTL工艺在合成气重整反应器和费托合成反应器中使用创新催化剂。合成气由蒸汽（H2O）／CO2重整产生，而不是用其他工艺所采用的自热重整（ATR）或非催化部分氧化（POX）。费托合成采用浆液反应器，使用贵金属或非贵金属催化剂，相当于常规工艺过程使用的铜或铁基催化剂。新的GTL工艺在使用含CO2摩尔分数20％～40％的天然气原料时尤为有效。原料中绝大多数可用的CO2摩尔分数为30％。在CO2摩尔分数小于30％的情况下，可从其他来源供应附加的CO2，其他来源如烟气、

8、联产气、提高石油采收率作业的剩余CO2，或者是炼油厂或LNG装置的排气。2.2美国气体技术公司Gastechno微型天然气制油（GastechnoMini－GTL）工艺美国气体技术公司（GasTechnologiesLLC，GTL）于2011年7月15日宣布，推出其Gastechno醇类和化学品装置，可将天然气转化成液体和化工产品，投资费用低于200万美元。这种新的Gastechno微型天然气制油（GastechnoMini－