典型的天然气化工产品链有4条。
(1)合成氨产品链。产品包括合成氨、尿素等如图5所示。
(2)氢氰酸产品链。产品包括氢氰酸、氰化钠、草甘膦、蛋氨酸等,如图6所示。
(3)乙炔化工产品链。产品包括以乙炔为原料的PVC、BDO、醋酸乙烯,以及乙炔尾气生产的甲醇、醋酸产品等,如图7所示。
(4)以大型甲醇为龙头的醋酸、MTO、MTP、二甲醚产品等,如图8所示。
2、天然气化工产业趋势
世界天然气化工从20世纪20年代至今一直保持稳定发展,近20多年发展速度加快,20世纪70年代世界约5%左右的天然气资源用作化工原料,20世纪80年代上升到约10%。近年由于天然气产量大幅增加,此比例重新回落至5%左右(不包括我国),中东、东欧、拉丁美洲、东南亚等地区均在8%-11%范围。
我国天然气化工起步于20世纪60年代,目前已经形成一定规模,主要用于生产合成氨和甲醇。2005年天然气化工消费量为150亿m3,占天然气总消费量的30%,远高于国外,但远低于“九五”时期的45%,递减趋势明显。
2005年全国合成氨产量4596万t,其中20%以天然气为原料生产,其天然气消费量约110亿m3。甲醇产量为535.6万t,其中30%是以天然气为原料,消费天然气约25亿m3。
天然气乙炔也是天然气下游用户之一,乙炔化工是国内化学工业中一个传统的高耗能行业,由于我国缺油、少气、相对富煤的特殊能源结构,使我国具备了乙炔化工衍生物产能适度增长的客观条件。目前,国内PVC、醋酸乙烯、(1、4)—丁二醇和氯丁橡胶等产品仍以乙炔路线为主,乙炔化工在我国化学工业仍占有一席之地。
我国其他天然气化工产品所占份额相对较小。例如,以天然气为原料的炭黑等均只有年产几万吨的水平;以天然气为原料的氢氰酸、硝基甲烷、二硫化碳等,其生产能力每年仅数万t。
总体趋势看,合成氨、甲醇及其下游产品仍将持续增长,但产品结构会向高技术含量和高附加值方向调整。当前世界天然气化工业发展的重点是天然气制烯烃,发达国家已开始建设大型的合成烯烃(GTO)工业装置。
(三)江苏省天然气利用
1、天然气化工
“十一五”期间,江苏天然气利用快速发展,2009年全省利用总量达64.17亿旷,在全国列第二位。利用结构方面,城市燃气13.37亿m3,工业燃料26.04亿m3,发电用气22.0亿m3,直供大化工用户2.76亿m3。
直接化工方面,主要用于生产合成氨和甲醇,也生产醋酸、甲醛、碳酸二甲酯、二甲醚及烯烃等。
2、天然气十二五
江苏供需不平衡,气源难以满足需求。2009年需求77亿m3,实际利用只有64.17亿m3,缺口近13亿m3,2010年缺口近30亿m3。2011年江苏全省天然气利用量首次“破百”,达到105亿立方米,仅次于产气大省四川,位居全国第二,比上年增长38.2%。同时,江苏省各市LNG储气设施建设刚刚起步,到2009年底只有1.5万m3LNG容量,事故应急备用气源和日调峰、季节调峰能力严重不足,影响到供气安全和稳定。管道网方面,苏南实现了多气源全覆盖,苏北则不足。
为此,将优化使用结构,优先发展居民生活用气,加快公服设施用气,逐步发展交通工具(公交、出租、大巴、船舶等)用气,探索发展分布式能源供应系统,稳步发展工业用气,适度发展天然气电厂用气和配合建设直供化工用气项目。同时,积极推进如东LNG二期、滨海LNG和连云港LNG项目,开拓海上LNG气源。
(四)天然气利用政策
天然气利用分为优先类、允许类、限制类和禁止类。
优先类主要指城市燃气:
1、城镇(尤其是大中城市)居民炊事、生活热水等用气;
2、公共服务设施(机场、政府机关、职工食堂、幼儿园、学校、宾馆、酒店、餐饮业、商场、写字楼等)用气;
3、天然气汽车(尤其是双燃料汽车); 4、分布式热电联产、热电冷联产用户;
允许类包含四种:
1、城市燃气:集中式采暖用气(指中心城区的中心地带),分户式采暖用气,中央空调;
2、工业燃料:建材、机电、轻纺、石化、冶金等工业领域中以天然气代油、液化石油气项目;建材、机电、轻纺、石化、冶金等工业领域中环境效益和经济效益较好的以天然气代煤气项目;建材、机电、轻纺、石化、冶金等工业领域中可中断的用户;
3、天然气发电:重要用电负荷中心且天然气供应充足的地区,建设利用天然气调峰发电项目。
4、天然气化工:对用气量不大、经济效益较好的天然气制氢项目;以不宜外输或上述一、二类用户无法消纳的天然气生产氮肥项目;
限制类主要指发电和化工:
1、非重要用电负荷中心建设利用天然气发电项目;
2、已建的合成氨厂以天然气为原料的扩建项目、合成氨厂煤改气项目;
3、以甲烷为原料,一次产品包括乙炔、氯甲烷等的碳一化工项目; 4、除第二类第9项以外的新建以天然气为原料的合成氨项目;
禁止类也主要指发电和化工:
1、陕、蒙、晋、皖等十三个大型煤炭基地所在地区建设基荷燃气发电项目; 天然气化工:
2、新建或扩建天然气制甲醇项目; 3、以天然气代煤制甲醇项目。
二、项目机会
1、以滨海、连云港LNG项目与盐化工项目为基础的化工产业链; 第一个产业链:乙炔及其MDI产业链。目前国内就只有烟台的万华公司掌握这些技术,还有德国巴斯夫公司在重庆投资的45亿美元的一体化项目,LNG可以制造乙炔,乙炔又是MDI产业的原料,MDI和TDI是生产聚氨酯的主要原料,聚氨酯在汽车、建筑业以及冰箱、家具被覆材料、床垫、鞋具等产品中被广泛应用。
第二个产业链:乙烯及其烯烃产业链。目前国内就中海油在深圳的化工园做这个项目。
第三个产业链:冷能利用。(1)进行空气分离,生产空分产品;(2)利用冷能低温粉碎,如废旧轮胎粉碎及丁基橡胶等;(3)冷能利用做速冻食品,建造保鲜库;(4)空分产品液氧可用来建设垃圾无害化处理厂;(5)可以在附近建设冰雪世界公园,发展旅游产业;(6)可以为钢铁以及冶金工业的冷却提供原料,降低成本。
第四个产业链:建材产业链:LNG制造的乙炔可以用来切割,对于那么陶瓷工业和高档洁具等都可以发展。
与盐化工产业结合方面,主要指天然气乙炔精细化工产品链,即充分利用乙炔及乙炔尾气发展1,4-丁二醇、r-丁内酯、聚四氢呋喃、甲醛、聚甲醛、二甲醚等产品,而避开选择市场竞争激烈的甲醇等大宗产品。甲醛中间产品用于1,4-丁二醇,实现主要原料自给,相关生产技术成熟,来源有保障;此产业链与盐化工相结合,可以走出资源综合利用的模式。