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天然气制合成油(GTL)技术经济分析及展望.doc

1、天然气制合成油(GTL)技术经济分析及展望第 26 卷 第 2 期 2006 年 4 月 大庆师范学院学报 JOURNAL OF DAQING NORMAL UNIVERSITY Vo126 No2 April2006 天然气制合成油(GTL)技术经济分析及展望 冯艳辉 ,孙彦波 ,侯志峰 (1大庆华科股份有限公司,黑龙江 大庆 163714;2大庆油田开普化7-有限公司,黑龙江 大庆 l63157) 摘 要:本文详细介绍了天然气制合成油的工艺技术和合成油的特性对我国台成油建设进行了经济分析和论证。 阐明了几点看法,明确了今后天然气制合成汽油的发展趋势。 关键词:GTL 技术;综述;经济分析;

2、可行性分析 作者简介:冯艳辉(1973 一),女,大庆华科股份有限公司工程师、经济师。主要从事石油化工产品、天然气化工产品 和精细化工产品的市场研究和开发工作。 中图分类号:TP206 文献标识码:A 文章编号:10062l65(2006)020067 31 GTL 工 艺流 程 攀 了二第一代 G rI|装置存在的投资较高问题 ,现正在开发第二代 GTL技 术。 GTL 装置主要 由合成气生产 、FT 合成 、合成油处理 、反应油处理 、反应水处理 四部分组成 其流程见 图 1。 32 合成气 生产 在 GTL 3-艺中合成气生 产过 程的装置投资约 占总投资 的 60 ,其生产成 本 电约

3、 占总牛产成本 的 60,凶而降低合成气牛产过程的装置投资和生产成本 ,对于提高 GTI 的经济效益具有决定性的作用。 1( I_装嚣流程不意图 合成气生产方法主要有蒸汽转化法(SMR)、部分氧化法(POX)和自热转化法(ATR) 天然气水蒸气重整法制备合成气是强吸热反应,反应过程需要大量吸热 ,能耗高 ,该反应属慢速反心, 牛产装置规模大和投资高 ,反应所得合成 H CO 比过高 ,一般大于 l3(无 CO:回收时 )。 适合作合成油 的原料 气 。 天然气纯氧催化剂部分氧化法为温和放热 反应 ,反应可在极大空速下进 行,所得合成气 H C()比一 般低于 2l,反 应温度 在 120015

4、00 。 F热转化法是将蒸汽转 化法和部分氧化法结合在一步进行的合成气新 T艺。它具有反应温度低 氧化 消耗少,H CO 比为 21组成适合于制备合成油等优点 。在 POX 和 ATR 法中,纯氧制备需要昂贵的空分 设备投资和增加制氧成本。 Sybtroleuln 公 司改进 的 ATR 法使用空气代替氧气,避免了纯氧制备。由于系统是 自身热平衡的,省去 _r 热转移系统 ATR 反 器更简单 。小型化。水碳 比低于传统的 A FR法 。从而显著提高 J 其经济性 通过 选择合适 的水碳比 、氧碳 比和反应温度 。可获得理想的合成油原料气。不过 南于尾气不能循环 天然气的 有效利 用 率 不够

5、 高 。 Air Products 公 司开发的离子传递膜用于合成气的生产技 术(简称 ITM Syngas),住大于 70012 高温 F 利用该技术 ,可以省去制氧厂以及合成气的其他流程。其特点在于氧气流 较高 ,用浆态反应器米合成液 态烃。使用该技术成本可降低 25 ,生产的优质液体燃料可 以与价格 为 2O 美元桶或更低的原油竞争 33 FT 合 成工 艺 合成气在催化剂作用下转化为液体烃的方法 ,是由德过科学家 France Fischer 和 Hans Topsch r 1 923 年发 明的 ,简称 FT 合 成 。世 界 各大 石 油 公 司均投 入 了 巨大 的 人 力 物

6、力 歼 发 FT 合 成 的 催 化 剂 和 工 艺,并已取得了突破性进展 ,下 面主要介绍萨索尔(Saso1)、壳牌 (Shel1)、埃 克森(Exxon)、合成 油(Syntro leum)、Rentech 公司 、lntevep 公司的相关工艺情况 。 331 埃克森(Exxon)的 AGC 一 21 工艺 Exxon 的 Advanced Gas Conversion fi)r the 21 century 技术 ,简称 AGC 一 21 技术 。Exxon 在过去的 2O 多 年中花费了 3 亿美元用于发展 AGC 一 21 技术 ,拥有该技术相关的 400个美围专利和 1500 个

7、吲际专利 , 19901993 年在 Baton Rouge LA 炼厂的 桶 天中试装 置中,进行 了 年实验 ,现号称拥有设 汁能 力 200 3 50000 桶天以上 GTI 装 置 。 其工艺过程是天然气 、氧气和水蒸气在一个新型的催化部分氧化反应器中反应,生成 H2CO 接近 2 1 的合成气,然后在装有钴基催化剂的浆态反应器内经 FT 反应 ,生成以蜡为主的烃类产物 ,经 固定床加 氢异构 改 质为液 态烃 产 品出售 。 332 壳牌(Shel1)的 SMDS 工 艺 Shell 的 Shell Mithlie Distillate Synthesis 技术 。简称 SMDS 工

8、艺。Shell 使用 SMDS 工艺在马来西岖的民 都鲁(Bintulu)建设的 GTL 工厂于 1993 年 5 月投产 ,总投资 桶天)的单位投资可降至每天 26 万美 桶。 其过程是使用壳牌气化工艺将天然气 、氧气和水蒸气在气化炉中反应 ,生产的合成气在装有钴基催化 剂的列管式固定床反应 器内经 FT 反应 ,生成重石蜡 再经加工氢裂化 、分馏 ,生产 不同液态烃产 品出 售 。 333 萨索尔(Saso1)的 SSPD 工艺 南非 萨索尔公司于 1955 年至今使用 FT 合成工艺以煤为原料生产各种油品,公 司拥有萨索 I、萨索 II 和萨索 IIl 等三套装 置,总建设费用约为 6O

9、 亿美元 ,大规模生产合成油品和相关产品,目前每年生产出 71007 kt 油品和相关化学 品。2001 年销售额为 5399 亿美元 营业利润达到 l4 亿美元 。 Sasol Slurry Phase Distillate 技术 ,简称 SSPD 工艺 ,它包括三个阶段 ,第一步天然气转化为合成气 ,第二 步在悬浮态反应器进行 FT 合成获取石蜡烃 ,第 三步 中问馏 分的分馏。萨索尔公 司将其技术转让 给南 非 Mossgas 公司,简称 1240kta 装置 ,将海洋天然气转化为合成油 ,是 目前世 界上利用 FT 技术的最大规 模的 cTL 装置。 334 Syntroleum 工艺 合成油(Syntroleum)公司成立于 19 l4 I 刮 23 ;再次为天然气价 ,当干气价格从 00l7 参 考 文 献 l l J Cedigaz+Narul I( in the Worh11 999 Stll。Vr 2 术武成 1I 同化 2l 世纪 Jt:发利用天然气的发腱战略J灭然 t 1 、I ,l999,l9(7):9597 3严绪朝杨景民编为 2l 世纪中国加油-】 7ifltl l;lk 提Yl【日际竞争:6-f1竹M 七京:企业管理IJ 版礼,l999 4事海涛芷谈天然 -C,lt,f,i-不议合同的有炎条款JI 嗣 百油经济,2000,

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