天然气制液体燃料产业链

第4例　天然气制液体燃料产业链

一、天然气制液体燃料发展现状

天然气制油燃料（GTL）是一种由天然气制成的洁净、无色的合成燃料，具有碳氢比高、十六烷值高、硫含量低、芳香烃含量低、生物降解性好等特点，现有的柴油发动机及柴油运输和加油设施无需作任何改造就可以直接使用，是理想的柴油补充燃料之一。国外研究表明，与石化柴油比较，发动机使用GTL燃料后PM、NO_x、CO、HC、CO₂排放明显降低。

近年来，随着环保要求的日趋严格，清洁燃料和高档润滑油的需求不断增加。以天然气为原料生产液体燃料（gas to liquids，GTL），其产品均可满足目前和即将推出的环保执行标准要求，因此，为充分利用偏远地区天然气和油田伴生气资源，促进环境保护和清洁燃料的生产与使用，国内外都加快了GTL技术开发步伐。

二、天然气制液体燃料发展趋势

21世纪的世界能源结构中，天然气将逐渐取代石油成为首要能源，此趋势已成为国内外众多经济专家、石油地质专家的共识。目前世界天然气探明储量达13847×10¹²m³，还有潜在储量252×10¹²m³。若以年消耗天然气2×10¹²m³计，目前探明储量可用70年左右，潜在储量可用126年。此外，地层中含有大量的煤层气可供利用。天然气合成液体燃料质量远高于天然石油，为生产清洁汽油提供了原料。天然气制合成油是解决液体燃料供应不足的重要途径，对缺油国家石油安全战略起重要作用。

天然气在能源结构中的重要地位促使天然气制油燃料（GTL）技术发展，且天然气价格优势有利于GTL技术的发展，生产技术的不断进步也助推GTL技术的发展。因此，从各方面分析天然气制液体燃料市场前景十分广阔，GTL技术的不断革新以及广泛应用将是其发展趋势。

三、产业链构建

近年来，天然气制油燃料（GTL）一直是业内广为关注的焦点，但目前工业化产能仍然不高，迄今为止全世界投用的GTL项目产能仅为40，000桶/日。虽然业内人士始终对GTL未来前景保持乐观，且认为未来10年GTL项目将有较大发展。但发展GTL项目仍存在工艺路线复杂等障碍。

GTL工艺一般由合成气生产、费托（F-T）合成、合成油加工三大部分组成，合成气生产和费托合成是核心部分，其中费托合成是GTL的最核心技术。国外主要围绕费托合成部分不断改进GTL技术，以进一步降低投资和操作费用。其中主要的新技术包括：Exxon成功开发了天然气制液态烃的AGC-21工艺，采用流化床催化部分氧化制合成气，浆态床中进行F-T合成液态烃；Syntroleum的中试GTL工艺采用自热重整制合成气，新型水平固定床进行F-T合成；Rentech开发了适合以煤-劣质石油-轻油直到天然气为原料的费托合成技术，其GTL工艺采用非催化部分氧化或自热重整制合成气，F-T合成液态烃采用浆态床反应器。发展GTL最大障碍是投资费用较高，但技术进步带来的投资成本的逐渐降低和大幅上涨的油价使GTL技术面临绝好的发展机会。天然气制液体燃料产业链图如1-4所示。

根据现阶段天然气制液体燃料的产业政策、发展现状和产业链的应用情况，主要有费-托合成生产液体燃料和甲醇制汽油等项目。

（一）费—托合成生产液体燃料

对于天然气经合成气再转化为液体燃料的研究，世界各大石油公司等均投入巨大的人力物力开发GTL新工艺，其中Shell公司的中间馏分油（SMDS）工艺、Sasol公司淤浆床生产馏分油（SSPD）工艺与SAS工艺已成功实现工业化。

（二）甲醇制汽油（MTG）

对于天然气合成气经甲醇生产液体产品方面，美国Mobil公司于20世纪70年代初成功开发了甲醇制汽油技术（methanol to gasoline，MTG），MTG工艺被认为是自发现费—托合成以来40年中合成气转化成液体燃料领域最重要的突破之一。甲醇制汽油只有在高油价时才具有经济性。同时甲醇可以直接作为汽车燃料，也可以作燃料电池车的燃料。