页岩气天然气替代煤

龙听

页岩气，是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。天然气，是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷。天然气主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，

    以天然气代替煤，用于工厂采暖，生产用锅炉以及热电厂燃气轮机锅炉。天然气发电具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染的有效途径，且从经济效益看，天然气发电的单位装机容量所需投资少，建设工期短，上网电价较低，具有较强的竞争力。

   天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。天然气供应量的增长不及消费量的增长速度，国内天然气供需不平衡，导致我国天然气进口量不断攀升。2011年1-10月，我国进口天然气约250亿立方米，同比增长近1倍。 2000-2008年，我国天然气平均消费增速高达16%，占一次能源比重也大幅增加至3.9%，超过除了核能之外的其他一次能源的增速，远高于同期石油和煤炭6.8%和9.0%的增速。2010年，我国天然气消费量为1072亿立方米，同比增长20.86%，消费总量居世界第四位。2011年1-10月，天然气费量为1041亿立方米，同比增长20.40%。[6]

　　天然气市场供不应求，

  城市燃气事业 特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。

   压缩天然气汽车 以天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。

   增效天然气是以天然气为主要原料，经过气液混合器与天然气增益剂混合后形成的一种新型工业燃气，燃烧温度能提高400—600℃，可用于工业切割、焊接、烤校，可完全取代乙炔、丙烷，可广泛应用于钢厂、钢构、造船行业，可在船舱内安全使用，现市面上的产品有神麒I增益剂、神麒II增益剂。



人们生活中的燃烧气源大致分为液化石油气(Y)、人工煤气(R)、天然气(T)三大类。

　　液化石油气（简称液化气）是石油在提炼汽油、煤油、柴油、重油等油品过程中剩下的一种石油尾气，通过一定程序，对石油尾气加以回收利用，采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，液化气的名称即由此而来。它的主要成分有乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和丁烷等，在气瓶内呈液态状，一旦流出会汽化成比原体积大约二百五十倍的可燃气体，并极易扩散，遇到明火就会燃烧或爆炸。因此，使用液化气也要特别注意。

　　煤气是用煤或焦炭等固体原料，经干馏或汽化制得的，其主要成分有一氧化碳、甲烷和氢等。因此，煤气有毒，易于空气形成爆炸性混合物，使用时应引起高度注意。

　　但通常所称的天然气只指贮存于地层较深部的一种富含碳氢化合物的可燃气体，而与石油共生的天然气常称为油田伴生气。天然气是一种重要的能源，广泛用作城市煤气和工业燃料；在70年代世界能源消耗中，天然气约占 18%～19%。天然气也是重要的化工原料。



石脑油（naphtha）：一部分石油轻馏分的泛称。石脑油又称（petroleum naphtha ligroin）粗汽油。因用途不同有各种不同的馏程。我国规定馏程自初镏点至220℃左右。主要用作重整和化工原料。主要用途：1 可分离出多种有机原料，如汽油、苯、煤油、沥青等；2石脑油是管式炉裂解制取乙烯，丙烯，3催化重整制取苯，甲苯，二甲苯的重要原料。（苯和二甲苯催化重整时生成PX）。作为裂解原料，要求石脑油组成中烷烃和环烷烃的含量不低于70%（体积）； 作为催化重整原料用于生产高辛烷值汽油组分时，进料为宽馏分，沸点范围一般为80-180℃，用于生产芳烃时，进料为窄馏分，沸点范围为60-165℃。 PX：是石油过程中剩下的一种副产品。国内从重整油和裂解汽油中分离得到的PX；在新技术装置反应条件下，甲醇与甲苯烷基化生成PX同时，还将发生副反应产生乙烯和丙烯。甲醇可以从煤，天然气（成本低）获得，



粗苯：粗苯是煤热解生成的粗煤气中的产物之一,经脱氨后的焦炉煤气中回收的苯系化合物，其中以苯含量为主，称之为粗苯。在国内，主要是从焦炉煤气里提取的，生产粗苯的车间跟焦化厂都是一体的。先用洗油吸收煤气中的苯烃类，在脱苯塔中利用苯的沸点不同把粗苯从吸收了苯的洗油（富油）中蒸出来，苯蒸汽到脱苯塔顶经过轻苯冷却器、油水分离器后就提取出了粗苯，外卖精细加工。粗苯主要用于深加工制苯、甲苯、二甲苯等产品，苯、甲苯、二甲苯都是宝贵的基本有机化工原料。



煤焦油轻油（主要成分为苯）中，甲苯占百分之十五到二十。



苯：即纯苯。工业上生产苯最重要的三种过程是催化重整、甲苯加氢脱烷基化和蒸汽裂解。甲苯在高温氢气流下可以不用催化剂进行脱烷基制取苯。反应为放热反应；裂解汽油中苯大约有40-60%，同时还含有二烯烃以及苯乙烯等其他不饱和组份。 甲苯歧化和烷基转移美国美孚化学公司在1971年开发，使用非金属沸石或分子筛催化剂，反应温度260-315℃，反应器采用液相绝热固定床，原料为甲苯，转化率99%以上；以甲苯和混合碳9芳烃为原料，催化剂为丝光沸石，反应温度350-530℃，压力2.94MPa，氢/烃比5-12，采用绝热固定床反应器，单程转化率40%以上，收率95%以上，选择性90%，产品为苯和二甲苯混合物。

苯的最主要的用途是制取乙苯，其次是制取环己烷和苯酚。                                                                                      ·苯与乙烯生成乙苯，后者可以用来生产制塑料的苯乙烯；

　　·苯与丙烯生成异丙苯，后者可以经异丙苯法来生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚；制尼龙的环己烷；

　　·合成顺丁烯二酸酐；

　　·用于制作苯胺的硝基苯；

　　·多用于农药的各种氯苯；

　　·合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯。

　　·合成氢醌，蒽醌等化工产品。

甲苯：苯加  一氯甲烷（或其它卤素），在无水三氧化铝（或三氯化铁、硼等）催化下的烷基化反应

   具体生产方法
①煤焦化副产的粗苯馏分中含甲苯15％～20％(质量)，其数量与原料煤的性质、焦化深度有关。一般生产每吨焦炭可副产甲苯1.1～1.3kg。用硫酸洗除粗苯馏分中不饱和烃和杂质，再经碱中和、水洗、精馏，可得到纯度很高的甲苯。
②催化重整油中含芳烃50％～60％(体积)，其中甲苯含量可达40％～45％。催化重整油采用二甘醇、环丁砜、Ν－甲基吡咯烷酮等溶剂进行萃取以回收芳烃(见芳烃抽提)，最后经精馏得到高纯度甲苯。

③裂解汽油中芳烃含量为70％（质量）左右，其中15％～20％是甲苯。裂解汽油经两段加氢脱除二烯烃、单烯烃和微量硫，再经萃取、精馏，可得到纯度99.5％以上的甲苯。

④甲苯脱烷基制苯或歧化制二甲苯；

⑤开辟甲苯的新用途，如生产甲苯二异氰酸酯，以及改进以甲苯为原生产苯酚、己内酰胺的方法，并力图用甲苯代替二甲苯，生产对苯二甲酸等大宗产品。

⑥通过两步实现甲苯的生产。首先将双戊烯催化脱氢异构成对异丙基甲苯，催化剂为沸石－金属双功能复合物。转化过程在常压、低温（≤300℃）下进行，对异丙基甲苯收率可达50％以上。然后对异丙基甲苯裂解制取甲苯，催化剂为沸石型复合物，裂解反应在常压、中温（300―500℃）下实现，对异丙基甲苯的转化率可达90％以上，收率可达80％以上。考虑中间分离因素，两步过程的总收率可达35％以上。

本技术的特点是：操作条件温和，原料和产品均对生态友好，易于生产推广；产品适用于食品、化妆品等精细品的生产，具有较高的附加值，投产后能快速回收成本，获得较高的利润，因而也适合于各种规模的投资开发。



煤焦油又称煤膏，是煤焦化过程中得到的一种黑色或黑褐色粘稠状液体，比重大于水，具有一定溶性和特殊的臭味，可燃并有腐蚀性。煤焦油是煤化学工业之主要原料，其成分达上万种，主要含有苯、甲苯、二甲苯、萘、蒽等芳烃，以及芳香族含氧化合物（如苯酚等酚类化合物），含氮、含硫的杂环化合物等很多有机物，可采用分馏的方法把煤焦油分割成不同沸点范围的馏分。煤焦油是生产塑料、合成纤维、染料、橡胶、医药、耐高温材料等的重要原料，可以用来合成杀虫剂、糖精、染料、药品、炸药等多种工业品。目前提取的主要产品有：

　　（1）萘 用来制取邻苯二甲酸酐，供生产树脂、工程塑料、染料。油漆及医药等用。

　　（2）酚 及其同系物生产合成纤维、工程塑料、农药、医药、燃料中间体、炸药等。

　　（3）蒽 制蒽醌燃料、合成揉剂及油漆。

　　（4）菲 是蒽的同分异构体，含量仅次于萘，有不少用途，由于产量大，还待进一步开发利用。

　　（5）咔唑 是染料、塑料、农药的重要原料。

　　（6）沥青 是焦油蒸馏残液，为多种多环高分子化合物的混合物。用于制屋顶涂料、防潮层和筑路、生产沥青焦和电炉电极等。

煤焦油是焦化工业的重要产品之一，其产量约占装炉煤的3%~4%，其组成极为复杂，低温干馏焦油是人造石油的重要来源之一，经高压加氢制得汽油、柴油等产品。新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料（甲醇、二甲醚）等，它与能源、化工技术结合，可形成煤炭——能源化工一体化的新兴产业。煤炭能源化工产业将在中国能源的可持续利用中扮演重要的角色，是今后20年的重要发展方向，


一氯甲烷：即氯甲烷,又名甲基氯。主要用于生产甲基氯硅烷、聚硅酮、四甲基铅(汽油抗爆剂)、甲基纤维素。少量用于生产季铵化合物、农药，在异丁橡胶生产过程中做溶剂。一氯甲烷作为甲基氯硅烷的原料，85%以上用于有机硅生产(基本上是自产自用)，作为商品销售的量很少.主要用于生产甲基氯硅烷、聚硅酮、四甲基铅(汽油抗爆剂)、甲基纤维素。少量用于生产季铵化合物、农药，在异丁橡胶生产过程中做溶剂。

　　氯甲烷是在光照或高温条件下，由天然气与氯气反应制得.本项目拟推荐采用甲醇法生产甲烷氯化物, 甲醇氢氯化也可生产氯甲烷,  氯甲烷在60℃以上水解时生成甲醇。  



氯气 ：工业生产中用直流电电解饱和食盐水法2NaCl+2H2O=电解= H2↑+Cl2↑+2NaOH ；氯气进行液化制成液氯。