国内天然气化工产业面临的挑战与突破路径

张 伟

（山西能源产业集团有限责任公司，山西 太原 030012）

引言

天然气是一种清洁高效的绿色能源，更是一种使用方便的化工原料。目前，随着天然气的应用优势被普及，世界上越来越多的国家在各个领域都利用天然气进行生产生活，对天然气进行了相关的研发。与此同时，研究发现天然气的衍生物众多，发展前景广阔。随着科技的不断进步，中国天然气探明设备越来越先进，所探明的天然气储量越来越多，天然气在中国油气生产中的地位越来越高，为中国的工业发展奠定了坚实的基础。但是，由于中国长期注重于煤、炭等原料，对天然气的研究过少，因此，天然气的生产体系还并不完善，不能得到长期发展。

1 天然气化工行业分析

1.1 全球天然气市场展望

全球对能源资源的需求从未停止，与煤炭和石油储量的逐步减少相比，世界天然气已探明储量正在不断增加，为化工以及其他行业的发展提供了充足的保障：

1）以天然气为原料的化工产品大批量生产已进入产业化规模，行业发展迅速，势头渐好。

2）合成氨工厂的分布趋势从传统发达国家向自然资源丰富的地区转移，与此同时，工厂所使用的生产原料正在转向天然气[1]。

3）欧美一些地区在生产烯烃气工业方面投入了大量的资金成本，天然气作为其主要的原料，在生产中的比重正在逐步上升。

4）天然气在化工领域的研究正在积极发展且越来越突出，新技术越来越普及，研究重点转变为提高能源效率。

5）随着催化处理技术的不断完善，高效转化天然气已经取得了重大进展，在未来的工业领域有望得到广泛应用。

1.2 中国天然气市场分析

目前，我国的经济发展局势处于龙头地位，能源供应也处于关键地位，长期以来，我国的能源结构主要是以煤炭为主，天然气的市场份额远远低于全球平均水平。然而，天然气作为一种环境友好型能源，在世界的能源布局中长期占据中心地位。所以，提高天然气的能源结构，是满足国家能源总体需求、优化结构、保护环境以及实现经济全面发展的必然要求。

2 天然气化工产业面临的挑战

2.1 化工原料腐蚀性强

在天然气的生产过程中，不管是使用的化工原料还是其他的化工产品，它们都具有很高的腐蚀性，对各种化工设备以及金属设施都会产生腐蚀，与催化剂等物质接触后，可能会迅速腐蚀。所以，在天然气以及其他化工用品的生产过程中，会对环境造成很大的破坏，同时也会对人体和化工设备造成很大的恶劣影响[2]。有许多化工设备在被腐蚀之后很快就不能使用，同时可能会产生其他有毒的化学物质，并导致更严重的安全隐患，这对天然气工厂的生产是极为有害的。

2.2 生产过程易燃易爆炸

在目前的天然气生产中，天然气有液态和气态两种。气态物质如果在空气中遇到可以形成爆炸的物质，会很容易爆炸，且影响甚大。液态物质很容易蒸发，在空气中也会形成爆炸，导致火灾。目前，在天然气的生产过程中，通常是处于高温高压的环境下，这也可能会导致爆炸。因此导致天然气爆炸的原因有很多，在生产过程中要多加小心，对设施设备及时检查，若是因为维修不善而导致设备出现故障，这也会引发安全问题。有许多的工厂为了降低经济成本，加快资金周转，会选择囤积大量的原料，但这些原料也是危险化学品，也可能会导致严重的安全事故。

2.3 投资大周期长

液化气和天然气项目开发往往需要巨大的资金投入，而且项目生命周期比较长，且受到外界环境的直接作用。所以，在工程项目决策的过程中，必须严谨细致地考察。同时液化天然气储运工程项目主要涉及天然气勘探与生产、利用天然气管道运输、液化以及利用管线直接运送到国外口岸的整个过程。这是一个巨大的产业链，主要包括了商品制造过程和业务经营中的一个或许多环节，至少需要上亿美元的巨额初始投资。同时，由于液化气和天然气的买卖合同也是长期的，因此如果决策过程中存在着困难，将可能产生大量的经营成本以及财产损失。

2.4 化工制品工艺有待提升

天然气目前应用于许多化工行业，以致于它的使用和工艺技术也在日益提高，节约了企业的生产成本，降低了企业的经营成本和资本投资。例如，针对乙烯生产的研究、加工与使用，这些新乙烯生产工艺在生产过程中不易控制，产物无法与水分开，乙烯生产工艺技术市场综合竞争力低下，具有科技应用成本低和无法充分实现工业生产科学技术不断进步的基本特点，以便有效地解决科技发展的瓶颈，非常需要一种高活性的乙烯催化剂[3]。

2.5 天然气管输系统滞后

天然气需要通过输气管道从原料产地输送到化工厂，但是我国目前在修建天然气运输管道方面还没有良好的方案，所以修建成本很高。所以，这就导致了修建步伐放缓、应用不合理的问题突出。以上这些问题严重影响了天然气资源的合理配置，且不符合市场的需求。因此，形成了天然气价格较高，在市场没有竞争优势的局面。

3 天然气化工产业突破路径

3.1 优化天然气化工企业管理制度

每个生产企业的企业文化、生产制度都是不同的，天然气化工企业也是如此，在企业经营规模、生产技术产品以及企业管理方面都存在着明显的不同，所以，企业的生产过程中使用的工艺设备也不尽相同。在这种情况下，就要求小企业对该行业的“龙头”企业进行研究，但不能复制他们的生产管理制度，以避免这些制度与自己企业的实际生产不一致。要对相关的制度进行调整和更新，使其完全符合油气化学生产工艺和技术要求，从而有效地保证相关制度的实施，使合理科学的生产管理体系更加高效有效，有效地保证了企业流程管理的安全稳定。企业在制定安全过程控制制度的过程中，应根据制造企业的实际情况、企业生产过程的要求，建立安全的生产经营责任管理制度。

3.2 材料的管理

目前使用天然气为主要生产原料的化工企业，必须将安全第一的生产原则贯彻到底。因为天然气是一种易燃易爆气体，它在与其他的催化剂混合使用时，会产生极高的腐蚀性以及有毒气体，严重影响工人的身体健康。所以，生产企业要从正规厂家引进化学材料以及生产设备，严防损害工人安全的事故发生，并且还要对采购的原材料以及机器设备定期检查，为后续的生产工作提供实际依据。与此同时，企业还要对生产设备实时监测，开展定期检修，确保生产设备的正常运行[4]。

3.3 加强技术创新

为了不断提高天然气化工企业生产设备的运行效率以及产品的质量，企业的相关部门应该积极地研发，优化现有的技术。目前，我国的天然气能源大多在高原地区，但其特殊的气候条件以及气温都严重阻碍着我国天然气的生产开发。这就需要相关企业加大自动化工业气体生产的研发利用，这样不仅减少了企业的人力资源，而且有效地提高了企业的生产效率，提升了企业的环保意识。随着我国工业设备的快速发展，生产天然气所使用的各种原材料在不断地增加。这就要求企业进行结构化改革，不断提升天然气的生产线规模，提高天然气市场的竞争力。

3.4 加强安全生产管理

在企业生产过程中，要严格控制生产安全，防止事故随时发生。因为在具体生产中，要使用到高温加热设备，天然气遇到高温可能会发生爆炸，这就导致了天然气化工生产的巨大安全隐患。另外还要加强生产中的安全措施，这也是保证企业生产的重要一步。与此用时，企业管理人员要了解生产所使用的设备，能准确评估设备的使用情况，掌握设备的具体使用情况，加强企业全体员工的安全意识以及责任感，使其自觉遵守企业生产过程的安全标准。企业人员应及时制定适当的适度奖惩措施，一旦企业发现其部分员工存在操作违规行为，给予员工相应的惩罚措施，并警示企业其他员工在工作中不能再次发生类似的错误。另一方面，对于在技术生产安全领域表现突出的员工和管理人员，企业要及时鼓励并提供精神以及物质双重优惠待遇，动员所有员工主动进行安全生产以及参与安全讲座，形成良好的安全生产意识。

3.5 做好运输管理工作

我国地势西高东低，天然气资源大多集中分布在地势险要的西部地区，但主要的天然气市场却在东部地区，所以，天然气如何运输变成了人们最关注的问题。天然气存在易燃易爆特性，在运输过程中存在着严重的安全隐患。因此，这就要求企业运输人员在运输材料时，需要不断加强安全，根据材料的特殊情况，制定合适的运输方案，加强对天然气物资运输的控制。另外，社会经济效益增多，往往会伴随着频繁的运输，这可能会造成化学用品的质量问题甚至严重的安全问题，对员工的人身安全造成伤害。所以，运输的管理应该旨在确保效率和安全之间的平衡[5]。

3.6 加大天然气资源开发力度

目前我国在能源和化工产品方面过于依赖对外贸易，迫切需要继续勘探和开发石化能源，特别是进一步研究天然气作为煤和石油的替代品。近年来的研究表明，我国的自然资源具有巨大的潜力。目前存在天然气供应不足、化工使用不足的问题，归根结底是由于采矿技术的不发达和落后造成的。因此，从国家到企业，都应注重自然资源的进一步开发和利用，注重保障能源安全，促进天然气工业的快速发展。

3.7 优化天然气储存运输布局

目前我国拥有五大天然气产区，但是，除东南海域外，其余天然气产区都位于偏远的西北地区，远离天然气消费的主要市场。因此，有必要对天然气产业的储量结构、运输结构和产业规划进行重构和优化。可能采取的方案有:

1）在东部发达地区，通过进出口贸易等方式购买价格低廉的天然气进行制造烯烃或者制氢，从而满足我国对化工原材料的需求。

2）在西北的部分地区，依靠相关的石油和天然气田，在当地建设化工厂处理生产天然气合成油、烯烃和先进的产品，然后再运输到消费市场。

3）在西南地区可以进行合成氨或者甲醇等化学用品的生产，提高生产效率，降低预算成本，从而提高该行业的经济效益。

3.8 对天然气深入研究

天然气直接转化工艺是一种技术途径，对天然气化工来说更直接、高效，工艺更绿色环保。虽然目前的工业生产正在使用一种更成熟的方式将天然气转化为合成气，但未来的工业应用将侧重于更短、更高效和更少碳的途径。天然气的高效直接转化仍然是一个全球性的问题。据了解，天然气直接转化技术方案目前正在积极开发，是我国科学界和工业界的研究热点。加强科技攻关，尽快实现技术突破，完成工业生产中的直接转化[6]。

3.9 对天然气最大化利用

天然气的硫含量应该密切注意。硫是一种十分关键的重要能源，必须应用科学有效的硫提取方法。尤其是对一些含硫的大中型天然气田，可与其他化学工业有机融合，解决硫产量等问题。天然气化工和有关公司要重视天然气应用的原材料、化工衍生品的深加工以实现气体的全产业链发展进一步延长，不断输出高附加值产品，以提升行业发展的总体质量。

3.10 对天然气行业精准分析

在国家层面，对天然气化工企业进行详细的全行业技术经济分析，并通过天然气产品价格曲线测算出了基础天然气化工产品的投资回报率与收支平衡。通过对天然气产业经济技术性质的连续监控，可以允许公司内部和国家有关决策者合理设计生产天然气的经济应用技术与设计方案，同时提供合理的经济基础信息与专门的参考研究。

3.11 加强国际合作

目前，由于世界上天然气贸易局势尚未平衡，传统的欧美市场和亚太地区新兴市场之间对资源的争夺也日益加剧。必须紧急抓住这一机遇，加大同发达国家的经济协作，并运用“一带一路”等国家发展策略，率先构建亚太地区的天然气交易价格制度，以便于在国际天然气贸易价格问题上实现全球表决权[7]。通过金融工具，全面发展国际天然气期货市场，优先使用海外优质的天然气资源，优化成本，实现能源供应效率最大化。

4 结语

经过以上分析，天然气作为一种绿色环保型能源在全球得到广泛应用，越来越多的国家注重天然气能源的开发。但近年来，我国的天然气化工行业对能源利用还没有合理的规划布置。因此，国家应该采取可行的措施促进天然气行业的可持续发展。要加强天然气化工企业生产中设备的安全，不断地进行安全教育知识培训，提升管理人员的水平，对企业设备进行实时控制。同时，企业还要对现有的生产技术及时创新，从其他多方面入手，全方位努力提高我国目前天然气化工技术水平，以期为推动国家社会经济建设的可持续发展奠定坚实的技术基础。