【正文】 碳二硫化碳的生產(chǎn)方法以原料劃分主要有天然氣法和木炭法兩種，國(guó)外主要采用天然氣法，目前世界二硫化碳年消費(fèi)量估計(jì)約為100萬t。該工藝與傳統(tǒng)的氯乙酸氨解法甘氨酸生產(chǎn)方法相比在產(chǎn)品品質(zhì)、收率、成本及環(huán)保方面都具有非常顯著的優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)以天然氣為原料的幾個(gè)氫氰酸生產(chǎn)廠家合計(jì)生產(chǎn)能力約20 kt/a，用于加工成多種氫氰酸下游產(chǎn)品。目前世界氫氰酸產(chǎn)能為180萬t/a左右，以天然氣為原料的氫氰酸占總生產(chǎn)能力的60%以上。 氫氰酸氫氰酸主要用于生產(chǎn)己二氰、丙酮氰醇和甲基丙烯酸甲酯、蛋氨酸、氰化鈉、三聚氯氰和螯合劑等，在化學(xué)工業(yè)中有重要地位。天然氣制乙炔目前工業(yè)上主要采用部分氧化法。該廠目前正在與新疆美克化工有限責(zé)任公司合作在庫(kù)爾勒美克集團(tuán)化工工業(yè)園區(qū)建設(shè)天然氣乙炔裝置，為美克化工6萬t/a 1,4－丁二醇項(xiàng)目生產(chǎn)原料。我國(guó)1978年引進(jìn)BASF公司技術(shù)建設(shè)3萬t/a的四川維尼綸廠天然氣乙炔裝置，所產(chǎn)乙炔用于合成醋酸乙烯和維尼綸，乙炔尾氣則用于合成甲醇。在經(jīng)過廉價(jià)石油乙烯出現(xiàn)后的30多年競(jìng)爭(zhēng)后，至今世界上仍有十多套天然氣乙炔裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)，用于生產(chǎn)氯乙烯，醋酸乙烯，1,4丁二醇等幾種化工產(chǎn)品，占國(guó)外乙炔生產(chǎn)能力的50%左右。 乙炔乙炔曾是世界化學(xué)工業(yè)中“有機(jī)合成之母”，早期的石油化工就始于天然氣乙炔工業(yè)和天然氣凝析液（NGL）制乙烯工業(yè)的興起。2007年2月底，中石化集團(tuán)與美國(guó)合成油公司成立了一個(gè)技術(shù)合資公司，以便在中國(guó)推廣商用GTL天然氣液化和CTL煤炭液化技術(shù)。雖然目前GTL工業(yè)化產(chǎn)能不大，但業(yè)內(nèi)人士對(duì)GTL未來前景保持樂觀，認(rèn)為未來10～15年GTL項(xiàng)目將有較大發(fā)展。目前馬來西亞和卡塔爾已建成投產(chǎn)有GTL裝置。 合成油天然氣合成油是利用邊遠(yuǎn)地區(qū)天然氣的一條重要途徑，油價(jià)的長(zhǎng)期走高使其吸引力越來越大。目前，生產(chǎn)能力170萬t/a的超大型甲醇裝置已建成投產(chǎn)。目前產(chǎn)能30萬t/a以上的甲醇裝置的生產(chǎn)能力已占總生產(chǎn)能力的80%以上。目前國(guó)外在建或計(jì)劃建設(shè)的甲醇生產(chǎn)能力，多數(shù)位于中東、南美等富產(chǎn)天然氣的地區(qū)。目前我國(guó)在建和規(guī)劃建設(shè)的天然氣甲醇項(xiàng)目產(chǎn)能達(dá)770萬噸/年。2010年世界甲醇生產(chǎn)能力預(yù)計(jì)將達(dá)到6400萬，2015年達(dá)7200萬噸。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，甲醇又開辟了一些新的應(yīng)用領(lǐng)域，以甲醇為原料的系列產(chǎn)品也越來越多，甲醇的燃料用途也越來越受重視。合成氨生產(chǎn)的發(fā)展方向是節(jié)能和大型化。目前我國(guó)合成氨生產(chǎn)能力已超過5000萬t/a，其中以天然氣為原料的僅約占21%，但30萬t/a以上的大型合成氨裝置天然氣為原料的占多數(shù)。合成氨生產(chǎn)正向天然氣低價(jià)格地區(qū)轉(zhuǎn)移，將集中在中東、北非和特立尼達(dá)等地區(qū)。世界上將近80%的合成氨是以天然氣為原料生產(chǎn)的，天然氣基合成氨與煤基合成氨相比，流程短、投資省，因此天然氣是合成氨的最佳原料。合成氨按終端用途來分，約85%～90%的合成氨用作化肥：液態(tài)氨、硝酸銨、尿素或其他衍生物，僅13%用于其他商品市場(chǎng)。 合成氨合成氨是生產(chǎn)尿素、磷酸銨、硝酸銨等化學(xué)肥料的主要原料，工業(yè)生產(chǎn)過程是以天然氣或煤炭為原料通過水蒸氣重整工藝制得氫氣，然后與氮?dú)膺M(jìn)行高壓合成制得合成氨。在大量副產(chǎn)炭黑的情況下，上述途徑所使用炭黑的量依然有限，而且不同的用途對(duì)炭黑的規(guī)格要求也不盡相同，因此，烴類制氫副產(chǎn)炭黑的配套工藝還有待于進(jìn)一步開發(fā)。而熱分解烴類生成炭黑和氫氣，不僅減少了二氧化碳的排放，而且節(jié)省能耗。烴類制氫副產(chǎn)炭黑工藝的優(yōu)越性從能量利用的角度也可反映出來。在該工藝中，原料的改變僅影響產(chǎn)品中氫氣和炭黑的比例。再次是原料的適應(yīng)性強(qiáng)。在該過程中幾乎所有的原料都轉(zhuǎn)化為氫氣和炭黑，沒有其它副反應(yīng)。如果考慮炭黑的價(jià)值，等離子體法是在包括風(fēng)能制氫、水電制氫、地?zé)嶂茪?、生物法制氫、天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化制氫在內(nèi)的幾種制氫方法中，成本最低的。近年來，等離子體技術(shù)進(jìn)步很快，同時(shí)二氧化碳排放引發(fā)的環(huán)境問題也越來越受到關(guān)注，等離子體法也因此被開發(fā)為無二氧化碳排放的制氫技術(shù)。（2）等離子體法 等離子體是物質(zhì)存在的第四種狀態(tài)。兩臺(tái)裂解爐輪流進(jìn)行蓄熱－裂解，周而復(fù)始循環(huán)操作?？砂惭b兩臺(tái)裂解爐，爐內(nèi)襯耐火材料并用耐火磚砌成花格構(gòu)成方型通道。盡管通過對(duì)烴類進(jìn)行熱氧化即不完全燃燒法制取炭黑是較為成熟和常用的炭黑生產(chǎn)方法，但它不適用于制取氫氣，以下兩種方法則較為理想：（1）熱裂解法 烴類的熱裂解法本是為生產(chǎn)炭黑開發(fā)的，但它同樣適用于制氫。在環(huán)境保護(hù)越來越受重視的背景下，烴類分解生成炭黑和氫氣的制氫新方法漸漸受到人們的關(guān)注。作為純氫能的一種過渡，氫烷（一種氫和甲烷混合物）燃料動(dòng)力汽車，因其可減少污染物排放也引起了一定程度的重視。目前氫的生產(chǎn)和消費(fèi)不斷增長(zhǎng)，除了合成氨、甲醇等的發(fā)展推動(dòng)外，煉油行業(yè)的需求增長(zhǎng)迅速，由于煉油原料重質(zhì)化和油品質(zhì)量指標(biāo)提高，氫耗增加。氫的制取和來源途徑較多，但甲烷是大規(guī)模制氫的最理想原料，目前世界上80%左右的氫氣是以天然氣為原料生產(chǎn)的。在四川、重慶等天然氣豐富和開發(fā)利用較早的地區(qū)天然氣化工占化工行業(yè)的比重很大，如重慶天然氣化工產(chǎn)值已占其化工總產(chǎn)值的一半以上。雖然我國(guó)化工生產(chǎn)目前消耗的天然氣量不是很大（100多億m3/a），但其占國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量的比例較高，目前仍達(dá)30%左右。我國(guó)天然氣化工已有40多年的歷史，形成了—定的生產(chǎn)規(guī)模。不同地區(qū)化工用天然氣的比例不同。主要產(chǎn)品包括合成氨（尿素）、甲醇（二甲醚）、合成油、氫氣和羰基合成氣、乙炔、鹵代烷烴、氫氰酸、硝基烷烴、二硫化碳、炭黑等多種一次加工產(chǎn)品及大量衍生物。豐富的甲烷資源，不僅會(huì)使其在能源領(lǐng)域扮演越來越重要的角色，同樣作為化工原料也將扮演十分重要的角色。自然界中數(shù)量巨大的油田殘余油、煤炭和油頁(yè)巖，也可以通過微生物作用，為人類提供清潔能源—生物甲烷，這種地質(zhì)有機(jī)質(zhì)資源的數(shù)量巨大。生物甲烷也將逐漸成為甲烷的一個(gè)重要來源。據(jù)估算，世界上可燃冰（天然氣水合物）總資源量相當(dāng)于全球已知煤、石油、天然氣的2倍，可滿足人類千年的能源需求。世界煤層氣（煤礦瓦斯）儲(chǔ)量也非常巨大。目前天然氣已成為僅次于石油和煤炭的世界第三大能源，據(jù)專家預(yù)測(cè)，到21世紀(jì)中葉，世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，天然氣所占份額將從目前的25%增加到40%，而石油將從現(xiàn)在的34%下降到20%，煤炭基本維持在27%左右，21世紀(jì)將是以天然氣為主的能源時(shí)代。既是清潔的燃料，也是非常重要的化工原料。一碳化工發(fā)展現(xiàn)狀及展望1 甲烷化工甲烷是天然氣的主要成分，也大量存在于煤層氣、沼氣和垃圾填埋氣等之中。目前世界探明石油儲(chǔ)采比為40年左右，而探明天然氣儲(chǔ)采比為60多年，且未探明的天然氣量大于石油，尚未開采的天然氣水合物儲(chǔ)量更為巨大。隨著石油資源的日益枯竭和天然氣資源開發(fā)利用的加強(qiáng)，21世紀(jì)天然氣化工將有光明的發(fā)展前景。煤層氣資源的開發(fā)利用已受到高度重視。中國(guó)從1999年起對(duì)可燃冰進(jìn)行前瞻性研究，目前已在中國(guó)海域內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量可燃冰儲(chǔ)量，僅在南海北部的可燃冰儲(chǔ)量估計(jì)相當(dāng)于中國(guó)陸上石油總量的50%左右。由于環(huán)境保護(hù)的需要從沼氣、垃圾填埋氣等凈化回收生物甲烷已越來越受重視。有研究認(rèn)為，美國(guó)本土48個(gè)州的油頁(yè)巖有機(jī)碳大約有2萬億噸，而深部埋藏的煤炭則超過了3萬億噸，還有阿拉斯加州約6萬億噸的深埋煤炭，這些地質(zhì)有機(jī)質(zhì)只要有3%轉(zhuǎn)化為甲烷，按照當(dāng)前6500億立方米/年的消費(fèi)水平測(cè)算可供氣40多年。目前，世界目前約有50多個(gè)國(guó)家不同程度地發(fā)展了甲烷化工（天然氣化工），年耗天然氣量約1600億m3，約占世界天然氣消費(fèi)量的5%～6%，一次加工產(chǎn)品總產(chǎn)量在2億t以上。目前，世界上近80%的合成氨、近90%的甲醇以天然氣為原料制取。天然氣化工正在向天然氣資源豐富且價(jià)格相對(duì)低廉的地區(qū)轉(zhuǎn)移。目前我國(guó)以天然氣為原料生產(chǎn)的化工產(chǎn)品主要有合成氨、甲醇、氫氣、乙炔、羰基合成化學(xué)品、光氣、氰化物、甲烷氯化物、二硫化碳、炭黑等等。雖然相對(duì)用氣量逐年下降，但絕對(duì)用氣量不斷增加。 制氫氫不僅在化工領(lǐng)域用途廣泛，也是一種重要的新型能源載體，目前世界氫的年消費(fèi)量已達(dá)到近5000萬t。氫氣的主要消費(fèi)領(lǐng)域是石油化工產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括合成氨、甲醇、石油煉制產(chǎn)品和其它石化產(chǎn)品等，三者占總消費(fèi)量的98%以上，另外還在食用油脂、金屬加工、電子、浮法玻璃、火箭等領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用，但用戶分散、用量小，約占總消費(fèi)量的1%～%。氫在未來的最大發(fā)展?jié)摿κ窃谀茉搭I(lǐng)域，氫能發(fā)電、氫燃料動(dòng)力汽車將引領(lǐng)未來的發(fā)展潮流。甲烷等烴類制氫目前主要通過重整的方法，會(huì)副產(chǎn)大量的二氧化碳有害氣體。該工藝的最大特點(diǎn)就是在生成氫氣的同時(shí)副產(chǎn)炭黑，而不是二氧化碳。該法是將烴類原料在無氧、無火焰的條件下，熱分解為氫氣和炭黑。在生產(chǎn)的過程中，先通入空氣和燃料氣在爐內(nèi)燃燒并加熱格子磚，然后停止通空氣和燃料氣，用格子磚蓄存的熱量裂解通入的原料氣，生成氫氣和炭黑。將炭黑與氣相分離后，氣體經(jīng)提純即可得到純氫。用等離子體使烴類分解生成炭黑和氫氣的方法早在幾十年前就被提出來了。等離子體法制氫的優(yōu)點(diǎn)首先是成本低。其次是原料利用效率高。除原料帶入的雜質(zhì)外，過程中沒有二氧化碳的生成，其它非烴雜質(zhì)也很少。幾乎所有的烴類，從天然氣到重質(zhì)油都可作為其制氫的原料。四是與該工藝配套的裝置生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?。把二氧化碳排入大氣相對(duì)于留在地面上的副產(chǎn)物炭黑而言，本身就是一個(gè)能源浪費(fèi)的過程。烴類制氫副產(chǎn)炭黑工藝伴生的炭黑用途很廣泛，如用于橡膠、塑料、印刷、道路瀝青等。由于氫氣需求量的增加甲烷制氫正在向越來越大型化發(fā)展，然而由于氫氣的儲(chǔ)運(yùn)成本高，小型的現(xiàn)場(chǎng)制氫裝置也得到了發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，主要生產(chǎn)能力分布情況：美國(guó)1000萬噸/年、加拿大520萬噸/年、墨西哥291萬噸/年、南美地區(qū)856萬噸/年(其中特立尼達(dá)453萬噸/年)、西歐1218萬噸/年、中東/、亞太地區(qū)8720萬噸/年。據(jù)預(yù)測(cè)，%/年增速繼續(xù)增長(zhǎng)，2010年將達(dá)到2億噸。但是，近年天然氣價(jià)格的快速上漲，已使美國(guó)、歐洲等地區(qū)關(guān)閉了一批合成氨裝置。我國(guó)由于煤資源相對(duì)較為豐富而天然氣較缺乏，合成氨的發(fā)展重點(diǎn)以煤為原料，但在天然氣相對(duì)豐富的四川、重慶、新疆、寧夏、海南等地區(qū)，天然氣合成氨還是得到了發(fā)展。除十幾套大型合成氨裝置外我國(guó)還有60多套以天然氣為原料的中、小合成氨裝置。 合成甲醇甲醇是極其重要的一種基礎(chǔ)有機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于有機(jī)合成、染料、醫(yī)藥、涂料和國(guó)防等工業(yè)。2005年全球甲醇產(chǎn)能達(dá)4860萬噸，產(chǎn)量3600萬噸，2006年世界甲醇總生產(chǎn)能力為4965萬噸。近年，我國(guó)甲醇生產(chǎn)和消費(fèi)發(fā)展迅速，2006年底我國(guó)甲醇產(chǎn)能已達(dá)1097萬噸，其中30%左右以天然氣為原料生產(chǎn)。在過去的20多年里，甲醇生產(chǎn)能力的地區(qū)分布及生產(chǎn)狀況已發(fā)生了巨大的變化，那些具有豐富天然氣資源的國(guó)家盡管國(guó)內(nèi)需求有限，但還是建設(shè)了世界級(jí)的大型甲醇生產(chǎn)裝置，向美國(guó)、西歐和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家出口大量甲醇，而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家則紛紛關(guān)閉了那些效率不高的甲醇生產(chǎn)裝置。大型化是甲醇生產(chǎn)發(fā)展的另一趨勢(shì)。近年國(guó)外多家公司開發(fā)了生產(chǎn)能力5000～10000t/d的超大型甲醇裝置生產(chǎn)新技術(shù)，可顯著降低投資和甲醇生產(chǎn)成本。目前幾乎所有的甲醇都是經(jīng)由合成氣合成的，甲烷不經(jīng)合成氣而直接合成甲醇的新技術(shù)是當(dāng)前的一個(gè)研究熱門，但目前距工業(yè)應(yīng)用仍有一定距離。天然氣合成油（GTL）最重要的優(yōu)點(diǎn)是不含硫、氮、鎳雜質(zhì)和芳烴等非理想組分，屬于清潔燃料，完全符合現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的嚴(yán)格要求和日益苛刻的環(huán)境法規(guī)。近年GTL技術(shù)經(jīng)過不斷改進(jìn)和完善，投資和生產(chǎn)費(fèi)用逐步降低。據(jù)南非Sasol公司預(yù)測(cè)，到2020年，世界GTL產(chǎn)量可達(dá)9000萬噸/年。計(jì)劃中GTL天然氣合成油設(shè)備的年生產(chǎn)能力為79萬噸。天然氣生產(chǎn)乙炔于1940年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家于20世紀(jì)60、70年代發(fā)展到頂峰。由于石油價(jià)格上漲，乙炔化工在一定程度上又重新受到重視。2003年該廠又新建了一條3萬t/a的天然氣乙炔生產(chǎn)線。我國(guó)目前乙炔生產(chǎn)主要采用電石法，但天然氣法生產(chǎn)乙炔具有清潔污染少、可連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在天然氣豐富且價(jià)格相對(duì)較低的地區(qū)仍有一定發(fā)展前景。等離子體法是目前的一個(gè)研究熱門，近年在研究上也取得了一些進(jìn)展，但距工業(yè)化應(yīng)用仍有距離。氫氰酸有多種工業(yè)生產(chǎn)方法，其中以天然氣和氨為原料在貴金屬催化劑下反應(yīng)的生產(chǎn)方法占主導(dǎo)地位，該法以Andrussow工藝（安氏法）最具代表性，其后Degussa改良開發(fā)出BMA工藝。我國(guó)氫氰酸生產(chǎn)目前以天然氣為原料的比例仍較低，而以丙烯腈副產(chǎn)法和輕油裂解法為主。重慶三峽英利公司目前正在建設(shè)“天然氣—3萬噸氫氰酸——5萬噸甘氨酸”項(xiàng)目，該技術(shù)為清華紫光英利的自主技術(shù)，屬于國(guó)際先進(jìn)的直接Hydantion工藝，即：天然氣—?dú)淝杷?+甲醛)—羥基乙氰(+氨和二氧化碳)—氨基乙氰(脫水)—氨基乙酸(即甘氨酸)。我國(guó)無論氫氰酸的生產(chǎn)技術(shù)和規(guī)模，還是氫氰酸的下游開發(fā)利用都仍有較大的發(fā)展空間，不少氫氰酸的下游產(chǎn)品如蛋氨酸等主要依賴進(jìn)口。二硫化碳是生產(chǎn)粘膠纖維、玻璃紙的溶劑和生產(chǎn)二甲基亞砜、橡膠硫化促進(jìn)劑的原料，我國(guó)是粘膠纖維和二甲基亞砜的生產(chǎn)大國(guó)，對(duì)二硫化碳需求量大。 炭黑天然氣曾經(jīng)大量用于生產(chǎn)炭黑，但由于天然氣價(jià)格的上漲使天然氣制炭黑在大部分地區(qū)已失去競(jìng)爭(zhēng)能力。由于油價(jià)上漲，在一些天然氣外輸利用比較困難、價(jià)格比較低廉的天然氣產(chǎn)地，利用天然氣生產(chǎn)炭黑仍然是有利可圖的。目前國(guó)內(nèi)天然氣炭黑年生產(chǎn)能力仍有數(shù)萬噸。 合成烯烴甲烷合成乙烯、丙烯等烯烴有