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发表于 2007-10-3 07:52:05
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来自: 中国山东青岛
文摘:中国石油商务网2001.10.04 % s- I. \3 X j# W
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天然气合成油--新世纪天然气工业的亮点 : Z4 N6 @8 Q8 i
过去10年世界天然气探明储量增长了30%以上,截至2001年1月1日已达到149.38万亿立方米。但是,天然气储量增长大部分处于偏远地区,由于经济和技术的原因不易采用管道输送。
6 H( c3 {4 P) B% w 今日能源工业面临的挑战是:寻求一种生产对环境更为有利、经济合算、可运输的燃料的有效方法。将天然气转化成甲醇是天然气利用的传统方法,但世界甲醇市场有限(约2300万吨/年),加上美国汽油禁用MTBE(甲基叔丁基醚)的趋势,使其生产原料---甲醇的供应前景不明。采用LNG(液化天然气)方案,通常对远离LNG市场的地区吸引力不是很大,因为LNG项目的初期投资和运输费用都相对较高。! C8 T3 U, i; j' I
天然气合成油(GTL)技术最早是在第二次世界大战期间研究出来的,过去一直因为太昂贵而无力与其他传统的天然气加工方法竞争。但是,过去几年间,在全世界环境要求日益严格的形势下,随着近年原油和天然气价格上涨,情况改变了。GTL工艺已经得到大量的关注,通过费-托法工艺将天然气转化成合成油的柴油燃料含硫量低于1ppm,芳烃含量低于1%,远远低于欧盟柴油含硫量2008年减少到30ppm以及美国柴油含硫量2006年减少到15ppm的目标。GTL所采用的费-托法的技术进步已使天然气合成油可与18~20美元/桶原油的价格相竞争。1 |- o* ^* F- [. j% w
尽管GTL技术已经有70多年的历史,但是直到最近一大批新宣布的合作计划、建造世界级GTL厂以及其他GTL活动,使许多人相信GTL时代即将来到。GTL技术已从试验阶段发展到了商业应用阶段,并且正以其技术和经济上的优势受到人们的青睐,大量的GTL产品在不久的将来会涌入市场。
- X# k: @4 _6 V1 F/ B 一、生产技术取得进步
: y1 K6 ?5 i$ ], _ 天然气制合成油工艺是将天然气先经蒸汽转化、部分氧化或自热转化生产合成气(H2+CO),然后在铁基或钴基催化剂作用下,经费-托法合成生产出液体烃类。该合成原油再经加氢异构化或加氢裂化就可生产汽油、煤油、柴油和润滑油等产品。
3 y. \' T3 C3 g 埃克森公司开发的AGC-21工艺采用部分氧化和蒸汽转化产生合成气,然后经费-托法合成采用淤浆床反应器和钴基催化剂,可生产30%的汽油、70%的喷气燃料和柴油。该公司已与卡塔尔石油总公司签约,将利用卡塔尔北部气田2800万立方米/日天然气生产450万吨/年汽油、柴油和催化裂化原料油。
$ e! X2 m0 n {; Z# T5 H& p 壳牌公司开发了SMDS(壳牌中间馏分油合成)工艺,1993年已采用该工艺在马来西亚建成世界上第一套工业化天然气合成油装置,生产56万吨/年汽油、煤油和柴油。( R7 l& Y- G% B1 W+ {4 y
南非萨索尔公司(Sasol)开发了Synthol流化费-托合成反应器,1999年利用莫塞尔湾浅海天然气建成世界上第二套天然气合成油装置,生产135万吨/年汽油、柴油、煤油和轻重甲醇等产品。
, d! }3 [% [. w/ i 合成石油公司开发了小规模经济性GTL装置。埃克森、萨索尔和壳牌公司的装置经济规模为450万吨/年,而合成石油公司装置的经济规模可低达9万吨/年,从而使世界上适用天然气合成油的气田规模可占气田总数的95%。该公司计划在澳大利亚建设的大型天然气合成油装置将于2002年建成。
- p% T. m) [9 c BP阿莫科公司开发了紧凑式蒸汽转化器生产合成气技术,可使转化器热能利用效率由60%~65%提高到90%,同时可节省投资40%~50%。该公司将在美国阿拉斯加完成验证试验,将4000立方米/日天然气转化成1.35万吨/年合成柴油。/ A7 w% _" K5 J8 [
二、生产能力不断扩大* }: v$ J6 D, ^0 h) f0 M- @
在未来15年内,预计GTL工厂的生产能力将增加到4500万~6750万吨/年。如果油价维持在较高水平,建设GTL工厂就具有更大的吸引力。
% a! a" g p2 ^, b% q 美国《油气杂志》几十年来一直按照炼制、石油化工、天然气加工、硫和管道五个类别报导新的和进行之中的下游建设项目。而最近增加了第六个类别--天然气合成油,以便反映现在对该行业具有工业可行性的烃类转化技术的发展变化。+ c6 i$ _! ?. d+ F4 m! C( C
另外,还有一些GTL生产厂也在酝酿和计划之中:
0 ^5 T1 s0 A) o# s! t4 w1 c Z 1、在美国阿拉斯加,研究发现,利用一个50000桶/日的GTL厂能够延长普鲁德霍湾的开采期,并且能赢利。: T: T# i) g1 B! R/ u: A/ q! s( ~
2、在埃及,壳牌石油公司、埃及石油公司与埃及石油部已签约,将利用壳牌SMDS工艺建设一个75000桶/日(338万吨/年)的GTL工厂,计划将于2005年投产。
' V, P+ c: ?; l( d5 x 3、伊朗国家石油化工公司和伊朗国家石油公司正考虑建设一个70000桶/日(315万吨/年)的GTL生产厂,以便利用南Pars气田的天然气,拟于2005年投产。& j* F; O# ]0 }, t6 r$ v7 n
4、美国怀俄明州的Rentech公司将从怀俄明州商会获得80万美圆,用以评估两个可能实施的GTL项目。第一个项目涉及对一个现有甲醇厂翻新改造,使之每日生产天然气合成油2500桶。第二个项目涉及位于同一个地方的一个10000桶/日的GTL厂。9 I5 x# w( V4 O8 _! k
5、印度尼西亚国家石油公司正在就计划建设的GTL生产厂事宜与Rentech和壳牌国际天然气有限公司谈判。拟将1698万立方米/日天然气转化成315万吨/年合成石油燃料。! E0 @2 `' z6 t+ ^2 S# {7 F0 d
6、委内瑞拉石油公司将建设68万吨/年GTL工厂,计划2004年投产,同时还进行了中长期打算,拟建设其他的GTL装置,以生产更多的特种产品,如石蜡、润滑油等。
+ g5 @3 M k! \( Y 7、Rentech公司为南非建设45万吨/年GTL装置进行了可行性研究。' @+ A7 ~5 k7 D- z% k
8、壳牌考虑在马来西亚的Sabah建设第三个GTL工厂。除了去年夏天宣布对伊朗和印度尼西亚进行研究以外,去年10月该公司又宣布了对特立尼达和多巴哥和印度尼西亚GTL机遇的研究计划。壳牌去年宣布其计划时说,根据每个厂花费15亿美圆的估算结果,不计上游成本,其SMDS扩张计划将需要投资大60亿美圆。
% u& B* c0 f+ [! E1 I0 V6 n: o9 C 9、壳牌提议将阿根廷作为建设一个应用其壳牌中间馏分合成(SMDS)工艺的新厂的目标。鉴于对计划在阿根廷建的工厂提议的厂址偏远,该厂的花费可能高于每个工厂花15亿美圆的标准;花20亿美圆的可能性更大。: ~6 e% C8 n) b
10、壳牌石油公司为特立尼达和多巴哥建设338万吨/年GTL工厂进行了可行性研究,拟于2005~2006年投产,从而可使该国中间馏分油出口增加一倍。8 K: I% e+ a0 ~# M* r% ~# L
11、Sasol-雪佛龙这个1999年成立的合资公司3月底时说它正考虑花10亿美圆在澳大利亚建设一个合成燃料厂,其产品的目标是柴油市场。该公司在澳大利亚的投资是今后10年计划用于扩充其在全世界的GTL生产能力的50亿美圆投资的一部分。计划在澳大利亚建的这个厂日产量将为3万桶左右,其中22700桶是GTL柴油,其余的是GTL石脑油和液化石油气(LPG)。该厂的生产能力最终将提高到20万桶/日以上,使它比任何经营中的或计划建的GTL厂都大得多。该厂在20年间将需要大约5943亿立方米天然气。鉴于澳大利亚西部海上Carnarvon和Browse盆地,以及Timor海Bonaparte盆地的天然气储量估算值大约为3.4万亿立方米,找到供应该厂天然气不成问题。
0 r% E# x3 i8 r. Q6 t2 L 三、技术成本逐步降低
; O! z6 w9 k p% p m7 Z 福斯特?惠勒能源公司采用0.50美元/百万英热单位的天然气价格来确定GTL装置的经济性。GTL费用分析表明,原料费用为4.50美元/桶,操作费用大体等于原料费用,为4.40美元/桶,投资费用为原料费用的二倍,为9美元/桶,则总的生产费用为18美元/桶。% u: ]1 k0 R5 y( u9 y2 g7 k4 v' V3 S
在GTL投资费用中,合成气生产占30%,费-托合成占15%,产品精制占10%,其他过程单元占10%,公用工程占15%,辅助设施占20%。
G; \* u# ?1 A/ l! s 近年GTL技术热效率已由1997年45%~50%提高到2000年60%~66%,改造费用已由1997年的25000~30000美元/桶?日减少到2000年的17000~22000美元/桶?日,项目建设期已由1997年的36~42个月减少到2000年的30~33个月。
( S( |+ i& g1 J+ X+ b1 \ 四、作为基础油的市场前景广阔
- J# o& K. V9 v4 V, B3 d 专家认为了解GTL产品未来的竞争点是评估其市场潜力的关键。一种观点认为GTL产品将成为一种高价值的特殊产品,而另一种观点认为将有大量的GTL产品成为传统的烃类产品的替代物。按照第一种观点,GTL产品只会对目前的高性能产品如聚α烯烃(PAO)和美国API标准的III和 II+类基础油构成竞争。一旦商业化,GTL产品将获得很高的利润并很快被市场所接受。而如果在I和 II类基础油市场出售GTL基础料难以体现其价值。考虑到PAO市场价格在4~6美元/加仑,而中性油的价格在1.39美元/加仑,很容易理解GTL基础料与目前的I和 II类基础油相比有明显的竞争优势。此外生产GTL基础料的成本比PAO低得多,PAO的市场价格不会降得更低。因此GTL将以比PAO更低的价格抢占其在润滑油领域的市场份额。
) N# _! d. u' n& X% o$ l 另一方面认为GTL将可能与所有现有的润滑油基础油构成竞争,甚至包括液压油和循环油。因为世界级GTL厂的投产将使大量的优质产品涌向基础油市场。在目前的天然气储量基础上,到2015年足以供应10~20个GTL厂。这些GTL厂的能力从小规模的5万桶/日到世界级的20万桶/日。假定其中只有一半的GTL到2015年投产,润滑油基础油的产率在20%到30%,15年内GTL基础料的理论最大值是20~30万桶/日。 |
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