浅谈天然气利用技术和应用现状

郑瀚翔（西南石油大学,成都　610500）

浅谈天然气利用技术和应用现状

郑瀚翔
（西南石油大学,成都610500）

摘要：随着天然气使用的普及，天然气的利用技术和应用现状开始得到了重视。本文介绍了当前天然气的众多利用技术及其应用现状，以及天然气应用的发展趋势，并对今后的天然气应用提出来展望。

关键词：天然气；利用；应用；现状展望

1　天然气的大量生产与使用

天然气是一种无色气体，它燃烧能够放出大量的热量，其主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另含有少量的乙烷、丙烷和丁烷。有机硫化物和硫化氢是其中常见的杂质，在大多数利用天然气的情况下都要预先脱出。天然气是一种较为安全的气体，它不含CO，比空气轻，发生泄漏时会向上扩散。作为能源，它因为具有绿色环保、经济实惠、供应可靠等特点而受到了大力推广。石油资源在不断地衰竭，而煤资源造成的污染又让人担忧，天然气相比两者就显得更加适用了。预计2030年，我国的天然气需求量将达到5000×108m3，因而我国不仅在大力建设管网，更换天然气配套设施，开展西气东输等项目，此外还在大量进口LNG，从2006年至2013年，我国LNG的进口量分别为68.7万吨、291.3万吨、333.6万吨、553.2万吨、935.6万吨、1221.5万吨、1480万吨、1860万吨，年增长率为77.8%。可见，天然气在未来中国的能源市场中必然会占领着重要的一席之地。

2　天然气的利用技术

天然气可以进行多种多样的运用，目前主要用于发电、燃料电池、汽车燃料、化工、城市燃气和LNG冷能的利用[1]。

2.1天然气发电

目前天然气发电主要有两种方法，一种是多见于大型化工程，既可满足局部电力需求又可并网发电的天然气联合循环发电（NGCC）技术；另外一种是只能适应一栋大型楼宇冷热电联供的热电冷联产（BCHΡ）技术。

2.2燃料电池

天然气燃料电池具有高效环保的特点，其基本原理是将燃料的化学能通过电化学反应装置，通过氢气在电池内的氧化还原反应来产生电能。目前以天然为原料的燃料电池按其采用的电解质有以下四类：磷酸燃料电池ΡAFC；质子交换膜燃料电池ΡEMFC；熔融碳酸盐燃料电池MCFC；固体氧化物燃料电池SOFC。目前前两类技术基本成熟但还需降低成本，后两类还处于试验阶段。

2.3汽车燃料

天然气作为汽车燃料主要有压缩天然气汽车（CNGV），液化天然气汽车（LNGV）和吸附天然气汽车（ANGV），目前主要使用的是压缩天然气汽车，而随着LNG事业的不断发展，LNG汽车目前也在不断研发和推广中，吸附天然气汽车暂且处于试验阶段。

2.4化工使用

天然气化工是以天然气为原料生产化工产品的工业。天然气通过净化分离和裂解、蒸汽转化、氧化、氯化、硫化、硝化、脱氢等反应可制成合成氨、甲醇及其加工产品(甲醛、醋酸等)、乙烯、乙炔、二氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基甲烷等。

2.5城市燃气

天然气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，燃烧热值高，相对煤气等更加安全环保，非常适合用于城市燃气。近几年随着管网的不断完善，天然气开始走进更多人的生活。

2.6LNG冷能的利用

随着LNG进口量的增加，对于LNG冷能的利用也成为了天然气利用技术中很重要的一部分。LNG的冷能直接利用可以用于冷能发电、液化分离空气（液氧、液氮）、冷冻仓库、液化二氧化碳、干冰、空调等；间接利用可以冷冻食品，低温粉碎废弃物处理，冻结保存，低温医疗，食品保存等。在这方面还有很大的利用和研究空间。

3　天然气的应用现状

3.1天然气的生产和使用都变得多样化

对于天然气的生产，我国在大力发展LNG项目和跨国进口天然气项目，众多的LNG接收终端正在建设，与俄罗斯等国也签定了许多长期的供应合同，这为我国天然气的来源提供了稳定保障。同时也在不断研发高科技开采技术开采我国天然气，并且积极探索新的天然气能源，比如页岩气和煤层气。在天然气的使用方面，天然气的使用也跨级化工、燃料、电力等多个方面，利用相当广泛。

3.2天然气普及变得更加广泛但管网建设仍不足

要想让更多人使用上天然气，与天然气相对应的配套设施就也应该相应的普及。其中作为输送天然气的管网就是极为重要的一个方面。我国相比美国等国家虽然国土面积庞大，但是管网的普及程度却远远落后于欧美发达国家，因此大力发展、建设管网，才能使天然气得到普及，才能使天然气的供需达到平衡。

3.3天然气的价格制约着天然气的发展

天然气的生产存在着一定成本问题，进口LNG很多价格较高，却以较低的价格进行售卖，导致很多生产企业处于亏损状态，制约了天然气的发展。合理解决价格问题，提高天然气使用用户数量也是至关重要的。

4　对天然气应用的未来展望

4.1开发新技术，使天然气的应用更加多元化

在接下来的发展中，我国可以在天然气制合成气新工业、制甲醇装置大型化、超临界合成甲醇技术、低成本合成油和气制取[2]等反面继续展开研究。同时对于天然气中的非烃类气体氮气和二氧化碳的开发利用也是值得关注的。

4.2积极展开新型天然气资源的开发利用

资源是不可再生的，随着人类的开发和利用，目前较好开发的天然气资源总会在某一天枯竭，因而对于页岩气、煤层气、可燃冰和甲烷水合物等的研究应尽快展开。同时太阳能、风能等可再生能源的利用应当引起重视。

4.3加强天然气相关研究机构的建立，培养相关人才

天然气应用需要技术的支撑，因而国家应当在这方面投入一定的资金，积极培养高素质的专业人才，才能在未来的发展中拔得头筹。

参考文献：

[1]容正.探索天然气利用技术及其应用现状[J].城市建筑,2014(04).

[2]黄福堂,沈殿成,宗瑞,黄正鹏.国内外天然气利用技术发展概况[J].国外油田工程,2000(12).