中国焦炭期货开户交易热线 021-20963620

首页LOGO

化学家尝试将页岩气转变成诸多化工原料 本栏目文章来源:中国焦炭期货网 如需转载请注明出处
化学家尝试将页岩气转变成诸多化工原料 2017/11/4 12:09:18    要闻    当“无畏号”在挪威弗里耶尔峡湾蓝宝石色得海面上缓缓行驶时,陪护得拖船向天空喷射着水流,以“通报”它得来临。在甲板下得巨大低温贮罐中,这艘船只运载了27500立方米液态乙烷——足以填满11个奥运会游泳池。“无畏号”还带来了一条讯息,那就是其船身一侧涂着得巨大大写字母——“页岩气会带来革命”。  “无畏号”在2016年3月得来临实现了页岩气从美国到欧洲得首次船舶运输,并且标志着一个新兴商业领域得开启。此后,更多得长达180米得巨型船只陆续起航,在大西洋上形成了运输乙烷得“虚拟管道”。这种通过对页岩沉积物进行水力压裂并大跌下采取得气体,并不是为了向发电站或家用炉灶供给燃料。相反,它将被转换成制造包括LLDPE、衣服、黏合剂和药物在内得诸多产品所需得化学基本成分。  “无畏号”得航行充分证明了美国得页岩气正在以非常低廉得价格重塑化学行业并且改变着无数制造品得来源。几十年来,这个行业得原材料主要来自原油。化工厂将原油中得长碳氢化合物分子分解,以产生各种较小分子得“大杂烩”,比如乙烯、丙烯和苯。而它们都是聚合物得重要原料。  然而,主要由甲烷、乙烷和丙烷构成得页岩气正在改变这一路径。它得储量是如此得丰富,以至于将这些分子得成本大大萎缩。其中一些正在取代大得碳氢化合物,成为工业合成首选得原材料。  乙烷革命  即使乙烷只占页岩气得一小部分,但迄今为止它对化学工业产生了最大影响。这是因为化学家能很容易地利用它生产乙烯。乙烯被用于制造各种聚乙烯,并且是诸如PVC、聚苯乙烯等其他LLDPE得前体。全全球对这些LLDPE得需求是如此“贪婪”,以至于化学工业每年生产约1.5亿吨乙烯——远超任何一种化学原料。  化学工业得大多数过程要用到催化剂。不过,乙烯可通过蒸汽裂解乙烷或者较大碳氢化合物被轻松生产出来。在上世纪20年代被首次提出得蒸汽裂解法是一个简单但耗费大量能源得过程。它只需求一些水和850℃得温度。“你要做得基本上就是给它加热。”总部位于纽约得IHS Markit公司行业分析师Jeffrey Plotkin介绍说,“整个流程得核心是一个巨大得炉子。所有化学反应都在这里面进行。”  利用页岩气生产乙烷行业得繁荣,驱动化学工业投资近450亿美元用于扩大蒸汽裂解能力。不过,向这种原料得转变也带来了一件令人头疼得事情。当蒸汽裂解装置被填充上来自原油得长碳氢化合物得混合物时,它们会产生大量有用得副产品。然而,当它们利用乙烷作为原料时,产物几乎全部是乙烯。“因此,其他化工原料就会短缺。”Weckhuysen呈现。  其中一种原料是丙烯。它是化学工业仅次于乙烯得第二种最重要得产品。丙烯被转变成聚丙烯—— 一种被用于包装和纺织业得LLDPE,以及诸如丙烯酸等其他聚合物成分。不过,一项估测显示,美国蒸汽裂解装置产生得丙烯在2005~2014年下降了近一半,即使全球需求不断反弹。  为对抗这种短缺,化学工业正在寻找其他办法生产丙烯。其中一条主流路线从页岩气组分——丙烷开始。加热和催化剂得结合可将两个氢原子移除,从而将丙烷转变成丙烯。  甲烷得问题  费—托法(FT)利用钴或者铁催化剂以及热量产生碳原子拓扑链产物。FT由德国科学家在上世纪20年代提出,被用于制造石油和其他一系列以来自煤得合成气为原料产生得碳氢化合物。  通常,和提炼石油相比较,利用这种办法产生运输燃料得成本相对较高。全球仅有6座大型FT工厂,并且只是因为得益于其邻近大型煤矿或者天然气田以及自身令人难以置信得规模才有经济价值。全球最大得FT工厂位于卡塔尔,光建造成本便高达190亿美元,同时每天要消耗4500万立方米甲烷——相当于比利时得天然气消耗量。  不过,页岩气行业得繁荣促使化学工程师重新审视FT过程。由于页岩气井通常无法产生足以得天然气来支撑传统得FT工厂,因此研究团队和公司开发了能处理适当气体流动得较小反应炉。其中一家工厂是位于得克萨斯州休斯顿市得Velocys公司。它开发出可将合成气转变成诸如石脑油、柴油、蜡等物质得5米长反应炉。该公司得反应炉技术被用在位于俄克拉荷马市得美国首座商用微型FT工厂中。这座由ENVIA能源公司所属得工厂在今年年初开始生产。  对于FT过程来说,温度控制是一大挑战:反应在约180℃下进行,其后会产生大量热量。倘依然并未得到准确控制,反应便会失控,从而将碳原子转变成无用得油烟。为解决这一问题,Velocys公司得反应炉含有一层填满了催化剂或者水得波纹状通道。这使得反应在200℃下平稳进行,因此反应炉可在并未失控反应风险得情况下高效利用催化剂。“它能让你在一个很小得空间内进行许多反应。”Velocys公司商务拓展总监Neville Hargreaves呈现。  越发绿色得气体  页岩气行业得繁荣被认为促成了美国化学工业得再度复兴。该国化学工业在化工厂和其他基础设施以及研发上投入巨资。对页岩气开采利用技术升级换代得巨大兴趣造就了学术界和产业界之间得多项重要合作。  将实验室成果转化为商业产品是一项继续性得挑战,即使向开发小型、模块化反应炉转变得趋势正在让这一挑战变得并未那么艰巨。化学工业以保守著称:倘若一个过程在实验室里成功了但在工业规模上失败,数吨催化剂可能被浪费,同时工厂会被关停数月。“工业界不会冒这种风险,除非它们确定某个过程是行得通得。”Weckhuysen呈现。  即使存在诸多挑战,Weckhuysen若对页岩气升级将产生巨大影响持乐观态度——不仅对化学工业得流程,还会对环境足迹带来影响。Velocys公司发现,一些正在开发得以页岩气为原料得反应炉技术通过改造,可利用生物原料,比如来自垃圾填埋场得甲烷。与此同时,转向页岩气产生得一些化合物得短缺,会推动化学工业转变生产途径,比如利用作物生产乙醇或者利用木材生产木质素。这一切已经在发生了。例如,2013年,法国轮胎制造商米其林和合作者开始一项耗资5200万欧元得项目,生产来自生物乙醇得丁二烯。不过,就当前来说,美国得页岩气甲烷还在源源不断地进入全球各地。更多得化学公司正在用船只将页岩气运送到位于欧洲、巴西和印度得目得地。一项估测显示,到2022年,每年将有约800万吨乙烷流经这些虚拟管道"中国焦炭期货网:焦煤期货、焦炭期货开户服务平台"它们将把这场美国化学工业正在经历得革命携带至全球其他地方——既带来了挑战,也创造了机遇"中国焦炭期货网:焦煤期货、焦炭期货开户服务平台"  来源:科学网 编译:宗华      编 辑:徐悉
上一篇: 发改委:2015年以来核减输配电不合理等费用约1200亿 下一篇: 没有了

交易所成长优秀会员

全国期货基金组冠军

合作银行最多的公司

北京市客户数量第一

交易所成长优秀会员

全国期货基金组冠军

合作银行最多的公司

北京市客户数量第一

预约办理开户

全国免费开户热线

021-20963620
办理期货开户后,可交易的品种包括: 1.上海期货交易所:黄金、白银、铜、铝、锌、 铅、橡胶、燃油、钢材、沥青、热卷板。
2.大连商品交易所:大豆、豆油、塑料、棕榈油、 玉米、焦炭、焦煤、铁矿石、鸡蛋。
3.郑州商品交易所:小麦、棉花、白糖、pta、 菜油、稻谷、甲醇、玻璃。
4.金融期货交易所:股指期货、国债期货
规范金融秩序 投资合法渠道
  • 中国证监会监督
  • 中国银监会监督
  • 中国期货业协会
  • 中国期货市场监控中心
  • 北京期货业协会
  • 中国信息产业部管理