什么是GTL技術(shù)？

GTL技術(shù)已經(jīng)有80多年歷史了，是德國(guó)科學(xué)家Fischer 和 Tropsch發(fā)明的。該工藝包括三個(gè)步驟。一是碳?xì)浠衔铮ㄌ烊粴猓┑牟糠盅趸癁闅錃夂鸵谎趸?。該氣體混合物以合成氣而聞名。第二步是合成氣發(fā)生接觸聚合反應(yīng)成為較重的、主要成分為液體石蠟的碳?xì)浠衔?。這就是Fischer －Tropsc反應(yīng)，氣體成為液體的部分。第三步蠟原料的異構(gòu)加氫形成燃料和潤(rùn)滑劑基礎(chǔ)油。該基礎(chǔ)油一般很純，不含硫，具有優(yōu)異的揮發(fā)性能和粘度特性——正是合成潤(rùn)滑劑的優(yōu)勢(shì)所在。

近年，天然氣制合成油（GTL）項(xiàng)目正在升溫，主要驅(qū)動(dòng)力是燃料規(guī)范、環(huán)境保護(hù)，更重要的是投資可行。新發(fā)現(xiàn)的許多天然氣田遠(yuǎn)離用戶(hù)市場(chǎng)，用管道輸送不甚經(jīng)濟(jì)，按照新的環(huán)保法規(guī)，開(kāi)采石油時(shí)同時(shí)抽出的天然氣既不能燒去污染環(huán)境，也不宜回注到油藏。GTL為世界上利用不甚方便的約60%的天然氣氣田提供了新的機(jī)遇。

一、市場(chǎng)分析

據(jù)FACTS公司分析，天然氣制合成油(GTL)前景看好，今后5年內(nèi)將有1350-1800萬(wàn)t/aGTL柴油推向市場(chǎng)。2009-2010年歐盟和美國(guó)將開(kāi)始使用無(wú)硫柴油，亞洲雖會(huì)步其后塵，但時(shí)間會(huì)晚些。從總體上看，2010年前天然氣合成油主要市場(chǎng)在歐美而不在亞洲。日本煉油廠2003年4月將開(kāi)始生產(chǎn)含硫50ppm柴油，以滿(mǎn)足2004年1月的規(guī)范變化。10ppm的柴油規(guī)范可能于2010年前推出。去年年初，日本昭和殼牌石油公司首次從馬來(lái)西亞采用殼牌SMDS技術(shù)的GTL裝置進(jìn)口GTL煤油。亞太地區(qū)煉油能力已從1995年8.75億t/a提高到2001年10.65億t/a，除石腦油和LPG外，其他油品凈進(jìn)口減少。柴油進(jìn)口已由1995年2750萬(wàn)t/a減到1999年850萬(wàn)t/a、2001年450萬(wàn)t/a，預(yù)計(jì)2003年和2005年將分別回升到650萬(wàn)t/a和1050萬(wàn)t/a。

二、商業(yè)化條件

天然氣制合成油（GTL）過(guò)程涉及4個(gè)步驟：（1）天然氣凈化：去除會(huì)毒害下游催化劑的雜質(zhì)；（2）合成氣生產(chǎn):用氧和蒸氣使天然氣轉(zhuǎn)化成CO和H2,可采用部分氧化、蒸氣轉(zhuǎn)化或兩者組合工藝，推薦采用自熱轉(zhuǎn)化；（3）費(fèi)-托合成:將合成氣轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)鏈?zhǔn)灍N、輕烯烴、高分子量蠟和水；（4）液體烴類(lèi)改質(zhì):加工成所需產(chǎn)品，如低硫柴油、石腦油、蠟和潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。最終產(chǎn)品無(wú)硫、無(wú)芳烴，柴油有高的十六烷值，可滿(mǎn)足未來(lái)清潔柴油規(guī)范要求。在GTL過(guò)程中,制氧和天然氣凈化占投資35%，合成氣生產(chǎn)占25%，費(fèi)-托合成占30%，產(chǎn)品改質(zhì)占10%。

現(xiàn)普遍認(rèn)為，GTL的商業(yè)化條件為:油價(jià)14~15美元/桶，天然氣價(jià)格0.50美元/百萬(wàn)英熱單位，工業(yè)化規(guī)模大于315萬(wàn)t/a。因?yàn)榇蠖鄶?shù)GTL項(xiàng)目的目的產(chǎn)品為超低硫柴油，因此在經(jīng)濟(jì)上必須考慮GTL柴油比煉廠柴油所具有的潛在優(yōu)勢(shì)。對(duì)于典型煉廠，采用加氫處理技術(shù)使柴油含硫量從50ppm減小到10~15ppm的費(fèi)用約為0.50~0.75美元/桶。GTL柴油用作調(diào)合原料在近期內(nèi)經(jīng)濟(jì)性不是太好，但從零含硫標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)看，GTL柴油很具有吸引力。

因?yàn)镚TL過(guò)程較復(fù)雜而且設(shè)備密集，需要有能長(zhǎng)期供應(yīng)的廉價(jià)天然氣。中東、俄羅斯、非洲、南美和加勒比海地區(qū)擁有可資利用的天然氣氣田。原油價(jià)格對(duì)建設(shè)GTL項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性影響很大，高的油價(jià)將使GTL重新升溫，利用不便的天然氣也是投資GTL的重要因素。

三、技術(shù)開(kāi)發(fā)

費(fèi)-托法工藝生產(chǎn)GTL技術(shù)至今雖然變化不大，但新催化劑降低了生產(chǎn)成本，拓展了生產(chǎn)合成燃料的靈活性。參與GTL技術(shù)開(kāi)發(fā)的公司有BP、科諾科、?？松梨?、Mossgas、Rentech、薩索爾/雪佛龍、殼牌和合成油公司。在南非，Mossgas公司投產(chǎn)一套天然氣GTL裝置，薩索爾公司擁有幾套以煤為原料的制合成油裝置。殼牌公司在馬來(lái)西亞民都魯投產(chǎn)有54萬(wàn)t/aGTL裝置，到2005年將擴(kuò)建至315萬(wàn)t/a。該公司現(xiàn)正在開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的第二代設(shè)計(jì)，新建裝置規(guī)模目標(biāo)為225萬(wàn)t/a，估算投資為125794~157242美元/m3。反應(yīng)器和催化劑的技術(shù)進(jìn)步將提高GTL裝置的投資效益。BP和克瓦納公司在阿拉斯加投資8600萬(wàn)美元建設(shè)的GTL試驗(yàn)裝置于2002年初開(kāi)工，將使8.4萬(wàn)m3/d天然氣轉(zhuǎn)化成1.35萬(wàn)t/a合成原油。殼牌公司正在建設(shè)4套GTL項(xiàng)目，規(guī)劃中的GTL項(xiàng)目有阿根廷、澳大利亞、埃及、印度尼西亞、伊朗和特立尼達(dá)。埃克森美孚公司正在卡塔爾建設(shè)360t/aGTL裝置。合成油公司在澳大利亞斯威特沃特的GTL項(xiàng)目也在進(jìn)行之中。2001年底，IFP和埃尼公司在埃尼公司薩納桑羅煉油廠的小型GTL中試裝置也已開(kāi)工。