高含二氧化碳天然气化工综合利用
二氧化碳的捕集、封存及综合利用
二氧化碳的捕集、封存与综合利用前言近年来，温室效应加剧问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。
因此，引起温室效应和全球气候变化的二氧化碳的减排技术成为各国关注的焦点，如何从源头减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳的含量成为挑战人类智慧的难题。
中国作为一个发展中国家，主要以煤炭的消费为主，主要的CO2排放源为燃煤的发电厂。
从总量上看，目前我国的二氧化碳排放量已位居世界第二，预计到2025年，我国的CO2总排放量很可能超过美国，位居世界第一。
因此，我国急需对所排放的二氧化碳进行捕获研究，以缓解我国的空气污染压力。
目前CO2的应用领域得到了广泛开拓，除了众所周知的碳酸饮料、消防灭火外，工业、农业、国防、医疗等部门都在使用CO2。
科学研究己经证明，CO2具有较高的民用和工业价值:以CO2为原料可合成基本化工原料；以CO2为溶剂进行超临界萃取；还可应用于食物工程、激光技术、核工业等尖端高科技领域；近年来开发出的新用途如棚菜气肥、保鲜、生产可降解塑料等也展现出良好发展前景。
[1]1.CO2捕集系统CO2捕获技术发展的方向是降低技术的投资费用和运行能耗。
依据捕获系统的技术基础和适用性，通常将火电厂CO2的捕集系统分为以下4种：燃烧后脱碳、燃烧前脱碳、富氧燃烧技术以及化学链燃烧技术。
1.1 燃烧后脱碳燃烧后脱碳是指采用适当的方法在燃烧设备后，如电厂的锅炉或者燃气轮机，从排放的烟气中脱除CO2的过程。
在燃烧后捕集技术中，由于烟气中CO2分压通常小于0. 15个大气压，因此需要与CO2结合力较强的化学吸收剂分离捕集CO2，用于CO2捕集的化学吸收剂主要是能与CO2反应生成水溶性复合物的有机醇胺类。
目前在CO2捕集方面研究和采用较多是醇胺法(MEA法)。
[2]燃烧后捕集技术是一种成熟的技术，这种技术的主要优点是适用范围广，系统原理简单，对现有电站继承性好。
但捕集系统因烟气体积流量大、CO2的分压小，脱碳的捕集成本较高。
天然气制氢装置增设CO2回收工艺分析
天然气制氢装置增设CO2回收工艺分析发布时间：2022-10-18T06:37:05.333Z 来源：《科学与技术》2022年第6月第11期作者：王豫龙[导读] 在当前天然气制氢装置运行过程中，二氧化碳的回收利用成为提高经济效益的重要组成部分。
王豫龙中石油云南石化有限公司云南安宁 650309摘要：在当前天然气制氢装置运行过程中，二氧化碳的回收利用成为提高经济效益的重要组成部分。
在本次研究中本文先介绍了几种常见的CO2回收工艺，再结合某企业的实践经验，针对该企业天然气制氢装置中的CO2回收工艺内容展开深入讨论。
关键词：天然气制氢装置；CO2回收工艺；提纯液化前言：目前因为二氧化碳造成的温室效应已经得到社会各界的广泛关注，二氧化碳的捕集、处理与转化也成为学术界研究的重点内容。
在天然气制氢装置运行期间，所产生的中变气中二氧化碳的含量约为15%，若不能有效处理可能会加剧环境污染，因此需要寻找一套有效的二氧化碳回收工艺，这也是本文研究的目的。
1.几种常见的CO2回收工艺1.1物理溶剂吸收法该方法主要通过某些特定溶剂对二氧化碳与烃类溶解度差别较大而达到快速脱除CO2的目的。
从技术应用现状来看，物理溶剂吸收法通常在较低的温度环境下进行，常用于酸性组分分压高的脱碳。
但是该方法也存在明显不足，就是CO2在水中溶解度偏低，并且整个回收过程对水资源的需求量偏大，所采集的CO2回收率偏低，无法保证经济效益，这也决定了物理溶剂吸收法无法大规模推广。
1.2化学溶剂吸收法化学溶剂吸收法则是利用某些碱性溶液可以与天然气中的CO2组分发生化学反应的特性完成CO2回收。
从反应过程来看，当吸收了酸性组分的溶液在再生时可以将酸性组分分离出来，保证了资源的利用效率。
目前化学溶剂吸收法较为常见的材料包括碳酸钾以及乙醇胺等，尤其是在低浓度CO2废气中可以取得满意效果[1]。
而该方法也存在成本偏高、操作复杂的问题。
1.3变压吸附法变压吸附法在实际上是通过吸附剂的平衡吸附量特性完成CO2回收的，其中随着组分分压上涨，其吸附量提升，可以完成减压或者加压吸附等功能，最终达到快速脱碳的效果。
富含二氧化碳的天然气分离及其利用
中工业应用 中化学吸收法 约 占 ７ ％ ， 型气体膜 分离技术 在天 ０ 新 然气 净 化 处 理 中也 逐 渐 得 到推 广 。
２０ ０ ６年 ， 由中科 院大连化学 物理研究 所曹 义鸣等 开发完成 了年 处理量 为 １６ ３ ０万标 准立方米低 品位天然 气 中 Ｃ ：膜法分 离技 Ｏ 术 ， 技术采用重力 分离 与高效 气液 分离 、 该 多段三级 预过 滤、 多 段膜串并联等组合工 艺流 程 ， 在海南 试车成 功 。这是 目前 国 并 内第一套工业 化膜 分离 Ｃ ：装置 ， Ｏ 也是 目前世 界上 同类装 置 中 处理 Ｃ 含量最高的天然气膜法处理装置 。 Ｏ
吸收法等 ， 并分析了天然气 资源 的深加工利用及其产品开发前景 。 ．
关键词 ： 二氧化碳； 天然气净化； 膜分离法 ； 变压吸附法； 物理吸收法； 化学吸收法
Ｓ ｐ ｒ ｔｏ ｆ Ｃａ ｂ ｎ Ｄｉｘ ｄ ｒ ｍ ｔ ａ ｓａ ｄ Ｕｔｌｚ ｔｏ ｅ ａ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｏ ｏ ｉ ｅ ｆ ｏ Ｎａ ｕｒ ｌＧａ ｎ ｉ ａ ｉ ｎ ｉ
二氧化碳的综合利用现状及发展趋势
二氧化碳的综合利用现状及发展趋势郑学栋【期刊名称】《《上海化工》》【年(卷),期】2011(036)003【总页数】5页(P29-33)【关键词】二氧化碳; 综合利用; 消费结构【作者】郑学栋【作者单位】上海市化工科学技术情报研究所上海 200030【正文语种】中文【中图分类】TQ127.1+2目前从全球平均气温升高、大范围冰雪融化、海平面上升的观测中可明显看出气候正在变暖，温室气体的减排问题已成为世界各国关注的焦点。
2007 年，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布了第四次评估报告，认为气候变化非常可能是由于人类活动所排放的温室气体引起的，这也得到了世界上各国政府和专家的广泛认同。
2009年12 月《联合国气候变化框架公约》第15次缔约方会议暨《京都议定书》第5次缔约方会议在丹麦首都哥本哈根的落幕，将全球温升控制在2℃以内的目标作为全球共识写入《哥本哈根协定》中，至此，全球应对气候变化的任务上升到了前所未有的高度，关于如何快速推广应对气候变化新技术的讨论也趋于白热化。
中国政府承诺“到2020年，在2005年的水平上实现单位GDP二氧化碳（CO2）排放下降40%～45%”的减排目标，并将其作为约束性指标纳入国民经济和社会发展的长期规划。
2008 年全球CO2年排放为2.94×1010t，其中中国的年排放量已经达到6.55×109t，为全球排放的22.3%，位居世界第一。
进入2010年，我国低碳经济发展迎来了前所未有的新局面，国家针对各行业的低碳建设风起云涌。
同时由于快速的工业化和城市化进程，决定了中国碳排放绝对量在较长的一段时间内还将持续增长。
中国在政府承诺的低碳情景下，整体碳排放需要在2035年达到峰值随后快速下降，而在基线情景下，中国整体排放将在2045年达到峰值，这对中国来说也是一个相当大的挑战。
依靠传统的可再生能源和节能技术，在短时间内是解决不了全球大幅减排CO2这个难题的，所以CO2捕集和封存（CCS）技术越来越受到世界各国的重视，但是估计整个CCS系统（包括捕集、运输和封存）需要投入30～60美元/吨CO2，且尚有附加20%～30%能耗投入，这对于我国以及其他国家都是难以承受的，另外的一个思路是部分利用CO2，即CO2的直接利用（Carbon capture use and storage，CCUS），这样不仅能减少碳排放，还能获得一定的经济效益，所以近几年来关于CO2的综合利用也被全球特别关注，世界各国已开展了许多CO2综合利用、变废为宝的研究，并取得了很大的进展。
二氧化碳综合利用技术汇总
6.二氧化碳合成乙烯
日本京都大学利用两 个串联的反应器，将CO2高速合成乙烯。反应器 1中装有二氧化碳合成甲醇的催化剂，由铜，锌，铬和铝的氧化物组 成，以陶瓷纤维作载体，成型加工能让原料气流高速流过的结构。反 应器2中装有将甲醇合成乙烯的SAPO-34催化剂（由二氧化硅，氧化 铝，磷和酶组成）。将二氧化碳气体送入上述两个相串联的反应器， C2/C4烯烃烯烃生成率为90%，烯烃产品中乙烯含量为44%。其选择 率至少为以天然气或煤为原料的方法的4倍，后者的乙烯选择率约为 10%。
二氧化碳综合利用技术
1.二氧化碳和甲烷重整 2.利用焦炭或兰炭将二氧化碳还原利用 3.二氧化碳加氢制备甲醇 4.二氧化碳用于气化炉载气 5.以二氧化碳为原料生成碳酸二甲酯 6.二氧化碳合成乙烯 7.以二氧化碳为原料生产无机化工产品
1.二氧化碳和甲烷重整
CO2+CH4→2CO+2H2 甲烷来源：天然气，沼气，瓦斯，油田气，可燃冰等。可以利用陕北富裕的 天然气将二氧化碳转为合成气。 国内研究及应用现状： ①陕西师范大学化学化工学院教授刘忠文：最大挑战是积炭严重，催化剂易失 活。他们借助络合剂调控镍颗粒尺寸、分布及其与二氧化硅之间的相互作用， 加入储氧性能较好的Ce-ZrO2助剂，达到了调变积炭和消除积炭之间的平衡， 获得了高活性、高稳定性高效镍基CDR催化剂，终使甲烷与二氧化碳重整制 合成气这一技术设想变为现实。 ②由中国石油大学（华东）化学化工学院完成的甲烷CO2重整反应制合成气技 术中试试验项目，日前通过山东省科技厅组织的专家鉴定。这项天然气化工 应用的关键技术具有创新性，整体技术达到国际先进水平。 ③潞安集团高硫煤清洁利用油化电热一体化示范项目，总投资239亿元。生产柴 油、石脑油、LPG、费托蜡、溶剂油等四十余种产品，世界第一条甲烷与二氧 化碳重整技术工业化生产线。目前建设阶段。
高含二氧化碳天然气脱碳技术
二氧化碳的影响及综合利用讲解
二氧化碳的影响及综合利用引言:近十多年来，在涉及地球环境保护的诸多问题中，最令人关注的当属大气环境逐渐变暖，即所谓的温室效应。
近年来所发生的许多危害，都或多或少被打上了温室效应的烙印，如：严酷的天气类型，变化的生态系统，物种灭绝及生物多样性的丧失，饮用水的减少，海平面上升造成的陆地减少和平均气温上升等。
尽管产生全球气候变化的原因是多方面的，但大量研究表明，产生温室效应的主要原因与温室气体（CHG）的大量排放有直接关系。
当前所谓的温室气体主要有6种，除二氧化碳外，还包括甲烷，氧化氮，氢氟烃，全氟碳和六氟化硫。
这些气体能大量吸收地球表面辐射的热量，从而使地表温度升高而产生温室效应。
而现在摆在人们面前的不仅仅是如何减少二氧化碳的排放量，更应该去思考如何利用这部分温室气体进行工业生产，来为世界创造更多的价值。
一、概述:碳循环是碳通过大气圈，生物圈，土壤圈，岩石圈和水圈的变化和传递的总过程。
碳在生物圈的存在形式主要为有机碳；碳在水圈中的存在形式为溶解的有机碳，溶解的无机碳，沉淀的有机碳，沉淀的无机碳和有机碳；碳在岩石圈中的存在形式为有机碳（包括化石燃料）和碳酸盐；碳在土壤圈的存在形式为有机碳；碳在大气圈中的主要存在形式为二氧化碳和甲烷气体。
现在大气中的二氧化碳的浓度为0。
000370%。
而近年来，人类每年排入大气的二氧化碳为280*10^8t，是植被和土壤呼吸及海表交换排入大气的CO2平均自然流通量（总量约为5500*10^8t）的5%。
大气中CO2总量的变化由排放和吸收量之间的净平均差额决定，而不是各流量本身。
有数据表明：在过去的42万年中，二氧化碳的含量在过去的250年增长了31%，其中最近几十年更是以指数形式在增长。
而化石燃料的使用对CO2排放的贡献占人类活动总排量的70%~90%。
Rising carbon dioxide concentrations in air in the past decades二、温室效应：目前，公认的二氧化碳所引起的温室效应对人类生活环境的几大影响主要包括：一是极端气象和气候现象频繁发生；二是冰川融化，海平面上升；三是对动植物种群数目和分布产生影响；四是全球气候变暖导致越来越严重的缺水问题；五是全球全球变暖带来的种种后果将使人类健康问题越来越突出。
天然气及其化工利用
项目 发电
1985年
用量
/亿立方 米
比例 /%
3740
23
1990年
用量
比例
/亿立方米 /%
4250
22
1995年
用量
比例
/亿立方米 /%
4590
21
2000年
用量
比例
/亿立方米 /%
4810
20
民用燃气 4100
25
4590
24
5040
23
5470
23
工业燃料 4840
30
5600
296370Fra bibliotek302
天然气资源
未来50年可以勘探的可采天然气资源总量14－ 22万亿方。天然气储量增长在未来30年间可保 持现阶段快速发展的水平。
截止2004年底，全国已探明天然气地质储量 3.36万亿立方米，
通过对鄂尔多斯和四川盆地两大低品位资源集 中分布区的资源经济性评价，在油价25－30美 元/桶（相当于气价1610－1730元/千方）条 件下，两大盆地中低品位资源的经济可采系数 均可达到100%。
什么是天然气、煤层气、沼气？
天然气：从地下天然气矿开出，主要成份为甲 烷CH4，还有二氧化碳CO2和硫化氢H2S等杂 质气体。
煤层气：一般在开采煤矿时出现，又叫煤矿瓦 斯，主要成分也是甲烷CH4，也有二氧化碳 CO2和硫化氢H2S等杂质气体。 是煤矿瓦斯爆炸的罪魁祸首；但若能加以利用 通过净化与精制，与天然气是一样的。
29
SASOL SPD 合成馏分油
1，天然气经蒸汽重整或部分氧化制合成气。 2，用浆态床反应器F-T合成石蜡烃重馏分。 3，通过加氢裂化异构生产高质量汽柴油。 每天用240万立方米气，年产42.5万吨液体燃
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学
工
程
师
２１ 第 ２ ０ ０年 期
Ｃ ｅ ｃｌ Ｅ ｇｎｅ ｈｍｉａ ｎｉｅｒ
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互
文章编号 ：０ ２ １２ （０ ０）４ ０ ３ — ５ １０ — ４ ２ １ ０ — ０ ４ ０ １
经
高含 二 氧化碳 天 然 气化 工综合 利 用
张建 文 ， 慧淑 王
（ 北京化工大学 经济管理学院 。 北京 １ ０ ２ ） ００ ９
ｕ ｅ ｉ ｃｌ ｕ ｏ ｉ ｉ ｈ ｃ ｎｅ ｔ ｆｃ ｒ ｏ ｉｘ ｄ ． ｗ ｖ ｒｔ ｉ ｉｈ ｃ ｒ ｏ ｉｘ ｄ ｋ ｓ ｕ ａ ｋ ｏ ａ ｓ ｄ ｄ ｒ ｔ ｄ ｅ ｔ ｔ ｈ ｇ ｏ ｔｎ ａ ｂ ｎ ｄ ｏ ｉｅ Ｈｏ ｅ ｅ ｈ ｓｈ ｇ ａ ｂ ｎ ｄ ｏ ｉ ｅ ｍａ ｅ ｐ ａ ｌ ｃ ｆｃ 卜 ｅ ｙ ｓ ｏ ｂ ｎ ｏ ｏ ｖ ｎ ｉ ｎ ａｕ ａ ａ ， ｎ ｐ ｒ ｃ ｌｒ ｔ ｓｃ ｎ ｉｔｎ ｉ ｈ ｅ ｕｒ ｍｅ ｔ ｏ ｄ ｉ ｇ ｃ ｒ ｏ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｆｃ ｎ ｅ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｇ ｓ ｉ ａ ｔ ｕ ａ ，ｉ ｉ ｏ ｓｓｅ ｔｗ ｔ ｔ ｅ ｒ ｑ ｉ ｏｌ ｌ ｉ ｈ ｅ ｎ ｓ ｆ ｄｎ ａｂ ｎ ｉ ｒ ｃ ｓ ａ ｈ ｏ ａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｏ ａｕ ａ ａ ｒ ｐ ｌｎ ， Ｏ ｔ ｕ ｌ ｋ ｓ ｆｃ ｒ ｏ ｉｘ ｄ ｎ ｉ ｔ ｐ ｆｎ ｔ ｒ ｌ ａ ｅ ｆ ｒ ｎ ｆ ｍａｉ ｆ ｔ ｒ ｌｇ ｓｔ ｐ ｏ ｙｅ ｅ Ｓ ｆ ｌ ｍａ ｅｕ ｅ ｏ ａ ｂ ｎ ｄ ｏ ｉ ｅａ ｄ ｔ ｓ ｙ ｅ ｏ ａｕ ａ ｓｒ － ｔ ｏ ｏ ｎ ｏ ｏ ｙ ｈ ｇ ｓ ｕ ｃ ｓ ｔｍｍｉ ｇ ｆｏ ｔ ｉ ｖ ｅ ｏ ｎ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｗａ ｆ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｈ ｍｉａｌ ｔ ｉａｉｎ ｏ ｏ ｒｅ ．Ｓ ｅ ｎ ｒ ｍ ｈ ｓ ｉｗｐ ｉ ｔ ｈｓ ｐ ｐ ｒ ａ ａｙ ｅ ｈ ｙ ｏ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｅ ｃ ｅ ｃ ｙ ｕ ｉ ｚ ｔ ｆ ｌ ｌ ｏ ｈ ｇ — ａｂ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｔ ｒ ｌｇ ｓ ｌｎ ｔ ｈ ｒｐ ｓ ｆｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓ ｅ ｕ ｉ ｚ ｔ ｎ ｃ ｅ ｃ ｌ ｆｈ ｇ － ａ ｂ ｎ ｉ ｈ ｃ ｒ ｏ ｏ ｔ ｎ ａｕ ａ ａ ，ａｏ ｇ ｗｉ ｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ａ ｏ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｔ ｉａｉ ｈ ｍｉ ａｌ ｏ ｉｈ ｃ ｒ ｏ ｈ ｌ ｖ ｌ ｏ ｙ
济
摘
要： 高含 ｃ ２ ｏ 天然气是一种非常规天然气资源 ， 因其 Ｃ ： Ｏ 含量高而难 以直接利用。为此 ， 本文针对此
类天然气 中所含 的 Ｃ ： Ｏ 能够弥补一般天然气缺碳 多氢的缺点 ， 尤其符合 由天然气制丙烯 过程 中补碳 的要求 ， 提出充分利用 Ｃ Ｏ 和这类天然气 资源 的途径 。 本文分析 了高含 Ｃ ： Ｏ 天然气化工的利用途径 ， 并对各利用途径 进行技术 经济分析 ， 提出了高含 Ｃ ： Ｏ 天然气化工综合利用的建议 。 关键词 ： 非常规天然气 ； 高碳 天然气 ； 化工综合利用 ； 技术经济分析
中 图 分 类 号 ：Ｅ ４ Ｔ ６２ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｚ ＨＡＮＧ ｉ ｎ ｗ ｎ， ＡＮＧ Ｈｕ — ｈ Ｊａ — ｅ Ｗ ｉ ｓｕ
Ｃｏｍ ｐｒ ｈｅ ｓｖｅ ｕ ｉｉ ｔｏｎ ｃ ｍ ｉ ａ ｌ ｆｈ ｇ ａ ｒ ｏｎ ｎ ｕｒ ｓ ｅ ｎ ｉ ｔｌ ｚａ ｉ ｈｅ ｃ ｌｙ ｏ ｉ ｈ－ｃ ｂ ａｔ ａｌｇａ
ｙ ｉ ｆｔ ｃ ｎｉ ｅ ａ ｄ ｅ ｏ ｏ ｓｓｏ ｅ ｈ ｑｕ ｎ ｃ ｎ ｍｙ
天然气是优质、 高效 、 清洁能源 ， 也是石油化学 工业 宝贵 的原 料 。工 业 国家在二 十世 纪初 就开始 天
然 气 利用 的研 究 ， ３ 、０年代 天然 气 工 业利 用 已 至 ０４ 达 相 当水平 。 目前 ， 天然气 在发 电 、 工业 、 民用燃料 和
（ｃ ｏｌ ｆ ｃｎｍｉｓ ｎ ｎｇｍｅｔＢ ｉｎ ｎｖｒｔ ｆ ｈｍｉａ Ｔ ｃｎｌｇ ， ｅ ｉｇ１０ ２ ， ｈｎ ） Ｓ ｈｏ ｏ ｏ ｃ ｄＭａ ａｅ ｎ ，ｅ ｉｇＵ ｉ ｓｙｏ ｅ ｃ ｅｈ ｏｏｙ Ｂ ｉｎ ０ ０ ９ Ｃ ｉａ ｏＥ ａ ｊ ｅｉ Ｃ ｌ ｊ
Ａｂｓｒ ｃｔ ｔ ａ ：Ｈｉ ｈ—ｃ ｒ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔｎａｕ ａ ａ ｓａ ｋｉｄ ｏ ｃ ｎｖ ｎ ｉｎ ｌｎａｕｒｌ ａ ｗｈｉｈ ｉ ｏ ａ ｙ ｔ ｇ ａｂｏ ｏ ｔ ｎ ｔ ｒ ｌｇ ｓ ｉ ｎ ｆｕｎ ｏ ｅ ｔｏ ａ ｔ ａ ｇ ｓ， ｃ ｓ ｎ ｔｅ ｓ ｏ ｂｅ
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ห้องสมุดไป่ตู้
Ｋｅ ｒ ｓ ｕ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌｎ ｔ ｒ ｌ ａ ； ｉ ｈ ｃ ｒ ｏ ａ ｕ ａ ａ ； ｏ ｒｈ ｎ ｉｅ ｕ ｉ ｚ ｔ ｎ ｃ ｅ ｃ ｌ ； ｎ ｌ ｙ ｗｏ ｄ ： ｎ ｏ ｖ ｎｉ ａ ａｕ ａ ｓ ｈ ｇ — ａ ｂ ｎ ｎ ｔ ｒ ｌ ｓ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓｖ ｔ ｉａｉ ｈ ｍｉａｌ ａ ａ— ｏ ｇ ｇ ｌ ｏ ｙ
化 工原料 等领域 已占相 当的 比重 ， 对促 进社会 进 步 ，
（ 成氨 、 合 甲醇 、 乙炔 及 其下 游产 品 ） 和新 型 利用 （ 一 步法 二 甲醚 、天然气 合 成 油 、天然 气制 低碳 烯 烃 ）
等 。其 中 ， 甲醇 或 二 甲醚制 烯烃 路 线是 以石 油 化 工