2号蒸汽裂解设备是巴斯夫公司所在地路德维希港最大的一套石油裂解设备，也是化工合成产品生产设备的“心脏”。虽然在化工领域中正在讨论有关替代原材料的问题，但长期以来石油仍将是化工企业中的首选原料

化工领域中有关于石油、煤炭、天然气和生物燃料等未来能源问题的讨论刚刚开始，本文就这些问题的一些重要观点进行了阶段性的小结，以飨读者。

去年秋季因全球性经济危机的影响，暂时熄灭的巴斯夫公司蒸汽裂解设备的火焰再次燃起，这两个高大的“火炬”也是巴斯夫公司和整个德国化工行业的标志。自德国巴斯夫公司成立以来，石油和天然气逐步发展成为石油化工企业价值增值链中的最大的盈利项目，不仅在巴斯夫公司是这样，整个化工领域也是如此。但是随着原油的价格不断上涨，使得石油化工企业在全球性竞争中的产量大幅下滑，例如在燃油和能源领域中的情况就是如此。从中、长期的发展来看必须有新的能源替代方案以便彻底解决企业对石油的依赖性。

南德化工公司的代理总经理Hans-Jürgen Wernicke博士在一次推行其能源材料替代方案的学术报告中指出：“现在正是能源材料更新换代的最佳时机。”

哪些原材料符合未来发展？

200多年来化工企业长盛不衰的原因多种多样，而当前原材料采购成本则占据了这些企业毛利润的30％左右，业内企业也相信，这一百分比不会再降下来了。“化工产品价格的基础（主要指原油的价格）目前定格在每桶40美元的水平上”，Wenicke先生说道。根据他的经验，原油的价格不会再低于这一价位。

而且竞争对手们也没有停下自己的发展步伐。不仅来自亚洲国家的企业赶了上来，欧洲化工企业在印度和海湾国家的竞争力也越来越弱，跨国石油集团公司都希望在产油地就地完成石油基本产品和中间化工产品的生产。另外，石油化学技术在替代能源技术方面提前了70年。一代又一代的化学工艺技术和流程工艺技术研发成功了效率更高的催化塔，工艺技术也在不断地完善改进，使得生产成本更加低廉。

图1 “从中期发展的角度来看，天然气将会取代原油。”
——Michael Röper博士，巴斯夫公司科技和创新技术负责人

但哪一种原材料能够替代石油成为新的原材料呢？到什么时候开始这种能源原材料的转换才最有意义呢？它将会对流程工艺技术提出什么样的要求呢？

可以替代原油的能源种类很多。首先就是在化工生产领域中已经被广泛使用的天然气。在德国，目前以天然气为原料的化工生产企业约占8％，但这一比例增加的趋势非常明显。“从中期发展的角度来看，天然气作为化工企业的原料将会得到长足的发展。”巴斯夫公司负责科技和创新技术的Michael Röper博士说道。与原油相比，天然气资源更为丰富，还可以开采很多年，而且有着更好的CO2排放指标。而在欧洲主张使用煤炭的专家则不多，“在欧洲的CO2排放管理体制下，我们的煤炭化工企业不可能做到经济高效的生产。”Röper先生说道。而在其他国家，温室气体排放的管理相对宽松，因此煤化工技术有很好的发展环境，如中国。煤炭气化和最终的煤炭液化技术是南非化工集团Sasol公司的强项，自该公司1950年成立以来就采用了费托工艺（Fischer-Tropsch），并且也成功地在卡塔尔的流程工艺设备中实现了利用天然气合成液体燃料的工艺技术。

从长期发展的角度来看，可再生能源，例如木质纤维素就是极有发展潜力的替代原料之一。它几乎可以无限地供人类使用，而且在今天的精细化工合成技术中已经占据了10%的份额。虽然已经进行了首次的木材－石油精炼尝试，但还不够成熟，尚不具有竞争力。目前还未解决的问题是，如何利用流程工艺生成的木质素。

图2 “作为化工产品的生产厂，南德化工对替代原材料有着极大的兴趣。”
——Hans-Jürgen Wernicke博士，南德化工代理总经理

替代能源的转换必须考虑经济性

替代能源是一个非常具有实用意义的话题。草率是不能解决问题的，因为化工企业消耗的原油占地球上每年开采原油总量的15％，其中大部分都成为了动力燃料，或者成为家庭采暖的燃料。通常人们的习惯是保持长期以来使用的东西不变。VCI协会能源和环保专家Jörg Rothermel博士也认为，从可靠的有害气体排放处理的角度来讲，从古生物能源到可再生能源的转换不是迫在眉睫的事情。“我们应该考虑何时使用替代能源才是最有利的。”巴斯夫公司的Röper先生说道。这里的“有利”涉及到竞争力、技术上的可行性，还有气候保护方面的问题。何时使用天然气或者生物原材料是一个很难回答的问题。可以说：只有在原油价格和替代能源材料的价格之间有着足够的差距时，使用替代能源才是有利的。然而，在过去的几年中两者之间的价格差却一直在缩小。例如，据赢创公司报道，由乙烯生产出的1t碳的价格为1035欧元，若是由葡萄糖生产出的1t碳则为750欧元。资金方面的刺激作用非常强烈，刺激着碳的价格上涨趋于平衡。另一方面，石油的价格是在不断波动的、有着很大的起伏，这也使它受到了冷遇。这也许是市场竞争的一个缺点，是每一个企业都会遇到的问题：生产成本尽可能的低、销售价格尽可能的高；最终导致不同原材料生产出来的同一产品价格差缩小。

尽管如此，赢创、巴斯夫、拜耳等公司都把替代原材料的问题提到了议事日程之中，因为他们都认识到了保持企业生产灵活性的重要意义。因此，从事精细化工技术的赢创公司逐步把自己8％的原材料转换成了葡萄糖、蔗糖、脂肪、油脂和生物乙醇。巴斯夫公司也在其增长因素中强调了原材料的转换。巴斯夫公司将其产品研发的增长点转移到了原材料的转换之中。并逐步建成了例如生产琥珀酸的厌氧菌发酵生产线。同样，把天然气中的丁烷转换为丙烷的研发工作也取得了很大的进展。路德维希港巴斯夫公司的员工利用丙烷催化技术生产丙烯，并计划把苏打的生产从中脱离出来。这一原材料转换到天然气的实例也告诉人们，在分类细致的化工领域中要想得到理想的原材料还需要流程工艺技术人员做大量的工作。其中的关键在于载体物质中甲烷的含量。而且，合成天然气生产所消耗的能源问题也是流程工艺技术人员亟待解决的问题。

小结

符合未来发展需要的、使流程工业企业能够像利用天然气、煤炭或者生物物质能源和原材料那样的原材料到底是什么样的，是流程工艺技术人员需要努力的、而且是与现有石油化工产品的价值增值链相互结合才能解决的问题。