二、国民经济的发展需要液化气

液化气船运输的货品众多，用途广泛，影响着人们生活中衣食住行等各个方面。

1）碳一类碳氢化合物甲烷、甲醇、甲醚

天然气的主要成分是甲烷，除国内自产的天然气外，每年还需进口大量的天然气作为燃料，根据中国石油集团经济技术研究院发布的《2018年国内外油气行业发展报告》显示，2018年世界天然气的总消耗量为3.9万亿立方米，增速为5.3%，是过去五年平均水平2.3%的2.3倍。从表1-2所示的2018年份区域与主要国家天然气消费中可以看出，2018年天然气消费排名前三位的国家仍然是美国、俄罗斯和中国，其中美国天然气消费增长率达到11.0%；我国天然气消费量为2 766亿立方米，增长率高达16.6%。根据2018年英国石油公司《世界能源统计年鉴》显示，我国以394亿立方米管道气和526亿立方米LNG的进口量跃居第一大天然气进口国。

2020年我国天然气进口量首次突破亿吨，为1.019 2亿吨，环比增加 4.54%，较2019年天然气进口量增幅下降3.41%。我国天然气市场仍处在快速发展阶段，天然气进口量持续增长。2020年我国LNG进口量为6 739.45万吨，环比增长11.12%，管道气进口量为3 453.11万吨，环比下降6.28%。LNG进口量保持稳定的增长，主要得益于2020年1—10月LNG现货价格低廉，国内进口商积极采购。管道气进口量环比缩减，主要由于第二、三季度国内消化能力偏弱，并且LNG销售价格低廉，对管道气市场冲击明显，导致进口量下降。

2020年我国天然气总供应量为2.39亿吨，LNG进口量占比28%，环比增加1%。管道气进口量占比15%，环比下降2%。国产天然气为1.37亿吨，环比增长10.48%，占国内天然气总供应量的57%，环比增加1%。

2020年我国进口的LNG来自24个国家，排名前三的依然是澳大利亚、卡塔尔和马来西亚，分别为2 905.31万吨、817万吨、611.22万吨。2020年我国从俄罗斯和美国进口的LNG数量增长相对明显，2020年从俄罗斯进口LNG 508.43万吨，而2019年仅为169.81万吨。2020年从美国进口LNG 320.44万吨，而2019年仅为27.6万吨。

我国天然气市场稳步发展，进口天然气是保证我国天然气供应稳定的重要组成部分。2021年国内LNG接收站的接收能力有望提高至9 240万吨，增幅9.47%，接收能力的提高是保证LNG进口量增加的重要前提。随着我国天然气在产销储运等环节能力的提升，以及政策导向更加合理，我国LNG进口量增幅趋于稳定，预计2021年LNG进口量增幅维持在10%左右，约为7 400万吨。2021年国内天然气进口总量预计达到1.11亿吨。

甲烷是LNG的主要成分，它是清洁优质燃料，也是石油化工工业的重要原料。燃用LNG，可以使排气中的二氧化碳成分下降约20%，氮氧化物和硫氧化物排放量大幅度减少，几乎没有颗粒物质。由于温室气体的排放量降低，减缓了地球变暖的速度，使大气变得更清洁。甲烷除作为燃料外，在石化工业中用途也非常广泛，通过转化成合成气体，制造甲醇、化肥和其他化工产品。

甲醇，又称羟基甲烷，是一种有机化合物，是结构最为简单的饱和一元醇。在常温下甲醇是无色透明而易挥发且有刺激性气味、易燃的有毒性气体，广泛用于有机合成、染料、医学、农药、涂料、汽车和国防中。

甲醚，又称二甲醚，它是甲醇工业重要的下游产品，是一种易燃气体，与空气混合能形成爆炸性混合物，接触热、火星、火焰或氧化剂易燃易爆。良好的可压缩、冷凝、气化特性，使其在燃料、制药、农药等化工工业中有许多特殊的用途。它除了可作为氟利昂的理想替代品外，也可用作船舶和汽车的新一代环保燃料。

2）碳二类碳氢化合物乙烯、乙烷等

乙烯是碳二类产业链中的重要中间化工产品，是合成纤维、合成橡胶、合成塑料（聚乙烯及聚氯乙烯）、合成乙醇（酒精）的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸药等，还可用作水果和蔬菜的催熟剂，是一种经证实的植物激素。我国乙烯的下游产品以聚乙烯为主，同时也被用来生产其他用途广泛的化工产品及中间体，如聚氯乙烯和乙二醇等。

乙烯是世界上产量最大的石化工业产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的75%以上，在国民经济中占有极其重要的地位。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。乙烯是有机化工最重要的基本原料，被称为“化工之母”。在有机合成方面，乙烯是用于合成乙醇、环氧乙烷、乙二醇等多种重要化工产品的基本有机合成原料；在合成材料方面，乙烯大量用于生产聚乙烯、氯乙烯及聚氯乙烯等，在合成树脂与合成橡胶领域也均有重要的应用，如图1-7所示。

按上游原材料划分，乙烯生产工艺可以分为气头（NGL产品）、油头（石脑油）和煤头（煤炭或甲醇）三大类，而国内乙烯产能则主要以油头为主，煤头为辅，气头产能暂未大规模应用。

聚乙烯是无臭、无毒的气体，耐低温性好，化学成分稳定，能耐大多数酸碱腐蚀，电绝缘性能优良，是合成树脂中产量最大的产品，广泛应用于生产、生活的各个方面。除工业生产中的管材、注射成型制品、电线包敷层、工程塑料等外，日常生活中使用的塑料扫帚、垃圾袋、食品袋、保鲜膜、浴花、整理箱、一次性鞋套都可以用聚乙烯材料制成。聚醋酸乙烯在生产生活中也随处可见，凉鞋、手机等电子产品的外壳，甚至汽车的零部件等都由它加工而成。

乙烷、乙炔、乙醚等可用作为燃料，也可作为化工原料，用途也非常广泛。

乙烷是另一类碳二系列碳氢化合物。美国的页岩气革命催生了丰富的乙烷供给。页岩气中含有甲烷和乙烷。通常，天然气内的乙烷含量占5%左右，很少超过10%，但美国的页岩气中乙烷的含量超过10%，部分产区，如巴肯产区达25%。

乙烷在工业上的用途除作为制冷剂外，主要用途是通过裂解制造乙烯。当乙烷与蒸汽混合被加热到900摄氏度或以上时，乙烷相当大的一部分裂解为乙烯，约占80%，显著高于其他生产工艺，其余为少量的燃料气和氢气，在裂解过程中也不会释放硫化物和氮氧化物。

在科学研究中，液态乙烷在电子显微技术中，可用于使含水量高的化验样本透明化，薄的样本水层在快速沉浸到-150摄氏度或更低的液态乙烷中时迅速冻结，不会形成晶体。这样迅速冻结的样本不会像冰结晶时会破坏液态水样本中的软组织物质的结构。

3）碳三类碳氢化合物丙烷、丙烯等

丙烷在大气压力和常温下为无色、无臭、且易燃的气体，它溶于乙醚、乙醇，微溶于水，是LPG的主要成分。作为燃料，内部装有丙烷的燃气罐，在城市管网使用天然气以前，在日常生活中几乎是到处可见的。

丙烯在常温、常压下是无色、无臭、稍带甜味的气体。液体密度是 0.513 9吨/ 立方米，气体密度是1.905千克/立方米，沸点-47.4摄氏度，在大气压下，815摄氏度时全部分解。丙烯易燃，燃烧时会产生明亮的火焰，在空气中的爆炸极限为2%～11%；不溶于水，溶于有机溶剂，是一种低毒类物质。

丙烯是三大合成材料的基本原料之一，其用量最大的是生产聚丙烯。另外，丙烯可制备丙烯腈、环氧丙烷、异丙醇、苯酚、丙酮、丁醇、辛醇、丙烯酸及其脂类、丙二醇、环氧氯丙烷和合成甘油等。

聚丙烯和环氧乙烷/丙烷是制作医用口罩的主要原材料。医用口罩一般采用多层结构：里、外层均为单层纺黏层，中间为单层或者多层熔喷层，熔喷层的最佳材料就是高熔脂纤维的聚丙烯材料制成的熔喷布，它是一种超细静电纤维布，能够有效利用静电作用吸附病毒、粉尘、飞沫。其实这三层均为无纺布，原材料均为聚丙烯，但制作工艺各异。其中，里、外两层的纺黏层纤维直径较粗，约为20微米；中间层的熔喷纤维直径只有2微米。环氧乙烷/丙烷用于生产过程中对口罩进行消毒。2019年底后，受新冠肺炎疫情影响，全球口罩需求旺盛，制作口罩用的原材料聚丙烯和环氧乙烷/丙烷也出现了供不应求的局面。

丙烯还是一种重要的基础化工原料，丙烯经深加工可以得到一系列化工产品。丙烯经过不同的化学反应，经过一级或者多级转化后可以制备得到多种合成树脂及塑料、合成橡胶、合成纤维等我们熟知的材料和产品。

人们熟悉并常见的如塑料杯、塑料凉鞋、灯头及开关、电话机外壳、塑料水壶、塑料雨衣、塑料网袋及薄膜都是以丙烯为原料的合成树脂及塑料制成的；用塑料制成的各种板材、管材和棒材，可替代钢材、有色金属和木材，在工农业生产和国防工业方面也有极广泛的应用。百货公司橱窗中展示的腈纶、锦纶、丙纶的织物，还有各式各样的的确良衬衫、尼龙纱巾等产品也是由以丙烯为原料的合成纤维制成的。

汽车工业上用的轮胎，医学卫生领域用的合成橡胶，都是以丙烯为原料制成的；以丙烯和乙烯为原料制成的乙烯、丙烯橡胶具有卓越的耐臭氧及耐寒性能、优异的弹性和绝缘性能，广泛应用于汽车工业、电缆、建筑、工业制品等行业。军用飞机上的座舱盖及挡风玻璃，俗称“有机玻璃”，是由以丙烯为原料的丙烯酸类塑料制成的。丙烯还可广泛应用于合成有机溶剂、医学品、化妆品、调味品、洗涤剂等行业，如图1-8所示。

碳三系列的碳氢化合物还有丙炔。虽然其含量稀少，但也有其特殊用途，除可制造化工溶剂丙酮外，也可深加工成日常生活用品。

4）碳四系列碳氢化合物丁烷丁烯等

碳四系列碳氢化合物成员较多，主要有正丁烷、异丁烷、丁二烯、异丁烯、1-丁烯和2-丁烯等。它们的结构如图1-9所示，中间多键连接的表示碳原子，外围端部单键连接的表示氢原子，烷类碳碳原子之间为单键，烯类碳碳原子之间为双键。按不同的排列组合，得到六种不同化合物。

碳四系列物质主要来自炼油厂炼油过程中产生的大量混合气体，将其导入一个特殊装置，通过蒸汽加热可以得到如下产物：2%的正丁烷，1%的异丁烷，48%的丁二烯，22%的异丁烯，14%的1-丁烯，11%的2-丁烯等。随着炼油厂炼油能力的大幅提高，碳四系列物质产量也迅速提高，对碳四系列碳氢化合物的利用，美国、日本和西欧的利用率已达70%。碳四烃主要用途如图1-10所示。

在日常生活中，制作衣服、帽子、手提袋的合成纤维，时尚的各种颜色衣服的颜料，存放清洗剂的塑料桶都是碳四化合物与其他化工原料合成而来的。丁烷是家用LPG燃料的常见组成部分，它还可以作为空调器的制冷剂，聚乙烯聚合和发泡剂等；以异丁烯为原料可以制造汽油的添加剂，使汽油在汽车的气缸中充分燃烧，减少对大气的污染；以异丁烯为原料可以制作各种车用的轮胎。在工业计算机行业，以异丁烯为原料可以制作计算机和电视机的液晶屏幕，飞机汽车用的透明玻璃和罩盖，制作各种光学仪器、光导纤维、光盘和光学透镜。以丁二烯为原料与其他碳氢化合物聚合可制作工程塑料、合成橡胶，用来制作各种军民用材料和产品。这些产品极大地丰富了人们的生活。

5）氨

氨是LPG船运载的一种重要货品，它是无色、有刺激性臭味的碱性气体。它易溶于水、甲醇和乙醇，几乎不溶于油。氨的主要用途是制造农用的化肥，也可制造化工行业的硝酸，军事上的炸药，以及民用工业的塑料、清洗剂、染料等。但氨也有一定的危害性，吸入高浓度氨气，可引起强烈咳嗽，如不能迅速排出会演变成严重肺炎、肺水肿，甚至死亡。与高浓度氨气接触，可引起暂时性眼盲，与无水氨直接接触，会使皮肤和眼睛灼伤。

氨是一种应用广泛的催化还原剂，可以将内燃机排放尾气中的氮氧化物催化还原成空气中普遍存在的氮气等，并且在燃烧过程中没有碳排放，是一种极为理想的脱碳燃料，所以近年来也出现了将氨作为船舶动力燃料的动向。

6）其他LPG

其他LPG也有诸多用途，如异戊二烯，它是碳五类碳氢化合物的主要物质，可以合成高分子化合物、激素、维生素E及香料等。

综上所述，可以看出人们日常生活中所接触的物品很多都是石油化工工业的产品，其中也有用LNG和LPG生产和制造的。在经济全球化的大趋势下，随着我国国民经济的迅速发展，全球对液化气的需求量日益增加，我国目前石油气及天然气的产量跟不上需求量的增长，迫切需要从国外进口LPG和LNG，以满足民众和工业对液化气的需求，因此需要建造LNG船和LPG船；同时为发展我国的对外贸易，也需要为其他国家建造LNG船和LPG船，帮助其发展经济。所以，世界对LNG和LPG的需求离不开液化气船，发展液化气船上升到了大国发展战略的层面。