焦爐煤氣制天然氣技術及投資應用

胡益之，蘇祥云

（山西省焦化行業協會 ， 山西 太原 030021）

焦爐煤氣制天然氣技術及投資應用

胡益之，蘇祥云

（山西省焦化行業協會 ， 山西 太原 030021）

山西省委省政府在2010年推出氣化山西、“四氣合一”發展規劃。而焦爐煤氣作為“四氣合一”規劃中一個重要部分；如何將其轉換成天然氣并廣泛利用備受關注。

我國天然氣資源利用現狀

天然氣作為國際社會認同的一種清潔能源和化工原料；具有綠色環保、經濟實惠、安全可靠、改善生活等特點。大力發展天然氣；符合世界能源發展的趨勢。

就目前而言；我國存在天然氣利用率低的現狀。相關資料顯示；我國的能源消費結構中；煤炭占67；；石油占20；；天然氣只占3.4；；遠低于23.5；的世界平均水平。低比重率的天然氣消費結構；為我國發展天然氣提供了足夠廣大的擴展空間。同時；國家對天然氣的發展給予了充分的支持。預計“十二五”期間；我國將提高天然氣在一次能源消費中所占的比重；即由目前的3.4；提高到8%以上；；同時加快天然氣配套基礎設施方面建設。相關專家也表示；配合充足的天然氣氣源供應和有競爭力的市場定價來實現目標；通過進口大通道、開發非常規天然氣、加快建成覆蓋全國的油氣骨干管網等方式來增加天然氣供應和加快天然氣價格改革步伐；是推進未來幾年天然氣市場發展的重要途徑。

“十五”以來；山西省煤層氣勘探開發利用規模不斷擴大；煤層氣產業快速發展；天然氣利用勢頭強勁；焦爐煤氣綜合利用水平不斷提高。目前；山西已經初步形成國家天然氣主干管網、省級主干管網和省級支線管網三級輸氣管網；系統。未來；山西天然氣管網規劃將形成“五橫三縱”格局。[“五橫”；已建成的陜京一線、陜京二線、西氣東輸管道；和正在建設榆濟線和陜京三線。“三縱”；具體指的是大運高速公路鋪設中線；大同—朔州—忻州—太原—臨汾—運城；；貫穿河東煤層氣田的西線；鄉寧—柳林—臨縣—保德；；貫穿沁水煤層氣田的東線；陽泉—和順—長治—晉城；。]省委省政府更是利用山西潔凈氣體能源富集優勢；提出“四氣”；；煤層氣、天然氣、煤制天然氣、焦爐煤氣制天然氣；產業一體化發展規劃。

焦爐煤氣資源利用現狀

焦爐煤氣；簡稱焦爐氣；作為煉焦工業的副產品；是用幾種煙煤配制成的煉焦用煤；指的是在煉焦爐中經過高溫干餾后；產出焦炭和焦油產品的同時所產生的一種可燃性氣體。焦爐氣作為混合物；其產率和組成因煉焦用煤質量和焦化過程條件不同而有所差別；一般每噸干煤可產出焦爐氣300；m3；350；m3（標準狀態；。這些焦爐煤氣中的一半用于加熱焦爐；另外約200 m3必須使用專門的裝置進行回收；否則只能直接排入大氣；或者燃燒排放；俗稱“點天燈”；。焦爐煤氣主要用于城市燃氣、工業燃氣、發電用氣、化工原料、鋼廠用氣等。

國家統計局數據顯示；2010年全國規模以上焦化企業共生產焦炭3.88億t，達到全球焦炭總產量的61.6；。據粗略估算；全國白白排放掉的焦爐煤氣 就 達100多 ×108 m3； 若 以0.2元/m3；我國民用天然氣價格已超過2元/m3；的價格計；這些焦爐煤氣價值達幾十億元。目前；焦爐煤氣綜合利用中存在的主要問題有；

1.；認識缺陷。部分企業受利益導向的偏差；只注重直接經濟效益；不重視生產過程中其他資源和副產品的綜合利用；采用高耗能低產出的落后工藝流程和技術設備；浪費資源、污染環境的同時更不利于自身的長遠發展。

2.；投入不足。目前在一些企業內存在對節能項目的資金技術支持不夠的現象。以山西為例；占山西全省焦炭生產主導地位的中、小型焦化企業對苯回收、化產回收、焦爐煤氣的回收利用存在著差距。

3.；機制不完善。焦爐煤氣資源的綜合利用；離不開政府在有關方面給予的政策規范與導向。例如政府出臺的焦炭行業排污收費標準政策；對企業進行焦爐氣回收有積極的促進作用。

焦爐煤氣制合成天然氣技術進展

中國天然氣需求存在著巨大缺口；這加大了我國對煤層氣和煤制天然氣的開發利用力度；也加速了焦爐煤氣制合成天然氣工藝技術的開發研究。

國內眾多科研院所近幾年紛紛開展焦爐煤氣制天然氣工藝技術的研究和甲烷化催化劑的研究。西南化工研究設計院規模最大的焦爐氣制合成天然氣項目總投資3.83億元；建設投資僅為同等規模煤制天然氣的50%；項目建成后可年產天然氣2×108；m3；直接輸入山西國新能源的天然氣管網；實現焦爐煤氣零排放；年減排CO2；；33.8萬t、 SO2；；1；210t、粉塵總量16萬t；并且3；a；就可收回全部投資。

2011年5月30日；山西樓東俊安煤氣化有限公司焦爐氣制天然氣項目正式啟動；投資4個億；4×108；m3焦爐煤氣轉換成1.7×108；m3的天然氣。

2011年2月9日；由太原理工大學煤化工研究所聯合山西同世達煤化工集團和大連普瑞特化工科技有限公司等企業開發的焦爐煤氣低溫甲烷化制合成天然氣工業示范裝置成功投運。

2011年3月16日；山西安泰集團發布公告；決定暫緩建設年產20萬t焦爐煤氣制甲醇及10萬t二甲醚工程項目；擬將其變更投入到4.5×108m3/a焦爐氣制2×108 m3/a液化天然氣工程；項目投資4.8億元；建設周期22個月。該企業董事長李安明說；“從技術和工藝上來講；規模化利用焦爐煤氣生產天然氣的技術已經成熟；大范圍內推廣應用已經沒有問題。因此；我們果斷地暫停了原來準備上的焦爐煤氣制甲醇建設項目；將資金轉投到焦爐煤氣制天然氣項目。”

無論是哪種工藝路線；無論制成哪種天然氣；焦爐煤氣的深加工技術都被山西的焦化企業密切關注。據悉；通過參加各種類型洽談會；山西焦化自2006年開始對焦爐氣制天然氣進行研發；取得不少技術成果。其中2010年5月11日；由該設計院開發的焦爐煤氣甲烷化制合成天然氣技術成果填補了國內焦爐煤氣甲烷化制合成天然氣的空白。新奧能源公司焦爐煤氣制天然氣的核心技術包括甲烷合成催化劑、新型甲烷合成反應器、甲烷合成新工藝成套技術應運而生。中科院理化所焦爐煤氣制液化天然氣的研究技術成果被太公天成所運用。而山西省內的太原理工大學、山西大學也開展相關催化劑和焦爐氣制合成天然氣的研究工作；這些科研成果；正加速推動著我國發展焦爐煤氣制天然氣的步伐。

山西焦爐氣制天然氣技術的應用

山西省進行焦爐氣制天然氣研究的同時；更注重將技術應用于實踐。2010年10月25日；由國電集團控股的山西國華燃氣產業集團有限公司焦爐煤氣甲烷化合成天然氣項目在沁縣簽約；首開省內焦爐煤氣制天然氣先河。山西國華燃氣產業集團總工高強表示；根據西南化工研究設計院的設計；一個年產100萬t的焦化裝置附產的焦爐煤氣甲烷化制合成天然氣；可年產10；304萬 m3壓縮天然氣；還可附產5.8萬t；蒸汽；年產值可達1.75億元、利潤3；812萬元。

2010年12月7日；山西省國新能源集團與山西樓東俊安煤氣化有限公司簽署焦爐氣制合成天然氣合作協議。這一國內企業已簽訂焦爐煤氣制天然氣的投資、技術、貿易合同協議達20個以上；涉及多種工藝路線；多個項目正在推進。

焦爐煤氣生產天然氣投資和成本估算

焦爐煤氣生成天然氣；以百萬噸焦化廠；年生產焦爐煤氣2.0億 m3為例；通過回收煉焦企業管式爐或煙道氣CO2；通過除塵；提濃補充CO2；年可生產天然氣1.0億 m3。或者甲醇池放氣置換焦爐煤氣；亦可以達到年產1.0億 m3天然氣。其投資約2.0億元。

若生產LNG；液化天然氣；；投資較生產SNG；天然氣；增加約45%；生產CNG(壓縮氣)比生產SNG投資增加約10%。

焦爐煤氣生產天然氣比同樣利用2.0億 m3焦爐煤氣生產甲醇投資少30%左右。

焦爐煤氣生產天然氣；SNG）；以焦爐煤氣0.3元/；m3考慮；天然氣完全成本1.25元/；m3～1.3元/；m3之間；生產天然氣；；SNG；焦化企業有利可圖；如將SNG進而生產LNG或CNG；企業利潤豐厚。

相關鏈接

焦爐煤氣利用途徑

1利用焦爐煤氣生產甲醇

2利用焦爐煤氣發電

現如今主要包括蒸汽輪機發電、燃氣輪機發電、內燃機發電三種形式。

3利用焦爐煤氣生產直接還原鐵

直接還原鐵又叫海綿鐵；是一種不用高爐冶煉而得到的金屬鐵；其用途有；電爐煉鋼、轉爐煉鋼、高爐煉鐵、生產鐵合金、水處理除氧、粉末冶金用鐵粉等。目前全世界直接還原鐵生產能力達8；000萬t；主要是氣基法其典型工藝是豎爐法。國內本鋼鋼研所；1995年用焦爐煤氣直接還原鐵；得到金屬化率達84%～87%的直接還原鐵。寶鋼在魯南化肥廠用德士古水煤氣在5t/d的裝置上得到金屬化率90%～95%的DRI。東北大學、北京科技大學、北京鋼鐵研究院等大專院校、科研機構以及鋼鐵企業太鋼、本鋼、寶鋼、韶鋼等都進行過氣基直接還原鐵的研究。；；；

4焦爐煤氣與氣化煤氣重整技術生產液體燃料

謝克昌院士承擔的“973”項目；是“雙氣化”多聯產項目的一個方面。隨后；即2008年11月7日；由山西省發展改革委員會主持的太原理工大學氣化煤氣與熱解煤氣共制合成氣多聯產應用的基礎研究項目設計方案審查會上；“973”；中試項目進行了論證。

5費-托合成工藝在焦爐煤氣綜合開發中的應用

這是僅南非金巢國際集團引進的擁有獨立知識產權的一項全新化工技術。該技術的主要原理是以焦爐煤氣、高爐煤氣、電石氣、煤層氣等為原料；經過配比、裂解、深度凈化后；合成生產清潔燃料油、高級石蠟及其他化工產品。具有生產工藝先進、產品配比靈活、環保節能三個特點。

編輯:肖

1672-5050；2011；10-0019-03