伊犁新天年產20億立方米煤制天然氣示范項目分析

曹峰（伊犁新天煤化工有限責任公司，新疆 伊寧 835000）

1 項目概況

新天煤化工年產20億立方米煤制氣天然氣示范項目位于新疆伊寧市，是目前世界最大煤制天然氣項目。項目生產主工藝為原料煤篩分后進入煤氣化單元生產粗煤氣，粗煤氣經變換、冷卻后送入低溫甲醇洗單元脫除氣體中的有害組分，凈化后煤氣進入甲烷化裝置進行甲烷化合成，合成后煤制天然氣經干燥壓縮后輸送至伊寧首站。煤氣化裝置選擇碎煤加壓氣化技術，凈化裝置選用德國林德公司低溫甲醇洗專利技術，甲烷合成裝置選用戴維公司專利技術，硫回收選擇克勞斯+氨法脫硫整體組合工藝，酚回收選擇青島科技大學專利技術；污水處理經多步處理后實現中水回用，對濃鹽水進行多效蒸發、結晶，實現污水近零排放。

2 項目示范任務落實及調整情況

項目可研階段，國家煤炭深加工示范項目規劃尚未編制，2013年《國家發改委辦公廳關于同意新疆伊犁煤制天然氣示范項目開展前期工作的復函》（發改辦能源[2013]665號）要求伊犁新天煤化工有限責任公司20億m3煤制天然氣項目承擔固定床碎煤加壓氣化廢水處理和關鍵裝備自主化兩項示范任務。2017年《國家發展改革委關于伊犁新天煤化工有限責任公司年產20 億標準立方米煤制天然氣示范項目核準的批復》要求項目承擔固定床碎煤加壓氣化廢水高效處理、甲烷化催化劑工業化應用、重大裝備自主化等示范任務。任務下達后，新天公司將示范任務與項目設計工作無縫銜接，與科研機構和大專院校聯合攻關，申報了科技部“863”課題—煤制清潔燃氣及其廢水控制關鍵技術及示范子課題—固定床氣化廢水處理及利用關鍵技術與示范，目前，固定床碎煤加壓氣化廢水高效處理示范任務已經完成；對于裝備自主化示范任務，公司聯合設計單位、設備制造廠家共同探討重大裝備自主化、大型化的技術，本項目將一次性建成的煤制天然氣項目規模由13.5 億提高到20 億m3，低溫甲醇洗、甲烷化等非標設備外徑達到4.9 米，從內地加工制作后運輸到新疆伊犁項目所在地，主要設備如粉煤鍋爐、汽輪機、發電機、氣化爐、變換爐、凈化、甲烷化大型非標設備全部國產，裝備國產化率達到96.28%，達到國家能源局要求不低于80%的水平，完成重大裝備自主化的示范任務要求。

甲烷化催化劑工業化應用由于先期采用進口催化劑，目前還沒有更換催化劑，示范任務尚未完成，計劃在2020年甲烷化催化劑更換過程中實施，完成示范任務難度不大。

3 項目生產運行現狀及問題處理

新天煤制氣項目化工A系列于2017年3月6日開始氣化爐投料點火調試，3月19日產出合格天然氣，3月29日合格天然氣接入西氣東輸伊寧首站，B系列于同年6月1日開始投料試車，6月4日產出合格天然氣，創造了國內目前煤制氣行業投料試車產出合格天然氣用時最短記錄。全年化工A 系列累計運行120.5 天，化工B 系列累計運行62.7 天，最終天然氣年產量3.53億m3。雖然試車準備充分，還是暴露了很多問題，一是環評新增環保設施未建成投產，影響生產；二是鍋爐產氣量遠遠低于設計量，制約系統負荷提升；三是煤質、煤量低于設計指標，低負荷運行劣勢不明顯，高負荷運行會成為制約點；四是設備可靠性與原材料適應性遭遇挑戰，魯奇爐夾套水冷壁的原材質耐腐蝕性不夠，出現多臺氣化爐夾套泄露問題。

2018年針對試車出現的問題逐條梳理解決，對鍋爐進行了改造，氣化爐夾套材質，并對蓄熱氧化裝置等環保項目進行了優化。全年花費了大量時間用于解決試車中出現的問題，下半年又遭遇買斷方限制供氣、供煤系統檢修等硬性制約，全年化工A 系列累計運行159.8 天，化工B 系列累計運行164 天，全年產氣量8.04億方。2018年也屬于系統的優化調試期，過程中也暴露了一些問題：一是供煤量偏低，達不到高負荷運行需求；二是供煤粉化嚴重，出現塊狀煤供應不足，粉煤過剩的情況，現場存煤場地、卸煤口有待進一步優化；三是面臨輸氣方限產的問題。

2019 年生產系統進入穩定運行期，天然氣產量16.37 億立方米。11月中旬項目全系統進行了性能考核，經考核生產系統可滿足滿負荷運行。截至到12 月31 日化工A 系列累計運行281天，化工B系列累計運行278天。2019年系統運行中的問題及影響產量的問題有：一是買斷方在淡季限產天然氣；二是滿負荷下原料塊煤供應困難；三是高負荷下廢水處理和回用難度大，濃鹽水結晶成為瓶頸；四是設備可靠性有待進一步加強，突出表現在，甲烷化循環壓縮、氣化機、鍋爐回轉式空預器、凈化循環壓縮機等關鍵性大型設備的運行穩定性不足，備件加工周期太長，部分關鍵車間換熱器換熱面積略低于高負荷生產要求，出現中間環節粗煤氣超溫現象。

4 項目評價分析

項目優勢：（1）、近年來，中國天然氣消費快速增長。2018年天然氣表觀消費量達2803億立方米，對外依存度快速攀升至45.3%，隨著“煤改氣”政策的深入推進，天然氣的消費量仍將持續高速增長；煤制天然氣是天然氣保供的有益補充，對保障天然氣供應有積極的意義。（2）、伊犁煤炭資源和水資源豐富，有西氣東輸管道優勢，在伊犁發展煤制天然氣有較強的優勢。20億煤制天然氣項目配置了煤炭資源，浙江省能源集團控股運行浙江省天然氣管網，是本項目獨有的優勢。（3）煤制天然氣工藝基本成熟，本項目設計、建設和運行取得了豐富的經驗，培養了管理人才和技術人才，基本完成了示范任務，安全環保技術逐步成熟，取得了很好的示范效果。

存在問題：（1）煤制天然氣項目建設周期長，投資巨大，需要加強項目建設管理、縮短工程工期，加強投資控制，降低工程費用，加強運行管理，實現安全、高負荷生產，才能有經濟效益。（2）目前本項目經濟效益較差，主要因素一是受天然氣價格大幅度下調影響；三是項目運行前期，運行整體負荷較低，單位成本中固定成本較高，單位天然氣財務費用占單位成本0.5 元左右，折舊占0.6元左右；四是主要副產品煤焦油按照危險廢物管理，給項目經濟效益帶來了一定的影響。

5 示范相關意見和建議

（1）本項目為煤炭深加工項目做了良好的示范，煤制天然氣工藝技術成熟，污染物治理措施不斷完善，可以滿足高標準環保要求。為建議“十四五”期間，在煤炭資源豐富、水資源充足、環境容量允許的地區布局煤制天然氣項目，進一步開展煤制天然氣示范工作。

（2）煤制天然氣示范任務集中在一下幾個方面，一是煤炭氣化工藝采用組合氣化，解決大規模采煤之后的塊煤和粉煤平衡的問題；二是廢水高效處理和廢水回用，解決廢水近零排放的問題；三是濃鹽水分鹽結晶和結晶鹽綜合利用，解決結晶鹽的去向問題；四是探討固體廢物和危險廢物綜合處理技術，減少外排的固體廢物和危險廢物的產生量。

（3）改善現有煤制天然氣項目的經營狀況。建議對煤制天然氣等非常規天然氣給予一定的價格扶持。

（4）環保問題。煤焦油被要求按照危險廢物管理，目前全國有高溫焦油和中低溫煤焦油2600萬噸左右，約占石油消費量的5%，是石油供應的有益補充，是影響煤制天然氣行業健康發展的障礙之一。建議給予煤制氣企業生產的煤焦油危險廢物全過程豁免。