焦炉煤气制天然气技术及投资应用

胡益之，苏祥云

（山西省焦化行业协会 ， 山西 太原 030021）

焦炉煤气制天然气技术及投资应用

胡益之，苏祥云

（山西省焦化行业协会 ， 山西 太原 030021）

山西省委省政府在2010年推出气化山西、“四气合一”发展规划。而焦炉煤气作为“四气合一”规划中一个重要部分；如何将其转换成天然气并广泛利用备受关注。

我国天然气资源利用现状

天然气作为国际社会认同的一种清洁能源和化工原料；具有绿色环保、经济实惠、安全可靠、改善生活等特点。大力发展天然气；符合世界能源发展的趋势。

就目前而言；我国存在天然气利用率低的现状。相关资料显示；我国的能源消费结构中；煤炭占67；；石油占20；；天然气只占3.4；；远低于23.5；的世界平均水平。低比重率的天然气消费结构；为我国发展天然气提供了足够广大的扩展空间。同时；国家对天然气的发展给予了充分的支持。预计“十二五”期间；我国将提高天然气在一次能源消费中所占的比重；即由目前的3.4；提高到8%以上；；同时加快天然气配套基础设施方面建设。相关专家也表示；配合充足的天然气气源供应和有竞争力的市场定价来实现目标；通过进口大通道、开发非常规天然气、加快建成覆盖全国的油气骨干管网等方式来增加天然气供应和加快天然气价格改革步伐；是推进未来几年天然气市场发展的重要途径。

“十五”以来；山西省煤层气勘探开发利用规模不断扩大；煤层气产业快速发展；天然气利用势头强劲；焦炉煤气综合利用水平不断提高。目前；山西已经初步形成国家天然气主干管网、省级主干管网和省级支线管网三级输气管网；系统。未来；山西天然气管网规划将形成“五横三纵”格局。[“五横”；已建成的陕京一线、陕京二线、西气东输管道；和正在建设榆济线和陕京三线。“三纵”；具体指的是大运高速公路铺设中线；大同—朔州—忻州—太原—临汾—运城；；贯穿河东煤层气田的西线；乡宁—柳林—临县—保德；；贯穿沁水煤层气田的东线；阳泉—和顺—长治—晋城；。]省委省政府更是利用山西洁净气体能源富集优势；提出“四气”；；煤层气、天然气、煤制天然气、焦炉煤气制天然气；产业一体化发展规划。

焦炉煤气资源利用现状

焦炉煤气；简称焦炉气；作为炼焦工业的副产品；是用几种烟煤配制成的炼焦用煤；指的是在炼焦炉中经过高温干馏后；产出焦炭和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体。焦炉气作为混合物；其产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别；一般每吨干煤可产出焦炉气300；m3；350；m3（标准状态；。这些焦炉煤气中的一半用于加热焦炉；另外约200 m3必须使用专门的装置进行回收；否则只能直接排入大气；或者燃烧排放；俗称“点天灯”；。焦炉煤气主要用于城市燃气、工业燃气、发电用气、化工原料、钢厂用气等。

国家统计局数据显示；2010年全国规模以上焦化企业共生产焦炭3.88亿t，达到全球焦炭总产量的61.6；。据粗略估算；全国白白排放掉的焦炉煤气 就 达100多 ×108 m3； 若 以0.2元/m3；我国民用天然气价格已超过2元/m3；的价格计；这些焦炉煤气价值达几十亿元。目前；焦炉煤气综合利用中存在的主要问题有；

1.；认识缺陷。部分企业受利益导向的偏差；只注重直接经济效益；不重视生产过程中其他资源和副产品的综合利用；采用高耗能低产出的落后工艺流程和技术设备；浪费资源、污染环境的同时更不利于自身的长远发展。

2.；投入不足。目前在一些企业内存在对节能项目的资金技术支持不够的现象。以山西为例；占山西全省焦炭生产主导地位的中、小型焦化企业对苯回收、化产回收、焦炉煤气的回收利用存在着差距。

3.；机制不完善。焦炉煤气资源的综合利用；离不开政府在有关方面给予的政策规范与导向。例如政府出台的焦炭行业排污收费标准政策；对企业进行焦炉气回收有积极的促进作用。

焦炉煤气制合成天然气技术进展

中国天然气需求存在着巨大缺口；这加大了我国对煤层气和煤制天然气的开发利用力度；也加速了焦炉煤气制合成天然气工艺技术的开发研究。

国内众多科研院所近几年纷纷开展焦炉煤气制天然气工艺技术的研究和甲烷化催化剂的研究。西南化工研究设计院规模最大的焦炉气制合成天然气项目总投资3.83亿元；建设投资仅为同等规模煤制天然气的50%；项目建成后可年产天然气2×108；m3；直接输入山西国新能源的天然气管网；实现焦炉煤气零排放；年减排CO2；；33.8万t、 SO2；；1；210t、粉尘总量16万t；并且3；a；就可收回全部投资。

2011年5月30日；山西楼东俊安煤气化有限公司焦炉气制天然气项目正式启动；投资4个亿；4×108；m3焦炉煤气转换成1.7×108；m3的天然气。

2011年2月9日；由太原理工大学煤化工研究所联合山西同世达煤化工集团和大连普瑞特化工科技有限公司等企业开发的焦炉煤气低温甲烷化制合成天然气工业示范装置成功投运。

2011年3月16日；山西安泰集团发布公告；决定暂缓建设年产20万t焦炉煤气制甲醇及10万t二甲醚工程项目；拟将其变更投入到4.5×108m3/a焦炉气制2×108 m3/a液化天然气工程；项目投资4.8亿元；建设周期22个月。该企业董事长李安明说；“从技术和工艺上来讲；规模化利用焦炉煤气生产天然气的技术已经成熟；大范围内推广应用已经没有问题。因此；我们果断地暂停了原来准备上的焦炉煤气制甲醇建设项目；将资金转投到焦炉煤气制天然气项目。”

无论是哪种工艺路线；无论制成哪种天然气；焦炉煤气的深加工技术都被山西的焦化企业密切关注。据悉；通过参加各种类型洽谈会；山西焦化自2006年开始对焦炉气制天然气进行研发；取得不少技术成果。其中2010年5月11日；由该设计院开发的焦炉煤气甲烷化制合成天然气技术成果填补了国内焦炉煤气甲烷化制合成天然气的空白。新奥能源公司焦炉煤气制天然气的核心技术包括甲烷合成催化剂、新型甲烷合成反应器、甲烷合成新工艺成套技术应运而生。中科院理化所焦炉煤气制液化天然气的研究技术成果被太公天成所运用。而山西省内的太原理工大学、山西大学也开展相关催化剂和焦炉气制合成天然气的研究工作；这些科研成果；正加速推动着我国发展焦炉煤气制天然气的步伐。

山西焦炉气制天然气技术的应用

山西省进行焦炉气制天然气研究的同时；更注重将技术应用于实践。2010年10月25日；由国电集团控股的山西国华燃气产业集团有限公司焦炉煤气甲烷化合成天然气项目在沁县签约；首开省内焦炉煤气制天然气先河。山西国华燃气产业集团总工高强表示；根据西南化工研究设计院的设计；一个年产100万t的焦化装置附产的焦炉煤气甲烷化制合成天然气；可年产10；304万 m3压缩天然气；还可附产5.8万t；蒸汽；年产值可达1.75亿元、利润3；812万元。

2010年12月7日；山西省国新能源集团与山西楼东俊安煤气化有限公司签署焦炉气制合成天然气合作协议。这一国内企业已签订焦炉煤气制天然气的投资、技术、贸易合同协议达20个以上；涉及多种工艺路线；多个项目正在推进。

焦炉煤气生产天然气投资和成本估算

焦炉煤气生成天然气；以百万吨焦化厂；年生产焦炉煤气2.0亿 m3为例；通过回收炼焦企业管式炉或烟道气CO2；通过除尘；提浓补充CO2；年可生产天然气1.0亿 m3。或者甲醇池放气置换焦炉煤气；亦可以达到年产1.0亿 m3天然气。其投资约2.0亿元。

若生产LNG；液化天然气；；投资较生产SNG；天然气；增加约45%；生产CNG(压缩气)比生产SNG投资增加约10%。

焦炉煤气生产天然气比同样利用2.0亿 m3焦炉煤气生产甲醇投资少30%左右。

焦炉煤气生产天然气；SNG）；以焦炉煤气0.3元/；m3考虑；天然气完全成本1.25元/；m3～1.3元/；m3之间；生产天然气；；SNG；焦化企业有利可图；如将SNG进而生产LNG或CNG；企业利润丰厚。

相关链接

焦炉煤气利用途径

1利用焦炉煤气生产甲醇

2利用焦炉煤气发电

现如今主要包括蒸汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电三种形式。

3利用焦炉煤气生产直接还原铁

直接还原铁又叫海绵铁；是一种不用高炉冶炼而得到的金属铁；其用途有；电炉炼钢、转炉炼钢、高炉炼铁、生产铁合金、水处理除氧、粉末冶金用铁粉等。目前全世界直接还原铁生产能力达8；000万t；主要是气基法其典型工艺是竖炉法。国内本钢钢研所；1995年用焦炉煤气直接还原铁；得到金属化率达84%～87%的直接还原铁。宝钢在鲁南化肥厂用德士古水煤气在5t/d的装置上得到金属化率90%～95%的DRI。东北大学、北京科技大学、北京钢铁研究院等大专院校、科研机构以及钢铁企业太钢、本钢、宝钢、韶钢等都进行过气基直接还原铁的研究。；；；

4焦炉煤气与气化煤气重整技术生产液体燃料

谢克昌院士承担的“973”项目；是“双气化”多联产项目的一个方面。随后；即2008年11月7日；由山西省发展改革委员会主持的太原理工大学气化煤气与热解煤气共制合成气多联产应用的基础研究项目设计方案审查会上；“973”；中试项目进行了论证。

5费-托合成工艺在焦炉煤气综合开发中的应用

这是仅南非金巢国际集团引进的拥有独立知识产权的一项全新化工技术。该技术的主要原理是以焦炉煤气、高炉煤气、电石气、煤层气等为原料；经过配比、裂解、深度净化后；合成生产清洁燃料油、高级石蜡及其他化工产品。具有生产工艺先进、产品配比灵活、环保节能三个特点。

编辑:肖

1672-5050；2011；10-0019-03