石化
一方面我國(guó)天然氣產(chǎn)不足需，對(duì)外依存度不斷擴(kuò)大；另一方面焦化、電石等行業(yè)排放大量的碳?xì)涔I(yè)尾氣污染環(huán)境，浪費(fèi)資源。兩者能否走到一起實(shí)現(xiàn)廢氣利用？記者上周采訪了解到，碳?xì)涔I(yè)尾氣合成天然氣技術(shù)在我國(guó)已開發(fā)成功并日漸成熟，產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用已經(jīng)起步。
去年12月7日，山西省國(guó)新能源發(fā)展集團(tuán)與山西樓東俊安煤氣化有限公司簽署焦?fàn)t煤氣合成天然氣合作協(xié)議，將采用西南化工研究設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的焦?fàn)t煤氣凈化、甲烷化、分離等專利技術(shù)，每年將4億立方米的焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)換為天然氣，成為國(guó)內(nèi)最先建設(shè)、最大的焦?fàn)t煤氣甲烷化工業(yè)化裝置，對(duì)焦?fàn)t煤氣綜合開發(fā)利用起到示范和推廣作用。建成投產(chǎn)后，將年產(chǎn)合成天然氣2億立方米，并可實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣零排放，年減排二氧化硫1210噸、粉塵總量16噸。
據(jù)了解，西南化工研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)的國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃——焦?fàn)t煤氣甲烷化制合成天然氣/壓縮天然氣或液化天然氣項(xiàng)目，對(duì)焦?fàn)t氣凈化、甲烷化、分離系統(tǒng)進(jìn)行集成與開發(fā)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)焦?fàn)t氣甲烷化制合成天然氣領(lǐng)域的空白。
“與現(xiàn)有的焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)合成氨、甲醇路線相比，合成天然氣技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，不需要空分裝置、精餾裝置、列管式合成塔等；投資省，是同等規(guī)模甲醇裝置的60%～70%；產(chǎn)品分離也較容易；而且副產(chǎn)的99.99%的氫氣和2.5兆帕蒸汽還可再利用，優(yōu)勢(shì)十分明顯。”西南化工研究設(shè)計(jì)院技術(shù)主管張新波告訴記者，他們已完成了1000立方米/時(shí)工業(yè)化中試，目前正在為國(guó)內(nèi)一家企業(yè)焦?fàn)t煤氣制液化天然氣項(xiàng)目進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。
其他單位的研究也有突破。西北化工研究院承擔(dān)的國(guó)家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目——兩段爐煤氣甲烷化中試及催化劑研究，目前也已通過(guò)國(guó)家技術(shù)鑒定，先后開發(fā)RHM-266型、JRE型耐高溫煤氣甲烷化催化劑，并在泰安化肥廠城市煤氣甲烷化裝置上成功應(yīng)用。
西北化工研究院副總工程師周曉奇說(shuō)，原料氣深度凈化是碳?xì)涔I(yè)尾氣合成天然氣技術(shù)的關(guān)鍵，西北化院針對(duì)焦?fàn)t煤氣綜合利用開發(fā)了一級(jí)加氫和兩級(jí)加氫凈化工藝技術(shù)，2009年開始已在20多套焦?fàn)t煤氣制合成氨、甲醇工業(yè)化裝置上成功應(yīng)用。
另外，新奧科技發(fā)展有限公司和新奧新能（北京）科技有限公司經(jīng)過(guò)近5年聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)成功焦?fàn)t氣合成天然氣預(yù)還原催化劑及工藝，并完成了噸級(jí)規(guī)模催化劑工業(yè)化試生產(chǎn)。
周曉奇介紹，碳?xì)涔I(yè)尾氣是在煤炭利用過(guò)程（焦炭、蘭炭、電石及硅碳棒生產(chǎn)等）中副產(chǎn)的富含一氧化碳、氫氣和甲烷等有效成分的工業(yè)尾氣，是碳一化學(xué)合成的基本原料氣體。目前，碳?xì)涔I(yè)尾氣作為化工原料大多生產(chǎn)合成氨、甲醇，但化肥和甲醇都存在嚴(yán)重產(chǎn)能過(guò)剩。工業(yè)尾氣合成天然氣技術(shù)成熟工藝簡(jiǎn)單，可在等壓或低壓下進(jìn)行，而且投資省、消耗低，廢熱利用率高，廢水不含有害物，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)非常明顯，應(yīng)成為新的技術(shù)路徑。
記者了解到，雖然碳?xì)涔I(yè)尾氣合成天然氣在國(guó)內(nèi)還沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，但其前景被業(yè)界看好。據(jù)測(cè)算，焦化企業(yè)每生產(chǎn)1噸焦炭產(chǎn)生400～500立方米焦?fàn)t煤氣，一套100萬(wàn)噸/年焦化裝置副產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣，年可生產(chǎn)1億標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣，同時(shí)副產(chǎn)2500萬(wàn)～6000萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米純氫及5.8萬(wàn)噸蒸汽，投資約1.13億元。同等規(guī)模的焦?fàn)t煤氣制甲醇10萬(wàn)噸/年，投資需要2億多元。如果將目前我國(guó)焦化行業(yè)每年排放的200億立方米焦?fàn)t氣全部回收利用，可年產(chǎn)天然氣70億～80億立方米。
專家指出，富煤、缺油、少氣是我國(guó)的資源稟賦，天然氣作為一種高附加值的清潔能源，目前在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例僅為3.6%，遠(yuǎn)低于23.5%的世界平均水平。每到冬季，全國(guó)各地頻頻出現(xiàn)“氣荒”。利用工業(yè)尾氣合成天然氣，既可緩解天然氣供求矛盾，又能充分合理利用工業(yè)尾氣資源，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，還能為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，市場(chǎng)前景十分廣闊，亟待大力推廣應(yīng)用。
去年12月7日，山西省國(guó)新能源發(fā)展集團(tuán)與山西樓東俊安煤氣化有限公司簽署焦?fàn)t煤氣合成天然氣合作協(xié)議，將采用西南化工研究設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的焦?fàn)t煤氣凈化、甲烷化、分離等專利技術(shù)，每年將4億立方米的焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)換為天然氣，成為國(guó)內(nèi)最先建設(shè)、最大的焦?fàn)t煤氣甲烷化工業(yè)化裝置，對(duì)焦?fàn)t煤氣綜合開發(fā)利用起到示范和推廣作用。建成投產(chǎn)后，將年產(chǎn)合成天然氣2億立方米，并可實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣零排放，年減排二氧化硫1210噸、粉塵總量16噸。
據(jù)了解，西南化工研究設(shè)計(jì)院承擔(dān)的國(guó)家“十一五”科技支撐計(jì)劃——焦?fàn)t煤氣甲烷化制合成天然氣/壓縮天然氣或液化天然氣項(xiàng)目，對(duì)焦?fàn)t氣凈化、甲烷化、分離系統(tǒng)進(jìn)行集成與開發(fā)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)焦?fàn)t氣甲烷化制合成天然氣領(lǐng)域的空白。
“與現(xiàn)有的焦?fàn)t煤氣生產(chǎn)合成氨、甲醇路線相比，合成天然氣技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，不需要空分裝置、精餾裝置、列管式合成塔等；投資省，是同等規(guī)模甲醇裝置的60%～70%；產(chǎn)品分離也較容易；而且副產(chǎn)的99.99%的氫氣和2.5兆帕蒸汽還可再利用，優(yōu)勢(shì)十分明顯。”西南化工研究設(shè)計(jì)院技術(shù)主管張新波告訴記者，他們已完成了1000立方米/時(shí)工業(yè)化中試，目前正在為國(guó)內(nèi)一家企業(yè)焦?fàn)t煤氣制液化天然氣項(xiàng)目進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。
其他單位的研究也有突破。西北化工研究院承擔(dān)的國(guó)家“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目——兩段爐煤氣甲烷化中試及催化劑研究，目前也已通過(guò)國(guó)家技術(shù)鑒定，先后開發(fā)RHM-266型、JRE型耐高溫煤氣甲烷化催化劑，并在泰安化肥廠城市煤氣甲烷化裝置上成功應(yīng)用。
西北化工研究院副總工程師周曉奇說(shuō)，原料氣深度凈化是碳?xì)涔I(yè)尾氣合成天然氣技術(shù)的關(guān)鍵，西北化院針對(duì)焦?fàn)t煤氣綜合利用開發(fā)了一級(jí)加氫和兩級(jí)加氫凈化工藝技術(shù)，2009年開始已在20多套焦?fàn)t煤氣制合成氨、甲醇工業(yè)化裝置上成功應(yīng)用。
另外，新奧科技發(fā)展有限公司和新奧新能（北京）科技有限公司經(jīng)過(guò)近5年聯(lián)合攻關(guān)，開發(fā)成功焦?fàn)t氣合成天然氣預(yù)還原催化劑及工藝，并完成了噸級(jí)規(guī)模催化劑工業(yè)化試生產(chǎn)。
周曉奇介紹，碳?xì)涔I(yè)尾氣是在煤炭利用過(guò)程（焦炭、蘭炭、電石及硅碳棒生產(chǎn)等）中副產(chǎn)的富含一氧化碳、氫氣和甲烷等有效成分的工業(yè)尾氣，是碳一化學(xué)合成的基本原料氣體。目前，碳?xì)涔I(yè)尾氣作為化工原料大多生產(chǎn)合成氨、甲醇，但化肥和甲醇都存在嚴(yán)重產(chǎn)能過(guò)剩。工業(yè)尾氣合成天然氣技術(shù)成熟工藝簡(jiǎn)單，可在等壓或低壓下進(jìn)行，而且投資省、消耗低，廢熱利用率高，廢水不含有害物，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)非常明顯，應(yīng)成為新的技術(shù)路徑。
記者了解到，雖然碳?xì)涔I(yè)尾氣合成天然氣在國(guó)內(nèi)還沒有實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，但其前景被業(yè)界看好。據(jù)測(cè)算，焦化企業(yè)每生產(chǎn)1噸焦炭產(chǎn)生400～500立方米焦?fàn)t煤氣，一套100萬(wàn)噸/年焦化裝置副產(chǎn)的焦?fàn)t煤氣，年可生產(chǎn)1億標(biāo)準(zhǔn)立方米天然氣，同時(shí)副產(chǎn)2500萬(wàn)～6000萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)立方米純氫及5.8萬(wàn)噸蒸汽，投資約1.13億元。同等規(guī)模的焦?fàn)t煤氣制甲醇10萬(wàn)噸/年，投資需要2億多元。如果將目前我國(guó)焦化行業(yè)每年排放的200億立方米焦?fàn)t氣全部回收利用，可年產(chǎn)天然氣70億～80億立方米。
專家指出，富煤、缺油、少氣是我國(guó)的資源稟賦，天然氣作為一種高附加值的清潔能源，目前在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比例僅為3.6%，遠(yuǎn)低于23.5%的世界平均水平。每到冬季，全國(guó)各地頻頻出現(xiàn)“氣荒”。利用工業(yè)尾氣合成天然氣，既可緩解天然氣供求矛盾，又能充分合理利用工業(yè)尾氣資源，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，還能為企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，市場(chǎng)前景十分廣闊，亟待大力推廣應(yīng)用。
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（苒兒）