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焦炉煤气制LNG热潮背后的冷思考

 道光二十五 2017-05-06

      焦炉煤气是炼焦工业的副产品,蕴含巨大的经济价值,焦炉气制LNG不仅能够补充我国天然气不足,也带来了可观的经济效益。近年来,多项焦炉气制LNG项目的签约、投运,标志着我国焦炉煤气高效利用时代已经来临。

     焦炉煤气制LNG顺应能源清洁高效利用大势
  目前我国是世界上最大的焦炭生产国。据统计,当前全国约有焦化企业2000多家,其中2/3为独立焦化企业。焦炉煤气是炼焦行业最主要的副产品之一,每炼一吨焦炭,可产生430m3左右的焦炉煤气,其中一半回炉助燃,另外约200m3焦炉煤气必须使用专门的装置进行回收。
  焦炉煤气可用于城市煤气供应、发电、又可作为化工原料生产合成氨、甲醇等。由于我国天然气工业的崛起,西气东输工程已经贯通,天然气已逐渐代替焦炉煤气管道气成为民用的主要燃料,焦炉煤气的城乡应用逐步萎缩;化工方面,当前我国焦炉煤气主要用于生产合成氨、甲醇等,然而随着大型合成氨、甲醇项目的陆续上马,我国甲醇、合成氨产能已然过剩,市场前景黯淡。许多焦化厂炼焦产生的焦炉煤气不能全部利用消化,只能选择直接燃烧排放,这样不仅造成了大量的能源浪费,而且污染周边环境。据计算,我国每年燃烧到大气中的焦炉煤气量,相当于国家“西气东输”设计年输气量的两倍以上。
  在环保和经济效益的双重压力下,为符合国家对能源清洁高效利用的局势需求,焦化企业必需寻找新的利用途径,以解决大量富余的焦炉煤气问题。

    产业进展“可圈可点”
  (1)技术已有突破
  发达国家焦炉煤气产量很低,天然气产量和供应相对充足,故未见报道相关的焦炉煤气制天然气技术及研究。国内从2006 年开始研究焦炉煤气制天然气技术,目前焦炉气制天然气工艺技术主要有两种,即以西南院“焦炉气甲烷化制备天然气”为代表的“甲烷化工艺”,和以中国科学院大连化学物理研究所(简称中科院大连化物所)“焦炉煤气联合净化分离制备天然气”为代表的“分离工艺”。其中,甲烷化工艺又可进一步分为“不补碳甲烷化工艺”和“补碳甲烷化工艺”两种类型。
  由于焦炉煤气中甲烷体积分数仅有23%~27%,采用物理法来富集甲烷,能耗高、经济效益比较差,且副产物氢气产量较高,分离工艺复杂。采用不补碳甲烷化工艺生产天然气,H2 仍会有剩余,原料无法得到全部合理的利用。补碳甲烷化工艺通过对原料气进行补碳,充分利用了焦炉煤气中的各种有效成分,从而使原料气全部甲烷化,可使天然气增产约30%,有利于后续气体分离和低温液化,或为一种较为理想的焦炉煤气转化为天然气途径。 
  (2)项目建设如火如荼
  据统计,目前我国国内已投产焦炉气制LNG项目共有10家,主要分布于河南、内蒙古、云南,共涉及产能为366万m3/天。处于运行、建设和积极前期工作中的焦炉气制混合天然气(LNG-SNG)项目共有35个,总产能1737万m3/天。其中绝大部分以液化天然气(LNG)为产品方案,32个项目配置了天然气液化装置,LNG产能占SNG总产能的94%;其余以压缩天然气(CNG)为产品方案,直接销售或进入天然气管网。
               表1  目前国内焦炉气制LNG投产项目
省份             项目名称       设计产能   投产时间       运行情况
                                    (万m3/天)
云南 云南麒麟气体焦炉煤气制LNG项目   8  2012年12月  8万m3(自用
   为主)
云南 华鑫能源焦炉煤气制LNG项目   20  2013年3月  停工
内蒙古 内蒙古恒坤化工有限公司LNG项目  40  2013年1月  停工
山东 中海油山东新能源     40  2013年4月  停工
河南 河南京宝新奥焦炉煤气制LNG项目  30  2013年5月  27万m3
陕西 龙门煤化工焦炉煤气制LNG项目 100  2013年11月  50万m3
内蒙古 乌海华油天然气焦炉煤气制LNG项目100  2014年1月  停工
河南 鹤壁宝发焦炉气制LNG项目    4  2014年7月  4万m3(自用)
内蒙古 建元焦化焦炉气制LNG项目   20  2014年7月  停工
河北 唐钢气体焦炉气制LNG项目    4  2014年8月  4万m3

产业掘金需冷静对待
  据业内人士介绍,尽管焦炉气制LNG项目是副产品资源化利用环保项目,但要从这个项目中掘金并非易事——想要盈利还要取决于装置技术参数能否合理控制、气源可否稳定供应以及区域市场环境有无足够容量等诸多因素。
  目前已投产的项目中,除陕西龙门煤化工以及内蒙古乌海华油设计产能为100万m3/天外,其余项目设计产能均偏低。另外,目前正常生产的焦炉气制LNG工厂只有5家,涉及产能仅占全部焦炉气制LNG项目总产能的39.89%。而正常生产的焦炉气制LNG项目因原料焦炉尾气的供应不稳定,开工率也相对偏低。
  与化工企业相比,传统焦化企业的生产属于粗放式生产,但是用焦炉煤气生产液化天然气是通过化学反应将其转化成甲烷,属于精细化生产过程,原料成分配比、反应温度、反应压力都有严格要求。新地能源工程技术公司北京技术研发中心总经理常俊石指出,尽管甲烷化是焦炉煤气制天然气最为核心的技术,但是如果没有整个工艺流程中其他工段的精雕细琢,没有操作工人的娴熟技术,将很难实现整体的稳定运行。此外,由于我国固定资产投资、外贸出口和钢铁产量增长放缓,直接影响了上游的焦炭行业的生产,焦炉煤气产气量少。供气不足已经成为焦炉煤气制液化天然气项目的通病。
  中国炼焦行业协会副秘书长曹红彬特别指出,对于焦化企业而言,焦炉煤气制液化天然气项目相比与其他利用方式的优势只是在于市场容量大。但能不能挣钱,还要考虑企业自身的优势和所在地区的区域市场环境。毕竟焦炉气副产品利用并不是只有液化天然气这一条途径。比如山东省是焦化大省,但全省目前也只有一家企业在做液化天然气,大部分企业是将焦炉煤气直接发电或者卖给周边企业做燃料,经济效益都不错。

  结语  尽管目前国内焦炉气制LNG项目仍有部分技术、原料、区域市场等多个问题需要克服,但作为一种副产品资源化利用的环保项目,其产品液化天然气是一种极具市场前景的清洁能源,在国内天然气价格连续增长的情况下,焦炉煤气制LNG仍具有极大的发展前景。(来源:中国化工经济周刊)

                                                                                                    

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