文档介绍：煤制天然气
摘要:叙述煤制天然气的必要性、煤制天然气的发展历史、工艺原理和选用的煤气化技术、甲烷化技术和催化剂、美原厂的工艺叙述,论述煤制天然气的技术经济问题。煤制天然气要有序发展,建议建立全国甲烷管道网。
关键词:煤制天然气,煤化工产业,甲烷化
 
被称为人工天然气的工艺,实际上是合成甲烷,最有发展前途的是煤制天然气。
1. 煤制天然气的必要性
煤制天然气是目前煤化工的顶尖热门话题,在我国北方辽阔的大地上,一场声势浩大的合成甲烷的高潮正在形成,几个煤制天然气的大型工程正在破土动工,见表1。
 
表1  部分在建与拟建的煤制天然气工程
序号
单位
规模
亿Nm3/a
投资
亿元
状态
地点
1
大唐发电集团
40
257
在建
内蒙赤峰西部克什克腾旗
2
新汶矿业集团
20
100
在建
新疆伊犁
3
大唐发电集团
40
200
拟建
辽宁省阜新市
4
神华集团
20
140
拟建
内蒙古鄂尔多斯
5
汇能煤化工有限公司
16
80
拟建
内蒙古鄂尔多斯新庙镇悖牛川
煤电化工园区
6
华银电力公司
15
 
拟建
内蒙古鄂尔多斯
7
中海油与同煤集团
40
 
拟建
山西大同
 
作为13亿人口的大国,居民饮食和生活燃料问题是十分重要的。目前随着我国西气东输的实施城市燃气管道化已经比较普及,天然气,液化气,煤气,沼气等燃气管道网络在我国发展迅猛,这无疑是一件好事,对于提高经济效益、减少城市大气污染、方便居民生活、减轻百姓的家务劳动等方面都带来显著的好处。无疑,人民生活水平的提高,对环保、生活的舒适性要求越来越高,天然气肯定供不应求了。让13亿人民的饮食和生活燃料都用上甲烷(约需1800亿Nm
3/a),实行全国居民用燃料的管道化,前景是相当诱人的!
要发展煤制天然气技术,就应该考虑在煤矿的坑口,选择合适的煤气化技术,集中设置多套大型化的煤气化装置,经过变换、脱硫脱碳、甲烷化等化工处理产生CH4,同时经过克劳斯硫回收等工艺副产硫磺等。这样的工艺称为煤制天然气、坑口气化或煤制天然气,产品并入天然气管网中。
如果以西气东送国家天然气管道为基础,建立全国天然气管道网,将煤制天然气、煤层气、焦炉气制甲烷等人工合成甲烷,从分支管道线送到国家主管道上,作为主管道的气源,从而形成甲烷管道网,与电网相似。沿线主要城镇可以从管道上取得甲烷作为人民生活用气,将对提高我国居民的生活质量和改善大气质量起到巨大的作用。毫无疑问,这是一项伟大的利民工程。
天然气和合成甲烷---城市人民现代文明生活的伴侣!
 
2. 煤制天然气的发展历史
国外的发展
60年代末,美国自然资源公司(ANR)的长期规划人员就认为煤气化是补充天然气供应的最合适方案,即开始大平原煤气化工程的规划工作。
1973年,ANR成立了合成燃料组, Lummus一Kaiser公司进行了78万米3/日代用天然气工厂的可行性研究,鲁奇公司承担工艺的初步设计。
1974年,成立ANR煤气化公司。
1975年,完成可行性研究,,。
1978年5月,在美原煤气化联合公司(GPGA)。
1981年8月,。
1984年,英国煤气公司和德国鲁奇公司合作,甲烷化工艺。4月24日,世界上第一个煤制天然气的工厂“美原煤气厂”开始试运转。7月28日,首批合成甲烷开始送入天然气管纲。11月11日,达到设计生产能力。
1985年,由于能源价格下跌,工厂的生产难以维持。
大平原煤气化厂是由煤生产代用天然气的大型工厂,对未来的能源供应有着重要的意义,它在合成燃料工业中继续发挥先驱和示范作用。该厂是美国化工技术储备的一个典型例子,目前还在运行。
 
国内的发展
国内,西北化工研究院曾经在八十年代开发过RHM-266型耐高温甲烷化催化剂甲烷化催化剂,适用于城市煤气甲烷化,使其部分CO转变为CH4从而达到提高热值和降低煤气中CO浓度的目的。该催化剂1986年通过化工部鉴定,已应用于北京顺义煤气厂城市煤气甲烷化固定床反应器上,但是没有在大规模城市甲烷生产上使用过。
河南煤气化工程是20世纪90年代引进国外鲁奇加压煤气化技术,在义马煤矿坑口建设的利用劣质煤生产中热值城市煤气(热值≥)的大型煤气工程,并且是采用长距离(>200 km)、大口径(DN400 mm)、高压力()的管道输送办法,向洛阳等大、中城市集中输送城市燃气的大型输气管道工程。一期工程于2001年2月11日投入试生产,中热值煤气产