———我國焦爐氣制液化天然氣行業(yè)調(diào)查
近年來我國天然氣需求增長強勁,天然氣市場的消費量呈現(xiàn)爆炸式增長,2007年我國天然氣消費開始出現(xiàn)缺口,2007~2013年我國天然氣消費量以年均15.9%的速度增長,遠高于產(chǎn)量增長率,導致近年來缺口逐漸增大,2013年我國30%的天然氣依賴進口。
我國進口的天然氣主要有進口LNG和進口管道天然氣兩種來源,2013年我國進口天然氣約3810萬噸 (529.6億立方米),同比增長25%,其中管道天然氣(氣態(tài)天然氣)2007.4萬噸,約占53%,同比增長27%,液態(tài)天然氣進口量1802.5萬噸,約占天然氣總進口量的47%,同比增長22.7%。
隨著我國城市化的進程,天然氣消費量將繼續(xù)增長,而頻繁出現(xiàn)的霧霾天氣使很多地方對清潔能源的需求更加強烈,使得天然氣更加受到青睞,我國天然氣消費的缺口可能會越來越大,因此采取煤制氣、煤層氣以及頁巖氣等多種方式解決天然氣供應(yīng)短缺顯得尤為必要。
“廢物”焦爐氣里面的大文章
焦爐氣,又稱焦爐煤氣,是指用幾種煙煤配制成煉焦用煤,在煉焦爐中經(jīng)過高溫干餾后,在產(chǎn)出焦炭和焦油產(chǎn)品的同時產(chǎn)生的一種可燃性氣體,是煉焦工業(yè)的副產(chǎn)品,焦爐氣是混合氣體,其產(chǎn)率和組成因煉焦用煤質(zhì)量和焦化過程條件不同而有所差異,一般每噸焦炭可產(chǎn)生焦爐氣300~350標準立方米。
焦炭企業(yè)分為獨立焦化企業(yè)和鋼鐵聯(lián)合體企業(yè)的焦化企業(yè),對于鋼鐵聯(lián)合體焦化企業(yè),基本上建立了循環(huán)利用系統(tǒng),做到自身完全消化利用了焦爐煤氣。
由于焦炭價格持續(xù)走低,焦化企業(yè)舉步維艱,探求焦爐煤氣出路,已成為獨立焦化企業(yè)生存發(fā)展的關(guān)鍵。
焦爐氣制液化天然氣正在大規(guī)模推廣,截至2013年底,我國已經(jīng)建成太工天成、新汶恒坤、烏海華清、河南京寶新奧、曲靖燃氣和云南華鑫6個焦爐氣制天然氣項目,合計焦爐氣消費量16.9億立方米,LNG產(chǎn)能5.9億立方米/年。在建項目約26個,合計焦爐氣消費量90.4億立方米,LNG產(chǎn)能32.7億立方米/年,焦爐氣制天然氣進入爆炸期。
焦爐氣制天然氣比煤制天然氣建設(shè)周期短、投資少,目前我國焦爐氣大多被“點天燈”浪費,現(xiàn)在煉焦產(chǎn)能過剩、利潤微薄,煉焦企業(yè)已經(jīng)充分認識到利用副產(chǎn)品焦爐氣的重要性,焦爐氣制天然氣項目越來越多。
8月25日,記者來到河南平頂山寶豐縣,實地了解我國首家焦爐煤氣制液化天然氣工藝項目———京寶新奧焦爐煤氣制LNG項目。
2010年,新奧能源與平煤神馬集團河南京寶焦化有限公司達成協(xié)議,雙方合資成立京寶新奧能源有限公司,以京寶焦化公司富余焦爐煤氣為原料,依托新奧自主研發(fā)的技術(shù)以及國內(nèi)先進的搗固煉焦新工藝和化產(chǎn)回收工藝,配套熄焦、消煙除塵及生化污水處理技術(shù),實現(xiàn)焦爐煤氣的甲烷化處理。2011年5月,京寶新奧焦爐煤氣制LNG項目正式投建。
該裝置于2013年4月24日步入調(diào)試生產(chǎn)期,于當年5月24日成功出液,項目設(shè)計年產(chǎn)LNG約為1億立方米,目前已累計連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)10個月,平均月產(chǎn)LNG700萬立方米以上,LNG累計產(chǎn)量已經(jīng)超過7000萬立方米,成為中國首家焦爐煤氣制液化天然氣長周期運行項目。
據(jù)資料數(shù)據(jù)顯示,2011年全國焦炭產(chǎn)量46668萬噸,折算成130萬噸/年的焦化廠個數(shù)為358個,可生產(chǎn)天然氣量358.99億立方米,京寶新奧項目由河南京寶焦化和新奧能源合作開展,在該項目投產(chǎn)的一年多時間內(nèi),京寶焦化項目產(chǎn)生的焦爐煤氣直接進入焦爐煤氣制LNG工藝流程,這樣也保證了從項目開始運行到現(xiàn)在,負荷基本保持在70%~80%之間,對于焦化企業(yè)的營收是一個很大的補充。
比煤制氣更具開發(fā)價值
焦爐氣主要成分是甲烷、氫氣、一氧化碳和二氧化碳,這些成分中能轉(zhuǎn)化為甲烷的組分含量加在一起接近40%。
“甲烷合成技術(shù)是焦爐氣制天然氣的核心技術(shù)之一,利用甲烷合成催化劑使一氧化碳和二氧化碳加氫轉(zhuǎn)化為甲烷。”新地能源工程技術(shù)有限公司北京研發(fā)中心總經(jīng)理?∈蛴浾呓榻B說,即使焦爐氣中的一氧化碳、二氧化碳全部進行甲烷反應(yīng),甲烷合成反應(yīng)后的氣體組分中甲烷含量為65%~85%之間,達不到國家規(guī)定的天然氣熱值要求,要對合成天然氣進行液化分離,將大部分的氫、氮低熱值組分分離出去。甲烷在常壓下的液化溫度是零下162攝氏度,也就是將其冷卻到零下162攝氏度時天然氣變成了液態(tài)———LNG。
針對焦爐氣的深化分離,新地能源工程技術(shù)有限公司開發(fā)出以混合制冷液化、雙塔精餾、高壓閃蒸與低壓精餾等多種技術(shù),在混合冷劑配比、入塔溫度、低壓塔再沸器熱源、高低壓塔冷凝器冷源等方面進行優(yōu)化,使裝置能耗較國內(nèi)其他技術(shù)低10%以上,產(chǎn)品LNG甲烷濃度達到97.0%以上,符合國家天然氣標準要求。
據(jù)河南京寶新奧新能源有限公司總經(jīng)理徐東介紹,該項目生產(chǎn)1立方米天然氣需要2.60~2.70立方米的焦爐氣、0.70~0.75千瓦時的電量以及2.5~3.0千克蒸汽,這些是主要消耗,其中電量消耗是成本里較大的一塊,該項目混合制冷機壓縮機采用蒸汽透平拖動,這樣大大降低了生產(chǎn)成本。
“從7月25日到8月25日,我們一共生產(chǎn)了4893噸LNG”,8月25日,在京寶新奧焦爐氣制LNG項目現(xiàn)場,徐東對記者說,今年該項目已經(jīng)累計生產(chǎn)了4100萬立方米天然氣,本月有722萬立方米的產(chǎn)量,現(xiàn)在項目運行穩(wěn) 定,因為煉焦廠的焦爐氣源源不斷地供應(yīng),所以設(shè)備不能隨時停,沒有規(guī)定的檢修時間。
徐東介紹說,現(xiàn)在LNG的市場銷售價已經(jīng)全部放開,不同于民用天然氣,當前LNG的出廠價為4500元每噸,按照一噸LNG折合1450立方米天然氣計算,每立方米天然氣出廠價為3.1元,根據(jù)記者了解的情況估算,該項目的利潤空間比較大。
據(jù)徐東介紹,焦爐氣制天然氣屬于資源綜合利用項目,國家對這類項目有稅收優(yōu)惠,銷售收入的90%計入納稅范圍,剩下的10%不計稅,“這樣我們相當于少交了2個點的所得稅。”徐東對記者說。
伴隨著大型煤化工項目特別是煤制氣項目在國內(nèi)的投產(chǎn),大規(guī)模甲烷化技術(shù)已經(jīng)得到了生產(chǎn)驗證,因而,利用焦爐氣中氫和碳元素,通過甲烷化流程生產(chǎn)天然氣也逐漸火熱。
有焦化行業(yè)人士表示,現(xiàn)在焦化同行見面都問:“你的LNG上了嗎?”焦爐氣制天然氣一方面提高了焦化的附加值,另一方面可以是國內(nèi)天然氣市場的有效補充,特別是近幾年來天然氣需求不斷上升且價格不斷上漲。焦爐煤氣的加工帶來的可觀效益,吸引了除了焦化企業(yè)之外,各種身份的第三方投資方,其中不乏石油巨頭、環(huán)保企業(yè)以及投資基金等。
事實上,新奧集團下屬單位新地能源工程技術(shù)有限公司自2006年就開始從事焦爐氣合成天然氣的研發(fā)工作,歷經(jīng)小試、中試和工業(yè)實踐的系統(tǒng)開發(fā),在焦爐氣凈化、甲烷合成催化劑、甲烷合成反應(yīng)器、甲烷合成工藝及合成氣液化分離等研究等方面取得了一系列實踐成果。
而河南京寶新奧焦爐氣制LNG項目,也是對新奧技術(shù)的工業(yè)化檢驗。更為重要的是,其蘊藏著不可小覷的經(jīng)濟收益。