碳氢尾气合成天然气产业化起步

一方面我国天然气产不足需，对外依存度不断扩大；另一方面焦化、电石等行业排放大量的碳氢工业尾气污染环境，浪费资源。两者能否走到一起实现废气利用？碳氢工业尾气合成天然气技术在我国已开发成功并日渐成熟，产业化推广应用已经起步。
　　去年12月7日，山西省国新能源发展集团与山西楼东俊安煤气化有限公司签署焦炉煤气合成天然气合作协议，将采用西南化工研究设计院自主研发的焦炉煤气净化、甲烷化、分离等专利技术，每年将4亿立方米的焦炉煤气转换为天然气，成为国内最先建设、最大的焦炉煤气甲烷化工业化装置，对焦炉煤气综合开发利用起到示范和推广作用。建成投产后，将年产合成天然气2亿立方米，并可实现焦炉煤气零排放，年减排二氧化硫1210吨、粉尘总量16吨。
　　据了解，西南化工研究设计院承担的国家“十一五”科技支撑计划——焦炉煤气甲烷化制合成天然气/压缩天然气或液化天然气项目，对焦炉气净化、甲烷化、分离系统进行集成与开发，填补了国内焦炉气甲烷化制合成天然气领域的空白。
　　“与现有的焦炉煤气生产合成氨、甲醇路线相比，合成天然气技术工艺简单，不需要空分装置、精馏装置、列管式合成塔等；投资省，是同等规模甲醇装置的60%～70%；产品分离也较容易；而且副产的99.99%的氢气和2.5兆帕蒸汽还可再利用，优势十分明显。”西南化工研究设计院技术主管张新波告诉记者，他们已完成了1000立方米/时工业化中试，目前正在为国内一家企业焦炉煤气制液化天然气项目进行初步设计。
　　其他单位的研究也有突破。西北化工研究院承担的国家“九五”重点科技攻关项目——两段炉煤气甲烷化中试及催化剂研究，目前也已通过国家技术鉴定，先后开发RHM-266型、JRE型耐高温煤气甲烷化催化剂，并在泰安化肥厂城市煤气甲烷化装置上成功应用。
　　西北化工研究院副总工程师周晓奇说，原料气深度净化是碳氢工业尾气合成天然气技术的关键，西北化院针对焦炉煤气综合利用开发了一级加氢和两级加氢净化工艺技术，2009年开始已在20多套焦炉煤气制合成氨、甲醇工业化装置上成功应用。
　　另外，新奥科技发展有限公司和新奥新能（北京）科技有限公司经过近5年联合攻关，开发成功焦炉气合成天然气预还原催化剂及工艺，并完成了吨级规模催化剂工业化试生产。
　　周晓奇介绍，碳氢工业尾气是在煤炭利用过程（焦炭、兰炭、电石及硅碳棒生产等）中副产的富含一氧化碳、氢气和甲烷等有效成分的工业尾气，是碳一化学合成的基本原料气体。目前，碳氢工业尾气作为化工原料大多生产合成氨、甲醇，但化肥和甲醇都存在严重产能过剩。工业尾气合成天然气技术成熟工艺简单，可在等压或低压下进行，而且投资省、消耗低，废热利用率高，废水不含有害物，竞争优势非常明显，应成为新的技术路径。
　　记者了解到，虽然碳氢工业尾气合成天然气在国内还没有实现规模化应用，但其前景被业界看好。据测算，焦化企业每生产1吨焦炭产生400～500立方米焦炉煤气，一套100万吨/年焦化装置副产的焦炉煤气，年可生产1亿标准立方米天然气，同时副产2500万～6000万标准立方米纯氢及5.8万吨蒸汽，投资约1.13亿元。同等规模的焦炉煤气制甲醇10万吨/年，投资需要2亿多元。如果将目前我国焦化行业每年排放的200亿立方米焦炉气全部回收利用，可年产天然气70亿～80亿立方米。
　　专家指出，富煤、缺油、少气是我国的资源禀赋，天然气作为一种高附加值的清洁能源，目前在一次能源消费结构中的比例仅为3.6%，远低于23.5%的世界平均水平。每到冬季，全国各地频频出现“气荒”。利用工业尾气合成天然气，既可缓解天然气供求矛盾，又能充分合理利用工业尾气资源，减少环境污染，实现资源循环利用，还能为企业带来巨大的经济效益，市场前景十分广阔，亟待大力推广应用。