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收稿日期:20007-05-20美国煤气化工艺现状及对中国气化技术的启示苗真勇1,韩甲业2,应 莹1(11中国矿业大学化工学院,江苏徐州 221008;21国家安监总局信息研究院,北京 100029) 摘 要:文章针对我国煤化工的未来重点发展方向,分别对美国和中国煤气化工艺进行分析,通过对中美两国煤气化技术进行深入对比,分析得出美国煤气化技术的优势以及未来煤气化工艺的发展趋势,为中国自主创新开发煤气化工艺提供借鉴。
关键词:煤气化工艺;气流床技术;德士古气化工艺 中图分类号:T Q546 文献标识码:B 文章编号:1671-0959(2007)1020097203Presen t st a tus of Am er i can coa l ga si f i ca ti on process andreference to Ch i n aM I A O Zhen -yong 1,HAN J ia -ye 2,YI N G Ying1(11School of Che m ical Engineering and Technol ogy,CUMT,Xuzhou J iangsu,221008;21Energy and Safety D ivisi on,Nati onal I nstitute of Occupati onal Safety,Beijing 100029)Abstract:Based on coal chem ical industry devel opment trend in china,this paper separately revie ws p resent status of American and Chinese coal gasificati on p r ocess .Thr ough contrast and analysis,devel opment trends of coal gasificati on and advantages of American coal gasificati on industry are f ound .And Chinese coal gasificati on technol ogy will benefits fr om contrast and analusis .Keywords:Coal gasificati on p r ocess;Entrained -fl ow gasificati on;Texaco water -coal slurry gasificati on0 引 言根据国家发改委《煤化工产业中长期发展规划征求意见稿》,未来13年,中国规划投资逾1万亿元大力发展煤化工产业。
中国化工信息周刊2014年7月28日第28期 p.16.从财务观点分析美国大平原煤制天然气的经验与教训美国杜克大学杨启仁美国大平原煤制气厂（Great Plains Synfuels）是全世界第一座实现商业运转的煤制油气厂。
中国煤制天然气的支持者在讨论中往往把美国大平原项目的经验当作成功商业运转的案例。
这样的说法事实上严重误解了美国发展大平原煤制天然气项目的历史经验。
本文从财务角度分析美国大平原煤制天然气项目的经验，以供中国投资者借镜。
大平原煤制气厂最初的可行性评估开始於1973年，起初规划的是日产250百万立方英尺的煤制合成天然气。
到1975年底，评估认为资金需求过度庞大，为了降低风险，将设计产能调降一半，而改以日产量125百万立方英尺进行规划。
由五家油气管道公司合夥组成的大平原气化联营公司（Great Plains Gasification Associate,以下简称GPGA）於1980年开始动工兴建,美国政府为了鼓励发展以煤炭替代油气的技术，对大平原项目提供75％的贷款担保（最终担保的额度总计15.4亿美元）。
GPGA并自行出资4.93亿美元。
大平原煤制气厂总建厂成本大约20.3亿美元。
大平原煤制气厂於1983年底完工，於1984年七月28日正式商转。
大平原厂在建厂前与四家天然气管道公司签订25年的优惠购气合约，管道公司同意以高於市价的优惠价格购买煤制天然气。
美国的天然气管道公司，因为具有独占性质，因此天然气管输费与利润率受政府管制。
煤制天然气厂并不是具有独占性质的管输业，因此价格与利润率不受管制。
这几家同意以高价向大平原项目购气的管道公司，都是原本投资大平原项目的母公司，因此以高价向自己转投资的子公司购气，可以说是一种从财务上移花接木，左手跟右手买卖的手法。
管道公司因为以高於市场价格购买煤制天然气，可以藉此理由提高管道末端的天然气售价，将提高的购气成本转嫁给消费者，而大平原厂以高价售气取得的获利，则成为股东的管道公司们的转投资收益，这样的转投资获利不受政府管制也不需要分享给消费者。
美国天然气行业发展经验及启示2011-3-30 中国投资咨询网【收藏此页】【大中小】【打印】【关闭】中投顾问提示：美国是世界上天然气行业发展最成熟的国家之-,天然气资源丰富，拥有先进的技术、完善的管网体系、比较健全的市场经济基础和完备的监管体系。
最新石油天然气周刊欢迎下载！>>美国是世界上天然气行业发展最成熟的国家之-,天然气资源丰富，拥有先进的技术、完善的管网体系、比较健全的市场经济基础和完备的监管体系。
2008年美国天然气剩余探明可采储量6.73万亿立方米，产量5825亿立方米，天然气消费量6581亿立方米。
美国天然气行业百余年发展历程中的经验和教训值得借鉴。
一、美国天然气行业发展的基本规律与经验教训1.天然气行业发展呈现明显的阶段性特点，其中快速发展阶段持续了30多年美国天然气行业的发展阶段性明显，根据消费状况可大致分为发展初期、快速发展期和成熟期三个阶段，各阶段呈现不同特点（见图1）。
1938年以前为发展初期，特点是市场规模小，天然气逐步替代煤气，依靠国内资源，储采比上升，政府基本不进行监管。
1938-1972年为快速发展期，特点是消费量、储产量快速增长并达到历史高点，其中消费量年均增长8%左右，储采比持续下降；在此期间，管网建设加速，完善的管网体系逐渐成形，政府出台管制政策；从进入陕速发展期的第8年开始，美国成为天然气净进口国。
1973年以来为成熟期，美国天然气消费量保持平稳增长，年均增长0.2%,管网和地下储气库配套完善，政府放宽管制，实行市场化。
2.天然气消费结构不断变化，在天然气市场进入成熟期后，城市燃气（民用和商业）发展平稳，人均消费量较高20世纪70年代以前，美国天然气消费领域完全以需求为导向，从而推动天然气市场快速发展。
在发展初期，美国天然气消费以工业用户为主，工业用气比例曾高达60%.进入陕速发展期后，随着发电和城市燃气比例的提高，工业用气比例逐步下降（见表1）。
5.2 氧气厂/空气分离单元5.2a 计划GPSP工厂的空气分离单元（ASU）采用的是分子筛形式的低温分离制取氧气的技术，总共有两套ASU单元，每套能力为每天生产氧气3100吨（49000Nm3/h）。
采用的是卧式浅床分子筛床，由于ASU单元的运行的不正常，会导致气化炉运行的混乱，所以这个单元的可靠性是非常重要的。
通常在这个系统中设有一个储存液氧的临时氧气后备系统。
图7是氧气厂的流程图。
图7：氧气厂流程图5.2b 经验总的来说，在经过原始开车时的困难期后，氧气厂基本达到了它的设计性能。
在这个系统的早期运行中发生过废氮气/蒸汽换热器材质问题和一些仪表问题，这些问题已被解决。
DGC 人员指出，如果将来要建设同样的设施是，采用分子筛式的ASU 单元不是最好的设计。
分子筛床易于流化和CO2 的击穿设计流量，都会产生放大效应。
作为一个许可工艺，它没有证明在这个规模上是成熟的。
这个设计值是和许可商在交流上产生的一个问题。
在氧气厂的两套ASU 单元的 4 台压缩机是蒸汽驱动的，其他的是电驱动的。
如果在工厂的布置中采用的是镜像布置的话，那么就是一条线是蒸汽驱动另一条就是电驱动。
在采访中DGC人员指出由于高压蒸汽的不足和低压蒸汽的过剩的问题，氧气厂采用电驱动应当是更有效的。
但是，要面对透平的效率下降的问题。
5.2.c 与未来项目相关的建议●氧气是气化中的主要成分；因此氧气供应的可靠性将影响整个工厂的可靠性。
一个可以提供几个小时的氧气的液氧储存的后备系统，可以在氧气系统发生问题是保证气化炉可以平稳的过渡。
●在选择ASU 压缩机时要详细的进行工厂的正气平衡，如果工厂的高压蒸汽的供给不可靠的话，那么要优先选择电驱动。
●在有足够的投资的条件下，是否上一套并联的备用分子筛单元，来改善操作弹性和可靠性。
在工厂的操作者和管理者之间的意见是不同，同样的，也发生在是否增设一套备用的水激冷系统来提高可靠性。
●工厂的工程师建议在根据环境条件确定ASU 单元的负荷时要保守一些，因为高的环境温度是这个单元产能的一个主要限制因素。
美国大平原光环褪去大唐煤化工环境投资超预期建设期的大唐克旗煤制气项目（资料图片）大唐煤化工业务重组结果尚未浮出水面，但该业务面临重重压力并没有因重组事件而暂告中断。
美国大平原煤制天然气项目(下称“大平原项目”)的“真相”近日又给大唐煤化工添堵。
“大平原项目的经验被当做煤制天然气成功商业运转的案例，这样的说法事实上严重误解了美国发展大平原项目的历史经验。
”这一言论出自美国杜克大学全球变化中心研究人员杨启仁之口，他在8月6日开始举行的第二届煤制天然气战略发展(克什克腾)高层论坛上提出，若不想赔钱，最好不要投资煤制气。
这样的声音在当天的论坛上无疑是刺耳的，但其中不乏感同身受者。
大唐能源化工有限责任公司高级工程师葛巍向早报记者表达了他的担忧：“以前我们对大平原项目的状况不是很了解，当初有人介绍的时候就说项目一直在运行，但是我们并不清楚到底是怎样在运行。
这次杨教授把大平原项目这个问题真正揭示出来，我们感到压力非常大。
”大平原煤制气投资是多输结局全球首个以鲁奇煤制天然气技术为代表的大平原项目，最初的可行性评估始于1973年。
1975年底，评估结果出炉——资金需求过度庞大，将期初规划的日产250百万立方英尺煤制合成天然气的规模减半。
1980年，该项目开始动工建设，彼时东家还不是现在的Basin Electric Power Cooperative(下称“BEPC”)，而是由五家油气管道公司合伙组成的大平原气化联营公司(Great Plains Gasification Associate，下称“GPGA”).始于20世纪70年代的大平原项目，其实是当时美国能源险境中的产物。
1973年，石油输出国组织(OPEC)停止向美国输送石油，造成美国汽油短缺、汽油价翻倍，一些加油厂被关闭。
这使美国意识到，本国的燃料能源掌握在外国供应商的手里，这一认识促使美国将能源独立作为一个国家性目标。
当时也正值美国天然气探明储量下降期。
煤制天然气技术的发展情况及市场【摘要】随着石油资源越来越少，石油价格不断上涨，运用煤化工产品代替石油化工产品，其优势越来越明显，天然气作为一种清洁优质能源，其市场发展潜力巨大，为了保证我国企业的生存发展，解决天然气供求间的矛盾关系，加强煤制天然气技术发展是必要的，本文就煤制天然气技术的发展情况与市场进行了分析讨论。
【关键词】煤制天然气技术发展情况市场煤制天然气所指的是煤通过气化后产生合成气，再通过甲烷化处理之后，产出代用天然气sng。
当前我国天然气的供应缺口越来越大，对外的依存度呈现出迅速上升趋势，预测至2020年，我国天然气的供应缺口会达到1350亿m3，通过《2012年国内外油气行业发展报告》可知，在2012年，我国天然气进口为428亿m3，与2006年相比，天然气的对外依存度提高了29%，我国天然气的消费量继续保持着两位数的增长，其对外依存度将会达到32%，因此，加强煤制天然气技术水平的提高是很必要的。
1 煤制天然气技术发展情况1.1 国外技术发展情况美国的大平原煤制天然气项目在1984年投入应用，并采取lurgi 固定床的气化工艺，每日生产合成天然气为368.1万m3，实际产能为1.7亿nm3/d，年产能约为16亿nm3，该工厂还能生产液氨、煤焦油等产品，是全球第1家把副产co2用到石油开采率提高方面的工厂，该厂lurgi mark iv气化炉有18台，褐煤每天处理1.85万t，在上世纪七十年代建成的，投入应用之后，遭遇国际天然气及油价的低位状态，一直处在微利及亏算状态，到2003年天然气及国际油价上涨之后，该企业实现盈利，其天然气制取的工艺为蒸汽、纯氧化的工艺，该工艺是传统煤气化的工艺，产生的气化气当中含co2、co、ch4与h2等，该工艺是当前最成熟及最经济的工艺流程，其具体工艺流程如图1所示。
南印第安纳州于2006年进行了15亿美元的投资，建设了年产能为11亿nm3的煤制天然气工厂。
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、美国大平原厂的工艺叙述，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Nm3/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，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、CH4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2.1 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。
世界煤制油气发展的经验与教训文| 杨启仁杜克大学全球变化中心研究员中国煤制气的支持者在宣传该技术时，往往以美国大平原项目的经验为例。
然而，中国的媒体与产业界对于美国发展大平原煤制天然气项目的历史经验存在诸多误解。
我们希望通过详细回顾该项目的发展历程，以及美国发展煤制气的政策历史，来为当下中国煤制气的监管提供有力的借鉴。
世界煤制油气的技术最早起源于德国。
早在20世纪30年代，德国就开发了鲁奇(Lurgi)煤炭气化工艺。
由于德国缺乏油气资源，希特勒为了发动侵略战争，不惜代价全力支持大规模生产煤制油，以满足纳粹德国机械化部队的燃料需求。
在侵华战争期间，日本也在其本土及其占领的中国东北地区研究煤制油气的工艺。
虽然实验室的研究取得了一些成果，但是在规模化量产方面均以失败收场。
西方国家煤制油气的研发，大多是归到合成燃料(synthetic fuels)项目下，合成燃料的研发以煤制油气为主要内容，也包含了页岩油的提炼。
世界上(中国以外)到目前为止规模化生产煤制油气的案例只有三个，一是纳粹德国的煤制油，二是南非的煤制油，三是美国的大平原煤制气。
煤制油与煤制气的技术有很多相关的地方，不容易分开来谈。
南非的煤制油技术是沿袭纳粹德国的煤制油技术发展而来，美国大平原煤制气的鲁奇气化炉则是由南非引进。
因此这三个项目可以说是一脉相承。
南非的煤制油发展历程早在第二次世界大战之前，南非安格罗瓦尔(Anglovaal)公司就试图从德国鲁尔化学(Ruhrchemie)公司引进煤制油技术，并与德国鲁奇(Lurgi)公司签订了技术授权协议。
但是实际的技术引进工作随二战爆发而暂停。
二战结束后，德国鲁尔化学公司的煤制油技术专利大多被英美等国掠夺或没收，安格罗瓦尔公司因此转向南非政府寻求援助。
在安格罗瓦尔公司的鼓吹推动下，南非政府于1947年立法推动煤制油的发展。
1950年9月，南非政府决定成立国营的沙索(Sasol)公司进行煤制油的开发工作，自此南非的煤制油研发转向完全由政府主导。
美国大平原煤制天然气厂（建厂背景）美国, 天然气, 原煤, 建厂第一章能源需求的增长20世纪30年代，美国乡村电力联合会为其接通电线，美国中西部及其他广大乡村地区的农民及农场主们才结束了他们没有电力的生活。
很多年来，位于密苏里河边上的水电厂的发电量就能满足广大乡村地区的用电需求。
但是，到了20世纪50年代后期，这些水电厂的发电能力已经明显不能满足这一地区的用电需求。
1958年在中西部地区举行的一次会议上，联邦内政部的一位官员告诉自有电力公用事业者，下一年的联邦水力发电量可能不能满足该地区的电力需求。
这些话促使这些人及他们的乡村资助者采取行动，组成了中西部电力消费者联合会。
20世纪60年代中期，该组织的一些建议促使联邦垦务局在规划中增加了对该地区的电力供应量。
最后解决这一电力供应问题的是一位自有电力的支持者。
联邦电力委员会(联邦能源规划委员会的前身)的前主席Leland，Olds，提出了一个构想，即在这一地区建立一个大型的自有气化电厂并使之与现有的联邦水电厂联姻—“水热”结合。
作为罗斯福总统政府的一员，Olds曾经是田纳西山谷委员会的委员。
他看出了密苏里山谷地区与田纳西山谷地区在发展过程中的相似性。
1959年在南达科他州举行的一次会议上，Olds对公共电力的代表们说，大负荷供电能力的秘密在于建立一个地区性电力供应系统，作为一个能满足该地区所有系统需求的能提供大量电力的供应源，该系统能建立并能与这些电厂联合在一起。
他的主要想法是在北达科他州中部建立一个以褐煤为燃料的电厂。
并不是所有的人都认同Olds观点。
但是，1961年，来自8个州乡村电力委员会的67个代表们认可了这一想法并组成了基础电力联合会。
通过集中在一个地区性的发电及输送联合会，这些农民及农场主就能建立一个大规模的以褐煤为燃料的发电厂，以补充联邦水电系统给他们供应的电量。
他们认为这样做有助于掌握自己的命运。
同建立许多小电厂相比，一个大规模的以褐煤为燃料的电厂更经济实用：不需运输褐煤、建立较少传输线、所需资金较少。
关于煤制天然气工艺的比较我要打印 IE收藏放入公文包我要留言查看留言来源：其他添加人：admin 添加时间：2011-4-16 11:55:001煤制天然气的开发状况1.1国外煤制天然气的开发状况煤制天然气的核心技术除气化技术以外，还有甲烷化技术，气化技术已经非常成熟，甲烷化技术是在煤气化的基础上，进行煤气甲烷化，鲁奇公司、沙索公司在两个半工业化实验厂上进行考察认为煤气进行甲烷化，可制取合格的代用天然气。
在国外，美国大平原煤气化厂已投产，它是世界上第一座由煤气化经甲烷化合成高热值煤气的大型商业化工厂。
第1期工程的设计能力为日产代用天然气3890km3（相当于日产原油20k桶），于1980年7月破土动工，1984年4月完工并投入试运转，1984年7月28日生产出首批代用天然气并送入美国的天然气管网。
丹麦的托普索公司近期也推出了煤制天然气技术，该技术采用托普索自己的专用催化剂。
据声称，该公司的煤制天然气技术已经应用在美国伊利诺斯州杰斐逊的1个煤气化工厂，这个煤气化工厂将于2010年投入运行，届时每年可将约4000kt煤炭转化为天然气。
1.2国内煤制天然气的开发状况在80年代，国内开始开展“水煤气甲烷化技术生产城镇燃气的研究”，“城市煤气甲烷化”的研究，当时主要用来解决城市煤气热值问题，承担这个课题的单位有：中国科学院大连化物所、中国科技大学、西北化工研究所、华东理工大学、煤炭部北京煤化所，沈阳煤气化所，经过多年的科技攻关，取得了生产中热值城市煤气的系列煤气甲烷化技术。
即：常压水煤气甲烷化技术、耐硫甲烷化技术，并达到世界先进水平。
并利用常压水煤气甲烷化技术建厂10多座，其精脱硫催化剂、脱氧剂和常压甲烷化催化剂成为国家级新产品，甲烷化催化剂获优秀发明专利一项、国家发明三等奖、中科院科技进步一等奖、省市级奖3项；精脱硫剂获优秀专利1项，国家发明二等奖1项，脱氧剂发明专利一项，获辽宁省科技进步二等奖。
后因出现价格相对低廉的液化气，天然气，取代了城市煤气，常压水煤气的生产厂纷纷被迫停产，此项技术渐渐淡出人们的视线。
