煤制天然气项目的气化技术选择之探索

第２期（总第１５９期）　２０１２年４月　煤化工　Ｃｏａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｎｏ．２（Ｔｏｔａｌ　Ｎｏ．１５９）　Ａｐｒ．２０１２　

煤制天然气硫、氨回收工艺选择　

徐西征，孙中辉，时丕应，刘宝银，谭小宝　

（新矿集团伊犁新天煤化工有限公司，新疆伊宁８３５０００）　

摘　要对煤制天然气项目采用的副产液氨、硫磺方案和副产硫酸铵方案进行了比较，分析了副产硫酸铵　

方案技术路线，讨论了该技术代替原有液氨工艺的优缺点，通过分析可知，采用克劳斯硫回收和氨法脱硫相结　

合工艺比硫磺、液氨产品方案投资省、效益好。煤制天然气副产硫酸铵工艺为集成、首创的工艺，具体效果需要　

在生产实践中检验。　

关键词煤制天然气，硫磺，液氨，硫酸铵　

文章编号：１００５—９５９８（２０１２）一０２—００２０—０３中图分类号：Ｔ０５４文献标识码：Ｂ　

１问题的提出　

新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州具有丰富　

的煤炭资源和水资源，西气东输二线管道从伊犁州经　

过，很多企业借此优势，建设煤制天然气项目，煤炭气　

化方式大多采用固定床加压气化技术。年产２０亿ｍ。　

煤制天然气采用固定床加压气化可副产１．８６万ｔ硫　

磺和２．４万ｔ液氨，硫磺可以出售给硫酸厂和化工　

厂，液氨可以出售给合成氨企业和用于电厂脱硫。　

以硫磺为产品的方案中，硫回收采用克劳斯工　

艺，燃烧后的二氧化硫与硫化氢发生克劳斯反应生产　

单质硫，克劳斯硫回收尾气时，需要配套进行斯科特　

尾气处理。氨回收采用蒸氨工艺，以液氨形态回收。上　

述硫回收和氨回收工艺成熟，在多家以固定床气化为　

龙头的煤化工企业中得到广泛应用，但应用于伊犁煤　

制天然气项目仍然存在一些问题：　

（１）市场小，运费高。液氨和硫磺用途单一，产品　

定价处于劣势，且伊犁地区没有下游的合成氨和硫酸　

企业，硫磺和液氨需要运输到乌鲁木齐等地区销售，　

２．４万ｔ液氨每年的运费即达到１　６８０多万元，加上　

硫磺运费，可达到２　２００万元左右。　

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

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。

浅谈几种煤气化工艺的优缺点

我国石油、天然气资源欠缺，煤炭资源相对丰硕。进展煤化工产业，有利于推动石油替代战略的实施，知足经济社会进展的需要，煤化工产业的进展关于减缓我国石油、天然气等优质能源供求矛盾，增进钢铁、化工、轻工和农业的进展，发挥了重要的作用。因此，加速煤化工产业进展是必要的。

1．各类气化技术现状和气化特点

煤化工要进展，一个重要的工艺环节确实是煤气化技术要进展。我国自上世纪80年代就开始引进国外的煤气化技术，包括初期引进的Lurgi固定床气化、U-gas流化床气化、Texaco水煤浆气流床气化，Shell气流床粉煤气化、和近期拟引进的BGL碎煤熔渣气化、GSP气流床粉煤气化等等，世界上所有的气化技术在我国几乎都是有应用，正因为我国是一个以煤为要紧燃料的国家，世界上也只有我国利用如此众多种类的煤气化技术。

随着煤气化联合循环发电(IGCC)、煤制油(CTL)、煤基甲醇制烯烃(MTP&MTO)等煤化工技术的进展，用煤生产合成气和燃气的加压气化工艺最近几年来有了较快的进展。Lurgi固定床气化、Texaco水煤浆气化、Shell干粉加压气化、GSP干粉加压气化、BGL碎煤熔渣气化、和我国自有知识产权的多喷嘴水煤浆气化、加压两段干煤粉气流床气化、多元料浆气化等等技术在我国的煤化工领域展开了猛烈的竞争，对增进煤化工的进展做出了奉献。

Lurgi固定床气化工艺在我国有哈气化、义马、天脊、云南解肥、兰州煤气厂等6个厂；Texaco水煤浆气化工艺已在我国鲁南、上海焦化、渭化、淮化、浩良河、金陵石化、南化等9个厂投入生产，情形良好；Shell干粉加压气化技术在我国已经有双环、洞氮、枝江、安庆、柳化等5个厂投产，还有10余个项目正在安装，将于尔后几年陆续投产；多喷嘴水煤浆气化已在山东华鲁恒升、兖矿国泰2个厂投运，还有7个厂家正在安装，最晚在2020年投产；GSP干煤粉气化技术在神华宁夏煤业集团和山西兰花煤化工有限责任公司的煤化工厂也将投入建设；加压两段干煤粉气流床气化技术已通过中实验收，华能集团“绿色煤电”项目2000t/d级和内蒙古世林化工1000t/d级的气扮装置正在设计安装中。

煤制天然气煤气化工艺选择

李斌

【摘 要】本文介绍了我国天然气消费现状和渤化内蒙煤制天然气项目基本情况.以该项目工艺比选确定为主线,提出以煤定炉的工艺比选原则,在对项目煤质进行全面分析的基础上,根据不同煤气化工艺对该煤的适应性,进行了气化工艺的比选和确定.

【期刊名称】《天津化工》

【年(卷),期】2015(029)003

【总页数】4页(P4-7)

【关键词】煤制天然气;煤气化工艺;碎煤加压气化;煤质指标

【作 者】李斌

【作者单位】天津渤化永利化工公司煤化工事业部,天津300000

【正文语种】中 文

【中图分类】TQ546

按照气化炉的物料流动方式来划分，气化工艺主要分有三大类(表1)：固定床、流化床和气流床。固定床技术分常压和加压技术，基于篇幅，本文只介绍加压固定床气化。

1.1 鲁奇气化技术（鲁奇MK4和MK+）

鲁奇FBDB煤气化技术从上世纪30年代至今的发展经历大概可以分为四个阶段：第一代鲁奇炉（1936～1954）、第二代鲁奇炉（1952～1965）、第三代鲁奇炉MK4和MK5（1969～2008）、第四代鲁奇MK+。 上世纪70年代，鲁奇公司在第二代气化炉的基础上加以改进，形成了MK4型气化炉。MK4型是当今世界上使用最多的炉型，该炉型可气化除强黏结性烟煤外的几乎所有煤种，且生产能力及在线率得以大幅提升，最高分别达到65000Nm3/h和93%，产品单耗也有所下降。

鲁奇公司在总结完善MK4气化炉的基础上将其升级设计为MK+气化技术，在硬件上做了如下改进：气化炉高度由12.5m增至17m,外径由4.13m扩至5.05m，同时创新性地将气化炉设计压力提升到6.0MPa（操作压力5.0MPa），不仅使单炉生产能力达到10万Nm3/h，同时粗煤气的质量指标实现了提升，氧耗和蒸汽耗也有一定程度的下降，为大型煤化工项目的技术选择又开辟了一个途径（表2）。

1.2 国产碎煤加压气化技术

上世纪70年代，赛鼎工程有限公司与德国鲁奇公司、PKM公司等合作，参与设计建设了天脊集团合成氨装置、哈尔滨依兰煤气工程、义马煤气化工程在此基础上采用自主开发的工艺技术，独立完成了太原炉的设计建设工作。至此，国内改进型碎煤加压气化技术进入应用阶段（表3）。