焦?fàn)t煤氣制天然氣，具有化害為利、治理環(huán)境，創(chuàng)造效益的雙重功效

天然氣作為清潔能源越來(lái)越受到青睞，很多國(guó)家都將液化天然氣列為首選燃料。天然氣在能源供應(yīng)中的比例迅速增加，尤其是液化天然氣，正以每年約12%的速度增長(zhǎng)，成為全球增長(zhǎng)最迅猛的能源之一。

而根據(jù)國(guó)際能源署的報(bào)告，由于國(guó)內(nèi)產(chǎn)量無(wú)法滿足需求，中國(guó)在2019年將成為世界上最大的天然氣進(jìn)口國(guó)，其中大部分為液化天然氣。在此背景下，焦?fàn)t煤氣制天然氣項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)漸漸興起。的確，當(dāng)前發(fā)展焦?fàn)t煤氣制天然氣可謂恰逢其時(shí)。

焦?fàn)t煤氣是煉焦的副產(chǎn)品。其主要成分為氫氣、甲烷、烴類、一氧化碳和二氧化碳,是一種良好的化工原料和高熱值燃料。但其所含雜質(zhì)(如各種形態(tài)硫、焦油、苯、萘、氨和氰化氫等)種類繁多，成分復(fù)雜，嚴(yán)重影響了其使用范圍。主要成分為氫氣、甲烷、烴類、一氧化碳和二氧化碳，可以通過(guò)甲烷化合成反應(yīng)將焦?fàn)t煤氣中的一氧化碳、二氧化碳和氫氣轉(zhuǎn)化為甲烷，并通過(guò)深冷液化工藝生產(chǎn)出高品質(zhì)的液化天然氣的技術(shù)成為解決焦?fàn)t煤氣綜合利用難題的有效途徑。既可以解決焦化工業(yè)的污染問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)焦化工業(yè)的清潔生產(chǎn)，同時(shí)又可以提高焦?fàn)t煤氣產(chǎn)品的附加值，具有化害為利、治理環(huán)境和變廢為寶，創(chuàng)造效益的雙重功效。

從國(guó)家層面而言，中國(guó)天然氣(包括非常規(guī)天然氣)產(chǎn)量增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足天然氣消費(fèi)量的需求。2017年，中國(guó)天然氣的進(jìn)口量已高達(dá)920億立方米，對(duì)外依存度近39%。在這種情況下，只要價(jià)格能為市場(chǎng)接受，焦?fàn)t煤氣制天然氣將會(huì)穩(wěn)步發(fā)展。同時(shí)，起碼可降低1～2個(gè)百分點(diǎn)的天然氣對(duì)外依存度。

從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)講，焦?fàn)t煤氣自身價(jià)格一般僅為0.5元/立方米左右，凈化、甲烷化與液化之后，成本約為2元～2.5元/立方米。在中國(guó)中、東部地區(qū)天然氣門(mén)站價(jià)格較高的地方，用管道天然氣的成本要遠(yuǎn)高于此成本價(jià)。這就意味著，在這些地區(qū)焦?fàn)t煤氣制天然氣極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。據(jù)悉，焦?fàn)t煤氣制天然氣比制焦?fàn)t煤氣制甲醇的投資收益率可高約28%左右。不僅如此。焦?fàn)t煤氣制天然氣的甲烷含量可以高達(dá)99%以上，明顯優(yōu)于一般管道天然氣。

我國(guó)具備大力發(fā)展焦?fàn)t煤氣制天然氣的條件

其一，中國(guó)是世界焦炭和焦?fàn)t煤氣的第一大生產(chǎn)國(guó)。

中國(guó)焦炭產(chǎn)地分布十分廣闊，除西藏與海南外，其他省份都有產(chǎn)焦，年產(chǎn)量都在150萬(wàn)噸以上，山西、河北、陜西、山東與內(nèi)蒙古等地的年產(chǎn)量均在3000萬(wàn)噸以上。中國(guó)焦炭生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)600多家，年產(chǎn)能100萬(wàn)噸以上就有200多家，遍布全國(guó)28個(gè)省、市、自治區(qū)。這是頁(yè)巖氣(主要在川渝地區(qū))、煤層氣(主要在山西)與煤制氣(主要在新疆、內(nèi)蒙古)等氣源種類所不能相提并論的。

其二，中國(guó)焦?fàn)t煤氣制天然氣技術(shù)已有突破。

中國(guó)目前焦?fàn)t煤氣制天然氣工藝技術(shù)主要有兩種，分別是以西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司“焦?fàn)t煤氣甲烷化制備天然氣”為代表的甲烷化工藝和以中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所“焦?fàn)t煤氣聯(lián)合凈化分離制備天然氣”為代表的分離工藝。其中，甲烷化工藝又可進(jìn)一步分為不補(bǔ)碳甲烷化工藝和補(bǔ)碳甲烷化工藝兩種類型。由于焦?fàn)t煤氣中甲烷體積分?jǐn)?shù)僅有23%～27%，采用不補(bǔ)碳甲烷化工藝，氫氣仍會(huì)有剩余，原料無(wú)法得到全部合理的利用。而補(bǔ)碳甲烷化工藝通過(guò)對(duì)原料氣進(jìn)行補(bǔ)碳，充分利用了焦?fàn)t煤氣中的各種有效成分，從而使原料氣全部甲烷化，可使天然氣增產(chǎn)約30%，有利于后續(xù)氣體分離和低溫液化，是一種較為理想焦?fàn)t煤氣轉(zhuǎn)化為天然氣的途徑。

其三，中國(guó)焦?fàn)t煤氣制天然氣已經(jīng)初具規(guī)模。

中國(guó)從2012年開(kāi)始利用焦?fàn)t煤氣制天然氣。第一個(gè)項(xiàng)目承擔(dān)企業(yè)是新汶礦業(yè)集團(tuán)內(nèi)蒙恒坤化工有限公司，日產(chǎn)量為36萬(wàn)立方米。到2016年，中國(guó)已有焦?fàn)t煤氣制天然氣工廠近30家，日產(chǎn)能達(dá)1260萬(wàn)立方米。同年，中國(guó)天然氣工廠總數(shù)為172家，日產(chǎn)能為9696萬(wàn)立方米。換言之，焦?fàn)t煤氣制天然氣的產(chǎn)能已占天然氣總產(chǎn)能的13%。除了常規(guī)天然氣以外，焦?fàn)t煤氣已成為中國(guó)天然氣廠的第二大氣源。

盡管如此，焦?fàn)t煤氣制天然氣要想繼續(xù)發(fā)展，還欠一陣政策的東風(fēng)。眾所周知，頁(yè)巖氣與煤層氣的利用早已被政府列入“十三五”發(fā)展規(guī)劃，但盡管據(jù)中國(guó)煉焦行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)焦?fàn)t煤氣制天然氣早在2015年總產(chǎn)能已達(dá)36億立方米/年，目前預(yù)計(jì)達(dá)50億立方米/年，可還是一直未能入國(guó)家規(guī)劃與統(tǒng)計(jì)部門(mén)的法眼。另外，國(guó)家財(cái)政對(duì)頁(yè)巖氣與煤層氣開(kāi)采均有補(bǔ)貼，焦?fàn)t煤氣的利用卻分文沒(méi)有。

盡管目前尚未在國(guó)內(nèi)得到充分的重視，但作為一種副產(chǎn)品資源化利用的環(huán)保項(xiàng)目，焦?fàn)t煤氣制天然氣是一種極具市場(chǎng)前景的清潔能源，特別是在國(guó)內(nèi)天然氣價(jià)格連續(xù)增長(zhǎng)的情況下。