一、项目简介:
我国“富煤、贫油、少气”的资源禀赋特点决定了我国目前可利用天然气难以满足市场需求,专家预测到2020年我国天然气缺口将达到900 亿m3,天然气对外依赖程度将越来越大,这对国家能源安全将是一个极大的隐患。
煤制天然气是煤经过气化生产合成气,合成气通过一氧化碳变换和净化处理后,经甲烷化合成天然气。煤制天然气与煤制甲醇、煤制油等其他煤化工技术相比,具有设备流程简单、耗水量低、单位热值投资成本低、生产过程污染物较少、生产效率高以及废热循环利用等优点,是我国煤炭制能源产品的一条重要利用方式也是我国解决天然气供需矛盾的重要途径。煤制天然气在我国得到越来越多的关注。
煤制天然气的技术关键是甲烷化技术,目前的工业甲烷化催化剂主要是非耐硫镍基催化剂,该催化剂具有较高的甲烷化能力,但对原料中的硫非常敏感,要求在甲烷化反应之前将原料中的硫含量脱除到0.1ppm以下。工艺上采用低温甲醇洗工艺进行精脱硫,具体为从CO变换炉处理的中高温原料气降到-40℃进行低温甲醇洗工艺脱硫后再进入300℃以上的甲烷化反应器。大幅度的温降温升导致极大能源浪费和操作成本。
实现耐硫甲烷化工艺是解决上述问题的有效途径。为此,国内外很多研究机构对甲烷化耐硫催化剂进行了研究。煤化所立足新型耐硫催化剂的开发,长期进行了耐硫甲烷化技术的整体探索。
二、技术指标
中科院山西煤化所多年来致力于耐硫甲烷化催化剂的研究开发,并取得良好的进展。所研发催化剂可在H2/CO摩尔比为1.0-3.0、温度为300-600℃的条件下进行甲烷化反应,CO转化率达80%以上,对原料气的耐硫能力可达2000 ppm以上。
三、产品应用领域及市场前景
目前甲烷化均采用非耐硫镍基催化剂,工艺上配备低温甲醇洗在变换和甲烷化之间进行精脱硫处理。实现耐硫甲烷化工艺,可省去变换和甲烷化之间的低温甲醇洗工艺。
如采用耐硫甲烷化工艺,主体生产装置投资可节省约6.5亿元,天然气生产成本保守估计可降低0.15-0.20元/Nm3,即20亿方/年的煤制天然气项目每年可增利润3.0-4.0亿元。
四、主要设备、投资与合作形式
山西煤化所与赛鼎工程有限公司(原化二院)合作,合作进行耐硫甲烷化关键技术的工业中试研发工作。对高性能耐硫催化剂进行优化定性和反应器设计,将在适当时机开展工业中试。
联系人:科技处,电话:0351-4041154,传真:0351-4041153,邮箱:hanxinyu@sxicc.ac.cn