1、焦炉煤气甲烷化制城市燃气项目建议书一、项目概况在国家“十二五 ”能源战略规划、环保政策、以及“气化吉林”战略等背景下，天然气将作为高效环保的绿色能源，正日益发挥着重要作用，长春燃气抓住了这一历史机遇，制定出台了公司“十二五”规划，紧紧抓住两条主线：以投资带动公司业务发展，以优化置换带动产品结构调整，并重点确定了以天然气板块为龙头，以焦化板块和投资板块块为两翼。长春市现有焦炉煤气用户 52 万户，预计于2015 年完成全部天然气置换工作。届时焦炉煤气甲烷化制天然气将作为城市燃气重要的备用气源。从 20 世纪 7090 年代开始，国内开展了部分焦炉煤气甲烷化技术，国内甲烷化技术做了大量的试验和示范
2、装置，现已有多地处于规划、拟建或在建阶段。但到目前为止暂时没有可供参考的大型工业化装置。日本日挥公司在焦炉煤气制天然气领域积累了大量工业化运行经验，在煤气深度净化技术方面日本千叶县某公司 1982 年投入运行至今为止仍在投入使用。在煤气甲烷化技术方面，日本日挥公司通过实际生产能够解决焦炉煤气净化过程中发生的由于固态生成物堵塞管道、过滤器催化剂性能下降等问题。在煤气甲烷化技术方面，日本燃气行业从 1980 年起逐步研发出活性高、选择性好、强度高、寿命长的焦炉煤气甲烷化催化剂，在日本 2 个企业进行生产，其 SNG 生产能力分别为 5 亿立方米/年和7 亿立方米/年，但由于廉价液化天然气的引进，停
3、止了以焦炉煤气制 SNG 的生产。目前日挥公司与中冶焦耐工程技术有限公司联合，根据长春燃气焦化公司焦炉煤气气体组成，为长春燃气设计焦炉煤气甲烷化技术。二 、 项 目 的 意 义 和 必 要 性长春燃气股份有限公司与中石油、中石化签订了长期天然气采购协议，战略投资建设了长春市天然气外环高压管网，为长春市及长春燃气未来的发展提供了气源，但是根据长春燃气“十二五”规划，预计到 2015 年长春燃气天然气销售将由 2 亿达到 10 亿 m3，燃气客户由 83 万户达到 150 万户，随着城市天然气供应量的急速增长，焦炉煤气甲烷化制城市燃气技术作为备用气源将为天然气管网提供最大供气能力为 6900 万
4、m3 城市燃气，为天然气气源问题提供保障。三、市场分析预测据预测，2015 年我国天然气生产量为 1500 亿立方米，天然气需求量为 2400 亿立方米，供需缺口为 900 亿立方米。2020 年常规天然气生产量为 2000 亿立方米，天然气需求量为 3000 亿立方米，供需缺口为 1000 亿立方米。20102020 年期间，我国天然气需求量受城市燃气需求的提高以及天然气替代其他工业燃料的需求将大幅度增长，消费结构将进一步优化。吉林省省内“气化吉林”发展清洁能源扩大了天然气需求。天然气管道工程将使吉林省城市气化率由 16提高到 60。预计天然气在全省一次能源利用比重到 2015 年将由目前的
5、 4提高到 10以上。作为备用气源焦煤煤气甲烷化制天然气市场前景广阔。四 工艺技术方案1、焦炉煤气甲烷化原理主反应CO+3H2CH 4+H2O H=-206.2kJ/molCO2+4H2 CH4+2H2O H=-165.08kJ/molCO+H2O CO2+H2 H=-41.2kJ/mol 副反应：2CO CO2+C H=-72.4kJ/mol CH4 2H2+C H=82.4kJ/mol甲烷化反应特点主要有两个：其一是 CO、CO 2 与 H2 的甲烷合成反应是强放热反应，其二是 CO 和 CH4 的析碳反应会使催化剂失活。针对甲烷化反应特点，只有寻找活性高、选择性好、强度高、寿命长、技术成
6、型的甲烷合成催化剂，才能保证焦炉气中 CO 和CO2 转化的完全性。2、焦炉煤气甲烷化制天然气工艺、焦炉煤气深度净化经过焦化公司净化处理后的焦炉煤气仍然含有微量硫化氢、有机硫（硫醚、硫醇、COS 和二硫化碳） 、苯、氨、氰化氢、不饱和烯烃、焦油、萘等杂质。硫化氢、有机硫易导致甲烷化催化剂永久性中毒而失活，苯系物在加压，冷却过程会凝结，不饱和烯烃会在后续的焦炉煤气甲烷化反应中分解析碳而影响催化剂的活性并造成堵塞，焦油、萘等杂质影响脱硫催化剂性能。所以去除焦炉煤气的萘、苯、氨等杂质并进行精脱硫是焦炉煤气甲烷化的前提和基础。、焦炉煤气甲烷化甲烷化是整个工艺的核心，其作用是通过甲烷化反应，将焦炉煤气中
7、的 CO、CO 2、 H2 转化成甲烷。、合成气的分离分离的目的是将甲烷化合成后的合成气（主要为甲烷和氢气）按产品质量要求进行分离，分别得到富甲烷的天然气和富氢气体。3、日挥公司与中冶焦耐工程技术有限公司联合，根据焦化公司焦炉煤气气体组成，设计出 2 套焦炉煤气甲烷化工艺流程。、焦炉煤气深度净化煤气甲烷化送入市区官网。该工艺流程 16600m3/h 的焦炉煤气经过煤气深度净化、焦炉煤气甲烷化反应生成 10050m3/h 含有 66% CH4、28% H2、5.2%N 2 的混合气体，由于混合气体中含有 28% H2 热值仅为 6270kcal/Nm3。、焦炉煤气深度净化煤气甲烷化膜分离送入市区
8、官网。该工艺流程 16600m3/h 的焦炉煤气经过煤气深度净化、焦炉煤气甲烷化反应、膜分离后生成 7960m3/h 含有 82% CH4、10% H2、 6.5%N2 的混合气体，该混合气体热值为 7280kcal/Nm3。五 、建厂条件和址初步建厂方案根据规划本项目的厂址布置在长春燃气焦化公司院内，周围无生活居住区、文教区、水源保护区、名胜古迹游览区、自然保护区等，符合环保卫生防护距离要求。并且焦化公司配套环保设施齐全，为环境保护提供保障。六、项目投资估算和经济效益分析由日本日挥公司、日本丸红公司、中日节能环保创业投资有限公司、长春燃气股份有限公司共同推进该项目。具体合作模式如下：1、由长
9、春燃气股份有限公司提供场地、派管理人员、工作人员保证焦炉煤气原料气的供应并对焦炉煤气甲烷化设备进行操作维修。2、由日本日挥公司、日本丸红公司、中日节能环保创业投资有限公司出资建设焦炉煤气甲烷化项目派遣董事拥有重大事宜表决权，日本日挥公司、日本丸红公司负责经营，中日节能环保创业投资有限公司参与经营，日本日挥公司负责提供焦炉煤气甲烷化的制造工艺技术。3、由日本日挥公司、中冶焦耐工程技术有限公司对项目进行工程总承包，收取相关建设费用。4、有长春燃气股份有限公司为合资公司提供焦炉煤气原料气，合资公司为长春燃气提供成品天然气、H 2 并收取加工、服务费。商务模式图项目投资估算：（1）、合资公司经济分析总
10、投资额：2.5 亿人民币。含 0.2 亿的备用费用。按每年生产 360 天，每天生产 24 小时计年加工焦炉煤气 14342万 m3，向燃气管网供应 8683 万 m3 城市燃气，需电力 16000KWh /年；水 52800 吨/年；软水 7200 吨/年，职工 55 名。 动力消耗费用1151.49 万元/年，工资及福利 212.30 万元/年。项 目 单 价 数 量 金 额生 产 用 水 4.6（ 元 /m3 ） 52804.29 电 70（ 元 10KWh） 61软 水 1（ 元 3 ） 73860（ 元 /人 年 ） 521.30 1.动 力 消 耗 万 元 /年合 计 492.工
11、资 及 福 利 万 元 /年投资回收期：8 年（2）长春燃气股份有限经济分析2015 年长春市 52 万人工煤气用户全部置换为天然气，焦炉煤气全部退出管道燃气供应，每天有 40 万 m3 富余煤气，富余煤气以何种方式利用，显得尤为重要，目前剩余焦炉煤气主要用于甲烷化制城市燃气、焦炉煤气制甲醇、焦炉煤气发电。1、引入焦炉煤气甲烷化制城市燃气项目总投资：无（由日方合资公司投资）SNG 销售量：8683 万 m3利润计算：单价：混合气热值/天然气热值2.8 元/ m 3=2.12 元/ m3销售额=8683 万 m32.12 元/ m 3=18407.96 万元生产成本：14342 万元（焦炉煤气成
12、本以 1.0 元/ m 3） 。付日方合资公司加工费：1.5 元/ m 3SNG年加工费：8683 万 m31.5 元/ m 3=13024.5 万元年利润=18407.96 万元13024.5 万元14342 万元=8959 万元。相当于焦炉煤气以 0.38 元/ m 3 售出2、焦炉煤气制甲醇年产 7 万吨煤气制甲醇项目总投资：20000 万元。年均销售收入：16100 万元。年均成本费用：22480 万元（焦炉煤气成本以 1.0 元/ m 3） 。年利润：6380 万元。相当于焦炉煤气以 0.56 元/ m 3 售出3、焦炉煤气发电项目（年发电 12645kwh）总投资：9000 万元。年发电量 12645kwh，单价 0.4 元/ kwh年均销售收入：5057 万元年均成本费用：14342（焦炉煤气成本以 1.0 元/ m 3）万元年利润：9284 万元相当于焦炉煤气以 0.35 元/ m 3 售出综上：焦炉煤气甲烷化制城市燃气由日方投资，长春燃气规避投资风险，作为城市燃气的备用气源，今后几年，随着天然气市场需求的进一步增加，价格仍将有所提高，年利润将随着市场价格的变化而逐年升高。
