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越受到青睞，很多國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，成為全球增長最迅猛的能源之一。

而根據(jù)國際能源署的報告，由于國內(nèi)產(chǎn)量無法滿足需求，中國在2019年將成為世界上最大的天然氣進口國，其中大部分為液化天然氣。在此背景下，焦?fàn)t煤氣制天然氣項目在國內(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。

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)的污染問題，實現(xiàn)焦化工業(yè)的清潔生產(chǎn)，同時又可以提高焦?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。

從國家層面而言，中國天然氣(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量的需求。2017年，中國天然氣的進口量已高達(dá)920億立方米，對外依存度近39%。在這種情況下，只要價格能為市場接受，焦?fàn)t煤氣制天然氣將會穩(wěn)步發(fā)展。同時，起碼可降低1～2個百分點的天然氣對外依存度。

從經(jīng)濟效益來講，焦?fàn)t煤氣自身價格一般僅為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。在中國中、東部地區(qū)天然氣門站價格較高的地方，用管道天然氣的成本要遠(yuǎn)高于此成本價。這就意味著，在這些地區(qū)焦?fàn)t煤氣制天然氣極具市場競爭優(yōu)勢。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。

我國具備大力發(fā)展焦?fàn)t煤氣制天然氣的條件

其一，中國是世界焦炭和焦?fàn)t煤氣的第一大生產(chǎn)國。

中國焦炭產(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3000萬噸以上。中國焦炭生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)600多家，年產(chǎn)能100萬噸以上就有200多家，遍布全國28個省、市、自治區(qū)。這是頁巖氣(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，中國焦?fàn)t煤氣制天然氣技術(shù)已有突破。

中國目前焦?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，甲烷化工藝又可進一步分為不補碳甲烷化工藝和補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%，采用不補碳甲烷化工藝，氫氣仍會有剩余，原料無法得到全部合理的利用。而補碳甲烷化工藝通過對原料氣進行補碳，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，中國焦?fàn)t煤氣制天然氣已經(jīng)初具規(guī)模。

中國從2012年開始利用焦?fàn)t煤氣制天然氣。第一個項目承擔(dān)企業(yè)是新汶礦業(yè)集團內(nèi)蒙恒坤化工有限公司，日產(chǎn)量為36萬立方米。到2016年，中國已有焦?fàn)t煤氣制天然氣工廠近30家，日產(chǎn)能達(dá)1260萬立方米。同年，中國天然氣工廠總數(shù)為172家，日產(chǎn)能為9696萬立方米。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)中國煉焦行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，全國焦?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)計達(dá)50億立方米/年，可還是一直未能入國家規(guī)劃與統(tǒng)計部門的法眼。另外，國家財政對頁巖氣與煤層氣開采均有補貼，焦?fàn)t煤氣的利用卻分文沒有。

盡管目前尚未在國內(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)保項目，焦?fàn)t煤氣制天然氣是一種極具市場前景的清潔能源，特別是在國內(nèi)天然氣價格連續(xù)增長的情況下。