【正文】 采用褐煤為原料，熱值為 MJ/kg，煤價為 150元 /t， 1 km3甲烷需要 t煤作為原料和燃料。 煤制甲烷的能量利用率比較高，原因是主產(chǎn)業(yè)鏈比較短。 10 評 述 盡管，煤制甲烷的經(jīng)濟性存在爭議，但是，我們不能認為煤制甲烷就沒有競爭力。 (3)耗水量低 單位熱值耗水量以煤制甲烷較低，是 較 為節(jié)水的能源產(chǎn)品，這對于富煤缺水的西部地區(qū)發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)意義重大。如果是煤炭企業(yè)延長產(chǎn)業(yè)鏈，煤價以企業(yè)成本計， 甲烷化是這個企業(yè)的一個工序，產(chǎn)品甲烷的成本是能夠過關的。 例如，一個年產(chǎn) 200 kt的水煤漿甲醇廠，改成甲烷的產(chǎn)量是 108 m3/a，還有一定量的中壓蒸汽輸出。 希望國家有關部門制定一個規(guī)劃，應該就發(fā)展的速度、裝置規(guī)模、能耗、地域、水耗量、環(huán)保要求等制 定具體要求，有序地發(fā)展這個與民生攸關的工業(yè)。這個管道應該包括國家主管道和地方支線管道，天然氣、煤層氣、煤制甲烷、焦爐氣制甲烷、凍土層可燃冰等氣源從地方的支線管道送往國家主管道。隨著人民生活水平的提高，對環(huán)保、生活的舒適性要求越來越高，高水平的小康時代正在向人們招手，天然氣肯定供不應求，而且缺口越來越大。在這里，筆者再次強調：煤制甲烷要有序發(fā)展，不能一哄而上。 (6)可以為中小型 煤化工企業(yè) 提供新的產(chǎn)業(yè)鏈 對一些自產(chǎn)煤的中小煤化工企業(yè) (如甲醇廠 )，如果產(chǎn)品的銷路出現(xiàn)問題，可以改建成甲烷廠，為當?shù)氐拿癖娞峁怏w燃料。 有關技術經(jīng)濟問題，關鍵在于煤是誰的。 如果采用水煤漿制取甲烷，甲烷化裝置副產(chǎn)大量的高壓蒸汽，這些蒸汽用于驅動空分透平，可以減少鍋爐和燃料煤的使用量。 同樣規(guī)模采用 Lurgi氣化的情況下，氣化爐耗煤 t/h，用 303 t中壓蒸汽，甲烷化只能產(chǎn)生 292 t中壓蒸汽 (450 ℃， MPa)，不夠氣化爐自用，沒有能力向空分供氣。如果采用水煤漿氣化技術為先導，煤制甲烷裝置的投資與此不相上下。 (1)成本 近年來，國內設計單位已經(jīng)做了多起可行性研究，并開展了一些設計，關鍵的問題是產(chǎn)品的成本是否合理。這些副產(chǎn)物不是成品，還要后加工。 目前，我國正在建設的煤制甲烷裝置，基本上是照套 80年代的大平原工藝，沒有創(chuàng)新。 (13)氧氣站 有兩套制氧裝置，每套的生產(chǎn) 能力為 45000 m3/h的純氧，同時生產(chǎn) 17000 m3/h的高純氮氣、 5100 m3/h的壓縮空氣和 t/h 的液氮。 (10)脫酚 煤氣水中尚含有酚和氨，必須脫除后才能用作補充水，在脫酚裝置中用二異丙醚抽提脫酚，脫酚后的煤氣水送回收氨裝置。為了保證得到高熱值的產(chǎn)品氣，采用最終凈化反應器以降低殘余 CO的濃度。生產(chǎn)的粗煤氣經(jīng)淬冷和冷卻，使焦油、油、酚類、氨和水從氣流中冷凝下來；這些構成煤氣水，送到后處理工序進行分離。 圖 6 MCR2X催化劑 7 美國大平原工藝 ［ 2］ 工藝敘述 美國大平原廠是迄今世界上唯一的規(guī)?；褐萍淄檠b置，是 Lurgi氣化技術用于制取甲烷的典型示范廠。在用 Lurgi技術氣化時，甲烷化的壓力在 MPa 左右；而采用水煤漿氣化，可以在 ～ MPa下進行；采用粉煤氣化，可以在 MPa下進行。 上述方法都利用了甲烷化放出的熱量，產(chǎn)出高壓過熱蒸汽，只是利用熱量的具體流程不同。 甲烷化工藝回路 為了讓反應在工業(yè)生產(chǎn)中平穩(wěn)地進行，可以采用冷激法和稀釋法。 反應的移熱問題 在化肥工業(yè)中，甲烷化是用來除去合成氣中微量 CO和 CO2的，反應溫度在 350 ℃左右，反應器的溫升約 30 ℃。 5 甲烷化技術 坑口氣化工藝開發(fā)的難題是甲烷化反應器和甲烷化回路。 圖 2 水煤漿制取甲烷流程圖 計算表明，以神府煤為例，采用水煤漿技術，在氣化爐投料 62 t/h時，每噸原料煤可產(chǎn)人工天然氣 469 m3，副產(chǎn)的 t高壓蒸汽基本上可作為動力蒸汽。氣化出口含有 8%～ 10%的甲烷，同時投資比較低，可以使用 褐煤作原料 。 4 煤氣化技術的選用 美國大平原煤氣廠采用魯奇煤氣化工藝和甲烷化工藝 ［ 2， 5］ 。管線起點為內蒙古自治區(qū)赤峰市克什克騰旗的浩來呼熱鄉(xiāng)，末 站設在北京古北口。 3條生產(chǎn)線 ，每一條生產(chǎn)線與大平原廠相當，共 48臺 Lurgi 氣化爐 ， 45開 3備 。該催化劑 1986年通過化工部鑒定，已應用于北京順義煤氣廠城市煤氣甲烷化固定床反應器中，但是沒有在大規(guī)模城市甲烷生產(chǎn)上使用過。 1984年 ，英國煤氣公司和德國魯奇公司合作，完成了 HICOM甲烷化工藝 。沿線主要城鎮(zhèn)可以從管道上獲取甲烷作為居民生活用氣，將對提高我國居民的生活質量和改善大氣質量起到巨大的作用。 作為 13億人口的大國，居民飲食和生活燃料問題是十分重要的。無疑，人民生活水平的提高，相應對環(huán)保、生活的舒適性要求越來越高，天然氣肯定會供不應求。 1973年， ANR成立了合成燃料組， Lummus一 Kaiser公司進行了 780 km3/d代用天然氣裝置的可行性研究，魯奇公司承擔工藝的初步設計。 11月 11 日，裝置達到設計生產(chǎn)能力。該工程 2020年 8月 12日通過了國家驗收 ,同年 9月 18日 ,產(chǎn)能 Mm3/d的二期工程又順利投入試生產(chǎn) ,合計中熱值凈煤氣產(chǎn)能約 3 Mm3/d。年耗水 kt。 圖 1 煤制甲烷流程示意圖 煤制甲烷工藝最關鍵的技術是煤氣化。投資 元， 14臺氣化爐， 12開 2備。由于氣化出口的合成氣中 H2/CO比較