焦炉煤气制甲醇和制天然气对比分析

焦炉煤气制甲醇与制天然气焦炉煤气制甲醇与制天然气对比分析对比分析国内焦炭及焦炉煤气利用情况国内焦炭及焦炉煤气利用情况2009年国内焦炭总量为：年国内焦炭总量为：35364万吨，其中：钢铁联合焦化企业：万吨，其中：钢铁联合焦化企业：13405万吨，独立万吨，独立焦化企业：焦化企业：21959万吨。万吨。按每吨焦炭副产按每吨焦炭副产430Nm3焦炉煤气计算，独立焦化企业每年副产焦炉煤气约焦炉煤气计算，独立焦化企业每年副产焦炉煤气约940亿亿Nm3，除企业自身作加热燃料和化工原料（制甲醇）外，每年有约除企业自身作加热燃料和化工原料（制甲醇）外，每年有约220亿亿Nm3焦炉煤气需考虑焦炉煤气需考虑出路问题。出路问题。焦焦炉炉煤煤气气主主要要用用途途作城市燃气和发电的燃料作城市燃气和发电的燃料从焦炉煤气中提氢从焦炉煤气中提氢深度净化后作化工原料（如制甲醇等）深度净化后作化工原料（如制甲醇等）深度净化后甲烷化制深度净化后甲烷化制CNG或或LNG7/24/20242我国每年若回收220 亿NmNm3 3 放散的焦炉气，可得到约96亿NmNm3 CNG，热值相当于713万吨汽油，并减排大量的甲烷、SO2 以及焦油、萘、氨等有害物质。因此，用焦炉气生产CNG/LNG，将产生较明显的经济效益、环境效益与社会效益，对促进焦化与能源行业的技术进步与产业发展具有重要的意义。国内焦炭及焦炉煤气利用情况国内焦炭及焦炉煤气利用情况7/24/20243两种产品工艺流程对比两种产品工艺流程对比焦炉气制甲醇工艺流程焦炉气制甲醇工艺流程催化转化催化转化深度净化深度净化弛放气弛放气甲醇产品甲醇产品精馏精馏空分空分压缩压缩合成甲醇合成甲醇空气空气焦炉煤气焦炉煤气蒸汽蒸汽精脱硫精脱硫废热回收废热回收7/24/20244两种产品工艺流程对比两种产品工艺流程对比焦炉气制天然气工艺流程焦炉气制天然气工艺流程深度净化深度净化焦炉煤气焦炉煤气膜分离膜分离LNG产品产品低温分离低温分离氢气氢气CNG产品产品压缩压缩甲烷化甲烷化废热回收废热回收7/24/20245两种产品方案对比两种产品方案对比100万吨万吨/年焦化装置年焦化装置外供焦炉煤气外供焦炉煤气21500万万Nm3/年年制制CNG制甲醇制甲醇10 万吨万吨/年甲醇年甲醇4168 万万m3/年氢气年氢气5.78 万吨万吨/年副产蒸汽年副产蒸汽2100 万万m3/年弛放气年弛放气8723 万万m3/年年CNG说明：按每吨焦炭伴生说明：按每吨焦炭伴生430m3焦炉煤气计算焦炉煤气计算7/24/20246两种产品产量与消耗对比两种产品产量与消耗对比产品名称产量消 耗焦炉气氧气电蒸汽脱盐水新鲜水仪表气副产品m3/hm3/hkWht/ht/ht/hm3/hm3/h甲醇12.5t/h25000504577503.88162.5200弛放气2625CNG10904m3/h250005663-7.237.8745.8200氢气5210蒸汽7.225t/h以以25000m3/h焦炉煤气为基准焦炉煤气为基准7/24/20247两种产品能量利用率对比两种产品能量利用率对比焦炉煤气制焦炉煤气制CNG CNG 的能量利用率（以的能量利用率（以1000m1000m3 3 CNG CNG 计算计算）名称消耗定额单位等价热值热值/GJ焦炉煤气2292.7m316.746MJ/m338.392新鲜水5t7.524MJ/m30.038脱盐水0.78t14.235MJ/m30.011仪表空气20m31.172MJ/m30.023电519kWh11.84MJ/kWh6.145氢气-478m310.7MJ/m3-5.114蒸汽-0.66t3.781MJ/kg-2.495合计37.0能量利用率86.57%根据天然气的标准热值（35.588MJ/m3）折算压缩天然气（以甲烷约90%计）的热值为32.03 GJ/km3，则利用焦炉气制天然气的能量利用率为：32.03/37.0=86.57%。7/24/20248两种产品能量利用率对比两种产品能量利用率对比焦炉气制甲醇的能量利用率（以焦炉气制甲醇的能量利用率（以1 t 甲醇计算）甲醇计算）名称消耗定额单位等价热值热值/GJ焦炉煤气 2000m316.746MJ/m333.492脱盐水2.55t14.235MJ/m30.036仪表空气 16m31.172MJ/m30.019新鲜水13t7.524MJ/m30.098电620kWh11.84MJ/kWh7.341弛放气-210m39.52MJ/m3-2合计38.986能量利用率51.1%58.2%焦炉气制甲醇能耗为38.986 GJ/t。1 t 甲醇的高位热值为22.7 GJ，低位热值为19.93GJ，故焦炉气制甲醇的能量利用率为51.1%58.2%。7/24/20249两种产品经济性对比两种产品经济性对比以以25000 m3/h 焦炉气为基准焦炉气为基准项目焦炉煤气制CNG焦炉煤气制甲醇项目总投资/万元1776728518固定资产总投资/万元1440024000占地面积/亩76190定员/人140160产 品CNG 8723 万m3/年甲醇 10 万吨/年氢气 4168 万m3/年弛放气 2100 万m3/年蒸汽 5.78 万吨/年产品价格2.22.421002300年均销售收入/万元23481252002121823189 年均总成本费用/万元15688156921855518437年均利润总额/万元6106754815513326年均税后利润/万元4580566011642495财务税前收益率%41.7249.7811.0718.04总投资收益率%35.7643.797.5113.32静态投资回收期3.553.178.266.18盈亏平衡点%31.0926.7773.4355.627/24/202410计算价格:焦炉气0.50 元/m3，新鲜水1.40 元/吨，脱盐水12.00元/吨，电0.52 元/kWh；副产氢气1.00 元/m3，弛放气0.25 元/m3，蒸汽80.00 元/吨。工资3.5 万元/(人年)。基本预备费率6%。根据可行性研究，焦炉气制根据可行性研究，焦炉气制CNG 的效益要比焦炉气的效益要比焦炉气生产甲醇好得多。焦炉气生产生产甲醇好得多。焦炉气生产LNG，效益会更好。，效益会更好。两种产品经济性对比两种产品经济性对比7/24/202411焦炉煤气制甲醇与制焦炉煤气制甲醇与制CNG综合对比综合对比项目项目焦炉煤气制甲醇焦炉煤气制甲醇焦炉煤气制焦炉煤气制CNG工工 艺艺净化部分净化部分原料气净化要求高原料气净化要求高原料气净化要求高原料气净化要求高反应部分反应部分转化反应需配空分装置；甲醇合成反应压力高（58 MPa）不需要空分装置；甲烷化反应压力较低（约2 MPa）分离部分分离部分三塔精馏三塔精馏变压吸附(PSA)、膜分离或深冷分离复杂性复杂性较复杂较复杂较简单较简单产品用途产品用途用途广用途广,作化工原料和燃料作化工原料和燃料作燃料作燃料能量利用率能量利用率51.1%58.2%80%产品贮运产品贮运要求较高要求较高CNG需高压容器需高压容器装置规模装置规模需一定规模需一定规模(目前为目前为830 万吨万吨/年年)规模范围较大，配套焦炭规模为年产10 万吨到数百万吨均可投资比投资比1.00.6效益效益较好较好好好焦炉煤气甲烷化制天然气，开辟了焦炉煤气综合利用新途径，能耗低，经济效益显著。焦炉煤气甲烷化制天然气，开辟了焦炉煤气综合利用新途径，能耗低，经济效益显著。7/24/202412