中国煤制气行业研究报告.doc
《中国煤制气行业研究报告.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中国煤制气行业研究报告.doc(21页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、煤制天然气行业初步分析报告二一年二月二十二日目 录一、概述2二、产品市场及价格分析3(一)我国煤制气行业发展状况3(二)煤制气供需求情况分析5(三)价格分析6(四)煤制气市场分析结论7三、煤制天然气技术分析7(一)甲烷化技术分析7(二)节能、节水和二氧化碳排放分析11四、煤制气投资收益分析14五、风险分析16六、政策分析及项目报批16七、初步结论与思路19煤制天然气行业初步分析报告一、概述1、煤气化概况煤气化是借助催化剂将煤转化为气体的过程。煤气化的气体产品可以用于燃烧,供热,发电,合成化工产品等。工业上以煤为原料生产煤气(合成气)已有百余年历史。煤气化技术发展进程看,早期的煤气化大都在常压下
2、进行,使用的原料粒度都很大,造成了粉煤资源不能有效利用、能耗高、规模小、严重污染环境等问题。自20世纪60年代以来,煤气化,技术研究开发取得了较大的进展,尤其是20世纪70年代的石油危机的刺激和严重的燃煤环境污染问题,国内外各国政府和研究机构都给予了极大的重视:如美国先后提出的“洁净煤技术示范计划”(CCTP)和“21世纪展望”(Vision 21)。在这些项目的带动下,一批大型化的先进的煤气化技术完成示范,如Texaco,Destec,Shell,Prenflo,KRW等技术。在过去二十年中,我国煤气化技术研究开发水平有了显著的提高,灰熔聚流化床气化技术完成了工业示范;水煤浆气流床气化技术和
3、加压固定床气化技术等完成了中试,由于国外技术的引进(Texaco,Lur2gi气化炉)转变为国产化服务和技术改进(多喷嘴技术)。干粉气流床气化技术近几年由于Shell,Prenflo技术的示范成功,国内亦开始有关的技术研究。现代煤化工分为3个工业化层次, 第一层次为煤制合成气, 水煤浆或干煤粉经过部分氧化法生成合成气(C0+H2),水煤浆气化在国内已经工业化。第二层次为合成气加工, 合成气加工工艺主要有三条路线: 醇类、烃类和其他碳氧化台物的合成。其中醇类合成包括合成气制甲醇、二甲醚(DlVlE) 、乙醇和进一步制乙二醇等。第三层次是深加工, 深度加工甲醇和烯烃的下游产品最多, 是化工行的支柱
4、产业。2、煤制天然气和国内已经开展的煤制油、煤制甲醇等项目相比,从转化效率方面讲,煤制天然气有着不可比拟的优势。煤制天然气CO转化率接近百分之百,氢转化率99%、CO2转化率98%、能量总有效转化率60%-65%,比生产甲醇高17%,比制成油高15%-25%,比发电高27%。煤制天然气克服了传统的煤制燃气热值低的缺点,单位热值耗水量最低,甲烷合成废水基本不含有害物,易于利用,是最节水的能源产品。煤制天然气作为液化石油气和天然气的替代和补充,既实现了清洁能源生产的新途径,优化了煤炭深加工产业结构,丰富了煤化工产品链,又具有能源利用率高的特点,符合国内外煤炭加工利用的发展方向,对于缓解国内石油、天
5、然气短缺,保障我国能源安全具有重要意义。二、产品市场及价格分析(一)我国煤制气行业发展状况煤制气项目的发展与天然气的供应相关联,虽然我国天然气远景储量较高,达到37.37万亿立方米,但探明储量相对较小,2008年仅有2.5万亿立方米左右。而且我国天然气资源开发难度相对较大,主要表现在三个方面:一是天然气资源中伴生气储量占总储量比重高,为20.1%,利用率低;二是规模偏小,我国大气田的下限地质储量为300亿立方米,可采储量为180亿立方米,国外大气田的可采储量标准是1000亿立方米,我国可采储量超过1000亿立方米的气田到目前为止只有6个;三是丰度偏小,储量丰度低和特低的气田占全部气田的50%,
6、低渗储层(低压、低产)所占比例高,埋深大,远离东部经济中心。 我国天然气的储采比也有持续下降的趋势。19982008年间我国天然气探明储量年均增长率为6.5%;而同期,我国天然气产量年均增长率达12.7%,2008年天然气产量达到760.82亿立方米。储量的增长速度远远跟不上需求的增长速度,造成我国天然气储采比从1998年的58.7年持续下降到2008年的32.3年,远低于同期世界63.3年的平均水平。 在天然气供应不足以支持巨大市场需求的情况下,我国已大力开拓进口天然气的渠道。进口液化天然气(LNG)方面,2008年我国进口LNG333.6万吨,同比增长14.5%。管道天然气方面,西气东输二
7、线工程已全线开工,计划于2011年底贯通。西气东输二线西起新疆霍尔果斯,南至广东广州、深圳和香港,总长度9102千米,设计年输气能力300亿立方米,并与2009年12月中旬开通的中国中亚天然气管道连接。进口LNG与管道天然气将对我国推广清洁能源利用、优化能源消费结构产生深远影响。 然而,不论是进口的海外LNG还是管道天然气,与目前国内的天然气价格相比,价格都明显偏高。以西气东输二线为例,中国中亚管道进口天然气到达中国口岸的成本为2元/立方米左右,比西气东输一线的相应价格高出2倍多。进口的LNG价格甚至更高,据估算,国内某购买澳大利亚LNG长期协议,折合价格为4元/立方米,大大高于目前国内天然气
8、价格。虽然煤制天然气的成本高于普通天然气,但与进口LNG的价格相比,仍具有一定的比较优势。统计数据显示,预计2015年我国将形成200亿立方米/年的煤制天然气产能,占消费量的10%左右。通过实现煤制天然气项目示范和商业化运行,可为国内市场提供相对廉价而可靠的天然气供应来源,也将有利于提升我国进口天然气时在国际市场的议价能力。(二)煤制气供需求情况分析我国的能源消费上,结构失衡已经是非常严重的问题。2008年,中国能源消费总量为28.5亿吨标煤,其中煤炭、石油分别占了69%和20%,天然气只占3.4%,与世界平均的24%相比明显严重偏低。近年来我国天然气产量、消费量迅速增长,并已显示出继续增长的
9、巨大潜力。截止到2006年底,全国剩余天然气可采储量约3.09104亿m3,陆上天然气储量增长地区主要集中在塔里木和四川盆地等气区,海上天然气的储量增长海域集中在南海海域和渤海海域。随着我国天然气基础设施建设的开展,我国天然气供应能力增长迅速。2000年,我国天然气产量为277.3亿m3,2007年达到693亿m3,年均增长率为14.0%。近年来,我国天然气消费量大幅增长,城市燃气增长最快。根据BP世界能源统计报告2008,2000年国内天然气消费量为238亿m3,2007年达到673亿m3,2000年2007年期间年均增长率为16.0%。2008年我国天然气消费量约775亿立方米,同期产量约
10、760亿立方米。未来中国天然气消费的发展趋势,一是需求量大幅度增长;二是利用方向将发生变化,消费结构将进一步优化。随着国内可持续发展战略和加强环保等政策的实施,国内对天然气的需求将与日俱增。预计到2010年,我国天然气需求量将达到1000亿1100亿立方米,而同期的天然气产量只能达到900亿950亿立方米;到2020年,预计我国天然气的需求量将达到2000亿立方米,而同期的天然气产量只能达到1400亿1600亿立方米。2010年、2020年,我国天然气市场缺口分别为300亿立方米、650亿立方米。(三)价格分析国际天然气价格和原舳价格相关性较强,而我国长期采用政府定价的天然气价格政策,同时受天
11、然气资源分布的影响,我国天然气价格呈现南高北低、东高西低的状况,2007年国内主要城市天然气价格情况列于表1。由表1可以看出,从行业分类价格来看,车用天然气的售价最高,基本都在3元m3以上,主要原因是与油品价格的关联比较紧密;其次是公共服务用天然气;由于政府限价的原因,民用天然气价格最低。从地区分布来看,非资源产地的天然气价格较高,价格普遍在2.0元m33.6元m3之间,而资源产地的价格基本在1.2元m32.0元m3之间。为促进节约用气,保证国内天然气市场供应,天然气利用政策中明确表示要合理调控价格,完善天然气价格形成机制,逐步理顺天然气价格与可替代能源价格的关系。因此,国内天然气价格的市场化
12、进程中,价格必然受到国际市场天然气价格的影响,将会有较大幅度的上升空间。(四)煤制气市场分析结论随着城市化的发展,城市管网的建设加快,天然气的需要是呈增长趋势,在受到天然气资源的制约,煤制气的市场需求是快速增长,并且价格上涨成为定局,市场空间大而稳定。三、煤制天然气技术分析(一)甲烷化技术分析甲烷化技术成熟可靠,在化肥行业广泛用于脱除CO;在城市煤气行业,用于提高热值。20世纪70年代,鲁奇公司、南非萨索尔公司开始进行煤气甲烷化生产合成天然气的研究和试验,经过两个半工业化试验厂的试验,证实可以生产合格的合成天然气。甲烷化反应CO的转化率可达100%,CO2转化率可达95%,低热值为35588
13、kJm3。20世纪70年代的能源危机,促使美国考虑能源自主供应问题,在北达科他州大平原上建成了大平原合成燃料厂(GPSP)。该厂于1984年投产,至今仍在正常运行。该厂采用鲁奇固定床加压煤气化和甲烷化技术,年消耗褐煤量为600多万t,生产出合成天然气540亿ft3(相当于15亿m3),还生产化肥、苯酚、CO2和其他化学品。1、托普索甲烷化循环工艺(TREMPTM)技术托普索公司开发甲烷化技术可以追溯至20世纪70年代后期,该公司开发的甲烷化循环工艺(TREMPTM)技术具有丰富的操作经验和实质性工艺验证,保证了这一技术能够用于商业化。该工艺已经在半商业规模的不同装置中得到证明,在真实工业状态下
14、生产200 m3h3000 m3h的合成天然气(SNG)产品(意味着反应器直径是唯一的规模放大参数)。托普索公司开发的MCR-2X催化剂在托普索中试装置和德国Union Kraftstoff Wesseling(UKW)的中试装置中,均进行了独立测试。在中试时,最长的运行时间达到了10000 h,证明MCR-2X是一种具有长期稳定性的催化剂。MCR-2X催化剂累计运行记录超过了45000 h。在TREMPTM工艺中,反应在绝热条件下进行。反应产生的热量导致了很高的温升,通过循环来控制第一甲烷化反应器的温度。MCR-2X催化剂无论在低温下(250)还是在高温下(700)都能稳定运行。反应器在高绝
15、热温升下运行的可能性使循环气体量减少,降低循环机功耗。TREMPTM工艺一般有3个反应器,第二和第三绝热反应器可用一个沸水反应器(BWR)代替,投资较高,但能够解决空间有限问题。另外,在有些情况下,采用4个绝热反应器是一种优化选择,而在有些条件下,使用1个喷射器代替循环压缩机可能会更合适。除了核心技术外,因为生产甲烷的过程要放出大量的热量,如何利用和回收甲烷化热量是这项技术的关键。托普索公司可以将这些热量再次利用,在生产天然气的同时,产出高压过热蒸汽,这些蒸汽可以用于驱动空分透平。托普索TREMPTM工艺的特点如下:(1)单线生产能力大,根据煤气化工艺不同,单线能力在10万m3h20万m3h天
16、然气之间。(2)MCR-2X催化剂活性好,转化率高,副产物少,消耗量低。(3)MCR-2X催化剂使用温度范围很宽,在250700范围内都具有很高且稳定的活性。催化剂允许的温升越高,循环比就越低,设备尺寸和压缩机能力就越小,能耗就越低。托普索TREMPTM工艺循环气量是其他工艺的十分之一。(4)MCR-2X催化剂在高压情况下,可以避免羰基形成,保持高活性、寿命长。(5)可以产出高压过热蒸汽(8.6 MPa12.0 MPa,535),用于驱动大型压缩机,每1000 m3天然气副产约3 t高压过热蒸汽,能量效率高。(6)冷却水消耗量极低(每生产1 m3产品气,冷却水消耗低于1.8 kg)。(7)高品
17、质的替代天然气,甲烷体积分数可达94%96%,高位热值达37260 kJm338100 kJm3,产品中其他组分很少,完全可以满足国家天然气标准以及管道输送的要求。(8)甲烷化进料气的压力高达8.0 MPa,可以减少设备尺寸。2、DAVY公司甲烷化技术(CRG)CRG技术最初是由英国燃气公司(BG公司)在20世纪60年代末期和70年代初开发的,是将容易获取的液体馏分作为原料来生产低热值城市煤气的工艺流程中的一部分。原料石脑油和蒸汽经过绝热的CRG催化剂床层,石脑油在低温下进行转化而生产出富含甲烷的气体。为了弥补天然气来源的不足,采用CRG技术在英国建造了许多的SNG装置。从20世纪70年代末期
18、,BG公司开发了使用CRG催化剂的工艺,将来自煤气化炉的氢气和一氧化碳气体进行甲烷化反应。美国大平原煤制天然气装置使用了与BG公司相类似的工艺,并且CRG催化剂已在该装置上成功地使用了很多年,充分证明了CRG催化剂在商业化规模的煤制SNG装置上的适用性。后来BG公司又开发出高温性能更好的新型号CRG催化剂,即CRG-H催化剂。20世纪80年代的初期,在其位于苏格兰的西田煤气化炉上进行了试验,在真实环境中对CRG-H催化剂的适用性进行测试,试验结果验证了该催化剂在甲烷化反应中具有很好的高温性能。20世纪90年代末期,Davy工艺技术公司获得了将CRG技术对外转让许可的专有权,并进一步开发了CRG
19、技术和催化剂,向市场推出了最新版的CPO催化剂,即CEG-LH催化剂。Davy甲烷化工艺技术除具有托普索TREMPTM工艺第(5)、(7)特点外,还具有如下特点:(1)CEG-LH催化剂已经经过工业化验证,拥有美国大平原等很多业绩。(2)CEG-LH催化剂具有变换功能,合成气不需要调节HC比,转化率高。(3)CEG-LH催化剂使用范围很宽,在230700范围内都具有很高且稳定的活性。(4)甲烷化压力高达3.0 MPa6.0 MPa,可以减少设备尺寸。另外,鲁奇公司也拥有甲烷化技术,美国大平原的装置就是由该公司设计的,最初采用的是BASF公司的催化剂,后改用Davy公司的催化剂。甲烷化用于生产天
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中国 煤制气 行业 研究 报告
链接地址:https://www.31ppt.com/p-3078620.html