焦炉煤气甲烷化制城市燃气项目建议书改2.docx
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焦炉煤气甲烷化制城市燃气项目建议书改2
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70～90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。
2010~2020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+3H2→CH4+H2O△Hθ=-206.2kJ/mol
CO2+4H2→CH4+2H2O△Hθ=-165.08kJ/mol
CO+H2O→CO2+H2△Hθ=-41.2kJ/mol
副反应：
2CO→CO2+C△Hθ=-72.4kJ/mol
CH4→2H2+C△Hθ=82.4kJ/mol
甲烷化反应特点主要有两个：
其一是CO、CO2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，将焦炉煤气中的CO、CO2、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%N2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、H2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。
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/m3=2.12元/m3
销售额=8683万m3×2.12元/m3=18407.96万元
生产成本：
14342万元（焦炉煤气成本以1.0元/m3）。
付日方合资公司加工费：
1.5元/m3SNG
年加工费：
8683万m3×1.5元/m3=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/m3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/m3）。
年利润：
－6380万元。
相当于焦炉煤气以0.56元/m3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/m3）万元
年利润：
－9284万元
相当于焦炉煤气以0.35元/m3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。
七、结论
经市场分析、技术方案论证、经济效益分析，初步结论如下：
1、长春燃气焦化公司地理位置优越，能够原料为合资公司提供稳定的原料，焦化公司配套环保设施齐全，为环境保护提供保障。
2、日挥公司与中冶焦耐工程技术有限公司具有成熟稳定的焦炉煤气深度净化、焦炉煤气甲烷化以及膜分离技术，技术层面极具可行性。
3、城市气化率逐年升高，一次能源利用比重逐年提高，焦炉煤气甲烷化生产城市燃作为备用气源具有现实意义。
总体来说，项目的可实施性相对较强，具有一定的抗风险能力。
天然气市场前景广阔，天然气价格将逐渐增高，焦炉煤气甲烷化制城市燃气项目具有经济效益和社会效盖，希望各级主管部门给予大力支持。
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