位于河南寶豐縣的京寶新奧能源有限公司的1億Nm3/a的焦爐氣制LNG生產(chǎn)裝置。
近兩年,焦爐煤氣制天然氣成為焦化行業(yè)中投資的一項熱門技術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計,自2012年底首個焦爐煤氣制天然氣項目投產(chǎn)以來,截至2014年8月,內(nèi)蒙古、山西、陜西、河北、山東等地有13家企業(yè)陸續(xù)建成、投產(chǎn)了焦爐煤氣制天然氣項目。而業(yè)內(nèi)人士介紹,目前在建和擬建項目的企業(yè)還有20來家。一時間焦爐煤氣制天然氣項目變得“炙手可熱”,而其中最熱的,就是焦爐煤氣制LNG(液化天然氣)。
出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因,一是國家對焦化企業(yè)設立了越來越嚴格的環(huán)保標準,在焦化行業(yè)的準入標準中明確規(guī)定焦爐煤氣利用率要大于98%,迫使企業(yè)不得不為焦爐煤氣找尋更好的去處;二是近幾年焦化市場行情低迷,行業(yè)產(chǎn)能嚴重過剩,企業(yè)經(jīng)濟效益下滑,于是一些企業(yè)就瞄準了市場潛力巨大的液化天然氣,將焦爐煤氣制液化天然氣作為擺脫企業(yè)困境的一個抓手。
不過中國化工報記者在對業(yè)內(nèi)人士的采訪中了解到,盡管這是名副其實的副產(chǎn)品資源化利用環(huán)保項目,其產(chǎn)品液化天然氣也是一種極具市場前景的清潔能源,但要從這個項目中掘金并非易事——想要盈利還要取決于裝置流程能否順利打通、氣源可否穩(wěn)定供應以及區(qū)域市場環(huán)境有無足夠容量等諸多因素。
裝置:能否保證長滿安穩(wěn)運行
“焦爐煤氣制液化天然氣的生產(chǎn)工藝并不是高精尖技術(shù),但也并不是每家企業(yè)想做好就能做好的。”新地能源工程技術(shù)有限公司北京技術(shù)研發(fā)中心總經(jīng)理?∈@樣表示。
記者采訪了解到的情況正如常俊石所言,雖然工藝技術(shù)不難,但目前已經(jīng)投產(chǎn)的10多家焦爐煤氣制液化天然氣項目中能夠?qū)崿F(xiàn)長周期平穩(wěn)運行的企業(yè)為數(shù)不多,企業(yè)的技術(shù)指標和經(jīng)濟效益也相差較大。
對此,中國煉焦行業(yè)協(xié)會副秘書長曹紅彬表示,與化工企業(yè)相比,傳統(tǒng)焦化企業(yè)的生產(chǎn)屬于粗放式生產(chǎn),裝置運行溫度差七八攝氏度都很正常。但是用焦爐煤氣生產(chǎn)液化天然氣是通過化學反應將其轉(zhuǎn)化成甲烷,屬于精細化生產(chǎn)過程,原料成分配比、反應溫度、反應壓力都有嚴格要求。因此,其工藝控制、技術(shù)管理、現(xiàn)場操作對于焦化企業(yè)來說都有一定難度。在國內(nèi)建成較早的項目中就有不少裝置不能穩(wěn)定、長周期運行,甚至還有企業(yè)在開車后的近一年時間里都處于停產(chǎn)改造狀態(tài)。
對于裝置為什么不能平穩(wěn)運行,?∈灿凶约旱姆治:“將焦爐煤氣變成液化天然氣,中間需要經(jīng)過焦爐煤氣凈化、甲烷合成和天然氣液化3道工序,其中每個單獨工序都有一定的技術(shù)難度。而如果要以焦爐煤氣為原料合成甲烷再冷凍液化成液化天然氣,就需要將3道工序串聯(lián)起來作為一個系統(tǒng)考慮,而不是各段工藝的簡單疊加,前后的銜接協(xié)調(diào)配合尤為重要,這中間還有許多的技術(shù)難題需要攻克。許多裝置不能長周期平穩(wěn)運行的重要原因就是沒有做好一體化的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)工作。”
?∈榻B說,焦爐煤氣凈化就是非常關(guān)鍵的一步。由于焦爐煤氣是煉焦過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品,成分十分復雜、雜質(zhì)含量高、各組分含量變動范圍大,控制不好就會直接影響后續(xù)的甲烷化工藝。特別是焦爐煤氣中噻吩、硫醚、硫醇、硫化氫等難處理的含硫雜質(zhì)對催化劑有毒害作用,因此硫的含量要凈化到5ppb以下。這個指標是焦爐煤氣制甲醇相應指標的1/20。此外,甲烷合成后的后段凈化也十分關(guān)鍵。不同于傳統(tǒng)天然氣液化的低溫液化,焦爐煤氣合成的甲烷氣中含有氮氣和氫氣,需要低溫精餾將其脫除,使甲烷含量達到99%以上,才能保證甲烷順利液化。
曹紅彬也認為,焦爐煤氣制液化天然氣項目涉及3道工序,每道工序都要做得到位。作為系統(tǒng)工程,整個項目每個環(huán)節(jié)都要各司其職,才能保證其順利運行。
河南寶豐縣京寶新奧能源有限公司總經(jīng)理徐東認為,從他們的實際經(jīng)驗來看,嚴格、高水平的生產(chǎn)管理是焦爐煤氣制液化天然氣項目成功運營的關(guān)鍵要素之一。只有長周期平穩(wěn)運行,裝置的經(jīng)濟性才能充分發(fā)揮出來。在京寶新奧公司辦公樓里,徐東向記者展示了生產(chǎn)部門報給他的生產(chǎn)報表,報表中密密麻麻填滿了生產(chǎn)數(shù)據(jù)。徐東告訴記者:“項目運行近一年了,這些報表我每天都要看,每一個數(shù)據(jù)都要核對,如果有一個數(shù)據(jù)對不上,就要馬上查明原因。”
記者了解到,截至8月底,京寶新奧能源有限公司的焦爐煤氣制液化天然氣裝置已經(jīng)平穩(wěn)運行10個月,在我國已運營的焦爐煤氣制液化天然氣項目中率先實現(xiàn)了長周期平穩(wěn)安全運行。徐東在回憶這個項目的投產(chǎn)過程時談到,為了項目的順利運行,他們沒少花心思。該項目采用了具有國際先進水平的催化劑和3段串并聯(lián)甲烷合成工藝,拓寬了原料氣適用范圍,同時利用副產(chǎn)高品位蒸汽驅(qū)動汽輪機回收余熱,最大限度地降低生產(chǎn)能耗和成本。裝置建成后他們還進行了多次技術(shù)改造。
記者了解到,今年以來,除河南京寶新奧能源有限公司外,中海油山東新能源有限公司、內(nèi)蒙古恒坤化工有限公司、建元煤焦化有限責任公司和山西國新正泰新能源有限公司的項目也先后打通了工藝流程,實現(xiàn)了長穩(wěn)運行。而其他大部分企業(yè)都還在調(diào)試改造階段。
對于企業(yè)要不要上焦爐煤氣制液化天然氣項目、到底該如何利用多余的焦爐煤氣,曹紅彬建議,除了技術(shù)、原料,企業(yè)還是要認真地算一算經(jīng)濟賬,要把自身優(yōu)勢、區(qū)域市場特點以及運輸物流等多個因素綜合起來考量,謹慎選擇產(chǎn)品路線,讓焦爐煤氣的利用價值實現(xiàn)最大化,而不是盲目跟風。
圖為應用我國自主一段等溫甲烷化技術(shù)的焦爐煤氣制LNG裝置,該技術(shù)項目已經(jīng)在云南曲靖和內(nèi)蒙古烏海建成投產(chǎn)并實現(xiàn)連續(xù)平穩(wěn)運行。 (姜小毛 攝)
氣源:能否確保穩(wěn)定充足供應
目前,已經(jīng)上馬和準備上馬焦爐煤氣制液化天然氣項目的企業(yè),大致有兩種類型,一類型是焦化企業(yè),另一類型是化工能源企業(yè)。如果說裝置的順利開車和長穩(wěn)運行是一個新項目成功上馬的標志,那么原料的穩(wěn)定供給則是焦爐煤氣制液化天然氣項目能否回收投資并盈利的基本保障。
不同于其他化工項目,焦爐煤氣制液化天然氣采用的原料是焦化企業(yè)的副產(chǎn)品。而這種副產(chǎn)品供給能否保證,又要取決于焦化企業(yè)的主營產(chǎn)品生產(chǎn)裝置是否能滿負荷運行。
烏海華油天然氣有限公司2011年投資47億元在內(nèi)蒙古烏海建設了全球規(guī)模最大的焦爐煤氣制液化天然氣項目,項目就是基于內(nèi)蒙古烏海的煤焦化基地而開展的。該項目總體布局為“兩廠一線”。“兩廠”就是指烏海市海勃灣區(qū)千里山工業(yè)園區(qū)和海南區(qū)西來峰工業(yè)園各建設一座15.6萬標準立方米/小時凈化裝置、10萬標準立方米/小時焦爐煤氣甲烷化裝置以及4萬標準立方米/小時合成天然氣液化裝置。按照烏海華油公司最初的調(diào)研情況,烏海的煤焦化基地有十幾個焦化企業(yè),若項目全部投產(chǎn)后,年產(chǎn)焦爐煤氣量將達到30億立方米,供給焦爐煤氣制天然氣項目的氣量就十分充足了。但烏海華油公司的項目自今年年初投產(chǎn)以來一直開工不足,裝置原本設計能力為年處理25億立方米焦爐煤氣,而如今他們得到的焦爐煤氣量只有5億立方米,這也是他們始料未及的。
烏海華油天然氣有限公司總經(jīng)理高勤告訴記者:“目前裝置開工率很低,原料氣量嚴重不足。我們的焦爐煤氣制液化天然氣項目是按照10家百萬噸以上焦化企業(yè)的產(chǎn)氣量進行設計的,但目前只有4家焦化企業(yè)開工,而且還不是滿負荷生產(chǎn)。其他企業(yè)有的根本沒有建,有的建成了卻沒有開工,F(xiàn)在焦化行業(yè)不景氣,行業(yè)開工率很低,這種狀況在3~5年內(nèi)不會有明顯改善,我們正在考慮新上一套煤制合成氣裝置,來彌補氣源的不足。”
即使是焦化企業(yè)自產(chǎn)自用,他們上的焦爐煤氣制液化天然氣裝置也同樣面臨著吃不飽的困難。
由于我國固定資產(chǎn)投資、外貿(mào)出口和鋼鐵產(chǎn)量增長放緩,直接影響了上游的焦炭行業(yè)的生產(chǎn)。中國煉焦行業(yè)協(xié)會8月份公布的2014年上半年焦化行業(yè)經(jīng)濟運行情況顯示,今年上半年,焦化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營陷入前所未有的困境,焦炭價格持續(xù)下跌,焦化企業(yè)虧損面已達53.04%,行業(yè)開工率只有70%,因此焦爐煤氣產(chǎn)氣量少。供氣不足已經(jīng)成為焦爐煤氣制液化天然氣項目的通病。
“在這種情況下,想要依靠焦爐煤氣制液化天然氣項目來改善焦化企業(yè)自身經(jīng)濟狀況顯然是不現(xiàn)實的。焦爐煤氣制液化天然氣項目并不像一些公司宣傳的那樣,可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。建設1個年產(chǎn)百萬噸的焦化項目要投資7億元,再上1個配套的焦爐煤氣制液化天然氣項目又要增加投資3億多元,目前處于經(jīng)營困境中的焦化企業(yè)根本就沒有這個資金實力。而對于社會資本來說,有了資金,還要有充足、穩(wěn)定的氣源供給,才能保證項目的順利實施。”曹紅彬表示。
市場:能否實現(xiàn)產(chǎn)品價值最大化
10月19日,中國慶華青海集團焦爐煤氣制液化天然氣一期10萬噸/年項目在青海烏蘭煤化循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園開工建設;此前陜西北強能源有限公司和烏海市華信煤焦化有限公司與新地能源工程技術(shù)有限公司剛剛簽署了焦爐煤氣制液化天然氣項目的承包合同;上海華西化工科技有限公司也表示,目前有四五家企業(yè)與他們簽訂了項目合同,準備建設焦爐煤氣制液化天然氣項目;托普索貿(mào)易(北京)有限公司負責焦爐煤氣制液化天然氣項目的技術(shù)人員最近也都在外奔忙……
行業(yè)內(nèi)的這股投資熱情讓曹紅彬感到些許憂慮。他認為,盡管目前我國天然氣供應不足,未來仍存在很大的發(fā)展空間,但對于焦化企業(yè)而言,液化天然氣項目并不是焦化行業(yè)解決當前生產(chǎn)經(jīng)營困難、改變生存發(fā)展困境的關(guān)鍵出路,也并不是所有企業(yè)都可以從這個項目中獲得盈利。畢竟,焦爐煤氣高效利用并非只有液化天然氣一條出路。
曹紅彬介紹說,對于焦化企業(yè)而言,焦爐煤氣制液化天然氣項目相比與于其他利用方式的優(yōu)勢只是在于市場容量大。但能不能掙錢,還要考慮企業(yè)自身的優(yōu)勢和所在地區(qū)的區(qū)域市場環(huán)境。一些地區(qū)企業(yè)直接銷售焦爐煤氣就能掙錢,比如山西省的焦爐煤氣每立方米能賣到0.6元,企業(yè)的效益就很好。再比如山東省是焦化大省,但全省目前也只有一家企業(yè)在做液化天然氣,大部分企業(yè)是將焦爐煤氣直接發(fā)電或者賣給周邊企業(yè)做燃料,經(jīng)濟效益都不錯。
山西同世達煤化工集團有限公司總工程師姚潤生表示,如果焦化企業(yè)周邊有用能企業(yè)可以消耗掉多余的焦爐煤氣,焦爐煤氣制液化天然氣項目就沒有競爭力。那些地處偏遠地區(qū)、周邊用能企業(yè)少、焦爐煤氣賣不掉的企業(yè)可以考慮將其做成液化天然氣來銷售。
另據(jù)了解,山東一家企業(yè)去年在考察焦爐煤氣加工利用項目時,就選擇了焦爐煤氣制甲醇而不是液化天然氣。他們認為全國的甲醇產(chǎn)能雖然過剩,但處于東部地區(qū)的山東甲醇價格較高,以焦爐煤氣為原料生產(chǎn)甲醇與煤制甲醇相比,擁有明顯的價格優(yōu)勢。
曹紅彬還提到,其實液化天然氣對于焦爐煤氣的利用是碳多氫少,而焦爐煤氣中最主要的成分是氫氣,占比達到了55%~60%,如果能將氫資源直接加以利用會有更高的經(jīng)濟價值。
2014年10月19日,中國慶華青海集團焦爐煤氣制LNG一期10萬噸/年項目在烏蘭煤化循環(huán)經(jīng)濟工業(yè)園