带您走进煤制天然气的世界

煤制天然气通常指采用已开采原煤，经过气化工艺来制造合成天然气（Synthetic Natural Gas, SNG）。在实践中，业界往往把煤地下气化（亦称为地下采煤，Underground Coal Gasification, UCG）也作为煤制天然气的一种。全世界已投产的工业级煤制天然气装置较少，而中国的煤制天然气在规划产能层面规模列世界之最。

煤制天然气工艺

煤制天然气的工艺可分为煤气化转化技术和直接合成天然气技术。

两者的区别主要在于煤气化转化技术先将原料煤加压气化，由于气化得到的合成气达不到甲烷化的要求，因此需要经过气体转换单元提高H2/CO 比再进行甲烷化（有些工艺将气体转换单元和甲烷化单元合并为一个部分同时进行）。直接合成天然气技术则可以直接制得可用的天然气。

煤气化转化技术可分为较为传统的两步法甲烷化工艺和将气体转换单元和甲烷化单元合并为一个部分同时进行的一步法甲烷化工艺。直接合成天然气的技术主要有催化气化工艺和加氢气化工艺。其中催化气化工艺是一种利用催化剂在加压流化气化炉中一步合成煤基天然气的技术。加氢化工艺是将煤粉和氢气均匀混合后加热，直接生产富氢气体。

煤制天然气工艺现状

煤制天然气的核心技术除气化技术以外，还有甲烷化技术，气化技术已经非常成熟，甲烷化技术是在煤气化的基础上，进行煤气甲烷化，鲁奇公司、沙索公司在两个半工业化实验厂上进行考察认为煤气进行甲烷化，可制取合格的代用天然气。

托普索技术

托普索公司提供了一种有竞争性的工艺，能够从脸颊的含碳原料中生产替代性天然气（SNG），SNG中富含甲烷，可以同天然气相互代替并以相同方式进行输送。从煤炭转变为SNG需要经过气化、变换、低温甲醇洗、甲烷化等过程。

煤、焦炭或者生物质经过气化后生成粗合成气，经过耐硫CO变换，利用低温甲醇洗涤脱除酸性气体CO2和H2S,酸性气体进入焚化炉和SO2转换器生成SO3，经过浓缩塔后冷却，用酸泵打到储罐，脱除后的合成气（温度325℃）进入反应器1（固定床，填有托普索催化剂），第一反应器出口气体温度650℃，CH4含量57%，被两段冷却，一部分循环与原料气混合，另一部分进入反应器继续甲烷化反应，出口温度342℃，CH4含量80%，经过高压锅炉后进入反应器3，出口温度342℃，CH4含量94%，经过冷凝和压缩可以并入天然气管网。

煤制天然气工艺流程

煤制天然气整个生产工艺流程可简述为：

原料煤在煤气化装置中与空分装置来的高纯氧气和中压蒸汽进行反应制得粗煤气；粗煤气经耐硫耐油变换冷却和低温甲醇洗装置脱硫脱碳后，制成所需的净煤气；从净化装置产生富含硫化氢的酸性气体送至克劳斯硫回收和氨法脱硫装置进行处理，生产出硫磺；净化气进入甲烷化装置合成甲烷，生产出优质的天然气；煤气水中有害杂质通过酚氨回收装置处理、废水经物化处理、生化处理、深度处理及部分膜处理后，废水得以回收利用；除主产品天然气外，在工艺装置中同时副产石脑油、焦油、粗酚、硫磺等副产品。主工艺生产装置包括空分、碎煤加压气化炉；耐硫耐油变换；气体净化装置；甲烷化合成装置及废水处理装置。辅助生产装置由硫回收装置、动力、公用工程系统等装置组成。

发展煤制天然气既可作无天然气供应地区的气源，又可作管道天然气的补充气源和调峰气源。一旦多联产开发成功和应用，则必将最终实现跨行业、多联产、集团化发展之路。自煤制油的新项目叫停后，煤制天然气项目相继出现。随着我国工业化、城镇化的发展和人民生活水平的提高，对清洁能源天然气的需求量迅速增长，天然气供不应求的局面将会长期存在。利用我国煤炭资源相对丰富的特点发展煤制天然气产业，补充天然气资源的不足，是一条缓解我国天然气供求矛盾的有效途径，有着广阔的发展前景。