新奧推動這一技術發展,著眼於當下煤製氣機遇,但對於新提出的油氣聯產概念,新奧催化氣化技術同樣具有相當的競爭力。據了解,新奧催化氣化技術亦是興安盟煤製油項目考慮技術之一。“如果采用新奧的催化氣化技術,興安盟煤製油項目油氣比例將達到各一半。”夏凡說。
興安盟煤製油項目、潞安煤製油項目之外,兗礦煤製油項目亦在考慮油氣聯產方案。據兗礦未來能化公司總經理孫啟文介紹,兗礦榆林煤製油項目采用水煤漿技術,氣化環節隻產生極少量甲烷。但在一期項目第二、三條生產線中,高溫費托合成環節,將產生相當比例的甲烷氣。“目前我們正在做方案,也在做研究,究竟最後是全部產油,還是采用油氣聯產方案,還沒有確定。”孫啟文說。
分離工藝之爭
油氣聯產關鍵在原先煤基製油路線上,附加一條氣體分離設備。而氣體分離,目前國內主要工藝路線分深冷和變壓吸附兩種。
達科特氣體分離走變壓吸附路線。據夏凡介紹,達科特在油氣聯產氣體分離方麵十分成熟。“我們有現成的一氧化碳和甲烷吸附劑。”夏凡說,由於合成氣中氫氣分子直徑與一氧化碳、甲烷差別較大。油氣聯產中氣體分離環節主要是分離一氧化碳和甲烷。“是通過甲烷吸附劑吸附甲烷,還是用一氧化碳吸附劑吸附一氧化碳,這兩個方案我們都在研究,比較經濟性。”
變壓吸附工藝之外,是深冷工藝。事實上,由沙索公司投資運營的世界第一套煤製油裝置,其中即采用油氣聯產路線,其中分離氣體即采用深冷工藝。相對於變壓吸附工藝,需要特製的吸附劑外,深冷工藝主要在低溫環境下,根據不同氣體液化溫度不同,進行分離。
據了解,達科特內部曾對深冷工藝和變壓吸附工藝進行過技術經濟性比較。達科特總工程師餘蘭金介紹說,深冷工藝十分成熟,但整體設備投資和運行能耗高,更重要的是經深冷液化甲烷後的合成氣壓力損失較大,對合成油的工藝過程造成一定的不利因素。
達科特以潞安16萬噸煤製油項目為模板比較了深冷工藝和自身所有的變壓吸附路線。據了解,變壓吸附工藝與深冷工藝設備投資相當,但在所需功率方麵較深冷工藝要降低10%以上,此外變壓吸附分離甲烷後,合成氣壓力更高,更有利於後端的費托合成。
賽鼎工程公司亦曾介入到潞安煤製油項目技改方案中。在賽鼎公司董事長張慶庚看來,深冷路線相對變壓吸附成本較高,但在甲烷提純上有優勢。“管道氣甲烷濃度標準是93%,變壓吸附甲烷提濃超過90%很難。”張慶庚說,主要是由於甲烷和一氧化碳分子直徑接近,變壓吸附存在難度。
據了解,在小規模處理量上,深冷工藝投入成本更高。如果規模擴大,與變壓吸附的成本差距將會縮小。夏凡承認這一說法。不過他指出,目前達科特革新了工藝,可以將甲烷濃度提升到93%。而隨規模擴大,深冷工藝所必需的深冷低溫箱容量也需擴大,這一因素會大大增加深冷工藝投資成本。另一方麵,每個氣化爐均配有一套變壓吸附設備,相對於深冷工藝集中處理安全係數高。
目前達科特結合了變壓吸附和深冷工藝來解決甲烷濃度問題。在其提供給潞安的具體方案中,氣體分離前段采用變壓吸附,將甲烷濃度提升了60%-70%,再采用深冷工藝進一步提純,以生產合格天然氣,及進一步生產LNG。“這樣做方案比純粹使用變壓吸附提純,經濟性要好一些。”夏凡說。