煤層氣及利用B

煤層氣利用的難得機遇中國化工經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展中心首席顧問國家化工行業(yè)生產(chǎn)力促進中心首席顧問江蘇煤化工程研究設(shè)計院院長2010年5月22日

全國煤層氣勘探與煤層氣開發(fā)利用技術(shù)研討會歷史表明:

每一次大的危機常常伴隨著一場新的技術(shù)革命;每一次經(jīng)濟的復(fù)蘇，都離不開技術(shù)創(chuàng)新!“人類的第四次科技革命己在世界金融危機中醞釀，而新能源將是這場革命的關(guān)鍵突破口”中國科學(xué)院院長路甬祥

美國威廉·恩道爾

(“石油戰(zhàn)爭”一書作者)

石油是最重要的戰(zhàn)略性資源,誰控制了石油,誰就控制了全球競爭的制高點,占據(jù)了國際關(guān)系的有利地位;

誰控制了石油,誰就掌握了戰(zhàn)場主動權(quán),扼住了對手的生死命脈;

誰控制了石油,誰就控制住了財富，有了經(jīng)濟健康穩(wěn)定發(fā)展和人民生活水平不斷提高的保證。

我國化石能源

1.我國各種化石能源儲量占總儲量的比例:煤資源儲量占95.6%石油儲量3.2%天然氣儲量1.2%

2.我國煤炭資源量約1.1萬億噸我國石油可采儲量約33億噸我國天然氣資源量約38萬億m3

中國能源儲量與國際對比項目單位中國美國印度世界人口百萬132130011196483可采儲量煤炭Mt18860024272156498921588石油Mt20433610.9695.3168344.7天然氣萬億m32.455.981.06177.93人均可采儲量煤炭t/人142.8809.150.5142.2石油t/人1.512.00.626.0天然氣m3/人185519933947274462007年人均能源儲量的國際比較在我國，煤炭提供了：75％的工業(yè)燃料76％的發(fā)電能源80％的民用商品能源60％的化工原料我國能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)以煤為主2009年我國化石能源供銷狀況品種生產(chǎn)量進口量出口量表觀消費量對外依存度%說明原煤29.61.260.22430.633.36石油1.8952.037516.9(萬噸)3.8351.18未計成品油進口量天然氣829.976.932.3874.55.10(億噸或億m3)8我國一次能源消費預(yù)測ⅡⅡ

來源：替代能源研究，國務(wù)院能源辦公室，20072050能源消費總量：63億tce2005-2050總煤耗量：1158億tce9我國煤炭需求預(yù)測Ⅱ2050能源消費總量：63億tce2005-2050總煤耗量：1158億tce10中國石油需求預(yù)測Ⅰ國內(nèi)外不同機構(gòu)對中國石油需求預(yù)測我國原油產(chǎn)量2050年，我國石油進口5.6億噸，占世界貿(mào)易總量32.5億噸的17.23%。進口＞70%石油貿(mào)易量難以任由我們想要多少就有多少！11我國天然氣需求預(yù)測Ⅰ我國煤層氣資源及現(xiàn)狀1.我國天然氣資源量約為38萬億m3;

我國煤層氣資源量約為36.8萬億m3;2.2009年我國天然氣產(chǎn)量為829.9億m3;我國煤層氣生產(chǎn)能力達25億m3;我國煤礦瓦斯氣產(chǎn)量為60億m3;2010年我國煤層氣生產(chǎn)能力達100億m3;2020年我國煤層氣生產(chǎn)能力達300億m3;結(jié)論:1.煤層氣資源將是重要的天然氣來源!2.煤層氣(含瓦斯氣)將減小我國天然氣供需矛盾!

開采煤層氣的意義1.增加我國稀缺的天然氣資源;2.采出煤層氣，提高采煤安全性;3.可以顯著減排溫室氣體---甲烷;4.給我國天然氣化工開拓出特殊道路;5.給LNG和CNG產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了較好條件;6.經(jīng)濟上可望具有良好效益;我國天然氣利用政策

為合理、高效利用天然氣,規(guī)定:1.優(yōu)先類:確保優(yōu)先用作城市燃氣(合CNG);2.允許類:與民用有關(guān)的城市燃氣(集中供熱、供冷等);調(diào)峰發(fā)電;氣代油;3.限制類:發(fā)電、已有氨廠改擴建、煤改氣等;4.禁止類:天然氣化工;

制定“天然氣利用法規(guī)”;從能源利用效率和系統(tǒng)工程看,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先民用!天然氣首選用于民用燃料美國能源生產(chǎn).供應(yīng)和終端利用全過程效率%用途電天然氣冷暖空調(diào)45.271.7熱水器21.946.0織物烘干器25.676.5烹調(diào)灶20.940.5表中為按全生命周期的使用效率的對比。煤用作民用烹調(diào)灶的效率為另20%。天然氣利用優(yōu)先民用燃氣1.燃料的能源的全生命周期利用效率高;2.取得很好的節(jié)能減排效果;3.天然氣含硫低、灰塵少、使用方便;4.有利于改善城鎮(zhèn)環(huán)境，減少污染;5.有利于改善居室環(huán)境，有利于健康;6可以方便地輸配到每戶;我國天然氣價格品種價格元/Nm3民用天然氣2.0~2.9工業(yè)用天然氣價(2008年)1.6進口LNG到岸價3.6土庫曼斯坦進口價~1.85~2.0俄羅斯進口天然氣價3.25~4.33內(nèi)蒙合成天然氣成本價1.1~1.3(褐煤)今后工業(yè)用預(yù)計價≥2.5說明:1.土國進口氣價與油價關(guān)聯(lián);2.工業(yè)用氣價最終價尚不清礎(chǔ);3.從新疆輸東部輸氣(含加壓)成本約~1.0元/Nm3;我國天然氣價格

普遍呼聲是我國天然氣價格過低:(除工業(yè)用戶之外的經(jīng)濟界、供氣界)判斷價格應(yīng)從能源熱值、清潔度、獲取成本看:天然氣價格:原油價格國外為1.06:1;國內(nèi)為0.34~0.45:1;

天然氣價格上調(diào)，為煤層氣開采及利用創(chuàng)造了較好條件!煤層氣的利用(高濃度)1.輸入天然氣管網(wǎng)(利用受政策影響);2.制LNG外輸(市場和價格較好，民用燃氣調(diào)峰和應(yīng)對輸氣主管網(wǎng)故障);3.制CNG外輸(運輸半徑和安全要求);4.供附近小城鎮(zhèn)民用燃氣;5.發(fā)電(效益低，如不上網(wǎng)自用時稍好,好處是發(fā)電簡單、好管理);6.接天然氣管網(wǎng)困難時，可考慮用作化工原料;不受政策限制;優(yōu)選高增值項目的好機會!煤層氣的利用(瓦斯氣)

瓦斯氣含氧較高，未脫氧處理不宜加壓外輸!1.用于附近小城鎮(zhèn)民用燃氣;2.發(fā)電;3.附近工業(yè)爐的燃料;4.制合成氨時可探索不脫氧的技術(shù);5.經(jīng)脫氧純化后利用(達天然氣質(zhì)量):⑴.制LNG外輸;⑵.制CNG外輸;⑶.作為化工原料利用;瓦斯氣脫氧

采煤時抽排瓦斯氣是確保安全的措施，不可避免地抽入空氣(通常含氧8.0%~12%)，對安全使用瓦斯氣帶來困難。主要脫氧方法:1.變壓吸附(PSA)濃縮分離:

甲烷收率、安全性、投資;2.膜分離與PSA結(jié)合分離:甲烷收率、安全性、投資;3.焦炭部分氧化脫氧:損失甲烷;4.催化劑上催化燃燒脫氧:催化劑多為貴金屬、需耗氫氣;

天然氣化工重點方向

甲醇和甲醇化學(xué)——碳一化學(xué)基礎(chǔ)

羰基合成——可迅速形成優(yōu)勢領(lǐng)域天然氣化工——

潔凈燃料——戰(zhàn)略任務(wù)合成烯烴——石油化工的接點

CO2化學(xué)——環(huán)境效應(yīng)重點

天然氣和煤的的戰(zhàn)略地位

(煤氣化制成合成氣后與天然氣加工接軌)

化工原料清潔燃料

甲醇

合成蛋白質(zhì)肥料（干旱、缺水地區(qū)）

天然氣化工的優(yōu)勢

與煤化工相比較天然氣化工的優(yōu)勢(相同產(chǎn)品):1.工藝技術(shù)流程相對簡單;2.工廠占地較少，投資較低;3.能源利用率較高，能耗較低;4.工藝過程中三廢較少，CO2排放較低;

但是，由于我國天然氣利用政策限制、天然氣價格調(diào)高，使天然氣化工產(chǎn)品逐漸失去優(yōu)勢!煤層氣利用政策未受限制，價格按自已成本確定，規(guī)劃化工利用產(chǎn)業(yè)是有利的。煤層氣的化工利用

難得的、寶貴的煤層氣資源的高效利用:應(yīng)當(dāng)選擇高增值的精細化工產(chǎn)品為目標(biāo);例1.天然氣制氰化物系列產(chǎn)品CH4+NH3+3/2O2==HCN+3H2O由氰氫酸可以加工草甘寧等一批精細化工系列產(chǎn)品。煤層氣的化工利用

難得的、寶貴的煤層氣資源的高效利用:應(yīng)當(dāng)選擇高增值的精細化工產(chǎn)品為目標(biāo);例2.由天然氣制取特殊結(jié)構(gòu)的碳納米管

煤層氣的化工利用

難得的、寶貴的煤層氣資源的高效利用:應(yīng)當(dāng)選擇高增值的精細化工產(chǎn)品為目標(biāo);例3.由天然氣制取乙醇等低碳醇CH4+H2O==CO+3H22CO+4H2==C2H5OH+H2O

采用不同的催化劑，可以得到乙醇、丙醇、丁醇或戊醇等精細化工原料及系列產(chǎn)品。不依靠糧食、不依靠石油制乙醇、丙醇等!煤層氣的化工利用

難得的、寶貴的煤層氣資源的高效利用:應(yīng)當(dāng)選擇高增值的精細化工產(chǎn)品為目標(biāo);例3.由甲烷氧化耦聯(lián)制取乙烯及系列產(chǎn)品2CH4+O2==C2H4+2H2O這應(yīng)是甲烷制乙烯更合理的技術(shù)路線!技術(shù)難度大，值得研究攻關(guān)!煤層氣的化工利用

采用煤層氣與煤共氣化的新技術(shù):

1.可使氫碳比例調(diào)節(jié)的更合理;2.當(dāng)煤層氣量不足時,用煤來補充，靈活主動;

3.可使氣化爐爐頂耐火材料于更低的溫度;4.可減少CO2排放量;

正在建設(shè)中的新型(多噴嘴對置式)水煤漿氣化技術(shù)工業(yè)示范裝置煤層氣對置式多噴咀水煤漿與煤層氣共氣化技術(shù)我國的天然氣化工

國外天然氣化工仍是主力產(chǎn)業(yè),不適合我國國情!

1.資源:2.供需矛盾:3.天然氣價格將繼續(xù)上漲;4.天然氣化工產(chǎn)品的競爭力明顯下降;5.許多天然氣化工企業(yè)已改變了原料路線;4.天然氣利用政策規(guī)定;5.煤層氣使天