煤层气及利用B

煤层气利用的难得机遇中国化工经济技术发展中心首席顾问国家化工行业生产力促进中心首席顾问江苏煤化工程研究设计院院长2010年5月22日

全国煤层气勘探与煤层气开发利用技术研讨会历史表明:

每一次大的危机常常伴随着一场新的技术革命;每一次经济的复苏，都离不开技术创新!“人类的第四次科技革命己在世界金融危机中酝酿，而新能源将是这场革命的关键突破口”中国科学院院长路甬祥

美国威廉·恩道尔

(“石油战争”一书作者)

石油是最重要的战略性资源,谁控制了石油,谁就控制了全球竞争的制高点,占据了国际关系的有利地位;

谁控制了石油,谁就掌握了战场主动权,扼住了对手的生死命脉;

谁控制了石油,谁就控制住了财富，有了经济健康稳定发展和人民生活水平不断提高的保证。

我国化石能源

1.我国各种化石能源储量占总储量的比例:煤资源储量占95.6%石油储量3.2%天然气储量1.2%

2.我国煤炭资源量约1.1万亿吨我国石油可采储量约33亿吨我国天然气资源量约38万亿m3

中国能源储量与国际对比项目单位中国美国印度世界人口百万132130011196483可采储量煤炭Mt18860024272156498921588石油Mt20433610.9695.3168344.7天然气万亿m32.455.981.06177.93人均可采储量煤炭t/人142.8809.150.5142.2石油t/人1.512.00.626.0天然气m3/人185519933947274462007年人均能源储量的国际比较在我国，煤炭提供了：75％的工业燃料76％的发电能源80％的民用商品能源60％的化工原料我国能源生产和消费结构以煤为主2009年我国化石能源供销状况品种生产量进口量出口量表观消费量对外依存度%说明原煤29.61.260.22430.633.36石油1.8952.037516.9(万吨)3.8351.18未计成品油进口量天然气829.976.932.3874.55.10(亿吨或亿m3)8我国一次能源消费预测ⅡⅡ

来源：替代能源研究，国务院能源办公室，20072050能源消费总量：63亿tce2005-2050总煤耗量：1158亿tce9我国煤炭需求预测Ⅱ2050能源消费总量：63亿tce2005-2050总煤耗量：1158亿tce10中国石油需求预测Ⅰ国内外不同机构对中国石油需求预测我国原油产量2050年，我国石油进口5.6亿吨，占世界贸易总量32.5亿吨的17.23%。进口＞70%石油贸易量难以任由我们想要多少就有多少！11我国天然气需求预测Ⅰ我国煤层气资源及现状1.我国天然气资源量约为38万亿m3;

我国煤层气资源量约为36.8万亿m3;2.2009年我国天然气产量为829.9亿m3;我国煤层气生产能力达25亿m3;我国煤矿瓦斯气产量为60亿m3;2010年我国煤层气生产能力达100亿m3;2020年我国煤层气生产能力达300亿m3;结论:1.煤层气资源将是重要的天然气来源!2.煤层气(含瓦斯气)将减小我国天然气供需矛盾!

开采煤层气的意义1.增加我国稀缺的天然气资源;2.采出煤层气，提高采煤安全性;3.可以显着减排温室气体---甲烷;4.给我国天然气化工开拓出特殊道路;5.给LNG和CNG产业创造了较好条件;6.经济上可望具有良好效益;我国天然气利用政策

为合理、高效利用天然气,规定:1.优先类:确保优先用作城市燃气(合CNG);2.允许类:与民用有关的城市燃气(集中供热、供冷等);调峰发电;气代油;3.限制类:发电、已有氨厂改扩建、煤改气等;4.禁止类:天然气化工;

制定“天然气利用法规”;从能源利用效率和系统工程看,应当优先民用!天然气首选用于民用燃料美国能源生产.供应和终端利用全过程效率%用途电天然气冷暖空调45.271.7热水器21.946.0织物烘干器25.676.5烹调灶20.940.5表中为按全生命周期的使用效率的对比。煤用作民用烹调灶的效率为另20%。天然气利用优先民用燃气1.燃料的能源的全生命周期利用效率高;2.取得很好的节能减排效果;3.天然气含硫低、灰尘少、使用方便;4.有利于改善城镇环境，减少污染;5.有利于改善居室环境，有利于健康;6可以方便地输配到每户;我国天然气价格品种价格元/Nm3民用天然气2.0~2.9工业用天然气价(2008年)1.6进口LNG到岸价3.6土库曼斯坦进口价~1.85~2.0俄罗斯进口天然气价3.25~4.33内蒙合成天然气成本价1.1~1.3(褐煤)今后工业用预计价≥2.5说明:1.土国进口气价与油价关联;2.工业用气价最终价尚不清础;3.从新疆输东部输气(含加压)成本约~1.0元/Nm3;我国天然气价格

普遍呼声是我国天然气价格过低:(除工业用户之外的经济界、供气界)判断价格应从能源热值、清洁度、获取成本看:天然气价格:原油价格国外为1.06:1;国内为0.34~0.45:1;

天然气价格上调，为煤层气开采及利用创造了较好条件!煤层气的利用(高浓度)1.输入天然气管网(利用受政策影响);2.制LNG外输(市场和价格较好，民用燃气调峰和应对输气主管网故障);3.制CNG外输(运输半径和安全要求);4.供附近小城镇民用燃气;5.发电(效益低，如不上网自用时稍好,好处是发电简单、好管理);6.接天然气管网困难时，可考虑用作化工原料;不受政策限制;优选高增值项目的好机会!煤层气的利用(瓦斯气)

瓦斯气含氧较高，未脱氧处理不宜加压外输!1.用于附近小城镇民用燃气;2.发电;3.附近工业炉的燃料;4.制合成氨时可探索不脱氧的技术;5.经脱氧纯化后利用(达天然气质量):⑴.制LNG外输;⑵.制CNG外输;⑶.作为化工原料利用;瓦斯气脱氧

采煤时抽排瓦斯气是确保安全的措施，不可避免地抽入空气(通常含氧8.0%~12%)，对安全使用瓦斯气带来困难。主要脱氧方法:1.变压吸附(PSA)浓缩分离:

甲烷收率、安全性、投资;2.膜分离与PSA结合分离:甲烷收率、安全性、投资;3.焦炭部分氧化脱氧:损失甲烷;4.催化剂上催化燃烧脱氧:催化剂多为贵金属、需耗氢气;

天然气化工重点方向

甲醇和甲醇化学——碳一化学基础

羰基合成——可迅速形成优势领域天然气化工——

洁净燃料——战略任务合成烯烃——石油化工的接点

CO2化学——环境效应重点

天然气和煤的的战略地位

(煤气化制成合成气后与天然气加工接轨)

化工原料清洁燃料

甲醇

合成蛋白质肥料（干旱、缺水地区）

天然气化工的优势

与煤化工相比较天然气化工的优势(相同产品):1.工艺技术流程相对简单;2.工厂占地较少，投资较低;3.能源利用率较高，能耗较低;4.工艺过程中三废较少，CO2排放较低;

但是，由于我国天然气利用政策限制、天然气价格调高，使天然气化工产品逐渐失去优势!煤层气利用政策未受限制，价格按自已成本确定，规划化工利用产业是有利的。煤层气的化工利用

难得的、宝贵的煤层气资源的高效利用:应当选择高增值的精细化工产品为目标;例1.天然气制氰化物系列产品CH4+NH3+3/2O2==HCN+3H2O由氰氢酸可以加工草甘宁等一批精细化工系列产品。煤层气的化工利用

难得的、宝贵的煤层气资源的高效利用:应当选择高增值的精细化工产品为目标;例2.由天然气制取特殊结构的碳纳米管

煤层气的化工利用

难得的、宝贵的煤层气资源的高效利用:应当选择高增值的精细化工产品为目标;例3.由天然气制取乙醇等低碳醇CH4+H2O==CO+3H22CO+4H2==C2H5OH+H2O

采用不同的催化剂，可以得到乙醇、丙醇、丁醇或戊醇等精细化工原料及系列产品。不依靠粮食、不依靠石油制乙醇、丙醇等!煤层气的化工利用

难得的、宝贵的煤层气资源的高效利用:应当选择高增值的精细化工产品为目标;例3.由甲烷氧化耦联制取乙烯及系列产品2CH4+O2==C2H4+2H2O这应是甲烷制乙烯更合理的技术路线!技术难度大，值得研究攻关!煤层气的化工利用

采用煤层气与煤共气化的新技术:

1.可使氢碳比例调节的更合理;2.当煤层气量不足时,用煤来补充，灵活主动;

3.可使气化炉炉顶耐火材料于更低的温度;4.可减少CO2排放量;

正在建设中的新型(多喷嘴对置式)水煤浆气化技术工业示范装置煤层气对置式多喷咀水煤浆与煤层气共气化技术我国的天然气化工

国外天然气化工仍是主力产业,不适合我国国情!

1.资源:2.供需矛盾:3.天然气价格将继续上涨;4.天然气化工产品的竞争力明显下降;5.许多天然气化工企业已改变了原料路线;4.天然气利用政策规定;5.煤层气使天