无循环甲烷化：助力中国煤制天然气逆袭？

中国煤制天然气产业除了面对环保、资源、资本等问题之外，技术、装备国产化是产业发展、项目示范的重中之重。关键技术国产化替代、项目投资大幅下降的好戏已经在煤制油、煤制烯烃等领域屡屡上演。而这次即将为煤制天然气产业带来“颠覆式“革新的是一项新型甲烷化技术——无循环甲烷化工艺技术（NRMT，Non-recycle Methanation Technology）。在近日中国石油和化工工业联合会组织，由金涌院士任专家组长的科技成果鉴定会中，鉴定委员会一致认为由北京华福、大连瑞克、中煤龙化联合开发的无循环甲烷化新技术“综合水平达到国际先进水平”，实现甲烷化技术国产化，打破国外技术的垄断。

颠覆在哪里

目前工业化的甲烷化技术主要有英国Davy甲烷化技术、丹麦Topsoe甲烷化技术和德国Lurgi甲烷化技术。截至目前，我国已开车和在建的4套煤制天然气项目全部引进国外甲烷化技术。煤制天然气甲烷化技术的国产化迫在眉睫。

现有甲烷化技术都设有循环气压缩机，通过循环气的稀释来调节反应温度，均为循环甲烷化工艺，也就带来能耗高。与该类技术相比，“无循环甲烷化工艺技术“具有如下优点：

（1） 投资降低，取消了循环气压缩机系统，节省投资20%以上；

（2） 系统节能，与循环工艺相比，运行能耗降低25%以上；以13亿方煤制天然气装置为例，仅节能就节省成本达2000万—3000万元/年；

（3） 通过氢碳比分级调节，系统飞温的可能性降低，运行更加平稳、安全，产品质量更趋稳定。

无循环甲烷化工艺（NRMT，Non-recycle Methanation Technology）由北京华福、大连瑞克、中煤龙化合作开发。在以上方面取得的重大突破意味着甲烷化技术国产化时代已经来临！现有甲烷化技术国外垄断的局面真正被打破。这是国产化甲烷化技术的一次完美“逆袭”，也将助力中国煤制天然气竞争力进一步提升，大幅提振中国煤制天然气产业信心！

奇迹的发生看似偶然，其实其中往往蕴含必然。

北京华福工程有限公司在煤化工、石油化工、炼油领域深耕多年，在能源化工领域业绩卓著——华福EPC+M总承包的乌兰大化肥项目，产能达135万吨/年合成氨、240万吨/年尿素；华福参与联合项目管理（IPMT）的神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目是国内最大的煤化工项目；同时华福工程拥有数十个煤制甲醇、煤制合成氨、尿素以及煤炭清洁利用项目。

另外，华福承接的翔鹭石化450万吨/年PTA项目，为世界规模最大的PTA生产线，已列入国家石化产业调整振兴规划；华福设计的山东京博25万吨/年混合烷烃脱氢项目，以液化气为原料，生产环氧基丙烯和化工级MTBE，为国内第一套、世界第二套C3/C4混合烷烃脱氢项目；华福采用“浮式LNG液化再气化储存装置管线柔性设计技术”设计的美国BV公司船用LNG装置为世界首套浮式LNG装置。

技术研发历程回顾

无循环甲烷化工艺技术的完美“孕育”，背后是北京华福研发团队研发团队还长达数年智慧和心血的潜心投入。以下是无循环甲烷化工艺技术研发历程首次公开全“剧透”。

一、研发里程碑节点

2008年9月，项目研发启动；

2009年10月，催化剂研制成功；

2011年10月，实验室小试完成；

2013年4月，中试设计启动；

2014年2月，中试装置建成；

2014年10月，中试装置单级反应器投料；

2014年11月，中试装置全流程打通；

2015年10月，中试装置连续稳定运行并标定；

二、投料试车

中试装置建设于中煤龙化公司厂区内，依托厂区原料气、中压蒸汽、中压氮气、低压氮气、锅炉水、循环水以及电力等公用设施。

原料气有两种，一种为甲醇系统的膜分离富H2气，另一种为低温甲醇洗后的净化煤气即富CO气。

装置规模：原料气处理量1000Nm3/h，产品合成天然气产量333 Nm3/h。

产品规格：CH4>95%，H2＜2%，CO＜0.01%，CO2＜1%。

1、全流程打通（第一阶段工作）

2014年11月14日-12月5日（在-30℃的情况下）进行了系统第一次投料试运行，各方面运行数据正常、平稳，全流程打通，连续运行20天。

2、装置测试（第二阶段工作）

2015年6月13日至2015年6月16日进行了为期3天的装置测试， 产出了合格产品。

3、连续稳定运行（第三阶段工作）

2015年10月17日1：40装置第二次投料，8：30产品气甲烷含量达到了95.89%，中午11：30左右开启了产品气回收系统，至此产品气正式并入了产品天然气管网。

10月17日至10月23日（现场标定前）部分运行数据：

由图可以看出，自装置投料后，短时间内实现了稳定运行，产品质量达标，装置运行期间整体稳定，原料气供气量约为1000Nm³/h。产品CH4含量在95%以上，最高达到了97.79%，CO未检出，CO2含量。