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煤制气终于有了国标

发布者:公司企划部  发布时间:2017-03-28  浏览次数:

文︱记者朱明琦

 

困扰国内煤制天然气企业发展多年的一块绊脚石终于得到解决。近日,由全国煤化工标准化技术委员会煤制化学品分会主导制定的《煤制合成天然气

GB/T33445-2016)国家标准(简称常规天然气国标)已获国家标准化管理委员会(简称国标委)批准发布。今年7月1日将正式实施。

 

作为国内外首个煤制天然气领域的国家标准,它的出台将弥补煤制天然气标准长期缺失的遗憾,为煤制天然气技术转化成实实在在生产力搭建起一座桥梁,发挥出国家标准对煤制天然气行业发展的重要引领与支撑作用。

 

过程:反复讨论

 

“十二五”以来,国内煤制天然气产业发展迅猛,以新疆庆华、大唐克旗为代表的示范企业相继建成投产,但是相应的标准和体系支撑却明显滞后。业内对抓紧出台煤制天然气标准的呼吁从未停止。

 

全国煤化工标准化技术委员会煤制化学品分会秘书孙晓轩告诉记者:“尽管常规天然气已经具有完善的强制性国家标准GB17820-2012《天然气》(简称天然气国标),但是由于煤制天然气的一些特殊性,无法完全适用该标准。因此急需制定煤制天然气国家标准,以解决产品气质划分和技术要求产品输送和混输、产品交割等一系列问题。”据《煤炭深加工产业示范“十三五”规划》显示,预计2020年,我国煤制天然气产能将达到170亿立方米/年。随着煤制天然气国标的发布实施,煤制天然气项目在管输、混输、消费过程中终于有规可循、有法可依。

 

然而,从2013年12月,国标委着手组织制定煤制气国标,到2016年12月煤制天然气国标出台,煤制天然气国标制定过程耗时长达3年。而正常情况下,国家标准

的制定周期为两年。

 

“这个标准能够出台相当不容易。”某参与煤制天然气国标制定的业内人士这样感慨。

 

据了解,参与煤制天然气国标起草的单位包括西南化工研究设计院有限公司、中海石油气电集团有限责任公司、新疆庆华能源集团有限公司、山西赛鼎工程有限公司、北京燃气集团有限责任公司、福州产品质量检验所等11家企业,囊括了煤制天然气上下游企业的各方代表。“然而,在标准各项技术指标的设定上,大家争执不下。尤其是对氢含量技术指标的设置上。”该业内人士告诉记者,众所周知,开采天然气中不含氢气,而煤制天然气中一般含有1%~3%的氢气。而煤制天然气中的氢气含量对以燃气轮机发电的用户会造成一定的影响。

 

据用户单位介绍,当某企业煤制天然气进入北京太阳宫发电厂使用后,发现出现火焰扰动现象。几个月后停机检查,发现汽轮机叶片上出现裂纹。其主要原因是天然气中氢气燃烧速度比甲烷快,造成火焰扰动、不稳定。同时,氢气也造成煤制天然气的沃泊指数与开采天然气的沃泊指数不相近。而一些燃气轮机对天然气沃泊指数的变化很敏感。例如,一般燃气轮机厂商宣称能接受天然气中3%的氢含量,但个别厂商宣称只能接受天然气中1%的氢气含量。而某企业煤制天然气从北京北边进入的太阳宫电厂使用的正是西门子公司的燃气轮机。

 

于是,煤制天然气需求方提出,应由市场决定产品(指一类气质指标)的生产。煤制天然气中过高的氢含量会对燃气轮机叶片造成损害,应将氢含量降至1%(摩尔/摩尔)。而煤制天然气技术提供方赛鼎工程有限公司及两个煤制天然气生产企业代表则提出,目前的煤制天然气生产工艺已无法将氢含量进一步降低,强行压低氢指标会对企业造成巨大的经济压力,不利于我国煤化工行业的健康发展,建议将氢含量定为4%~5%。经多次调解和商议,最终将一类气氢含量指标定为3.5%(摩尔/摩尔)。

 

此外,对于如何设置高位发热量数值也经过了激烈讨论。有专家提议应与天然气国标协调一致。但多数专家则认为,由于煤制天然气中几乎不含碳二以上的烃类,致使其高位发热值不能与天然气相当,建议将一类气高位发热量稍微下调。

 “由于大家都坚持从自己的专业去考量指标如何设定,导致国标出台的时间从一般2年变成现在的3年。不过,最终结果还是好的。”该业内人士说道。

 

内容:偏向严格

 

此次发布的国标,对煤制天然气中的高位发热量、氢气、硫化氢、一氧化碳、二氧化碳、固体颗粒物及水露点等主要技术指标进行了技术规范(见表1)。而按高位发热量、氢含量、二氧化碳含量不同,煤制天然气被分为一类、二类和三类。对于三个类别之外的煤制天然气,供需双方可用合同或协议来确定其具体要求。

1煤制合成天然气技术指标

项  目

一类

二类

三类

高位发热量a/(兆焦/立方米)                ≥

35.0

31.4

31.4

氢含量a(摩尔分数)/10-2                       ≤

3.5

5

供需商定

二氧化碳含量a(摩尔分数)/10-2           ≤

2.0

3.0

供需商定

硫化氢含量a/(毫克/立方米)                ≤

1

一氧化碳含量a(摩尔分数)/10-2            ≤

0.15

氨含量a(摩尔分数)/10-6                        ≤

50

固体颗粒/(毫克/立方米)                           ≤

1

水露点b,c/摄氏度

在交接点压力下,水露点应比输送条件下最低环境温度低5摄氏度

a  本标准中气体体积的标准参比条件是101.325千帕,20摄氏度。

b  在输送条件下,当管道管顶埋地温度为0摄氏度时,水露点应不高于-5摄氏度。

c  进入输气管道的煤制合成天然气,水露点的压力应是最高输送压力。

 

“技术指标的设置,一方面要最大限度满足用户需求,另一方面又要让企业踮起脚尖可以达到,这是个两难的选择。”孙晓轩解释道。据了解,由于原料和技术优势,目前已经投建的各大煤制天然气项目基本能够达到标准要求。新疆庆华能源集团煤制天然气项目的指标甚至高于当前煤制天然气国家标准。

 

孙晓轩还给出一组数据,将煤制天然气国标与行业标准、新疆地方标准以及常规天然气国标进行了横向比较(见表2)。

 

2地标、行标、国标及常规天然气国标技术指标对比

指标

新疆地方标准

行业

标准

国家

标准

常规天然气国标

高位发热量 a/(兆焦/立方米)  ≥

31.4

31.4

35.0

(一类)

36.0

(一类)

氢含量a(摩尔分数)/10-2          ≤   

4

3

3.5

(一类)

--

硫化氢含量a/(毫克/立方米)  ≤

5

6

1

6

(一类)

氨含量a(摩尔分数)/10-6            ≤

--

--

50

--

 “通过3个关键指标的对比不难发现,与常规天然气国标相比,煤制天然气国标不同之处体现在3点,即高位发热量略显不足、氢气含量高、硫化物含量极低。这主要是由工艺流程不同决定的。而这也正是不能通用常规天然气标准,必须出台专门煤制天然气国标的原因所在。此外,与煤制天然气行业标准、新疆地方标准相比,它们的区别主要体现在指标上略有高低。而煤制天然气国标在高位发热量指标上更靠近天然气国标,在硫化氢指标上比其他两者更严格。这有利于环境保护。同时,因化工生产的原因,煤制天然气国标还增加了氨指标,以控制可能对天然气长输管道造成的损伤。由此发现,国标更科学、更环保。”孙晓轩说。

影响:规范发展

 

“煤制天然气国标的出台,对项目、对企业绝对是好事一桩。”来自新疆庆华能源集团煤制天然气项目一位工作人员评价道。

 

好处之一,煤制天然气国标和常规天然气国标在指标上相对靠近,有利于煤制天然气与天然气在长输管道中共同混输。如何将煤制天然气运送出去一直是煤制天然气企业的心病。今后各大煤制天然气项目依据国标进行生产,其技术指标将极大靠近常规天然气,从而避免损害输气管道、燃气轮机、传统热电锅炉喷嘴等问题的出现。该工作人员还透露:“国标的出台,对煤制天然气在长输管道混输时争夺定价权也会有积极的影响。”

 

与此同时,由于煤制天然气甲烷化的工艺特点,在生产过程必须采用严格的净化工序。因此,煤制天然气几乎不含常规天然气中常见的对天然气管输有害的硫化氢和其他各种形态硫化物,二氧化碳含量也较少,颗粒物在煤制天然气脱水工艺中也一并被脱除。这对长距离管道输送煤制天然气非常有利。

 

好处之二,煤制天然气国标的发布有利于我国先进的煤化工技术走向海外。据介绍,2014年12月14日,中国庆华能源集团有限公司与哈萨克斯坦石油加工与销售公司、阿尔巴特合资公司、古兹涅斯基煤矿有限公司合作的煤基清洁能源综合利用项目正式签署合作协议。该项目将利用哈萨克斯坦丰富的资源条件,依托庆华集团在现代煤化工领域丰富的经验和技术优势,生产煤制天然气及其他产品。由于我国煤化工技术世界领先,国外既没有对口标准机构,也没有国际标准或先进标准可采用,于是,在将我国先进煤化工技术推向海外的同时,必须需要有先进标准的配套支撑。

 

煤制天然气国标的实施,对于推进中亚国家能源资源就地就近加工转化合作,形成能源资源合作上下游一体化产业链,并带动我国煤化工技术、装备与工程服务“走出去”,都具有非常重要的现实意义。

 

“随着7月1日实施日期的临近,已建、在建以及筹建的煤制天然气项目的技术指标应该做好调整,为此企业要舍得投入,通过技术突破去达到标准要求。尤其应该注意,新建煤制天然气项目必须要把氢气含量降到1%或以下,今后再次修订该标准时,降低氢气指标是必然的。”孙晓轩提醒道。煤化工网)