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以南海富?CO2天然氣的高效利用為例,我國南海天然氣的組成與內陸其他地區有很大的不同,其特點是含有高濃度的?CO2,CO2含量普遍在?20%—80%。以?CO2含量為?50%?的南海天然氣為基準,經過干重整后耦合合成氣直接制烯烴(FTO)工藝生產高附加值單體?α-?烯烴和高級醇等產品。其烯烴產品包括乙烯、丙烯、丁烯、C5—C9?餾分、C10—C13?餾分和?C14+?餾分,平均市場價為?8?421?元/噸。該生產系統單位投資約為?2.48?萬元/噸烯烴,基于?0.7?元/標方的南海富碳天然氣價格,扣除該工藝副產的高級醇和燃料氣等產品后,烯烴的凈生產成本為?4?414?元/噸;考慮?12%?的投資回收率,烯烴盈虧平衡價為?7?325?元/噸,低于烯烴產品的平均市場價,具有良好的經濟競爭力。
根據《能源發展“十三五”規劃》,到?2020?年天然氣在能源消費結構中所占比例將提高到?10%?以上。同時,據預計,2020?年中國天然氣需求將增至?2?900?億立方米,2030?年達到?4?800?億立方米,發展潛力巨大?;谀壳疤烊粴獾睦梅绞?,約?15%?的天然氣作為化工用氣使用,假設?2020?年和?2030?年天然氣化工用氣中?30%?的比例用于甲烷-二氧化碳干重整耦合合成氣直接制烯烴技術,則?2020?年可實現各類烯烴產量約為?740?萬噸,同時直接消耗?CO2約?1?020?萬噸。該技術可生產各類國內市場急需的單體?α-?烯烴和聚?α-?烯烴(PAO)基礎油,產品附加值非常高,2020?年產值可達?840?億元。2030?年隨著天然氣消費量的上升,該技術生產的各類烯烴規模可達?1?300?萬噸,直接消耗?CO2約?1?700?萬噸,產值高達?1?390?億元。
若以我國焦爐氣為例,按全國年產焦炭?2.4?億噸計,則每年可副產焦爐氣?720?億立方米。目前至少有?1/3?以上的焦爐氣未加以利用,既浪費了寶貴資源,又造成環境污染。焦爐氣為富氫氣體,通過?CO2與焦爐氣的重整,可以得到合適氫碳比的合成氣。如將排放的焦爐氣加以利用,一方面可以每年減少約?1?000?萬噸的?CO2,至少可生產?1?300?萬噸甲醇(CH3OH)或生產?400?萬噸的油品,市場容量達到?200?多億元。
針對甲烷-二氧化碳干重整工藝,未來需要解決的關鍵技術問題主要包括:完善催化劑結構和性能與規模生產工藝參數之間的關系,實現規模化耐高溫抗積碳高效催化劑的制備工藝;通過整體系統的熱能利用和系統強化,解決并實現反應器優化及其與高效移熱設備的匹配,實現干重整技術的規?;瘧?。