美大平原煤制气：一个成功的案例

中国煤制气工业落难了，刚才起步，就被一个教授批得体无完肤，媒体蜂拥而上，生怕打不死，说“美国大平原煤制气投资是多输结局”，更有趣的是“中国媒体说大平原是个成功案例，我看到这个真是不知道是要哭还是要笑，美国评论认为大平原已经达到了可耻、可笑的程度，中国竟然要仿效”。投资失败了吸取经验教训，与“可耻、可笑”沾不上边，也用不着嘲笑。

煤制气是代用天然气的一种

代用天然气（substitute natural gas，SNG、）亦称“合成天然气”，用石脑油、油页岩、重油和煤做原料制成合成气（syngas），制得的合成气主要含一氧化碳、二氧化碳与氢，然后再通过甲烷化反应获得以甲烷为主要成分的高热值气体。煤制气（coal-to-gas，CTG）是专指用煤做原料制取的代用天然气。煤制气与煤气不同，煤气是煤经过干馏生成可燃性气体。

煤制气是煤的另外一种利用形式，是高碳能源，不能算是天然气；煤制气不是清洁能源，也不算清洁燃料，煤制气在全球并不盛行，其原因是天然气资源仍然很丰富。煤制气属于煤化工，应该说明整个世界煤制气工厂并不多。由于中国煤多气少，才热衷于煤制气，煤制气也有存在的必要。

美国达科他气化公司是煤制气成功的案例

在全球天然气资源仍然丰富的时代，煤制气只是在多煤少气的地方提出，如20世纪60年代美国北达科他州就遇见这种情况。经过许多论证和磨难，1984年由大平原合成燃料厂（Great Plains Synfuels Plant，GPSP）组建了达科他气化公司（Dakota Gasification Company）。1988年达科他气化公司归属北新电力集团（Basin Electric Power Cooperative，达科他州俾斯麦市）的营利性子公司，由大平原合成燃料厂拥有并经营。达科他气化公司经营煤制气已经有30年的历史，并非说的“1984年投产一年就破产了”。

大平原合成燃料厂有两条输气管线：

⑴ 煤制气管线。从厂区输往北部边境管线集输站，厂区生产的煤制气经由长54.7公里、直径61厘米管线，北部边境管线集输站连接到爱荷华州文图拉的输气管网，分布在整个美国东半部。

⑵ 二氧化碳管线。由苏里斯谷管道公司（Souris Valley Pipeline, Ltd.，属达科他气化公司的盈利性子公司）操作。达科他气化公司捕获和生产二氧化碳经由330公里管线，销售到加拿大萨斯喀彻温省，用以提高石油采收率。目前销售430万立方米CO2/日到加拿大。

达科他气化公司除了生产代用天然气以外，还从煤气化过程生产许多副产品，增加了煤制气的收益。这些产品如硫酸铵和无水氨为农业提供了含氮和硫的营养物，有利于环境质量。其他有价值的产品包括胶合板行业生产树脂用的苯酚、化学工业用的甲苯基酸、制冷工业和油田服务用的液氮、作为溶剂的甲醇、汽油掺合用的石脑油、照明行业用的氪和氙气体。

煤制气盈利应多角度考虑

煤级是由植物形成煤的过程中，划分煤化程度的标志。从泥炭→褐煤→烟煤→无烟煤，反映出煤的成熟程度。按照国家对煤化工的相关要求，通常是采用劣质煤作为煤化工的主要原料，而褐煤本身就是一种高水分、高灰分、低热值、污染重、利用率相对较低的劣质煤。

煤气化用的是煤级低的褐煤。美国达科他气化公司日耗煤16000吨褐煤，产品品种有：

⑴ 合成天然气（Synthetic natural gas，SNG）。采用煤气化技术从煤生产气态燃料——煤制气。合成天然气是合成气在甲烷化反应器中的镍催化剂上反应生成的。合成气中的CO和H2反应生成甲烷（CH4）和水蒸气。每天从褐煤生产约495.3万立方米（175 mmscfd，年输18.1亿立方米）煤制气输入天然气管网，其热值为975 Btu/SCF（34452Btu/m3）。

⑵ 硫酸铵（ammonium sulfate）。利用燃料气脱硫系统生产颗粒状硫酸铵。生产能力为400短吨/日（363吨/日，13.3万吨/年）。

⑶ 无水氨（anhydrous ammonia）。用作农耕肥料和生产各种化工品的原料。美国达科他气化公司无水氨生产能力为1150短吨/日（38.1万吨/年），库存能力为60000短吨（54438吨）。有专用的轨道车运输。

⑷ 二氧化碳（carbon dioxide）。可用作油田提高油收率。达科他气化公司与泛加拿大石油有限公司签有协议，销售并输送CO2到加拿大萨斯喀彻温省油田。达科他气化公司还在研究美国等市场的CO2利用。二氧化碳生产能力为215百万标准立方英尺/日（22.2亿立方米/年）。

⑸ 脱酚甲苯基酸（Dephenolized Cresylic Acid）。用于制造杀虫剂及其他产品如导线珐琅溶剂、酚醛、环氧树脂和抗氧化剂。年产约33百万磅（14970吨/年）

⑹ 氪和氙气体（krypton-xenon）。工厂在液态氧生产过程中附带生产液态氮、氪和氙等副产品。氧是用在煤初级氧化。用于专业照明如高强度照明和激光以及瑟莫潘双层隔热窗绝缘。年产3.5百万升氪和氙气体。

⑺ 液态氮（Liquid nitrogen）。用于食品加工冷冻、油井添加剂及化学加工应用。年产约300 000加仑（113.6万升/年），纯度达99.99%。

⑻ 石脑油（naphtha）。用作汽油掺合，作为溶剂和苯生产。年产约8.4百万加仑（3160万升/年）石脑油。

⑼ 苯酚（phenol）。用作胶合板制造的树脂生产和铸造行业。年产约28百万磅（12700吨/年）苯酚。

⑽ 煤焦油（tar oil）。年产40百万加仑（1.514亿升/年）煤焦油。

⑾ 尿素（Urea）。广泛用于农业作为化肥。生产能力为1100吨/日（40.2万吨/年），有110辆车运输。