煤制天然气通常指煤经过气化工艺来生产合成气（CO+H2），再经甲烷化处理合成天然气(Synthetic Natural Gas，SNG)。全世界已投产的工业级煤制天然气装置较少，而中国的煤制天然气项目为世界之最。煤制天然气的能源转化效率较高，技术已基本成熟，是生产石油替代产品的有效途径。
中国资源禀赋的特点是"富煤、缺油、少气"。环渤海、长三角、珠三角三大经济带对天然气需求巨大，而内蒙古、新疆等地煤炭资源丰富，但运输成本高昂。因此，将富煤地区的煤炭资源就地转化成天然气，成为继煤炭发电、煤制油、煤制烯烃之后的又一重要战略选择。
1 生产工艺
1.1 主要工艺
煤制天然气的工艺可分为煤气化转化技术和直接合成天然气技术。两者的区别主要在于煤气化转化技术先将原料煤加压气化，由于气化得到的合成气达不到甲烷化的要求，因此需要经过气体转换单元提高H2/CO 比再进行甲烷化（有些工艺将气体转换单元和甲烷化单元合并为一个部分同时进行）。直接合成天然气技术则可以直接制得可用的天然气。
1.2 煤气化技术
煤气化转化技术可分为较为传统的两步法甲烷化工艺和将气体转换单元和甲烷化单元合并为一个部分同时进行的一步法甲烷化工艺。直接合成天然气的技术主要有催化气化工艺和加氢气化工艺。其中催化气化工艺是一种利用催化剂在加压流化气化炉中一步合成煤基天然气的技术。加氢化工艺是将煤粉和氢气均匀混合后加热，直接生产富氢气体。
1.3生产流程
煤制天然气整个生产工艺流程可简述为：原料煤在煤气化装置中与空分装置来的高纯氧气和中压蒸汽进行反应制得粗煤气；粗煤气经耐硫耐油变换冷却和低温甲醇洗装置脱硫脱碳后，制成所需的净煤气；从净化装置产生富含硫化氢的酸性气体送至克劳斯硫回收和氨法脱硫装置进行处理，生产出硫磺；净化气进入甲烷化装置合成甲烷，生产出优质的天然气；煤气水中有害杂质通过酚氨回收装置处理、废水经物化处理、生化处理、深度处理及部分膜处理后，废水得以回收利用；除主产品天然气外，在工艺装置中同时副产石脑油、焦油、粗酚、硫磺等副产品。主工艺生产装置包括空分、碎煤加压气化炉；耐硫耐油变换；气体净化装置；甲烷化合成装置及废水处理装置。辅助生产装置由硫回收装置、动力、公用工程系统等装置组成。
2设计指标
以生产40亿Nm3/年煤制天然气为例，其设计的经济技术指标如下表：
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序号 |
项目 |
单位 |
数量 |
备注 |
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1 |
生产规模 |
万Nm3/d |
1200 |
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2 |
产品方案 |
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2.1 |
主产品 |
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天然气 |
万Nm3/d |
1200 |
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2.2 |
副产品 |
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石脑油 |
万t/a |
10.128 |
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焦油 |
万t/a |
50.88 |
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硫磺 |
万t/a |
12.01 |
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粗酚 |
万t/a |
5.76 |
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粗氨 |
万t/a |
5.256 |
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3 |
年操作日 |
天 |
333 |
8000小时 |
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4 |
原料及燃料煤用量 |
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原料煤 |
万t/a |
1423.84 |
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燃料煤 |
万t/a |
402.144 |
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5 |
辅助材料和化学品 |
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催化剂 |
t/a |
230 |
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32·NaOH |
t/a |
3600 |
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甲醇 |
t/a |
9600 |
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二异丙基醚 |
t/a |
2100 |
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循环水药剂 |
t/a |
1530 |
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6 |
公用消耗量 |
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新鲜水 |
万t/a |
2690 |
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7 |
全厂三废排放量 |
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|
废气 |
万Nm3/a |
382.1 |
锅炉及加热炉烟气 |
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废渣、灰 |
万t/a |
237.33 |
气化及锅炉废渣 |
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8 |
运输量 |
万t/a |
2154.83 |
|
|
运入量 |
万t/a |
1833.01 |
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运出量 |
万t/a |
321.82 |
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9 |
全厂定员 |
人 |
1678 |
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|
其中：生产工人 |
人 |
1559 |
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管理和技术人员 |
人 |
119 |
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10 |
占地面积 |
ha |
373.93 |
包括灰场 |
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11 |
工程项目总投资 |
万元 |
2268074.36 |
|
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11.1 |
基建投资 |
万元 |
2060720.02 |
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11.2 |
固定资产方向调节税 |
万元 |
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11.3 |
铺地流动资金 |
万元 |
15332.16 |
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11.4 |
基建期利息 |
万元 |
192022.17 |
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12 |
项目固定资产投资 |
万元 |
2252742.19 |
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13 |
资本金 |
万元 |
680589.46 |
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14 |
基建贷款 |
万元 |
1587484.90 |
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15 |
年销售收入 |
万元 |
756191.52 |
平均 |
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16 |
年销售税金 |
万元 |
68989.61 |
平均 |
|
17 |
年总成本费用 |
万元 |
506006.62 |
平均 |
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18 |
年利润总额 |
万元 |
181195.29 |
平均 |
|
19 |
年所得税 |
万元 |
45298.82 |
平均 |
|
20 |
投资利润率 |
% |
7.86 |
平均 |
|
21 |
投资利税率 |
% |
10.86 |
平均 |
|
22 |
成本费用利润率 |
% |
35.81 |
平均 |
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23 |
投资收益率 |
% |
14.13 |
平均 |
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24 |
外汇贷款偿还期 |
年 |
|
含基建期 |
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25 |
国内贷款偿还期 |
年 |
9.91 |
含基建期 |
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26 |
投资回收期（所得税后） |
年 |
9.59 |
含基建期 |
|
27 |
投资回收期（所得税前） |
年 |
9.06 |
含基建期 |
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28 |
全投资内部收益率 |
% |
10.63 |
所得税后 |
|
29 |
全投资净现值 |
万元 |
367559.32 |
所得税后 |
|
30 |
全投资内部收益率 |
% |
12.31 |
所得税前 |
|
31 |
全投资净现值 |
万元 |
639818.27 |
所得税前 |
|
32 |
自有资金内部收益率 |
% |
12.40 |
|
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33 |
自有资金净现值 |
万元 |
341052.86 |
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34 |
全员劳动生产率 |
万元/人年 |
450.65 |
|
