冰岛碳循环国际公司（英文名称：Carbon Recycling International, 以下简称“CRI”) 2007年创立于冰岛雷克雅未克市，凭借其独有的ETL（Emission to Liquid）专利技术，成为世界领先的循环利用二氧化碳合成甲醇的创新技术公司。作为冰岛碳循环国际公司的顾问和联合股东之一，1995年诺贝尔化学奖得主乔治-奥拉博士在其专著【跨越油气时代：甲醇经济】 [Beyond Oil and Gas: the Methanol Economy] 中对于二氧化碳合成甲醇技术进行了较为详细的阐述，并且对甲醇在未来能源解决方案中的重要作用进行了重点说明，即“甲醇经济”。

在上述基础上，CRI公司通过多年的技术开发和试验，于2012年在冰岛雷克雅未克建成了甲醇产能为1200吨/年的二氧化碳制甲醇技术的工业化示范装置，并于2014年成功地将装置产能扩大到4000吨/年，且一直连续运行至今。浙江吉利控股于2015年通过入股CRI公司成为CRI公司的主要股东之一，并将其自主研发的以100%甲醇为燃料的动力汽车引入冰岛及欧洲其他国家进行运行测试，结合CRI公司生产的绿色低碳甲醇Vulcanol®作为车用燃料，取得了良好的环保效益和社会效益。

北京碳零工程技术有限公司与冰岛碳循环国际CRI公司合作，联合开发国内碳排放市场及ETL推广应用，公司拥有多项节能环保的专利技术和专有技术，同时负责CRI冰岛碳循环国际公司ETL二氧化碳制甲醇技术在国内的技术推广、投资建设等工作，并提供基于ETL技术的一体化技术解决方案、投融资服务、项目管理和技术咨询等业务。

由冰岛碳循环国际CRI公司及中国合作伙伴共同引进并参股的国内首套利用二氧化碳与氢气合成甲醇的工业化装置于2020年7月份正式开工建设，项目计划于2022年年初投料开车。届时将生产11万吨绿色低碳甲醇，年吸收二氧化碳16万吨，相当于16万亩森林种植面积每年光合作用吸收的二氧化碳。与传统煤制甲醇相比，该项目每年间接减排二氧化碳约60万吨，相当于60万亩森林种植面积。

项目背景

2021年春季，中央政府本着对我国经济的长远健康发展，秉承对全球温室气体减排的庄严承诺，作为全球第二大经济体和一个负责任的大国，正式提出2030-2060 “碳达峰– 碳中和” 的宏伟计划。

我国是世界上第一大焦炭生产国，2016年焦炭总产能达到6.87亿吨。焦炭产量4.49亿吨，占全球总产量的69.18%，其中26.69%的生产能力在钢铁联合企业内，73.31%在独立的焦化企业。焦化行业副产大量的焦炉煤气。按每吨焦炭副产约400Nm3焦炉煤气计算，独立焦化企业每年副产焦炉煤气1317亿Nm3左右，其中回炉加热自用约600亿Nm3。对焦炉进行改造，将此部分气体用低热值气体替换进行综合利用，提取LNG并联产甲醇，可以得到约100亿Nm3的天然气和2500万吨甲醇，重要的是直接捕集利用了3750万吨二氧化碳（间接减排二氧化碳1.25一吨），这相当于2.5万平方公里森林一年吸收的二氧化碳。既有效解决了焦炉尾气的排放污染问题，又具有十分可观的经济效益和社会效益。特别是近年来国家对焦化行业进行“准入整顿”，焦炉煤气必须回收利用，中小炼焦企业面临新一轮“洗牌”，西气东输将使焦炉煤气登上历史舞台，其综合利用更成为炼焦企业生存与发展的关键，加强资源循环和梯级使用，其资源化利用势在必行。基于焦炉煤气，通过捕集工业废气二氧化碳作为原料制取低碳甲醇并联产LNG是焦化企业非常有前景的选择。

焦炉气利用技术的选择

1、技术选择基本原则

工艺技术方案的选择是本着充分利用焦炉煤气资源，保证产品质量的前提下力求技术水平先进合理、稳妥可靠，降低劳动强度，节约投资，合理布局，减少工程造价，实现环境污染总量控制，做好洁净生产，以减少对环境的污染。

对于焦炉气来说，一般H2含量为55%以上，CH4含量在25%左右，同时含有8-10%的CO和CO2。基于该组成，一般焦炉气的综合利用主要集中于H2和CH4的利用，同时根据产品需求确定是否需要通过其他方式提供反应所需的碳源。因此，如何高效梯级利用焦炉气中的H2和CH4是焦炉气利用项目中的关键问题。

2、工艺流程对比分析

截至目前，国内常规的焦炉气综合利用有以下几种方式：

2.1焦炉气制甲醇

以焦炉气为原料，经气柜、压缩、净化、精脱硫、转化、提压、甲醇合成、甲醇精馏等工艺生产精甲醇产品。合成反应以CO和H2反应为主，同时有少量的CO2和H2反应制备甲醇。

该工艺的优点在于流程相对较短，投资相对低。其缺点在于一方面需要设置甲烷转化装置，且需要设置空分制氧装置，将焦炉气中的甲烷转化成合成甲醇的有效气体CO、H2和部分CO2；另一方面由于该方案的合成气中缺少足够的碳源（主要是CO），受到合成催化剂本身的限制（合成气中CO2的浓度不能过高），造成甲醇合成的驰放气中富余大量的H2，绝大部分已建装置将这部分驰放气外送作为燃料气使用，大大降低了焦炉气的利用价值。虽然有部分装置将这部分驰放气中的H2提纯后作为氨合成的原料气，需要增设PSA提氢、甲烷化和氨合成、液氨储罐等装置。但是往往受到建厂地周边液氨市场的限制，且需要新增氨储存设施，一定程度上降低了项目的经济效益。

2.2焦炉气制LNG

以焦炉气为原料，经气柜、压缩、净化、精脱硫、甲烷化、干燥液化等工艺生产液化天然气LNG产品。与焦炉气制甲醇不同，焦炉气制LNG需要设置甲烷化装置将焦炉气中的CO、CO2和H2反应生成CH4。

该工艺的优点在于流程相对较短，投资相对低。其缺点在于一方面需要设置甲烷化装置，将焦炉气中的CO、CO2和H2反应生成CH4；另一方面，与焦炉气制甲醇流程类似，该流程无法完全利用焦炉气中的H2，造成深冷液化的尾气中富含大量的H2组分，若作为燃料气使用，则降低了焦炉气的利用价值。

2.3焦炉气结合煤炭气化造气制甲醇联产LNG

以焦炉气和煤炭纯氧气化产生的粗煤气为原料，其中纯氧造气的粗煤气经煤气预处理后进入气柜，出气柜的混合原料气经压缩、净化、增压、精脱硫和MDEA脱碳后，净化气首先进入深冷分离装置提取LNG，剩余的富氢气、富CO气以及MDEA脱碳装置副产的CO2一起作为合成气送入甲醇合成装置制备甲醇。合成反应以CO和H2反应为主，同时有少量的CO2和H2反应制备甲醇。

该流程的优点在于实现了焦炉气中H2和CH4以及CO和部分CO2的资源化利用，得到了甲醇和LNG两种产品。缺点在于流程复杂，且为了满足甲醇合成对合成气中碳源的要求，需要设置纯氧造气装置以及配套的空分制氧装置，装置投资相对较高，一定程度上降低了其经济效益。

2.4二氧化碳与焦炉气制绿色低碳甲醇联产LNG

与前述几种常用的工艺流程不同，本流程以焦炉气和工业尾气中回收的二氧化碳为原料制备绿色低碳甲醇，同时联产LNG。焦炉气经压缩、净化、增压、精脱硫和MDEA脱碳后，净化气首先进入深冷分离装置提取LNG，剩余的富氢气、富CO气、MDEA脱碳装置副产的CO2和工业尾气中回收的CO2一起作为合成气送入甲醇合成装置制备甲醇。甲醇合成及精馏装置采用CRI公司的ETL专有工艺，且合成反应以CO2和H2反应为主，同时有少量的CO和H2反应制备甲醇。该流程的总工艺流程框图如下：

与前述几种方案相比，该流程主要有以下几个特点：1) 实现了焦炉气中H2和CH4以及CO的高效分级利用；

2) 也实现了焦炉气中CO2的资源化利用，并作为绿色低碳甲醇合成的基本原料；

3) 本流程不需要新设纯氧造气和配套的空分装置制备合成气提供碳源，以满足常规的以CO和H2反应合成甲醇的要求，仅仅需要从尾气中回收CO2即可实现甲醇的生产；

4) 将工业尾气中的CO2作为合成原料气，直接实现了CO2的减排；

5) 在生产绿色低碳甲醇的同时，可联产LNG；

6) 流程简洁，装置的总体经济效益较好。

其他利用方式

焦炉气的其他利用方式主要有：作为发电装置的燃料气；或者作为高纯氢气制备的原料气等。无论是哪一种方式，均无法完全实现对焦炉气中有效组分的分质分级梯级利用。

3、ETL技术（Emissions-to-Liquids)流程图