摘　要：焦炉煤气作为焦化企业的重要副产品之一，通过甲烷化可以将焦炉煤气资源化利用。对符合《焦化行业准入条件》的6个批次企业的焦炉煤气利用情况进行分析，对焦炉煤气制LNG产业发展的区域分布进行了研究。

关键词：焦炉煤气  液化天然气  焦炉煤气制液化天然气

Research on Industry Development of Production of LNG from Coke Oven Gas

Abstract：The coke oven gas is an important byproduct of coking enterprise and can be used as resource via methanation．7rhe utilization of coke oven gas from 6 batches of enterprises confoHTl to the Market Access Conditions for the Coking Industry is analyzed．Fhe area distribution of industry development of production of LNG from coke oven gas is studied．

Key words：coke oven gas；LNG；production of LNG from coke oven gas

天然气作为国际社会公认的清洁能源，在能源结构中的比例逐年上升。焦炉煤气(COG)是焦化企业的副产品，COG的主要组分为H2、CO、CO2、CH4等^[1]，如果将CO、CO2与H2发生甲烷化反应生成甲烷，可以得到高热值的天然气^[2]。

1　焦炉煤气资源规模与可利用规模分析

COG是非常宝贵的能源和资源，COG是仅次于焦炭的炼焦副产品，据测算2008年我国无法回收利用的COG气量达到400×10⁸m³／a^[3]。COG产率与入炉煤的挥发分相关，随挥发分增加COG产量也会增加。焦炉煤气资源可分为三大类^[4]：已利用资源、可利用资源(机焦炉已收集的煤气资源)、潜在可利用资源(土焦和改良焦等焦化企业还没有收集的煤气资源和现已利用将来被天然气取代的煤气资源)。

不同类型焦化企业所产生COG的利用状况不同。根据焦化企业COG利用状况，焦化企业可分成四种类型：钢铁企业附属焦化企业、城市燃气气源焦化企业、以生产焦炭为主的独立焦化企业、土焦和改良焦焦化企业。

钢铁企业附属焦化企业大多采用复热式焦炉且用高炉煤气加热，焦化过程生产的焦炉煤气都被用于轧钢等需要高热值煤气的工艺中。钢铁企业附属焦化厂的煤气资源属已利用资源。

城市燃气气源焦化企业是以供应城市燃气为目标而建的大型机焦企业。大型机焦炉所产焦炉煤气约48％用于焦炉自身加热(部分焦化厂用焦炉煤气和水煤气混合气进行焦炉自身加热)，其余部分外输用作城市民用燃料。大中城市燃气气源焦化厂生产的煤气一般供不应求。这部分煤气资源曾经是已利用资源。但是，随着西气东输相关工程的实施，城市民用焦炉煤气将被天然气取代，逐步成为潜在可利用资源。

独立焦化企业约有48％的焦炉煤气用于自身加热，约52％的焦炉煤气剩余，剩余煤气用于发电、合成氨、合成甲醇、金属镁和建材生产消费的仅占少许比例(5％左右)。所以独立焦化企业可利用资源量丰富。

土焦炼焦和大多数改良焦不回收煤气和化学产品，除了48％的焦炉煤气用于自身加热外，其他均为潜在可利用资源。另外，随着国家与地方政府的炼焦行业准入条件严格实施及企业升级转型，这部分企业将逐步淘汰或升级为机焦焦化厂。所以土焦和改良焦焦化企业潜在资源丰富。

据统计，201 1年中国焦炭产量达到4.28×10⁸t，按照1t焦炭副产430m³ COG计算，2011年副产品COG约1840×10⁸m³。城市燃气气源焦化企业、独立焦化企业、土焦和改良焦焦化企业焦炭产量合计3.04×10⁸t，副产品COG约1307×10⁸m³。按照上述对不同类型焦化企业所产生COG利用情况分析，48％的COG用于自身加热，则其余的COG达到680×10⁸m³。按照每2.2～2.6m³的焦炉煤气生产出1m³天然气计算，可每年生产天然气达(262～309)×10⁸m³，约等于西气东输二线年输气能力；如果考虑我国焦炉煤气制甲醇的900×10⁴t／a产能可达产70％，按照每2100m³的COG生产出1t甲醇，630×10⁴t甲醇消耗COG约132×10⁸m³，则实际富余的COG仍然达到548×10⁸m³，可生产出天然气(211～249)×10⁸m³／a。如果仅考虑中国独立焦化厂作为可利用资源(独立焦化厂占产量比例为62.9％)，2011年独立焦化厂COG副产品1158×10⁸m³，自身加热(消耗556×10⁸m³)、生产甲醇(132×10⁸m³)之外，COG可利用资源量为470×10⁸m³，年可生产天然气(180～213)×10⁸m³。

2　焦炉煤气制LNG潜在空间分析

①取得焦化行业准入条件企业的利用情况

截至2012年中，符合《焦化行业准入条件》的企业共计6个批次，其利用情况主要为制甲醇、发电、外供(用途不确定)、供热、供城市燃气及自用几个方面。据西南化工研究设计院有限公司所提供至2012年共计6个批次获得准入条件企业的利用情况，分析整理得到焦化企业COG利用情况(见表1)。

制甲醇、发电、供热、供城市燃气是主要利用方式，分别为61、49、36、35家企业；已经进行外供销售但不确定用途的企业36家；其余利用方式还可用于化工原料、提氢等；热回收焦炉和机焦炉等目前无法确定其准确利用情况的企业99家，占总统计企业数量的25.6％，这部分企业值得进一步关注。

作为城市燃气气源的焦炉煤气企业过去在大中城市供不应求，但是随着未来城市燃气的利用和管道天然气供应增加，越来越缺乏市场竞争力，这部分的供应可作为COG制取LNG的潜在可利用资源；目前将COG外供的企业均可作为COG制LNG可利用资源；目前不确定利用情况的机焦炉和热回收炉企业也具有COG回收功能，可作为COG制LNG叫+利用资源考虑；其余制甲醇、发电、供热、白用等其他明确用途且具有一定产品市场的企业均作为已利用资源。综合测算：COG可利用资源(不确定企业、外供不确定用途企业)企业数量占总统计企业数量的34.9％；潜在町利用资源(外供城市燃气)企业数量占总统计企业数量的9.1％。潜在可利用资源是未来随市场情况可以转化为“可利用资源”的资源，故具有可利用资源的焦化企业占总统计企业数量的44％，统计企业共计386家，因此大约相当于l67家焦化企业可以作为COG制LNG产业潜在合作伙伴。

②COG可利用资源企业地域分布

前述分析显示，目前中国焦化企业中将COG用于外供(用途不确定)、城市燃气以及目前不确定利用情况的l67家企业是COG可利用资源，这些企业主要分布在山西、河北、山东，分别有53、40、19家企业；少量分布在河南、陕西、内蒙古等地，分别有11、7、6家企业。2011年我国焦炭产量前三名省份为山西、河北、山东，焦炭产量分别为0.9×10⁸、0.6×10⁸、0.4×10⁸t。从地域分布上看，COG可利用资源企业分布情况与焦炭产量分布情况相同，前三名均锁定在山西、河北、山东，这也印证了COG是焦炭企业的重要副产品的特点。

根据COG甲烷化进而可得到LNG的技术路线，主要对川西、河北、山东焦化园区及大型焦化集团地理集中度进行分析，寻找COG制LNG产业发展的潜在区域。此外，云南、贵州近年提出发展焦化企业的政策，也值得进一步研究。这些企业获得政府准入条件，具有经营的可持续性，都是潜在的COG制LNG产业发展(合作)企业。

①山西

山西省的焦炭产能的93％集中在临汾、吕梁、太原、运城、长治、晋中地区，其中，太原、晋中、临汾、运城、吕梁等是焦化生产规模大且集中的地区。

按照《山西省人民政府关于印发山西省焦化产业调整和振兴规划的通知》(晋政发[2009]7号)，将置换建设的新型大型焦化项目重点布局在吕梁、临汾、晋中、长治、运城现有的焦化园区内或焦化集中区内。这些焦化园区均可能成为高集中度的COG制LNG产业基地。

在这些地区周围发展焦炉煤气制LNG产业，可将COG资源形成规模，保障稳定供应。目前在建的项目中，山西孝义新能源焦炉煤气制SNG(代用天然气)项目、山西沁县国华燃气焦炉煤气制LNG、古县正泰焦炉煤气制天然气项目、山西安泰焦炉煤气制取LNG项目均选址在山西焦化园区内或集中区内，资源相对稳定。COG制取LNG产业布局建议首选吕梁、晋中、运城等目前没有COG制取LNG项目的区域，早进入早获利。总体来看，山西省COG资源集中趋势将在这几个区域，可作为产业发展的重点关注对象。

②河北

河北省焦化企业主要分布在富产煤炭、钢铁产业集中和交通便利的地区，包括唐山、邯郸、邢台、石家庄井陉、宣化、承德等地区。受下游钢铁价格起伏和上游煤炭价格坚挺的双重挤压，2011年河北省焦化行业绝大多数企业处于亏损状态。大型独立焦化企业经济效益较好，钢铁联合企业的焦化厂由于需求有保证，很少限产或减产。而部分中小独立焦化企业的生存发展面临困难。COG作为焦化企业的主要副产品，其有效的利用可以为焦化企业提供良好的经济效益，反过来可以补贴上游企业，稳定甚至扩大产能。对于独立小型焦化企业，联合后可作为COG制取LNG项目的稳定资源供应商。

因此，COG制取LNG产业布局可将河北唐山、邯郸、邢台、石家庄、宣化、承德等地的小型独立焦化企业作为潜在合作目标。天然气利用企业、运输企业通过研究这些地区COG资源规模、可利用资源情况等，在这些区域进行COG制LNG项目的整体规划和布局。

③山东

从地理分布上看，山东省已形成鲁中、鲁南、鲁西南三大焦化产业集群，已建成8个产业园区。8个园区可作为COG制LNG产业重点发展区域。山东获得准入条件的重点焦化企业，如山东铁雄能源集团有限公司、济南钢铁股份有限公司焦化厂、莱芜钢铁集团股份有限公司焦化厂，具有焦炉煤气可利用资源，是COG制LNG产业发展的重点合作对象。

④贵州

贵州省国土资源厅规划处2008年发布的《贵州省“十一五”煤化工产业发展规划》指出，在全省重点建设六盘水一威赫煤化工区，应该依托六盘水焦煤资源和大型煤炭企业的优势进行发展；六盘水煤焦化产业带将围绕水城钢铁(集团)公司、盘江煤电(集团)公司、水城矿业(集团)公司等大型企业发展建设新型煤焦化基地。分析准入焦化企业的COG利用情况，可为COG制LNG产业提供COG资源的企业有贵州水矿西洋焦化有限公司、盘县天能焦化有限公司，天然气利用企业、运输企业可将其作为进一步了解贵州对COG利用情况的切入点，在有产业扶持政策的区域加大前期调研力度，进行整体规划和布局。

⑤云南

云南是后起发展焦化企业的省份之一，其COG产量位居全国第9位。分析准入焦化企业利用情况，可供COG制LNG产业利用资源企业有昆明焦化制气厂、曲靖市盛凯焦化有限责任公司、马龙县明龙焦化实业有限公司，焦化企业焦炭设计能力在100×10⁴t／a以下，COG没有得到充分利用，未来可考虑联合利用的方式，作为COG制LNG产业重点发展区域之一。

3　结论与建议

2011年焦炉煤气(COG)资源规模与可利用规模分析显示，不同情境下焦炉煤气资源量(470～680)×10⁸m³／a，可生产天然气(180～309)×10⁸m³／a，这种可利用资源潜力相当巨大。经济发展对能源具有高度依赖性，随着我国环境保护和节能减排要求加强，国家对COG资源化利用的关注程度会不断提高。

通过对符合焦化行业政策的企业焦炉煤气利用情况进行分析，发现山西、河北、山东是焦炉煤气资源主要分布地区，云南、贵州近年提出一些新政策，也是焦炉煤气制LNG产业重要的发展地区。

焦炭属于高污染、高能耗的资源性商品，提高焦化产品利用率是焦化企业节能减排的关键。建议天然气利用企业、运输企业与焦化企业整体规划布局，加强合作，一方面有利于解决COG综合利用问题，增加焦化产品经济附加值；另一方面有利于缓解国内天然气短缺局面，对焦化行业发展循环经济及节能减排具有重要意义。

参考文献：

[1]吴创明．焦炉煤气制甲醇的工艺技术研究[J]．煤气与热力，2008，28(1)：B36-B42．

[2]曾志新，闫小斌．焦炉煤气化工利用方案选择[J]．煤气与热力，2011，31(3)：B09-Bll．

[3]姚维学，付再华，刘同l毛，等．焦炉煤气的综合利用[J]．河北化工，2009，32(12)：34-36．

[4]杨力，董跃，张永发，等．中国焦炉煤气利用现状及发展前景[J]．山西能源与节能，2006(1)：1-4．

本文作者：都大永庄妍

作者单位：中海石油气电集团技术研发中心