近日，甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣裝置在山西潞安集團煤制油基地實現(xiàn)穩(wěn)定運行。目前該裝置已穩(wěn)定運行1000小時以上。

　　甲烷二氧化碳重整制合成氣技術(shù)源于中國科學(xué)院上海高等研究院、山西潞安礦業(yè)（集團）有限責(zé)任公司和荷蘭殼牌石油工業(yè)公司聯(lián)合啟動的甲烷二氧化碳重整項目，獲國家自然科學(xué)基金、上海市科委重點項目、中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)—煤專項、國家科技支撐和國家重點研發(fā)計劃支持。

　　經(jīng)過初期對失活機理的深入研究，課題組在催化劑抗積碳穩(wěn)定性研究方面取得重大進展，所研制的催化劑在模擬的工況下穩(wěn)定運行5000小時以上。課題組完成了催化劑研制和反應(yīng)器模擬研究以及百噸級催化劑的工程放大和生產(chǎn)，并在山西潞安集團的支持下實施了萬方級裝置的建設(shè)與運行。CO2與CH4是典型的溫室氣體，又是重要的含碳資源。將CO2與CH4作為碳源，可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為合成氣（CO和H2），即稱之為甲烷二氧化碳重整或者干重整。較之傳統(tǒng)的甲烷蒸汽重整，甲烷二氧化碳重整幾乎不消耗水，而是大量利用二氧化碳，降低能耗的同時緩解溫室氣體減排壓力，因此受到廣泛關(guān)注。然而，該反應(yīng)過程特別容易積碳，抗積碳催化劑和專用反應(yīng)器被公認(rèn)為是其技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化的核心難題。

　　上海高等研究院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點實驗室博士張軍介紹，實驗室成功解決了納米金屬的穩(wěn)定性問題，尤其是催化劑鑄造與內(nèi)結(jié)構(gòu)的匹配。此類納米介孔催化劑具有抗積碳和抗燒結(jié)雙功能，同時，反應(yīng)器內(nèi)結(jié)構(gòu)與催化劑的優(yōu)化匹配是成功的另一個重要因素。該技術(shù)適用于常規(guī)或非常規(guī)天然氣的轉(zhuǎn)化利用，也適用于煤化工和冶金行業(yè)等。

　　中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會已對該裝置進行了72小時連續(xù)運行標(biāo)定。專家認(rèn)為，該研究開發(fā)了性能優(yōu)越的高效納米鎳基催化劑和專用反應(yīng)器，優(yōu)化了工藝系統(tǒng)，建成了國際首套萬Nm3/h級規(guī)模甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣工業(yè)側(cè)線裝置并穩(wěn)定運行，實現(xiàn)了CO2的高效資源化利用以及產(chǎn)品氣H2/CO的靈活可調(diào)，建議盡快開展工業(yè)化應(yīng)用推廣。

　　中科院上海高等研究院項目負(fù)責(zé)人孫予罕說，大規(guī)模的甲烷二氧化碳重整技術(shù)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，其核心是高效的催化劑和高效反應(yīng)器的開發(fā)。此項技術(shù)不僅為富含CO2天然氣的規(guī)?；玫於酥匾募夹g(shù)基礎(chǔ)，而且將對山西煤化工產(chǎn)業(yè)的低碳化發(fā)展做出重大創(chuàng)新。

　　將CO2與CH4作為碳源，可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為合成氣，降低能耗的同時緩解溫室氣體減排壓力。然而，該反應(yīng)過程特別容易積碳，抗積碳催化劑和專用反應(yīng)器被公認(rèn)為是其技術(shù)實現(xiàn)工業(yè)化的核心難題。課題組在催化劑抗積碳穩(wěn)定性研究方面取得重大進展，將在煤炭化工、冶金等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。