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(tuán)煤制油基地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。目前該裝置已穩(wěn)定運(yùn)行1000小時(shí)以上。

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

經(jīng)過初期對(duì)催化劑失活機(jī)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(jìn)展，所研制的催化劑在模擬的工況下穩(wěn)定運(yùn)行5000小時(shí)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(jí)催化劑的工程放大和生產(chǎn)，并在山西潞安集團(tuán)的支持下實(shí)施了萬(wàn)方級(jí)裝置的建設(shè)與運(yùn)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(shí)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(shí)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士張軍介紹，實(shí)驗(yàn)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(shí)，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(gè)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(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)已對(duì)該裝置進(jìn)行了72小時(shí)連續(xù)運(yùn)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(guó)際首套萬(wàn)Nm3/h級(jí)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(yùn)行，實(shí)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(xiàng)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(shí)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(xiàng)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(duì)山西煤化工產(chǎn)業(yè)的低碳化發(fā)展做出重大創(chuàng)新。 ?

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