甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣萬方級裝置實現穩定運行

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穩定運行，即在前期試運行和系統優化的基礎上，6月21日該裝置啟動全系統運行並於7月10日實現滿負荷生產，8月2日完成了石油和化學工業聯合會組織的現場標定。截止到發稿之日，該裝置已穩定運行1000小時以上，日產低H2/CO摩爾比產品氣高達20多Nm高達60噸。

甲烷二氧化碳重整制合成氣技術源於科學院上海高等研究院、山西潞安礦業（集團）有限責任公司和荷蘭殼牌石油工業公司聯合啟動的甲烷二氧化碳重整項目。該項研究工作先後獲得國家自然科學基金、上海市科委重點項目、中科院戰略先導-煤專項、國家科技支撐和國家重點研發計劃的支持。經過初期對催化劑失活機理的深入研究，課題組在催化劑抗積碳穩定性方面取得了重大進展，所研製的催化劑在模擬的工況下穩定運行5000小時以上。在中科院戰略先導-煤專項和國家重點研發計劃-納米專項支持下，課題組完成了催化劑研製和反應器模擬研究以及百噸級催化劑的工程放大和生產，並在山西潞安集團的支持下實施了萬方級裝置的建設與運行。

CO24是典型的溫室氣體，又是重要的含碳資源。將CO242），即稱之為甲烷二氧化碳重整或者乾重整。相比較傳統的甲烷蒸汽重整，甲烷二氧化碳重整幾乎不消耗水，而是大量利用二氧化碳，降低能耗的同時並緩解溫室氣體減排壓力，因此受到世界的廣泛關注。然而，該反應過程特別容易積碳，抗積碳催化劑和專用反應器被公認為是其技術實現工業化的核心難題。因此，國內外相關研發尚未達到工業側線或示範的規模。正如張軍博士所言，上海高研院低碳轉化科學與工程重點實驗室成功解決了納米金屬的穩定性問題，尤其是催化劑鑄造與內結構的匹配。此類納米介孔催化劑具有抗積炭和抗燒結雙功能，同時，反應器內結構與催化劑的優化匹配是成功的另一個重要因素。在此基礎上，該技術可以拓展至水蒸氣重整和多重整應用，實現合成氣H228月2日，石油和化學工業聯合會對中科院上海高研院、山西潞安礦業（集團）有限責任公司和荷蘭殼牌石油工業公司三方開發的甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣關鍵技術與工業側線試驗裝置進行了72小時連續運行標定。專家組聽取了項目完成單位甲烷二氧化碳自熱重整關鍵技術與工業側線試驗裝置的建設、運行情況和標定準備工作的彙報，考察了現場運行情況，確定了標定方案，並對計量儀錶、分析儀器、方法和各項標定指標計算方法進行了確認。在標定期間，專家組實地考察了現場轉化爐等主要系統的現場運行情況，查閱了原始數據記錄並對控制室、分析室、現場取樣等崗位逐一考察，確保本次標定數據真實、可靠。專家們一致認為，該研究開發了性能優越的高效納米鎳基催化劑和專用反應器，優化了工藝系統，建成了國際首套萬Nm3/h級規模甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣工業側線裝置並穩定運行，實現了CO22中科院上海高研院項目負責人孫予罕表示，大規模的甲烷二氧化碳重整技術具有完全自主知識產權，其核心是高效的催化劑和高效反應器的開發。該裝置的穩定運行是一個從基礎研究到工程化示範的典型案例，也是上海高研院與山西潞安礦業（集團）有限責任公司和荷蘭殼牌石油工業公司成功合作的結晶。此項技術不僅為富含CO2的天然氣的規模化利用奠定重要的技術基礎，而且將對山西煤化工產業的低碳化發展做出重大創新。

山西潞安集團董事長李晉平表示，甲烷與二氧化碳制重整製備合成氣技術的成功開發及裝置的穩定運行，開創了二氧化碳減排和資源化利用的先河。這項重大技術突破，是潞安集團認真貫徹習總書記五大發展理念和能源革命戰略思想，按照山西省委、省政府創新驅動、轉型升級、爭當能源革命排頭兵的戰略部署，開展高端化、國際化合作的重要成果，是推動產學研用相結合的又一個典型案例。

甲烷與二氧化碳制重整製備合成氣裝置的穩定運行，是中科院上海高研院積極落實「四個率先」要求，面向戰略需求和科技前沿，探索與國內外大型企業聯合創新的又一典型案例，也是建立研發中心在上海、示範基地在全國、商業化推廣在全世界的創新模式的一個典型案例，為上海的具有全球影響力科創中心建設增添了新的亮點。

目前，合作三方正在進行該技術的商業評估，並就全球化的商業推廣應用達成了一致意見。

全球首套萬方級甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣裝置