當全世界聚焦二氧化碳排放帶來的溫室效應之時，把二氧化碳作為一種碳資源來利用，成為了許多科學家追求的目標。近日，全球首套萬方級甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣裝置，在山西潞安集團煤製油基地實現穩定運行超過1000小時，日產合成氣高達20多萬標方，日轉化利用二氧化碳高達60噸。

全球首套萬方級甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣裝置。採訪對象提供

合成氣是以一氧化碳和氫氣為主要組分的重要原料氣，可以合成甲醇、費托油蠟、乙二醇、乙醇、醋酸等化工產品。該技術由中科院上海高等研究院、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開發。

二氧化碳與甲烷是典型的溫室氣體，也是重要的含碳資源。傳統的甲烷蒸汽重整方法，利用大量的水和甲烷發生反應，雖然可以製備合成氣，但同時也會產生二氧化碳。相比這一傳統方法，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，因此受到全世界的廣泛關注。然而，由於加入了二氧化碳，使得反應過程特別容易積碳，抗積碳催化劑和專用反應器的研發被公認為是實現該技術工業化的關鍵，尚未發現國內外相關機構關於該技術工業側線或示範規模的研究報告。

上海高等研究院低碳轉化科學與工程重點實驗室張軍博士介紹，經過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，該團隊開發的新型納米鎳基催化劑具有抗積炭和抗燒結雙功能，可以促進二氧化碳的活化及其與甲烷的高效反應。在模擬工況下穩定運行超過5000小時。

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。這就像好馬要配好鞍，合適的反應器提高了催化劑的使用效率。在此基礎上，該技術可以拓展至甲烷水蒸氣重整和多重整應用，也就是在甲烷二氧化碳重整反應中引入一定量的水，就可以根據合成氣下游產品的具體要求，實現合成氣中一氧化碳和氫氣比例的靈活調變。因此，該技術適用於常規或非常規天然氣（富含二氧化碳的海上天然氣、頁岩氣）的轉化利用，也適用於煤化工和冶金行業馳放氣的利用。

日前，中國石油和化學工業聯合會對這一技術與工業側線試驗裝置進行了72小時連續運行標定。專家們一致認為，該研究實現了二氧化碳的高效資源化利用以及合成氣比例的靈活可調，建議盡快開展工業化應用推廣。

中國石油和化學工業聯合會對甲烷二氧化碳重整進行72小時技術標定。採訪對象提供

中科院上海高等研究院項目負責人孫予罕表示，這一技術具有完全自主知識產權，不僅為富含二氧化碳的天然氣的規模化利用奠定重要的技術基礎，也將對煤化工產業的低碳化發展做出重大創新。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。

來源 : 視覺中國