二氧化碳與甲烷是典型的溫室氣體,又是重要的含碳資源,科學界一直在探索如何將二氧化碳回收并轉化。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制油基地實現穩定運行,成功實現上述目標。

中國科學院發布消息稱,甲烷二氧化碳重整制合成氣技術源于中國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。

將甲烷和二氧化碳作為碳源,可以在一定條件下轉化為合成氣(CO和H2),即稱之為甲烷二氧化碳重整或者干重整。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,降低能耗的同時并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范的規模。

據了解,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。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H2/CO比例的靈活調變。因此,該技術適用于常規或非常規天然氣的轉化利用,也適用于煤化工和冶金行業馳放氣的利用。

在前期試運行和系統優化的基礎上,6月21日甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣裝置啟動全系統運行并于7月10日實現滿負荷生產,8月2日完成了中國石油和化學工業聯合會組織的現場標定。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。

截止目前,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多萬Nm3,日轉化利用CO2高達60噸。

全球首套甲烷二氧化碳重整裝置投運