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，即在前期試運(yùn)行和系統(tǒng)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，6月21日該裝置啟動(dòng)全系統(tǒng)運(yùn)行并于7月10日實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷生產(chǎn)，8月2日完成了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的現(xiàn)場標(biāo)定。截止到發(fā)稿之日，該裝置已穩(wěn)定運(yùn)行1000小時(shí)以上，日產(chǎn)低H2/CO摩爾比產(chǎn)品氣高達(dá)20多Nm3，日轉(zhuǎn)化利用CO2高達(dá)60噸。

　　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(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。該項(xiàng)研究工作先后獲得國家自然科學(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)、國家科技支撐和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。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)定性方面取得了重大進(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。在中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)-煤專項(xiàng)和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-納米專項(xiàng)支持下，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。相比較傳統(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)并緩解溫室氣體減排壓力，因此受到世界的廣泛關(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。因此，國內(nèi)外相關(guān)研發(fā)尚未達(dá)到工業(yè)側(cè)線或示范的規(guī)模。正如張軍博士所言，上海高研院低碳轉(zhuǎn)化科學(xué)與工程重點(diǎn)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炭和抗燒結(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。在此基礎(chǔ)上，該技術(shù)可以拓展至水蒸氣重整和多重整應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)合成氣H2/CO比例（0.7-2.0）的靈活調(diào)變。因此，該技術(shù)適用于常規(guī)或非常規(guī)天然氣（富含CO2的海上天然氣、頁巖氣）的轉(zhuǎn)化利用，也適用于煤化工和冶金行業(yè)馳放氣的利用。

　　8月2日，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)對(duì)中科院上海高研院、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)公司三方開發(fā)的甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣關(guān)鍵技術(shù)與工業(yè)側(cè)線試驗(yàn)裝置進(jìn)行了72小時(shí)連續(xù)運(yùn)行標(biāo)定。專家組聽取了項(xiàng)目完成單位甲烷二氧化碳自熱重整關(guān)鍵技術(shù)與工業(yè)側(cè)線試驗(yàn)裝置的建設(shè)、運(yùn)行情況和標(biāo)定準(zhǔn)備工作的匯報(bào)，考察了現(xiàn)場運(yùn)行情況，確定了標(biāo)定方案，并對(duì)計(jì)量儀表、分析儀器、方法和各項(xiàng)標(biāo)定指標(biāo)計(jì)算方法進(jìn)行了確認(rèn)。在標(biāo)定期間，專家組實(shí)地考察了現(xiàn)場轉(zhuǎn)化爐等主要系統(tǒng)的現(xiàn)場運(yùn)行情況，查閱了原始數(shù)據(jù)記錄并對(duì)控制室、分析室、現(xiàn)場取樣等崗位逐一考察，確保本次標(biāo)定數(shù)據(jù)真實(shí)、可靠。專家們一致認(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(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。

　　中科院上海高研院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人孫予罕表示，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)。該裝置的穩(wěn)定運(yùn)行是一個(gè)從基礎(chǔ)研究到工程化示范的典型案例，也是上海高研院與山西潞安礦業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司和荷蘭殼牌石油工業(yè)公司成功合作的結(jié)晶。此項(xiàng)技術(shù)不僅為富含CO2的天然氣的規(guī)模化利用奠定重要的技術(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。

　　山西潞安集團(tuán)董事長李晉平表示，甲烷與二氧化碳制重整制備合成氣技術(shù)的成功開發(fā)及裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，開創(chuàng)了二氧化碳減排和資源化利用的先河。這項(xiàng)重大技術(shù)突破，是潞安集團(tuán)認(rèn)真貫徹習(xí)總書記五大發(fā)展理念和能源革命戰(zhàn)略思想，按照山西省委、省政府創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)型升級(jí)、爭當(dāng)能源革命排頭兵的戰(zhàn)略部署，開展高端化、國際化合作的重要成果，是推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的又一個(gè)典型案例。

　　甲烷與二氧化碳制重整制備合成氣裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，是中科院上海高研院積極落實(shí)“四個(gè)率先”要求，面向戰(zhàn)略需求和科技前沿，探索與國內(nèi)外大型企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新的又一典型案例，也是建立研發(fā)中心在上海、示范基地在全國、商業(yè)化推廣在全世界的創(chuàng)新模式的一個(gè)典型案例，為上海的具有全球影響力科創(chuàng)中心建設(shè)增添了新的亮點(diǎn)。

　　目前，合作三方正在進(jìn)行該技術(shù)的商業(yè)評(píng)估，并就全球化的商業(yè)推廣應(yīng)用達(dá)成了一致意見。