催化劑抗積碳穩定性研究取得重大進展

　　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。目前該裝置已穩定運行1000小時以上。

　　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，獲國家自然科學基金、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研究方面取得重大進展，所研制的催化劑在模擬的工況下穩定運行5000小時以上。課題組完成了催化劑研制和反應器模擬研究以及百噸級催化劑的工程放大和生產，并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。

　　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，降低能耗的同時緩解溫室氣體減排壓力，因此受到廣泛關注。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。

　　上海高等研究院低碳轉化科學與工程重點實驗室博士張軍介紹，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碳和抗燒結雙功能，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。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等。

　　中國石油和化學工業聯合會已對該裝置進行了72小時連續運行標定。專家認為，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并穩定運行，實現了CO2的高效資源化利用以及產品氣H2/CO的靈活可調，建議盡快開展工業化應用推廣。

　　中科院上海高等研究院項目負責人孫予罕說，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。此項技術不僅為富含CO2天然氣的規模化利用奠定了重要的技術基礎，而且將對山西煤化工產業的低碳化發展做出重大創新。