甲烷“携手”二氧化碳变废为宝：上海高研院研制相关高科技装置稳定运行

图说：全球首套万方级甲烷二氧化碳自热重整制合成气装置　来源／上海高研院

　　新民晚报讯（记者 董纯蕾）用对了方法，“垃圾”不过是搁错了地方的“宝藏”。中国科学院上海高等研究院的低碳转化科学与工程团队，又一次对令人嫌恶的温室气体成功实施了“变废为宝”的神奇“魔术”。这一回，甲烷与二氧化碳“携手重生”，不仅少“喝水”少“积垢”，而且好“身手”——能大规模制备具有重要化工用途的合成气。这套具有完全自主知识产权的“甲烷二氧化碳自热重整制合成气”技术，其万方级装置已在山西潞安集团煤制油基地稳定运行超过1000小时，日转化利用二氧化碳高达60吨，成功实现工业示范。如此极具商业化推广前景的高科技装置，已吸引了不少风险投资的目光。

　　据悉，该技术源于中国科学院上海高等研究院、山西潞安矿业（集团）有限责任公司和荷兰壳牌石油工业公司联合启动的甲烷二氧化碳重整项目。目前，合作三方正在进行该技术的商业评估，并就全球化的商业推广应用达成了一致意见。

　　在能源科学家的眼里，二氧化碳和甲烷不仅仅是典型的温室气体，更是重要的含碳资源。两者在一定条件下可以重整为合成气，合成气是一种重要的原料气，可以进一步生成汽油、甲醇、乙醇、乙二醇、醋酸等。较传统的重整路线是甲烷蒸汽重整，即甲烷与水反应生成合成气，由于需要大量耗水，又名“湿重整”。而科学界目前聚焦的是一条新路线——甲烷与二氧化碳 “携手”的甲烷二氧化碳重整，由于二氧化碳的“加盟”，在反应器内几乎不消耗水，而是大量消耗二氧化碳，所以又被称作“干重整”。新技术不仅是“节水高手”，而且缓解温室气体减排压力，难怪广受关注。

　　课题组成员、张军博士告诉记者，这一反应过程中特别容易积碳——就像我们日常用的饭锅底部积的厚厚黑垢，不仅脏兮兮的影响不美观，还会影响火候，催化剂上的积碳会造成催化剂失活，如果积碳久了，还会堵塞管道。所以，抗积碳催化剂和专用反应器，被公认为“甲烷二氧化碳自热重整制合成气”技术实现工业化的核心难题。国内外相关研发尚未达到工业侧线或示范的规模，多是受困于此。

　　经过近10年的潜心探索，上海高等研究院低碳转化科学与工程重点实验室终于找到并在工业上验证了解决之道。纳米介孔催化剂具有抗积炭和抗烧结双功能，但是“天性活泼”，课题组成功解决了纳米金属催化剂的稳定性问题，并优化了催化剂与反应器内结构的“配对关系”。于是，无论是面对常规或非常规天然气，还是煤化工和冶金行业中产生的大规模工业废气，该技术皆大有可为。

图说：中国石油和化学工业联合会对甲烷二氧化碳重整进行72小时技术标定　来源／上海高研院

　　八月初，中国石油和化学工业联合会对该键技术与工业侧线试验装置进行了72小时连续运行标定。专家们一致认为，本研究开发了性能优越的高效纳米镍基催化剂和专用反应器，建成了国际首套万立方纳米/小时级规模甲烷二氧化碳自热重整制合成气工业侧线装置并稳定运行，建议尽快开展工业化应用推广。