我国自主研发亿方级干重整装置通过考核 甲烷二氧化碳资源化利用取得重大突破

当前,化工行业既面临能源结构调整与原料保障的压力,也面临碳排放约束趋紧与减排成本上升的现实。

如何在保障装置安全稳定运行的前提下,把二氧化碳从“排放负担”转为“可用资源”,并与天然气等含甲烷资源形成协同利用,是行业推动绿色低碳转型绕不开的关键课题。

在这一背景下,亿方级高压干重整工业运行装置近日完成72小时连续运行现场考核,标志着我国催化干重整技术在工程化、规模化应用上取得实质性进展。

该装置采用由东华工程科技股份有限公司与高潞空气化工产品(上海)能源科技有限公司共同开发的甲烷—二氧化碳干重整工艺包,并结合中国科学院上海高等研究院的高效催化剂体系,将甲烷与二氧化碳转化为氢碳比可灵活调节的合成气,为下游化学品与燃料生产提供适配性更强的原料气来源。

有关信息显示,该装置产出的合成气已顺利并网,实现安全、稳定、满负荷、优质运行,并具备年消纳约15000吨二氧化碳的能力。

从原因看,干重整技术受关注,既源于“双碳”目标牵引下的减排需求,也源于产业链对“碳资源化利用”的迫切探索。

一方面,二氧化碳排放量大、来源广,若能在化工流程中形成稳定消纳通道,可减少末端治理压力并提升系统整体效益;另一方面,合成气作为化工基础原料,需求长期存在,但不同下游路线对氢碳比要求差异明显,传统路线在原料结构、能耗与碳效率上存在优化空间。

干重整以甲烷与二氧化碳为核心原料,通过催化转化实现“以碳治碳”,在原料多元化、碳效率提升和工艺一体化方面具备潜在优势。

从影响看,装置通过连续运行考核的意义不仅在于“能运行”,更在于对工业化关键环节的系统验证。

连续运行能够检验催化剂寿命与抗积碳能力、工况波动下的控制策略、关键设备在高压条件下的可靠性以及安全联锁与应急机制的有效性。

此次考核释放出一个明确信号:相关催化剂、装置集成、关键工艺与控制系统已具备工业应用的可行性与稳定性基础,有望推动技术从示范运行走向更广范围的复制推广。

对于企业而言,这类技术一旦形成规模化方案,可在原料端实现甲烷与二氧化碳协同利用,在产品端提供更加灵活的合成气配置,从而提升装置适配下游路线的能力。

从对策看,推动干重整技术更大范围落地,需要“技术—工程—产业”协同发力。

一是持续优化催化剂与工艺参数,围绕抗积碳、耐高温、长周期稳定运行等核心指标开展迭代升级,形成可量化、可对标的工业运行数据体系。

二是加强装置与下游工艺的耦合设计,根据不同产品路线对氢碳比的需求,完善合成气品质控制与调节方案,降低系统能耗与运行成本。

三是健全安全与标准体系,围绕高压条件下的工艺控制、设备材料与检维修要求,形成更可推广的工程规范与运行规程。

四是加快产业化机制建设,以示范装置为牵引推动多场景应用,带动工程设计、装备制造、运行服务等配套能力提升。

相关信息显示,该技术目前已完成3套工业化技术转让,产业化路径正在加速成形。

从前景判断看,随着碳排放约束进一步强化、碳资源化利用需求提升,以及天然气与工业二氧化碳来源更加多元,干重整技术有望在化工园区、煤化工与天然气化工耦合、工业尾气综合利用等场景拓展应用。

但也应看到,技术经济性仍需在更长周期、更复杂工况下持续检验,尤其是催化剂寿命、原料波动适应性、全流程能耗与碳效率等指标,将决定其在不同地区、不同行业的推广速度与规模。

业内预计,围绕“减排与增效并重”的工艺路线将持续受到关注,具备可复制、可推广、可验证特征的工业化示范将成为推动产业低碳转型的重要抓手。

这项技术的成功产业化,不仅展现了我国在绿色化工领域的技术实力,更探索出一条经济发展与环境保护协同共进的新路径。

在全球能源转型的大背景下,此类创新技术的推广应用,将为构建人类命运共同体贡献中国智慧和中国方案。