“吞入”二氧化碳“吐出”合成气

近日，由中国石化南京化工研究院有限公司牵头，联合中原油田、浙江大学开展的绿色电催化二氧化碳制备合成气侧线试验项目在中原油田油气加工技术服务中心厂区完成装置的吊装施工作业。据悉这也是中国石化首个绿色电催化二氧化碳制备合成气侧线试验项目。

将二氧化碳高效转化为具有高附加价值的碳产品（例如合成气），并循环利用，是解决温室效应问题与改善碳循环的重要途径。目前，化学降碳技术包括光化学、生物化学、热化学和电化学等。其中，电催化二氧化碳还原操作方便，绿色环保，可操作性强，是目前极具前景的化学降碳方法。

结合风电、光伏等绿电的电催化制合成气技术，在不消耗化石能源和化石资源的同时，资源化利用二氧化碳，是减少碳排放的一个重要途径。通过该方法可在常温常压下有效地将二氧化碳转化为用于制造燃料和化学品的合成气（氢气和一氧化碳的混合物）。目前，二氧化碳电还原制备合成气的研究还处于初步阶段。

浙江大学在二氧化碳电催化领域进行了前瞻性的技术研究，并进行了二氧化碳电催化的室内实验。前期南京化工研究院与浙江大学合作，在电催化二氧化碳转化技术方面也积累了一定的研究基础。

此次在中原油田开展的绿电催化二氧化碳制备合成气测线试验项目，将结合光伏、风能等新能源所发绿电，搭建一套包含电化学流动池单元、分离单元、检测单元的全流程中试装置。“试验中，我们通过电化学流动池单元，将原料气中二氧化碳转化为具有特定比例的一氧化碳和氢气的合成气，剩余少部分未转化的二氧化碳将在后续胺法净化单元进行分离，得到纯度≥99.5%的二氧化碳产品气。” 该试验项目负责人、来自中国石化南京化工研究院有限公司的汪东表示。该中试装置的二氧化碳转化能力为2.1标方每小时，生成一氧化碳与氢气比列为1：2合成气的产量为3.1标方每小时。

电催化二氧化碳单元装置是整个试验的关键装置。“相对于室内实验，现场中试试验对‘放大’版装置各项性能提出更高的要求。通过此次试验，我们将进一步检测装置各项性能，为下一步优化改进提供支撑。” 该项目浙江大学负责人傅杰教授表示。

项目所在的中原油田拥有独立完善的电网、可利用的土地，可以实现绿电、二氧化碳输配管理，这些稳定的公用工程配套为该试验项目建设提供保障。

据悉，此次试验将依托绿色电催化二氧化碳制备合成气撬装式中试装置，通过改变进料流速、电流强度等检测出不同工况条件下的产品分布、收率、电流密度、法拉第效率及电极寿命等数据，为开展工业放大研究提供数据基础，形成工业放大的工艺包，为该技术的工业化应用奠定基础。