全球首套二氧化碳加氢制甲醇工业试验装置建成

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与国内外同类技术相比,主要技术指标先进

  中化新网讯    9月25日,中国石油和化学工业联合会组织中国科学院韩布兴院士、中国工程院陈建峰院士等行业权威专家教授组成的专家组,在海南省东方市召开了由中国海油海洋石油富岛有限公司(简称“富岛公司”)、中国科学院上海高等研究院和中国成达工程有限公司合作开发的“二氧化碳加氢制甲醇关键技术及工程示范”项目专家评估会。评估专家组听取了完成单位所作的工作报告、研究报告、查新报告、装置性能考核报告及装置考核专家意见,并审查了相关技术资料。

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  经质疑、答辩和认真讨论后,专家组一致认为,该项目研发单位开发了限域结构的新型纳米复合氧化物高效铜基催化剂,具有良好的催化活性和稳定性,开发了具有自主知识产权的工业催化剂及其放大生产工艺。该项目取得了工业试验装置开停车和运行控制方案等系列技术数据,与国内外同类技术相比,主要技术指标先进,先进的技术指标为大规模工业应用奠定了良好基础。

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  与会专家指出,该项目率先建成了全球最大规模二氧化碳加氢制甲醇工业试验装置,对于我国二氧化碳资源化利用、减少温室气体排放具有重要意义。建议加快项目产业化进程。

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  根据评估考核结论,该项目采用了中国科学院上海高等研究院自主研发的新型纳米非贵金属催化剂,完成了工业试验装置的工程技术开发和装置的工程设计,在海洋石油富岛公司建成了全球规模最大的二氧化碳加氢制甲醇(规模5000吨/年)工业试验装置。该装置已累计运行超过600小时,并通过了72小时现场考核。

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  中海油海洋石油富岛有限公司总经理姚烨告诉记者,通过本项目实施,将形成自主知识产权的二氧化碳加氢制甲醇催化剂生产技术,并通过工业试验的工艺优化与装备优化,将形成富有竞争力的二氧化碳加氢制甲醇技术。该成果转化后,一方面可助力实现合成气制甲醇催化剂的国产化,另一方面可进一步提高二氧化碳转化能力、降低碳排放量并在现有基础上提高生产装置产能。

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  从经济性分析,采用新型高效二氧化碳加氢制甲醇催化剂替代进口甲醇合成催化剂,催化剂成本可减少4万元/立方米。从产能与能耗分析,新型催化剂可提高二氧化碳转化率,据估算装置产能提高2%左右,按照目前62%甲烷含量的天然气源,140万吨甲醇装置实现每年额外拉动上游天然气消耗0.45亿Nm3。碳减排方面,海南富岛公司两套甲醇装置每年可多消耗1万吨左右CO2。

  富岛公司上级单位中海石油化学股份有限公司(简称中海化学)党委副书记、总裁侯晓峰表示,“中海化学是中国海油的全资子公司,是一家主要以南海富含二氧化碳天然气资源为原料的化工企业,甲醇是公司重要产品之一。富岛公司甲醇生产能力140万吨/年,连续多年获得中国“甲醇行业能效领跑者”荣誉。十三五期间,富岛公司利用南海富碳天然气量稳定在34亿方/年,约占南海西部富碳天然气产量的70%,是中海油集团公司富碳天然气的重要用户,未来也是南海富碳天然气开发利用的重要执行者 ”。

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  侯晓峰指出,根据中国海油集团公司战略要求,中海化学四大定位之一是“海油集团公司天然气下游价值的创造者”。南海巨大的富碳天然气储量需要足够规模的下游产业与市场来对接,甲醇作为碳一资源向新材料和化学品转化的重要过渡中间体,市场容量与潜力巨大,富二氧化碳天然气制甲醇则是实现富碳天然气转化利用的最佳路径之一。

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  近年来,中海化学在海油集团公司的大力帮助下,积极从落实生态文明理念和助力南海富碳天然气资源开发等战略上谋划公司转型升级,持续联合国内科研机构致力于富碳天然气资源化利用技术攻关。本次技术成果评估结论对三家联合攻关单位十余年的不懈努力取得的重大突破予以充分肯定,一方面令中海化学更加坚定了“科技兴企、转型升级、高质量发展”决心和信心;另一方面鞭策我们对碳资源转化系统缺氢等制约富碳二氧化天然气综合利用的关键技术发起冲锋。

  侯晓峰强调,中海化学也会继续肩负央企的责任与社会担当,响应习总书记坚持“四个面向”、加快科技创新的国家号召,落实集团党组“创新驱动战略实施方案”的部署,通过南海丰富高碳天然气资源的绿色开发利用严控碳排放,积极控制温室效应,为我国在国际社会上的大国担当,为助力海南自贸港绿色低碳发展做出应有的贡献。

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  新闻链接:

  CO2的资源化利用是一个世界性难题,CO2作为一种安全的、可持续的碳氧资源化合物,将其转化为化学品和燃料受到了越来越广泛的关注,并为催化和工业的发展带来了新的机遇。但在目前工业应用中,CO2作为碳氧资源的大规模利用并未开展,仅仅局限于为数不多的工业过程—合成尿素及其衍生物、水杨酸等,主要是因为CO2具有很高的热力学稳定性,通常需要高能量反应底物与其反应,进而转化为燃料或化学品。氢气是一种高能量密度的物质,CO2加氢可以生成甲醇,继而转化为烯烃、汽油、柴油和芳烃等,也可由CO2加氢直接生成烯烃及汽柴油等物质。甲醇作为CO2加氢的目标产物得到广泛关注,这是因为甲醇既是一种清洁高效的燃料,也是重要的化工原料。相对于合成气制甲醇,二氧化碳加氢制甲醇技术,为中国巨大的化工与能源市场提供比煤炭更清洁的原料,将降低全球温室气体排放,减少当地空气和水源的污染,基于CO2加氢制甲醇在环境和能源问题上的重要意义,著名诺贝尔化学奖获得者Olah教授还提出了“甲醇经济”的概念。

  天然气作为重要的低碳化石能源,在低碳能源过渡时期起着关键作用,尤其近年来中国的天然气消费量快速增长,2017年我国天然气对外依存度高达39%,我国已划定2035年天然气对外依存度上限为50%,加快实现我国天然气资源的开发和利用已刻不容缓。中国主张管辖的南海范围内的天然气地质资源量约为16 万亿立方米,占中国油气总资源量的1/3,相当于全球的12%,因此被称为“第二个波斯湾”,成为世界四大油气资源富集海域之一,不仅为世界诸多国家持续关注,也必将成为能源开发与能源安全的焦点。

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