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国际能源网-甲醇制氢

日期:2022-08-15    来源:百度百科

国际氢能网

2022
08/15
14:24
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关键词: 电解水制氢 甲醇制氢 制氢工艺

为减少化工生产中的能耗和降低成本,以替代被称为“电老虎”的“电解水制氢”的工艺,利用先进的甲醇蒸气重整──变压吸附技术制取纯氢和富含CO2的混合气体, 经过进一步的后处理, 可同时得到氢气和二氧化碳气。

基本概述

甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下通过催化剂, 在催化剂的作用下, 发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应,生成氢和二氧化碳, 这是一个多组份、 多反应的气固催化反应系统。反应方程如下:

CH3OH→CO+2H2 (1)

H2O+CO→CO2+H2 (2)

CH3OH+H2O→CO2+3H2 (3)

重整反应生成的H2和CO2, 再经过变压吸附法(PSA)将H2和CO2分离,得到高纯氢气。

制取途径

工业上利用甲醇制氢有二种途径:甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。

甲醇蒸汽重整制氢由于氢收率高(由反应式可以看出其产物的氢气组成可接近75%),能量利用合理,过程控制简单,便于工业操作而更多地被采用。

工艺流程

甲醇蒸汽重整是吸热反应,可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。甲醇蒸汽重整制氢工艺,经历了多次技术改进,已相当成熟。该过程的典型工艺流程见图1。

甲醇蒸汽重整反应通常在250-300℃,1-5MPa,H2O与CH3OH摩尔比为1.0-5.0的条件下进行,重整产物气经过变压吸附等净化过程,可得不同规格的氢气产品。

甲醇蒸汽重整过程既可以使用等温反应系统,也可以使用绝热反应系统。等温反应系统采用管式反应器,管壳中充满热载体进行换热,保持恒温反应。在绝热反应系统中,蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层,床层之间配备换热器1。

反应产物净化系统可根据产品质量等级要求选择,变压吸附及膜分离技术是非常实用的气体净化技术。变压吸附净化可获得纯度高于99.99%的氢气产品,依据所使用的不同吸附剂及工艺条件,氢回收率在70%-87%之间变化。溶剂洗涤、CO催化转化、甲烷化等过程均可用于净化氢气。

甲醇重整制氢催化剂

【用途与特点】

重整制氢催化剂,主要用于甲醇和水发生重整变换反应,转化为H2、N2、CO2、极少量的CO和CH4,以制取所需要的产品H2。该催化剂采用了新的共沉淀生产工艺,添加了特殊助剂,活性稳定、孔结构合理,综合性能已处于国际领先水平。

铜含量高,比表面积大,低温活性高;添加新型助剂,抗毒性能更好;裂解和变换双功能催化剂;

【主要物化性质】

单程转化率高副反应少,不易结蜡强度高,不易粉化,阻力低。

【使用条件】

1、原料气中硫含量<1ppm,氯含量<1ppm。

2、操作液空速≤1.2h

3、压力:≤3.6MPa

4、使用温度:200℃~300℃


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