為減少化工生產中的能耗和降低成本，以替代被稱為“電老虎”的“電解水制氫”的工藝，利用先進的甲醇蒸氣重整──變壓吸附技術製取純氫和富含CO2的混合氣體， 經過進一步的後處理， 可同時得到氫氣和二氧化碳氣。
基本介紹
- 中文名：甲醇制氫
- 優點：減少化工生產中的能耗和降低成本
- 技術：變壓吸附技術製取純氫和富含CO2的混合氣體
- 領域：化工
基本概述,製取途徑,工藝流程,
基本概述
甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑, 在催化劑的作用下, 發生甲醇裂解反應和一氧化碳的變換反應,生成氫和二氧化碳, 這是一個多組份、 多反應的氣固催化反應系統。反應方程如下:
CH3OH→CO+2H2 (1)
H2O+CO→CO2+H2 (2)
CH3OH+H2O→CO2+3H2 (3)
重整反應生成的H2和CO2, 再經過變壓吸附法(PSA)將H2和CO2分離,得到高純氫氣。
製取途徑
工業上利用甲醇制氫有二種途徑：甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重整。
甲醇蒸汽重整制氫由於氫收率高(由反應式可以看出其產物的氫氣組成可接近75%)，能量利用合理，過程控制簡單，便於工業操作而更多地被採用。
工藝流程
甲醇蒸汽重整是吸熱反應，可以認為是甲醇分解和一氧化碳變換反應的綜合結果。甲醇蒸汽重整制氫工藝，經歷了多次技術改進，已相當成熟。該過程的典型工藝流程見圖1。
甲醇蒸汽重整反應通常在250-300℃，1-5MPa，H20與CH30H摩爾比為1.0-5.0的條件下進行，重整產物氣經過變壓吸附等淨化過程，可得不同規格的氫氣產品。
甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應系統，也可以使用絕熱反應系統。等溫反應系統採用管式反應器，管殼中充滿熱載體進行換熱，保持恆溫反應。在絕熱反應系統中，蒸汽與甲醇混合物經過一系列絕熱催化劑床層，床層之間配備換熱器1。
反應產物淨化系統可根據產品質量等級要求選擇，變壓吸附及膜分離技術是非常實用的氣體淨化技術。變壓吸附淨化可獲得純度高於99.99%的氫氣產品，依據所使用的不同吸附劑及工藝條件，氫回收率在70%-87%之間變化。溶劑洗滌、CO催化轉化、甲烷化等過程均可用於淨化氫氣。
甲醇重整制氫催化劑
【用途與特點】
重整制氫催化劑，主要用於甲醇和水發生重整變換反應，轉化為H2、N2、CO2、極少量的CO和CH4，以製取所需要的產品H2。該催化劑採用了新的共沉澱生產工藝，添加了特殊助劑，活性穩定、孔結構合理，綜合性能已處於國際領先水平。
銅含量高，比表面積大，低溫活性高；添加新型助劑，抗毒性能更好；裂解和變換雙功能催化劑；【主要物化性質】
單程轉化率高副反應少，不易結蠟強度高，不易粉化，阻力低
項目 | F104 | |
物理性質 | 外觀 | 黑色金屬光澤圓柱體 |
直徑，mm | 5~6 | |
長度，mm | 2.5~5.5 | |
堆比重 | 1.2~1.6 | |
化學組分 | CuO，% | ≥25 |
ZnO，% | ≥15 | |
Al2O3，% | ≤15 | |
助劑A+B | 適量 | |
【使用條件】
1、原料氣中硫含量<1ppm，氯含量<1ppm。
2、操作液空速≤1.2h
3、壓力：≤3.6MPa
4、使用溫度：200℃～300℃
