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              新聞中心

              甲醇制氫的基本概念、制取途徑以及工藝流程介紹

              甲醇制氫基本概念

              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。

              甲醇制氫制取途徑

              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。

              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──變壓吸附技術制取純氫和富含CO2的混合氣體, 經過進一步的后處理, 可同時得到氫氣和二氧化碳氣。

              甲醇蒸汽重整制氫由于氫收率高(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,便于工業操作而更多地被采用。

              甲醇制氫工藝流程

              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下圖。

              甲醇制氫

              甲醇蒸汽重整反應通常在250-300℃,1-5MPa,H2O與CH3OH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凈化過程,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。等溫反應系統采用管式反應器,管殼中充滿熱載體進行換熱,保持恒溫反應。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。

              反應產物凈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凈化技術。變壓吸附凈化可獲得純度高于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于凈化氫氣。

              甲醇重整制氫催化劑

              【用途與特點】

              重整制氫催化劑,主要用于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,以制取所需要的產品H2。該催化劑采用了新的共沉淀生產工藝,添加了特殊助劑,活性穩定、孔結構合理,綜合性能已處于國際領先水平。

              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℃

              甲醇制氫加氫一體站

              氫氣的儲存和運輸是制約氫能產業發展的關鍵環節。中國加氫站主要依靠長管拖車進行運輸,但設備的限制使氫氣運輸能力低、成本高、裝卸時間長,而且綜合能效也低下。中國石化甲醇現場制氫項目提供了一個可行的解決方案。

              2023年2月15日消息,中國石化甲醇現場制氫項目投入使用,成為中國首個甲醇制氫加氫一體站。這個加氫站是由中石化燃料油公司大連盛港油氣氫電服“五位一體”綜合加能站升級而來的,每天可以生產出 1000 公斤 99.999% 高純度氫氣。該站內的甲醇制氫加氫裝置每小時可產生 500 標準立方米的氫氣,采用了“撬塊化建站模式”,場地利用率為全國最高,主體裝置占地僅 64 平方米,同等制氫規模的傳統設備占地面積超過 500 平方米。項目布局方便,建設周期短,有利于推廣復制。同時,由于甲醇成本較低,且運輸更加方便和經濟,站內制氫加氫降低了儲氫能力的要求。綜合考慮制、儲、運成本,該項目用氫方式的成本大幅度降低。 


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