中文名 | 甲醇制氢 | 优 点 | 减少化工生产中的能耗和降低成本 |
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技 术 | 变压吸附技术制取纯氢和富含CO2的混合气体 | 领 域 | 化工 |
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。
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,H20与CH30H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
项目 |
F104 |
|
物理性质 |
外观 |
黑色金属光泽圆柱体 |
直径,mm |
5~6 |
|
长度,mm |
2.5~5.5 |
|
堆比重 |
1.2~1.6 |
|
化学组分 |
CuO,% |
≥25 |
ZnO,% |
≥15 |
|
Al2O3,% |
≤15 |
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助剂A B |
适量 |
【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℃
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。
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新型甲醇制氢系统由航天推进技术研究院所属北京航天试验技术研究所研究,在经历了72小时满负荷运转后,各项考核指标达到设计要求,新型甲醇制氢系统考核圆满成功。目前,设备运行稳定。
甲醇蒸气转化制氢装置 the installation of hydrogen gas produced by the methanol transforming
以甲醇和水为原料,采用催化转化工艺,在一定温度下将甲醇裂解转化制取氢气的生产设备组合的统称。
用途
SCST-402重整制氢催化剂主要用于甲醇发生裂解或者添加少量水进行重整变换反应,转化为H2、CO2、CO和少量CH4和甲醚,以制取所需要的H2和CO。
主要反应如下:
CH3OH+H2O=CO2+3H2 +49.5 kJ/mol
CH3OH=CO+2H2 +90.7 kJ/mol
CO+H2O=CO2+H2 +41.19kJ/mol
2CH3OH =CH3OCH3+H2O -24.9 kJ/mol
CO+3H2=CH4+H2O -206.3 kJ/mol
产品技术指标
主要物化性质
型 号
SCST-402
外 观
黑色圆柱体
规 格
Ф5×4~6 Ф5×2.5~3.5mm
抗压碎强度
≥200N/cm
堆密度
1.30±0.05
主要组分
Cu-Ni-Al2O3-助剂等
主要使用条件
操作液空速
≤1.0h-1
压 力
≤5MPa
使用温度
220℃~290℃
(根据压力制定适宜的操作温度)
原料气中毒物含量
总硫≤0.1ppm,氯含量≤1ppm
也可根据用户需要提供其他尺寸或形状的催化剂。
应用领域
甲醇直接裂解制氢气、一氧化碳装置;
甲醇加部分水蒸汽制氢气、一氧化碳装置。
催化剂特性
反应温度低,节约能耗,节约导热油的热量和延长导热油寿命;
副反应少,不易结蜡,出口气中甲烷、甲醚含量低;
强度高,不易粉化,抗水性能好,运行阻力低;
具有甲醇分解和CO变换双重催化功能,根据需要气体成分进行调整;
具有优良的机械强度,能够满足长周期应用要求。
包装储运
催化剂成品用内衬塑料袋的塑料桶或铁桶包装,在运输、储存过程中必须防潮、防火、防倒立和严禁化学污染,搬运时严禁滚动或撞击;露天存放时,底部垫枕木,上面加盖帆布防雨;也可根据用户需要用吨袋包装。
部分使用业绩
单位名称
装置情况
装置规模
山东科信化工有限公司
甲醇裂解制氢、一氧化碳
200Nm3/h
江苏某化工有限公司
甲醇裂解制氢、一氧化碳
50~3000Nm3/h
上海某化工设计院
甲醇裂解制氢、一氧化碳
50~5000Nm3/h
四川某化工设计院
甲醇裂解制氢、一氧化碳
50~10000Nm3/h
浙江某化工设计院
甲醇裂解制氢、一氧化碳
50~5000Nm3/h
出口:南亚、中东、欧洲、美洲