甲醇裂解-变压吸附制氢工艺原理及技术特性

解液循环时夹带等原 因， 使氢气的纯度在 ９ ．％ ９５ ９ ． ％ 之 内 ， 论成 本 和 质 量 都 大 大 低 于 甲醇 ９８ 无
～
（） ３
甲醇水 蒸气 转 化反 应 为 吸热反 应 。为节 约 能
裂解 一变 压 吸附制氢 工艺 。 甲醇 转化 制 氢 技 术是 以 甲醇 、 盐 水 为 主要 脱 原料 ， 甲醇 水 蒸 气 在 催 化剂 床 层 转 化 成 主 要含 氢 气 和 二氧 化碳 的转 化 气 ， 转 化 气 再 经 变压 吸 附 该 技 术提 纯 得到纯 度 为 ９ ．９ 的产 品 氢 气 的工 艺 ９９％
技 术 。本技 术分 两音 分 即甲醇 转 化技 术 和变压 吸 附提纯 技 术 。 ‘
耗和物耗 ， 需保 证反应在高单程转化率和高选择 性下 进行 ， 以一般 控 制反应 温 度应 高 于 ２０℃ ， 所 ３ 而反应 的高 选择 性 是 由高选 择性 的专用 催 化 剂 和
操 作工 艺参 数 决定 的 。
和氨分解制氢法等等 ， 中有些方法还在研究 中。 其 目前 ， 最成 熟 的工 业 大 规模 制 氢 方 法 是 烃 类 或 甲
醇裂 解 一变 压 吸附 制氢 和 电解 水 制氢 。电解 水制 氢 由于 隔膜 穿漏 和溶 解 于 电解 液 中 的氢 、 氧在 电
（） ２
ＣＯ ＋Ｈ２ ． Ｃ ０ ÷ Ｏ２＋Ｈ２ ＋ ． ４１ ２ ｋ／ ｌ Ｊ ｍｏ
甲醇 糯 水盼 蒸汽 在高Ｔ Ｄ 孵温 度 条 件下
５强 之 闻
没 有参 与 反应 的 醇经 冷却 冷凝后 部 分随 反
慵 期 ｎ一嘞 一２ ２
通 过专 厢 的 健 纯 粼 睐腥 会发 生转 触反 碰 生成 他
学 比例
锄
气
他碳 。其
程式 Ｆ 姗］ ：
模 较大的情况下 ， 采用其它制氢方法更为经济 。
【 关键词 ］ 甲醇裂解
制氢
变压 吸附
氢气 （ ： 广 泛应 用 于 化学 、 金 、 Ｈ） 冶 电子 、 天 航
转化反 应 的 同 时 伴 随 有 副 产 物一 氧 化 碳
（ Ｏ） 成 ， 过 对 反 应 热 力 学 和反 应 机 理 的 研 Ｃ 生 经 究， 结果 表 明该 转 化反 应 是 由两步 反应 完成 的 ， 即 甲醇裂 解反应 和一 氧化 碳 变换 反应 。其 过程 方 程
少， 自动化程度高 ， 品纯度高 ， 产 生产成本低 ， 目 较为先进的制氢 方法 ； 是 前 同时 指 出甲醇制氢 氢气的成本 受 甲
醇 价格 的制约较大 ； 在氢气纯度要求较高 ， 但用量不太大的情况 下 ， 甲醇 制氢 操作灵 活 ， 易于控 制 ； 在缺 乏廉价 烃来源 的地 区或 甲醇 价廉 宜得 的场合 ， 采用 甲醇制氢方便合理 ； 系相关 产业的配置 ， 气源廉价可得 ， 联 在 生产规
式如下 ：
ＣＨ３ ＯＨ ＿ ＣＯ ＋２ —９ ７ ＋ Ｈ２ ０． ｋ ／ ｏ Ｊｔ ｌ ｏ
等领域 。工业上制氢方法有很多种 ， ： 如 热化学循 环法 制 氢 、 分 解 直 接制 氢 、 热 光催 化 法 制 氢 、 物 矿
燃料 转化 制 氢 和 电解 水 制 氢 。还 有 铁 、 制 氢 法 汽
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《 维纶通讯》
２ １ ６月 ０２年
甲醇 裂解 一变压 吸 附制 氢 工 艺原 理 及 技 术特 性
尹林虎
杨建 峻
（ 山西 三维 集 团股 份有 限公 司， 山西 洪洞 ０ １０ ） ４６ ３
【 摘 要 】 简述 甲醇裂解 一变压 吸附制氢 的工 艺原理 以及技术 特性 ， 为甲醇裂解 一变压 吸附制氢投 资 认
。
甲醇水 蒸 汽 转 化 反 应 为 分 子增 加 的 反 应 ， 一
般 情况 下加 压不 利 于转 化 反应 的正方 向进 行 由
于变压吸附技术 和后续用户 对氢气压力要求 ， 为 节 约气 体压 缩过 程 的 电耗 ， 转化 气一般 可在 ０ ７～ ．
．
１ 甲醇 转 化 铹 氢气 工 艺 原 理
２１ ０ ２年第 ３ ２卷第 ２期
尹林 虎等． 甲醇 裂解 一变压吸附制氢工艺原ห้องสมุดไป่ตู้及技术特 性
３ １
应 转 化带 出 ， 用 甲醇 和水 的 混 和 液 进 行 水 洗 回 利 收其 中 的 甲醇 ， 降低原 料 甲醇 的 消耗 ， 可 以提 高 又 氢气 的回收率 。回收 的甲醇 可在 系统 循环 利用 。
２ 变压吸附提纯氢气工艺原理
变 压 吸附是利 用 吸附剂 对气 体 的吸 附 有选 择 性， 即不 同 的气 体 （ 吸附 质 ） 吸附 剂 上 的 吸附 量 在 有差 异 和一 种特定 的气体 在 吸 附剂 上 吸 附 量 随压 力 变 化 而变 化 的特性 ， 压下 吸 附 ， 压 下解 吸 ， 高 低 实 现气 体混 合物 的分 离 和 吸附 剂 的再 生 。甲醇 裂 解 气 采 用 两 段 法 吸 附 制 取 氢 气 。第 一 段 变 压 吸 附 ： 二氧 化碳 （ Ｏ ） 大 部 分脱 除 ， 段称 为 脱 将 Ｃ 绝 该 碳 段 。第二 段变压 吸 附 ： 主要 是将 Ｈ 与 其 他气 体
较 高 的压 力 产 品气依 次 对该 吸附 塔进 行升 压 。 该 过 程与 均压 降 压过 程相 对 应 ， 不仅 是 升压过 程 ， 而 且 更是 回收 其 它塔 的床层 死 空 间产 品气 的过 程 。 （ ） 品气 升压过 程 ７产 在 均压 升 压 过 程 完 成后 ， 了使 吸 附 塔 可 以 为 平稳 的切换 至下 一 次吸 附并 保 证产 品纯 度 在 这 一 过 程 中不发 生 波 动 ， 要 通 过 压 力调 节 阀缓 慢 而 需