甲醇制氫基本概述

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(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng),生成氫和二氧化碳, 這是一個多組份、 多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下:

CH3OH→CO 2H2 (1)

H2O CO→CO2 H2 (2)

CH3OH H2O→CO2 3H2 (3)

重整反應(yīng)生成的H2和CO2, 再經(jīng)過變壓吸附法(PSA)將H2和CO2分離,得到高純氫氣。

工業(yè)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于氫收率高(由反應(yīng)式可以看出其產(chǎn)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(yè)操作而更多地被采用。

甲醇蒸汽重整是吸熱反應(yīng)，可以認為是甲醇分解和一氧化碳變換反應(yīng)的綜合結(jié)果。甲醇蒸汽重整制氫工藝，經(jīng)歷了多次技術(shù)改進，已相當(dāng)成熟。該過程的典型工藝流程見圖1。

甲醇蒸汽重整反應(yīng)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(chǎn)物氣經(jīng)過變壓吸附等凈化過程，可得不同規(guī)格的氫氣產(chǎn)品。

甲醇蒸汽重整過程既可以使用等溫反應(yīng)系統(tǒng)，也可以使用絕熱反應(yīng)系統(tǒng)。等溫反應(yīng)系統(tǒng)采用管式反應(yīng)器，管殼中充滿熱載體進行換熱，保持恒溫反應(yīng)。在絕熱反應(yīng)系統(tǒng)中，蒸汽與甲醇混合物經(jīng)過一系列絕熱催化劑床層，床層之間配備換熱器1。

反應(yīng)產(chǎn)物凈化系統(tǒng)可根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量等級要求選擇，變壓吸附及膜分離技術(shù)是非常實用的氣體凈化技術(shù)。變壓吸附凈化可獲得純度高于99.99%的氫氣產(chǎn)品，依據(jù)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(zhuǎn)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(fā)生重整變換反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為H2、N2、CO2、極少量的CO和CH4，以制取所需要的產(chǎn)品H2。該催化劑采用了新的共沉淀生產(chǎn)工藝，添加了特殊助劑，活性穩(wěn)定、孔結(jié)構(gòu)合理，綜合性能已處于國際領(lǐng)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(zhì)】

單程轉(zhuǎn)化率高副反應(yīng)少，不易結(jié)蠟強度高，不易粉化，阻力低

【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℃