氢气性质和用途

氢气用途
炼油工艺中的加氢过程
氢气是炼油工业中加氢裂化及加氢精制等油品精制工艺中主要的原 料。加氢裂化是在有催化剂和一定的操作条件下使重质馏份油发 生加氢裂化反应。该过程的化学反应是十分复杂的，包括了加氢 反应，也会发生焦化反应等，使各种烃类发生断环、断链、脱烷 基及加氢饱和等，脱除原料中的硫、氮、氧和金属等杂质，重质 馏份油转化为气体、石脑油、航空煤油及柴油等轻质油料产品的 过程。
CuO + H2
Cu + H2O
氢气的用途
合成氨
氢气和氮气在有催化剂存在条件下可以合成氨。其反应 为放热反应，反应温度在350~530℃，反应压力为 15~25MPa，每生产一吨氨约需氢气（STP） 1965m3及氮气（STP）668 m3。
合成气
合成气是含氢气及一氧化碳的混合气体，用以合成各 种化工产品及燃料油，如合成甲醇、合成燃料油、合 成甲烷及羰基合成制醛等。
氢气性质和用途
能源结构与现状
中国
75%
煤
石油 17%
其他 2%
6% 天然气
世界
40%
石油
24%
天然气
煤 其他
10%
26%
➢ 世界能源主要依赖不可再生的化石资源； ➢ 我国能源结构面临经济发展和环境保护的双层压力； ➢ 氢能可再生，且超级洁净，生成物为水，基本能实
现污染物零排放，被誉为“二十一世纪的能源”；
氢气的用途
氢气的其它用途
1、在电力工业中，氢气可作为汽轮发电机的冷却剂，导热系数高。液 态氢又是宇航和火箭的重要燃料；固态氢具有金属性并有超导性能。 2、在一些磁性材料、磁性合金的生产中，需要高纯度氢气作保护气， 以提高其磁性和稳定性。 3、在尼龙、塑料、农药的生产中也都离不开氢，需加入一定纯度的氢 气，生产相应的产品。 4、在冶金工业中，氢气的使用颇为广泛。在有色金属—钨、钼、钛等 的生产和加工中，使用高纯度的氢气作为还原气。
13.947 20.38 33.18 1315 66.949 0.08987 899.1
氢气的性质
氢气在一般溶剂中的溶解度很低
溶剂 水 乙醇 丙酮 苯
溶解度 ml/L 19.9 89.4 76.4 75.6
氢气的化学性质
氢气在低温下的化学反应
暗处
H2 + F2
2HF + 536kJ
光 H 2+ Cl2
2HCl + 184kJ
氢气的化学性质
氢气在高温下的化学反应
点火
2H2 + O2
2H2O
+ 573kJ
高温、高压
3H2 + N2
2NH3 + 92.1kJ
催化剂
氢气的化学性质
在油品加氢精制反应中，氢气与非烃化合物反应 除去油品中的杂质。如加氢脱硫醇。
RSH + H2
RH + H2S
氢气的还原反应
氢气的用途
6、在硅钢片的生产中，需要高纯度的氢气作保护气；在硬质合金、 粉末冶金材料的生产中，也需要高纯度氢气作保护气。 7、在一些薄板、带钢的轧制中常常使用氮气—氢气混合气，作为保 护气。 8、在电子工业中，也十分广泛地使用高纯度氢气，主要用于电子材 料、半导体材料和器件、集成电路以及真空器件的生产。 9、在建筑材料和轻工业中，如玻璃和人造宝石的制造和加工，氢气 被广泛地用作燃烧气和保护气。 氢气优点：便于储存和运输，对环境无污染，被誉为“清洁”的新 能源。
氢气性质
氢气是无色无臭气体，无毒无腐蚀性。 沸点-252.8 ℃，自然点400 ℃，爆炸极 限4.1% — 74%，极微溶入水、醇、乙醚 及各种液体，高温有催化剂时很活泼， 极易燃、易爆（当极限达到28%静电火花 就可以燃烧）并能与许多非金属和金属 化合，易窒息。
氢气的性质
Fra Baidu bibliotek液态氢气的物理性质
熔点（三相点），K 沸点，K 临界温度，K 临界压力，kPa 临界体积，cm3/mol 密度，g/l 汽化热，J/mol