天然气制氢的基本原理及工业技术进展.doc
天然气转化制氢工艺原理
天然气转化制氢工艺原理装置从原料净化到原料蒸汽转化及中温变换，每个过程都包含有复杂的化学反应，而产物的分离则是一个除去杂质的变压吸附过程，各装置的组成部分的催化剂又有所不同，对操作的要求及处理也不同，为达到控制正常生产的目的，必须对每个过程的生产原理及催化剂性能有一定认识。
本装置制氢工艺主要由五部分组成，原料的预加氢、原料脱毒、原料蒸汽转化、转化气的中温变换及中变气的PSA氢气提纯。
一、原料的预加氢制氢原料中的硫、氯等有害杂质能使转化催化剂中毒而失去活性，而原料中的烯烃则在较高的温度下易热裂解，使催化剂积碳失活，因此在原料进转化前必须除去。
但原料中的硫、氯大多以有机硫、氯形式存在，要想除去必须进行加氢处理，使之生产易除去的H2S、HCl，同时原料中的烯烃也需要经过加氢饱和才能达到进转化的要求。
原料预加氢的目的就是在一定温度下使原料中的烯烃加氢饱和及有机硫、氯的生成H2S、HCl以便除去。
其反应机理：硫醇加氢R-SH+H2=RH+H2S硫醚加氢R-S-R’+2H2=RH+R’H+H2S二硫醚加氢R-S-S-R’+3H2=RH+R’H+2H2S噻吩加氢C4H4S+4H2=C4H10+H2S二硫化碳加氢CS2+4H2=CH4+2H2S氧硫化碳加氢COS+H2=CO+H2S烯烃加氢饱和反应C n+H2n+H2=C n H2n+2加氢催化剂主要活性组分为CoO及MoO3，双功能加氢催化剂还含有NiO，而氧化态的Co、Mo、NiO加氢活性非常低，为了达到要正常生产的目的，延长催化剂使用寿命及初活性的发挥，需对新鲜催化剂进行预备硫化，使之变成具有较高活性的硫化态的金属硫化物。
预硫化是指在一定氢浓度下，利用硫化剂与氢气反应生成的H2S，在一定温度下与催化剂中氧化态的活性组分反应，生成具有高活性的金属硫化物的过程。
通常使用的硫化物为DMDS或CS2。
二、原料的脱硫与净化原料净化的目的主要是脱除原料中的硫、氯，保证转化催化剂的正常运行，其反应机理为，利用金属氧化物在一定温度下与HCl、H2S反应生成金属氯化物与金属硫化物，是原料中的氯、硫被固定下来，脱除原料气。
天然气制氢气
天然气，是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。
它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。
天然气天然气，是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。
纯天然气含:CH4(98%) C3H8(0.3%) C4Hm(0.3%) CmHn(0.4%) N2(1.3%)，低发热值为（36220KJ/Nm3).在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。
天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较于煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势。
从广义的定义来说，天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。
而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。
天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。
伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。
凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力和温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。
依天然气蕴藏状态，又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。
而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、不含液体成份的干性天然气。
天然气管道天然气与石油生成过程既有联系又有区别：石油主要形成于深成作用阶段，由催化裂解作用引起，而天然气的形成则贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的始终；与石油的生成相比，无论是原始物质还是生成环境，天然气的生成都更广泛、更迅速、更容易，各种类型的有机质都可形成天然气——腐泥型有机质则既生油又生气，腐植形有机质主要生成气态烃。
天然气制氢气
天然气，是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。
它主要存在于油田和天然气田，也有少量出于煤层。
天然气天然气，是一种多组分的混合气体，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。
纯天然气含:CH4(98%) C3H8(0.3%) C4Hm(0.3%) CmHn(0.4%) N2(1.3%)，低发热值为（36220KJ/Nm3).在标准状况下，甲烷至丁烷以气体状态存在，戊烷以上为液体。
天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。
天然气燃烧后无废渣、废水产生，相较于煤炭、石油等能源具有使用安全、热值高、洁净等优势。
从广义的定义来说，天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。
而人们长期以来通用的“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物，主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。
天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。
伴随原油共生，与原油同时被采出的油田气叫伴生气；非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种，在地层中都以气态存在。
凝析气田天然气从地层流出井口后，随着压力和温度的下降，分离为气液两相，气相是凝析气田天然气，液相是凝析液，叫凝析油。
依天然气蕴藏状态，又分为构造性天然气、水溶性天然气、煤矿天然气等三种。
而构造性天然气又可分为伴随原油出产的湿性天然气、不含液体成份的干性天然气。
天然气管道天然气与石油生成过程既有联系又有区别：石油主要形成于深成作用阶段，由催化裂解作用引起，而天然气的形成则贯穿于成岩、深成、后成直至变质作用的始终；与石油的生成相比，无论是原始物质还是生成环境，天然气的生成都更广泛、更迅速、更容易，各种类型的有机质都可形成天然气——腐泥型有机质则既生油又生气，腐植形有机质主要生成气态烃。
工业制取氢气的关键技术
工业制取氢气的关键技术根据氢气生产来源和生产过程中的碳排放情况，一般可将氢能分为灰氢、蓝氢、绿氢。
灰氢，是通过化石燃料（例如石油、天然气、煤炭等）燃烧产生的氢气，在生产过程中会有二氧化碳等排放。
目前，市面上绝大多数氢气是灰氢，约占当今全球氢气产量的95％左右。
灰氢的生产成本较低，制氢技术较为简单，而且所需设备、占用场地都较少，但是碳排放较大。
蓝氢，是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成。
虽然天然气也属于化石燃料，在生产蓝氢时也会产生温室气体，但由于使用了碳捕捉、利用与储存（CCUS）等先进技术，温室气体被捕获，减轻了对地球环境的影响，实现了低排放生产。
绿氢，是通过使用再生能源（例如太阳能、风能、核能等）制造的氢气，例如通过可再生能源发电进行电解水制氢，在生产绿氢的过程中，完全没有碳排放。
绿氢是氢能利用的理想形态，但受到目前技术及制造成本的限制，绿氢实现大规模应用还需要时间。
目前，氢的制取主要有三种较为成熟的技术路线：一是以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；二是以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢；三是电解水制氢。
1 灰氢制造技术1.1媒制氢煤制氢的本质是以煤中的碳取代水中的氢，最终生成氢气和二氧化碳（CO2），其成本低，技术成熟，运用广泛。
以煤气化为例，其工艺流程是将煤炭经高温气化形成合成气，然后通过水煤气变换反应进一步将合成气中的CO 与水反应，生成氢气与CO2，最后进行混合气体净化、分离、氢气提纯、尾气处理等工序，最终得到高纯度氢气。
由于煤中含有硫等杂质，由气化和变换反应生成的氢气需要采用脱硫和脱碳技术，后用变压吸附（PSA）纯化技术制成高纯度的氢气。
脱硫和脱碳一般采用低温甲醇洗或者SelexolTM 工艺技术。
1.2天然气制氢天然气水蒸气重整制氢（SMR）目前为国内外普遍采用的天然气制氢工艺路线，和煤制氢相比，用天然气制氢产量高、加工成本较低，排放的温室气体少。
在美国和中东等地，大部分专有制氢装置采用天然气制氢，因此天然气成为国外较普遍的制氢方法，但在中国，天然气价格相对较高，因此中国大多数制氢厂通过煤气化制氢。
天然气制氢工艺技术规程
优化原料 配比：提 高原料利 用率，降 低原料成 本
加强质量 控制：提 高产品质 量，降低 不合格品 率
06
天然气制氢的应用和发展前景
天然气制氢的应用领域
燃料电池汽车：作为燃料电池汽车的能源来源 工业生产：用于化工、冶金、电子等行业的生产过程 清洁能源：作为清洁能源，用于替代传统化石燃料 储能技术：作为储能技术，用于电网调峰和应急备用电源 氢能交通：作为氢能交通的能源来源，用于氢能公交车、氢能出租车等 氢能建筑：作为氢能建筑的能源来源，用于氢能住宅、氢能办公楼等
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压力控制：保持反应压力稳定， 防止压力波动影响反应效果
温度和压力的调整：根据反应情 况，适时调整温度和压力，保证 反应顺利进行
气体成分和流量控制
气体成分：主 要成分为甲烷、 乙烷、丙烷等
流量控制：根 据工艺要求， 控制气体流量 在合理范围内
气体纯度：确 保气体纯度符
提高设备效率：采用先进的设备，提高设备的效率，减少能源消耗。
优化工艺流程：优化工艺流程，减少能源消耗，提高生产效率。
提高产品质量和降低成本的方法
优化反应 器设计： 提高反应 效率，降 低能耗
改进催化 剂性能： 提高反应 速率，降 低反应温 度
优化工艺 流程：减 少中间环 节，降低 能耗和成 本
提高设备 自动化程 度：减少 人工操作， 降低人工 成本
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天然气制氢工艺技术规程
汇报人：
目录
01 02 03 04 05 06
添加目录项标题 天然气制氢工艺概述 天然气制氢的原料和设备 天然气制氢的工艺参数和操作要点 天然气制氢的工艺优化和改进 天然气制氢的应用和发展前景
天然气制氢技术进展及发展趋势
煤炭与化工Coal and Chemical Industry第43卷第11期2020年11月Vol.43 No. 11Nov. 2020化工工艺与工程天然气制氢技术进展及发展趋势陈英杰(晋煤金石化工投资集团有限公司，河北石家庄050099)摘要：基于国家优化能源结构、高质量发展清洁能源的发展要求，对氢能源的制取方法进行了介绍，探讨了天然气制氢技术研究的进展情况，并重点对蒸汽重整、部分氧化、CO?重整、催化裂解等技术的反应机理、技术优势和弊端进行了分析，指出了天然气制氢技术亟待解决的问题和发展趋势。
分析结果表明，部分氧化制氢技术、自热重整制氢技术的反应机理 仍不能完全明确，需深入进行实验室热力学和动力学研究以明确反应机理；镇基催化剂的抗积碳能力、反应活性和稳定性也是实验室的研究重点，需在工业化运行中积累经验不断优化。
关键词：清洁能源；氢能源；天然气制氢；蒸汽重整；自热重整；部分氧化；镰基催化剂中图分类号：TQ116.2+5 文献标识码：A 文章编号：2095-5979 ( 2020 ) 11-0130-04Technical progress and development trend ofhydrogen production from natural gasChen Yingjie(Jinche ng A nthracile Jins h i Chemical Industry Iruvestment Group Corporation LuL, Shijiazhuang 050099, China )Abstract : Based on the development requirements of the national optimization of energy structure and high quality development of clean energy, the preparation methods of hydrogen energy were introduced, the development trend?ofhydrogen production from natural gas was discussed, the reaction mechanism, technical advantages and disadvantages o£steam reforming, partial oxidation, CO2 reforming and catalytic cracking were analyzed mainly, and the problems to besolved and the development trend of hydrogen production from natural gas were pointed out. The analysis results show that the reaction mechanism of partial oxidation hydrogen production and autothermal reforming hydrogen production is still notentirely clear, so the laboratory studies on the kinetics and thermodynamics are desperately needed in order to clear thereaction mechanism; the ability of carbon deposition resistance, reactivity and stability of nickel-based catalysts are also the focus of laboratory research, which should be continuously optimized by accumulating experience in industrial operation.Key Words : clean energy; hydrogen energy; hydrogen production from natural gas; steam reforming; autothermal reforming;partial oxidation; nickel-based catalyst0引言能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础, 在国民经济中占有至关重要的地位。
氢气制取原理
氢气制取原理
氢气是一种无色、无臭、无味的天然气体，是世界上最轻的元素之一。
它常用于化学工业、冶金工业和石油化工等领域。
氢气的制取主要有以下几种方法：
水分解法：通过电解或高压催化的方式将水分解成氢气和氧气。
这是目前最为常见的氢气制取方法。
煤气化法：将煤炭进行气化反应，生成含有大量氢气的煤气。
石油加氢法：将石油与氢气进行反应，生成含有大量氢气的石油加氢产物。
天然气加氢法：将天然气与氢气进行反应，生成含有大量氢气的天然气加氢产物。
以上是氢气制取的几种主要方法，具体的制取方法取决于氢气的用途和原料的供应情况。
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天然气制氢及工艺原理
天然气制氢及工艺原理
利用天然气制氢，存在成本低，规模效应等优点，研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证。
天然气作为优质、洁净的工业能源，在我国能源发展过程中具有重要的战略原料，同时也是众多化工次产品的基础原料。
天然气制氢的选择理论分析
氢作为一种二次化工产品，在医药、精细化工、电子电气等行业具有广泛的用途。
特别是氢作为燃料电池的首选燃料，在未来交通和发电领域将具有广阔的市场前景，在未来能源结构中将占有越来越重要的位置，采用传统制氢的方法，如轻烃水蒸气转化制氢，水电解制氢，甲醇裂解制氢，煤汽化制氢，氨分解制氢等，技术相对成熟，但是，存在成本高，产出率低，人工效率低等，一高两低的问题。
辽河油田在油气生产过程中，有干气，石脑油等烃类资源伴生，采用此类方法生产氢可以实现资源的利用率最大化，而且伴生天然气的主要成分是甲烷，利用烃类蒸汽转化即可制成氢，且生产纯度高，生产效率高。
天然气制氢工艺原理
天然气的主要加工过程包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。
同时，包括天然气开采，集输和净化，在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃
和水蒸气发生化学反应。
转化气经过费锅换热，进入变换炉使CO变成H2和CO2.再经过换热、冷凝、汽水分离，通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔，由变压吸附（PSA）升压吸附N2 CO CH4 CO2提取产品氢气，降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生。
燃气应用新技术--4 天然气制氢新技术
4 天然气制氢新技术
食用油包括人造黄油和烘烤用的 油脂，这些都需要大量的氢气用于加 氢反应。在加氢反应过程中，氢气被 加入到不饱和脂肪酸的双键中，使其 在室温下保持固体状态，并且减少变 质的可能性。
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4 天然气制氢新技术
在电子行业，氢气主要是用作还原 剂、载气或者是清洁燃料，来生产电路板 、光纤和熔凝石英等。氢气的用量一般都 比较小，可以用瓶装气体或者是液态供应 。在这些应用中，即使是很微量的杂质都 会影响最终产品的质量，所以在这些工业 中所使用的必须是高纯氢，杂质含量小于 1×10-6。
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4.1.4 天然气裂解制氢
CH 4 ⇔ C + 2H 2
θ ∆H 298 = 75kJ / mol
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4.2 氢气提纯技术
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4.2 氢气提纯技术
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4.2 氢气提纯技术
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4.2 氢气提纯技术
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4.2 氢气提纯技术
Hale Waihona Puke 264.2 氢气提纯技术
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4.1.2 天然气部分氧化制氢
当氧化反应采用空气，而不是纯氧做氧化剂时 ，空气中的氮气也会参与反应，可能发生的副 反应包括： θ ∆ H −98kJ / mol （4-12） N + 3H ⇔ 2NH 298 = 2 2 3 θ N 2 + 2H 2 ⇔ N 2 H 4 ∆H 298 = −95kJ / mol（4-13） θ ∆ H 68kJ / mol （4-14） N 2 + 2O 2 ⇔ 2NO 2 298 = θ ∆ H 181kJ / mol （4-15） N 2 + O 2 ⇔ 2NO 298 = θ ∆ H 10kJ / mol （4-16） N 2 + 2O 2 ⇔ N 2 O 4 298 = θ ∆ H 163kJ / mol 2N 2 + O 2 ⇔ 2N 2 O 4 （4-171） 298 = 5
天然气制氢简介演示
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甲醇生产
甲醇是重要的化工原料， 也是燃料添加剂，天然气 制氢可用于甲醇的生产。
石油工业
在石油工业中，天然气制 氢可用于石油加工和裂化 等过程，提高石油产品的 质量和产量。
氢能源汽车
燃料电池汽车
氢燃料电池汽车是未来可持续交 通的重要组成部分，天然气制氢 可以为燃料电池汽车提供清洁的 能源。
混合动力汽车
将天然气经过净化处理，除去 其中的硫、氯等杂质，得到纯
净的甲烷气体。
反应
将纯净的甲烷气体与水蒸气在 催化剂的作用下进行反应，生
成氢气和二氧化碳。
产物分离
通过一系列的物理和化学方法 ，将生成的氢气和二氧化碳进 行分离，得到高纯度的氢气。
氢气压缩
将得到的氢气进行压缩，以便 于储存和运输。
02
天然气制氢的技术
天然气制氢的原理
天然气的主要成分是甲烷（CH4）， 在一定条件下，甲烷与水蒸气反应生 成氢气和二氧化碳，反应方程式为： CH4 + (x+1)H2O → H2 + CO2 + xH2O。
反应过程中需要使用催化剂来加速反 应，同时需要控制反应温度和压力。
天然气制氢的工艺流程
01
02
03
04
原料准备
天然气制氢简介演示
汇气制氢的技术 • 天然气制氢的应用 • 天然气制氢的挑战与前景 • 天然气制氢的案例分析
01
天然气制氢概述
天然气制氢的定义
• 天然气制氢：是指利用天然气为原料，通过化学反应将天 然气中的主要成分甲烷转化为氢气的过程。
资源消耗
大规模的天然气制氢需要大量的水资 源和土地资源，对环境产生一定压力 。
天然气制氢技术研究进展
天然气制氢技术研究进展随着全球对清洁能源需求的不断增长，氢能作为一种无污染、高效的能源形式，正日益受到人们的。
氢气的制备是氢能利用的关键环节之一，其中天然气制氢技术因具有原料丰富、成本低廉、易于运输等优点而备受。
本文将综述近年来天然气制氢技术的研究现状、关键技术和研究方法，以期为相关领域的研究提供参考。
研究现状天然气制氢技术的主要方法包括蒸汽重整、部分氧化、热分解和自热重整等。
其中，蒸汽重整是最常用的方法，约占总产氢量的70%以上。
该方法是将天然气与水蒸气在高温下反应，生成氢气和二氧化碳。
部分氧化方法是在较低的温度下，通过天然气与氧气不完全燃烧制备氢气。
热分解方法则是将天然气在高温下裂解生成氢气和碳纳米管。
自热重整方法则通过天然气与自身反应，在较低的温度下制备氢气。
每种方法均有其优缺点，需要根据具体应用场景进行选择。
关键技术1：蒸汽重整蒸汽重整是天然气制氢技术的核心，其主要原理是将天然气与水蒸气在高温下进行反应，生成氢气和二氧化碳。
具体流程为：天然气经过预处理后，与水蒸气在加热的催化剂作用下进行反应，生成氢气和二氧化碳，再经过分离提纯得到高纯度氢气。
该方法具有较高的氢气产率和纯度，但能耗较高，且催化剂易受硫、氮等杂质影响。
关键技术2：自热重整自热重整是一种新型的天然气制氢技术，其主要原理是利用天然气与自身反应，在较低的温度下制备氢气。
具体流程为：天然气经过预处理后，进入自热重整反应器，与自身在催化剂作用下进行反应，生成氢气、一氧化碳和碳纳米管。
该方法具有较低的操作温度和较好的能源利用效率，但催化剂易受碳沉积和硫、氮等杂质影响。
研究方法研究天然气制氢技术的主要方法包括文献调研、案例分析、实验研究和数值模拟等。
文献调研可以了解国内外的研究现状和发展趋势；案例分析可以深入剖析不同工艺路线的优缺点和应用场景；实验研究可以探究不同工艺条件下的制氢效果和影响因素；数值模拟可以预测不同操作条件下的制氢性能和优化工艺流程。
天然气制氢原理
天然气制氢原理
天然气制氢是一种通过利用天然气和水来产生氢气的技术。
该技术基于以下原理：首先，天然气中的甲烷(CH4)与空气中的
氧气（O2）发生燃烧反应，生成二氧化碳（CO2）和水蒸气（H2O）：CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O。
燃烧过程需要一定的
能量供应。
然后，利用水蒸气与热能参与催化剂的反应，通过水蒸气重组反应（steam reforming）将甲烷转化为氢气和一氧化碳（CO），反应方程式如下：CH4 + H2O → CO + 3H2。
该反应需要在高
温（800°C - 1000°C）和催化剂的作用下进行。
一氧化碳可以
通过进一步反应转化为二氧化碳。
最后，通过一系列的纯化和分离过程，将得到的氢气从产生的其他气体和杂质中分离出来。
这包括水蒸气的冷凝、炭层吸附（adsorption）、膜分离等方法。
最终产生的高纯度氢气可以
用于各种应用，如燃料电池、化学工业和液化石油气加氢等。
通过天然气制氢技术，可以利用天然气丰富的资源，高效地产生氢气作为清洁能源。
相比传统的矿石法生产氢气，天然气制氢能够减少二氧化碳的排放，并提供更加环保和可持续的能源选择。
天然气制氢
氢气压力：0.5~3.5MPa
适用领域：双氧水、山梨醇、TDI、MDI、苯胺加氢等精细化工或医药中间体加氢过程，炼油厂加氢过程等。
技术特点
采计优良的废热锅炉，为制氢装置的长周期运转，提供可靠的保障;
专有的转化炉烟气流动方式，燃料气的消耗更低。
天然气制氢气也是一个比较传统的技术，以前常用于大规模的氢气供应场合，例如5000m3/h以上的氢气供应量。我们根据中国氢气用户分散而且规模较小的特点，开发了低投资和低消耗的天然气蒸汽转化制氢技术，非常适合中小规模的氢气需求场合。在天然气丰富的地区，天然气制氢是最好的选择。我公司已经为国内和国外用户建设了这类装置和转让了技术。
天然气制氢由天然气蒸汽转化制转化气和变压吸附(PSA)提纯氢气(H2)两部分组成，压缩并脱硫后天然气与水蒸汽混合后，在镍催化剂的作用下于750~850℃将天然气物质转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气，转化气可以通过变换将一氧化碳(CO)变换为氢气(H2)，成为变换气，然后，转化气或者变换气通过变压吸附(PSA)过程，得到高纯度的氢气(H2)。
无扰动切换吸附塔的变压吸附(PSA)提纯氢气大大提高了系统的可靠性。
技术原理
1 天然气的蒸汽转化
天然气的蒸汽转化是以水蒸汽为氧化剂，在镍催化剂的作用下将天然气转化为氢气(H2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的转化气。这一过程为吸热过程故需外供热量，转化所需的热量由转化炉辐射段燃烧燃料气提供。
天然气制氢的主要技术：
天然气蒸汽一段转化技术，适合中小规模的制氢。
天然气蒸汽一段转化串接纯氧二段转化技术，适合于中大规模的制氢。
天然气两段换热式转化技术，适合中等规模的制氢技术。
天然气制氢原理
天然气制氢原理
天然气是一种重要的能源资源，而氢气作为清洁能源备受关注。
天然气制氢技术是一种将天然气中的甲烷转化为氢气的重要方法。
本文将介绍天然气制氢的原理及其相关技术。
首先，天然气制氢的原理是利用甲烷重整反应或部分氧化反应将天然气中的甲烷转化为氢气。
在甲烷重整反应中，甲烷与水蒸气在催化剂的作用下发生反应，生成一氧化碳和氢气。
而在部分氧化反应中，甲烷与氧气在催化剂的作用下部分氧化生成一氧化碳和氢气。
这两种反应都是在高温高压条件下进行的。
其次，天然气制氢的技术包括重整技术、部分氧化技术和燃料电池技术。
重整技术是将天然气中的甲烷与水蒸气在催化剂的作用下发生反应，生成一氧化碳和氢气。
部分氧化技术则是将天然气中的甲烷与氧气在催化剂的作用下部分氧化生成一氧化碳和氢气。
而燃料电池技术则是利用氢气与氧气在催化剂的作用下发生电化学反应，产生电能和水。
此外，天然气制氢技术的发展还面临一些挑战，如高温高压条件下的反应条件控制、催化剂的稳定性和寿命等问题。
因此，未来的研究重点将集中在提高反应效率、降低能耗和减少环境污染等方面。
综上所述，天然气制氢技术是一种重要的清洁能源生产技术，其原理是利用甲烷重整或部分氧化反应将天然气中的甲烷转化为氢气。
随着清洁能源的需求不断增加，天然气制氢技术将会得到更广泛的应用和发展。
当前制氢的关键技术进展、前景及建议
当前制氢的关键技术进展、前景及建议氢气制备主要技术工艺有热化学制氢和水电解制氢，其中热化学制氢技术主要有化石能源制氢及化工原料制氢。
化石能源制氢包括水煤气制氢、天然气重整制氢等，目前已经进行工业生产，技术相对成熟，但能量的产出大于投入，若用此法制氢发电，能量转换效率低，经济性差，因此传统能源制氢并非理想的制氢技术。
化工原料制氢主要有醇类裂解制氢、醇类重整制氢，如甲醇水蒸气重整制氢。
水电解制氢法即利用光伏、风电等新能源电力电解水制氢，这种制氢方式近零碳排放，可充分利用“三弃”（弃风、弃光、弃水）能源水解制氢，还可以大大降低制氢成本，是实现“绿氢”生产的重要技术环节，也是氢能领域投资的重点领域。
化石能源制氢技术虽然成熟度较高且经济性较好，但碳排放量较大，违背了氢能作为清洁能源的本质，不适合长期发展；可再生能源电力电解水制氢技术成熟，且环保性好、碳排放少，但是其制氢成本较高，可以考虑采取“三弃”能源制氢，以大幅降低制氢成本。
不同制氢技术所使用的制氢原料及制氢工艺大有不同。
一、制氢原料全球制氢技术的主流选择是化石能源制氢和化工原料制氢，这主要是由于化石能源制氢和化工原料制氢的成本较低。
此外，由于清洁性好、效率高、成本低，采用天然气重整制氢具有较大利润空间。
采用电解水制氢是当前制氢环节的研究热点，技术也较为成熟，其他新型制氢法尚未应用于大规模制氢。
从制氢原料占比来看，近期我国仍将主要采用化石能源制氢和工业副产氢+碳捕集、利用与封存（CCUS）技术（即“蓝氢”），助力化石能源制氢降低碳排放。
而随着我国可再生能源装机容量不断增大，在西北地区出现大量弃风弃光现象，如果能够将弃风弃光所发电力用于电解水制氢（“绿氢”，即采用风电、光伏等可再生能源电解水制氢），“绿氢”制取经济性也非常可观。
因此，长远来看，随着碳达峰、碳中和工作的推进，“绿氢”将成为氢能应用的主流选择。
二、制氢工艺较为成熟的技术路线有3种，即使用煤炭、天然气等化石能源重整制氢，以醇类裂解制氢技术为代表的化工原料高温分解重整制氢，以及电解水制氢；光解水和生物质气化制氢等技术路线仍处于实验和开发阶段，相关技术难以突破，尚未达到规模化制氢的需求。
天然气制氢
天然气制氢1.制氢原理1．天然气脱硫本装置采用干法脱硫来处理该原料气中的硫份。
为了脱除有机硫，采用铁锰系转化吸收型脱硫催化剂，并在原料气中加入约1～5%的氢，在约400℃高温下发生下述反应：RSH+H2=H2S+RHH2S+MnO=MnS+H2O经铁锰系脱硫剂初步转化吸收后，剩余的硫化氢，再在采用的氧化锌催化剂作用下发生下述脱硫反应而被吸收：H2S+ZnO=ZnS+H2OC2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O氧化锌吸硫速度极快，因而脱硫沿气体流动方向逐层进行，最终硫被脱除至0.1ppm以下，以满足蒸汽转化催化剂对硫的要求。
2 蒸汽转化和变换原理原料天然气和蒸汽在转化炉管中的高温催化剂上发生烃---蒸汽转化反应，主要反应如下：CH4+H2O→CO+3H2-Q (1)一氧化碳产氢 CO + H2O----CO2 + H2+Q (2)前一反应需大量吸热，高温有利于反应进行；后一反应是微放热反应，高温不利于反应进行。
因此在转化炉中反应是不完全的。
在发生上述反应的同时还伴有一系列复杂的付反应。
包括烃类的热裂解，催化裂解，水合，蒸汽裂解，脱氢，加氢，积炭，氧化等。
在转化反应中，要使转化率高，残余甲烷少，氢纯度高，反应温度就要高。
但要考虑设备承受能力和能耗，所以炉温不宜太高。
为缓和积炭，增加收率，要控制较大的水碳比。
3 变换反应的反应方程式如下：CO+H2O=CO2+H2+Q这是一个可逆的放热反应，降低温度和增加过量的水蒸汽，均有利于变换反应向右侧进行，变换反应如果不借助于催化剂，其速度是非常慢的，催化剂能大大加速其反应速度。
为使最终CO浓度降到低的程度，只有低变催化剂才能胜任。
高低变串联不仅充分发挥了两种催化剂各自的特点，而且为生产过程中的废热利用创造了良好的条4改良热钾碱法改良热钾碱溶液中含碳酸钾，二乙醇胺及V2O5。
碳酸钾做吸收剂、二乙醇胺做催化剂、它起着加快吸收和解吸的作用。
V2O5为缓蚀剂，可以使碳钢表面产生致密的保护膜，从而防止碳钢的腐蚀。
天然气制氢的原理
天然气制氢的原理天然气（naturalgas），是一种易液化的混合态燃料，由主要成分甲烷（methane）、乙烷（ethane）、丁烷（propane）和更多其他微量成分组成，经过加热和压缩后，可以容易的蒸发成气体。
它颜色清澈，无色无味，所含的烃成分比汽油（gasoline）和柴油（diesel）都更少。
天然气作为一种能源，有着非常广泛的用处，因此近年来受到越来越多的关注。
在工业上，天然气多用于热力发电、聚烃及烷化反应，在一些能源消耗产业中具有重要作用，例如化学工业、钢铁工业、塑料工业等。
但是，近年来，为了节约能源，利用天然气制取氢气成为了一项重要的研究课题。
氢气（hydrogen）是目前最先进的燃料，它在发动机发动的过程中，能产生的唯一的废气就是水汽。
氢气的热值比液化石油气（LPG）高出大约二倍，而且能源利用率可高达90%以上。
氢气作为清洁无污染的节能燃料，有着很广阔的应用前景。
然而，天然气制备氢气的过程比较复杂，必须先将天然气经过清洗，以去除有毒物质，然后经过压缩，再经过加热，最后才可以分解成氢气以及比较多的碳氢化合物。
压缩、加热和分解的过程需要大量的能量，因此，无论是从经济性还是环保性考虑，它都是一种比较低效的节能形式。
为了更好地利用这种能源形式，人们开发出了一种新的技术，叫做“天然气制氢”。
这种技术旨在通过直接利用天然气中的甲烷制备氢气，以避免燃料的清洗和加热等繁琐的步骤，同时大大提高能量利用率。
研究表明，改进后的天然气制氢技术能有效减少能量损失，一般情况下，节能率可以达到20%~30%。
此外，这种技术不仅可以节约能源，而且对环境无害，只会产生水汽，所以也是一种清洁的能源形式。
总之，“天然气制氢”技术能够有效减少能量的消耗，并形成一种更清洁、更节能的能源形式。
因此，这种技术有着广阔的应用前景，也是未来可持续发展的重要一环。
天然气制氢工艺现状及发展
天然气制氢工艺现状及发展目前，常用的天然气制氢工艺有蒸汽重整法、自热蒸汽重整法、部分氧化法和电解法。
1.蒸汽重整法：这是最常见的天然气制氢工艺。
在高温和催化剂的作用下，将天然气与蒸汽进行重整反应，生成一氧化碳和氢气的混合气体。
然后使用水蒸汽转变反应将一氧化碳转变为二氧化碳，最终得到纯净的氢气。
这种工艺具有成熟的技术和设备，能够高效地制取氢气。
但同时会产生大量的二氧化碳。
2.自热蒸汽重整法：这种方法在蒸汽重整法的基础上进行了改进。
为了提高能源利用效率，蒸汽重整反应中产生的热能被充分利用，用于支持反应过程中所需的热能，从而减少外部能源的消耗。
这种工艺能够更高效地制取氢气，减少二氧化碳的排放。
3.部分氧化法：部分氧化法是将天然气与氧气进行部分氧化反应，生成一氧化碳和氢气的混合气体。
然后通过水蒸气转变反应将一氧化碳转变为二氧化碳，得到纯净的氢气。
与蒸汽重整法相比，这种工艺可以使得工艺过程更加简单，但二氧化碳的排放量较大。
4.电解法：电解法是通过电解水来制取氢气，而不是利用天然气作为原料。
这种工艺可以实现零排放，得到高纯度的氢气，不涉及燃烧和化学反应。
但电解法的能耗较高，需要大量的电力支持，目前主要在可再生能源发电方面应用较多。
随着氢能经济的快速发展和对清洁能源的需求增加，天然气制氢工艺也在不断发展。
一方面，各种传统的工艺不断优化和改进，以提高能源利用率、减少二氧化碳排放量、降低成本等方面进行突破。
另一方面，还出现了一些新的工艺和技术路线，如甲烷脱氢工艺、光电催化制氢技术等。
这些新的工艺具有能耗低、成本低、环境友好等优势，具有较大的应用潜力。
总体而言，天然气制氢工艺在能源转型和清洁能源领域扮演着重要角色。
未来的发展方向主要是提高工艺的能源利用效率，减少二氧化碳的排放量，降低制氢成本。
同时，也需要加大对新技术和新工艺的研究和开发，以满足不同领域对氢气的需求，促进氢能在能源领域的应用。
天然气制氢的基本原理及工业技术进展
天然气制氢的基本原理及工业技术进展一、天然气蒸汽转化的基本原理1.蒸汽转化反应的基本原理天然气的主要成分为甲烷，约占90%以上，研究天然气蒸汽转化原理可以甲烷为例来进行。
甲烷蒸汽转化反应为一复杂的反应体系，但主要是蒸汽转化反应和一氧化碳的变换反应。
主反应：CH4+H2O===CO+3H2CH4+2H2O===CO2+4H2CH4+CO2===2CO+2H2CH4+2CO2===3CO+H2+H2OCH4+3CO2===4CO+2H2OCO+H2O===CO2+H2副反应：CH4===C+2H22CO===C+CO2CO+H2===C+H2O副反应既消耗了原料，并且析出的炭黑沉积在催化剂表面将使催化剂失活，因此必须抑制副反应的发生。
转化反应的特点如下：1)可逆反应在一定的条件下，反应可以向右进行生成CO和H2，称为正反应；随着生成物浓度的增加，反应也可以向左进行，生成甲烷和水蒸气，称为逆反应。
因此生产中必须控制好工艺条件，是反应向右进行，生成尽可能多的CO和H2。
2)气体体积增大反应一分子甲烷和一分子水蒸气反应后，可以生成一分子CO和三分子H2，因此当其他条件确定时，降低压力有利于正反应的进行，从而降低转化气中甲烷的含量。
3)吸热反应甲烷的蒸汽转化反应是强吸热反应，为了使正反应进行的更快、更彻底，就必须由外界提供大量的热量，以保持较高的反应温度。
4)气-固相催化反应甲烷的蒸汽转化反应，在无催化剂的参与的条件下，反应的速度缓慢。
只有在找到了合适的催化剂镍，才使得转化的反应实现工业化称为可能，因此转化反应属于气-固相催化反应。
2.化学平衡及影响因素3.反应速率及影响速率在没有催化剂的情况时，即使在相当高的温度下，甲烷蒸汽转化反应的速率也是很慢的。
当有催化剂存在时，则能大大加快反应速率；甲烷蒸汽转化反应速率对反应温度升高而加快，扩散作用对反应速率影响明显，采用粒度较小的催化剂，减少内扩散的影响，也能加快反应速率。
天然气制氢原理
天然气制氢原理
天然气制氢原理是一种复杂的过程，是将天然气利用催化剂转化为氢气的技术。
这种
技术主要应用于天然气催化裂解制氢系统的设计、建设和运行，通过一系列变化，实现了
天然气资源的充分利用，可以生产清洁能源——氢气，满足人们日益增长的能源需求。
天然气制氢流程主要包括以下步骤：
1.气体净化：首先，进入系统的天然气需要经过净化处理，以去除其中含水、杂质、
异味物等。
2.气体预冷凝：将气体经过净化后，需要再一次经过冰凝器，中冷器，压缩机及分岔管，以去除天然气中的余气和气液混合物，使气体质量提高。
3.热分解：将冷凝后的气体进行加热，使气液可以按一定的温度和压力进行分解。
在
热分解过程中，气体中含有的烯烃、烷烃等物质按不同的热力学条件减解，生成H2和CO
等产气化合物。
另外，热分解过程催化剂也可以帮助促进反应，提高反应的效率和速度。
4.吸收：在热分解过程结束后，产生的CO/H2混合气体进入吸收塔进行吸收，使CO
和H2分离。
5.膨胀：CO/H2的分离反应产物由压缩机膨胀产生足够的低温，冷冻吸收剂，凝结CO，使其分离。
6.洗涤：将冷凝后的混合气体经过去除剂洗涤，有效地去除CO组分，以获得高纯度
H2气体。
7.脱水：将洗涤完毕后的H2气体进行脱水处理，以去除其中的水。
8.静置：最后将H2气体进行静置，有效地去除其中能被凝结的固体物质，获得最终
高纯度H2气体。
天然气制氢原理技术主要利用催化材料，以较低的温度和较低的压力将天然气转换为
氢气。
它被认为是一种可回收、高效率、无污染的技术，因而是取代传统的燃烧式生产氢
气的技术。
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天然气制氢的基本原理及工业技术进展一、天然气蒸汽转化的基本原理1.蒸汽转化反应的基本原理天然气的主要成分为甲烷，约占 90%以上，研究天然气蒸汽转化原理可以甲烷为例来进行。
甲烷蒸汽转化反应为一复杂的反应体系，但主要是蒸汽转化反应和一氧化碳的变换反应。
主反应：CH4+H2O===CO+3H2CH4+2HO===CO2+4H2CH4+CO2===2CO+2HCH4+2CO===3CO+H2+H2OCH4+3CO2===4CO+2HCO+H2O===CO2+H2副反应：CH4===C+2H2CO===C+COCO+H2===C+H2O副反应既消耗了原料，并且析出的炭黑沉积在催化剂表面将使催化剂失活，因此必须抑制副反应的发生。
转化反应的特点如下：1) 可逆反应在一定的条件下，反应可以向右进行生成CO和 H2，称为正反应；随着生成物浓度的增加，反应也可以向左进行，生成甲烷和水蒸气，称为逆反应。
因此生产中必须控制好工艺条件，是反应向右进行，生成尽可能多的 CO和 H2。
2)气体体积增大反应一分子甲烷和一分子水蒸气反应后，可以生成一分子CO和三分子2H，因此当其他条件确定时，降低压力有利于正反应的进行，从而降低转化气中甲烷的含量。
3) 吸热反应甲烷的蒸汽转化反应是强吸热反应，为了使正反应进行的更快、更彻底，就必须由外界提供大量的热量，以保持较高的反应温度。
4) 气- 固相催化反应甲烷的蒸汽转化反应，在无催化剂的参与的条件下，反应的速度缓慢。
只有在找到了合适的催化剂镍，才使得转化的反应实现工业化称为可能，因此转化反应属于气- 固相催化反应。
2.化学平衡及影响因素3.反应速率及影响速率在没有催化剂的情况时，即使在相当高的温度下，甲烷蒸汽转化反应的速率也是很慢的。
当有催化剂存在时，则能大大加快反应速率；甲烷蒸汽转化反应速率对反应温度升高而加快，扩散作用对反应速率影响明显，采用粒度较小的催化剂，减少内扩散的影响，也能加快反应速率。
4.影响析炭反应的因素副反应的产物炭黑覆盖在催化剂表面，会堵住催化剂的微孔，降低催化剂的活性，增加床层阻力，影响生产力。
在甲烷蒸汽转化反应中影响析炭的主要因素如下：a.转化反应温度越高，烃类裂解析炭的可能性越大。
b.水蒸气用量增加，析炭的可能性越小，并且已经析出的炭黑也会与过量的水蒸气反应而除去，在一定的条件下，水碳比降低则容易发生析炭现象。
c.烃类碳原子数越多，裂解析炭反应越容易发生。
d. 催化剂的活性降低，烃类不能很快转化，也增加了裂解析炭的可能性。
5.炭黑生成的抑制及除炭方法1)抑制炭黑生成的方法a.保证实际水碳比大于理论最小水碳比b. 选用活性好，热稳定行好的催化剂c. 防止原料气及蒸汽带入有害物质，保证催化剂的良好活性2)除炭方法a.当析炭较轻时，采用降压、减少原料烃流量、提高水碳比等方法可除炭b.当析炭较严重时，采用水蒸气除炭，反应是如下：C+H2O===CO+H2在水蒸气除炭过程中首先停止送入原料烃，继续通入水蒸气，温度控制在 750~800℃，经过 12～24h 即可将炭黑除去。
c.采用空气与水蒸气的混合物烧炭。
首先停止送入原料烃，在蒸汽中加入少量的空气，送入催化剂床层进行烧炭，催化剂层温度控制在 700℃以上，大约经过 8h 即可将炭黑除去。
二、工艺条件的选择1.压力由于转化反应的化学平衡可知，甲烷蒸汽转化反应宜在较低压力下进行。
但目前行业上均采用加压蒸汽转化，一般压力控制在 3.5~4.0MPa，最高达 5.0MPa。
2.温度一段转化炉出口温度是决定转化气从出口组成的主要因素，提高温度和水碳比，可降低残余的甲烷含量。
为了降低蒸汽消耗，可通过降低一段转化炉的水碳比但要保持残余甲烷含量不变，则必须提高温度。
而温度对转化炉的炉管使用寿命影响很大，温度过高，炉管使用寿命缩短。
因此在可能的条件下，转化炉的出口温度不宜太高，如大型氨厂压力为 3.2MPa时，出口温度控制在800℃。
二段转化炉出口温度在二段压力、水碳比和出口残余甲烷含量确定后，即可确定下来。
3.水炭比水碳比是转化炉进口气体中，水蒸气与含烃原料中碳物质量之比，它是原料气的组成因素，在操作变量中最容易改变。
提高进入转化系统的水碳比，不仅有利于降低甲烷的平衡含量，也有利于提高反应速率，还可以防止析炭反应的发生。
但水碳比过高，一段转化炉蒸汽用量将会增加，系统阻力也将增大，导致能耗增加。
因此水碳比的确定应当综合考虑。
目前节能性的合成氨流程中蒸汽转化的水碳比一般控制在 2.5~2.75 。
.4.空间速率空间速率表示每平方米催化剂每小时处理的气量，简称“空速”。
工业装置空速的确定受到多方面因素的制约，不同的催化剂所采用的空速并不相同。
当空速提高时，生产强度加大，同时有利于传热，降低转化管外壁温度，延长转化管寿命。
但过高的空速会导致转化管内阻力增加，而对装置来说合适的阻力降是确定空速最重要的因素。
另外空速过高，气体与催化剂接触时间段，转化反应不完全，转化气中甲烷含量将升高。
三、国外天然气制氢的工业技术进展目前，拥有天然气制氢技术的国外公司主要合法国的德希尼布(Technip) ，德国的鲁奇(Lurgi) 、林德 (Linde) 和伍德 (Uhde) ，英国的福斯特惠勒(FosterWheeler) 及丹麦的托普索(Topsoe) 等，综合能耗基本在 11.30-12.56GJ/1000m 3H2。
天然气制氢主要采用白热转化法和蒸汽转化法两种工艺，以Technip 、Uhde、Linde 三种蒸汽转化工艺为代表的蒸汽转化法最具优势，装置上应用最多。
采用Technip 工艺在加拿大建没的最大的单系列制氢装置规模已达3。
23.6 ×104m/h天然气制氢的工艺流程由原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元组成：①料气处理单元主要是天然气的脱硫，采用Co-Mo催化剂加氢串 ZnO的脱硫工艺。
对于大规模的制氢装置内于原料气的处理量较大，因此在压缩原料气时，可选择较大的离心式压缩机。
离心式压缩机可选择电驱动、蒸汽透平驱动和燃气驱动。
②蒸汽转化单元核心是转化炉，拥有天然气制氢技术的各大公司转化炉的型式、结构各有特点，上、下集气管的结构和热补偿方式以及转化管的固定方式也不同。
虽然对流段换热器设置不同，但是从进／出对流段烟气温度数据可知，烟道气的热回收率相差不大。
在近期的工艺设置上，各公司在蒸汽转化单元都采用了高温转化，采用较高转化温度和相对较低水碳比的工艺操作参数设置有利于转化深度的提高，从而节约原料消耗。
③CO变换单元按照变换温度分，变换工艺可分为高温变换(350 ～400℃) 和中温变换 ( 低于300～350℃) 。
近年来，由于注意对资源的节约，在变换单元的工艺设置上，一些公司开始采用CO 高温变换加低温变换的两段变换工艺设置，以近一步降低原料的消耗。
④氢气提纯单元各制氢公司在工艺中已采用能耗较低的变压吸附(PSA)净化分离系统代替了能耗高的脱碳净化系统和甲烷化工序，实现节能和简化流程的目标，在装置出口处可获得纯度高达 99.9 ％的氢气。
各制氢公司采用的PSA系统均是从 PSA专利商处购买相关的设计和设备，国外主要 PSA技术供应商有 UOP、Linde 、 AirLiquide和AirProducts公司。
配合上述工艺过程，天然气制氢技术中应用了加氢催化剂、脱硫剂、预转化催化剂、转化催化剂、变换催化剂和PSA吸附剂等多种催化剂。
加氢催化剂一般使用Co-Mo或者 Ni-Mo 催化剂，寿命在 5 年以上，脱硫剂使用ZnO，一般半年更换 1 次。
各公司使用的转化催化剂型号不同，使用寿命均可达到 4—5 年以上，变换催化剂的寿命为 5 年以上。
国外催化剂供应商主要有Synetix 、Sud-Chemie 及丹麦的 Topsoe 公司等。
Topsoe 公司拥有除 PSA吸附剂之外的天然气制氢的各种性化四、国内天然气制氢的工业技术进展国内现有的大型、特大型天然气制氢装置多为国外引进技术，核心技术蒸汽转化工序仍需要采用因外的先进工艺技术，但在变换和 PSA工艺技术方面，西南化工研究设计院开发的 PSA技术已具有工业应用的条件。
中、小型规模的天然气制氢装置也建有不少，主要采用自主开发的间歇式天然气蒸汽转化制氢工艺、加压蒸汽转化工艺和换热式两段蒸汽转化工艺。
其中，加压蒸汽转化工艺在该领域内占有相当的优势，工艺成熟可靠，并在国内有各种规模 ( 大、中、小型 ) 多套工业化装置运行；换热转化工艺是一种节约天然气原料的技术，但受换热转化反应器设计的限制，目前国内仅在中、小型装置中使用。
五、天然气制氢最新研发动态传统的天然气蒸汽转化法或部分氧化法制氢技术在制得氢气的同时，要伴随着大量的 CO2排放，不仅造成能源浪费，更重要的是 CO2对全球气候的负面影响已经引起了国际社会的普遍关注。
近年来，利用天然气制氢同时副产炭黑的方法引起了人们的重视，特别是等离子体法制氢的技术。
挪威的 KvaernerOil&Gas 公司开发了等离子体法分解天然气制成氢气和炭黑的工艺，即所谓的3 3 “CB&HProcess”。
据称，利用该技术建成的装置规模最小可达 1mH2/a ，最大可达 3.6 ×108mH2/a。
当前，天然气制氢装量大型化、注重能耗及原料的节省、高效耐用催化剂、长周期稳定运转成为天然气制氢的主要趋势。
大型化和长周期运转对设备水平提出厂较高的要求。
能耗及原料的节省对设备和工艺流程的具体设量、对高效耐用催化剂的研发也提出了较高的要求。
我国在关键设备加大型转化炉及其关键配套设备、大型压缩机、大型PSA设备以及高效耐用催化剂等方面，与国际水平还有很大差距。
为缩小与国外公司的差距，国内天然气制氢技术应从以下几个方面发展：a、开发相应工艺及配套的系列催化剂；b、以节能为目标、进一步优化天然气制氢工艺，简化操作流程，提高转化率；c、提高催化剂的抗积炭能力，同时在贵金属催化剂方面进行探讨和研究；d、进行大型转化炉以及PSA设备等的攻关。