甲醇制氢
甲醇制氢装置工艺流程
甲醇制氢装置工艺流程
甲醇制氢装置的工艺流程主要包括以下几个部分：
1. 甲醇重整：甲醇在催化剂的作用下，与脱盐水发生分解转化反应，生成氢气和二氧化碳。
这一步是甲醇制氢过程的关键环节，需要高效的催化剂和适当的反应条件。
2. 氢气和一氧化碳冷却：生成的氢气和一氧化碳混合物需要经过冷却，以便后续处理。
3. 甲醇蒸汽转化：冷却后的氢气和一氧化碳混合物在高温高压下，通过催化剂（如CuO、Al2O3、V2O3、Fe2O3等）的作用，生成更多的氢气。
4. 气体分离：转化后的氢气与二氧化碳混合物需要进行分离。
这可以通过吸附剂处理或化学方法实现。
吸附剂处理是一种常用的方法，如使用活性炭、分子筛等吸附剂，将氢气与二氧化碳分离。
5. 氢气提纯：分离出的氢气往往还需要进行进一步的提纯，以满足不同用途的要求。
常用的提纯方法包括冷冻分离、Pressure Swing Adsorption（PSA）等。
6. 产品储存和输送：提纯后的氢气需要储存和输送。
这可以通过高压储氢罐、管道输送等方式实现。
整个甲醇制氢装置工艺流程具有高效、可靠的特点，能够产生高纯度的氢气，满足不同应用场景的需求。
同时，该工艺原料来源广泛，装置简单，无污染，节能价廉，深受广大中小用户的欢迎。
甲醇制氢
制氢单元采用甲醇重整制氢技术。
①甲醇转化甲醇与水分别经计量、混合、通过原料液计量泵加压后送入汽化塔汽化过热达到反应所需温度后送入转化器；汽化器所用热量有导热油炉房提供，导热油炉烟气（G6）经45m高的烟囱排放。
物料在固定床催化反应器内同时进行甲醇裂解、一氧化碳变换等反应，最终主要生成H2及CO2的混合气。
产生于甲醇裂解转化器定期排出的废催化剂（S5），厂家回收利用。
反应后混合气体经过换热器与原料进行热交换，以减少热量损失，再经冷凝器冷凝和净化塔洗涤，最后送进气液分离缓冲罐分离未反应的甲醇和水，使裂解气中甲醇含量达到造气规定质量要求，完成造气。
冷凝分离液和洗涤液为甲醇和水的混合物，全部送回原料液罐回收利用。
②变压吸附：甲醇裂解气进变压吸附压力：1.60～1.65Mpa-g；变压吸附工艺采用10-2-5/V（10个吸附塔，2个塔吸附，5 次均压）的真空解吸工作方式，每个吸附塔在一次循环中均需经历吸附（A）、一均降（E1D）、二均降（E2D）、三均降（E3D）、四均降（E4D）、五均降（E5D）、逆放（D）、抽空（V）、五均升（E5R）、四均升（E4R）、三均升（E3R）、二均升（E2R）、一均升（E1R）以及终充（FR）等十四个步骤。
a.吸附过程甲醇裂解气自塔底进入吸附塔后，在其中装填的多种吸附剂的依次选择吸附作用下，除氢以外的杂质组分均被一次性吸附下来，得到纯度～99.99%的产品氢气，经过调压阀稳压后送出界区。
当被吸附杂质的传质区前沿(称为吸附前沿)到达床层出口预留段某一位置时，关掉该吸附塔的原料气进料阀和产品气出口阀，停止吸附。
吸附床开始转入再生过程。
裂解气吸附塔定期排出的废催化剂（S6），厂家回收利用。
b.均压降压过程这是在吸附过程结束后，顺着吸附方向将塔内的较高压力的氢气放入其它已完成再生的较低压力吸附塔的过程，该过程不仅是降压过程，更是回收床层死空间氢气的过程，本流程共包括了三次的均压降压过程，因而可保证氢气的充分回收。
甲醇制氢工艺技术流程图
甲醇
催化氧化反应器（为导热油 提供热量，惰性气体（氮气） 保护，反应器温度 450℃
经减压至 0.2MP-0.5MP
氢气
甲醇制氢工艺流程图
脱盐水 （纯水）
原液储槽混合
甲醇
高温气（CO2、H2）
进行热回收
一级换热器
汽化过热器 （甲醇和水 的混合蒸汽）
催化转化器 CH3OH+H2O=CO2+3H2 副产物：甲烷和一氧化碳
回收后甲醇和水 去到原液储槽， 与新的甲醇进行 混合配比。
冷凝器:将 CO2、H2 温度降到常温，
并冷凝回收部分甲醇和水
甲醇和水）
催化燃烧后的少部分 尾气经换热后排放到 大气中。
PSA 变压吸附杂质，提纯氢气。（低温高压吸附，高温、 低压下再生；对杂质的吸附能力大于对氢气）
（5 台吸附塔、1 台氢气缓冲罐、1 台解吸气缓冲罐。 解吸气（吸附塔再生产生的废气）
解吸气 H2、CO2、CO、H2O
甲醇制氢操作规程
甲醇制氢操作规程甲醇制氢操作规程一、操作目的甲醇制氢是一种常见的化学反应过程，通过甲醇蒸汽重整反应生成氢气，用于工业和能源领域。
本操作规程的目的是确保甲醇制氢过程的安全进行，保护操作人员的生命财产安全。
二、安全注意事项1. 操作人员必须穿戴防护服、手套、安全鞋等个人防护装备，避免直接接触甲醇和其它有害物质。
2. 操作前必须对甲醇制氢设备进行检查，确保设备正常运行，无泄漏情况。
3. 制氢过程中应保持操作场地通风良好，避免甲醇蒸汽积聚，导致爆炸或中毒风险。
4. 禁止在操作场地吸烟、使用明火等火源，以防止甲醇引发火灾。
5. 操作中如发现任何异常情况，应立即停止操作，并汇报给上级主管。
三、操作步骤1. 准备工作：a. 检查制氢设备，确保设备无泄漏、无异常情况。
b. 穿戴个人防护装备。
c. 开启通风设备，确保操作场地通风良好。
2. 开启甲醇蒸汽重整反应器：a. 打开反应器进气阀门，将甲醇送入反应器。
b. 开启反应器加热装置，提高反应器温度至适宜的反应温度。
3. 收集氢气：a. 将反应器出口连接至氢气收集装置。
b. 打开收集装置的出气阀门，收集产生的氢气。
4. 监测氢气质量：a. 在操作过程中，定期采集氢气样品，送至实验室进行分析。
b. 检测氢气中的含氧量、甲醇残留等指标，确保氢气质量符合要求。
5. 停止制氢过程：a. 完成制氢任务后，关闭甲醇供应管路，停止甲醇供给。
b. 关闭反应器加热装置，待温度降至安全范围后关闭反应器进气阀门。
c. 关闭氢气收集装置的出气阀门。
四、应急措施1. 如发生甲醇泄漏或氢气泄漏，应立即采取措施停止甲醇供给和氢气产生，保护安全。
2. 如发生火灾，应立即按照灭火预案进行扑救，确保人员安全。
3. 如有人员中毒，应立即报警并迅速转移人员到安全地点，进行急救处理。
五、操作记录1. 操作人员应详细记录每次甲醇制氢过程的操作情况，包括操作时间、温度、压力、气体采集分析结果等。
2. 每次操作结束后，应将操作记录报送上级主管，以备后续参考。
甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的研究
甲醇部分氧化水蒸气重整是一种制备氢气的重要方法，对于氢能源的研究和应用具有重要意义。
本文将从以下几个方面对甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的研究进行深入探讨。
一、甲醇部分氧化水蒸气重整的原理和方法甲醇部分氧化水蒸气重整是利用催化剂将甲醇和水蒸气在高温下反应，生成氢气和二氧化碳的过程。
该方法通过高温和催化剂的作用，实现了从甲醇中高效地提取氢气的过程。
二、甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的反应机理甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的反应机理主要包括以下几个步骤：首先是甲醇的部分氧化，产生一氧化碳和氢气；接着是水蒸气的重整反应，将一氧化碳进一步转化为二氧化碳和氢气。
这些反应通过催化剂的作用，促进了反应的进行。
三、甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的研究进展近年来，随着对清洁能源的需求不断增加，人们对甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的研究也取得了一系列进展。
研究者们不断改进催化剂的性能，提高反应的效率，降低能耗和环境影响，使得该方法更加适用于工业生产和实际应用。
四、甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的优势与挑战甲醇部分氧化水蒸气重整制氢具有成本低、原料丰富、反应条件温和等优势，然而，在实际应用中仍然面临着催化剂寿命、二氧化碳的排放等挑战。
需要进一步深入研究和技术创新，解决这些挑战，推动该方法的工业化应用。
五、结语甲醇部分氧化水蒸气重整制氢是一种重要的制氢方法，具有广阔的应用前景。
通过对其原理、反应机理、研究进展、优势与挑战的深入探讨，有助于推动其在清洁能源领域的应用，为构建美好的能源未来做出贡献。
通过以上内容的系统阐述，读者可以对甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的研究有一个较为系统和全面的认识，并且了解到该方法在清洁能源领域的重要作用和应用前景。
希望本文能够对相关领域的研究者和工程技术人员有所帮助，推动该方法的进一步创新和发展。
甲醇部分氧化水蒸气重整制氢作为一种重要的氢气制备方法，在清洁能源和可持续发展领域具有广泛的应用前景。
随着全球对氢能源需求的增长和对碳排放减少的要求，甲醇部分氧化水蒸气重整制氢的研究与应用正变得越来越重要。
甲醇合成氢碳比
甲醇合成氢碳比
甲醇合成氢碳比是指在甲醇制氢的过程中，所需的甲醇和产生的氢气的摩尔比。
这个比例对于甲醇制氢的效率和经济性非常重要。
甲醇制氢是一种常见的制氢方法，它通过甲醇蒸汽重整反应，将甲醇转化为氢气和二氧化碳。
这个反应的化学方程式为：
CH3OH + H2O → CO2 + 3H2
在这个反应中，甲醇和水的摩尔比为1:1，而产生的氢气和二氧化碳的摩尔比为3:1。
因此，甲醇合成氢碳比为3。
甲醇制氢的优点是原料易得，制氢过程相对简单，而且产生的二氧化碳可以被回收利用。
但是，甲醇制氢的缺点也很明显，其中最大的问题就是甲醇的价格相对较高，制氢成本也较高。
为了提高甲醇制氢的经济性，可以通过优化甲醇合成氢碳比来降低制氢成本。
一般来说，甲醇合成氢碳比越高，制氢的效率就越高，但是制氢成本也就越高。
因此，需要在经济性和效率之间进行平衡。
在实际生产中，甲醇合成氢碳比的选择需要考虑多种因素，包括原料成本、制氢效率、设备成本等。
一般来说，甲醇合成氢碳比在2.5到3之间比较合适。
甲醇合成氢碳比是甲醇制氢过程中非常重要的参数，它对制氢的效率和经济性都有着重要的影响。
在实际生产中，需要根据多种因素
进行选择，以达到最佳的制氢效果和经济效益。
甲醇裂解制氢工艺原理
甲醇裂解制氢工艺原理1、工艺原理甲醇转化制氢技术是以甲醇、脱盐水为主要原料，甲醇水蒸汽在催化剂床层转化成主要含氢气和二氧化碳的转化气，该转化气再经变压吸附技术提纯，得到纯度为99.9～99.999%的产品氢气的工艺技术2、甲醇蒸汽转化工艺原理甲醇、脱盐水混合后经加热汽化、过热后进入转化器，甲醇、水蒸汽在一定温度下通过转化器的专用催化剂床层发生转化反应，生成氢气和二氧化碳。
其化学方程式如下：CH3OH + H2O → CO2 + 3H2 – 49.5 KJ/mol （1）转化反应的同时伴随有副产物CO生成，经过对反应热力学和反应机理的研究，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。
其过程方程式如下：甲醇裂解 CH3OH → CO + 2H2 – 90.7 KJ/mol （2）变换 CO + H2O → CO2 + H2 + 41.2 KJ/mol （3）总反应为吸热反应，为节约能耗和物耗，需保证反应在高单程转化率和高选择性下进行，所以一般控制反应温度为230～290℃，故需热载体供热，装置原料的汽化、过热、反应由热载体导热油供热。
由于甲醇蒸汽转化反应为增加分子的反应，从理论上说，压力太高不利于反应的进行。
但为了满足氢气的使用压力和变压吸附分离对压力的要求，一般采用的操作压力范围是0.9～2.0 MPa。
工艺过程包括原料液换热、汽化、过热、反应、降温及水洗等，转化气送出前先进行水洗不但可回收夹带的甲醇、降低甲醇消耗，而且可大大降少从弛放气排出的甲醇量，有利于环境保护。
3、变压吸附气体分离技术工艺原理研究发现一些具有发达微孔结构的固体材料对流体分子具有吸附作用，这类吸附材料被称为吸附剂。
当流体分子与固体吸附剂接触后，吸附作用随即会发生。
吸附过程有以下特性：（1）吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同气体在吸附剂上的吸附量是有差别的；（2）气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少。
甲醇制氢
汽化过热 转化反应 变压吸附 （PSA-H2）-
产品氢气
脱盐水
循环液 冷却、吸收
解吸气
系统操作参数
• 氢气气量： 500--1000NM3/H（温度：常温， 纯度：99.99％，杂质CO≤10PPm、 CO2≤10PPm） • 操作压力：1.0 MPa • 操作温度：230～300℃
0.2%）系统保压0.4MPa。
紧急停车
• 当装置突然停电、停水、停气或装置突然 出现故障时，则需要紧急停车，步骤如下： 1、关闭产品出口阀，关闭裂解气至PSA切断 阀。PSA停止运行。 2、迅速将转化器切至副线，（只关闭转化器 入口阀以免转化器憋压）。 3、导热油开始降温。此时降温的幅度可加大 至20-30℃/h
催化剂保护
1、在任何情况下，催化剂层温度禁止超过300℃。
2、还原后的催化剂绝对禁止与氧气或空气接触。 3、催化剂使用中应尽量避免中途停车。每停一 次车，尽管采取了钝化或氮气保护操作，还是会影
响催化剂使用寿命。
催化剂保护
• 4、 催化剂的升温和降温都必须缓 慢进行，禁止急速升温和降温。 • 5、 在满足生产能力、产率的前提 下，催化剂应在低温下操作，有利 于延长催化剂使用寿命。
换热器
• 利用废热将原料加热。
• 使裂解气降温。
汽化过热器
• 汽化过热器用于将经过换热后的原料液汽 化并过热至接近于反应温度。 • 加热介质是导热油。
冷凝器
• 用循环冷却水将裂解气进一步降温。
• 冷却后的重整气温度小于40℃。
原料罐和脱盐水罐
• 用于储存原料，其材料选用1Cr18Ni9Ti。 （304不锈钢）。
4、停混合液原料泵。
5、联系各部门查明原因及恢复时间，若短时 间能够恢复不做处理，待正常后系统恢复生 产。若长时间不能恢复，则按系统停车处理。
甲醇制氢反应方程式
甲醇制氢反应方程式甲醇制氢反应是一种重要的化学反应，通过这种反应可以制备氢气，这对于氢能源的发展具有重要意义。
甲醇制氢反应的化学方程式如下所示：CH3OH (甲醇) → CO (一氧化碳) + 2H2 (氢气)在这个反应中，甲醇被催化剂催化分解生成一氧化碳和氢气。
甲醇分子中的碳-氢键和氧-氢键被断裂，形成CO和H2。
这个反应是一个重要的氢气制备方法，也是氢能源技术的重要一环。
甲醇制氢反应的反应机理是一个复杂的过程。
首先，甲醇分子在催化剂的作用下发生氧化还原反应，产生CO和H2，其中CO是氢气的一个重要中间体。
然后，CO进一步被还原生成更多的氢气。
这个反应过程需要适当的温度和压力条件，以及合适的催化剂。
甲醇制氢反应在氢能源领域有着广泛的应用。
氢气是一种清洁的能源载体，可以作为燃料电池的燃料使用，产生水和能量，不会产生有害物质和温室气体。
甲醇作为一种可再生的有机化合物，可以通过多种方式制备，是一种重要的氢气源。
因此，甲醇制氢反应是一种重要的绿色能源技术。
在甲醇制氢反应中，催化剂的选择对反应效率和选择性起着关键作用。
常用的催化剂包括铜、镍、钴等金属，以及氧化物、硫化物等复合物。
这些催化剂可以提高反应速率，降低反应温度，提高氢气产率和纯度。
因此，催化剂的设计和开发对于优化甲醇制氢反应至关重要。
除了催化剂的选择，反应条件如温度、压力、气体流速等也对甲醇制氢反应的效率和产物选择性有着重要影响。
通过调节这些反应条件，可以优化反应过程，提高氢气产率和纯度，减少副产物的生成。
因此，对反应条件的控制是甲醇制氢反应研究的重要内容之一。
总的来说，甲醇制氢反应是一种重要的化学反应，可以制备氢气作为清洁能源使用。
通过对催化剂、反应条件等因素的研究，可以优化甲醇制氢反应的效率和选择性，推动氢能源技术的发展。
希望未来能够进一步深入研究甲醇制氢反应机理，开发更高效、环保的氢能源技术。
甲醇制氢
制氢方法
1、水电解制氢
序号 工艺种类
1 2 水电解制氢 甲醇重整制氢
2、甲醇重整制氢
工艺特点
最传统的制氢方法，能耗高，除原有的装 臵已很少再建 流程简单，操作简便，易于控制，无污染， 在甲醇供应充足的地区具有较强的竞争力， 适合规模较小。
3、天然气重整制氢 4、煤 、焦碳气化制氢
3 4
天然气重整制氢 比较传统的技术,投资少，工艺流程简单技 术成熟，原料广泛，占全球的90%。 煤、焦炭气化制 成本是最低，但流程复杂，工艺流程过长， 氢 适合大规模（100000标立）
逆放过程
顺放过程结束后，吸附前沿已达到床层出口。 这时，逆着吸附方向将吸附塔的压力降至 0.04Mpa左右，此时被吸附的杂志开始从吸附 剂中大量解吸出来，逆放解吸气进逆放解吸气 缓冲罐
逆放冲洗过程
逆放过程的后期，为使吸附剂得到彻底的再生 ，用顺放气缓冲罐中的氢气逆着吸附方向对吸 附床层进行冲洗，进一步降低杂志组分的分压 ，使吸附剂得以彻底再生。 该过程应尽量缓慢匀速进行保证再生效果
2、氢气性质
氢气是无色无臭气体，无毒无腐蚀性。沸点-252.8
℃，自燃点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。
3、二氧化碳性质 二氧化碳是无色无臭气体，有酸味，熔点-56.6 ℃， 沸点-78.5 ℃，易溶于水成碳酸，属不燃气体，可作 灭火剂，灭火时可被氢气还原成一氧化碳。
主反应： CH3OH＝CO＋2H2 CO＋H2O＝CO2＋H2
+90.7 KJ/mol -41.2 KJ/mol
甲醇重整制氢技术应用情况
甲醇重整制氢技术应用情况以甲醇重整制氢技术应用情况为题，本文将介绍甲醇重整制氢技术的概念、原理、应用领域以及发展前景。
一、概念甲醇重整制氢技术是指利用甲醇作为原料，通过催化剂的作用，在适当的温度和压力条件下，将甲醇分解为氢气和二氧化碳的过程。
该技术可以高效地产生纯净的氢气，是一种重要的氢气制备方法。
二、原理甲醇重整制氢技术基于甲醇的化学反应特性。
在催化剂的作用下，甲醇发生重整反应，生成氢气和二氧化碳。
重整反应的化学方程式为CH3OH → CO2 + 3H2。
三、应用领域甲醇重整制氢技术在多个领域得到了广泛应用。
1. 能源领域：甲醇重整制氢技术可以用于燃料电池系统的氢气供应。
燃料电池是一种清洁高效的能源转换装置，而甲醇重整制氢技术可以提供所需的氢气燃料。
2. 化工领域：甲醇重整制氢技术可以用于合成氨、甲醛、甲苯等化工产品的生产过程中。
这些化工产品在农业、医药、日用化工等领域有广泛的应用。
3. 交通运输领域：甲醇重整制氢技术可以用于甲醇燃料电池汽车的氢气供应。
甲醇燃料电池汽车具有零排放、续航里程长等优点，而甲醇重整制氢技术可以满足其氢气需求。
4. 环境保护领域：甲醇重整制氢技术可以将甲醇作为可再生能源的储存和传输媒介。
利用甲醇重整制氢技术可以将可再生能源转化为氢气，实现能源的高效利用。
四、发展前景甲醇重整制氢技术具有较高的研究和应用价值，具备广阔的发展前景。
1. 提高能源利用效率：甲醇重整制氢技术可以将甲醇等可再生能源高效转化为氢气，提高能源的利用效率。
2. 减少环境污染：甲醇重整制氢技术可以实现低碳、无污染的氢气制备过程，有助于减少环境污染和温室气体排放。
3. 推动可再生能源发展：甲醇重整制氢技术可以将可再生能源与氢能源相结合，推动可再生能源的开发和利用。
4. 加快氢能产业发展：甲醇重整制氢技术是氢能产业发展的重要组成部分，可以促进氢能产业的成熟和普及。
甲醇重整制氢技术在能源、化工、交通运输和环境保护等领域具有广泛的应用前景。
甲醇重整 制氢 二氧化碳 含量
甲醇重整制氢二氧化碳含量甲醇重整制氢二氧化碳含量甲醇重整是一种常用的制氢方法，通过对甲醇进行催化重整反应，可以产生高纯度的氢气和二氧化碳。
这种方法在能源转换和环境保护方面具有重要意义。
首先，甲醇是一种常见的可再生能源，可以通过生物质发酵或合成化学方法获得。
相比于传统石油燃料，甲醇具有更低的碳排放和更高的能量密度。
因此，利用甲醇作为原料进行制氢反应可以减少对传统石油资源的依赖，并减少温室气体排放。
在甲醇重整过程中，首先将液态甲醇蒸汽化，并与催化剂接触。
常用的催化剂包括铜、锌、铬等金属或金属合金。
这些催化剂能够促进甲醇分子的裂解和转化，生成氢气和二氧化碳。
制得的氢气可以广泛应用于工业生产、能源供应等领域。
由于其高热值和清洁性质，氢气被视为未来能源的重要替代品。
它可以用于燃料电池、氢气发动机等设备，提供高效、低污染的能源解决方案。
而产生的二氧化碳则需要进行处理和利用。
二氧化碳是一种温室气体，过量排放会导致全球变暖和气候变化。
因此，对于甲醇重整过程中产生的二氧化碳，需要进行捕集和封存，或者利用其进行其他化学反应。
目前，研究人员正在探索将二氧化碳转化为有价值的化学品或燃料的方法。
例如，可以利用二氧化碳进行催化还原反应，将其转化为甲醇、甲酸等有机物质。
这种方法不仅可以减少对传统石油资源的依赖，还可以实现二氧化碳资源的有效利用。
总之，甲醇重整制氢二氧化碳含量是一种重要的能源转换方法。
通过利用甲醇作为原料进行催化重整反应，可以获得高纯度的氢气和二氧化碳。
这种方法不仅减少了对传统石油资源的依赖，还有助于减少温室气体排放，并为未来能源的发展提供了新的解决方案。
同时，对于产生的二氧化碳，需要进行处理和利用，以实现资源的有效利用和环境的保护。
甲醇裂解制氢 凌逸群
甲醇裂解制氢凌逸群
甲醇裂解制氢是一种通过加热甲醇分子并在催化剂的作用
下使其分解为氢气和一氧化碳的化学反应。
下面是该过程
的详细步骤：
1. 准备催化剂：常用的催化剂包括金属氧化物（如氧化铜、氧化锌、氧化镍等）或金属（如镍、钯等）。
这些催化剂
具有高活性和选择性，可以促进甲醇的分解反应。
2. 加热反应器：将甲醇与催化剂一起放入反应器中，并加
热至适当的温度。
通常，反应温度在200-400摄氏度之间，以确保反应能够进行，并获得较高的产氢率。
3. 分解反应：在加热的条件下，甲醇分子开始裂解成氢气
和一氧化碳。
该反应可用以下化学方程式表示：
CH3OH -> H2 + CO
4. 分离和收集产物：反应结束后，将反应器中的气体产物
进行分离和收集。
由于氢气和一氧化碳的物理性质不同，
可以通过物理方法（如压力摩尔分数差异）将两种气体分离。
需要注意的是，甲醇裂解制氢是一种可逆反应，产生的一
氧化碳还可以通过进一步反应转化为二氧化碳。
因此，在
实际应用中，通常需要采取措施来提高氢气的产率和纯度，并减少一氧化碳的生成。
以上是甲醇裂解制氢的详细步骤。
希望对你有所帮助！。
甲醇重整制氢的催化剂
甲醇重整制氢的催化剂
甲醇重整制氢是一种常用的制氢方法，其中使用的催化剂通常是金属的氧化物或金属合金。
以下是一些常用的催化剂：
1. 锌铬催化剂：由氧化锌和氧化铬组成，在高温和高压条件下催化甲醇重整反应，具有较高的催化活性和稳定性。
2. 铜锌催化剂：由氧化铜和氧化锌组成，能够催化甲醇重整反应，并且在低温下也具有良好的催化活性。
3. 铜铬催化剂：由氧化铜和氧化铬组成，具有较高的催化活性和选择性，可以推动甲醇重整反应的进行。
4. 铑基催化剂：由铑金属或铑金属合金组成，具有较高的催化活性和稳定性，在高温和高压条件下催化甲醇重整反应。
这些催化剂在甲醇重整反应中起到催化剂的作用，能够促进甲醇的重整反应，产生氢气和有机气体。
选用合适的催化剂能够提高反应速率和产氢效率。
分布式甲醇制氢工艺流程
分布式甲醇制氢工艺流程
首先，蒸汽重整法是一种常用的甲醇制氢工艺流程。
在这个过程中，甲醇和蒸汽在催化剂的作用下发生重整反应，生成氢气和二氧化碳。
这种工艺流程具有操作简单、能耗低的特点，因此在工业生产中得到广泛应用。
其次，部分氧化法是另一种常见的甲醇制氢工艺流程。
这种方法是将甲醇与氧气在催化剂的作用下部分氧化，生成氢气和一氧化碳。
部分氧化法具有反应速度快、产氢效率高的优点，但同时也会生成一氧化碳等有害气体，需要进行后续的净化处理。
此外，自热重整法也是甲醇制氢的一种工艺流程。
这种方法是利用甲醇自身的热量进行重整反应，生成氢气和二氧化碳。
自热重整法具有能耗低、操作简单的特点，但对催化剂的选择和反应条件的控制要求较高。
总的来说，分布式甲醇制氢工艺流程可以根据生产规模、原料成本、能源消耗等因素选择不同的方法。
在实际应用中，需要综合考虑工艺流程的经济性、环保性以及可操作性，以实现最佳的甲醇制氢效果。
甲醇制氢PPT课件
反应器(R-101A/B)
反应器是甲醇重整制氢的核心设备，为列 管式。管内装催化剂，壳程为加热介质导 热油。25换热器(E-101):
利用废热将原料加热。 使重整气降温。
26
汽化过热器(E-102)
汽化过热器用于将经过换热后的原料液汽 化并过热至接近于反应温度。
加热介质是导热油。
14
原料消耗量：
甲 醇： 550～600Kg/h 脱 盐 水： 320～360Kg/h.
15
公用工程规格及消耗：
供 电： 装机容量： 电耗：
380V/220V 50HＺ； 120KW
≤99.8 KW
循环冷却水用量： 75吨/h 仪表空气： 80NM3/h，0.6MPa 蒸汽：10.3MPa,314℃
合格的转化气经过一套由6台吸附塔并联交 替操作的变压吸附系统，一次性吸附分离 所有杂质，得到纯度和杂质含量均合格的 产品氢气。
与水电解制氢相比单位氢气成本低30 ％以上。
与氨裂解制氢技术相比具有反应条件 温和，原料运输和储存方便。
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工艺原理
本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～ 280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和 二氧化碳转化气。
其原理如下：
主反应： CH3OH＝CO＋2H2
+90.7 KJ/mol
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工艺流程图
高压蒸汽 精甲醇 脱盐水
导热油换热器
汽化过热
转化反应
循环液
冷却、吸收
变压吸附 （PSA-H2）-
产品氢气 解吸气
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系统操作参数：
氢气气量： 500--1000NM3/H（温度：常温， 纯度：99.99％，杂质CO≤10PPm、 CO2≤10PPm）
甲醇制氢工艺简介
甲醇制氢工艺简介１前言氢气在工业上有着广泛的用途..近年来;由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展;对纯氢需求量急速增加..对没有方便氢源的地区;如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资;“相当于半个合成氨”;只适用于大规模用户..对中小用户电解水可方便制得氢气;但能耗很大;每立方米氢气耗电达～6度;且氢纯度不理想;杂质多;同时规模也受到限制;因此近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造;改用甲醇蒸汽转化制氢新的工艺路线..西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线..第一套600Nm3/h制氢装置于1993年7月在广州金珠江化学有限公司首先投产开车;在得到纯度99.99%氢气同时还得到食品级二氧化碳;该技术属国内首创;取得良好的经济效益..此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖、94年获广东省科技进步二等奖..２工艺原理及其特点本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料;在220～280℃下;专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气;其原理如下：主反应： CH3OH＝CO＋2H2+90.7 KJ/molCO＋H2O＝CO2＋H2-41.2 KJ/mol总反应： CH 3OH ＋H 2O ＝CO 2＋3H 2 +49.5 KJ/mol副反应： 2CH 3OH ＝CH 3OCH 3＋H 2O -24.9 KJ/molCO ＋3H 2＝CH 4＋H 2O -+206.3KJ/mol上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为H 2 73～74％CO 2 23～24.5％CO ～1.0％CH 3OH 300ppmH 2O 饱和该转化气很容易用变压吸附等技术分离提取纯氢..广州金珠江化学有限公司600Nm 3/h 制氢装置自93年7月投产后;因后续用户双氧水的扩产;于97年4月扩产1000Nm 3/h 制氢装置投产;后又扩产至1800Nm 3/h;于2000年3月投产..本工艺制氢技术给金珠江化学有限公司带来良好的经济效益..目前国内应用此技术的企业已近百家;通过几年来的运转证明;本工艺技术成熟、操作方便;运转稳定、无污染..本工艺技术有下列特点：1.甲醇蒸汽在专用催化剂上裂解和转化一步完成..2.采用加压操作;产生的转化气不需要进一步加压;即可直接送入变压吸附分离装置;降低了能耗..3.与电解法相比;电耗下降90%以上;生产成本可下降40～50%;且氢气纯度高..与煤造气相比则显本工艺装置简单;操作方便稳定..煤造气虽然原料费用稍低;但流程长投资大;且污染大;杂质多;需脱硫净化等;对中小规模装置不适用..4.专用催化剂具有活性高、选择性好、使用温度低;寿命长等特点..5.采用导热油作为循环供热载体;满足了工艺要求;且投资少;能耗低;降低了操作费用..３工艺过程工艺流程如图所示..甲醇和脱盐水按一定比例混合后经换热器预热后送入汽化塔;汽化后的水甲醇蒸汽经锅热器过热后进入转化器在催化剂床层进行催化裂解和变换反应;产出转化气含约74%氢气和24%二氧化碳;经换热、冷却冷凝后进入水洗吸收塔;塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用;塔项气送变压吸附装置提纯..根据对产品气纯度和微量杂质组分的不同要求;采用四塔或四塔以上流程;纯度可达到99.9～99.999%..设计处理能力为1500 Nm3/h转化气、纯度为99.9%的变压吸附装置;其氢气回收率可达90%以上..转化气中二氧化碳可用变压吸附装置提纯到食品级;用于饮料及酒类行业..这样可大大降低生产成本..流程设置先经变压吸附装置分离二氧化碳后;富含氢气的转化气经加压送入变压吸附装置提纯..４原料及动力消耗以1000Nm3纯氢计本工艺原料简单;配套的公用工程要求较低;极易满足..集多年的的工业化装置运转数据;得出其原料及动力消耗如下：甲醇 0.57 吨因气量小;基本上无毒;可直接排入大气..变压吸附工艺驰放气经阻火器后排入大气;其中含大量的二氧化碳气和少量的氢气及微量的一氧化碳和水汽;对环境不造成污染..5.2废液：本工艺仅汽化塔塔底不定期排出少量废水;其中含甲醇0.5%以下;经稀释后可达到GB8978-88中第二类污染物排放标准;直接排入下水..5.3 废渣：导热油锅炉房有一定量的燃烧煤渣;可集中处理..只有以煤为燃料的导热油系统有废渣..６推广应用情况现已技术转让或提供成套装置的单位列表如下：西南化工研究院目前可提供20～5000Nm3/h范围内各种规模的甲醇蒸汽转化制氢装置..可负责设计、安装指导、人员培训、开车等技术工作;也可提供成套工程装置如设备、电气、仪表等的硬件装备..装置投产后;长期实行技术回访等跟踪运行服务;保证装置稳定运行..7 结论工业化实践证明本技术工艺先进;技术成熟；装置简单;操作容易;运转稳定..此工艺特别对中小规模需氢用户;有较好的市场前景..该工艺专用催化剂不断进行改进;不仅保持了高活性、高选择性的优点;在催化剂寿命上亦有较大突破;广州金珠江化学有限公司使用的催化剂寿命已超过4年..操作程序1 开车前的准备工作1.1 一般准备和检查1、检查水、电、汽、软水、仪表空气、氮气、氢气、燃料等的供应情况;并与有关部门联系;落实供应数量和质量要求..2、关闭所有排液阀、排污阀、放空阀、进料阀、取样阀..开启冷却水、仪表空气等进工段总阀..3、通知导热油锅炉房准备开车;并联系确定开车的具体时间和质量数量要求压力、温度、流量等..4、通知分析室准备生产控制分析工作..5、检查动力设备的完好情况;检查所有仪表电源、气源、信号是否正常..6、落实产品用户..因转化催化剂不希望中途频繁停车;如用户没落实不要急于开车..7、检查消防和安全设施是否齐备完好..8、操作人员、分析人员、管理和维修人员经技术培训;并考核合格方能上岗..2 开车操作程序投料开车程序应在催化剂还原结束后进行;无时间间隔..开车时序一般为：水冼塔开车、汽化塔开车、转化炉开车、系统升压..还原结束后;关闭还原系统阀;开启转化炉后直到放空管线间所有阀门;关闭有关阀门;准备系统开车..注意：开车负荷一般采用30%～60%满负荷量;待系统稳定后逐渐加大到满负荷量..2.1 准备1、检查工具和防护用品是否齐备完好..2、检查动力设备是否正常;对润滑点按规定加油;并盘车数圈..3、检查各测量、控制仪表是否失灵; 准确完好;并打开仪表电源、气源开关..4、通知甲醇库和脱盐水站向本装置送原料..使甲醇中间罐和脱盐水中间罐的液位达～90％;停止送料..5、催化剂还原系统所有阀门、仪表维持原开车状态不变..6、通知导热油炉工序;做好开车准备..7、确定开车投料量;明确投料量与各参数间关系..2.2 水冼塔开车1、开脱盐水中间罐出料阀、脱盐水进料泵进口阀、旁路阀;启动进料泵;使脱盐水泵运转正常..2、开泵脱盐水进料出口阀; 关脱盐水进料旁路阀; 用调节阀调节回流量;使流量达要求值..3、当水洗塔塔釜出现液位后;开塔釜排液调节阀旁路阀;向循环液贮槽送脱盐水;然后开调节阀前后阀;控制水洗塔液位在30～40％..2.3汽化塔开车1、开甲醇中间罐出口阀、甲醇流量计前后阀、开循环液贮槽出口阀; 使水甲醇混合; 开泵甲醇进料泵进口阀;旁路阀;启动泵;使甲醇进料泵运转正常..2、开甲醇进料泵出口阀; 关甲醇进料泵旁路阀;调节进料泵刻度向系统送水甲醇..在取样点取样分析;通过调节原料甲醇的流量;使水甲醇配比达到要求值..3、当汽化塔塔釜液位达10％时;开启汽化塔顶放空阀;缓慢开启塔釜导热油进口阀旁路阀、前后阀;用调节阀调节进汽化塔导热油量..当塔顶排放气量稳定时;开启过热器底部排污阀;无液珠排出时关闭排污阀;即可转入转化炉开车..2.4 转化炉开车1、开转化炉进口阀;关闭汽化塔顶放空阀;即向转化炉送水甲醇原料气..2、使导热油炉温度稳定至230℃;检查装置设备、管线、阀门、仪表等运转是否正常;并观察各工艺参数间关系;若无异常现象便可进行系统升压..2.5系统升压1、开流量计前后阀; 关闭旁路阀; 开系统压力调节阀及其前后阀;关闭旁路阀..缓慢关小阀;使系统升压;直至达1.1MPa..注意：必须保证原料气体适量通过催化剂床层;所以系统调压阀不能处于全关状态..2、调节系统压力调节阀开度;使系统压力、转化气量稳定..3、检查原料液进料量及其水甲醇配比;使达要求值；检查转化气量;通过阀调节进下部的导热油流量;控制好塔釜液位在15～40%..4、调节使进水洗塔脱盐水量稳定并达要求值;使液位稳定..此时已完成系统投料开车工作..观察全系统运行情况;若无异常现象便可进行下述操作使系统转入正常工作..2.6系统稳定1、检查冷却器冷却水量;使进入水洗塔的转化气温度≤40℃..2、检查缓冲罐出口转化气组成;调整水甲醇配比;控制转化气出口气中一氧化碳、甲醇、水等组份达要求值..装置输送转化气..3、全系统操作稳定后;即可向后工段PSA-H23 正常操作全系统开车完成后;即可逐步转入正常操作..7.3.1 正常操作状态的建立和维持1、根据原料液进料量、转化气流量、水甲醇配比、汽化塔液位、导热油温度、转化气组成、循环液组成及各控制点参数对各控制参数进行适当调整;使系统操作处于正常范围内..2、根据所需转化气量及水甲醇配比确定甲醇流量;将调节阀投入自动调节..3、根据所需脱盐水流量;将调节阀投入自动调节4、根据所需转化气量及水甲醇配比;调节原料液进料泵流量..5、根据循环液流量;将调节阀投入自动调节..6、调节冷却器进水阀;使转化气出的温度在40℃以下..7、当系统转化气流量稳定后;将系统压力调节阀投入自动调节..8、根据所需转化气量及组成;适当调整进系统导热油温度..9、由汽化塔下部排液阀连续排出少量废水;排出量控制在15.0～20.0Kg/h..全系统已处正常稳定运转..系统处于正常操作时;按时记录各操作参数并巡回检查各控制点、设备、仪表、阀门等是否处正常状态;发现异常现象;应立即查明原因;及时处理;排除故障;维持系统正常操作状态..3.2 正常停车操作1、停止导热油炉加热;维持导热油循环;待反应温度降至200℃以下后;导热油炉房停止向造气装置送导热油;即开启导热油装置内部短路阀..导热油炉停车按导热油炉停车要求进行..2、在导热油炉降温的同时;手动调节系统压力调节阀;使系统缓慢降压至0.4Mpa或切开气体缓冲罐;转化气可备用转化炉置换;开启水洗塔顶放空阀降压..3、关闭进转化炉阀门 ;缓慢开启汽化塔顶放空阀 ;汽化塔前系统降压至常压..4、汽化塔系统降压的同时;停原料进料泵;停止向系统进料..5、转化炉后系统继续降压;待降至0.2Mpa时;关闭转化炉的前后阀、旁路阀..6、停脱盐水泵;停止向水洗塔送脱盐水..关闭水洗塔釜排液阀..7、分别用氮气或气体缓冲罐转化气对转化炉前后分段置换;考虑到降温对系统压力的影响;最好系统分段用氮气或氢气保压至0.2Mpa..导热油按要求降至一定温度后; 停导热油循环泵.. 若长期停车;则用加压氮气将导热油从系统压回导热油贮罐..8、对催化剂实行保护操作或钝化处理..3.3 紧急停车操作1、凡遇下列情况之一应采取紧急停车操作：⑴停电..⑵停冷却水..⑶设备、管道爆炸断裂、起火..⑷设备、管道或法兰严重漏气、漏液无法处理..⑸重要控制仪表失灵..2、操作步骤⑴紧急通知导热油装置停止加热;打开导热油装置内部短路阀;停止向造气装置送导热油..⑵关闭转化炉前阀;切开汽化塔系统与反应系统..转化炉后系统适当卸压..汽化系统可维持压力稳定..⑶停原料进料泵..⑷停脱盐水进料泵..⑸对催化剂实行特殊保护操作..⑹查明事故原因后再作进一步处理..CNZ-1甲醇制氢催化剂说明书CNZ-1型催化剂是一种以铜为活性组份..由铜、锌、铝等的氧化物组成的新型催化剂..其对甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳具有高活性和良好的选择性..一、催化剂的主要特性⒈型号：CNZ-1型⒉外观颜色、外型尺寸和形状：催化剂为黑色圆柱体..表面光滑;有光泽..公称尺寸：Ф5×5毫米⒊化学组成重量%：⒋堆密度：0.95～1.25公斤/升⒌机械破碎强度：≥60牛顿/厘米⒍催化活性采用模拟反应器测定反应器：Ф25×1.5 mm催化剂尺寸：Ф5×5 mm催化剂装量：60毫升还原条件：还原压力：常压还原温度：110～230℃还原空速：1000时-1还原时间：50小时还原气：含H2 0.5～20%的N2气或脱硫天然气测定条件：反应压力：常压反应温度：250℃甲醇流量：30毫升/小时催化剂活性：时空产率转化气≥ 600Nm3/ m3·cat·h..二、催化剂包装、贮存⒈催化剂用塑料袋包装后装入铁桶内..室内贮存;严防受潮、受震和毒物污染..搬运过程中禁止在地上滚动..禁止从高于0.5米的地方落下;或撞击..⒉在正常情况下;催化剂可以贮存一年以上;对催化剂的物理性能和活性不会有影响..三、催化剂的升温、还原和钝化CNZ-1型催化剂由铜、锌、铝的氧化物组成..使用前应进行还原..⒈还原条件：还原压力：常压还原空速：1000时-10.5～10%的氮气或脱硫天然气还原气：含H2⒉还原气质量： O＜0.1%2O＜0.2%H2S＜0.1ppm氯化物＜0.1ppm油雾极微⒊升温还原程序该CNZ-1型催化剂使用前须进行升温还原..在不同的温度段分别按15℃/h、10℃/h、5℃/h升温速度进行;在升温过程中分阶段提高还原气中的氢气含量0.5～20%..⒋开车准备还原结束后;停止加入氢气;关小还原气量至原流量的80%..准备正常开车投料;建议投料量为正常运转时的30～80%..⒌催化剂的钝化卸出催化剂时;必须将催化剂钝化处理..钝化条件：钝化气：氧含量用仪表空气为0.1～5%的工业纯氮气..钝化空速：1000时-1钝化压力：常压钝化处理后的催化剂便可以卸出..四、注意事项：⑴催化剂的还原是十分重要的一步骤;必须小心操作..要保证催化剂充分还原;不可急燥行事..⑵还原完毕;准备正常投料时;要避免反应器温度下降超过10℃..⑶ CNZ-1型催化剂可以在230～280℃下操作..催化剂使用前期可维持较低的操作温度;后期可将操作温度提高;以发挥催化剂的最大能力..⑷铜系催化剂的缺点是耐热性较差;故无论是升温还原或在反应操作中都要避免催化剂淬冷淬热..否则会造成铜晶粒变化;从而影响催化剂的活性和寿命..工艺过程说明甲醇催化转化造气生产工艺过程可分为：原料液预热、汽化、过热、转化反应、产品气冷却冷凝、产品气净化等四个过程..本装置为两套完全独立的系统;在以下叙述过程中设备、阀门、调节阀等位号省去系统..1 工艺过程1.1 原料液预热、汽化、过热工序将甲醇和脱盐水按规定比例混和;经泵加压送入系统进行预热、汽化过热至反应温度的过程..其工作范围是：甲醇计量罐、循环液贮槽、原料进料泵、换热器、汽化塔、过热器等设备及其配套仪表和阀门..1.2 催化转化反应工序在反应温度和压力下;原料蒸汽在转化炉中完成气固相催化转化反应..工作范围是：转化炉一台设备及其配套仪表和阀门..该工序的目的是完成化学反应;得到主要组分为氢气和二氧化碳的转化气..1.3 转化气冷却冷凝工序将转化炉下部出来的高温转化气经过冷却、冷凝降到40℃以下的过程..其工作范围是：换热器、冷却器二台设备及其配套仪表和阀门..1.4 转化气净化工序含有氢气、二氧化碳以及少量一氧化碳、甲醇和水的低温转化气;进入水洗塔用脱盐水吸收未反应甲醇的过程..其工作范围是：水洗塔、脱盐水中间罐、气体缓冲罐、脱盐水进料泵五台设备及其配套仪表和阀门..2.0 工艺过程主要控制指标2.1 原料汽化过热2.1.1 原料甲醇流量 1134kg/h2.1.2 原料液流量～ 2590Kg/h2.1.3 汽化过热塔进料温度～165 ℃2.1.4 汽化过热塔塔釜压力表压 1.1 MPa 2.2 转化反应2.2.1 进料温度 200～260℃2.2.2 反应温度 220～280℃2.2.3 导热油温度 235～290℃2.2.4 换热器出口转化气温度 110~140℃2.2.5 冷却器出口转化气温度＜40℃2.2.6 反应压力表压～1.1MPa 2.3 水洗分离2.3.1 进塔脱盐水量 636Kg/h 2.3.2 循环液量出塔～1469Kg/h循环液组成wt％：甲醇 0～25％2.3.3 出塔转化气量～3135Nm3/h转化气组成V％：氢 73～74.5％二氧化碳 23～24.5%一氧化碳～0.8%甲醇 0.03%甲烷 0.20% 2.4 催化剂还原2.4.1 还原循环气量 ~2100 Nm3/h 2.4.2还原气氢含量 0.5～10％2.4.3 还原温度 110～230℃2.4.4 还原压力～0.05 MPa2.5 其它2.5.1 进工段冷却水压力 0.3MPa2.5.2 进工段仪表空气压力 0.4~0.60 MPa2.5.3 导热油流量～160 m3/h化学反应原理甲醇与水蒸汽混合物在转化炉中加压催化完成转化反应;反应生成氢气和二氧化碳;其反应式如下：主反应： CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2 +49.5 KJ/mol副反应： CH3OH＝CO＋2H2 +90.7 KJ/mol2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O －24.90KJ/molCO＋3H2＝CH4＋H2O －206.3KJ/mol主反应为吸热反应;采用导热油外部加热..转化气经冷却、冷凝后进入水洗塔;塔釜收集未转化完的甲醇和水供循环使用;塔顶转化气经缓冲罐送变压吸附提氢装置分离..原料和产品性质1.1 原料性质⑴原料甲醇性质化学名称为甲醇;别名甲基醇、木醇、木精..分子式CH3OH;分子量32.04..是有类似乙醇气味的无色透明、易燃、易挥发的液体..比重为0.7915..熔点-97.80℃;沸点64.7℃;20℃时蒸汽压96.3mmHg;粘度0.5945厘泊;闪点11.11℃;自燃点385℃;在空气中的爆炸极限为6.0～36.5％..甲醇是最常用的有机溶剂之一;能与水和多种有机溶剂互溶..甲醇有毒、有麻醉作用;对视神经影响很大;严重时可引起失明..⑵原料脱盐水性质省略1.2 产品性质本装置生产的产品甲醇催化转化气; 其主要组份为氢气和二氧化碳;性质分述如下：⑴氢气性质分子式H2;分子量2.0158;无色无臭气体..无毒无腐蚀性..气体密度0.0899Kg/m3; 熔点-259.14℃;沸点-252.8℃;自燃点400℃;极微溶于水、醇、乙醚及各种液体; 常温稳定; 高温有催化剂时很活泼;极易燃、易爆;并能与许多非金属和金属化合..⑵二氧化碳性质化学名称二氧化碳;别名：碳酸酐、碳酐、碳酸气..分子式CO2;分子量44.01;无色无臭气体..有酸味;气体密度1.977Kg/m3;熔点-56.6℃;沸点-78.5℃升华; 易溶于水成碳酸;可溶于乙醇、甲醇、丙酮、氯仿、四氯化碳和苯;属不燃气体;可作灭火剂..原料和产品规格2.1 原料规格甲醇：符合国标GB338-92一级品标准要求..建议用30Kt/y以上规模合成甲醇装置产品;运输过程无污染；严禁使用回收甲醇..脱盐水：符合国家GB12145-89P直流炉要求;且氯离子含量小于或等于3ppm2.2 产品规格⑴转化气组成：H2 73～74.5％CO2 23～24.5％CO ＜0.8％CH3OH 300ppmH2O 饱和⑵压力： 1.1MPa⑶温度：＜40℃CNZ－1型甲醇脱氢催化剂升温还原操作要求1．还原条件还原压力：常压还原空速：500——1000时－1还原气：含H2 0.5～10%的纯氮气2．还原气质量O2＜0.1%H2O＜0.2%S＜0.1ppm氯化物＜0.1ppm油雾极微3．升温还原程序分低空速和高空速1 催化剂的使用和保护1.1 转化炉的清洗和准备1、将转化炉上、下封头拆下;先检查转化炉质量是否符合要求;再将转化炉内上下封头、列管内、板管和花板上的铁锈杂物全部清除干净;必要时可进行酸洗、水洗;再擦净、吹干备用;要求无铁锈、无杂物..2、下封头花板上按要求规格放２层12目丝网;往花板上堆满已经洗净吹干的Φ10～12mm的氧化铝瓷球;将瓷球上表面推平;要求瓷球上表面与转化炉下花板面保持有10～15mm高的空间..3、重新装好下封头和上封头;通气对转化炉再次进行试漏查漏;当确认下封头大法兰不漏气后;方可泄压排气;准备装填催化剂..1.2 催化剂的装卸1、准备⑴检查检修工具及防护用品是否齐全完好..⑵准备好装催化剂专用的量杯、漏斗、标尺等专用工具..⑶对催化剂开桶进行质量检查;用6～10目的钢网筛将催化剂中的碎粉筛除备用..在运输或存库中不当受到污染或被水浸泡变质的催化剂一般不能使用..只有确认催化剂质量符合要求时;才能装入转化炉内..2、装催化剂⑴卸下转化炉上盖;再次检查转化炉内是否干净;若不符合要求;要重新清扫干净..逐根检查反应管;看有无堵塞等异常现象..⑵逐根定体积装填催化剂2.3升/根;并做记号;以免漏装或重装..⑶装填时不能急于求成;以防出现架桥现象;当出现架桥时应作好标记;及时处理..⑷定量装填完后;再逐根检查有无漏装;当确认无漏装并已处理了架桥现象..如需要;再补充加装一遍;保证每根管内催化剂量基本相等..⑸当全部装填完毕后;用仪表空气吹净上管板;装好转化炉上封头及管线..注：催化剂装填结束后;按要求对转化炉进行气密性试验;确保转化炉封头法兰无泄漏；卸下转化炉下部过滤器;将丝网上杂物清扫干净;装好过滤器；对转化炉已拆卸过的设备和管线等有关部位进行试漏查漏;必要时需再次测试泄漏率达合格..3、卸催化剂因各种原因需卸出催化剂;当需卸出已还原过的或使用过的催化剂时;拆卸前必须对催化剂进行钝化处理操作.. 具体操作见催化剂使用说明书..⑴打开转化炉上封头..⑵松动下盖紧固螺栓;用手动葫芦或强度足够的加长拉筋螺栓支固;使下封头法兰与管板离开约80～100mm;必要时使下盖法兰面倾斜10～15°⑶从宽缝间卸出催化剂.. 如催化剂还能使用; 卸出时应小心操作;尽量减少催化剂破碎..卸完催化剂后;卸氧化铝瓷球..⑷将催化剂和氧化铝瓷球分别收集好;并将转化炉内清洗干净..1.3 还原系统的置换因本装置所用原料甲醇和产品氢气均为易燃易爆品;故正式投料开车前必须用氮气置换系统至O2＜2.0％以下.. 而催化剂还原过程用氢气作还原气;为避免系统中氧存在使反复进行还原-氧化过程;所以还原系统必须置换至O2≤0.5％;还原用氮气中氧含量必须低于0.1％..系统置换可分二步进行..置换前先按置换气流方向逐个开启有关阀门..1、还原、水洗的置换氮气由氮气进口V1003阀加入;按下列流向置换系统：→C101→E102→T101→E101→R101→E102→E103→T102→V104;从V104罐后的系统放空管放空..2、汽化系统及部分管段置换⑴汽化塔T101系统置换：通过开启T101塔釜排污阀V1034、V1035、V1036排气;从塔釜取气样O2≤2.0％时;关闭T101塔釜排污阀V1034、V1035、V1036..开启泵P101A/B出口排气阀;置换PL104、PL105管道..⑵ NH101管道的置换：在系统置换合格后;关闭R101出口阀V1065;开启V1079阀;在A104取样口取样;O2≤0.5％后系统置换合格..⑶气囊的置换：将V102气囊内的气体排净;再用适量氮气置换2～3次;便可将气囊接入系统..1.4 催化剂的还原和钝化操作1、准备⑴检查还原系统所有设备、阀门、仪表是否处正常状态;关闭所有阀门;开启仪表;处待用状态..⑵准备好还原用氮气、氢气;并经质检符合要求..⑶通知导热油装置、分析室准备开车;通知送冷却水..2、催化剂还原操作催化剂使用前须进行还原..由于本催化剂为主要组分为CuO-ZnO-Al2O3;而对转化反应起主要作用的为活性单质铜;还原过程用氢气作还原气;用氮气作载气..还原反应为强放热反应;所以氢氮气配比及还原气空速必须符合要求..还原反应方程式为：CuO + H2 —→ Cu + H2O催化剂含约5%物理水;还原过程会生成少量水;须经冷凝后排出..本工艺罗茨风机为还原气循环提供动力..还原操作如下：⑴开启还原系统阀门;催化剂还原气循环气流向如下：NH102→E102→E101→R101→E102→E103→NH101..打开V1003阀;使气囊V102充氮气至容积的80%..⑵启动罗茨风机;使系统还原气循环..⑶开E103冷却水进出口阀..⑷开转化炉R101导热油进口阀V1063；开T101塔釜导热油进口阀TV101旁路阀V1033、前后阀V1031、V1032;短路阀V1029..手动开启TV101阀;启动导热油循环泵;使导热油系统循环..⑸检查还原系统、导热油系统运转是否正常..如无异常;则通知导热油系统按催化剂还原程序升温..。
甲醇制氢
开车前期的工作
三、气密性试验 1.用压缩空气或水检验系统是否密封 2.液压1.25倍最高操作压力 气压1.15倍最高操作压力 3.达到压力后30分钟降压至原压力80% 4.测定泄漏率（见表）
泄漏率测定
测试设备的名称 1. 试验压力MPa
T6101.E6101.E6102.E6103 R6101.E6104.T6102.V6104 P6101.P6102 (主系统)
工艺技术2
② 抽真空解吸： 抽真空解吸可使吸附剂再生更为彻底， 提高吸附剂的动态吸附容量，从而大幅提 高了氢气的回收率，特别是针对组份为H2、 CO和CO2的气体。在原料气压力为 0.8~1.2Ma时，不抽真空PSA工艺，氢气回 收率约80%；抽真空PSA工艺，氢气回收率 可达87%，而多增电耗仅2~3度/时。
工艺技术1
在确定了吸附剂后，氢气的回收率取决于 装置的操作工艺，如均压次数、解吸工艺 等。 ① 均压次数的确定： 均压次数越多，氢气的回收率越高， 投资也越高。原料气压力越高，均压次数 可增多，但能耗、投资也越高。因此，选 取适当的均压次数是很重要的，原料气压 力可根据氢气用户的压力而确定。
变压吸附
变压吸附气体分离技术有3个主要要素， 即： 1. 吸附剂 2. 程序控制阀 3. 操作工艺
吸附剂
用于甲醇裂解气变压吸附分离的吸附剂， 经多次研制改进、筛选，强度、寿命、对 杂质的动态吸附量、分离效率等各方面性 能达到世界先进水平，氢气回收率可达 90%。
程控阀
变压吸附装置中使用的程序控制阀现采用 的是防冲刷、阀杆密封自补偿型的第四代 气动程序控制阀，具有密封性好、外泄漏 量小、使用寿命长等特点
废液
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PSA净化部分
• 合格的转化气经过一套变压吸附系统，一 次性吸附分离所有杂质，得到纯度和杂质 含量均合格的产品氢气。
PSA工艺技术
• 我装置采用变压吸附（简称PSA）法从甲 醇转化气中提纯氢气，改变操作条件可以 生产不同纯度的氢气，PSA工段在设计时 进料有两种，一种是甲醇裂解气，另一种 是干气。
原料和产品性质
1、原料甲醇性质
有类似乙醇气味的无色透明、易燃、 易挥发的液体。沸点64.7 ℃，闪点11.11 ℃，自然点385 ℃。在空气中的爆炸极 限为6.0—36.5%。甲醇是最常用的有机 溶剂，能与水和多种有机溶剂互溶。 甲醇有毒、有麻醉作用，对视神经影响 很大，严重时可引起失明。
2、氢气性质
甲醇水蒸气转化制取纯氢的方法
• 甲醇+除盐水→经汽化→过热→ 反应器(在催化剂作用下) →产生 氢气+二氧化碳+一氧化碳和少 量的杂质（水分子、未反应的甲 醇、甲烷等）
甲醇裂解制氢催化剂：
• 与大规模的天然气、轻油和水煤气等 转化制氢相比具有流程短投资省、能 耗低和无环境污染。
• 与水电解制氢相比单位氢气成本低30 ％以上。
• 与氨裂解制氢技术相比具有反应条件 温和，原料运输和储存方便。
工艺原理
• 本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～ 280℃下，专用催化剂上催化转化为主要含氢和二氧化 碳的转化气。
• 其原理如下：
• 主反应：CH3OH＝CO＋2H2
+90.7 KJ/mol
CO＋H2O＝CO2＋H2
-41.2 KJ/mol
甲 醇 制氢
2016.11.19
氢气用途
氢气是常用的工业气体之一，在石油、 化工、精细化工、医药中间体等行业 中氢气是重要的合成原料气，在冶金、 电子、玻璃、机械制造中氢气是不可 缺少的保护气，同时也用作航空航天 燃料，在国外，氢气还被越来越广泛 的作为清洁能源使用。
• 制氢方法 1、水电解制氢 2、甲醇裂解制氢 3、天然气重整制氢 4、煤 、焦碳气化制氢
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。
3、二氧化碳性质
二氧化碳是无色无臭气体，有 酸味，熔点-56.6 ℃，沸点-78.5 ℃， 易溶于水成碳酸，属不燃气体，可 作灭火剂，灭火时可被氢气还原一 氧化碳。
工艺流程图
精甲醇 脱盐水
导热油换热器
汽化过热
转化反应
循环液
冷却、吸收
变压吸附 （PSA-H2）-
Hale Waihona Puke 产品氢气 解吸气系统操作参数
• 氢气气量： 500--1000NM3/H（温度：常温， 纯度：99.99％，杂质CO≤10PPm、 CO2≤10PPm）
• 操作压力：1.0 MPa • 操作温度：230～300℃
CO
～1.0％
CH3OH 300ppm
H2O
饱和
该转化气很容易用变压吸附等技术
分离提取纯氢。
原料规格
• 甲醇： 符合国标GB338-92一级品标准要 求。
建议用30Kt/y以上规模合成甲醇装置产品， 运输过程无污染；严禁使用回收甲醇。 • 脱盐水：
符合国家GB12145-89P（直流炉）要 求，且氯离子含量小于或等于3ppm
• 总反应：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2 +49.5 KJ/mol
• 副反应：2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O -24.9 KJ/mol
CO＋3H2＝CH4＋H2O +206.3KJ/mol
因此：总反应为强吸热反应。
上述反应生成的转化气经冷却、冷
凝后其组成为
H2
73～74％
CO2
23～24.5％
原料罐和脱盐水罐
• 用于储存原料，其材料选用1Cr18Ni9Ti。 （304不锈钢）。
水洗塔
• 反应后气体中所含的甲醇用脱盐水进行洗 涤，以减少气相中甲醇含量。
脱酸罐
• 罐内装有高温气体脱酸剂，用于脱除反应 产物中所含的甲酸。
• 延长设备使用寿命。
气液分离器、缓冲罐 • 气液分离。 • 平衡用气量。
操作条件的影响
• 温度 • 压力 • 水和甲醇的摩尔比
温度
• 甲醇水蒸气裂解反应为吸热反应; • 随着温度的升高转化率提高，同时CO浓
度也升高;
压力
• 反应为体积增大的反应; • 随着压力的增大,转化率变小。
水和甲醇的摩尔比
• 随着水与甲醇比例的增大，可促进甲醇的 转化。 但过量的水会降低有效反应的甲醇 浓度，不利于甲醇的裂解降低产氢量。
甲醇裂解
原料汽在汽化器内加热到220℃后，进 入甲醇裂解反应器，在反应器内发生裂解 反应，生成H2、CO2、CO、CH4等。 汽化原料和反应所需的热量由导热热油炉 系统提供。
气体冷却
反应后混合气体经过换热器与原料液进 行热交换，再经净化塔洗涤后送进气液分 离缓冲罐分离未反应的甲醇和水，使裂解 气中甲醇含量达到规定质量要求，完成制 气。 冷凝和洗涤下来的液体分离来的液体为甲 醇和水的混合物，全部送回配液罐回收循 环使用。
• PSA工段主要由吸附塔、程控阀、抽真空 解析组成。
PSA工作原理
• 利用吸附剂对不同吸附质的 讯则行和 吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化有 差异的特性，在高压下吸附原料中的杂质 组分、低压下脱附这些杂质而使吸附剂获 得再生。
吸附剂
• 用于甲醇裂解气变压吸附分离的吸附剂， 经多次研制改进、筛选，强度、寿命、对 杂质的动态吸附量、分离效率等各方面性 能达到世界先进水平，氢气回收率可达 90%。
• 水与甲醇的提高有利于降低反应出口CO的 含量。即水含量愈大反应出口生存CO的含 量越低。
原料系统
• 原料液配比（体积比） • 甲醇：水=1～1.08（V/V） • 甲醇水混合液常温比重 0.915-0.92Kg/cm3
进料系统
甲醇液和脱盐水按一定比例混合后，经 计量泵升压进入系统与反应产物进行换热 后经原料汽化器进行汽化和过热。
反应器
反应器是甲醇重整制氢的核心设备，为 列管式。管内装催化剂，壳程为加热介质导 热油。
换热器
• 利用废热将原料加热。 • 使裂解气降温。
汽化过热器
• 汽化过热器用于将经过换热后的原料液汽 化并过热至接近于反应温度。
• 加热介质是导热油。
冷凝器
• 用循环冷却水将裂解气进一步降温。 • 冷却后的重整气温度小于40℃。