专题：如何使用甲醇来制氢？甲醇制氢方法。

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，同时也用做航空航天燃料，在国外，氢气还被越来越广泛的作为清洁能源使用。

制氢工艺的发展历程

▲ 随着高标准清洁燃料的要求及全球原油重质化、劣质化的发展趋势，促进了炼油临氢工艺的发展。

▲ 近几年全球新增氢气的80%以上用于炼油行业，国内目前炼油行业制氢能力增长的速度远远超过原油加工量的增长速度，这说明一个问题，制氢装置在石油炼制工业中已经是不可或缺的重要组成部分，随着越来越严格的环保要求，燃料油的质量也会越来越高，随着加氢工艺的发展，制氢装置的建设和扩能也会有更大的契机。

制氢技术的现状及发展

从世界范围来看，制氢装置的发展呈现“六化”：

● 公用工程化，氢气生产逐渐成为炼厂必不可少的系统；

● 大型化和超大型化；

● 地域化，氢气产品以地域和市场为中心。并以官 分输；

● 多功能化，出生产氢气外还有 副产品；

● 高度自动化；

● 原料劣质化；

前三点都表示着制氢装置向独立不可或缺的方向发展。

制氢方法

1、甲醇重整制氢

2、水电解制氢

3、天然气重整制氢

4、煤、焦碳气化制氢

甲醇制氢特点

◆ 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投资小、能耗低和无环境污染。

◆ 与水电解制氢相比单位氢气成本低40%以上。

◆ 与氨分解制氢技术相比具有反应条件温和，原料运输和储存方便。

◆ 占地面积小，成本低，0污染

甲醇制氢装置的单元划分

甲醇制氢装置按各个性质不同可划分为：

甲醇制氢原则流程图

工艺原理

按照一定比例配制的甲醇与水混合后，再经汽化、过热后在一定的温度、压力、流量条件下通过催化剂作用，发生甲醇重整反应和一氧化碳变换反应，最终生成氢气、二氧化碳的混合气。

甲醇加水重整反应是一个多组份、多反应的气固催化复杂反应系统。

主要反应为：

CH?OH CO+2H? -90.7kJ/mol

CO＋H?O CO?+H? +41.2kJ/mol

总反应为：

CH?OH＋H?O CO?+3H? -49.5kJ/mol

反应后的混合气体经换热、冷凝、分离后，即得到氢含量约74.5%、二氧化碳含量约24.5%，一氧化碳含量不高于1%的转化气，甲醇的单程转化率通常在98%以上，未反应的原料（甲醇、脱盐水）返回原料系统循环使用。转化气经过变压吸附设备分离提纯，得到纯度高达99.999%的高纯氢气。

氢气提纯部分（PSA）

变压吸附技术（Preessure Swing Adsorption)

是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加（吸附组分）、减压下吸附量减小（解析组分）的特性。将原料气在高的压力通过吸附床层，达到氢气和杂质组分的分离。然后在减压的下解析吸附的杂质使吸附剂获得再生，以利于下一次进行吸附分离杂质。这种压力下吸附杂质提纯氢气，减压下解析杂质使吸附剂再生的循环便是变压吸附。

PSA的特点

特点如下：

（1）产品纯度高。

（2）一般可在室温和低压下工作，床层再生时不用加热，节能经济。

（3）设备全流程防爆设计，实现数字化，核心流程自动化，全自动无人值守，安全程度更高。

PSA吸附剂：

PSA工业上常用的吸附剂有：硅胶、活性氧化铝、活性炭、分子筛等，另外还有针对某组分选择性吸附而研制的特殊吸附材料。吸附剂对各种气体组分的吸附性能是通过实验测定静态下的等温吸附线和动态下的穿透曲线来评价的。

原料和产品性质

1、原料甲醇性质

别名甲基醇，有类似乙醇气味的无色透明、易燃、易挥发的液体。沸点64.7°C，闪点11.11°C，自燃点385°C。在空气中的爆炸极限为6.0 ~ 36.5%。甲醇是常用的有机溶剂，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

氢气是无色无臭气体，无毒无腐蚀性。沸点-252.8°C，自燃点400°C，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、易暴（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和，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°C， 沸点-78.5°C，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。

广东醇氢新能源研究院所生产的制氢设备主要甲醇制氢技术为主，产品主要应用领域：粉末冶金、金属冶炼、新能源、燃料电池、化工、多晶硅、工业气体、电子、玻璃、医药中间体、军工、航天、环保等。