国内外蒸汽转化制氢催化剂及工艺进展
烃类水蒸气制氢技术概述
烃类水蒸气制氢技术概述氢气在工业生产过程中被广泛使用，为了满足生产需求，烃类水蒸气制氢受到行业相关人员的亲睐，本文就国内烃类水蒸气制氢技术的发展现状、制氢技术的原理及制氢技术的发展方向进行了简要概述，以期为行业研究提供一定的参考。
标签：烃类；制氢工艺：发展引言氢气由于其特殊的理化性质，在工业生产过程中被广泛利用，随着氢气的广泛利用，氢气的制造工艺也在不断的发展。
到现阶段，利用石油、煤和天然气为原料制氢成为工业上的主要方法，由于工业过程中氢的需求量很大，因此，大规模制氢方法在工业上被广泛使用，烃类与水蒸气转化及氧化制氢的技术在工业制氢过程中备受亲睐，以上两种工业制氢的方法相比较，部分氧化法由于其工艺的特殊性，造成该方法在制氢过程中投资量大，而烃类与水蒸气转化制氢技术工艺成熟可靠，操作灵活方便，制造氢气的成本低，在现代工业制氢技术中占据主要地位，本文就烃类水蒸气制氢技术的发展现状、制氢工艺的原理及制氢技术的发展方向进行了简要概述。
1.国内烃类水蒸气转化法制氢技术发展现状1.1烃类水蒸气转化法制氢工艺发展现状据相关资料研究统计，近年来，我国的烃类水蒸气转化制氢技术取得了极速的发展和进步。
综合分析和总结国内水蒸气转化法制氢技术的主要特点，主要有以下几方面的的特点和优势：（1）制氢装置大规模化由于工业生产过程中对氢的需求量很大，因此對制氢装置的要求也不断提升，由最初的小型规模化发展逐渐向大规模化方向发展，近年来，随着制氢技术的发展，由我国自主设计及建设的制氢装置的生产规模已经达到80000Nm3/h，已经能够满足制氢过程中对装置的需求。
（2）制氢原料的多样化能通过烃类蒸气转化工艺进行制氢的烃类原料有各种炼厂气、天然气、轻油、油田伴生气等，其中轻油是指炼厂的一次加工油，重整抽余油、高压加氢轻石脑油等也可以作为轻油原料产氢。
（3）转化炉性能优化国内制氢转化炉的性能较之前有了明显提高，考虑到投入和产出的比例，在制氢过程中，企业普遍采用顶烧炉，顶烧炉入口温度普遍为五百多度，出口温度普遍接近九百度；转化炉的碳空速一般为9000h-1，国内转化炉普遍采用顶烧炉。
Ni催化剂催化水蒸气重整苯酚制氢
参 考 文 献 ［ １ ］ Ｐ Ａ ｚ ａ ｄ ｉ ，Ｋ Ｍ Ｓ ｙ ｅ ｄ ， Ｒ Ｆ ａ ｒ ｎ ｏ ｏ ｄ ．Ｃ ａ ｔ ａ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｇ ａ ｓ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｂ ｉ ｏ ｍ ａ ｓ ｓ
Ｃ ６ Ｈ５ ０Ｈ＋ ５ Ｈ２ Ｏ— ＋８ Ｈ２ ＋ ６ Ｃ ０
４ 展 望
通过以上分析 ，可采用过渡金属 Ｎ ｉ 和碱性氧化物 Ｍｇ Ｏ分别作
通过浸渍法制得 的催化剂在水蒸气重整苯酚制 ＡＨｌ ＝ ６ ４ ２ ． ８ ｋ Ｊ ・ ｍｏ ｌ △Ｇ ｌ ＝ ３ １ ． １ ２ ７ ｋ Ｊ ‘ ｏｏ ｔ ｌ （ １ ） 为活性组分和载体 ， 氢 中具有一定的优点 ， 另外 ， 若将载体制备成镍镁 固溶体 ， 且具有介 根据热 力学计算 ，升高反应温度 和降低压强 有利 于苯酚重整 ，
水 蒸气 重整 苯酚的机理 比较复杂 ， 在２ ５ ０— ７ ５ ０ 。Ｃ下可将苯酚转化 孔结构 ， 通过还原镍镁 固溶体得到催化 剂 Ｎ ｉ ／ Ｎ ｉ Ｍ ｇ 。 ０， 将其应 用到 为Ｃ ｘ Ｈｙ 和Ｈ ２ Ｏ， 之后继续重整 Ｃ ｘ Ｈ ｙ 得到 Ｈ ２ ， Ｃ Ｈ ， Ｃ Ｏ和 Ｃ Ｏ ２ 。有 研 水蒸气重整生物油制 氢中， 相信会进一步提高氢气 的产率和生物油 究表明 ， Ｎ ｉ 催 化剂催化水蒸气重整苯酚反应中 ，有 以下 两种开环机 的转 化 率 。
科 技 论 坛
・ ７ ７・ ＮｉLeabharlann 催化剂催化 水蒸气重 整苯酚制氢
孙 宝珍 王 玉 和
（ 哈 尔滨师 范大学化学化工学院， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ２ ５ ） 摘 要： 概述 了 Ｎｉ 催化剂催化水 蒸气重整苯酚制 氢的研 究进展 ， 主要在制 氢路径 的选取 ， 水蒸气重整苯酚制 氢 ， 催化 剂的选择 等方 面进行 了综述 ， 并对今后水 蒸气重整苯酚制氢进 行 了展 望。 关键词 ： Ｎｉ 催化剂 ； 水 蒸 气 重整 苯 酚 ； 氢 气 氢能被认为是一种绿 色能 源载体 和清洁燃料 之一 ， 逐 渐引起 贵金属催化剂在生物油水 蒸气催化重整制氢中 ， 具有 良好 的催化 活 各 国的重视 。长期以来各 国的科研 和生产实践也 已证明 ， 氢 能是摆 性 、 抗积碳 能力和稳定性 。 然而 ， 贵金属 的价格 昂贵 ， 成本过高 ， 不适 脱对石油依赖的潜在和有效 的能源 ， 有关专家甚至认为氢能将是 主 宜大规模 的工业生产。 宰未来世 界的主要能源 。因此 ， 寻找一 种低成本 、 合理 的制氢途 Ｃ ｕ ，Ｃ ｏ ，Ｎ ｉ 三种过渡金属对生物油水蒸气重整反应 中有较好 的 径， 是氢能广泛利用的基础 。 催化水蒸气重整生物质油制氢 ， 是一种 催化活性 ，其 中氧化物负载 Ｎ ｉ 催化剂在水蒸气重整苯 酚制 氢过程 有效 、 环保 的制氢路线 。 中具 有 较 高 的 活 性 ， 过渡金属 Ｎ ｉ 的加入 ， 能 提 高 苯 酚 的转 化 率 和 氢 这种制氢理念有 一个显著 的优 点 ， 就是生物质 到生物油 和生 物 气 的产量 ； 此外 ， 过 渡金属 Ｎ ｉ 也能催化 Ｃ Ｏ的水气 变换 。水蒸气重 油到氢的两个步骤相互独立 ， 而且可 以相互分离 。因为生物油易 于 整苯 酚反 应本质上是个脱 氢反应 ， Ｎ ｉ 有利 于苯酚中 ０ 一 Ｈ的断裂 和 开环反应 。 运输且其运输成本较低 ， 这就使得 整个制氢过程 比较灵活 。 １制 氢 路 径 的 选 取 ３ ． ２ 催化剂载体 自然界 的氢主要是 以化合物 的形式存在 ， 如石油 、 天然气 、 碳氢 研究表 明 ， 碱性载体 Ｍｇ Ｏ能延长积碳 时间 ， 并且 能够吸附水蒸 化合物 、 水等 。目前 ， 氢气 的制取途径 主要有 电解 水制氢 、 化石能源 气在催 化剂表 面上 ， 并 发生气 化反应 ｃ ＋Ｈ Ｏ—ｃ ０ ＋ Ｈ Ｏ， 从而提 制氢 、 生物质制氢等。电解水制氢是应用 较广较成熟 的的方法 ， 操作 高 了催化 剂的抗积碳性 能。另外 ， 水 蒸气重整苯酚过程 中 ， 在 Ｍ ｇ Ｏ １ ０ ０ ） 晶面 与其 吸附水蒸气相 比 ， 苯酚 中 Ｏ Ｈ的解离 同样具有潜 力 ， 过程简便 ， 制得产 品纯度高 ， 但消耗 电能高 ； 化石能源 制氢 已有较 ｆ 成熟的工艺 ， 化石燃料是不可再生能源且制氢过程 中排放 的气体易 这样会促进苯酚的开环反应 。 污染环境 ； 生物质制氢技术具有耗能低 、 环保 、 不消耗化石能源等特 金属 Ｎ ｉ 负载在 Ｍ ｇ Ｏ上所得催化剂 ，催化液体燃料水蒸气重整 随着反应 的进行金 属颗 粒 Ｎ ｉ 在 载体 表面逐渐长大 ， 易发生 点， 且 生物质是可再 生 、 资源 丰富 、 来 源广等能源 ， 从可持 续发展 的 制氢 中， 积碳反应使催化剂失 活。 如果选用金属氧化物 固溶体做 载体并 自身 角度看 ， 生物质制氢是最有前景的制氢途径 。 美 国可再 生能源 国家实验室 （ Ｎ Ｒ Ｅ Ｌ ） 的Ｃ ｚ ｅ ｒ ｎ ｉ ｋ 研 究小 组 Ｗａ ｎ ｇ 还原 出活性组分 Ｎ ｉ ， 可增强 Ｎ ｉ 与载体之间的作用 力 ， 进而有效 的抑 ｉ 粒子的聚集 ； 若采用 大比表面和较 大孔 径的介孔 材料 为载体 ， 等首先提 出生物质制氢 ， 将生物质裂解得 生物油 ， 再将生 物油进行 制 Ｎ 催 化重整制 氢 ， 苯 酚是 生物油 的重要组成 部分 ， 常作为生 物油模型 可得到高 比面积和大孔径 的催化剂 。载体表 面积越大 ， 越有利于活 物进行 水蒸气重 整制氢 的研究 。 性组分的分散 ， 较大的载体孑 Ｌ 径也有利于反应物和产物分子 的扩散 和传输 ， 提高催化剂的抗积碳能力和催化剂 的稳定性。 ２ 水蒸气重整苯酚制氢 水 蒸气 重整苯酚反应是吸热的反应 。
水蒸汽重整制氢技术
水蒸汽重整制氢技术
水蒸汽重整是制取氢气的一种关键工艺。
这种技术通常用于从天然气或其他烃类化合物（如甲烷）中生产氢气。
水蒸汽重整具体步骤如下：
1.首先是蒸汽重整反应，将天然气（主要是甲烷）与水蒸汽在高温（通常在700°C至1000°C之间）和高压下进行催化反应。
通常需要镍（Ni）或钯（Pd）等金属作为催化剂。
CH4 + H2O -> CO + 3H2 这个反应会生成一氧化碳和氢气。
2.第二步是水煤气变换反应，通过触媒将产生的一氧化碳与水蒸汽进行反应，生成更多的氢气。
CO + H2O -> CO2 + H2 3. 最后是转移反应，通过床层等方式将产生的二氧化碳与剩余的水进行反应，生成更多的氢气和二氧化碳。
CO + H2O -> CO2 + H2 这样就得到了高纯度的氢气。
水蒸汽重整是工业上最常用的制氢工艺，它非常高效，但也会产生一氧化碳和二氧化碳等副产物，这些副产物需要被处理以减少对环境造成的不良影响。
乙酸蒸汽催化重整制氢的研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第5期·1658·化 工 进展乙酸蒸汽催化重整制氢的研究进展王东旭1，肖显斌2，李文艳1（1华北电力大学能源动力与机械工程学院，北京 102206；2华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室，北京 102206）摘要：通过生物油蒸汽重整制备氢气可以减少环境污染，降低对化石燃料的依赖，是一种极具潜力的制氢途径。
乙酸是生物油的主要成分之一，常作为模型化合物进行研究。
镍基催化剂是乙酸蒸汽重整过程中常用的催化剂，但容易因积炭失去活性，降低了制氢过程的经济性。
本文首先分析了影响乙酸蒸汽重整制氢过程的各种因素，阐述了在这一过程中镍基催化剂的积炭原理，讨论了优化镍基催化剂的方法，包括优化催化剂的预处理过程、添加助剂和选择合适的载体，最后对乙酸蒸汽重整制氢的热力学分析研究进展进行了总结。
未来应重点研究多种助剂复合使用时对镍基催化剂积炭与活性的影响，分析多种助剂的协同作用机理，得到一种高活性、高抗积炭能力的用于生物油蒸汽重整制氢的镍基催化剂。
关键词：生物油；乙酸；制氢；催化剂；热力学中图分类号：TK6 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）05–1658–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.014A review of literatures on catalytic steam reforming of acetic acid forhydrogen productionWANG Dongxu 1，XIAO Xianbin 2，LI Wenyan 1（1 School of Energy ，Power and Mechanical Engineering ，North China Electric Power University ，Beijing 102206，China ；2 National Engineering Laboratory for Biomass Power Generation Equipment ，North China Electric PowerUniversity ，Beijing 102206，China ）Abstract ：Hydrogen production via steam reforming of bio-oil ，a potential way to produce hydrogen ， can reduce environmental pollution and dependence on fossil fuels. Acetic acid is one of the main components of bio-oil and is often selected as a model compound. Nickel-based catalyst is widely used in the steam reforming of acetic acid ，but it deactivates fast due to the carbon deposition. In this paper ，the affecting factors for the steam reforming of acetic acid are analyzed. The coking mechanism of nickel-based catalyst in this process is illustrated. Optimization methods for nickel-baed catalyst are discussed ，including optimizing the pretreatment process ，adding promoters ，and choosing appropriate catalyst supports. Research progresses in the thermodynamics analyses for steaming reforming of acetic acid are summarized. Further studies should be focused on the effects of a combination of a variety of promoters on carbon deposition. Catalytic activity and the synergy mechanism should be analyzed to produce a novel nickel-based catalyst with high activity ，high resistance to caborn deposition for hydrogen production via steam reforming of bio-oil. Key words ：bio-oil ；acetic acid ；hydrogen production ；catalyst ；thermodynamics第一作者：王东旭（1994—），男，硕士研究生，从事生物质能利用技术研究。
甲醇水蒸汽重整制氢催化剂甲醇还原方案
甲醇水蒸汽重整制氢催化剂甲醇还原方案甲醇水蒸汽重整制氢是一种常见的制氢方法，该方法通过将甲醇与水蒸汽反应，生成氢气和二氧化碳。
在这个过程中，催化剂起着关键的作用，它能够加速反应速率并提高产氢效率。
本文将介绍甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的甲醇还原方案。
甲醇还原是指将甲醇转化为甲烷的反应。
甲醇还原是甲醇水蒸汽重整制氢过程中的一个关键步骤，它可以通过甲醇脱氢反应来实现。
在甲醇还原反应中，催化剂的选择对反应的效果起着至关重要的作用。
甲醇还原催化剂通常采用过渡金属催化剂，如铜、镍、铁等。
这些催化剂能够在适当的反应条件下催化甲醇分子的脱氢反应，使甲醇转化为甲烷。
其中，铜催化剂是一种常用的甲醇还原催化剂，因其活性高、稳定性好而被广泛应用。
甲醇还原的反应机理可以分为两个步骤：甲醇脱氢和甲烷生成。
首先，甲醇分子在催化剂表面被脱氢，生成甲醛和氢气。
然后，甲醛和氢气在催化剂表面进一步反应，生成甲烷。
在这个过程中，催化剂不仅能够提供活化的表面，还能够提供反应所需的中间体。
甲醇还原反应的反应条件对反应效果也有很大的影响。
一般来说，较高的温度和较低的压力有利于甲醇还原反应的进行。
此外，适当的催化剂载体和助剂的选择也可以改善催化剂的性能。
甲醇还原反应的催化剂还需要具备良好的抗中毒性能。
在甲醇水蒸汽重整制氢过程中，催化剂容易受到一些中毒物质的影响，如硫化物、氯化物等。
这些物质会与催化剂表面发生反应，降低催化剂的活性和稳定性。
因此，催化剂的抗中毒性能对保持催化剂的活性和稳定性至关重要。
总的来说，甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的甲醇还原方案是一个复杂而重要的研究领域。
通过选择合适的催化剂、优化反应条件以及提高催化剂的抗中毒性能，可以提高甲醇水蒸汽重整制氢的产氢效率和经济性。
未来的研究还需要在催化剂的设计和合成方面进行更深入的探索，以实现更高效、更可持续的甲醇水蒸汽重整制氢技术。
211086490_甲烷蒸汽重整制氢技术及进展浅析
甲烷蒸汽重整制氢技术及进展浅析采用ZnO与H2S反应生成ZnS以深度脱除S。
制氢过程中预重整、蒸汽重整、中温变换使用的催化剂（预重整和蒸汽重整催化剂为Ni/Al2O3，中温水气变换催化剂为Fe3O4/Cr2O3或ZnO/ZnAl2O4）容易被硫化物中毒失活，为深度脱除原料中的硫化物，保护下游过程的催化剂，常在预重整前进行加氢脱硫，保证整个制氢体系的长周期稳定运行。
预重整（PR）是将C2+饱和烃转化为C1和H2，避免进料温度过高造成C2+烃热分解积炭，使预重整后的C1和H2可以预热到更高温度。
预重整还可以将微量S充分脱除，保护后续催化剂长周期稳定运行。
此外，预重整的部分原料为合成气（CO+H2），可降低后续高温蒸汽重图1 甲烷蒸汽重整制氢工艺流程198研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2023.04 (上）温度约200℃，催化剂为Cu/ZnO/Al 2O 3，产品干气中CO 分数为0.25%。
变压吸附（PSA）是一种应用广泛的低成本氢气提纯工艺，利用不同气体分子在一些高比表面积吸附材料表面的吸附能力差异，通过多次反复吸附-脱附，最终将不同吸附能力的组分分离出来。
变压吸附包含吸附（A-Adsorption）、降压/均压（E 1-Pressure equalization）、顺放（PP-Provide purge）、逆放（D-Dump）、冲洗（P-Purging/Regeneration）、升压/均压（R 1/R 0-Repressurization）等六个步骤。
常规的吸附分离具有能耗低、压损小、纯度高、投资小、流程短、操作弹性范围大、原料适应性强等众多优点，但收率较低。
采用变压吸附后，氢气回收率提高到75~95%，氢气纯度提高到99.9%以上。
若氢气价值高，还可以采用真空变压吸附（VPSA）提高氢气回收率至95%以上。
甲烷蒸汽重整制氢技术经百年发展，工艺成熟，装置完善，经济可靠，制氢能力强，适合规模化生产，但也存在原料利用率不高和工艺复杂、操作难度大的缺点，不容忽视。
优化烃类蒸汽转化制氢工艺,降低氢气生产成本
反应（） １是强吸热反应， 吸收的热量超过反应 （） ３放出热量的总和， ２和（） 因此转化过程总的表现 是吸热。为了提高烃类的转化率， 转化反应都在很 高的温度下进行， 不利于放热反应（） ３ 的进行， 因 此， 转化反应的产物转化气中一般含有较多的一氧 化碳。转化反应同时也是体积增大的反应 变换反应是转化气中的一氧化碳在催化刘的 作用下与水蒸气进一步反应， 生成氢气和二氧化碳 的过程。其反应机理是反应（） ３ 。它是放热反应，
衰 ２ 转化炉 出口盆度对转化反应平衡 常致的影响
转化炉出日温度／ ℃
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由表 ３ 可以看出， 在同样的水碳比和转化炉进 口温度下， 提高转化炉出口温度可以有效地降低原 料的耗量， 是原料价格明显高于燃料时（ 如以石脑 油为原料） 应优化采用的工艺条件。 ３３ 水碳比 ． 一般说， 采用高水碳比可降低转化炉出口 残余 甲 烷的含量， 提高原料的产氢率。但会导致燃料的 消耗增加。而低水碳比 则相反， 会消耗较多的原料 而节省燎料。另外， 由于水碳比的降低可减少工艺 物流量， 从而可减小设备， 降低装置投资。 表４ 是产氢量 ４ ０ ａ 标准状态） Ｘ ｍ ／ １ｎ ｈ（ 制氢 装置转化炉在不同的水碳比下操作的计算结果。
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３６ 转化催化荆的改进 ． 近 １ 年来， 国内外相关的催化剂研究、 ０ 生产单 位对转化催化剂在提高活性、 减少压降等方面进行 了许多探索。比较突出的进步是改进了催化剂的 几何结构。例如英国 ＩＩ Ｃ 公司采用四孔、 七孔及四 叶拱形等多种异型催化剂。与传统的拉西环型催 化剂相比， 在同样的操作条件下， 可使相对压降减 少 １环－２ ％， ０ ０ 相对传热系数提高 １ ％＾３ ０， ０ －０ ａ使 ／ 转化炉出口 转化气的平衡温差由 １ ５℃降至 ５ － ＾９ ℃， 有效地降低了炉管壁温（ 约可降低 ２ ０℃）提高 ， 了处理量〔 ２ ％） 约 ５ 。国内齐鲁研究院和西南化工 研究院在这方面也己取得了一定的进展。今后应 大力推广异型转化催化剂在制氢装置中的应用， 以 进一步提高催化剂的空速， 降低转化炉的造价。 ４ 工艺条件的优化示例
氢气制取技术应用现状及发展趋势分析
要实现风电制氢技术的广泛应用，需要攻克一系列关键技术。其中，风电场的 建设和运营是其中的重要一环。未来风电场将朝着更大规模、更高效率、更低 成本的方向发展，为风电制氢提供稳定、充足的电力供应。此外，制氢工艺和 催化剂材料的研发也是关键，只有提高制氢效率和降低制氢成本的工艺和材料 才能更好地满足市场需求。
然而，氢气制取技术在工业领域的应用也存在一些问题。首先，制取氢气的成 本较高，限制了其在工业领域的大规模应用。其次，氢气制取过程中需要消耗 大量能源，且排放的二氧化碳也不利于环保。
2、化学领域
在化学领域，氢气制取技术主要用于合成氨、生产甲醇、合成石油等过程。此 外，氢气还可用于制备有机物、合成高分子材料等。在这些应用中，氢气作为 反应物或催化剂，能够提高反应效率和产物质量。
接下来，我们将详细介绍800Nm3/h甲醇水蒸汽重整制取氢气的工艺流程。该 流程包括反应器、催化剂、加热炉、冷凝器等主要设备。反应器是整个工艺的 核心，甲醇和水在这里进行化学反应。催化剂可以降低反应的活化能，提高反 应速率。加热炉用于提供反应所需的热量。冷凝器则用于将反应生成的气体冷 却并分离出液体水。
800Nm3/h甲醇水蒸汽重整制取氢气工程在实际应用中有许多优势。首先，该 工艺具有较高的氢气产率，可以满足大规模工业生产的需求。其次，甲醇作为 原料具有易于运输和储存的优势，可以适应各种复杂的环境条件。此外，该工 艺的能量利用率较高，可以有效降低生产成本。
在实际应用中，800Nm3/h甲醇水蒸汽重整制取氢气工程已经取得了良好的效 果。例如，某大型化工企业采用该工艺进行氢气生产，不仅满足了自身生产需 求，还通过对外供应氢气获得了良好的经济效益。该工艺的应用也推动了相关 领域的技术进步和发展。
然而，环保领域中的氢气制取技术应用仍存在技术和成本难题。一方面，与传 统能源相比，氢气的生产成本仍然较高；另一方面，氢气的储存和运输技术还 需要进一步完善。
催化制氢的发展现状
催化制氢的发展现状
催化制氢是一种使用催化剂来加速氢气产生反应的方法。
它是一种可持续的制氢技术，可以通过多种原料如天然气、生物质、水等来产生氢气。
催化制氢的发展正在取得一系列重要进展。
以下是一些关键的发展现状：
1. 催化剂研究：研究人员正在不断开发新型的催化剂，以提高制氢反应的效率和选择性。
例如，铂、钯、铑等贵金属催化剂被广泛用于催化制氢反应，但高成本限制了其大规模应用。
因此，研究人员正在寻找更廉价、高效的催化剂替代品，如非贵金属催化剂、过渡金属氧化物等。
2. 光催化制氢：光催化制氢是一种利用光能来促进制氢反应的技术。
研究人员正在开发新型的光催化剂，以提高光催化制氢的效率和稳定性。
例如，半导体材料如二氧化钛(TiO2)和氧化锌(ZnO)被广泛研究，它们可以吸收光能并在催化剂表面产生电子-空穴对，从而促进水分解反应生成氢气。
3. 电催化制氢：电催化制氢是一种利用电能来促进制氢反应的技术。
研究人员正在研究新型的电催化剂，以提高电催化制氢的效率和稳定性。
例如，金属合金催化剂、有机催化剂和无机催化剂等被广泛研究。
4. 催化剂载体：催化剂载体是催化剂的载体材料，它可以提高催化剂的稳定性和活性。
研究人员正在探索新型的催化剂载体材料，如碳纳米管、氧化铝、氧化锆等，以提高催化制氢的效率和稳定性。
总的来说，催化制氢的发展正朝着更高效、更稳定、更廉价的方向发展。
这将为氢能产业的发展提供更可持续、环保的解决方案。
制氢装置工艺原理催化剂及助剂
制氢装置工艺原理催化剂及助剂制氢过程可分为几个反应步骤：钴－钼加氢脱硫反应、脱氯反应、氧化锌脱硫反应、烃类－水蒸汽转化反应、一氧化碳变换反应及氢气提纯部分(本装置用PSA)。
为了分离出部分加氢干气中的氢气，在干气压缩机与加氢加热炉之间增加膜分离单元。
1钻一目加氢脱硫反应1.1 反应原理制氢原料油、气中含有各种有机硫，在一定的温度(一般为260〜400C)及有H2存在的条件下，钻一钼加氢脱硫催化剂能使有机硫转化成无机硫，无机硫再由其它脱硫剂(如ZnO )吸收，原料中含有的烯烃也能被加氢饱和，有机氯化＋ 2H 2S(5)硫氧化碳加氢反应式： COS ＋ H 2 t H 2S＋ CO(6) 烯烃加氢反应式： RCH=CHR' ＋ H 2 f RCH 2-CH 2R'(7) 有机氯化物加氢反应式： R-CL ＋ H 2 t R-H ＋HCL(反应式中：R 、R '弋表烷基)1.2 影响因素(1) 温度 钴－钼催化剂进行加氢脱硫时，操作温度通常控制在260〜400C 范围内，当温度低于220C,加氢效果明显下降， 温度高于420 C 以上催化剂表面聚合和结碳现象增加。
(2) 压力 由于有机硫化物在轻油中的含量不高，故压力对氢解反 应影响不大，压力由整个工艺流程的要求决定，通常控制在 3.0〜4.0MPa 。
物被加氢生成 HCL 。
反应式如下：(1) 硫醇加氢反应式：＋ H 2S(2) 二硫醚加氢反应式：RH ＋ 2H 2S ＋ R'H(3) 硫醚加氢反应式：2RH ＋ 2R'H 2 ＋ 2H 2SR-SH + H 2 — RH R-S-S-R' + 3H 2 — 2R-S-R'H ＋ 5H 2 —(3) 空速单位时间(h),通过单位催化剂体积(m3)的气体(折合为标准状态下)体积数量，称为空速，单位为m3/h.m3，可简写为h-1。
有些反应，水蒸汽参与反应过程，但计算空速时不计算水蒸汽的体积，这时的空速称为干气空速。
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石油化工与催化
国内外蒸汽转化制氢催化剂及工艺进展
王 卫， 程玉春， 戴建波， 郝树仁
（中石化齐鲁石化公司研究院， 山东 淄博 ! ） ( ( ) " " 摘 要： 本文分别对烃类蒸汽转化制氢技术中涉及的原料、 工艺、 设备及催化剂等方面的国内外进
展进行了讨论， 评述了烃类蒸汽转化制氢技术的发展趋势并提出有关建议。 关键词： 烃类蒸汽转化； 制氢； 进展 中图分类号： ； （ ） * + # # ’ , ! * + ) ! ’ , - 文献标识码： . 文章编号： # " " $ # # ) % ! " " ! " % $ " " " # $ " /
为了有效地降低制氢成本， 国内外的研究人员 主要针对下列有关制氢技术的三个方面进行了大量 的研究和开发工作。 ） 原料。目的在于拓宽制氢原料， 由轻油转换 （ # 为价格低廉且供应充足的炼厂干气， 如焦化富气等， 从而达到降低制氢成本的目的。 （ ） 工艺。以节能、 扩产、 缩小装置尺寸、 降低投 ! 资费用和延长开工周期为目标进行工艺改进， 包括 预转化工艺 （低温蒸汽转化） 、 自热转化工艺 （部分氧
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收稿日期： ! " " # $ " % $ " # 作者简介： 王卫 （ —） ， 女， 山西人， 硕士， 工程师， 研究方向为工业催化。 # & ’ &
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工业催化
6 ’ ’ 6年第!期
化和绝热蒸汽转化） 以及先进的可用于净化炼厂气 使之满足于蒸汽转化催化剂要求的气体净化工艺 等， 达到最终降低制氢成本的目的。 （ ） 催化剂。围绕着不同原料、 不同工艺而开发 ! 的配套的系列化催化剂， 具体包括催化剂载体、 助剂 及活性组分的选择、 含量等， 以提高催化剂活性、 选 择性、 抗积炭性和抗硫中毒性为目标， 在此基础上， 尽可能降低催化剂制备成本。另外， 载体材料的新 途径、 催化剂的异型化也是关注的内容之一。
! " " !年 (月 第# "卷 第 %期
工业催化 1 2 R S 0 * : 1 . T6 . * . T U 0 1 0
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［ ］ # 左右 。由于大多数炼厂
化， 其中， 烃类蒸汽转化、 变换、 脱毒、 甲烷化等催化 剂均达到国际先进水平。目前， 齐鲁石化公司研究 院已开发研制出包括轻油蒸汽转化催化剂、 油田气 蒸汽转化催化剂、 甲醇分解制氢催化剂以及轻油蒸 汽预转化催化剂等四大系列的烃类转化制氢催化 、 剂， 其 中， 轻油转化制氢催化剂 I ) " ! I ) " ( Q及 在国内居领先地位， 已成功地应 I ) " &的整体水平， 用于国内近四十套制氢装置， 并有部分产品出口国
［ ］ ! 外 。
均采用轻油作为制氢原料 （即采用轻烃水蒸汽转化 工艺） ， 每年消耗大量宝贵的轻质油品， 这使得氢气 生产成本居高不下， 成为限制加氢工艺发展的重要 因素。因此， 如何显著有效地降低制氢成本， 已成为 石油化工领域迫切需要解决的问题。 现阶段， 国内外制氢装置仍以烃类蒸汽转化法 制氢占主导地位， 无论在催化剂方面、 工艺技术方面 以及装置的可靠性方面均达到较高水平， 已为石油 炼制、 石油化工、 精细化工的迅速发展做出了较大的 贡献。国内所采用的制氢催化剂已全部实现国产