天然气制氢的基本原理及工业技术经验进展
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。
天然气制氢工艺现状及发展
天然气制氢工艺现状及发展随着能源问题日益突出，氢能作为一种清洁、高效的新能源逐渐成为国内外关注的焦点。
而天然气作为一种广泛应用的化石能源，能否转化为氢能源，也成为了研究的热点之一。
本文就天然气制氢工艺的现状及发展进行探讨。
一、天然气制氢工艺现状1. 水蒸气重整法水蒸气重整法是目前天然气制氢的主要工艺之一，其基本原理是将天然气和水蒸气在高温下反应，生成氢气和一定量的二氧化碳。
该工艺具有工艺简单、产氢量大等优点，但同时也存在着能耗高、生产成本较高等缺点。
目前，该工艺已在国内外得到广泛应用。
2. 甲烷裂解法甲烷裂解法是一种新型的天然气制氢工艺，其原理是将天然气在高温下分解为氢气和固体碳。
该工艺具有产氢效率高、反应速度快等优点，但同时也存在着设备复杂、生产成本较高等缺点。
目前，该工艺正在逐步发展和完善。
3. 部分氧化法部分氧化法是将天然气和氧气在高温下反应，生成氢气和一定量的一氧化碳。
该工艺具有反应速度快、产氢量大等优点，但同时也存在着氧气的使用成本高、反应产物中含有一氧化碳等缺点。
目前，该工艺已在国内外得到广泛应用。
二、天然气制氢工艺发展趋势1. 提高产氢效率目前，天然气制氢的工艺效率相对较低，需要消耗大量的能源和化学原料。
因此，提高产氢效率是未来天然气制氢工艺发展的重要方向。
例如，采用新型催化剂、优化反应条件等方法，可有效提高产氢效率。
2. 降低生产成本天然气制氢的生产成本相对较高，这也成为了其应用和推广的难点。
因此，降低生产成本是未来天然气制氢工艺发展的另一个重要方向。
例如，采用新型催化剂、优化反应条件、提高设备利用率等方法，可有效降低生产成本。
3. 推广应用天然气制氢虽然具有广阔的应用前景，但目前在实际应用中仍存在着一定的技术和经济难度。
因此，推广应用是未来天然气制氢工艺发展的又一个重要方向。
例如，加强技术研发、完善政策支持等措施，可有效推广应用天然气制氢工艺。
结语总之，天然气制氢工艺的发展具有重要的战略意义，对于推动能源转型和保障能源安全具有重要作用。
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
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目录
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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
天然气制氢工艺现状及发展
天然气制氢工艺现状及发展1.简介天然气是一种传统的能源资源，被广泛应用于能源供应和工业生产中。
然而，随着环境问题的日益突出和可再生能源的发展，天然气制氢工艺成为了人们关注的焦点。
本文将介绍天然气制氢工艺的现状及其发展方向。
2.天然气制氢工艺现状目前，天然气制氢的主要工艺是热裂解法和催化裂解法。
2.1热裂解法热裂解法是通过在高温下将天然气加热分解，生成氢气和固体副产物。
这种方法可以单独使用或与其他工艺结合，如气体再生循环和碳捕获。
热裂解法具有高效能的特点，但其能耗和成本较高，同时也产生大量的二氧化碳。
2.2催化裂解法催化裂解法是在适当催化剂的作用下，将天然气分解为氢气和一氧化碳。
该方法相对于热裂解法具有更低的温度和能量消耗，同时产生的副产品也较少。
然而，催化裂解法的催化剂稳定性、寿命和选择性等问题仍然需要解决。
3.天然气制氢工艺的发展趋势3.1智能化和自动化随着科技的发展，天然气制氢工艺将趋向于智能化和自动化。
通过使用先进的控制系统和自动化设备，可以实现无人值守的生产过程，并提高工艺的稳定性和效率。
3.2氢气储存和运输技术的改进天然气制氢工艺不仅需要在生产环节有所突破，还需要解决氢气的储存和运输问题。
当前的氢气储存技术包括液化和高压气体储存，但都存在能耗高和安全隐患大的问题。
因此，未来的发展方向可能会集中在新型储氢材料和技术的研究上，以提高储氢效率和安全性。
3.3能源转型和碳中和天然气制氢工艺将成为未来能源转型和碳中和的重要组成部分。
随着全球对于碳排放的限制越来越严格，天然气制氢可以借助碳捕获和储存技术来减少二氧化碳的排放，并以清洁能源的形式应用于燃料电池、氢能源和化工等领域。
4.结论天然气制氢工艺目前主要有热裂解法和催化裂解法两种工艺，但都存在一定的局限性。
未来的发展方向将集中在智能化和自动化、氢气储存和运输技术的改进，以及能源转型和碳中和方面。
这些发展将推动天然气制氢工艺向更高效、可持续和环保的方向发展。
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。
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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+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。
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~，最高达。
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~。
.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(Foster Wheeler)及丹麦的托普索(Topsoe)等，综合能耗基本在1000m3。
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×104m3/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％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、Air Liquide和Air Products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剂，其他公司则需要和制氢催化剂的生产商进行合作。
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Kvaerner Oil & 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“CB &HProcess”。
据称，利用该技术建成的装置规模最小可达1m3H2/a，最大可达×108m3H2/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。