甲醇裂解制氢催化剂
甲醇裂解法制氢气规程、教材(3)
甲醇裂解制氢装置操作规程................................................................................................... ③甲醇裂解—变压吸附制氢培训教材 (22) (23)甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分 (33)甲醇裂解装置操作规程 (39)甲醇裂解制取氢气 (56)甲醇裂解制氢装置操作规程目录2.3.原料及转化的规格................................................................................................................... - 3 -3. 工艺.................................................................................................................................................... - 3 -3.1.反应原理................................................................................................................................... - 3 -3.2.工艺过程及化学反应原理....................................................................................................... - 4 -3.3化学反应原理........................................................................................................................... - 5 -3．4.工艺流程叙述........................................................................................................................ - 5 - 4.主要控制指标...................................................................................................................................... - 6 -4.1.原料汽化过热........................................................................................................................... - 6 -4.2.转化反应................................................................................................................................... - 6 -4.3.转化气指标............................................................................................................................... - 7 - 6．操作程序........................................................................................................................................... - 7 -6.1 开车前的准备工作.................................................................................................................. - 7 -6.2 系统置换.................................................................................................................................. - 8 -6.3 汽化过热器开车...................................................................................................................... - 9 -6.4 .转化器开车的条件：.............................................................................................................. - 9 -6.5 正常操作................................................................................................................................ - 10 -6.6 紧急停车操作........................................................................................................................ - 11 -6.7 催化剂的使用和保护............................................................................................................ - 11 - 7．环保和安全要点............................................................................................................................. - 14 - 8．PSA工艺 ........................................................................................................................................ - 14 - 8．1 PSA工作原理和基本工作步骤..................................................................................... - 15 - 8．2．PSA工作过程 .................................................................................................................. - 16 - 9．自动调节系统及工艺过程参数检测.. (20)９．１程序控制自动切换系统（KC-201） (20)9．2．自动调节系统功能说明 (20)9．3 产品气流量计量（FQI-201） (21)9．4．流量控制功能说明 (21)9．5．PLC仪表 (22)9．6．现场工艺参数检测点 (22)10．开车 (23)10．1初次开车前的准备工作 (23)10．2．投料启动 (25)11．停车和停车后再启动 (28)11．1正常停车 (28)11．2紧急停车 (29)11．3临时停车 (29)11．4长期停车 (29)11．5停车后再启动 (30)12．故障与处理方法 (31)13．安全技术 (32)13．1．氢气的性质 (33)13．2．装置的安全设施 (33)13．3．氢气系统运行安全要点 (33)13．4．消防 (34)13.5生产基本注意事项 (35)正文2.3.原料及转化的规格2.3.1原料规格甲醇：符合GB338—2004标准一等品要求。
甲醇裂解制氢工艺安全评价研究
甲醇裂解制氢工艺安全评价研究张玉林【摘要】A Medium-sized,8 400 m 3/h,methanol decomposition hydrogen production program was taken as an example.Dow＇s fire and explosion danger index method were used to study quantifiedly its safety problems.Furthermore,its risk was reduced from ＂very dangerous＂ to ＂medium＂ by taking security measures.%以中等规模8 400 m3/h甲醇裂解制氢项目为例,采用道化学火灾爆炸危险指数法对其安全问题进行量化研究,并通过采取安全措施使其危险性由＂非常大＂下降为＂中等＂。
【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2011(031)004【总页数】4页(P39-41,50)【关键词】甲醇制氢;火灾爆炸危险指数;安全评价【作者】张玉林【作者单位】临汾职业技术学院,山西临汾041000【正文语种】中文【中图分类】TQ116.28引言工业上大量生产氢气的方法是，利用水蒸气通过灼热焦炭生成的水煤气经分离而得，或是烃类与水蒸气作用后生成的物质经分离而得。
氢能广泛利用的最大障碍在于其储存与配给困难。
解决这些问题的有效办法之一就是通过合适的具有高含氢量的液体燃料的催化转化。
在所有可能利用的液体燃料中，甲醇以其含氢量高、价格低廉、储存容易、运输方便、供大于求的优点而成为最佳选择。
利用甲醇制氢有3种途径:甲醇裂解、甲醇部分氧化和甲醇蒸气重整。
其中，甲醇裂解制氢由于氢收率高(由反应式可以看出其产物的氢气体积分数接近75%)、能量利用合理、过程控制简单、便于工业操作而更多地被采用。
然而，由于其原料甲醇和产品氢气都是可燃性物质，易燃易爆，所以对其工艺的安全问题进行研究非常必要。
甲醇分解为一氧化碳和氢气化学方程式
甲醇分解为一氧化碳和氢气化学方程式
甲醇分解为一氧化碳和氢气的化学方程式为：
CH3OH → CO + 2H2
这个反应是一个热力学上的可逆反应，需要高温和催化剂的作用才能进行。
在这个反应中，甲醇分解成为一氧化碳和氢气，同时释放出能量。
这个反应在工业上有很多应用，例如用于制备合成气和氢气。
甲醇是一种有机化合物，化学式为CH3OH。
它是一种无色、易挥发的液体，具有较强的还原性。
在高温下，甲醇可以分解成为一氧化碳和氢气。
这个反应需要高温和催化剂的作用，通常使用铜、铁、镍等金属作为催化剂。
甲醇分解的反应机理比较复杂，但可以简单地描述为以下几个步骤：
1. 甲醇吸附在催化剂表面上，形成甲醇吸附物。
2. 甲醇吸附物发生裂解，形成甲基和氢离子。
3. 甲基和氢离子再次吸附在催化剂表面上，形成甲基吸附物和氢离子吸附物。
4. 甲基吸附物和氢离子吸附物发生反应，形成一氧化碳和氢气。
这个反应的产物一氧化碳和氢气都是重要的工业原料。
一氧化碳可
以用于制备合成气，而氢气则可以用于制备氨、烯烃等化学品。
因此，甲醇分解反应在工业上有着广泛的应用。
甲醇分解为一氧化碳和氢气是一个重要的化学反应，需要高温和催化剂的作用才能进行。
这个反应在工业上有着广泛的应用，可以制备出许多重要的化学品。
甲醇蒸汽重整制氢原理
甲醇蒸汽重整制氢原理甲醇蒸汽重整制氢是一种常见的制氢方法，其原理是通过甲醇在高温和催化剂的作用下发生重整反应，产生氢气和二氧化碳。
下面我将从多个角度来详细解释这个原理。
首先，让我们了解甲醇的化学式为CH3OH。
在重整反应中，甲醇与水蒸汽反应生成氢气和二氧化碳。
反应的化学方程式如下：CH3OH + H2O → CO2 + 3H2。
这个反应是一个放热反应，需要一定的温度和催化剂的存在才能进行。
常见的催化剂包括镍、钯、铑等金属。
其次，让我们来解释一下重整反应的机理。
在重整反应中，甲醇首先经过蒸汽重整反应，将甲醇和水蒸汽加热至高温（通常在200-400摄氏度）下，使甲醇分解为一氧化碳（CO）和氢气（H2）。
CH3OH → CO + 2H2。
然后，CO和水蒸汽进一步发生水气变换反应，生成二氧化碳和更多的氢气。
CO + H2O → CO2 + H2。
通过这两个反应的连续进行，甲醇蒸汽重整制氢过程中产生了大量的氢气和二氧化碳。
甲醇蒸汽重整制氢具有一些优点。
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。
其次，重整反应相对于其他制氢方法来说，操作相对简单，设备成本较低。
此外，甲醇蒸汽重整制氢还可以实现高纯度的氢气产出。
然而，甲醇蒸汽重整制氢也存在一些问题。
首先，该过程产生的二氧化碳是一种温室气体，对环境具有潜在的负面影响。
其次，甲醇的储存和运输相对复杂，需要特殊的设备和措施来确保安全性。
总结起来，甲醇蒸汽重整制氢是通过甲醇在高温和催化剂的作用下发生重整反应，产生氢气和二氧化碳的过程。
这种方法具有一定的优点，但也存在一些挑战。
通过不断的研究和技术改进，我们可以进一步优化甲醇蒸汽重整制氢的效率和环境友好性。
一种甲醇裂解制氢尾气回收利用方法
一种甲醇裂解制氢尾气回收利用方法
甲醇裂解制氢是一种重要的生产工艺，但是在这个过程中产生的尾气含有丰富的甲烷和一氧化碳，这些尾气需要进行回收和利用。
下面是关于一种甲醇裂解制氢尾气回收利用方法的详细描述：
1. 尾气回收系统：甲醇裂解制氢过程产生的尾气需要通过一个尾气回收系统进行回收，该系统包括收集、净化和储存等设备。
2. 尾气收集：在甲醇裂解制氢过程中产生的尾气首先通过管道输送到收集装置中，以便进行后续处理和利用。
3. 尾气净化：尾气中含有的甲烷和一氧化碳等有害物质需要进行净化处理，以获得高纯度的氢气。
常见的净化方法包括吸附和催化转化等。
4. 尾气储存：经过净化处理后的尾气可被储存起来，以备后续利用。
储存设备可以选择储气罐或压缩机等。
5. 尾气利用：净化后的尾气中主要含有甲烷和一氧化碳等气体，这些气体可以用于发电、燃料电池等能源利用设施，以实现能源的再利用。
6. 甲烷利用：尾气中的甲烷可以通过燃烧反应转化为二氧化碳和水，释放出更多的能量。
这种燃烧可以用于加热设备、锅炉等。
7. 一氧化碳利用：一氧化碳是一种有毒气体，但也可以通过催化转化反应转化为二氧化碳，减少对环境的负面影响。
这种转化可以通过催化剂进行。
8. 尾气回收效率：尾气回收系统的效率将直接影响到甲醇裂解制氢过程的经济性和环境友好性。
需要合理设计回收系统，提高尾气回收效率。
9. 能源回收：甲醇裂解制氢过程中产生的尾气含有大量的化学能，可以通过回收利用，提高能源利用效率，降低能源消耗。
10. 综合效益：正确的尾气回收利用方法可以提高甲醇裂解制氢过程的综合效益，同时也可以减少对环境的污染，符合可持续发展的要求。
制氢方法
工业制氢方法概述世界上大多数氢气通过天然气、丙烷、或者石脑油重整制得。
经过高温重整或部分氧化重整，天然气中的主要成分甲烷被分解成 H2、 CO2、CO 。
这种路线占目前工业方法的 80 %, 其制氢产率为 70 %—90 %。
烃类重整制氢技术已经相当成熟，从提高重整效率，增强对负载变换的适应能力，降低生产成本等方面考虑，催化重整技术不断得到发展，产生了不少改进的重整工艺 , 其中包括可再生重整、平板式重整、螺旋式重整、强化燃烧重整等。
煤直接液化工艺中一个重要单元就是的单元就是加氢液化，下面着重介绍几种工业上制氢工艺：一、烃类蒸汽转化法蒸汽转化法可以采用从天然气到石油脑的所有轻烃为原料。
主要利用高温下水蒸气和烃类发生反应。
转化生成物主要为氢、一氧化碳和二氧化碳。
该过程需要消耗大量的能量，只不过要脱除或分离二氧化碳是件很麻烦的事，虽然目前分离二氧化碳的方法在不断推出，如变压吸附法( PSA)、吸收法( 包括物理吸收和化学吸收法)，低温蒸馏法，膜分离法等等，然而，二氧化碳的处理仍是很费脑筋，若是直接排入大气，势必造成环境污染。
二、烃类分解生成氢气和炭黑的制氢方法该方法是将烃类分子进行热分解，产物为氢气和炭黑，炭黑可用于橡胶工业及其它行业中，同时避免了二氧化碳的排放。
目前，主要有如下两种方法用于烃类分解制取氢气和炭黑。
( 1 ) 热裂解法：将烃类原料在无氧( 隔绝空气)，无火焰的条件下，热分解为氢气和炭黑。
生产装置中可设置两台裂解炉，炉内衬耐火材料并用耐火砖砌成花格成方型通道，生产时，先通入空气和燃料气在炉内燃烧并加热格子砖，然后停止通空气和燃料气，用格子砖蓄存的热量裂解通入的原料气，生成氢气和炭黑，两台炉子轮流进行蓄热和裂解，循环操作，将炭黑与气相分离后气体经提纯后可得纯氢，其中氢含量依原料不同而异，例如原料为天然气，其氢含量可达 85 % 以上。
天然气高温热裂解制氢技术，其主要优点在于制取高纯度氢气的同时，不向大气排放二氧化碳，而是制得更有经济价值、易于储存且可用于未来碳资源的固体碳，减轻了环境的温室效应。
甲醇水蒸气重整制氢研究进展
甲醇水蒸气重整制氢研究进展甲醇水蒸气重整制氢投资适中，适合各种规模的制氢装置，铜基催化剂反应温度低，低温活性H2选择性高，价格低廉，通过催化剂载体和助剂的改进研究，进一步降低重整尾气中CO含量，对工业催化剂的改进具有重要的指导意义。
标签：能源化学;氢气;甲醇;水蒸气;重整催化剂随着成品油质量的逐渐升级，H2需求持续增长，同时带动了制氢技术的不断发展。
传统的制氢工艺主要有天然气制氢、煤制氢及电解水制氢等。
煤制氢和天然气制氢具有技术成熟、成本低等优点，但煤制氢通常投资较高，只适合大规模制氢;天然气制氢虽然适合各种规模的制氢装置，但天然气作为重要的清洁能源，在作为化工原料方面的应用受到严格限制;而电解水制氢耗电量大导致成本较高，仅适合小规模应用。
与煤和天然气相比，甲醇产能过剩，原料资源丰富，甲醇更容易储存和运输，因而甲醇重整制氢工艺在近几年得到迅速推广。
随着甲醇制氢工艺和催化剂的不断改进，甲醇重整制氢规模也不断扩大，制氢成本不断降低，成为炼油厂等中等规模制氢装置的首选。
本文综述甲醇制氢工艺、甲醇水蒸气重整制氢反应机理和甲醇水蒸气重整制氢催化剂研究进展情况。
1甲醇制氢工艺甲醇制氢主要有甲醇分解制氫和甲醇水蒸气重整制氢两种工艺。
甲醇分解制氢即甲醇在一定温度、压力和催化剂作用下发生裂解反应生成H2和CO。
采用该工艺制氢，单位质量甲醇的理论H2收率为12.5%（质量分数），产物中CO含量较高，约占三分之一，后续分离装置复杂，投资高。
甲醇水蒸气重整制氢即甲醇和水在一定温度、压力和催化剂作用下转化生成H2、CO2及少量CO和CH4的混合气体。
甲醇水蒸气重整制氢具有反应温度低，产物中H2含量高、CO含量较甲醇分解制氢法低（体积分数小于2%）等优点。
采用该工艺单位质量甲醇的理论H2收率为18.8%（质量分数），即甲醇水蒸气重整制氢产氢量高于甲醇直接分解制氢，且产物中CO含量低，分离简单。
因此目前开发的甲醇制氢技术主要采用甲醇水蒸气重整制氢工艺。
甲醇重整制氢原理
甲醇重整制氢原理
甲醇重整制氢是一种常用的化学反应工艺，其基本原理是利用甲醇作为原料，在高温和催化剂的作用下进行化学反应，产生氢气和二氧化碳的同时生成一些副产物。
其反应的化学方程式可以表示为：
CH3OH + H2O → 3H2 + CO2
甲醇分子在重整反应中首先失去一个氢原子，生成甲醛
（CH2O）中间产物。
然后，甲醛再次失去氢原子，生成甲酸（HCOOH），最后甲酸脱水生成CO2和H2。
这个过程中，
氢原子就被转化为氢气。
重整反应需要在高温和高压的条件下进行，通常使用镍基催化剂作为反应的催化剂。
催化剂能够提供反应所需的活化能，加速反应速率，并提高氢气的产率。
甲醇重整制氢的反应温度通常在200-400摄氏度之间，压力在
2-10兆帕（MPa）之间。
此外，反应过程中需加入适量的水蒸气作为反应携带剂，以促进反应的进行。
甲醇重整制氢具有许多优点，例如原料广泛、易于储存和运输。
此外，甲醇重整制氢的反应产物主要为氢气和二氧化碳，环境友好，不会产生大量的污染物。
总之，甲醇重整制氢是一种有效的制取氢气的方法，其原理是利用甲醇在高温和催化剂的作用下发生化学反应，生成氢气和
二氧化碳。
这种方法具有广泛的应用前景，对于实现可持续能源和环境保护具有重要意义。
甲醇制氢工艺说明
工艺流程简述一、总述本装置采用的是甲醇水蒸汽转化制氢技术，通过变压吸附分离（PSA ）的工艺方法生产纯氢，产品氢气的含量可达到99.99%。
流程主要分为甲醇蒸汽裂解转化和变压吸附分离两部分。
二、甲醇水蒸汽转化甲醇水蒸气转化过程分为配料、汽化、反应、脱酸、水冷以及水洗等过程组成，分述如下：1.配料甲醇经流量计输送到配料罐(V01)中层容器中(配料罐由上，中，下层三个不同的容器组成)，去离子水经流量计输送到去离子水罐(V02)中，配料由来自配料罐(V01)上层容器的洗涤液(来自水洗塔)和纯甲醇在配料罐(V01)的中层容器中进行，为保证反应的顺利进行，配料罐中层容器的甲醇质量浓度必须保持在50%左右。
配好的甲醇溶液由配料罐(V01)中层容器自流进入配料罐(V01)的下层容器中(使甲醇与去离子水能混合均匀)。
2.汽化原料液由配料罐(V01)下层容器经隔膜计量泵(P01)加压至约 1.1MPa(g)输送到螺旋板式换热器(E02)用脱酸反应器(R02)出口气体热量对其预热。
预热后的原料进入螺旋板式汽化器(E01)汽化成反应所需的原料气体(质量浓度为50%的甲醇-水蒸汽)。
汽化所需的热量由1.0MPa(g)的饱和蒸汽提供。
3.反应由汽化器(E01)汽化产生的原料气体进入反应器(R01)，反应器中填装有双功能催化剂，甲醇-水蒸汽通过催化剂在约230℃-280℃下一次完成裂解和转化二个反应，生成氢气和二氧化碳。
反应方程式如下：()()2/5.431/8.90222223mol KJ H CO O H CO mol KJ H CO OH CH ++→+-+→ 总的反应式为：mol KJ H CO O H OH CH /3.4732223-+→+整个反应过程是吸热的。
反应器(R01)催化裂解所需的热量由导热油提供。
4.脱酸及水冷从反应器(R01)出来的反应产物进入脱酸罐(R02)。
脱酸罐中的填料可脱除裂解气中的腐蚀性物质(主要为甲酸)。
甲醇转化说明
一甲醇转化制氢气工艺原理532897872965757615168甲醇转化制氢技术是以甲醇、脱盐水为主要原料，甲醇水蒸气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99.99%的产品氢气的工艺技术。
本技术分两部分即甲醇转化技术和变压吸附提纯技术。
甲醇和水的蒸汽在高于200℃的温度条件下通过专用的催化剂床层会发生转化反应，生成化学比例的氢气和二氧化碳。
其化学方程式如下：CH3OH+ H2O → CO2+3 H2－49.5 KJ/mol ⑴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：CH3OH → CO+2H2－90.7 KJ/mol ⑵CO+H2O → CO2+H2＋41.2 KJ/mol ⑶甲醇水蒸气转化反应为吸热反应。
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应高于230℃，而反应的高选择性是由高选择性的专用催化剂和操作工艺参数决定的。
甲醇水蒸汽转化反应为分子增加的反应，一般情况下加压不利于转化反应的正方向进行。
由于变压吸附技术和后续用户对氢气压力要求，为节约气体压缩过程的电耗，转化气一般可在0.7～2.5MPa间。
没有参与反应的甲醇经冷却冷凝后部分随反应转化带出，利用甲醇和水的物理性质进行水洗回收其中的甲醇，既降低原料甲醇的消耗，又可以减少后续变压吸附装置吸附剂装填量，提高氢气的回收率。
回收的甲醇在系统循环。
专用转化制氢催化剂是该转化工艺的核心，主要组分为氧化态的铜、锌、铝，活性组分为单质铜，在投料使用前进行还原活化，将氧化态的催化剂变为具有活性的单质铜。
催化剂的还原过程以氢气为还原剂，氮气作为为载体和稀释剂。
在催化剂使用初期，催化剂的活性较高，可在较低的温度下进行反应。
随着催化剂使用时间的延长，催化剂活性会逐渐下降，需逐渐提高反应温度以提高反应速度、保证甲醇的单程转化率和产气量。
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甲醇裂解制氢催化剂：科学实验与工业生产甲醇裂解制氢催化剂是一种重要的化学反应体系，既有科学实验价值，又有广泛的工业应用。
在本文中，我们将介绍甲醇裂解制氢催化剂的原理、制备方法、反应条件和应用领域，希望对您有所启发和帮助。
甲醇裂解制氢催化剂是基于甲醇分子的裂解反应，通过催化剂催化使甲醇分子裂解成为氢气和二氧化碳。
这种催化反应具有高效、可控、环保等特点，是一种重要的氢能源制备技术。
催化剂是甲醇裂解制氢技术的关键之一，催化剂的合理选择对反应率、产物选择性和催化剂寿命等方面有着重要的影响。
甲醇裂解制氢催化剂的制备方法通常包括物理和化学两种方法。
物理方法主要包括负载法、共沉淀法、物理吸附法等，化学方法主要包括沉淀法、共析法、浸渍法等。
催化剂的合理选择需要考虑到催化剂的活性、稳定性和使用成本等方面。
甲醇裂解制氢催化剂的反应条件包括温度、压力、甲醇和水的配比等。
甲醇与水的摩尔比例对反应的产物选择性有着重要的影响。
不同的反应条件可以对反应速率、产物选择性和催化剂寿命等方面产生影响，需要根据具体的应用需求进行选择。
甲醇裂解制氢催化剂在工业生产中应用广泛，包括氢能源、化学工业、食品工业等领域。
纳米催化剂的应用可以提高甲醇裂解制氢技
术的反应速率和产品选择性。
此外，配合其他催化技术，如催化重整、光催化等，可以提高甲醇裂解制氢技术的效率和使用范围。
甲醇裂解制氢催化剂是一种具有重要科学实验价值和工业应用价
值的技术。
在持续推进绿色低碳发展的今天，它必将成为氢能源发展
和遏制全球变暖的重要工具之一。