高温重整制氢是一种常用的氢气生产方法,其原理主要涉及到两个步骤:重整反应和水气反应。重整反应是指将碳氢化合物(如天然气、石油、甲醇等)在高温(700-1100C和高压2-30MPa)的条件下通过催化剂的作用,将其分解为一氧化碳和氢气的混合物。这个混合物通常被称为合成气。重整反应的化学反应式如fCH4+H20-CO+3H2CnHm+nH20-nCO+in+m/2)H2在重整反应中,催化剂通常是由铭、铜、锌、铝、镍等元素组成的复合催化剂。这些元素能够促进碳氢化合物的分解,从而提高合成气的产率。水气反应是指将合成气在一定温度(200-400°C)和压力下,通过水气变换反应(CO+H20-CO2+H2)将氧化碳转化为二氧化碳和氢气的混合物。水气反应的化学反应式如下:CO+H20+CO2+H2在水气反应中,催化剂通常是氧化锌、氧化铬、氧化铜等金属氧化物催化剂。这些催化剂能够促进CO和H20的反应,从而提高氢气的产率。综上所述,高温重整制氢的原理是通过重整反应将碳氢化合物分解为一氧化碳选择合适的甲醇制氢催化剂能够提高氢气的产量和纯度。江苏推广甲醇制氢催化剂
高分子原料领域,以甲醇(煤)制烯烃(CTO/MTO)为例,现阶段绿氢需求以头部企业的产能升级主要推动力。截至2022年底国内已建成CTO/MTO产能1772万吨/年,占烯烃总产能的20%左右。其中中石化、中煤等国企的CTO/MTO产能占比达到50%左右;民营企业中以宝丰集团规模,产能占比超过10%。2020年开始,宝丰、中石化、中煤等企业陆续开展蓝醇(参考国际名称,特指不完全零碳的甲醇,即绿氢耦合煤制甲醇)制烯烃的示范,合计涉及烯烃产能超50万吨/年,预计2025年左右可全部投运。云南资质甲醇制氢催化剂甲醇制氢催化剂的制备方法包括溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
中国制造目前正处于发展的黄金时期。中国每年加工近6亿吨石油,其中渣油含量达到了1.3~1.6亿吨。以70~80%的转化率计,这部分渣油至少能产出5000~8000万吨轻油,顶得上3~4个2000万吨大型炼油厂的年加工量!既然是全新开发的技术,当然可以避免走许多的弯路。首当其冲的,就是如何去掉麻烦的循环泵。从源头分析可以发现,循环泵的存在必要性是维持催化剂流化。那么如果让催化剂变得易于流化,是否可以免去循环泵的困扰?沿着这个思路,中国开发出新型的球形催化剂,并降低催化剂直径,达到500μm,使催化剂的流化性能提高了4~8倍。通过优化催化剂生产过程,控制球形催化剂生产成本与条形相当,中国解决了催化剂对沸腾床反应器的限制。中国的石油炼制能力走在世界前沿,并逐渐甩开了欧美。中国这次开辟的全新技术路线,这意味着中国也有能力开发出一套完全原创、自主研发的高科技技术。未来以中石化STRONG沸腾床技术为技术平台,国内多家炼油厂将充分利用重质油、渣油、沥青资源,实现渣油真正的变废为宝。
12月1日,我国自主研发制造的实船应用甲醇燃料供给系统研制成功。经测试,船舶甲醇燃料供给系统各项技术指标达到行业水平,成功获得由船级社颁发的认可。甲醇是一种船用清洁燃料,具有非常好的经济性和安全性,受到全球航运市场的青睐。研制成功的国产船舶甲醇燃料供给系统就是船舶能使用甲醇作为燃料的设备之一,实现国产化也意味着在新能源动力船舶领域有了更强的市场竞争力。船舶通过使用甲醇作为燃料不仅可实现船舶燃料全生命周期的碳中和,自主研制的新燃料供给系统也将为造船产业链补链,推动绿色船舶自主配套和国产化提供新动能。甲醇制氢催化剂的研究对于解决能源问题具有重要意义。
甲醇的多元化生产路径中,绿氢可与多条路径耦合。其中,以煤制甲醇、电炉尾气制甲醇、CO2加氢制甲醇、生物甲醇为例,其中存在一定规模的绿氢需求空间。能景研究认为:对传统煤制甲醇来说,绿氢可帮助满足政策指标要求下实现扩产。使用绿氢替代已有产能中的煤制氢部分,降低煤炭消耗,可腾出一定的能耗、碳排放指标,在无产能指标限制的省份实现扩产。对CO2加氢制甲醇,绿氢对其场景开拓起重要补充作用。国内现有的CO2加氢制甲醇项目多搭配生产副产氢气的炼焦工厂开展,而在开展了CCUS项目却缺乏副产氢的地区,需依靠绿氢作为氢源。对电炉尾气制甲醇、生物甲醇起到补氢增产作用。电炉尾气H2/CO含量比约0.03~0.15,生物质气/汽化气同样碳多氢少,远达不到甲醇合成的2:1要求。而引入绿氢作为补充可提高碳资源利用率提高产能,尤其对生物甲醇,可缓解生物质供应紧张压力。甲醇制氢催化剂的制备方法也是研究的重点之一。江苏新能源甲醇制氢催化剂
甲醇制氢催化剂的优化可以提高其催化效率和经济性。江苏推广甲醇制氢催化剂
甲醇部分氧化制氢甲醇部分氧化制氢是放热反应,可对外提供热量,其主要副产物为CO2,可降低CO含量。在以氧气作为氧化剂时,所产生的氢气浓度可达66%;但在以空气为氧化剂时,氢气浓度为41%。甲醇部分氧化与甲醇水蒸气重整反应相比,有以下优点:反应是放热反应,在接近230℃时,反应速度快,当用氧气代替水蒸气做氧化剂,效率更高。但用空气做氧化剂时,会带入氮气降低氢含量,为后续分离提出带来困难。潘相敏等[5]制备CuZnAlZr整体式催化剂,并考察了水醇比、氧醇比和液体空速等条件对该催化剂上甲醇氧化重整制氢反应的影响,实验得到***反应条件为水醇摩尔比1,氧醇摩尔比0.22,液体空速0.96h-1。亓爱笃等[8]在Cr-Zn氧化物催化剂上考察了各种工艺条件对甲醇氧化重整制氢过程的影响。通过正交试验对甲醇的转化率、氢气的选择率、氢产率和产物中CO、CO2的浓度影响程度为反应温度>氧醇比>水醇比。江苏推广甲醇制氢催化剂
阴离子交换膜电解水技术(AEM):能够生产低成本的氢气,需突破关键材料技术限制。电解槽结构类似于PEM电解槽,主要由阴离子交换膜、过渡金属催化电极极板、气体扩散层和垫片等组成,常使用纯水或低浓度碱溶液作为电解质。阴离子交换膜可以传导氢氧根离子,并阻隔气体和电子直接在电极间传递。AEM电解水技术工作原理为,水从阳极过阴离子交换膜到阴极,接受电子产生氢气和氢氧根离子,氢氧根离子穿过阴离子交换膜到阳极,释放电子生成氧气。氢氧根穿过阴离子交换膜回到阳极并放出电子产生氧气,氧气随后通过气体扩散层与电解液一起流出。AEM电解水技术使用廉价的非贵金属催化剂和碳氢膜,具有成本低、电流密度较大等,并且可以与可再...