甲醇重整制氫
甲醇轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)是以甲醇、脫鹽水為主要原料 ,甲醇水蒸氣在催化劑床層轉(zhuǎn)化成 主要含氫氣和二氧化碳的轉(zhuǎn)化氣 ,該轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)變壓吸附
技術(shù)提純得到純度為 99.99% 的產(chǎn)品氫氣的工藝技術(shù)。
(1)甲醇轉(zhuǎn)化鐒氫氣工藝原理
甲醇蒸汽在高于200℃的溫度條件下通過專用的催化劑床層發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng),生成化學(xué)比例的氫氣和二氧化碳。其化學(xué)方程式如下:
CH3OH+H20—CO2+3H2-49.5mol ;
轉(zhuǎn)化反應(yīng)的同時(shí)伴隨有副產(chǎn)物一氧化碳(CO)生成 ,經(jīng)過對(duì)反應(yīng)熱力學(xué)和反應(yīng)機(jī)理的研究,結(jié)果表明該轉(zhuǎn)化反應(yīng)是由兩步反應(yīng)完成的,即甲
醇裂解反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng)。其過程方程式如下:
CH3OH _+CO +2H2 —90.7 kJ/tool(2) CO+H20 .÷CO2+H2 +41.2 kJ/mol(3) ;
甲醇水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。為節(jié)約能耗和物耗 ,需保證反應(yīng)在高單程轉(zhuǎn)化率和高選擇 性下進(jìn)行,所以一般控制反應(yīng)溫度應(yīng)高于230℃,
而反應(yīng)的高選擇性是由高選擇性的專用催化劑和操作工藝參數(shù)決定的。
甲醇水蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)為分子增加的反應(yīng) ,一 般情況下加壓不利于轉(zhuǎn)化反應(yīng) 的正方向進(jìn)行由于變壓吸附技術(shù)和后續(xù)用戶對(duì)氫氣壓力要求 ,為
節(jié)約氣體壓縮過程的電耗,轉(zhuǎn)化氣一般可在0.7-2.5MPa之間。
沒有參與反映的甲醇經(jīng)過冷卻冷凝后部分隨反應(yīng)轉(zhuǎn)化帶出,利用甲醇和水的混和液進(jìn)行水洗回收其中的甲醇,降低原料甲醇的消耗,又可以
提高氫氣的回收率 。回收的甲醇可在系統(tǒng)循環(huán)利用 。
1.2路汽化器(可擴(kuò)展至更多路),甲醇和H2O 流量5mL/min-500mL/min;
2.氣體流量控制精度:±1%;
3.配有1路吹掃氣,Ar默認(rèn)流量1000mL/min;
4.配恒流高壓雙柱塞泵;
5.操作壓力: 微正壓(主要用于克服系統(tǒng)的壓力降);
6.設(shè)計(jì)反應(yīng)溫度:100 ℃ -400℃,配程序控溫,開式加熱爐;
7.設(shè)計(jì)壓力:常壓, <0.6Mpa,反應(yīng)區(qū)可恒定壓力;
8.催化劑裝填量:1g---2000g;
9.材質(zhì):陶瓷/SUS310S;
10.壓力顯示精度:±0.01MPa;
11.溫度顯示精度:±0.1℃;
12.溫度控制精度:±1℃;
13.流量控制精度:±1%F.S
14.控制系統(tǒng):系統(tǒng)采用PLC加觸摸屏計(jì)算機(jī)(含)聯(lián)合控制,在觸摸屏上可實(shí)現(xiàn)99%實(shí)時(shí)讀取測(cè)
量值、給定值、設(shè)置參數(shù)并具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和導(dǎo)出功能;
清華大學(xué) | 中科院熱物理研究所 |
中國(guó)石油大學(xué) | 大連理工大學(xué) |
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