甲醇转化制氢和保护气技术 江一蛟 陶鹏万 西南化工研究设计院， 成都 610225 1．前言 氢气在工业上具有广泛的用途。传统大规模制氢工艺都采用以天然气、轻油、煤焦等为原料造气，再用深冷式吸收吸附法分离提取纯氢气，工艺复杂，投资大，能耗高，只适用于大规模用户。中小用户采用电解水制氢，其最大缺点是电耗大，且氢气纯度低，杂质较多。近年来由于变压吸附技术的迅速发展，从氨厂、炼厂或其他石油化工过程产生的含氢气体中回收氢气已成为氢气的重要来源，但这要受到具体条件的限制。 近年来，由于电子工业、玻璃工业、油脂加氢、林产品和农产品加工、精细化工、生物工程、气象等工业的迅速发展，对纯氢的需求量急速增加。另外，粉末冶金、机械和钢铁淬火、灯泡制造等工业对含氢保护气的需求量在迅速增多。由于这些行业比较分散，量多面广，且单台用氢量不大（20～1000 Nm 3/h），迫切需要解决来源方便的中小型氢源。甲醇转化制氢和保护气技术是一条可供选择的重要途径，受到国内外的普遍关注，这是因为甲醇转化制氢有其独特的优点：与以轻油煤焦等为原料的大规模制氢工艺相比，工艺流程短，设备简单，故投资和能耗低，同规模相比可节能 50％；与电解水制氢相比，甲醇转化制氢电耗可降低 90％以上，生产成本可降低 30～50％，氢气质量远优于电解氢。而且，甲醇转化造气具有很大的灵活性，用纯甲醇分解可制取组成为 H2:CO=2:1 合成气，不含任何有毒物，适合精细化工和科研单位之用。用甲醇和水一起反应转化，可制取组成为 H2:CO2=3:1 的转化气，可用作提取纯氢和食品级二氧化碳的原料气。如果改变甲醇和水的进料比例，可制取含 CO 1～30%，CO2 1～24％各种含氢保护气，可满足不同用户的需求。另外，国内甲醇原料充足，运输储存方便，甲醇纯度高，不含有毒杂质，使转化和分离工艺简单，易于操作。特别是小型的制氢或保护气装置可做成可移动式的机组，便于搬动和使用。 早在八十年代，日本、美国、西欧等国相继开展甲醇转化制氢的研究工作，之后推出了甲醇转化制氢成套技术和装置。国内西南化工研究设计院于八十年代末，首先开展了甲醇转化制氢的研究工作，并于 1993 年 5 月实现了工业化应用，现已建多套工业化装置。目前，由于国内甲醇原料充足，价格持续稳定或趋于下降，甲醇转化已成了中小用户解决氢源的主要方法。 2. 反应机理 2.1 甲醇分解反应 甲醇热分解反应主要生成氢气和 CO，按反应式(1)进行： CH3OH ...
