工藝原理

甲醇裂解工藝原理

按照一定比例配制的甲醇與水混合過熱蒸汽在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑作用，同時發生催化裂解反應和一氧化碳變換反應，最終生成氫氣、二氧化碳的混合氣。

甲醇加水裂解反應是一個多組份、多反應的氣固催化復雜反應系統。

主要反應為：

CH₃OH ? CO+2H₂-90.7kJ/mol

CO＋H₂O ? CO₂+H₂+41.2kJ/mol

總反應為：

CH₃OH＋H₂O ? CO₂+3H₂-49.5kJ/mol

反應后的混合氣體經換熱、冷凝、分離后，即得到氫含量～74%、CO2含量～24.5%，CO含量～0.5%的轉化氣，甲醇的單程轉化率95%以上，未反應的原料（甲醇、脫鹽水）返回原料系統循環使用。轉化氣送變壓吸附裝置分離提純，得到高純度的產品氫氣。

工藝流程簡介

甲醇裂解制氫工藝流程原理框圖如下:

工藝簡述

來自管網的溫度為常溫,壓力約～4MPa(G)的天然氣經調壓站后，經穩壓閥至2.5 MPa(G)，一小部分繼續減壓至0.3 MPa(G)后去轉化爐燃燒器作燃料使用，剩余大部分與循環氫混合后進入原料氣緩沖罐。

原料氣再經流量調節后進入轉化爐對流段加熱至～360℃進入鈷鉬加氫催化劑/氧化鋅脫硫槽，使原料氣中的硫脫至0.1ppm以下。脫硫后的原料氣與工藝蒸汽按一定比例（摩爾比約為1：3.2）混合，進入混合氣過熱器，進一步預熱至～580℃。進入轉化爐管，在催化劑床層中，甲烷與水蒸汽反應生成H₂、CO、CO₂，甲烷轉化所需熱量由轉化爐燒嘴燃燒混合氣提供。轉化氣出轉化爐的殘余甲烷含量～4.0%(干基)，溫度為～830℃，進入廢熱鍋爐產生工藝蒸汽。

出廢鍋轉化氣溫度約為350℃進入中溫變換反應器，在鐵系催化劑的作用下CO和水蒸汽變換為CO₂和H₂，變換氣進入變換后換熱器，與鍋爐給水換熱，再依次進入脫鹽水預熱器和循環冷卻水，逐步回收熱量最終冷卻到40℃以下，再經氣液分離器分液后進入PSA工序。工藝冷凝液進入酸性水汽提體塔汽提，液相作為鍋爐補水，無排放，環保節能。

變壓吸附（PSA）裝置利用氣體在吸附劑上的吸附量隨氣體分壓增加而增加的原理，在一定壓力下吸附CO₂、CO等雜質，弱吸附組份氫氣則通過吸附床作為產品輸出；而通過降低吸附床壓力使被吸附的CO₂、CO解吸，從而使吸附劑得到再生。主要是將H₂與其他氣體徹底分離的同時，得到99.9%+的H₂，解吸氣大部分是氫氣，故送轉化爐作燃料。

產品選型