[发明专利]一种甲醇裂解制备氢气的工艺

说明书

本发明涉及氢气制备技术领域，具体涉及一种甲醇裂解制备氢气的工艺，步骤如下：将甲醇和脱盐水按摩尔比1：0.5～0.9在循环液储槽内混合均匀，得甲醇水溶液；将中甲醇水溶液由计量泵输送到换热器壳程进行初步预热；将初步预热后的甲醇水溶液导入汽化塔内汽化，获得甲醇水蒸汽；将加热后的甲醇水蒸汽导入转化炉，利用催化剂使甲醇水蒸汽发生裂解反应，获得转化气；将转化气导入换热器管程与壳程；将降温后的转化气导入水洗塔进行吸收分离，通过水洗塔塔顶喷淋脱盐水对未反应的甲醇进行回收；经过水洗后获得裂解气，送至膜分离装置进行分离提纯；本发明利用NiO/TiO₂‑SiO₂对催化剂改性，提升甲醇裂解制氢和一氧化碳选择性，减少了其他各种副反应的发生。

技术领域

本发明涉及氢气制备技术领域，具体涉及一种甲醇裂解制备氢气的工艺。

背景技术

在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境；而煤和石油燃烧生成的是二氧化碳和二氧化硫，可分别产生温室效应和酸雨。煤和石油的储量是有限的，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。氢是一种无色的气体。燃烧一克氢能释放出142千焦尔的热量，是汽油发热量的3倍。氢的重量特别轻，它比汽油、天然气、煤油都轻多了，因而携带、运送方便，是航天、航空等高速飞行交通工具最合适的燃料。氢在氧气里能够燃烧，氢气火焰的温度可高达2500℃，因而人们常用氢气切割或者焊接钢铁材料。本发明提供了一种甲醇裂解制备氢气的工艺，可以连续生产高纯高压氢气，满足对氢气使用的要求

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明催化剂为铜系催化剂，其组成为CuO-NiO/TiO₂-SiO₂，利用NiO/TiO₂-SiO₂对催化剂改性，提升甲醇裂解制氢和一氧化碳选择性，减少了其他各种副反应的发生；将水洗后获得裂解气，送至膜分离装置进行分离提纯，进一步显著提高裂解气中一氧化碳和氢气的回收效率；本发明甲醇的转化率稳定在99％以上，未反应的甲醇回收重复利用，节约成本。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种甲醇裂解制备氢气的工艺，步骤如下：

1)将甲醇和脱盐水按摩尔比1：0.5～0.9在循环液储槽内混合均匀，得甲醇水溶液。

2)将中甲醇水溶液由计量泵输送到换热器壳程进行初步预热；

3)将初步预热后的甲醇水溶液导入汽化塔内汽化，获得甲醇水蒸汽，当汽化塔内压力提至1.05MPa时用导热油加热，使汽化塔出口的温度达到170℃；

4)将加热后的甲醇水蒸汽导入转化炉，利用催化剂使甲醇水蒸汽发生裂解反应，获得转化气；

5)将转化气导入换热器管程与壳程，甲醇水溶液换热回收热量后进入冷却器壳程降温，冷却器管程用循环水降温至30～40℃；

6)将降温后的转化气导入水洗塔进行吸收分离，通过水洗塔塔顶喷淋脱盐水对未反应的甲醇进行回收；

7)经过水洗后获得裂解气，送至膜分离装置进行分离提纯。

优先的，所述步骤1)中甲醇和脱盐水按摩尔比1：0.55在循环液储槽内进行混合。

优先的，所述步骤2)中甲醇水溶液初步预热温度为75～100℃。

优先的，所述步骤4)中转化炉的压力为1.05MPa，温度为250-300℃。