山東甲醇重整變壓吸附提氫吸附劑

近日，中國石油石化院氫提純制燃料電池用氫吸附劑在中國石油華北石化分公司500Nm3/h重整氫變壓吸附提純工業(yè)裝置完成工業(yè)應(yīng)用，滿負荷生產(chǎn)條件下，氫氣收率達到86.3%（考核指標85%），產(chǎn)品質(zhì)量滿足GB/T37244-2018《質(zhì)子交換膜燃料電池汽車用燃料氫氣》和GB/T3634.2-2011《高純氫》要求。發(fā)展氫能是中國石油保障國家能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略選擇，工業(yè)副產(chǎn)氫變壓吸附提純是目前低成本的燃料電池氫生產(chǎn)方式，而吸附劑的性能是決定副產(chǎn)氫提純效率和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。此次自主研發(fā)吸附劑的工業(yè)應(yīng)用成功，也標志著石化院開啟了打通副產(chǎn)氫提純技術(shù)開發(fā)自主化道路。通過變壓吸附技術(shù)，可以實現(xiàn)高效、低成本的氫氣提取。山東甲醇重整變壓吸附提氫吸附劑

變壓吸附技術(shù)是以吸附劑(多孔固體物質(zhì))內(nèi)部表面對氣體分子的物理吸附為基礎(chǔ),利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點組份、不易吸附低沸點組份和高壓下吸附量增加(吸附組份)低壓下吸附量減小(解吸組份)的特性。將原料氣在壓力下通過吸附劑床層，相對于氫的高沸點雜質(zhì)組份被選擇性吸附，低沸點組份的氫不易吸附而通過吸附劑床層(作為產(chǎn)品輸出)，達到氫和雜質(zhì)組份的分離。然后在減壓下解吸被吸附的雜質(zhì)組份使吸附劑獲得再生，已利于下一次再次進行吸附分離雜質(zhì)。這種壓力下吸附雜質(zhì)提純氫氣、減壓下解吸雜質(zhì)使吸附劑再生的循環(huán)便是變壓吸附過程。多層變壓吸附的作用在于:保證在任何時刻都有相同數(shù)量的吸附床處于吸附狀態(tài)，使產(chǎn)品能連續(xù)穩(wěn)定地輸出:保證適當(dāng)?shù)木鶋捍螖?shù)，使產(chǎn)品有較高的提取率。在變壓吸附過程中，吸附床內(nèi)吸附劑解吸時依靠降低雜質(zhì)分壓實現(xiàn)的，本裝置采用的方法是:常壓解吸降低吸附床壓力(泄壓)逆放解吸沖洗解吸山東甲醇重整變壓吸附提氫吸附劑這種吸附劑可以在不同氣體組成下實現(xiàn)氫氣的選擇性吸附。

干燥塔的再生過程包括加熱再生和吹冷兩個步驟在加熱再生過程中，另一路再生氫氣首先經(jīng)預(yù)干燥塔進行干燥，然后經(jīng)加熱器升溫至140-160后沖洗需要再生的干燥塔，使吸附劑升溫、其中的水分得以解吸出來，解吸氣經(jīng)冷卻和分液后再與另一路氫氣回合，然后去處于干燥狀態(tài)的干燥塔進行干燥。在吹冷過程中，再生氫氣直接去處于再生狀態(tài)的干燥塔，將干燥塔溫度降至常溫，然后再經(jīng)加熱器加熱后去預(yù)干燥塔，對預(yù)干燥塔中的干燥劑進行加溫干燥，然后經(jīng)冷卻和分液后再與另一路氫氣回合，去處于干燥狀態(tài)的干燥塔進行干燥。

吸附劑工業(yè)PSA-H2裝置所選用的吸附劑都是具有較大比表面積的固體顆粒，主要有:活性氧化鋁類活性炭類·硅膠類·分子篩類吸附劑另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的特殊吸附材料，如CO吸附劑和碳分子篩等吸附劑重要的物理特征包括孔容積、孔徑分布、表面積和表面性質(zhì)等。不同的吸附劑由于有不同的孔隙大小分布、不同的比表面積和不同的表面性質(zhì)，因而對混合氣體中的各組分具有不同的吸附能力和吸附容量。吸附劑對各種氣體的吸附性能主要是通過實驗測定的吸附等溫線和動態(tài)下的穿透曲線來評價的。優(yōu)良的吸附性能和較大的吸附容量是實現(xiàn)吸附分離的基本條件.采用變壓吸附技術(shù)可以有效地控制吸附劑的吸附/解吸過程，從而實現(xiàn)高效的氫氣儲存和釋放。

PEM，是質(zhì)子交換膜（Proton Exchange Membrane）的英文縮寫，PEM電解水制氫是一種新興的制氫技術(shù)。它的工作原理是水分子首先在陽極催化劑（如貴金屬銥催化劑）的催化作用下分解成氧氣和氫正離子（H+），隨后H+穿過陰陽極之間的PEM膜，進而在陰極催化劑（如貴金屬鉑催化劑）的催化下生成氫氣。由于在陰極產(chǎn)生的氫氣和陽極產(chǎn)生氧氣會被PEM膜分隔開來，因此PEM電解水制氫的產(chǎn)氫純度高（＞99.99%）。并且具有能量轉(zhuǎn)化效率高、響應(yīng)速度快、占地面積小等優(yōu)點。PEM電解水制氫作為一種綠色高效的制氫技術(shù)，將助力“雙碳”目標的實現(xiàn)起到重要促進作用。變壓吸附提氫吸附劑可以通過改變吸附劑的晶體結(jié)構(gòu)來調(diào)節(jié)氫氣的吸附性能。山東甲醇重整變壓吸附提氫吸附劑

變壓吸附提氫技術(shù)不僅可以用于從氣體混合物中分離氫氣，還可以用于其他需要氣體分離的應(yīng)用領(lǐng)域。山東甲醇重整變壓吸附提氫吸附劑

甲醇在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑，在催化劑的作用下,發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)，這是一個氣固催化反應(yīng)，(1)甲醇經(jīng)加壓、計量送入換熱器，再經(jīng)過過熱器達到反應(yīng)所需溫度后送入裂解反應(yīng)器。在固定床催化反應(yīng)器內(nèi)進行甲醇裂解反應(yīng)，生成H2和CO?？筛鶕?jù)用戶需求，如需99.99%的純氫，則增加變壓吸附提氫即可。主要原料要求甲醇：符合GB338-2011，工業(yè)一級，純度≥99.5%，氯離子≤0.1mg/L甲醇裂解裝置操作溫度:250~300℃操作壓力:0.1~0.5MPa（可調(diào)）。山東甲醇重整變壓吸附提氫吸附劑