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    氢气的生产方法和应用基本状况

    发布时间:2017-10-30 14:28    来源:http://www.szwandi.cn/    作者:万安迪科技

      1。 氢气简介
      氢是公认的最洁净的燃料,也是重要的化工合成原料。但氢气不是一次能源,它是要从一次能源通过转换生产出来的能量载体。它又是一种气体燃料,在输送分配方面相对地存在着一定困难。中国又是一个以煤为主要一次能源的国家,所以,就要应用“环境、能效、经济”的生命周期研究方法,结合国情和地区的实际,用系统工程的眼光来全面地评估中国氢的生产和应用;要结合地区的实际,选择先进的技术,合理的方法来生产和应用氢,以获得最大的经济和环境效益。 出于此目的,我在这里对目前中国氢气的生产和应用的状况进行初步剖析,并对今后的发展提出很粗浅的看法,供大家研讨。
      2。 中国生产氢气和利用氢的基本状况
      (1)。氢的主要生产方法 目前氢气主要是作为一种中间产品而生产的。它是进一步化工合成加氢的重要原料。它主要是由化石能源天然气(CH4)、原油(烃)和煤作为原料和水蒸汽在高温下重整、气化或烃类部分氧化转化生成。在转化过程中,化石能源中的碳首先变为CO(或CO2)。为了多得到氢,又通过水汽变换反应CO+H2O=H2+CO2,把把CO进一步转化为CO2 。所以,由化石能制氢就会排放CO2。其CO2排放量:煤>油>天然气,这是由原料的碳氢比所决定的。氢也可由电解水(盐水)生产,但这是一种较昂贵的方法,一般是在特殊的生产目的下的副产品,例如氯碱工业;或是为了获得特殊需要的氢(如火箭燃料)。电解法制氢只有在利用水电或太阳能光解水时,才可以说是合理的。炼油厂和一些化工过程也会副产一些氢气,但这些都不是最主要的生产氢的方法。
      (2)。氢的利用
      在中国氢主要是作为化工合成的中间产品或原料,目前在中国氢作为直接产品或燃料的量是较少的。当前在中国氢是较贵和较缺的(相对于其他国家来说),主要是因为我国一次能源是以煤为主,煤比石油,天然气含氢量少,制氢过程就需要用更多的蒸汽,要消耗较多的能量。氢最大量的用处是在合成氨,世界上~60%的氢是用在合成氨上(~6´; 1012立方英尺)中国的比例更高。下一节将具体列出中国合成氨的产量和以煤、天然气和轻油为原料的比例。
      为了改善环境的要求,目前对汽、柴油的质量要求在不断提高,炼油过程的加氢裂化和加氢精制过程,也需要应用大量的氢气,炼油厂重整等过程副产的氢气是远不够用的。有加氢裂化和加氢精制装置的厂,都需另加轻油蒸汽重整(或部分氧化)的制氢装置。
      另一项较大量的氢气用处是利用合成气(CO/H2)合成甲醇。在一些技术发达的国家,甲醇主要是用来生产MTBE作为汽油的添加剂。在中国由于C4烯烃的量有限,合成MTBE消耗甲醇量的比例不是很高。甲醇既是重要的化工原料,本身也是一种很好的发动机燃料。因此,甲醇是最重要的C1化工产品。开辟甲醇的应用范围和其下游产品,将对优化利用化石能源起到重要作用。
      一碳化工过程将是利用氢气(合成气H2/CO)的重要方面。例如OXO反应可以从烯烃生产醛和进一步加氢生产醇(重要的增塑剂)。从合成气也可直接或间接合成液体燃料、烯烃和其他重要的含氧化合物(除了甲醇以外的其他醇、醋酸、醋酐、二甲醚、甲酸、甲酸甲酯等等)。
      氢气也是其他有机化合物加氢过程的原料。煤的直接液化过程就需要大量的氢作为中间原料。煤的间接液化(F-T合成)、甲烷化反应,也都需要大量的氢气。 液氢是中国火箭推进的主要燃料。 由于燃料电池技术新的发展,氢气作为燃料电池的燃料,展现了极广泛的和潜在的市场。如何从规划及技术上准备和迎接这一必然要到来的发展,将是一项极为重大的事情。

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