甲醇轉(zhuǎn)化制氫技術(shù)是以甲醇、脫鹽水為主要原料，甲醇水蒸汽在催化劑床層轉(zhuǎn)化成主要含氫氣和二氧化碳的轉(zhuǎn)化氣，該轉(zhuǎn)化氣再經(jīng)變壓吸附技術(shù)提純，得到純度為99.9～99.999%的產(chǎn)品氫氣的工藝技術(shù)

1.1工藝原理

1.1.甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化工藝原理

甲醇、脫鹽水混合后經(jīng)加熱汽化、過熱后進入轉(zhuǎn)化器，甲醇、水蒸汽在一定溫度下通過轉(zhuǎn)化器的專用催化劑床層發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成氫氣和二氧化碳。其化學(xué)方程式如下：

CH3OH + H2O → CO2 + 3H2 – 49.5 KJ/mol （1）

轉(zhuǎn)化反應(yīng)的同時伴隨有副產(chǎn)物CO生成，經(jīng)過對反應(yīng)熱力學(xué)和反應(yīng)機理的研究，結(jié)果表明該轉(zhuǎn)化反應(yīng)是由兩步反應(yīng)完成的，即甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳變換反應(yīng)。其過程方程式如下：

甲醇裂解 CH3OH → CO + 2H2 – 90.7 KJ/mol （2）

變換 CO + H2O → CO2 + H2 + 41.2 KJ/mol （3）

總反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，為節(jié)約能耗和物耗，需保證反應(yīng)在高單程轉(zhuǎn)化率和高選擇性下進行，所以一般控制反應(yīng)溫度為230～290℃，故需熱載體供熱，裝置原料的汽化、過熱、反應(yīng)由熱載體導(dǎo)熱油供熱。

由于甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)為增加分子的反應(yīng)，從理論上說，壓力太高不利于反應(yīng)的進行。但為了滿足氫氣的使用壓力和變壓吸附分離對壓力的要求，一般采用的操作壓力范圍是0.9～2.0 MPa。

工藝過程包括原料液換熱、汽化、過熱、反應(yīng)、降溫及水洗等，轉(zhuǎn)化氣送出前先進行水洗不但可回收夾帶的甲醇、降低甲醇消耗，而且可大大降少從弛放氣排出的甲醇量，有利于環(huán)境保護。

1.2 變壓吸附氣體分離技術(shù)工藝原理

研究發(fā)現(xiàn)一些具有發(fā)達微孔結(jié)構(gòu)的固體材料對流體分子具有吸附作用，這類吸附材料被稱為吸附劑。當(dāng)流體分子與固體吸附劑接觸后，吸附作用隨即會發(fā)生。

吸附過程有以下特性：

（1）吸附劑對氣體的吸附有選擇性，即不同氣體在吸附劑上的吸附量是有差別的；

（2）氣體在吸附劑上的吸附量隨其分壓的降低而減少。

吸附的結(jié)果導(dǎo)致被吸附的分子在流體中和在吸附劑表面呈現(xiàn)不同的濃度分布，被吸附的分子在吸附劑表面得到富集。變壓吸附就是利用這些特性，在較高壓力下進行吸附，此時吸附量較小的弱吸附組分如H2通過吸附劑床層作為產(chǎn)品輸出，吸附量較大的強吸附組分（如CO、CO2等雜質(zhì)）則被吸附留在床層；而通過降低床層壓力（被吸附組分分壓也隨之降低），使被吸附組分從吸附床解吸出來、吸附劑獲得再生。

變壓吸附過程在一定壓力下進行吸附，在低壓下進行解吸。由于吸附循環(huán)周期短，吸附熱來不及散失，可供解吸之用，所以吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，吸附過程可近似看做等溫過程。

1.3 產(chǎn)品指標(biāo)