氢气的制法.pptx

制作人:刘金萍
兰州石化职业技术学院
lanzhoushihuazhiyejishuxueyuan
氢气工业制取方法简介与前景
行业前景
随着环保法规的日益严格,对生产高标准清洁燃料的需要,原油重质化趋势及高含硫原油的增长,,随着原油资源日益短缺, 加工的原油明显变重,原油中的硫和重金属含量呈显著增加的趋势,国内外汽,煤,柴等油品质量正逐渐升级换代. 作为油品轻质化和提高产品质量重要手段的各种加氢工艺, 近几年得到了普遍的重视和飞速发展,加氢工艺已
成为新世纪炼油工业的核心技术,氢气的需求量大幅度增加,这将极大的刺激制氢技术的发展. 炼油厂氢气主要来源为工艺装置付产氢气,,仅占氢气来源的36%, 回收远不能满足全厂氢气的要求,仅占氢气来源的36%, 各种制氢装置的产氢在炼油厂中占64%,居主导地位. 各种制氢装置的产氢在炼油厂中占64%,居主导地位.
氢气的工业制法
工业上制氢气要考虑到原料、能量来源、成本和设备情况,也要根据所需氢气的纯度和用量来制造氢气,现把主要方法简介于下:
一、电解水制氢
多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气,阴极出氢气。该方法成本较高,但产品纯度大,%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供:①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等,②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂,③制取多晶硅、锗等半导体原材料,④油脂氢化,⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。
电解水法在电解槽中,电解25%NaOH溶液,温度控制在80~85℃,在阴极上析出氢气,在阳极上析出氧气。
在阴极上 4H++4e===2H2
在阳极上 4OH-====2H2O+O2+4e
因为H+和OH-来自H2O的电离,所以电解H2O的反应是:
用这种方法制得的氢气,含杂质很少,%~%。
二,电解食盐水法
在***碱工业中,电解食盐的饱和溶液,温度控制在70~80℃,除得到***气和氢氧化钠外,同时可制得氢气。主要反应如下:
在阳极上 2Cl-====Cl2+2e
在阴极上 2H++2e====H2
在阴极附近积集了OH-离子和Na+离子。
三、水煤气法制氢
用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O→CO+H2─热)。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气,这种方法制氢成本较低产量很大,设备较多,在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇,还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
水煤气转化法先将水蒸气通过灼热的无烟煤或焦炭,制得水煤气:
再将水煤气与过量水蒸气混合,在450~550℃和催化剂的作用下,使水煤气中的一氧化碳转化为二氧化碳,并增加了混合气体中氢气的含量。
最后将二氧化碳和氢气的混合气体加压(12~30大气压),经过水洗或用氨水吸收以除去二氧化碳,而分离出氢气。
四、由石油热裂的合成气和天然气制氢
石油热裂副产的氢气产量很大,常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气,这种制氢方法在世界上很多国家都采用,在我国的石油化工基地如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气
石油热裂副产的氢气产量很大,常用于汽油加氢,石油化工和化肥厂所需的氢气,这种制氢方法在世界上很多国家都采用,在我国的石油化工基地如在庆化肥厂,渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气
从天然气、炼厂气(石油炼制厂的副产气体)、油田气等气体燃料中获得氢气。
在这些燃料气体中都含有大量的碳氢化合物。在一定条件下,可以和水蒸气或氧气反应,生成一氧化碳和氢气。例如,以甲烷为主要成分的天然气(甲烷含量在95%以上)和水蒸气在800~1000℃时以镍为催化剂,即可转化为一氧化碳和氢气。
又如,在炼厂气中含有氢气和甲烷9~40%,其它碳氢化合物91~60%,在高温下,借催化剂的作用,将氧气和过量的炼厂气进行部分氧化反应,可制得一氧化碳和氢气
从上述一氧化碳和氢气的混合气体分离出氢气的方法,
与水煤气转化法相同。
六、焦炉煤气冷冻制氢
把经初步提净的焦炉气冷冻加压,使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用(如前苏联的Ke Mepobo工厂)。
七、电解食盐水的副产氢
在***碱工业中副产多量较纯氢气,除供合