用于分布式制氢的甲烷蒸汽重整膜反应器的数值模拟

采用反应-分离集成的膜反应器进行分布式制氢,对简化工艺、降低能耗、提升技术经济性至关重要。本文采用数学模型对甲烷蒸汽重整制氢过程膜反应器进行模拟,系统分析了渗透侧操作策略、反应压力、反应温度、钯基膜性能、催化剂性能对反应器行为的影响;并以1m³/h甲烷最大程度转化为目标进行分布式制氢案例分析,详细比较膜反应器技术与“常规反应器+膜分离”工艺技术。结果表明,膜反应器在反应压力30atm（1atm=101325Pa）、反应温度500℃下操作可实现紧凑设计,比“常规反应器+膜分离”工艺技术具有明显优势,但是亟需研发更佳活性（10倍）的钯基膜和催化剂以实现显著的过程强化。模拟结果可为不同规模分布式制氢膜反应器的操作与设计及进一步的性能强化提供指导。     

预转化工艺在蒸汽转化制氢中的工业应用分析

预转化工艺在蒸汽转化制氢中的工业应用分析刘方李群柱（中国石化洛阳石油化工工程公司，河南洛阳，４７１００３）收稿日期：１９９７－０３－０３。转化炉是合成氨厂和制氢装置中最重要的关键设备。为满足高温转化反应的工艺要求，转化过程需要消耗大量的燃料气，同时维...     

甲烷蒸汽转化炉炉管损坏原因及维护措施

对炉管损坏的主要原因进行了分析，提出了维护措施及进一步的技改方案。     

甲烷蒸汽转化法制氢工艺评述

介绍甲烷蒸汽转化法制氢技术主要技术提供方及其大型单系列装置建厂业绩，并对制氢装置的工艺设计以及烟气废热和高温转化气热量的利用进行了综述评述。     

制氢装置蒸汽转化炉的选型

介绍了蒸汽转化炉的以供热方式炉型的特点。并阐述了油煤新技术开发公司新建5万Nm3/h制氢装置蒸汽转化炉根据目前制氢工业化装置应用转化炉结构特点,进行转化炉的选型、采用的技术、结构特点、顶烧蒸汽转换炉对工况的适应情况。以确保装置建成后高效及长周期运行,产品质量达到设计要求。     

大型天然气水蒸气重整制氢装置常用炉型及发展趋势

大型天然气水蒸气重整制氢装置常用重整炉型为顶烧炉、侧烧炉和梯台炉等.对3种炉型分别进行介绍,从炉管热量分布、结构特点和操作情况等方面进行对比,并从炉管材料发展和重整催化剂进步的角度阐述3种炉型的发展趋势.     

甲烷蒸汽转化装置的问题分析及对策

简述甲烷蒸汽转化工艺,指出运行中存在能耗大、烟道气残氧高及转化炉压差增长快问题,分别从设计、运行及管理上进行原因分析,针对原因提出了仪表校正、流程改进、设备换型等多项综合对策,经过实施,收效明显。     

ZG14Cr20Ni32Nb制氢蒸汽转化炉下集气管性能评定

通过化学成分分析,常温、高温短时拉伸性能试验,持久性能试验以及时效性能试验,对ＺＧ１４Ｃｒ２０Ｎｉ３２Ｎｂ离心论下集气管的性能进行了评定。     

天然气蒸汽转化制氢装置节能降耗分析

天然气是制氢技术的重要原料,现在天然气蒸汽转化制氢技术已经比较成熟,经济性较高.为了更符合绿色持续发展理念,针对天然气蒸汽转化制氢装置进行了节能降耗研究,对原有的工艺流程进行能耗分析,然后进行进一步的调整优化,争取在保证制氢效率的同时,进一步降低能耗,达到节约能源的目的.主要对天然气蒸汽转化制氢装置的节能降耗措施进行了...     

天然气蒸汽转化制氢工艺

从热负荷、运行成本和投资三方面对中小规模的制氢工艺有无变换工序进行了分析，认为在制氢量及天然气价格较低时，不必采用变换工序。     

甲烷自热重整制氢技术的研究进展

综述了甲烷自热重整反应制氢的研究进展情况,介绍了催化剂的活性组分、助催化剂、载体、钙钛矿型催化剂的研究现状以及新的研究动向,并对积碳的形成及消除进行了简单介绍;另外,对金属膜分离法、水煤气变换法及一氧化碳选择性氧化法等氢气纯化方法进行了讨论,指出钯膜反应器的甲烷转化率高,且能直接得到纯净的氢气。     

轻烃蒸汽转化制氢HYSYS软件全流程模拟

轻烃蒸汽转化制氢作为目前国内外比较成熟的制氢技术之一使用很广泛,通过HYSYS软件对榆林炼油厂20 000 m~3/h天然气蒸汽转化制氢进行全流程模拟,详细介绍了装置各工序流程模拟过程中模块的建立过程及方法,并结合现场实际参数对全流程模拟进行优化设置,将全流程模拟的原料适用范围扩展至炼厂副产的轻烃类混合物,使得此流程模拟计算在以轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的设计过程中通用,并对使用轻烃蒸汽转化制氢工艺技术的生产装置在开工和生产阶段提供可靠的动态参考数据。     

天然气蒸汽重整制氢技术研究现状

甲烷水蒸汽重整是目前广泛应用的制氢方法,具有工艺成熟、装置运行可靠、经济性强、环保和资源合理利用等优点,在适应大规模生产方面具有不可比拟的优势,但面临着工业设备投资大及催化剂易积炭失活的问题。国内外对甲烷水蒸汽重整的重点研究方向是制备高活性、高稳定性和强抗积炭性能的催化剂以及研制低水碳比条件下应用的催化剂,有效降低能耗。甲烷水蒸汽重整催化剂分为非贵金属催化剂、负载贵金属催化剂和过渡金属碳化物及氮化物催化剂,这些催化剂均能在高空速下使反应达到热力学平衡,甲烷转化率和CO/H2选择性均很高。金属活性组分负载量、载体、助剂及负载过程对催化剂活性、稳定性和选择性有重要的影响。同时,在甲烷水蒸汽重整反应过程中,催化剂活性组分的烧结、重新组合以及催化剂表面的积炭均可以引起催化剂失活,其中,催化剂表面积炭是最主要的影响因素,积炭反应是发生C—H和C—C键断裂后的表面碳聚反应,可引起活性中心中毒,堵塞孔道,甚至使催化剂粉化。积炭反应的影响因素包括添加稀土金属氧化物、催化剂制备工艺和催化剂的载体。     

天然气蒸汽转化制氢工艺研究

天然气属于新能源的一种,天然气的应用,可极大程度降低石油及煤炭的应用量,解决环境污染问题.由于天然气属于清洁能源的一种,天然气的应用,可缩减粉尘及二氧化硫的排放量,天然气属于高效环保制氢原料的一种,其在生产生活中广泛应用.天然气蒸汽转化制氢工艺应用中,必须开展天然气的脱硫干预,并将其制成一氧化碳、氢气及二氧化碳,最终对...     

小分子烃类及含氧有机物蒸汽重整制氢反应热力学

针对12种烃类、醇类、醛类和醚类的蒸汽重整制氢反应,选择体系压力为0.1 MPa,有机物和水按反应生成二氧化碳和氢气的计量比进料,采用化工流程模拟软件Aspen Plus计算了甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、甲醇、乙醇、丙醇、甲醛、乙醛、二甲醚和乙醚在不同温度下发生的蒸汽重整制氢反应过程的反应吉布斯自由能、各物质的平衡摩尔分数以及氢选择性和产率。结果表明:烃类重整需在700℃以上才能获得较高的氢产率,其中甲烷蒸汽重整最有利;醇类中的甲醉相对乙醇和丙醇而言。更适合于进行重整制氢反应,在150℃就能得到很高的氢产率(0.97);醛类中甲醛体系在低温下的氢产率趋近1;醚类中二甲醚体系在180℃时氢产率最高。不同物质的重整平衡体系中,一氧化碳的含量随温度升高而增高。     

国内外蒸汽转化制氢催化剂及工艺进展

本文分别对烃类蒸汽转化制氢技术中涉及的原料、工艺、设备及催化剂等方面的国内外进展进行了讨论，评述了烃类蒸汽转化制氢技术的发展趋势并提出有关建议。     

预转化工艺在蒸汽转化制氢中的应用

文章概述了预转化蒸汽制氢工艺的反应原理及工艺参数的选择,分析了预转化蒸汽制氢工艺技术的国内外现状与最新进展,简要介绍了国内一套预转化制氢装置的工艺流程,并对预转化制氢工艺对降低装置燃料消耗、提高生产能力、延长操作周期、降低装置投资进行了深入分析。     

吸附强化的甲烷水蒸汽重整制氢反应特性

在实验室固定床反应器上研究了采用复合催化剂的吸附强化甲烷水蒸汽重整制氢反应,对吸附强化制氢反应条件进行了考查,得到了实验室条件下的最佳反应条件为温度600～640 ℃,压力0.2 MPa,水碳比4～5.在600 ℃,0.2 MPa,水碳比5的条件下,吸附强化段H2含量高达95.39%,吸附强化段CH4转化率达到81.37%,相对于理论平衡值的吸附强化因子达到26.76%.     

天然气蒸汽转化制氢工艺研究

随着我国工业现代化水平的不断提升,目前天然气蒸汽转化制氢工艺作为一种先进的氢气生产工艺技术,其在国内化工领域的应用也得到了良好的推广。立足于现状,首先结合具体案例就天然气蒸汽转化制氢工艺装置的特征进行了介绍,其次对天然气蒸汽转化制氢工艺装置的技术特征与优势进行了解析,并在最后对天然气蒸汽转化制氢工艺装置的使用流程进行了阐述,希望可以有效提升天然气蒸汽转化制氢工艺的技术稳定性与工艺先进性,从而获取良好的经济效益与社会效益。     

甲醇蒸汽重整制氢反应动力学研究进展

甲醇蒸汽重整制氢技术对于解决汽车、船舶等交通工具上燃料电池的氢源问题具有重要意义,近年来已成为碳氢燃料重整制氢的研究热点。本文首先综述了甲醇蒸汽重整制氢的5种反应机理,该方面的研究仍处于定性和推理阶段,尚未达成统一的结论。然后分析了甲醇蒸汽重整反应动力学的研究进展,发现大多研究是基于Cu系催化剂提出,反应温度集中在160～350℃,反应压力多为1atm,研究表明反应物水醇比最优值为1.3～1.4。最后,整理了研究中所提出的动力学模型,指出相较于单速率和三速率模型,双速率模型可反映产物中CO的含量及其对反应速率的影响,且模型相对简单,动力学方程的求解过程也相对容易,但其适用性还有待进一步验证。本文可为甲醇蒸汽重整制氢系统的设计与优化提供理论依据。