二甲醚自热重整制氢热力学分析及实验

用GIBBS最小自由能法对二甲醚(DME)自热重整制氢过程进行了热力学分析,在绝热条件下计算了反应产物中各组分的体积含量随水醚比(1～6),氧醚比(0.2～0.8)和压力(0.1MPa～0.6MPa)的变化关系。结果表明:H2的体积含量随压力的增加呈降低趋势;在标准大气压下,H2的体积含量随水醚比和氧醚比的增大都呈先增后降低趋势。氧醚比不变的条件下,随着水醚比的增加,CO与CH4的体积含量呈降低趋势,CO2的体积含量呈增加趋势。最后,在自制实验台上进行二甲醚自热重整制氢的实验研究,将该实验结果与热力学分析结果进行了对比分析,结果证明用GIBBS最小自由能法分析得到的H2,CO,CH4和CO2的体积分数随水醚比的变化趋势与实验结果较为一致。     

CO_2甲烷化制替代天然气热力学计算与分析

利用模拟软件ASPEN PLUS(V7.3),基于Gibbs自由能最小法,建立了CO_2甲烷化制替代天然气反应体系的热力学计算模型,获得了甲烷化过程中各组分的平衡组成和主要反应的标准平衡常数。计算结果表明,CO_2转化率随压力升高而增加,随温度升高先降低后逐渐升高。温度低于400℃、压力3.0 MPa有利于CO_2甲烷化反应。CO含量较高时,CO甲烷化反应速率大于CO_2甲烷化反应速率。在0.1 MPa下,温度低于625℃时,CO优先发生甲烷化反应。当温度高于625℃后,CO_2转化率高于CO转化率。当体系中CO含量不高于2.00%(x)时,CO_2甲烷化反应无积碳现象发生;当CO含量超过2.00%(x)、温度低于600℃时,反应出现明显积碳。     

基于Chemkin乙醇部分氧化重整制氢的热力学分析

基于化学反应计算分析软件Chemkin,利用最小吉布斯自由能最小法,分析乙醇部分氧化重整制氢反应热力学平衡时的组成,以及在温度500~2 000 K、压力50~ 400 kPa、氧醇物质的量比0~2.0条件下计算平衡组成的变化规律。计算结果表明,平衡组成受温度和氧醇比的影响较为显著。在温度1 100 K、压力120 kPa、氧醇比0.60的最优操作条件下能得到较好的重整效果。      

甲烷水蒸气重整制氢研究进展

氢气由于燃烧发热量高、储量丰富、环境友好,被誉为“21世纪绿色清洁能源”,近年来,甲烷水蒸气重整制氢方法备受关注。但是甲烷重整反应的复杂性及反应机理的不确定性是制约甲烷水蒸气重整制氢工业生产的重要因素。从甲烷水蒸气重整制氢过程、反应机理、热力学分析、催化剂种类以及反应器选择5个方面对重整过程进行了归纳与分析;阐述了甲烷水蒸气重整制氢过程中吉布斯自由能的变化趋势、工况参数对重整反应的影响规律、重整过程反应器的选择、重整反应过程的微观机理以及不同催化剂对重整反应的影响程度;全面总结了甲烷水蒸气重整制氢过程的变化规律;展望了甲烷水蒸气重整制氢的发展前景与研究方向。     

糠醛液相原位加氢反应的热力学适配性分析

糠醛加氢脱氧可以转化为2-甲基呋喃等高值化学品。基于吉布斯自由能最小化原理,选取甲醇、乙醇为供氢剂,应用Aspen Plus软件对"醇-水-糠醛"液相原位加氢体系进行了热力学计算,以分析供氢反应与加氢反应热力学上的适配性。结果表明:制氢反应的适宜温度在500 K以上,而加氢反应更适合在低温下进行;甲醇作为供氢剂与糠醛液相原位加氢有好的适配性。分析反应条件对糠醛液相原位加氢平衡产物的影响发现,反应温度、压力及供氢剂用量都对产物分布有一定的影响,其中当原位供氢不足时易发生糠醛脱羰生成呋喃反应,供氢充足时糠醛加氢的主要产物为2-甲基呋喃和2-甲基四氢呋喃。     

天然气制氢技术研究进展

综述了甲烷水蒸气重整制氢、甲烷部分氧化制氢、甲烷自热重整制氢以及化学链重整制氢等天然气制氢技术的进展,对催化剂的主要研究重点在于提升氢气的选择性、热稳定性、化学稳定性以及抗积炭性等性能。近年来,普遍以镍作为催化剂主体并运用不同的制备方式向其中添加助剂(Co,Rh,Cu等)和载体(ZrO_2,Al_2O_3,Co_(6-x)Mg_xAl_2等)以提升催化剂性能。将反应过程和分离过程集成、使碳捕集更为便利的化学链制氢技术更具发展前景,催化剂和载氧体的选择是该技术的关键,载氧体需具备低价、稳定、抗积炭以及高活性等性质。除催化剂以外,反应器的种类、原料中杂质的含量、反应加热时燃料的选择、产物中的碳捕集以及氢气提纯装置的选择均为天然气制氢领域的研究要点。     

天然气制氢技术及经济性分析

氢能是当前最有前景的清洁能源之一,天然气制氢是目前全球最主要的制氢方式,重点介绍和分析了主要制氢技术路线天然气水蒸气转化制氢,该工艺主要包括水蒸汽重整转化、合成气变换及变压吸附三个单元;同时还介绍了非水蒸气转化制氢路线,包括甲烷部分氧化法制氢、天然气催化裂解制氢及CH4/CO2干重整制氢.比较了几种制氢技术的经济性.目...     

水煤浆与天然气共气化热力学模拟

为了降低生产成本,减少CO_2排放,实现n(H_2)/n(CO)可调,将水煤浆与天然气进行联合转化。从热力学角度对共气化过程各反应的竞争能力进行了分析。利用Aspen Plus软件对该过程进行了模拟,分析了氧气进料流量、天然气进料流量对气化炉出口温度、气体摩尔组成、合成气摩尔分数、n(H_2)/n(CO)的影响。计算了多种不同进料流量下的出口参数,通过对这些数据进行筛选,得到气化室出口温度在1 340~1 360℃之间,n(H_2)/n(CO)大于1.15,合成气摩尔分数大于0.72时的天然气和氧气的进料流量。     

助剂对甲烷自热重整制氢反应NiO/Al2O3催化剂引发过程的影响

The catalysts Ni/Al2O3, Ni/ZrO2-CeO2-Al2O3 and Ni/CuO-ZrO2-CeO2-Al2O3 were prepared by the co-precipitation method at a pH of 9 using Na2CO3 as the precipitant. The Ni loading(mass fraction) of the catalysts was 10%. The ignition process on the catalysts for the autothermal reforming of methane to hydrogen was investigated and the surface properties of the catalysts were characterized by XPS. The results showed that the Ni/Al2O3 catalyst could not ignite the process of autothermal reforming of methane to hydrogen. However, the Ni/CuO-ZrO2-CeO2-Al2O3 catalyst could ignite the process of autothermal reforming of methane to hydrogen at lower reaction temperature(650 ℃) with the conversion of methane reaching 76%. The result of XPS analysis indicated that the promoters could change the binding energy(BE) of Ni2p3/2 obviously. The species of Cu in the Ni/CuO-ZrO2-CeO2-Al2O3 catalyst comprised Cu2 O and Cu2+. The formation of ZrO2-CeO2 solid solution and a large amount of Cu2 O might be the reason leading to good oxygen storage capacity and mobility of lattice oxygen of the Ni/CuO-ZrO2-CeO2-Al2O3 catalyst, which could ignite the process of autothermal reforming of methane to hydrogen at lower reaction temperature.     

天然气制氢装置掺炼炼油厂甲烷氢的工业实践

中国石化北京燕山分公司为降低2号天然气制氢装置的生产成本,将饱和气回收装置中含有体积分数大于70%甲烷的饱和气甲烷氢（以下简称甲烷氢）用作2号制氢装置的原料;为避免甲烷氢中氮气对中变系统产生不利影响,对制氢装置加工甲烷氢进行工艺风险分析,并对重点工艺指标进行监测、跟踪。结果表明：掺炼甲烷氢后装置的各工艺指标运行正常,压缩机负荷也由71%降低至60%;经核算,装置可节省天然气成本及压缩机电耗费用共2328万元/a,掺炼方案的降本减费效果显著。     

天然气混合制氢弛放气生产甲醇的补碳方法探讨

简述了几种天然气制取甲醇的补碳工艺,详细介绍了天然气混合制氢弛放气生产甲醇的补碳工艺创新。通过计算混合制氢弛放气前后的氢碳比,得知天然气混合制氢弛放气后氢碳比得到优化。采用该技术的工业装置实际运行表明,原料气消耗减少,装置生产能力提高,达到了节能降耗的目的。     

硫化氢分解制取氢和单质硫研究进展

综述了硫化氢分解制氢和硫技术的研究进展,包括反应原理,高温热分解法、催化热分解法、超绝热分解法、电化学法、微波分解法、等离子体法和光催化分解法等硫化氢分解制氢和硫技术,并比较和分析了各技术的优缺点,展望了的未来发展趋势。     

天然气脱硫化氢技术进展

介绍了天然气中硫化氢的脱除技术,对比了干法、湿法、生物法等脱硫方法的特点、应用情况及存在的问题。指出对现有的脱硫方法进行改进或者研发工艺简单、脱硫效率高、无二次污染且脱硫剂容易再生的脱硫工艺是未来天然气脱硫化氢技术的发展方向,如杂多化合物法和生物法。     

离子色谱法测定天然气中H2S含量

建立了一种用离子色谱测定天然气中H_2S含量的新方法。该方法将天然气中H_2S通过碱液吸收,过氧化氢氧化为硫酸根离子,用离子色谱仪对溶液中的硫酸根离子浓度进行测定,进而计算出天然气中H_2S含量。在H_2S质量浓度为0.60~30mg/m~3之间的峰面积与质量浓度呈线性关系,相关系数为0.999 8。方法检出限为0.11mg/m~3。对H_2S质量浓度为1.52mg/m~3的天然气标准气体进行10次测定,相对标准偏差为3.14%。对3个H_2S质量浓度分别为1.52mg/m~3、3.04mg/m~3和9.13mg/m~3的天然气标准气体进行测定,相对误差均小于5%。     

高含硫天然气净化厂硫化氢泄漏风险管控探讨

针对高含硫天然气净化厂高负荷长周期运行,硫化氢腐蚀泄漏风险增大。本文从工程技术措施、个体防护措施、日常管理措施和应急处置措施4个方面进行分析和讨论,进一步管控硫化氢泄漏风险,确保高含硫天然气净化厂"安稳长满优"稳定运行。     

大规模工业制氢工艺技术及其经济性比较

介绍了炼油厂大规模工业制氢的主要技术路线,对以煤和天然气为原料制氢的两种工艺路线的经济性进行了比较,指出了现阶段我国大力发展煤制氢的必然性和重要性,针对煤制氢过程二氧化碳排放强度大的问题提出了应对措施。     

无机盐与硫化氢对天然气三甘醇脱水的影响

目的 探究无机盐与硫化氢(H₂S)对天然气三甘醇脱水的影响规律。方法 综述了无机盐与硫化氢在三甘醇脱水性、再生性、流变性、发泡消泡性能以及腐蚀性等方面对天然气三甘醇脱水的影响。结果 随着三甘醇溶液中无机盐和硫化氢的富集,三甘醇溶液流变性下降,易发泡且消泡困难,还会与三甘醇发生反应,引起三甘醇变质,脱水效果明显下降。含硫化氢的三甘醇溶液具有腐蚀性,腐蚀管道和设备后产生铁离子,进一步影响三甘醇的性能。结论 由于三甘醇自身的化学结构易受破坏以及外界高温环境,使得三甘醇易发生变质。在天然气采用MDEA进行脱硫时,需要控制MDEA的添加量。建议：(1)深入研究三甘醇变质机理;(2)建立各无机盐离子与硫化氢对三甘醇溶液脱水性能影响的模型;(3)建立统一的三甘醇溶液废弃标准。     

超重力环境下选择性脱除气体中的硫化氢的工艺研究

利用H2S和CO2的动力学的差异,采用超重力技术对H2S进行选择性吸收,分别考察转速、气体流量、液体流量以及胺浓度对选择性的影响。结果表明,当转速900r/m、气体流量2m3/h、液体流量0.08m3/h、胺浓度2mol/L,此时选择性为17.01%,在该条件下的脱硫效果甚好,脱硫率达到了99.21%,达到了脱除H2S的要求。