原料氣中的硫、氯等雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致甲醇制氫催化劑中毒失活,嚴(yán)重影響裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。因此,研發(fā)抗中毒催化劑成為研究熱點(diǎn)??蒲腥藛T通過對(duì)催化劑表面進(jìn)行修飾,引入抗中毒組分,提高催化劑對(duì)雜質(zhì)的抗性。例如,在銅基催化劑中添加稀土元素,可增強(qiáng)催化劑的抗硫性能。某煉油廠在甲醇制氫裝置中采用抗硫型銅基催化劑,有效抵御了原料氣中微量硫的0,保證了催化劑的長期穩(wěn)定運(yùn)行??怪卸敬呋瘎┑拈_發(fā),提高了甲醇制氫工藝對(duì)原料氣的適應(yīng)性,降低了對(duì)原料氣預(yù)處理的要求,為甲醇制氫技術(shù)在復(fù)雜工況下的應(yīng)用提供了保障??迫鸫呋瘎┲状贾茪洌a(chǎn)氫高效。青海資質(zhì)甲醇制氫催化劑
先進(jìn)制備技術(shù)影響催化劑的活性與穩(wěn)定性:溶膠凝膠法:通過金屬醇鹽水解形成三維網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)Cu2?分子級(jí)分散。研究證實(shí),pH=8條件下制備的Cu/ZnO催化劑,Cu顆粒尺寸可控制在3-5nm,比表面積達(dá)120m2/g共沉淀法:控制沉淀pH值(通常)和老化溫度(60-80℃),可形成ZnO-Al?O?固溶體結(jié)構(gòu),增強(qiáng)界面協(xié)同效應(yīng)。添加PEG-2000作為分散劑,可使Cu顆粒分布系數(shù)提高至(ALD):在Al?O?載體上逐層沉積CuO,實(shí)現(xiàn)單原子分散。ALD制備的Cu?/Al?O?催化劑在220℃下即可達(dá)到92%的H?選擇性結(jié)構(gòu)調(diào)控策略包括:界面工程:構(gòu)建Cu-ZnO界面位點(diǎn),促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移缺陷工程:在CeO?載體中引入氧空位,提升氧化還原性能限域效應(yīng):將Cu納米顆粒封裝在SBA-15介孔分子篩中。 寧夏新能源甲醇制氫催化劑氫能利用的理想狀態(tài)是“綠氫”。
催化劑的使用壽命是甲醇制氫工藝的關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一。反應(yīng)溫度、壓力、空速等使用條件對(duì)催化劑壽命有著***影響。過高的反應(yīng)溫度雖然能提高反應(yīng)速率,但會(huì)加速催化劑的燒結(jié)和積碳,縮短其使用壽命。而空速過大,會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)物與催化劑接觸時(shí)間不足,降低催化效率,同時(shí)增加催化劑的磨損。某甲醇制氫工廠通過優(yōu)化反應(yīng)條件,將反應(yīng)溫度控制在適宜范圍,合理調(diào)整空速,有效延長了催化劑的使用壽命。此外,定期對(duì)催化劑進(jìn)行再生處理,去除積碳和雜質(zhì),也能恢復(fù)催化劑的活性,延長其服役時(shí)間。嚴(yán)格控制催化劑的使用條件,結(jié)合科學(xué)的再生方法,能夠降低催化劑的更換頻率,提高甲醇制氫裝置的運(yùn)行穩(wěn)定性,降低生產(chǎn)成本。
隨著我國氫能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,石化甲醇現(xiàn)場(chǎng)制氫加氫一體站的正式運(yùn)營成為了行業(yè)內(nèi)的焦點(diǎn)事件。這一創(chuàng)新模式的實(shí)現(xiàn),有力地證明了分布式甲醇制氫是我國加氫站可持續(xù)發(fā)展的路徑,為我國氫能產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展提供了安全可靠、綠色智能、集約的“石化方案”,對(duì)于降低氫氣成本、推動(dòng)大規(guī)模推廣應(yīng)用具有積極意義。石化擁有3萬多座加油站,這為甲醇制氫加氫一體站項(xiàng)目的布局奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。盡管并非所有站點(diǎn)都適合投用該項(xiàng)目,例如需要考慮場(chǎng)地面積,甲醇制氫加氫一體站包括甲醇儲(chǔ)罐、制氫加氫相關(guān)設(shè)備,通常需要近700平方米(1畝)的占地面積。不過石科院在設(shè)計(jì)一體站時(shí)采用了橇塊化建設(shè),這種設(shè)計(jì)集成度高、布局方便、占地面積小,可根據(jù)加氫站面積和需求量自行調(diào)節(jié),便于運(yùn)輸、吊運(yùn)和管理,無論是長久站還是臨時(shí)站都適用。甚至在城區(qū)加氫站,只要有一個(gè)60多平方米的地方,就能夠制氫設(shè)備。高溫重整制氫原理主要涉及到兩個(gè)步驟:重整反應(yīng)和水氣反應(yīng)。
在甲醇制氫反應(yīng)過程中,由于反應(yīng)介質(zhì)的沖刷、溶解以及化學(xué)侵蝕等作用,催化劑中的活性組分可能會(huì)逐漸流失。對(duì)于負(fù)載型催化劑,活性組分與載體之間的結(jié)合力較弱,在反應(yīng)條件下容易發(fā)生脫落。例如,在酸性或堿性反應(yīng)環(huán)境中,活性組分可能會(huì)發(fā)生溶解,導(dǎo)致活性組分濃度降低,催化劑活性下降?;钚越M分的流失不僅會(huì)影響催化劑的活性,還可能對(duì)后續(xù)產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響,如導(dǎo)致氫氣中雜質(zhì)含量增加。為減少活性組分流失,可以通過改進(jìn)催化劑的制備工藝,增強(qiáng)活性組分與載體之間的相互作用。同時(shí),優(yōu)化反應(yīng)工藝條件,避免使用對(duì)催化劑有強(qiáng)腐蝕性的反應(yīng)介質(zhì),也能有效降低活性組分的流失速率。目前世界大部分地區(qū)生產(chǎn)“藍(lán)氫”的成本低于“綠氫”。海南自熱式甲醇制氫催化劑
科瑞甲醇制氫催化劑,穩(wěn)定性強(qiáng)持久發(fā)力。青海資質(zhì)甲醇制氫催化劑
催化劑失活是制約甲醇制氫工藝長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵問題,其主要機(jī)制包括活性組分燒結(jié)、積碳覆蓋與化學(xué)中毒。在高溫工況下,銅顆粒的Ostwald熟化導(dǎo)致活性位點(diǎn)減少,而甲醇不完全氧化生成的碳物種(如石墨化碳、CHx物種)會(huì)堵塞催化劑孔道,降低反應(yīng)物擴(kuò)散效率?;瘜W(xué)中毒則主要由原料氣中的硫化物(如H?S、COS)與銅活性位形成穩(wěn)定CuS物種所致。針對(duì)這些問題,再生技術(shù)的開發(fā)成為研究重點(diǎn):空氣-水蒸氣聯(lián)合再生工藝通過氧化-還原循環(huán)(400℃下通空氣氧化失活銅,再用H?還原)可90%以上活性,而脈沖等離子體再生技術(shù)則通過高能粒子轟擊***積碳,將再生時(shí)間縮短至傳統(tǒng)方法的1/3。此外,自再生催化劑的設(shè)計(jì)(如引入可動(dòng)態(tài)補(bǔ)充活性氧的CeO?組分)從根源上減少了積碳生成,使催化劑壽命延長至8000小時(shí)以上,降低了工業(yè)應(yīng)用中的更換成本。 青海資質(zhì)甲醇制氫催化劑