甲醇蒸汽重组

甲醇蒸汽重组指的是甲醇蒸汽经过物理化学反应之后重新组合的过程。

甲醇蒸汽重组工艺利用甲醇制氢有三种途径: 甲醇分解、甲醇部分氧化和甲醇蒸汽重组。

甲醇蒸汽重组制氢由于氢收率高( 由反应式可以看出其产物的氢气组成可接近75%) ， 能量利用合理， 过程控制简单， 便于工业操作而更多地被采用。

甲醇蒸汽重组是吸热反应， 可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。甲醇蒸汽重组制氢工艺工业化多年， 经历了多次技术改进，已相当成熟。

甲醇蒸汽重组过程既可以使用等温反应系统，也可以使用绝热反应系统。等温反应系统采用管式反应器， 管壳中充满热载体进行换热， 保持恒温反应。在绝热反应系统中， 蒸汽与甲醇混合物经过一系列绝热催化剂床层， 床层之间配备换热器。1

甲醇蒸汽重组工艺特点( 1) 与大规模的天然气、重油转化制氢或水煤气制氢相比， 投资省， 能耗低。上述制氢工艺，需在800 ℃以上的高温下进行， 转化炉等设备需要特殊材质。同时需综合考虑能量平衡及利用， 故不适用于小规模制氢。而甲醇蒸汽转化制氢反应温度低( 260~280 ℃) ， 工艺条件缓和， 燃料消耗低。日本业内人士研究认为， 与同等规模的天然气或重油转化制氢装置相比， 甲醇蒸汽转化制氢的能耗， 仅是前者的50%。

( 2) 与电解水制氢相比， 单位氢气成本低。水电解制氢( 能力一般小于200 m3 /h) 是比较成熟的制氢方法， 但其单位氢气成本较高。郝树仁等测算得出， 一套规模为1000 m3 /h 的甲醇蒸汽制氢转化装置的氢气成本不高于2 元/m3， 而水电解制氢约4～6 元/m3。

( 3) 所用的甲醇原料易得， 运输、储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高， 不需要进行净化处理， 反应条件温和， 流程简单， 易于操作。

( 4) 适用于中等规模用氢场所， 如100~1 000m3 /h， 可以做成组装式或移动式装置， 操作方便，搬运灵活。

经济性分析甲醇蒸汽重组制氢过程对得不到廉价烃资源的用户是非常有利的，无论装置的规模多大，甲醇的价格都是影响氢生产成本的重要因素。除甲醇价格外，影响氢生产成本的因素是净化装置的回收率。氢回收率72%的甲醇蒸汽重组装置是一套自供热装置，如回收率高于72%，就要为装置提供额外能源。虽然额外引入燃料将增加成本，但对于大装置，回收率高于87%时，仍非常具有优势。2

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学