HyCO

HyCO 是氫氣+一氧化碳(Hydrogen+CO)的生產裝置或生產工藝。HyCO生產、純化工藝主要有SMR、POx、Gasification、冷箱、PSA等。HyCO產品的主要用途包括煉油、化工、能源、光伏、冶金、電子、食品等行業。

基本介紹

• 中文名：HyCO
• 外文名：HyCO
• HyCO： 是氫氣
• 純化工藝：主要有SMR、PO

HyCO 的定義

HyCO 即氫氣+一氧化碳(Hydrogen+CO)。狹義的HyCO是同時生產氫氣和一氧化碳的化工過程。由於一氧化碳通常情況下都是和氫氣同時生產的，因此在氣體行業中人們用HyCO來表示主要產品是氫氣和/或一氧化碳和/或氫氣、一氧化碳混合氣(合成氣，或Syngas)的化工生產裝置或者生產工藝。

HyCO 生產工藝

HyCO 的生產工藝包括產生合成氣(Generation)和合成氣分離或純化(Separation 或Purification)兩個階段。

大型合成氣裝置的生產方法有：SMR (蒸汽甲烷轉化)、POx or Gasification (部分氧化，或氣化)。小型合成氣生產工藝有：SMR (蒸汽甲烷轉化)、Methanol Cracking (甲醇裂解)、Ammonia Decomposition (氨解)、Electrolyzer (水電解)

純化階段主要方法包括酸性氣脫除(AGR，Acid Gas Removal) 、膜分離(Membrane)、冷箱(Coldbox)、變壓吸附(PSA)。

SMR

SMR 是Steam Methane Reforming 的縮寫，意即蒸汽甲烷轉化，是採用天然氣、液化石油氣或石腦油、煉油廠尾氣作為原料，與水蒸氣在約800~850 dC的溫度下，反應產生合成氣的HyCO 生產工藝。Reformer +變換+PSA 工藝生產氫氣。Reformer + AGR + TSA + Coldbox 可生產氫氣+一氧化碳。採用該方法生產CO + H2 時，得到的CO產量通常是H2 產量的約1/3。本方法工藝成熟，投資和運行成本低，採用該法生產的氫氣約占全世界氫氣生產量的80%。

主要反應包括：

甲烷轉化反應：CnHm + nH2O = nCO + (m/2+n)H2

變換反應：CO + H2O = H2 + CO2

POx, Gasification

POx 是Partial Oxidization 的縮寫，意即部分氧化，Gasification 即氣化，是採用煤、焦炭、渣油、重質餾分油(也可用石腦油、天然氣、煉油廠尾氣)等作為原料，與氧氣、水蒸氣在一千多度的高溫下不充分燃燒(即部分氧化)而產生CO,H2,等的HyCO生產工藝。高溫合成氣經過熱回收、洗滌、酸性氣脫除等在冷箱中分離生產一氧化碳和氫氣或含固定比例一氧化碳和氫氣的合成氣。採用部分氧化工藝時，一氧化碳與氫氣的比例在1:1 ~ 2:1 不等，相較SMR工藝一氧化碳相對產量較高。該法固定投資較高，運行成本最低。

主要反應：

C + H2O = CO + H2

CnHm + nH2O = nCO + (m/2+n)H2

C + O2 = CO2

C + 1/2O2 = CO

Methanol Cracking

即甲醇裂解。是甲醇合成的逆反應。在天然氣供應不足的地區用於小規模製氫。該法運行成本較SMR高。

CH3OH + H2O = CO2 + 3H2

CH3OH = CO + 2H2

Ammonia Decomposition

(氨解)

是氨合成的逆反應。用於小規模製氫。由於裂解產物中含有1/3的氮氣，因此該法特別適用於需要惰性氣氛的場合。該法運行成本較甲醇裂解制氫高。

NH3 = N2 + 3/2 H2

Electrolyzer (水電解)

用水作原料通過電解製取氫。在用氫量較小(<100 Nm3/h)，對氫氣純度要求較高(>99.9999%)的小型精細化工、醫藥、電子、冶金等行業套用較多。該法工藝成熟，但由於主要用電作為能源，運行成本最高。

AGR

AGR 是Acid Gas Removal 的縮寫，意即酸性氣脫除，是指轉化爐或氣化爐出口的合成氣經熱回收後，利用吸收的操作脫除其中的酸性氣體：二氧化碳、硫化氫。主要工藝方法包括本菲爾溶液、低溫甲醇洗、TSA 等。

膜分離(Membrane)

較新的分離工藝，優點是投資少、操作費用很低、操作彈性大。用於對氫氣純度和氫氣回收率要求不高的場所。

冷箱(Coldbox)

合成氣經脫除了H2O、CO2、H2S等雜質後，經深冷工藝冷卻至-180 度左右將氫氣和一氧化碳分離，從而得到純的一氧化碳產品。

PSA

PSA 是 Pressure Swing Adsorption 的縮寫，即變壓吸附。在制氫工藝中，含氫量約70~80%的合成氣經過變壓吸附後，可回收其中大部分(80% 左右)的氫氣，得到氫氣產品。其餘部分(尾氣)作為轉化爐或加熱爐的燃料使用。

HyCO 套用領域

合成氣(CO和氫氣混合物)的主要用途包括：城市煤氣、合成甲醇原料等。

一氧化碳的主要工業用途是用於生產光氣，是部分特種塑膠如聚碳酸酯、聚氨酯的原料。

氫氣的主要工業用途包括煉油、化工、光伏、冶金、電子、食品等。