产品详情

制甲醇，世纪森朗智能(neng)设备有(you)釜式加(jia)氢装(zhuang)置(zhi)与(yu)固(gu)定床反(fan)应装(zhuang)置(zhi)，甲醇作为(wei)生产高附加(jia)值化(hua)学(xue)品(pin)且便于运输(shu)的重要(yao)(yao)中间体(ti)，是(shi)现(xian)代(dai)经济发展(zhan)中重要(yao)(yao)的化(hua)工原料(liao)。CO2加(jia)氢制甲醇技(ji)术是(shi)碳(tan)资源(yuan)高效(xiao)循环利(li)用的有(you)效(xiao)途径，CO2稳(wen)定的化(hua)学(xue)结构(gou)需要(yao)(yao)在较高温(wen)度下获(huo)得足(zu)够的活化(hua)能(neng)量，催化(hua)剂(ji)(ji)在该(gai)过(guo)程中扮演(yan)着十分重要(yao)(yao)的角色。探究催化(hua)剂(ji)(ji)表面结构(gou)与(yu)性能(neng)间的构(gou)效(xiao)关系，在理解反(fan)应机理的基础(chu)上优(you)化(hua)催化(hua)剂(ji)(ji)的结构(gou)性能(neng)是(shi)推进催化(hua)科(ke)学(xue)发展(zhan)和(he)工业(ye)化(hua)应用的重要(yao)(yao)过(guo)程。

关于提升In2O3催(cui)(cui)化(hua)(hua)CO2加(jia)氢制甲(jia)(jia)醇性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)主要手段归纳为五个方(fang)(fang)面(mian)：1，增加(jia)活(huo)(huo)性(xing)(xing)位点(dian)(dian)数量，即(ji)通(tong)过(guo)引(yin)(yin)入(ru)载体(ti)(ti)提高(gao)In2O3的(de)(de)(de)分散度(du)、加(jia)快H2活(huo)(huo)化(hua)(hua)促(cu)(cu)进(jin)(jin)(jin)氧空位形(xing)成(cheng)等(deng)(deng)方(fang)(fang)式增加(jia)活(huo)(huo)性(xing)(xing)位点(dian)(dian)数目(mu)；2，促(cu)(cu)进(jin)(jin)(jin)H2的(de)(de)(de)活(huo)(huo)化(hua)(hua)，即(ji)通(tong)过(guo)负载零价过(guo)渡金(jin)属的(de)(de)(de)方(fang)(fang)式促(cu)(cu)进(jin)(jin)(jin)H2的(de)(de)(de)解(jie)离活(huo)(huo)化(hua)(hua)（如(ru)Pd, Pt），在加(jia)快活(huo)(huo)性(xing)(xing)位点(dian)(dian)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)同时促(cu)(cu)进(jin)(jin)(jin)CO2和反(fan)应(ying)(ying)中间体(ti)(ti)的(de)(de)(de)后续加(jia)氢过(guo)程；3，促(cu)(cu)进(jin)(jin)(jin)CO2的(de)(de)(de)吸附(fu)活(huo)(huo)化(hua)(hua)，即(ji)通(tong)过(guo)引(yin)(yin)入(ru)ZrO2助剂(ji)、调节In2O3晶(jing)体(ti)(ti)结构(gou)等(deng)(deng)方(fang)(fang)式增强CO2的(de)(de)(de)吸附(fu)活(huo)(huo)化(hua)(hua)；4，稳定(ding)关键反(fan)应(ying)(ying)中间体(ti)(ti)，即(ji)通(tong)过(guo)构(gou)建In2O3-ZrO2等(deng)(deng)界面(mian)对甲(jia)(jia)酸盐路径中的(de)(de)(de)反(fan)应(ying)(ying)中间体(ti)(ti)进(jin)(jin)(jin)行(xing)稳定(ding)；5，引(yin)(yin)入(ru)新的(de)(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)位点(dian)(dian)，即(ji)通(tong)过(guo)形(xing)成(cheng)In-M（M=Pd, Ni等(deng)(deng)）合金(jin)相，提升其(qi)固有催(cui)(cui)化(hua)(hua)性(xing)(xing)能(neng)(neng)并与(yu)In2O3之(zhi)间产(chan)生协(xie)同作用提升其(qi)催(cui)(cui)化(hua)(hua)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。反(fan)应(ying)(ying)产(chan)物（CO和H2O）对催(cui)(cui)化(hua)(hua)进(jin)(jin)(jin)程的(de)(de)(de)影响，并对In2O3双功能(neng)(neng)催(cui)(cui)化(hua)(hua)体(ti)(ti)系(xi)进(jin)(jin)(jin)行(xing)讨论.

绿色甲醇(chun)(chun)工艺装置(zhi)(zhi)主要由四部分组(zu)成:光伏或核(he)能发(fa)电(dian)装置(zhi)(zhi)、电(dian)解水制(zhi)(zhi)氢(qing)气(qi)装置(zhi)(zhi)、二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)捕(bu)集装置(zhi)(zhi)和二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)催(cui)化(hua)加氢(qing)制(zhi)(zhi)甲醇(chun)(chun)装置(zhi)(zhi)。发(fa)电(dian)装置(zhi)(zhi)技术(shu)较为成熟，主要研(yan)究电(dian)解水制(zhi)(zhi)氢(qing)气(qi)装置(zhi)(zhi)、二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)捕(bu)集装置(zhi)(zhi)和二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)催(cui)化(hua)加氢(qing)制(zhi)(zhi)甲醇(chun)(chun)装置(zhi)(zhi)。

1. 电解水制氢气装(zhuang)置：电解(jie)水制氢(qing)气主要有两条(tiao)路线:碱性水电解(jie)法和质(zhi)子交换(huan)膜(PEM)水电解(jie)法。

电(dian)(dian)解(jie)水(shui)(shui)制(zhi)氢(qing)(qing)气装置，电(dian)(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)是(shi)制(zhi)氢(qing)(qing)设(she)备(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)中的(de)(de)(de)主要部分(fen)，据(ju)(ju)国际能源署(IEA)数据(ju)(ju)，碱性(xing)水(shui)(shui)电(dian)(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)和质(zhi)子交换膜水(shui)(shui)电(dian)(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)在制(zhi)氢(qing)(qing)系统设(she)备(bei)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)中的(de)(de)(de)占比分(fen)别(bie)为(wei)50%、60%，目前(qian)碱性(xing)电(dian)(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)基本(ben)(ben)实现国产化，价(jia)(jia)格为(wei)2000~3000 元W，质(zhi)子交换膜电(dian)(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)关键技术与(yu)材(cai)料需依赖进口，价(jia)(jia)格为(wei)7000~12000元/KW。假(jia)设(she)年(nian)均全负(fu)荷(he)运行7200 h，电(dian)(dian)价(jia)(jia)为(wei)0.2元KWh，则(ze)碱性(xing)水(shui)(shui)电(dian)(dian)解(jie)与(yu)质(zhi)子交换膜水(shui)(shui)电(dian)(dian)解(jie)的(de)(de)(de)制(zhi)氢(qing)(qing)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)分(fen)别(bie)为(wei)11.93元kg、11.67元Kkg(其中电(dian)(dian)费成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)是(shi)制(zhi)氢(qing)(qing)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)构成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)主要部分(fen)，占比分(fen)别(bie)为(wei)82%和45%)，已(yi)无限接(jie)近于煤化工制(zhi)氢(qing)(qing)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(12元kg)。未(wei)来(lai)可通过降(jiang)低PEM 水(shui)(shui)电(dian)(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)的(de)(de)(de)材(cai)料成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)、提高电(dian)(dian)解(jie)槽(cao)(cao)(cao)的(de)(de)(de)效(xiao)率和寿命等(deng)途径进一步降(jiang)低制(zhi)氢(qing)(qing)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。

2.二氧化碳捕集装置(zhi)

二(er)(er)氧化碳(tan)捕集(ji)(ji)(ji)装置(zhi)，根(gen)据二(er)(er)氧化碳(tan)分离过(guo)程(cheng)在(zai)系统中(zhong)的(de)(de)位置(zhi)和不同的(de)(de)循环(huan)方式，二(er)(er)氧化碳(tan)捕集(ji)(ji)(ji)技术(shu)可(ke)以分为燃烧前捕集(ji)(ji)(ji)、燃烧后捕集(ji)(ji)(ji)和富(fu)氧燃烧技术(shu)。燃烧后捕集(ji)(ji)(ji)又分为吸附(fu)法(fa)、吸收(shou)法(fa)、膜分离法(fa)。其中(zhong)吸附(fu)法(fa)分为变(bian)温吸附(fu)法(fa)(TSA)、变(bian)压吸附(fu)法(fa)(PSA)、变(bian)电吸附(fu)法(fa)(ESA);吸收(shou)法(fa)又有物(wu)理吸收(shou)法(fa)和化学吸收(shou)法(fa)。燃烧前捕集(ji)(ji)(ji)和富(fu)氧燃烧的(de)(de)适用范围有限(xian)

化学吸收法CO,捕(bu)集技术常选(xuan)用复(fu)合(he)胺(an)作吸收剂(ji)，其水溶(rong)(rong)液(ye)呈碱性，15%~20%复(fu)合(he)胺(an)溶(rong)(rong)液(ye)的pH约为(wei)12。CO,为(wei)弱酸性气体，当CO,溶(rong)(rong)解于复(fu)合(he)胺(an)水溶(rong)(rong)液(ye)中时，发生放热反应。40 ℃左(zuo)右，CO,被复(fu)合(he)胺(an)溶(rong)(rong)液(ye)吸收成为(wei)富液(ye)，达到(dao)平(ping)衡后，将富液(ye)加热至100 ℃左(zuo)右使(shi)之(zhi)分解，释放出CO2，同时溶(rong)(rong)液(ye)成为(wei)贫(pin)液(ye)，降温后可循环使(shi)用。

二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)捕(bu)集(ji)装置，吸(xi)附法可通过沸石和活(huo)性(xing)炭小球(qiu)作为(wei)吸(xi)附剂，采用(yong)两级加(jia)压(ya)吸(xi)附真空解吸(xi)(VPSA)过程处理电(dian)厂烟道(dao)气中CO,的(de)吸(xi)附捕(bu)集(ji)技(ji)术(shu)，以(yi)得(de)到满足要求的(de)CO,纯度。常压(ya)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)吸(xi)附捕(bu)集(ji)技(ji)术(shu)分(fen)为(wei)鼓风机升压(ya)单(dan)元、干(gan)燥单(dan)元和CO,回收(shou)单(dan)元三部(bu)分(fen)，如图(tu)2所示。原料气经鼓风机压(ya)，除去(qu)原料气中50%水分(fen)，经冷却分(fen)液后输送(song)至干(gan)燥单(dan)元，经变温吸(xi)附(TSA)干(gan)燥后，进(jin)入CO,回收(shou)单(dan)元。加(jia)热干(gan)燥后，采用(yong)真空泵抽(chou)真空得(de)到二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)(tan)产品(pin)。

膜(mo)分(fen)(fen)(fen)离法(fa)是利(li)用不同气体分(fen)(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)不同渗透率进行气体分(fen)(fen)(fen)离，分(fen)(fen)(fen)离的(de)(de)动力(li)是膜(mo)两侧的(de)(de)压强差。目前(qian)使(shi)用的(de)(de)大(da)部分(fen)(fen)(fen)是有机(ji)膜(mo)，有机(ji)膜(mo)的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)离系数(shu)高，但使(shi)用温度(du)低且不耐腐蚀，因此(ci)有机(ji)膜(mo)材料的(de)(de)选择开始得到(dao)关注。在一(yi)些高温和高腐蚀的(de)(de)使(shi)用环境，无机(ji)膜(mo)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)应用前(qian)景。无机(ji)膜(mo)主要有以(yi)陶瓷为支(zhi)撑膜(mo)复合一(yi)层多孔(kong)性金属分(fen)(fen)(fen)离层的(de)(de)复合膜(mo)、分(fen)(fen)(fen)子(zi)筛(shai)膜(mo)、碳膜(mo)等。

3. 二氧化碳加氢制甲(jia)醇

二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳加氢制甲醇装(zhuang)置，绿色甲醇装(zhuang)置的(de)(de)(de)核心技术是催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)。由中科院大连化(hua)(hua)(hua)物所(suo)李灿(can)院士团队开发(fa)应用(yong)于甲醇合成的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)锌-二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)锆(Zn0-ZrOz)双金(jin)属(shu)固溶体氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)，反应压力(li)为7 MPa左(zuo)右，温度为300 ℃左(zuo)右，氢气与二氧(yang)化(hua)(hua)(hua)碳的(de)(de)(de)摩尔(er)比为3:1，甲醇总选择性达98.5%，在有机相中的(de)(de)(de)含量达99.7%。该催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)克服了传统铜基催(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)剂(ji)的(de)(de)(de)选择性低、对硫敏(min)感、易(yi)中毒失活等问题，并具(ju)有廉价、高选择性、抗(kang)硫中毒、稳定性高等特(te)性。

二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)加氢(qing)制(zhi)甲(jia)(jia)(jia)醇，甲(jia)(jia)(jia)醇是化(hua)(hua)学工(gong)(gong)业中最重要的基础原料之一，主要用于(yu)(yu)生产甲(jia)(jia)(jia)醛、二(er)甲(jia)(jia)(jia)醚、醋酸等有机化(hua)(hua)工(gong)(gong)产品，也可用作(zuo)生产烯(xi)烃（乙烯(xi)、丙烯(xi)），芳烃（苯(ben)、甲(jia)(jia)(jia)苯(ben)、二(er)甲(jia)(jia)(jia)苯(ben)），汽油等化(hua)(hua)学品或(huo)燃料，从而(er)部分缓解对于(yu)(yu)石(shi)油资(zi)源(yuan)(yuan)的依(yi)赖(lai)。此外，甲(jia)(jia)(jia)醇还是一种清洁能(neng)源(yuan)(yuan)，可以作(zuo)为(wei)内燃机或(huo)燃料电(dian)池(chi)的燃料进行(xing)使用。将二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)中的碳(tan)(tan)、氧(yang)(yang)资(zi)源(yuan)(yuan)进行(xing)利(li)用，通过加氢(qing)合成甲(jia)(jia)(jia)醇可以实现碳(tan)(tan)资(zi)源(yuan)(yuan)的循(xun)环(huan)利(li)用，使人类逐步(bu)摆(bai)脱对日益减少的化(hua)(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)(yuan)的依(yi)赖(lai)，减轻环(huan)境负担，促进人类社会的可持(chi)续发展。另(ling)一方面，该技(ji)术可以与可再生能(neng)源(yuan)(yuan)电(dian)解水制(zhi)氢(qing)、焦化(hua)(hua)工(gong)(gong)业或(huo)氯(lv)碱工(gong)(gong)业衔接(jie)，实现氢(qing)资(zi)源(yuan)(yuan)的储存。