氢的综合利用梅华

1、氢的综合利用脱氢与加氢反应生产化学品报告人：梅华2013年7月20日南京工业大学南京工业大学催化与分离研究室 南京工业大学是中国百强名校，具有百年办学传统，是江苏省“十五”期间重点建设的大学。也是教育部首批十四所2011高校之一。大师-5位化学与材料领域的科学院、工程院院士大楼-8万平方研发大楼，江苏高校第一大平台-国家大学科技园、国家重点实验室大事业产学研联合、协作创新23南京工业大学催化与分离研究室南京工业大学催化与分离研究室开发绿色化工工艺过程，用化工的方法解决环境污染问题做节能减排专家，重点针对化工行业污染问题提出解决办法，力争向环保项目要效益集基础研究、应用基础研究、过程开发以及工程

2、技术推广应用为一体，产学研用快速结合4与企业合作的思路和理念企业委托课题研究室研究开发中试研发课题来源于企业围绕企业所需解决的问题经济可行性与技术可行性实现企业的经济效益工业大生产5部分业绩6部分业绩7部分业绩8中国与世界各国单位GDP能耗变化趋势 2010年我国单位国内生产总值能耗是世界平均水平的2.2倍，目前为世界平均水平的2倍左右。南京工业大学催化与分离研究室9工业生产氢气能耗天然气制氢（1Nm3）： 额定消耗：原料天然气0.48Nm3 ,燃料天气0.12Nm3 ,锅炉给水1.7 kg ,电0.2 kW h ，成本约1.3元/Nm3。每吨氢气产生二氧化碳排放14吨甲醇重整制氢（1Nm3

3、）： 额定消耗：原料甲醇0.65kg ,原料脱盐水0.38 kg ,燃料天然气0.17Nm3 ,电0.4 kW h ，成本约2.5元/Nm3。每吨氢气产生二氧化碳排放22吨电解氢（1Nm3 ）： 额定消耗：原料脱盐水0.82 kg ,电5.5 kWh ，成本约5.5元/Nm3。每吨氢气产生二氧化碳排放30吨 南京工业大学催化与分离研究室10化工过程中氢气的来源与用途-C=C-,-CC-类物质加氢硝基物还原-C=N-,-CN-类物质加氢2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2氢解脱氧、氮、硫、氯醛、酮、酯、酸类物质还原南京工业大学催化与分离研究室11企业氢气排放情况南京工业大学催化与分离研

4、究室南化公司-8个排放点，总计每小时3000立方氢气放空烟台万华-9个排放点，总计每小时2500立方氢气放空山东某企业-一个脱氢装置不完全统计-每年排放到大气中的氢气价值至少超过200亿12耦合反应实现途径 1、直接耦合加氢2、间接耦合加氢3、氢气提纯后再利用降低反应温度，提高转化效率，适用于加氢脱氢过程使用同一催化剂适用于加氢脱氢过程使用不同催化剂 适用于脱氢反应会产生气体的过程南京工业大学催化与分离研究室13直接耦合加氢实例一、乙苯脱氢耦合逆水煤气变换制备苯乙烯反应温度高，能耗大传统工艺：耦合工艺： 乙苯在 CO2气氛下的脱氢效果要明显高于在水蒸气下的脱氢效果。 可降低反应温度约50，将每

5、吨苯乙烯所需能耗从6.3l09J 降到7.9108J。南京工业大学催化与分离研究室14直接耦合加氢实例二、乙烷脱氢耦合逆水煤气变换制备乙烯 1000K时，乙烷直接脱氢平衡转化率为50.9%，在CO2/C2H4=4,条件平衡转化率为86.3% 高温对乙烷脱氢和逆水煤气变换有利南京工业大学催化与分离研究室15直接耦合加氢实例三、1,4-BDO脱氢和顺酐加氢耦合制备-丁内酯 副产物氢气一般放空（浪费资源），如果回收就会增加生产成本 耦合法可用1,4-BDO做顺酐的溶剂、降低反应温度2050 。南京工业大学催化与分离研究室16直接耦合加氢实例四、1,4-BDO脱氢和糠醛加氢耦合制备-丁内酯与2-甲基呋

6、喃 耦合法降低反应温度、提高产物收率、减少固定资产投入。缺点：产品分离不易南京工业大学催化与分离研究室17直接耦合加氢实例五、环己醇脱氢和糠醛加氢耦合制备环己酮与2-甲基呋喃南京工业大学催化与分离研究室18直接耦合加氢实例六、环己醇脱氢和硝基苯加氢耦合制备环己酮与苯胺 耦合法降低了硝基苯加氢反应热，南京工业大学催化与分离研究室19直接耦合加氢实例七、仲丁醇脱氢和糠醛加氢耦合南京工业大学催化与分离研究室20直接耦合加氢实例八、甲醇重整制氢耦合苯甲酸甲酯加氢南京工业大学催化与分离研究室21间接耦合加氢 当两个相耦合反应要求使用各自特定催化剂时，就需要采用间接耦合的方法。dehydrogenationhydrogenationheathydrogen南京工业大学催化与分离研究室22氢气提纯后再利用 当脱氢反应除了产生氢气外还会产生其他气体时，加氢反应就会无法直接使用此“氢气”，此种情况下需将混合气体采用吸附、分离等手段提纯氢气，供给加氢反应过程。实例一 杨农实例二 金城化学 氨气的存在使不饱和键加氢不完全 提纯