[发明专利]从天然气中合成及纯化氢气的方法

摘要

本发明公开了一种从天然气中合成及纯化氢气的方法，通过采用加氢催化脱除天然气中的硫，运用CO-MO加氢转化串联ZnO脱硫技术进行原料气处理，是在转化催化剂NiO存在及高温条件下，使甲烷与水蒸汽反应，生成H2、CO、CO2等混合气体，是使来自蒸汽转化工序的混合气H2、CO、CO2在装有中变催化剂Fe2O3的变化炉中进行水煤气反应，CO进一步与水蒸汽反应，大部分CO转化为CO2和H2，采用普氢段和纯化段两级纯化提纯。可以得到H2纯度在99.999%以上的高纯氢气。

主权项

一种从天然气中合成及纯化氢气的方法，其特征是其工艺步骤为：1）原料气处理：主要采用加氢催化脱除天然气中的硫，运用CO‑MO加氢转化串联ZnO脱硫技术，原料气先在转化炉对流段预热到约350～400℃，先采用CO‑MO催化剂加氢法在加氢反应器中将气体原料中的有机硫转化为无机硫H2S，再用ZnO吸附脱硫槽脱除H2S，最后可将原料气中的总硫含量降到0.1mg.m‑3以下；2）蒸汽转化：脱硫后的原料气是在转化催化剂NiO存在及高温条件下，使甲烷与水蒸汽反应，生成H2、CO、CO2等混合气体，该反应是强吸热的，需要外界供热，蒸汽转化工序的关键设备是主转化炉，它包括辐射段和对流段，原料在进入主转化炉之前需要在预转化炉中进行预转化，预转化可将天然气中的重碳氢化合物全部转化为CH4和CO2从而可大大降低主转化炉结焦的可能性，同时可将原料气中残余的硫全部除去，使转化催化剂不会发生硫中毒，延长转化催化剂的使用寿命；3）CO变化：是使来自蒸汽转化工序的混合气H2、CO、CO2在装有中变催化剂Fe2O3的变化炉中进行水煤气反应，CO进一步与水蒸汽反应，大部分CO转化为CO2和H2，其工艺采用高温变换，变换后的气体经冷却后分离工艺冷凝液后，气体送入氢气提纯工序；4）氢气提纯：采用普氢段和纯化段两级纯化工艺，普氢段采用8‑2‑5/PSA工艺，即该工序由8个吸附塔组成，2个吸附塔同时进料，5次均压，常压解吸方式；纯化段采用6‑2‑3/PSA工艺，即该工序由6个吸附塔组成，2个吸附塔同时进料，3次均压，常压解吸方式。