[发明专利]一种高纯度氢气制备工艺

摘要

本发明公开了一种氢气的制备工艺。本发明以纯度大于99.99％的氢气为原料采用变压-变温吸附技术，利用纯氢中残留的N₂、CH₄等杂质在超低温条件下与活性炭、细孔硅胶等吸附剂表面同氢分离系数较大的原理，制备99.9999％以上纯度的氢气。本发明工艺具有节能、环保、安全、易规模化生产和操作便捷的特点。变压—变温吸附的运用，突破了氢气中氮气等惰性气体难以脱除的传统工艺，做到无三废排放，杜绝氧的同时存在，安全更可靠。

主权项

1、一种高纯度氢气制备工艺，包括以下步骤：(1)原料气纯氢的制备：以甲醇、纯水为原料，在温度为240-275℃，压力为1.0Mpa下，采用常用的甲醇水蒸气重整使用的铜系催化剂催化热解得到主要含有氢气和二氧化碳的转化气；氢和二氧化碳转化气在吸附器中进行变压吸附分离，吸附器中填充对二氧化碳、甲烷、一氧化碳有选择性吸附性能的吸附剂，利用变压吸附技术从转化气提取得到纯度大于99.99％，小于99.999％的原料纯氢，杂质气体经解吸后放空，所述原料甲醇与纯水的摩尔比为1∶1-1∶1.2，所述变压吸附过程中的吸附温度为常温，吸附压力为1.0Mpa，解吸压力为0.02Mpa；(2)变压-变温吸附净化：经步骤(1)得到的原料纯氢，先经隔膜压缩机压缩至压力为13.0Mpa，再先后通过脱油净化吸附器以活性碳为吸附剂常温下除去微量油、硫化合物，脱氧净化反应器以钯触媒为脱氧催化剂在温度为20-400℃下经催化脱氧除去微量的氧，经脱油、硫化合物和氧后的原料氢气经冷却器冷至常温后再经吸附干燥器以分子筛为吸附剂常温下除去水、一氧化碳和部分二氧化碳，然后经换热器初步降温，再经变温吸附器以活性碳或细孔硅胶为吸附剂在温度-185℃下除去氮气、甲烷气和部分剩余的二氧化碳，得到纯度大于99.9999％的超纯氢气，杂质气体经解吸后放空，所述变压-变温吸附净化设备的的解吸操作压力：0.02Mpa，解吸操作温度为：活性碳：-40℃，分子筛：200℃，钯触媒：200-400℃。