甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)生成物的檢測色譜儀

甲醇水蒸氣重整制氫催化劑活性評價(jià)在固定床連續(xù)流動(dòng)反應(yīng)裝置中進(jìn)行，反應(yīng)器采用模擬工業(yè)列管的304不銹鋼反應(yīng)管（尺寸為Φ25mm×3mm×750mm）。進(jìn)行催化劑活性評價(jià)時(shí)，首先將緊密堆積的催化劑樣品30 mL裝入反應(yīng)管的等溫層，然后用一定流量的N2吹掃反應(yīng)管，緊接著改通入一定濃度、一定流量的H2-N2混合氣，并用程序升溫將反應(yīng)管中心溫度升至230℃，在還原溫度下活化催化劑12h后，緩慢降低還原氣流量，并用計(jì)量泵將甲醇水混合溶液輸入反應(yīng)系統(tǒng)，等還原氣關(guān)閉、反應(yīng)穩(wěn)定1h后，在30min內(nèi)逐漸將系統(tǒng)壓力提升至反應(yīng)要求壓力。在此條件下穩(wěn)定反應(yīng)2h后，經(jīng)六通閥取樣進(jìn)氣相色譜儀對干基氣體進(jìn)行在線分析。氣相色譜儀采用北京普瑞分析儀器有限公司的GC-9280型氣相色譜儀，H2為載氣，熱導(dǎo)檢測儀，TDX-1填充柱，柱溫100℃，熱導(dǎo)電流120 mA。

為減少化工生產(chǎn)中的能耗和降低成本,以替代被稱為“電老虎"的“電解水制氫"的工藝，利用甲醇蒸氣重整──變壓吸附技術(shù)制取純氫和富含CO2的混合氣體, 經(jīng)過進(jìn)一步的后處理, 可同時(shí)得到氫氣和二氧化碳?xì)狻?/span>        

甲醇與水蒸氣在一定的溫度、壓力條件下通過催化劑, 在催化劑的作用下, 發(fā)生甲醇裂解反應(yīng)和一氧化碳的變換反應(yīng),生成氫和二氧化碳, 這是一個(gè)多組份、 多反應(yīng)的氣固催化反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)方程如下:

CH3OH→CO+2H2 （1）

H2O+CO→CO2+H2 （2）

CH3OH+H2O→CO2+3H2 （3）

重整反應(yīng)生成的H2和CO2, 再經(jīng)過變壓吸附法（PSA）將H2和CO2分離,得到高純氫氣。

甲醇制氫工藝原理：以甲醇和脫鹽水為原料，在催化劑作用下，進(jìn)行甲醇轉(zhuǎn)化制得轉(zhuǎn)化氣，經(jīng)變壓吸附分離制得純氫。

方法原理

      采用甲醇制氫工藝氣相色譜儀，用填充柱，對甲醇制氫中氣體，液體進(jìn)行測定，用外標(biāo)法定量或校正面積歸一法定量。

甲醇水蒸氣重整制氫反應(yīng)生成物的檢測色譜儀

儀器及設(shè)備

1．  氣相色譜儀配置：

GC-9280型氣相色譜儀配置雙檢測器 FID /TCD  轉(zhuǎn)化爐  

三路載氣帶六通閥進(jìn)樣

2．  不銹鋼色譜柱：

5A分子篩     （￠4＊2m）  

改性GDX   （￠4＊2m）

TDX-01   （兩根￠3＊2m）

3．  采樣袋及100ml注射器

4．  數(shù)據(jù)處理：電腦及色譜工作站

5．  分析天平（萬分之一）

試劑和材料

1．  載氣：高純氮，高純氫，空氣（Air要求無油，無雜質(zhì)）

2．標(biāo)氣：常量CO,CH4，CO2

3．標(biāo)氣:微量CO,CH4,CO2                                                    

3．  分析級甲醇，蒸餾水

4．  配樣玻璃儀器：具塞10ml試管5個(gè)或10ml燒瓶5個(gè)

分析項(xiàng)目

催化劑還原過程的分析

原理:按工藝要求，催化劑還原過程使用的氫氣，氮?dú)饣旌蠚?，氫的含量?/span>0.5％逐漸增至10％，最后達(dá)到轉(zhuǎn)化爐進(jìn)出口氫相等。

測定氧含量氧測定：

1.分析條件：色譜柱：5A分子篩  載 氣：氫氣 柱溫：60℃  檢測器：80℃ 氣    化：100℃ 流  速：40ml/min

2.標(biāo)樣及樣品測定

標(biāo)樣取空氣5ml,用氫氣稀釋至100ml，其氧含量為1.05％，定體積進(jìn)樣。用外標(biāo)法求出氧氣含量。

氫測定：

      1．分析條件：色譜柱：TDX-01 載    氣：氮?dú)?  柱    溫：60℃ 檢測器：80℃ 氣  化：100℃   橋  流：120mA

      2.標(biāo)樣及樣品測定

用100ml玻璃注射器 ，抽取1.0ml氫氣注入100ml注射器內(nèi)，用氮?dú)庀♂屩?/span>100ml，其氫含量為1.00％，用外標(biāo)法求出氫氣含量。

甲醇和水分析

分析條件： 色譜柱：GDX-105  氣 化：120℃ 載 氣：氫氣  流  速：40ml/min   柱 溫：80℃     橋  流：120mA

                    檢測器：120℃           進(jìn)樣量：1ul

原料甲醇檢測

    進(jìn)廠原料甲醇主要檢測甲醇中水，采用熱導(dǎo)檢測器，面積校正歸一法定量。分析譜圖如下：

甲醇，脫鹽水混合液的分析

        主要分析汽化塔的甲醇和水溶液，甲醇含量為48-52％配制標(biāo)樣，采用熱導(dǎo)檢測器，面積校正歸一法定量。分析譜

冷凝液的分析

   主要分析冷凝液的甲醇和水溶液，甲醇含量為15-20％配制標(biāo)樣，采用熱導(dǎo)檢測器，面積校正歸一法定量。

釜液，洗滌液的分析

主要分析釜液，洗滌液的甲醇和水溶液，甲醇含量為-5％配制標(biāo)樣，采用熱導(dǎo)檢測器，面積校正歸一法定量。

氣體分析：

分析條件：

 色譜柱：TDX-01  載    氣：氫氣  柱    溫：80℃   檢測器：120℃   氣    化：120℃   流  速：40ml/min 橋  流：120mA

1.轉(zhuǎn)化氣的測定

.轉(zhuǎn)化氣的組成為H2,CO,CH4,CO2,H2O,CH3OH等，主要分析CO,CH4,CO2。采用熱導(dǎo)檢測器，面積外標(biāo)法定量。

2.產(chǎn)品氣的測定

產(chǎn)品氣分析微量CO,CH4,CO2經(jīng)TDX-01柱分離進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐，轉(zhuǎn)化成甲烷，用FID檢測。