石油制氢工艺

石油是从地下深处开采的棕黑色可燃黏稠液体，是重要的液体化石燃料。通常不直接用石油制氢，而是用石油初步裂解后的产品，如石脑油、重油、石油焦以及炼厂干气制氢。

01石油制氢原料

石脑油（naphtha）是蒸馏石油的产品之一，是以原油或其他原料加工生产的用于化工原料的轻质油，又称粗汽油，一般含烷烃55.4%、单环烷烃30.3%、双环烷烃2.4%、烷基苯11.7%、苯0.1%、茚满和萘满0.1%；平均分子量为114，密度为0.76g/cm3，爆炸极限1.2%-6.0%。

重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、黏度高。重油的相对密度再0.82-0.95，其成分主要是烃，另外含有部分的硫磺及微量的无机化合物。重油中的可燃成分较多，含碳86-89%，含氢10-12%，其余成分氮、氧、硫等很少。

石油焦（petroleum coke）是重油再经热裂解而成的产品。石油焦为形状、尺寸都不规则的黑色多孔颗粒或块状。其中80%质量分数以上为碳，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。通常可用于制石墨、冶炼和化工等工业。水泥工业是世界上石油焦最大用户，其消耗量约占石油焦市场份额的40%；其次大约22%的石油焦用来生产炼铝用预焙阳极或炼钢用石墨点击。近年来，石油焦也成为现实的制氢原料。

炼厂干气是指炼油厂炼油过程中，如重油催化裂化、热裂化、延迟焦化等，产生并回收的非冷凝气体（也称蒸馏气），主要成分为乙烯、丙烯和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，主要用作燃料和化工原料。其中催化裂化产生的干气量较大，一般占原油加工量的4-5%。催化裂化干气的主要成分是氢气（占25%-40%）和乙烯（占10%-20%），延迟焦化干气的主要成分是甲烷和乙烷。

02制氢工艺简介

石脑油制氢

石脑油制氢主要工艺过程有石脑油脱硫转化、CO变换、PSA，其工艺流程与天然气制氢极为相似，工艺流程如下：

重油制氢

重油与水蒸气及氧气反应制得含氢气体产物。部分重油燃烧提供转化吸热反应所需热量及一定的反应温度。气体产物主要组成：氢气46%（体积分数），一氧化碳46%，二氧化碳6%。我国建有大型重油部分氧化法制氢装置，用于制取合成氨的原料，其制氢工艺流程如下：

石油焦制氢

由于原油中重油成分越来越大，炼油厂的石油焦量也就越来越大，有文献提及1吨石油焦相当于2213m?氢气。因此，供炼厂使用石油焦制氢是一条现实路径。

石油焦制氢与煤制氢非常相似，是在煤制氢的基础上发展起来的。由于原油重，含硫量高，所以高硫石油很常见。高硫石油焦制氢主要工艺装置有空分、石油焦气化、CO变换、低温甲醇洗、PSA，工艺流程如下：

炼厂干气制氢

炼厂干气制氢主要是轻烃水蒸气重整加上变压吸附分离法，目前已有多家公司采用这种方法来制氢氢气。干气制氢工艺流程包括干气压缩加氢脱硫、干气蒸汽转化、CO变换、PSA，干气制氢工艺流程与天然气制氢非常相似，工艺流程如下：