甲醇制氢，为什么用重整法，不用裂解法？

随着脱碳减排的需要，氢能的应用越来越广，氢气作为能源逐渐进入我们的生活，因此氢气的需求越来越大。由于氢元素的独特性质，在自然界中很少以单质氢，也就是氢气的形式存在。所以我们需要从氢的化合物中制取氢气。甲醇制氢就是其中一种方式。

常用的甲醇制氢有两种方式：甲醇重整制氢和甲醇裂解制氢。另外还有些小众、新颖的方式，比如甲醇部分氧化法，甲醇电解制氢，超声波分解甲醇水溶液制氢等。由于后三种方式因为各种缺点或者不成熟，不是主流，我们在此就不讨论它们。

就目前来说，我国在氢能领域如果需要用甲醇制氢的场合，以甲醇重整制氢为主。下面就讲讲为什么用甲醇重整制氢，不用裂解制氢？

甲醇重整制氢

甲醇重整制氢，又叫甲醇水蒸气重整法，化学反应式如下：

其中CH3OH为甲醇。从反应式可以看出，反应中需要加入水。事实上是先在甲醇中按照大约1:1的比例加入去离子水（纯水）得到甲醇溶液。然后在250-300℃的温度下将甲醇溶液气化，进入反应器。在反应器中，水分子和甲醇分子发生反应，生成氢气和二氧化碳，伴随少量一氧化碳。各种气体比例为：

H2: 约75%；

CO2：约25%

CO：<1%

工艺流程如图所示。

甲醇水蒸气重整制氢工艺流程图

甲醇水蒸气重整制氢技术具有操作方便、反应条件温和、副产物成分少易分离等优点，因此是技术最成熟、应用最广的甲醇制氢方法。

甲醇裂解制氢

甲醇裂解制氢是利用甲醇直接分解的方式制备氢气，化学反应式如下：

从反应式可见，该方法无需加入水，反应的产物为氢气和一氧化碳，两种气体的占比为：

H2: 约66%；

CO：约33%

CO2等其他气体：<=1%

其工艺过程为（见下图）：原料甲醇进入缓冲罐，然后进入换热器进行升温，再进入汽化过热器，用高温导热油进行汽化。然后进入列管反应器，在催化剂的的作用下进行裂解和变换，生产一氧化碳和氢气。

甲醇裂解制氢工艺流程图

从上面两种方法获得的产品气构成可以看到，重整法可以获得75%的氢气，副产气为25%二氧化碳，及不到1%的一氧化碳。而裂解法仅能得到66%的氢气，比重整法少。更要命的是，副产气中一氧化碳含量达到33%。一氧化碳是在氢能应用中一种十分不友好的气体。因为一氧化碳对用氢发电的燃料电池中的催化剂有毒化作用，会造成昂贵的催化剂失效，降低燃料电池的寿命，甚至造成报废。而从混合气中去除二氧化碳相对容易，而去除一氧化碳很难，而且成本很高。

所以，不管从技术角度，还是从经济角度，用甲醇重整法制取氢气比用甲醇裂解法制取氢气更经济，更普遍。