氢气的应用领域.pdf

  1. 1、本文档共5页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多

氢气的应用领域

(转载网络)

氢气的应用领域很大,其中,用量最大的是作为一种重要的石油化工原料,用于

生产合成氨、甲醇以及石油炼制过程的加氢反应。此外,在电子工业、冶金工业、

食品工业、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天工业等领域也有应用。

1、石油化工

氢气是现代炼油工业和化学工业的基本原料之一,在广泛范围内氢以多种形式

用于化学工业。合成氨、甲醇用的氢大部分是由天然气、石脑油或重油的蒸汽转化

或部分氧化制取。一个1000t/d规模的氨厂,每生产1t氨需要氢气336m3,大规模

生产合成氨的主要成本取决于氢的成。一个2500t/d规模的甲醇厂,每生产1t甲醇

约需要氢气560m3。

石油炼制工业用氢量仅次于合成氨。在石油炼制过程中,氢气主要用于石脑油

加氢脱硫、粗柴油加氢脱硫、燃料油加氢脱硫、改善飞机燃料的无火焰高度和加氢

裂化等方面;在石油化工领域,氢气主要用于C3馏分加氢、汽油加氢、C6-C8馏分

加氢脱烷基以及生产环己烷等方面。

催化重整原料的加氢是除去石脑油中的硫化物、氮化物、铅和砷等杂质,是石

油炼制工业中最早使用的过程。柴油馏分和重质馏分的加氢脱硫操作压力为3-

4MPa,温度340-380℃。燃料油加氢脱硫主要

是由于环保的要求,因为空气污染95%是由于燃料油燃烧时放出的SO2引起的,

加氢脱硫耗氢量大,工艺上可采用直接或间接脱硫。加氢裂化是在氢气存在下进行

的催化裂化过程,反应主要特征是C-C键断裂,空速低,所用氢气量大。选择性加氢

主要用于高温裂解产物,对乙烯馏分进行气相加氢,对丙烯馏分采用液相加氢,汽油

馏分中富含二烯烃、烯烃和芳香烃,这类化合物在与空气接触时会产生胶质,故一定

要进行加氢处理,将不稳定化合物转化成稳定的产物。

加氢精制也是除去有害化合物的过程,除硫化氢、硫醇、总硫之外,炔烃、烯

烃、金属和准金属等均可在加氢过程中除去。因而,在现代石油化学加工过程中,利

用加氢工艺可以改善石油化学品的质量,增加最有价值的石油化学品的产量.减少重

油残渣和焦油的生成,降低结碳量,提高石油加工厂的适应性,从石油加工废物中可

以得到很多有价值的石油化学产品,净化一系列产品,除去有害杂质。氢是现代石油

化工工业产品最通用的净化剂,能提高大型裂化装置的生产能力。

在石油化工领域,还可以用氢和一氧化碳反应合成多种有机化合物,如乙二醇

的合成、合成聚甲烯(polymethylen)、,醇的同系化反应、与不饱和烃反应制醛

等。用费托法可以合成各种烃,包括发动机燃料和一系列有价值的单一有机化合物,

如固体石蜡、含氧化合物等。

此外,采用选择加氢,可由醛制醇,炔烃制烯烃,甲苯脱烷基制苯,硝基苯加氢制

苯胺以及由萘制氢化萘等。在轻化工行业中所使用的二苯基亚甲基二异氰酸酯

(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、己二酸、

脂肪醇等都需要采用催化加氢工艺。氢气纯度不同对加氢装置能耗有较大影

响,如95%的氢和99%氢用于柴油加氢对比,前者能耗为后者的1.35倍。氢气中含有

的两类杂质对生产不利,一类是使催化剂中毒的杂质(如O,H2S),一类是惰性物质

(如甲烷、氮气、烃类),有毒杂质会使催化剂活性下降。

2、电子工业

在晶体的生长与衬底的制备、氧化工艺、外延工艺中以及化学气相淀积(CVD)

技术中,均要用到氢气。

半导体工业对气体纯度要求极高,微量杂质的“掺人”,将会改变半导体的表

面特性。

电子工业中多晶硅的制备需要用到氢。当硅用氯化氢生成三氯氢硅SiHCl3后,

经过分馏工艺分离出来,在高温下用氢还原,达到半导体需求的纯度:

SiHCl3+H2→Si+3HCl

当用于氢氧合成氧化,常压下将高纯氢与高纯氧通人石英管内,使之在一定的

温度下燃烧,生成纯度很高的水,水汽与硅反应生成高质量的SiO2膜。

在外延工艺中,用于硅气相外延:四氯化硅或三氯氢硅在加热的硅衬底表面与

氢发生反应,还原出硅沉积到硅衬底上,生成外延层的过程为:

SiCl4+2H2→Si+4HCl

SiHCl3+H2→Si+3HCl

上述过程对氢的纯度要求很高。氢气中含有的微量一氧化碳和二氧化碳杂质

您可能关注的文档

文档评论(0)

***** + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档