氢气和高纯度氢气的广泛应用
* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020/07/03 0:34:07 * 浏览: 13
氢具有广泛的应用范围，并且最大量的氢被用作重要的石油化学原料，用于生产合成氨，甲醇和石油精炼过程中的加氢。氢广泛用于电子工业，冶金工业，食品加工，浮法玻璃，精细化学和有机合成，航空航天工业等领域。氢作为能源，是未来发电的燃料，也是电动汽车的燃料电池。 （1）石油化工中的氢气是现代炼油，化工的基本原料之一。氢在石油化学工业中以各种形式广泛使用。我国生产合成氨的主要原料是煤制气，天然气，石脑油和重油。一座1000t / d的合成氨装置每生产1吨氨，需要约336m3的氢气。像合成氨一样，合成甲醇中的大多数氢都是从煤气，天然气，石脑油或重油中产生的。一个日产量为1,000吨的甲醇工厂每1吨甲醇需要约560立方米的氢气。 。由于甲醇是一种基本的有机化学原料，并且可以用作代用燃料，因此其需求日益增长，因此用于甲醇合成的氢气量可能会继续增加。石油精炼工业中使用的氢气量仅次于合成氨。在石油精炼过程中，氢气主要用于石脑油加氢脱硫，粗柴油加氢脱硫，燃料加氢脱硫，改善飞机燃料性能和加氢裂化，在石化领域，氢气主要用于C3馏分油加氢=汽油加氢，C6〜C8。馏出物加氢脱烷基化和环己烷生产。催化重整原料加氢可从石脑油中除去杂质，例如硫化物，氮化物，铅和砷，这是石油精炼工业中最早使用的工艺。加氢裂化是在氢存在下进行的催化裂化过程。该反应的主要特征是C-C键的断裂。选择性加氢主要用于高温裂化产物，乙烯馏分的气相加氢和丙烯馏分的液相加氢。加氢精制也是去除有害化合物的过程。除硫化氢外，硫醇和总硫还可以在氢化过程中除去炔烃，烯烃，金属和准金属。因此，在现代石化加工过程中，使用氢化技术可以提高石化产品的质量，增加最有价值的石化产品的产量，减少重油渣油和焦油的产生，减少碳化量，并提高石油加工厂。适应性强，可以从石油加工废料，纯化一系列产品并去除有害杂质中获得许多有价值的石化产品。氢是现代石油加工行业中产品用途最广泛的交联剂，可以提高大型裂解装置的生产能力。在石油化工领域，氢和一氧化碳也可用于合成各种有机化合物，例如乙二醇的合成，聚亚甲基的合成，醇的同源反应以及不饱和烃的反应，醛。另外，选择性氢化可用于由醛生产醇，由炔烃生产烯烃，由硝基苯生产苯胺和由萘生产氢化萘。 （2）电子工业在某些电子材料的发展以及基板制备，氧化工艺，外延工艺和化学气相沉积（CVD）技术的发展中，氢气被用作反应气体，还原气体或保护气体。半导体集成电路的生产需要极高的气体纯度。例如，氧杂质的容许浓度为10-12。微量杂质的掺入会改变半导体的表面特性，甚至会降低产品的产量或造成废品。在非晶硅太阳能电池的制造中，还需要高纯度氢。非晶硅薄膜半导体是新的过去十年间，aterial成功地在世界范围内发展起来。在太阳能转换和信息技术中显示出诱人的应用前景。光纤的应用和开发已被大规模使用。石英玻璃纤维是光纤的主要类型。在光纤预制棒的制造过程中，必须使用氢氧火焰加热。经过数十次沉积，它具有一定的氢气纯度和清洁度。要求。 （3）浮法玻璃的生产工艺玻璃工业中广泛使用的气体为氢气，乙炔，氧气和氮气。在浮法玻璃的生产中，为了防止锡槽中的液态锡被氧化，使用氮气-氢气混合气体来保护锡槽，并且气体纯度较高，其中氢气的纯度为99.999％。 （4）冶金工业在冶金工业中，氢气主要用作还原气体，将金属氧化物还原为金属。氢气用于还原几种金属氧化物以生产纯金属。在高温锻造金属设备中，氢经常被用作保护气体以防止金属被氧化。 （5）食品加工业中的许多天然食用油具有很大的不饱和度。氢化后，产物可以稳定地储存，并且可以抵抗细菌的生长并增加油的粘度。用于植物油加氢的氢具有非常高的纯度要求，并且在使用前通常需要严格纯化。氢化食用油产品可加工成人造黄油和食用蛋白质。不可食用油的氢化可以生产用于生产肥皂和畜牧业饲料的原料。该方法包括用氢使不饱和酸（油酸，亚油酸等）的甘油酯饱和，并将氢引入液态脂肪或植物油的成分中。 （6）航天技术和天然气使用氢作为航空燃料具有许多优势。它不仅可以满足未来航空燃料的许多要求，而且最重要的是，氢燃料不会污染环境。在许多方面，使用氢作为燃料优于碳氢化合物燃料。在1960年代，外国开始将氢用作汽车燃料。在进行一些修改之后，常规的内燃机可以使用氢气作为燃料。日本对以液态氢为燃料的超导磁悬浮列车进行了可行性研究。波音公司和刘易斯研究中心对液氢飞机进行了可行性研究。可以预见，在不久的将来氢将不可避免地取代碳氢化合物作为燃料。氢和氧可用于金属和非金属的焊接或熔化。氢气在氧气中燃烧的温度可能超过3100K。氢通过电弧火焰时，会分解为原子氢。氢原子可用于大多数难熔金属，高碳钢，耐腐蚀材料，有色金属等的熔化和焊接。使用原子氢进行焊接的优点是氢原子束可防止焊接零件产生腐蚀。被氧化，因此在焊接处不会产生氧化皮。氢作为能源，是未来发电的燃料，也是电动汽车的燃料电池。燃料电池将氢燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能。转化效率高，产品为水，被称为“对环境无污染”。零排放。氢是未来人类的清洁能源。 （7）其他应用（1）由于氢的高导热性，氢常被用作大型发电机组的冷却剂。 （2）在需要超低温的科学研究中，氢气通常用作制冷剂。 （3）气相色谱分析中经常使用氢气作为载气。 （4）由于氢密度低，因此也可用于填充气球和飞艇。 （5）利用金属氢化物的吸热放热特性，进行脱氢吸热，可以建立热泵循环或吸热压缩机。
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