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        高純氫在各行各業中應用

        時間:2022-07-22 來源:涿州市北溫工業氣體銷售有限公司

        氫氣作為一種重要的石油化工原料,用于生產合成氨、甲醇以及石油煉制過程的加氫反應,在電子工業、冶金工業、食品工業、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天工業等領域。

        一、石油化工,氫氣是現代煉油工業和化學工業的基本原料之一,廣泛范圍內氫以多種形式用于化學工業。合成氨、甲醇用的氫大部分是由天然氣、石腦油或重油的蒸汽轉化或部分氧化制取。
             石油煉制工業用氫量僅次于合成氨。在石油煉制過程中,氫氣主要用于石腦油加氫脫硫、粗柴油加氫脫硫、燃料油加氫脫硫、改善飛機燃料的無火焰高度和加氫裂化等方面;在石油化工領域,氫氣主要用于C3餾分加氫、汽油加氫、C6-C8餾分加氫脫烷基以及生產環己烷等方面。
             在石油化工領域,還可以用氫和一氧化碳反應合成多種有機化合物,如乙二醇的合成、合成聚甲烯(poly methylen)、,醇的同系化反應、與不飽和烴反應制醛等。用費托法可以合成各種烴,包括發動機燃料和一系列有價值的單一有機化合物,如固體石蠟、含氧化合物等

            采用選擇加氫,可由醛制醇,炔烴制烯烴,甲苯脫烷基制苯,硝基苯加氫制苯胺以及由萘制氫化萘等。在輕化工行業中所使用的二苯基亞甲基二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、己二酸、脂肪醇等都需要采用催化加氫工藝。氫氣純度不同對加氫裝置能耗有較大影響,如95%的氫和99%氫用于柴油加氫對比,前者能耗為后者的1.35倍。氫氣中含有的兩類雜質對生產不利,一類是使催化劑中毒的雜質(如O,H2S),一類是惰性物質(如甲烷、氮氣、烴類),有毒雜質會使催化劑活性下降。


           二、電子工業、在晶體的生長與襯底的制備、氧化工藝、外延工藝中以及化學氣相淀積(CVD)技術中,均要用到氫氣。
        半導體工業對氣體純度要求極高,微量雜質的“摻人”,將會改變半導體的表面特性。
             電子工業中多晶硅的制備需要用到氫。當硅用氯化氫生成三氯氫硅SiHCl3后,經過分餾工藝分離出來,在高溫下用氫還原,達到半導體需求的純度:
             在制造非晶硅太陽電池中,也用到純度很高的氫氣。
             光導纖維的應用和開發是新技術革命的重要標志之一,石英玻璃纖維是光導纖維的主要類型,在制造過程中,需要采用氫氧焰加熱,經數十次沉積,對氫氣純度和潔凈度都有很高要求。
        浮法玻璃生產
          三、在玻璃工業中、廣泛使用的氣體有氫和氮。在浮法玻璃成形設備中裝有熔融的錫液,它極易被氧化,生成氧化錫,造成玻璃沾錫,增加錫的消耗量,因此需要將錫槽密封,并連續不斷送人純凈2-8%氫氮混合氣,維持槽內正壓與還原氣氛,保護錫液不被氧化。  四、冶金工業、在冶金工業中,氫氣主要用作還原氣,以便將金屬氧化物還原成金屬。氫氣除了用于還原若干種金屬氧化物以制取純金屬外,在高溫鍛壓一些金屬器材時,氫氣作為保護氣以使金屬不被氧化。

        五、食品加工工業
             許多天然食用油具有很大程度的不飽和性,經氫化處理后,所得產品可穩定貯存,并能抵抗細菌的生長,提高油的粘度。植物油加氫氫化所用的氫氣,純度要求都很高,一般需嚴格提純后方可使用。食用油加氫的產品可加工成人造奶油和食用蛋白質等。非食用油加氫可得到生產肥皂和畜牧業飼料的原料,過程包括用氫和不飽和酸(油酸、亞油酸等)的甘油脂,將氫引人到液體脂肪或植物油的組成中。
        空間技術與燃氣應用
             氫作為航空燃料的優點有很多,它不僅能滿足未來航空燃料的許多要求,最重要的是,氫燃燒對環境基本不產生污染。按單位質量計,氫的燃燒熱值(119900-141900kJ/kg)比烴類燃料的燃燒熱值大1.8倍。由液氫
        和液氧組合成的推進劑具有很高的比推力。因此,在空間技術中大量使用液氫。

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