甲烷水蒸气重整制氢（SMR）是工业上最常用的制氢工艺，核心就是甲烷和水蒸气在高温和催化剂作用下生成一氧化碳和氢气。今天为大家简单介绍甲烷水蒸气重整制氢的主要流程及关键步骤。

1、 原料预处理

脱硫处理：天然气（主要成分为CH4）中通常含有硫化物（如H2S），会毒害后续反应的催化剂，因此需要先通过吸附（如氢化锌吸附）或加氢脱硫（转化为H2S后脱除）进行脱硫，确保硫含量降至ppm级以下。

水蒸气制备：水蒸气需预热至一定温度（通常与原料气混合前加热至300-500°C）。

2、 重整反应

甲烷和水蒸气在催化剂（镍基催化剂，如Ni/Al₂O₃）作用下发生吸热反应：

CH₄ + H₂O → CO + 3H₂(ΔH=+206kJ/mol)。该反应需要在温度700-1000℃、压力25-30 bar、水碳比2.5-3.5的条件下进行。同时可能伴随水煤气变换反应：CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂(ΔH=−41kJ/mol)

3、 水煤气变换反应

水煤气变换反应的目的是将重整气中的CO进一步转化为H2，并降低CO含量，这样可以避免后续工艺中毒。

4、 气体净化和氢气提纯

脱除CO₂：通过胺液（如MEA）吸收或变压吸附（PSA）去除CO₂，得到富氢气体。

氢气提纯：变压吸附（PSA）：利用吸附剂（如活性炭、分子筛）选择性吸附杂质（CH₄、CO、CO₂等），获得纯度99.9%以上的氢气。

膜分离：通过选择性渗透膜分离氢气（适用于中小规模）。

5、 余热回收和能源利用

重整反应的高温烟气（800-1000℃）通过换热器预热原料气和水蒸气，或产生蒸汽驱动涡轮机发电。部分未反应的CH₄和PSA尾气可作为燃料，供给重整炉燃烧供热。

6、 产物和副产物

主产物为高纯度氢气，用于合成氨、炼油、燃料电池等领域，副产物CO₂须通过碳捕集封存技术处理以实现低碳化。

甲烷水蒸气重整制氢技术成熟、成本低，实现了高效制氢，但是能耗高，碳排放量大，碳足迹问题推动了绿氢（电解水制氢）和蓝氢（SMR+CCUS）技术的发展。甲烷水蒸气重整制氢技术制得的氢气可广泛应用于化工、石油炼制、燃料电池等领域。

亿科甲烷水蒸气重整制氢系统氢气纯度可达99.999%，重整转化率可达95%以上，重整气的氢气含量65%-70%。可控制、采集、整理反应温度、反应时间、气相实时/累积流量、反应压力等数据。可实现催化剂性能评估、反应机理、反应动力学等研究，并能准确进行物料衡算。亿科采用100%甲烷和水汽化混合器，并且保证蒸汽流量波动小于2%，配备高压恒流双主色蹦，精准控制进液流量。PLC加触摸屏，实时控制及数据采集分析，流量可调，温度可控。整套装置走向氢气、结构紧凑，方便操作和维修。