高纯氢在各行各业中应用
来自:system 发表时间:2023-07-28 15:13:59氢气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,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。
氢气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,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。
一、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,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。
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。
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(poly methylen)、,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
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。
二、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:
在制造非晶硅太阳电池中,也用到纯度很高的氢气。
光导纤维的应用和开发是新技术革命的重要标志之一,石英玻璃纤维是光导纤维的主要类型,在制造过程中,需要采用氢氧焰加热,经数十次沉积,对氢气纯度和洁净度都有很高要求。