高温热泵在石油制氢中的应用

石油是从地下深处开采的棕黑色可燃黏稠液体，是重要的液体化石燃料。通常不直接用石油制氢，而是用石油初步裂解后的产品，如石脑油、重油、石油焦以及炼厂干气制氢。

石油制氢原料

石脑油（naphtha）是蒸馏石油的产品之一，是以原油或其他原料加工生产的用于化工原料的轻质油，又称粗汽油，一般含烷烃55.4%、单环烷烃30.3%、双环烷烃2.4%、烷基苯11.7%、苯0.1%、茚满和萘满0.1%；平均分子量为114，密度为0.76g/cm3，爆炸极限1.2%-6.0%。重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、黏度高。重油的相对密度再0.82-0.95，其成分主要是烃，另外含有部分的硫磺及微量的无机化合物。

重油中的可燃成分较多，含碳86-89%，含氢10-12%，其余成分氮、氧、硫等很少。

石油焦（petroleum coke）是重油再经热裂解而成的产品。石油焦为形状、尺寸都不规则的黑色多孔颗粒或块状。其中80%质量分数以上为碳，其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。通常可用于制石墨、冶炼和化工等工业。水泥工业是世界上石油焦最大用户，其消耗量约占石油焦市场份额的40%；其次大约22%的石油焦用来生产炼铝用预焙阳极或炼钢用石墨点击。近年来，石油焦也成为现实的制氢原料。

石脑油制氢工艺

石脑油制氢主要工艺过程有石脑油脱硫转化、CO变换、PSA，其工艺流程与天然气制氢极为相似，工艺流程如下：

石脑油制氢中高温热泵主要应用于石脑油脱硫工艺中提供150度的高温蒸汽，还有PSA尾气回收的冷却中，冷却温度15度。相比传统燃烧锅炉运行成本降低了30%，还减少了二氧化碳的排放，整个项目基本在2年左右就可以全部回本。