1．研究背景

世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而，这一经济的资源载体将在21世纪上半叶接近枯竭。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，最终葬送现代市场经济。

氢气市场应用领域广阔，广泛应用于化工、冶金、电力、电子等行业，用作保护气体、还原气体、原料气体和燃料电池燃料。其次，氢的热值高，反应速度快，获得途径多，储存形式多样。并且氢的燃烧，水是它的唯一产物，已普遍被人们认为是一种最理想的新世纪无污染的绿色能源。由于其经济性、机动性、环境友好性，因此扩大氢生产资源、开发新的制氢工艺以及改进现有制氢工艺，受到人们的普遍关注。

这需要我们去开发新的能源，氢气便是这样一种很好的清洁能源。

目前关于制氢工艺已经有了很深入的研究，其中对于甲醇制氢很多学者专家均表示积极态度。在叶其葳《工厂各种制氢工艺的比较和工业选用研究》一文中，通过经济性比较、工厂规模和下游配套用户比较、工艺模拟比较、工艺操作比较四个板块对甲醇制氢、天然气重整制氢、气化合成气制氢对比，最终认为甲醇制氢是目前以及未来最为合适的工艺路线，

类似的，在程亮《制氢工艺技术比较》一文中，简述了制氢工艺的几个方法，得出结论：目前随着化工行业的发展，市场上对氢气的需求会越来越多，但根据我国国情，对于缺少煤、石油、天然气的地区，化工企业要走下去只有甲醇水蒸气重整制氢，其表现出很好的技术经济指标。

因而，本设计同样采用甲醇制氢。

首先是项目的可行性，在连云港市环境保护科学研究所《3#215;1200Nm³/h 甲醇裂解制氢项目》中通过建设项目概况，建设项目周围环境、建设项目环境影响预测及拟采取的主要措施与效果等论述了该项目的可行性，同时目前世界上已经很多地区开始甲醇制氢工艺，已经有了可以实施的例子。

本设计的设计流程部分参考《甲醇制氢工艺设计》一文，当然，本设计流程是简化的，原料混合、加压、加热、反应等等。对于催化剂的选用，参考祁文旭，张娜等人的《CuO/ZnO/CeO₂-ZrO₂ 催化甲醇水蒸气重整制氢性能》，张磊，潘立卫等人的《CuO/ZnO/CeO₂-ZrO₂催化剂上甲醇水蒸气重整制氢反应机理研究》，相应的反应条件也在其中。热力学分析则参考韩峭峰，李永峰，董新法等《甲醇水蒸汽重整制氢反应的热力学分析》。

2．氢气的制备方法