氫氣的主要用途 1.煉油廠 氫氣用于煉油廠的各種加氫脫硫（HDS）和加氫裂化操作。加氫脫硫是一種催化化學(xué)工藝，廣泛用于從天然氣和精煉石油產(chǎn)品（如汽油、噴氣燃料、煤油、柴油和取暖油）中脫硫。加氫裂化是指在氫氣和催化劑的作用下，將重油精煉產(chǎn)物分解成較小分子（柴油或汽油等餾分）的過程。 2.合成氨 哈勃-博世工藝是當(dāng)今生產(chǎn)氨最重要的工業(yè)工藝，在金屬催化劑和一定的溫度和壓力條件下，氫氣和氮?dú)庵苯咏Y(jié)合成氨。氨（NH3）用于生產(chǎn)硝酸銨，硝酸銨是一種肥料，也是許多家庭清潔產(chǎn)品的一部分。這個過程需要將氮?dú)夂蜌錃庖?:3的比例混合，并將其放置在裝有催化劑的容器中，在一定的壓力和溫度下。最常見的是使用鐵基催化劑，其通過諸如K2O、CaO、SiO2和Al2O3的催化劑來改進(jìn)。反應(yīng)通常發(fā)生在15-25MPa（150-250bar）和400-500℃之間。混合氣體通常通過四個催化劑床，并在每個冷卻床之間冷卻，以保持反應(yīng)的適當(dāng)平衡稠度。每次催化劑床通過時，只有約15%的氣體轉(zhuǎn)化為氨：液氨被去除，未經(jīng)調(diào)節(jié)的氣體通過壓縮機(jī)再循環(huán)。在現(xiàn)代工廠中，總轉(zhuǎn)化率可以超過97%。 3.還原金屬礦 氫氣也在商業(yè)上用于從礦石（鎢、白鎢礦和鎢）中提取鎢。同樣的概念也可以用于從黃銅礦和黃銅礦（氧化銅，CuO）中生產(chǎn)銅。氫直接還原鐵（DRI）是一種迄今尚未廣泛使用的方法。其優(yōu)點(diǎn)是高爐煤氣主要由水蒸氣和氮?dú)饨M成，只有少量二氧化碳。從理論上講，氫氣也可以用作生產(chǎn)銀、金和鉑等金屬的還原劑，但還不適合商業(yè)使用。 4.鹽酸生產(chǎn) 鹽酸（HCl）的大規(guī)模生產(chǎn)幾乎總是與其他化學(xué)品的工業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合，并且可以被視為隱蔽形式的副產(chǎn)品。然而，純氯氣可以直接與氫氣結(jié)合，在紫外光下產(chǎn)生氯化氫。這是一種高度放熱的反應(yīng)，很少用于氯化氫的商業(yè)生產(chǎn)。 5.加氫劑 氫氣用于將不飽和脂肪轉(zhuǎn)化為飽和油和脂肪。例如，食品工業(yè)使用氫氣生產(chǎn)氫化植物油，如人造黃油和黃油。飽和油和脂肪的加氫是一個在加熱罐中進(jìn)行的間歇性過程。食用油（如葵花籽或橄欖油）被泵入加熱的壓力容器中，并在加熱過程中保持在真空下以抑制氧化。將溫度提高到140-250℃，攪拌混合物以確保溫度均勻。將混合有少量油的鎳催化劑泵入反應(yīng)容器，然后輸送氫氣，使壓力達(dá)到2.7-4 barg。加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此去掉外部加熱和冷卻，劇烈攪拌，以確保溫度保持在70-80℃的范圍內(nèi)。40-60分鐘后，將加氫油混合物泵入漿液中，并在過濾器中除去催化劑固體。冷卻到室溫可以使氫化油固化。