甲醇部分氧化制氫的反應(yīng)方程式(CH_{3}OHfrac{1}{2}O_{2}rightleftharpoons 2H_{2} + CO_{2})(Delta H^{0}= - 155kJ/mol)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，甲醇與適量的氧氣發(fā)生部分氧化反應(yīng)，氧氣的加入量對(duì)反應(yīng)的影響至關(guān)重要。



傳統(tǒng)的高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫需要將氫氣壓縮至的壓力（通常為 35MPa 或 70MPa），這不僅需要昂貴的壓縮設(shè)備和高壓儲(chǔ)存容器，而且存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn) 。液氫儲(chǔ)存雖然能量密度高，但需要將氫氣冷卻至 - 253℃的低溫，能耗，儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本高昂，且對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備的絕熱性能要求。


相比之下，甲醇在常溫常壓下為液體，其密度約為 0.79g/cm3 ，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。它可以利用現(xiàn)有的液體燃料儲(chǔ)存和運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施，如油罐車、管道等，大大降低了儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本。

此外，甲醇制氫過程中不產(chǎn)生氮氧化物、硫化物等有害氣體，減少了對(duì)大氣環(huán)境的污染，有助于改善空氣質(zhì)量。從成本角度分析，甲醇制氫具有一定的成本優(yōu)勢(shì)。在原料成本方面，甲醇的生產(chǎn)技術(shù)成熟，來源廣泛，價(jià)格相對(duì)穩(wěn)定。

在設(shè)備投資方面，甲醇制氫裝置的規(guī)模可根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整，從小型的分布式制氫裝置到大型的工業(yè)制氫工廠均可實(shí)現(xiàn)。對(duì)于中小規(guī)模的用氫需求，甲醇制氫設(shè)備的投資相對(duì)較低，建設(shè)周期短，能夠快速滿足用戶的需求。

例如，銅基催化劑的抗中毒能力較弱，對(duì)原料中的硫、氯等雜質(zhì)較為敏感。當(dāng)原料中含有微量的硫、氯時(shí)，這些雜質(zhì)會(huì)吸附在催化劑的活性中心上，導(dǎo)致催化劑活性下降，甚至失活，從而影響甲醇制氫裝置的穩(wěn)定運(yùn)行 。即使在正常操作條件下，銅基催化劑的使用壽命也相對(duì)較短，一般為 1 - 3 年，這就需要頻繁更換催化劑，增加了生產(chǎn)成本和維護(hù)工作量。

此外，催化劑的活性和選擇性在不同的反應(yīng)條件下波動(dòng)較大，難以在寬范圍的操作條件下保持穩(wěn)定的性能。當(dāng)反應(yīng)溫度、壓力或原料組成發(fā)生變化時(shí)，催化劑的性能可能會(huì)受到顯著影響，導(dǎo)致甲醇轉(zhuǎn)化率和氫氣選擇性下降。


在反應(yīng)過程中，還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問題。由于反應(yīng)器內(nèi)的溫度分布不均勻，導(dǎo)致部分反應(yīng)區(qū)域的溫度過高或過低，影響了反應(yīng)的進(jìn)行和能量的有效利用。同時(shí)，反應(yīng)后的產(chǎn)物氣中含有大量的余熱，若不能有效地回收利用，也會(huì)造成能量的浪費(fèi)。甲醇制氫過程中的安全環(huán)保問題也不容忽視。

甲醇是一種有毒、易燃的化學(xué)品，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。如果發(fā)生泄漏，甲醇可能會(huì)對(duì)人體造成中毒危害，同時(shí)也容易引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故。在甲醇制氫裝置的運(yùn)行過程中，需要嚴(yán)格控制甲醇的泄漏，并采取有效的安全措施，如設(shè)置泄漏檢測(cè)報(bào)警裝置、配備消防設(shè)備等。