3.1　石油制氢原料

通常不直接用石油制氢，而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%。石脑油主要用作重整和化工原料，根据用途不同而采取各种不同的馏程，我国规定石脑油馏程为初馏点至220℃左右。70～145℃馏分的石脑油称轻石脑油，用作生产芳烃的重整原料；70～180℃馏分的石脑油称重石脑油，用于生产高辛烷值汽油。近年石脑油等轻油价格上涨幅度很大，使得以石脑油为原料的制氢成本变大，因而人们逐渐不用石脑油制氢。

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。

石油焦的分类有如下多种方法［2］。

①按焦化方法的不同可分为平炉焦、釜式焦、延迟焦、流化焦4种，目前中国大量生产的是延迟焦。

②按热处理温度可分为生焦和煅烧焦，前者由延迟焦化所得，挥发分大，机械强度低。煅烧焦是煅烧生焦的产品。中国多数炼油厂只生产生焦，煅烧作业多在炭素厂内进行。

③按硫分的高低可分为高硫焦、中硫焦和低硫焦，具体标准可见《中国延迟石油焦质量标准》（ZBE 44002—86）石油焦的硫含量主要取决于原料油的含硫量。

④按石油焦外观形态及性能的不同可分为海绵状焦、蜂窝状焦和针状焦。针状焦有明显的针状结构和纤维纹理，是以芳烃含量高、非烃杂质含量较少的渣油制得，又称优质焦。海绵焦又称普通焦，含硫高，含水率高。蜂窝状焦一般是由高硫高沥青质渣油生产，形状呈圆球形，多用于发电、水泥等工业燃料。

通常，石油焦可用于制石墨、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电极［3］。近年来，在炼油厂氢越来越受到重视，石油焦成为现实的制氢原料。

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。重油的相对密度一般在0.82～0.95，热值在10000～11000kcal/kg。其成分主要是烃，另外含有部分的硫黄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。重油的发热量很高，一般为40000～42000kJ/kg。它的燃烧温度高，火焰的辐射能力强，是钢铁生产的优质燃料［4］。炼厂干气是指炼油厂炼油过程中如重油催化裂化、热裂化、延迟焦化等，产生并回收的非冷凝气体（也称蒸馏气），主要成分为乙烯、丙烯和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，主要用作燃料和化工原料。其中催化裂化产生的干气量较大，一般占原油加工量的4%～5%。催化裂化干气的主要成分是氢气（占25%～40%）和乙烯（占10%～20%），延迟焦化干气的主要成分是甲烷和乙烷［5］。