3.1　石油制氫原料

通常不直接用石油制氫，而用石油初步裂解后的產品，如石腦油、重油、石油焦以及煉廠干氣制氫。

石腦油（naphtha）是蒸餾石油的產品之一，是以原油或其他原料加工生產的用于化工原料的輕質油，又稱粗汽油，一般含烷烴55.4%、單環烷烴30.3%、雙環烷烴2.4%、烷基苯11.7%、苯0.1%、茚滿和萘滿0.1%；平均分子量為114，密度為0.76g/cm3，爆炸極限1.2%～6.0%。石腦油主要用作重整和化工原料，根據用途不同而采取各種不同的餾程，我國規定石腦油餾程為初餾點至220℃左右。70～145℃餾分的石腦油稱輕石腦油，用作生產芳烴的重整原料；70～180℃餾分的石腦油稱重石腦油，用于生產高辛烷值汽油。近年石腦油等輕油價格上漲幅度很大，使得以石腦油為原料的制氫成本變大，因而人們逐漸不用石腦油制氫。

石油焦（petroleum coke）是重油再經熱裂解而成的產品。石油焦為形狀、尺寸都不規則的黑色多孔顆粒或塊狀。其中80%質量分數以上為碳，其余的為氫、氧、氮、硫和金屬元素。

石油焦的分類有如下多種方法［2］。

①按焦化方法的不同可分為平爐焦、釜式焦、延遲焦、流化焦4種，目前中國大量生產的是延遲焦。

②按熱處理溫度可分為生焦和煅燒焦，前者由延遲焦化所得，揮發分大，機械強度低。煅燒焦是煅燒生焦的產品。中國多數煉油廠只生產生焦，煅燒作業多在炭素廠內進行。

③按硫分的高低可分為高硫焦、中硫焦和低硫焦，具體標準可見《中國延遲石油焦質量標準》（ZBE 44002—86）石油焦的硫含量主要取決于原料油的含硫量。

④按石油焦外觀形態及性能的不同可分為海綿狀焦、蜂窩狀焦和針狀焦。針狀焦有明顯的針狀結構和纖維紋理，是以芳烴含量高、非烴雜質含量較少的渣油制得，又稱優質焦。海綿焦又稱普通焦，含硫高，含水率高。蜂窩狀焦一般是由高硫高瀝青質渣油生產，形狀呈圓球形，多用于發電、水泥等工業燃料。

通常，石油焦可用于制石墨、冶煉和化工等工業。水泥工業是世界上石油焦最大用戶，其消耗量約占石油焦市場份額的40%；其次大約22%的石油焦用來生產煉鋁用預焙陽極或煉鋼用石墨電極［3］。近年來，在煉油廠氫越來越受到重視，石油焦成為現實的制氫原料。

重油是原油提取汽油、柴油后的剩余重質油，其特點是分子量大、黏度高。重油的相對密度一般在0.82～0.95，熱值在10000～11000kcal/kg。其成分主要是烴，另外含有部分的硫黃及微量的無機化合物。重油中的可燃成分較多，含碳86%～89%，含氫10%～12%，其余成分氮、氧、硫等很少。重油的發熱量很高，一般為40000～42000kJ/kg。它的燃燒溫度高，火焰的輻射能力強，是鋼鐵生產的優質燃料［4］。煉廠干氣是指煉油廠煉油過程中如重油催化裂化、熱裂化、延遲焦化等，產生并回收的非冷凝氣體（也稱蒸餾氣），主要成分為乙烯、丙烯和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，主要用作燃料和化工原料。其中催化裂化產生的干氣量較大，一般占原油加工量的4%～5%。催化裂化干氣的主要成分是氫氣（占25%～40%）和乙烯（占10%～20%），延遲焦化干氣的主要成分是甲烷和乙烷［5］。