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(guò)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。



當(dāng)氧醇比（氧氣與甲醇的物質(zhì)的量之比）控制在合適的范圍內(nèi)時(shí)，部分甲醇被氧化釋放出熱量，這些熱量可以為反應(yīng)體系提供能量，維持反應(yīng)的進(jìn)行，無(wú)需外部供熱。


因此需要選擇合適的催化劑和優(yōu)化反應(yīng)條件來(lái)抑制副反應(yīng)的發(fā)生。甲醇裂解制氫的反應(yīng)方程式為CH_{3}OHrightleftharpoons CO + 2H_{2})，Delta H^{0}= + 90.7kJ/mol)，同樣是吸熱反應(yīng)。在高溫和催化劑的作用下，甲醇分子中的化學(xué)鍵斷裂，分解為一氧化碳和氫氣。

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。


目前，我國(guó)甲醇產(chǎn)能世界前列，煤炭、天然氣等化石能源均可作為甲醇的生產(chǎn)原料，使得甲醇的供應(yīng)充足且成本可控。而傳統(tǒng)的水電解制氫，由于其耗電量，電價(jià)在制氫成本中占比高達(dá) 70% - 80%，導(dǎo)致制氫成本居高不下 。


在設(shè)備投資方面，甲醇制氫裝置的規(guī)?？筛鶕?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。

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(guò)程中，還存在著熱量傳遞和利用效率不高的問(wèn)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(guò)高或過(guò)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(guò)程中的安全環(huán)保問(wèn)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(guò)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(guò)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。