本發(fā)明涉及一種高純度氫氣的制備方法，特別涉及一種利用甲烷裂解法制備氫氣為原料，進行二次純化制備高純度氫氣的方法.
背景技術：
隨著科學技術水平的日益提高，各種技術、設備、儀器儀表對高性能、高靈敏感的電子元件依賴性加強，而在電子元件制作過程，特別是半導體器件生產中，材料純度是其關鍵，對原材料純度不斷提出更高的要求。氫氣是在半導體電子元件制造中不可缺的還原性氣體和保護氣體，因此對符合電子生產要求純度的氫氣需求不斷增加，且不能滿足供應。
目前國內生產的氫氣主要來源于電解水制氫氣，再進行純化，由于電解法生產，不可避免的消耗大量的電能和有氧氣產生，這又存在混合氣體發(fā)生爆炸的危險。利用甲烷裂解制氫技術，不僅成本低廉，能耗大大降低，符合環(huán)保要求，同時可以避免氧氣的產生，使其安全系數大大提高。氫氣中的氮氣、二氧化碳等雜質采用常規(guī)方法是不易除去的，鈀擴散的方法盡管充分有效，但是造價高，產量小，不能用于高壓凈化。在常規(guī)的條件下，氮氣、二氧化碳幾乎對所有的吸附劑都沒有吸附性或吸附容量很小。
技術實現(xiàn)要素：
為了克服上述生產技術存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種制備高純度氫氣的方法；以純度大于80％的氫氣為原料，利用吸附劑，采用低溫負壓的方式除去氫氣中的氮氣、二氧化碳等雜質，得到純度大于99.99％的氫氣。
本發(fā)明中所述的百分數除有特殊說明外都為重量百分數。
本發(fā)明的技術方案為：一種高純度氫氣的制備方法，包括以下步驟：
以甲烷、純水為原料，在溫度300℃-450℃，壓力為2.5mpa下，采用銀系催化劑催化裂解得到主要含有氫氣和二氧化碳的混合氣；氫氣和二氧化碳的混合氣在吸附器中進行低溫負壓吸附分離，吸附器中填充對二氧化碳有選擇性吸附性能的吸附劑，得到純度大于99.99％的氫氣。所述原料甲烷與純水的摩爾比為1：3-1：5，所述低溫負壓過程中的溫度為-50℃，吸附壓力為-1.0mpa。
所述的甲烷與水反應的銀系催化劑是由成都龍飛科技有限公司提供，其型號為aer601。
所述的吸附劑為活性炭，或者是細孔硅膠。
所述產品高純度氫氣將充入氣瓶內或輸送至使用現(xiàn)場。
所述氮氣轉化為氣相后可回收或經凈化后制成高純度氮氣。
本發(fā)明方法具有節(jié)能、環(huán)保、安全、易規(guī)?；a和操作便捷的特點。低溫負壓吸附的運用，突破了氫氣中氮氣等惰性氣體難以脫除的傳統(tǒng)工藝，做到無三廢排放，杜絕氧的同時存在，安全更可靠。
具體實施方式
實施例1：
原料氫氣制備：以甲烷、純水為原料，在溫度300℃，壓力為2.5mpa下，采用銀系催化劑催化裂解得到主要含有氫氣和二氧化碳的混合氣；氫氣和二氧化碳的混合氣在吸附器中進行低溫負壓吸附分離，吸附器中填充對二氧化碳有選擇性吸附性能的吸附劑，得到純度大于99.99％的氫氣。所述原料甲烷與純水的摩爾比為甲烷：水＝1：3，所述低溫負壓過程中的溫度為-50℃，吸附壓力為-1.0mpa。所述銀系催化劑是由成都龍飛科技有限公司提供，其型號為aer601。所述吸附劑為活性炭。
實施例2：
原料氫氣制備：以甲烷、純水為原料，在溫度450℃，壓力為2.5mpa下，采用銀系催化劑催化裂解得到主要含有氫氣和二氧化碳的混合氣；氫氣和二氧化碳的混合氣在吸附器中進行低溫負壓吸附分離，吸附器中填充對二氧化碳有選擇性吸附性能的吸附劑，得到純度大于99.99％的氫氣。所述原料甲烷與純水的摩爾比為甲烷：水＝1：5，所述低溫負壓過程中的溫度為-50℃，吸附壓力為-1.0mpa。所述銀系催化劑是由成都龍飛科技有限公司提供，其型號為aer601。所述吸附劑為細孔硅膠。