1。3 氢的性质和利用

1。3。1 氢的物理及化学性质

氢原子是在宇宙中存在时间最早的原子之一，是宇宙中存量最高的一种元素，有90%以上的宇宙构成均为氢。氢元素位于元素周期表的第一位，相对原子量是1。008，是对于所有元素中最轻的一种元素，且稳定存在2种同位素氕和氘。而氚是氢中的放射性同位素，半衰期为12。26年。在地球，氢主要以化合态的形式存在，其中水分子为最主要的存在形式。在人体中，按质量来算，氢元素占比为大约10%，排在所有存在于人体中的元素中的第三位，且是组成一切有机物的主要成分之一[[[] 毛宗强, 毛志明。 氢气生产及热化学利用[M]。 化学工业出版社, 2015。]]。

氢气的氢分子的相对分子量为2。016。一般情况下，氢气无色无味，且极难溶于水，对氢气进行液化也非常艰难，但是在镍、钯以及铂内的溶解度很大，一体积的相应金属可以溶解几百体积的氢，这是目前储氢技术的重要基础[1]。在一个标准大气压下，氢气在-252。77℃时液化，变成无色液体；在-259。2℃时，凝固结晶，变成雪花状的白色固体。在标准状况下，氢气的密度为0。0899克/升，质量大约是空气的1/14。氢气的爆炸上限以及爆炸下限按照体积计算分别各为74。2%和4。1%。文献综述

氢气无毒，无腐蚀性，在常温下除了与氯在光照条件下化合以及与氟在冷暗处反应外，一般较为稳定。一般氢气的反应需要较高的温度。氢气具有可燃性，并且热值特别高，燃烧后只生成水。氢气具有一定的还原性，可以和某些金属氧化物反应使金属还原。氢气还可以参与有机的加成反应，这也是氢气运用的一条重要的途径。

1。3。2 氯碱工业中氢气的运用

目前我国氯碱工业中副产物氢气的放空率每年约为30%，除去浪费的这一部分，还有相当一部分作为了锅炉的气体燃料，剩下的主要的用途是与氯气合成氯化氢之后再进行下一步的生产产出聚氯乙烯（PVC）和盐酸。不过，目前聚氯乙烯和盐酸的存在严重的产能过剩问题，市场价格处于低位，开工率严重不足，也一定程度上影响了氯碱企业中氢气的利用率以及在利用氢气的过程中所带来的效益产值，同时更也影响了氯碱企业中碱、氯和氢三种原料产品之间的平衡，使得相关企业不仅增加了物料的消耗与浪费，还使得工厂的设备闲置，并增加了库存和环保处理费用方面的成本[[[] 佚名。 副产氢利用:氯碱下一个大课题 氢燃料电池可为重要方向[J]。 江苏氯碱, 2016(1): 28-28。]]。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

目前，氯碱工业中副产氢气除了合成氯化氢气体从而进一步用来生产盐酸和聚氯乙烯这条比较传统的利用途径外，还有作为原料气体进而生产合成氨，用于石油加工行业裂化石油中大分子长链、改善油品、提高高需求高利润产品的生产比例，用于一些食品加工和精细化工行业的氢化加成的加工（例如通过氢化加成的工艺和方法来生产氢化植物油或一些种类的树脂材料例如苯胺）等等[[[] 梁诚。 氯碱行业“十三五”发展机会探析[J]。 氯碱工业, 2016, 52(10): 1-16。]]。不过，对于合成氨以及石油加工等相关基础化学工业行业，相关企业的体量一般都非常的大，并在近几年以及以后的发展中产业集中度必定越来越高，所需氢原料的供应量要求也会特别大，是典型的用氢大户。而氯碱工业的副产氢产量没有那么多，很难保证能够稳定供应，而相关企业为了满足其自身的用氢的需求会更多地选择其他的氢气供应商或自建其他工艺的氢气生产装置[15]。而一些种类的树脂材料如苯胺等也存在着不同程度的产能过剩，价格下跌的问题。而目前生产的氢化植物油，会含有一部分因氢化不完全而产生的反式脂肪酸。而反式脂肪酸的对人体健康的危害要远远大于饱和脂肪酸。反式脂肪酸的长期过量摄入会导致心血管病、癌症以及Ⅱ型糖尿病等病症的发病率大幅攀升，对婴儿和儿童的生长发育也会有较大的负面影响[[[] 谢明勇, 谢建华, 杨美艳等。 反式脂肪酸研究进展[J]。 中国食品学报, 2010, 10(4): 14-26。]]。而媒体和公众也越来越开始关注氢化植物油中反式脂肪酸的危害，各国政府和相关机构也开始陆续颁布相关的标准和法律法规，加强对于氢化植物油中反式脂肪酸的管理。而我国虽然目前还没有针对反式脂肪酸的强制管理条例，但随着公众和媒体以及相关学者的呼吁以及各国相关法律法规的颁布，我国据相关法律法规的制订和颁布应该不会太远[[[] 杨辉, 李宁。 反式脂肪酸及各国管理情况介绍[J]。 中国食品学报, 2010, 10(4): 8-13。]]。