حفل تسليم مصنع سينوبك لإنتاج غاز الميثان الغني بالهيدروجين

لقد أكملنا بنجاح إنتاجنا وتسليمنا لحفل تسليم 300 نيوتن متر مكعب / ساعة من مصنع سينوبك لإنتاج الهيدروجين الغني بغاز الميثان. وهنا أود أن أقدم مقدمة موجزة عن عملية إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي.

مع تكثيف استهلاك الطاقة، أصبح العثور على طاقة جديدة مهمة هامة. باعتباره الطاقة الأكثر احتمالا، فإن الهيدروجين لديه مجموعة واسعة من المصادر، تقريبا لا يوجد تلوث، وكفاءة تحويل عالية وآفاق تطبيق واسعة. يمكن أن يخفف إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي من أزمة الطاقة في الصين إلى حد ما ويعزز تحويل هيكل استخدام الطاقة في الصين إلى حد ما.

ستركز هذه الورقة على مبدأ إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي، وعملية وتكنولوجيا إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي، وتصنيف تكنولوجيا إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي وحساب تكلفة إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي.

1مبدأ وعمليةإنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي

1.1مبدأ إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي

مبدأ عملية إنتاج الهيدروجين للغاز الطبيعي هو المعالجة المسبقة للغاز الطبيعي أولاً، ثم تحويل الميثان والبخار إلى أول أكسيد الكربون والهيدروجين في المصلح، وتحويل أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين في برج التحول بعد استعادة الحرارة المهدرة. يتم تحقيق أساس تكنولوجيا العملية هذه على أساس تكنولوجيا تحويل بخار الغاز الطبيعي. في برج التحول، يتم التحكم في درجة حرارة التفاعل في وجود المحفز، ويتفاعل أول أكسيد الكربون الموجود في غاز التحويل مع الماء لإنتاج الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون.

تحت الضغط ودرجة الحرارة المناسبين، ستخضع الألكانات الموجودة في الغاز الطبيعي لسلسلة من التفاعلات الكيميائية لتوليد غاز التحويل. بعد مرور غاز التحويل عبر جهاز PAS المجهز بمواد ماصة مختلفة تحت التحكم الآلي، سيتم امتصاص أول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والشوائب الأخرى بواسطة برج الامتزاز، وسيتم إرسال الهيدروجين إلى وحدة استهلاك الغاز لامتصاص المادة المازة من الشوائب، بعد ذلك الامتزاز، يمكن إرسال الغاز التحليلي إلى فرن التحول كوقود، ويمكن أيضًا تجديد المادة الممتصة.

صيغة التفاعل الرئيسية هي كما يلي:

يتفاعل الغاز الطبيعي والماء عند درجة حرارة 800 إلى 900 درجة مئوية ومحفز أكسيد النيكل لإنتاج أول أكسيد الكربون والهيدروجين.

صيغة التفاعل هي: CH4 + H2O → CO + H2-Q

يتفاعل أول أكسيد الكربون والماء عند درجة حرارة 300-400 درجة مئوية مع محفز أكسيد الحديديك لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين.

صيغة التفاعل هي: CO + H2O → CO2 + H2 + Q

بالإضافة إلى ذلك، فإن متطلبات الفهرس الفني ذات الصلة في عملية الإعداد هي كما يلي:

الضغط بشكل عام هو 1.5 ~ 2.5 ميجا باسكال، ووحدة استهلاك الغاز الطبيعي هي 0.4 ~ 0.5 م 3 / م 3 هيدروجين؛ وقت التشغيل: > 8000 ساعة؛ المقياس الصناعي: 1000 م 3 / ساعة ~ 100000 م 3 / ساعة.

1.2عملية إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي

تشتمل عملية إنتاج الهيدروجين للغاز الطبيعي بشكل أساسي على أربع عمليات: المعالجة المسبقة لغاز التغذية، وتحويل بخار الغاز الطبيعي، وتحويل أول أكسيد الكربون، وتنقية الهيدروجين.

الخطوة الأولى هي خطوة المعالجة المسبقة للمواد الخام. تشير المعالجة المسبقة هنا بشكل أساسي إلى إزالة الكبريت من الغاز الخام. في عملية العملية الفعلية، يتم استخدام أكسيد الزنك سلسلة هدرجة الكوبالت والموليبدينوم للغاز الطبيعي بشكل عام كمزيل للكبريت لتحويل الكبريت العضوي الموجود في الغاز الطبيعي إلى كبريت غير عضوي ومن ثم إزالته. إن تدفق الغاز الطبيعي الخام المعالج هنا كبير، لذلك يمكن استخدام مصدر الغاز الطبيعي ذو الضغط العالي أو يمكن أخذ هامش كبير في الاعتبار عند اختيار ضاغط الغاز الطبيعي.

والخطوة الثانية هي تحويل البخار للغاز الطبيعي. يتم استخدام محفز النيكل في جهاز الإصلاح لتحويل الألكانات الموجودة في الغاز الطبيعي إلى غاز تغذية يحتوي على مكونات رئيسية هي أول أكسيد الكربون والهيدروجين.

ثم يتم تحويل أول أكسيد الكربون ليتفاعل مع بخار الماء في وجود عامل محفز لتوليد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون للحصول على غاز التحويل الذي مكوناته الرئيسية هي الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون. وفقا لدرجة حرارة التحويل المختلفة، يمكن تقسيم عملية تحويل أول أكسيد الكربون إلى نوعين: تحويل درجة الحرارة المتوسطة وتحويل درجة الحرارة العالية. تبلغ درجة حرارة تحويل درجة الحرارة العالية حوالي 360 درجة مئوية، وتبلغ عملية تحويل درجة الحرارة المتوسطة حوالي 320 درجة مئوية. مع تطوير التدابير المضادة التقنية، تم اعتماد إعداد العملية على مرحلتين لتحويل درجة الحرارة العالية وأول أكسيد الكربون وتحويل درجة الحرارة المنخفضة في السنوات الأخيرة، والتي يمكن أن تزيد من توفير استهلاك الموارد. ومع ذلك، في حالة أن محتوى أول أكسيد الكربون في غاز التحويل ليس مرتفعًا، يمكن اعتماد تحويل درجة الحرارة المتوسطة فقط.

الخطوة الأخيرة هي تنقية الهيدروجين. الآن نظام تنقية الهيدروجين الأكثر استخدامًا هو نظام PAS، المعروف أيضًا باسم نظام تنقية وفصل PSA. يتميز هذا النظام باستهلاك منخفض للطاقة وعملية بسيطة ونقاوة عالية لإنتاج الهيدروجين. في أعلى درجة نقاء الهيدروجين يمكن أن تصل إلى 99.99%.