معرفی
فرآیند تولید هیدروژن گاز طبیعی عمدتاً شامل چهار فرآیند است: پیش تصفیه گاز خوراک، تبدیل بخار گاز طبیعی، تبدیل مونوکسید کربن و تصفیه هیدروژن.
مرحله اول پیش تصفیه مواد خام است. پیش تصفیه در اینجا عمدتاً به گوگرد زدایی از گاز خام اشاره دارد. در عملیات فرآیند واقعی، گاز طبیعی کبالت مولیبدن سری هیدروژنه اکسید روی به طور کلی به عنوان گوگرد زدایی برای تبدیل گوگرد آلی موجود در گاز طبیعی به گوگرد معدنی و سپس حذف آن استفاده می شود. جریان گاز طبیعی خام تصفیه شده در اینجا زیاد است، بنابراین می توان از منبع گاز طبیعی با فشار بالا استفاده کرد یا در هنگام انتخاب کمپرسور گاز طبیعی حاشیه زیادی را در نظر گرفت.
مرحله دوم تبدیل بخار گاز طبیعی است. کاتالیزور نیکل در ریفرمر برای تبدیل آلکان های موجود در گاز طبیعی به گاز خوراک با اجزای اصلی مونوکسید کربن و هیدروژن استفاده می شود.
سپس مونوکسید کربن در حضور کاتالیزور با بخار آب تبدیل می شود و هیدروژن و دی اکسید کربن تولید می کند تا گاز تبدیلی به دست آید که اجزای اصلی آن هیدروژن و دی اکسید کربن است. با توجه به دمای تبدیل مختلف، فرآیند تبدیل مونوکسید کربن را می توان به دو نوع تقسیم کرد: تبدیل دمای متوسط و تبدیل دمای بالا. دمای تبدیل دمای بالا حدود 360 درجه سانتیگراد است و فرآیند تبدیل دمای متوسط حدود 320 درجه سانتیگراد است. با توسعه اقدامات متقابل فنی، تنظیم فرآیند دو مرحله ای تبدیل مونوکسید کربن در دمای بالا و تبدیل در دمای پایین به تصویب رسید. سال های اخیر، که می تواند بیشتر در مصرف منابع صرفه جویی کند. با این حال، برای موردی که محتوای مونوکسید کربن در گاز تبدیل زیاد نیست، تنها تبدیل دمای متوسط را می توان اتخاذ کرد.
آخرین مرحله تصفیه هیدروژن است. در حال حاضر متداول ترین سیستم تصفیه هیدروژن سیستم PAS است که به عنوان سیستم تصفیه و جداسازی PSA نیز شناخته می شود. این سیستم دارای مصرف انرژی کم، فرآیند ساده و خلوص بالای تولید هیدروژن است. در بالاترین حد، خلوص هیدروژن می تواند به 99.99٪ برسد.
تجهیزات فرآیند اصلی
| S/N | نام تجهیزات | مشخصات اصلی | مواد اصلی | وزن واحد تن | تعداد | ملاحظات |
| Ⅰ | بخش تبدیل بخار گاز طبیعی | |||||
| 1 | کوره اصلاح کننده | 1 مجموعه | ||||
| بار حرارتی | بخش تشعشع: 0.6mW | |||||
| بخش همرفت: 0.4 مگاوات | ||||||
| مشعل | بار حرارتی: 1.5mw/set | مواد مرکب | 1 | |||
| لوله اصلاح کننده دمای بالا | HP-Nb | |||||
| خوکچه بالایی | 304SS | 1 مجموعه | ||||
| دم خوک پایینی | اینکلوی | 1 مجموعه | ||||
| مبدل حرارتی بخش همرفت | ||||||
| پیش گرم کردن مواد اولیه مخلوط | 304SS | 1 گروه | ||||
| پیش گرمایش گاز تغذیه | 15 CrMo | 1 گروه | ||||
| دیگ پسماند گاز دودکش | 15 CrMo | 1 گروه | ||||
| تعداد زیاد و متنوع | اینکلوی | 1 گروه | ||||
| 2 | دودکش | DN300 H=7000 | 20# | 1 | ||
| دمای طراحی: 300 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: فشار محیط | ||||||
| 3 | برج گوگردزدایی | Φ400 H＝2000 | 15 CrMo | 1 | ||
| دمای طراحی: 400 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: 2.0MPa | ||||||
| 4 | دیگ ضایعات گاز تبدیلی | Φ200/Φ400 H＝3000 | 15 CrMo | 1 | ||
| دمای طراحی: 900 ℃ / 300 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: 2.0MPa | ||||||
| بار حرارتی: 0.3 مگاوات | ||||||
| طرف داغ: گاز تبدیل دمای بالا | ||||||
| سمت سرد: آب دیگ | ||||||
| 5 | پمپ تغذیه دیگ بخار | Q=1 متر3/h | 1Cr13 | 2 | 1+1 | |
| دمای طراحی: 80 ℃ | ||||||
| فشار ورودی: 0.01 مگاپاسکال | ||||||
| فشار خروجی: 3.0MPa | ||||||
| موتور ضد انفجار: 5.5 کیلووات | ||||||
| 6 | پیش گرمکن آب تغذیه بویلر | Q=0.15 مگاوات | 304SS/20R | 1 | سنجاق سر | |
| دمای طراحی: 300 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: 2.0MPa | ||||||
| طرف داغ: گاز تبدیل | ||||||
| سمت سرد: آب نمک زدایی شده | ||||||
| 7 | اصلاح کولر آبی گازی | Q=0.15 مگاوات | 304SS/20R | 1 | ||
| دمای طراحی: 180 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: 2.0MPa | ||||||
| طرف داغ: گاز تبدیل | ||||||
| سمت سرد: آب خنک کننده در گردش | ||||||
| 8 | اصلاح جداکننده آب گاز | Φ300 H＝1300 | 16MnR | 1 | ||
| دمای طراحی: 80 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: 2.0MPa | ||||||
| Demister: 304SS | ||||||
| 9 | سیستم دوز | فسفات | Q235 | 1 مجموعه | ||
| اکسید کننده | ||||||
| 10 | مخزن نمک زدایی | Φ1200 H＝1200 | Q235 | 1 | ||
| دمای طراحی: 80 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: فشار محیط | ||||||
| 11 | کمپرسور گاز طبیعی | حجم اگزوز: 220 متر3/ ساعت | ||||
| فشار مکش: 0.02 مگاپگ | ||||||
| فشار اگزوز: 1.7 مگاپیکسل | ||||||
| روغن کاری بدون روغن | ||||||
| موتور ضد انفجار | ||||||
| قدرت موتور: 30 کیلووات | ||||||
| 12 | مخزن بافر گاز طبیعی | Φ300 H＝1000 | 16MnR | 1 | ||
| دمای طراحی: 80 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: 0.6MPa | ||||||
| Ⅱ | بخش PSA | |||||
| 1 | برج جذب | DN700 H=4000 | 16MnR | 5 | ||
| دمای طراحی: 80 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: 2.0MPa | ||||||
| 2 | مخزن بافر گاز دفعی | DN2200 H=10000 | 20R | 1 | ||
| دمای طراحی: 80 ℃ | ||||||
| فشار طراحی: 0.2 مگا پاسکال |
