عملية إنتاج الهيدروجين التقليدية من الغاز الطبيعي

عملية إنتاج الهيدروجين التقليدية من الغاز الطبيعي

تتكون عملية إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي من أربع وحدات: معالجة غاز التغذية، وتحويل البخار، وتحويل أول أكسيد الكربون، وتنقية الهيدروجين.

(1) تُستخدم وحدة معالجة غاز التغذية بشكل أساسي لإزالة الكبريت من الغاز الطبيعي، ويتم استخدام مزيلات الكبريت MnO و ZnO لإزالة H2S و SO2. إن قدرة معالجة غاز التغذية كبيرة، لذلك يتم اختيار ضاغط طرد مركزي كبير عند ضغط غاز التغذية.

(2) وحدة تحويل البخار. يُستخدم بخار الماء كمؤكسد لتحويل الهيدروكربونات تحت تأثير عامل حفاز من النيكل، وذلك للحصول على غاز التحويل اللازم لإنتاج الهيدروجين. يتميز كل نوع وبنية من وحدات الإصلاح بخصائص فريدة، كما تختلف بنية وطريقة التعويض الحراري وطريقة تثبيت مجمعات الغاز العلوية والسفلية. على الرغم من اختلاف إعدادات المبادلات الحرارية في قسم الحمل الحراري، إلا أنه يتم اعتماد معايير تشغيل عملية التحويل عند درجات حرارة عالية ونسبة منخفضة نسبيًا من الماء إلى الكربون في وحدة تحويل البخار، مما يُسهم في تحسين كفاءة التحويل وتوفير استهلاك المواد الخام.

(3) وحدة تحويل أول أكسيد الكربون. يحتوي الغاز المغذي الخارج من المُصلِح على كمية معينة من أول أكسيد الكربون. وتتمثل وظيفة التحويل في تفاعل أول أكسيد الكربون مع البخار لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين بوجود عامل حفاز. وبحسب درجة حرارة التحويل، يمكن تقسيم عملية التحويل إلى تحويل عالي الحرارة (350-400 درجة مئوية) وتحويل متوسط ​​الحرارة (أقل من 300-350 درجة مئوية). في السنوات الأخيرة، ونظرًا للتركيز على ترشيد الموارد، تم اعتماد نظام التحويل ثنائي المراحل لأول أكسيد الكربون، والذي يتضمن تحويلًا عالي الحرارة وتحويلًا منخفض الحرارة، في تصميم وحدة التحويل، وذلك لتقليل استهلاك المواد الخام بشكل أكبر.

(4) وحدة تنقية الهيدروجين. في هذه العملية، اعتمدت كل شركة من شركات إنتاج الهيدروجين نظام تنقية وفصل الهيدروجين بتقنية امتزاز تأرجح الضغط (PSA) منخفض استهلاك الطاقة ليحل محل نظام إزالة الكربون والتنقية وعملية الميثان الكيميائية عالية استهلاك الطاقة، وذلك لتحقيق هدف توفير الطاقة وتبسيط العملية، ويمكن الحصول على هيدروجين بنقاء يصل إلى 99.9% عند مخرج الوحدة.