Wasserstoffproduktion mit Erdgas Die Wasserstoffproduktion aus Erdgas bietet Vorteile wie niedrige Kosten und Skaleneffekte. Die Forschung und Entwicklung fortschrittlicherer Verfahren zur Wasserstofferzeugung aus Erdgas ist eine wichtige Voraussetzung für die Sicherstellung einer kostengünstigen Wasserstoffversorgung. Erdgas ist als hochwertiger und sauberer Energieträger ein wichtiger strategischer Rohstoff für Chinas Energieentwicklung und gleichzeitig ein Grundrohstoff für viele chemische Nebenprodukte.
Als chemisches Nebenprodukt findet Wasserstoff breite Anwendung in der Pharma-, Feinchemie-, Elektronik- und Elektroindustrie. Insbesondere als bevorzugter Brennstoff für Brennstoffzellen bietet Wasserstoff zukünftig vielversprechende Marktchancen im Transport- und Energiesektor und wird eine immer wichtigere Rolle in der zukünftigen Energiestruktur einnehmen. Traditionelle Wasserstoffproduktionsverfahren wie die Dampfkonversion von leichten Kohlenwasserstoffen, die Wasserelektrolyse, das Methanol-Cracking, die Kohlevergasung und die Ammoniakzersetzung sind relativ ausgereift. Allerdings bestehen einige Nachteile, wie hohe Kosten, geringe Ausbeute und niedrige Arbeitseffizienz. Im Rahmen der Öl- und Gasförderung im Ölfeld Liaohe fallen Kohlenwasserstoffressourcen wie Trockengas und Naphtha an. Die Wasserstoffproduktion mit diesem Verfahren ermöglicht eine optimale Ressourcennutzung. Darüber hinaus ist Methan der Hauptbestandteil des Begleitgases und kann mit Kohlenwasserstoffdampf in Wasserstoff umgewandelt werden, was eine hohe Produktionsreinheit und -effizienz gewährleistet.
Zu den wichtigsten Verarbeitungsprozessen von Erdgas zählen die atmosphärische und Vakuumdestillation, das katalytische Cracken, das katalytische Reformieren und die Aromatenproduktion. Gleichzeitig reagieren Alkane und Wasserdampf im Erdgas – einschließlich der Erdgasgewinnung, -sammlung und -reinigung – unter Druck, hoher Temperatur und in Gegenwart eines Katalysators chemisch miteinander.
Nach dem Wärmeaustausch im Vorwärmer gelangt das umgewandelte Gas in den Shiftofen, wo CO in H₂ und CO₂ umgewandelt wird. Anschließend wird das Gas nach Wärmeaustausch, Kondensation und Wasserdampftrennung sequenziell durch den Adsorptionsturm geleitet, der mit drei spezifischen Adsorbentien ausgestattet ist. Dabei werden N₂, CO, CH₄ und CO₂ unter Druck gesetzt und mittels Druckwechseladsorption (PSA) adsorbiert, um den Produktwasserstoff zu extrahieren. Nach der Druckentlastung erfolgt die Analyse zur Entfernung von Verunreinigungen und zur Regenerierung des Adsorbens.
Veröffentlichungsdatum: 18. November 2021