تولید هیدروژن از گاز طبیعی مزایای هزینه پایین و اثر مقیاس قابل توجه را دارد. تحقیق و توسعه فناوری فرآیند جدید و پیشرفتهتر برای تولید هیدروژن از گاز طبیعی، تضمین مهمی برای حل مشکل منبع هیدروژن ارزان است. گاز طبیعی به عنوان یک انرژی صنعتی با کیفیت بالا و پاک، اهمیت استراتژیک مهمی در فرآیند توسعه انرژی در چین دارد. زیرا گاز طبیعی نه تنها سوخت مهمی برای زندگی روزمره مردم است، بلکه ماده اولیه بسیاری از محصولات شیمیایی ثانویه نیز میباشد.
تولید هیدروژن از گاز طبیعی یکی از محصولات متعدد گاز طبیعی است. میدان نفتی لیائوهه، به عنوان سومین میدان بزرگ نفت و گاز در چین، سرشار از منابع گاز طبیعی، به ویژه در شرکتهای فرآوری متمرکز نفت و گاز است. در فرآیند تولید نفت و گاز، میتوانیم مقیاس قابل توجهی از گاز خشک همراه تولید کنیم که شرایط منحصر به فردی برای فرآوری عمیق گاز طبیعی دارد و اهمیت عملی گستردهتری برای ترویج توسعه و عمومیسازی فرآیند تولید هیدروژن گاز طبیعی دارد.
۱- انتخاب و تحلیل نظری تولید هیدروژن از گاز طبیعی
هیدروژن به عنوان یک محصول شیمیایی ثانویه، به طور گسترده در صنایع داروسازی، مواد شیمیایی خالص، الکترونیک و برق مورد استفاده قرار میگیرد. به طور خاص، هیدروژن، به عنوان سوخت ترجیحی برای پیلهای سوختی، در آینده چشمانداز بازار گستردهای در زمینه حمل و نقل و تولید برق خواهد داشت و جایگاه مهمتری را در ساختار انرژی آینده اشغال خواهد کرد. روشهای سنتی تولید هیدروژن، مانند تبدیل بخار هیدروکربن سبک، الکترولیز آب، ترک خوردگی متانول، گازیسازی زغال سنگ و تجزیه آمونیاک، نسبتاً بالغ هستند. با این حال، مشکلات "یک بالا و دو پایین" مانند هزینه بالا، بازده پایین و راندمان پایین نیروی کار وجود دارد. در فرآیند تولید نفت و گاز در میدان نفتی لیائوهه، منابع هیدروکربنی مانند گاز خشک و نفتا وجود دارد. استفاده از این روش برای تولید هیدروژن میتواند استفاده از منابع را به حداکثر برساند. علاوه بر این، جزء اصلی گاز طبیعی مرتبط، متان است که میتواند توسط بخار هیدروکربن به هیدروژن تبدیل شود و خلوص تولید بالا و راندمان تولید بالایی داشته باشد.
۲. اصول فرآیند تولید هیدروژن از گاز طبیعی
فرآیندهای اصلی فرآوری گاز طبیعی شامل تقطیر اتمسفری و خلاء، کراکینگ کاتالیزوری، اصلاح کاتالیزوری و تولید آروماتیکها است. در عین حال، شامل بهرهبرداری، جمعآوری، انتقال و تصفیه گاز طبیعی نیز میشود. تحت فشار معین، دمای بالا و کاتالیزور، آلکانها و بخار موجود در گاز طبیعی واکنش شیمیایی میدهند. گاز اصلاحشده پس از تبادل حرارت در دیگ بخار وارد مبدل میشود تا CO را به H2 و CO2 تبدیل کند. پس از تبادل حرارت، چگالش و جداسازی آب بخار، گاز به ترتیب از طریق کنترل برنامه از برج جذب مجهز به سه جاذب خاص عبور میکند و N2، Co، CH4 و CO2 تحت فشار قرار گرفته و با جذب نوسان فشار (PSA) جذب میشوند تا هیدروژن محصول استخراج شود. تجزیه و تحلیل کاهش فشار، ناخالصیها را آزاد کرده و جاذب را احیا میکند.
فرمول واکنش:
CH4 + H2O → CO + 3H2-q
CO + H2O → CO2 + H2 + Q
زمان ارسال: ۱۰ دسامبر ۲۰۲۱