La caractéristique la plus marquante de l'adiabatique conversion du gaz naturel en hydrogèneLa plupart des réactions des matières premières sont essentiellement des réactions d'oxydation partielle, et l'étape de contrôle de la vitesse consiste à réaliser une oxydation partielle rapide, ce qui améliore considérablement la capacité de production d'une unité de production d'hydrogène à partir de gaz naturel. Le procédé de production d'hydrogène par conversion adiabatique du gaz naturel utilise l'air, une ressource bon marché, comme source d'oxygène. Le réacteur conçu, équipé d'un distributeur d'oxygène, permet de résoudre le problème des points chauds dans le lit catalytique et d'assurer une répartition optimale de l'énergie. La stabilité de la réaction des matériaux catalytiques est grandement améliorée grâce à la réduction des points chauds. La production d'hydrogène à petite échelle sur site, par conversion adiabatique du gaz naturel, au sein d'une station d'hydrogénation, met en évidence sa forte capacité de production. Ce nouveau procédé présente l'avantage d'être court et simple à mettre en œuvre, et permet de réduire significativement les coûts d'investissement et de production d'hydrogène pour une unité de production sur site à petite échelle.
Oxydation partielle du gaz naturel en hydrogène. Comparée au reformage à la vapeur traditionnel, l'oxydation partielle catalytique du gaz naturel en gaz de synthèse consomme moins d'énergie et utilise un réfractaire extrêmement bon marché pour le réacteur. Cependant, elle augmente considérablement les coûts d'investissement et de production d'oxygène de l'unité de séparation d'air, en raison de la grande quantité d'oxygène pur nécessaire. Une membrane céramique inorganique perméable à l'oxygène, fonctionnant à haute température, a été utilisée comme réacteur pour cette oxydation partielle, permettant ainsi une production d'oxygène à bas coût. Les premiers résultats de l'évaluation technico-économique montrent que, par rapport au procédé de production conventionnel, l'investissement unitaire sera réduit d'environ 25 à 30 % et le coût de production de 30 à 50 %.
Le craquage à haute température du gaz naturel permet de produire de l'hydrogène. La production d'hydrogène par pyrolyse du gaz naturel consiste en la décomposition catalytique du gaz naturel en hydrogène et en carbone à haute température. Ce procédé est considéré comme une solution de transition entre les énergies fossiles et les énergies renouvelables car il ne produit pas de dioxyde de carbone. Le champ pétrolier de Liaohe a mené d'importantes recherches sur la production d'hydrogène par craquage catalytique à haute température du gaz naturel. Le carbone produit présente des applications importantes et offre de vastes perspectives de marché.
Production d'hydrogène par reformage autothermique du gaz naturel. Comparé au reformage classique, ce procédé remplace le chauffage externe par un auto-échauffement, optimisant ainsi l'utilisation de la chaleur de réaction. Le principe repose sur le couplage, au sein du réacteur, de la réaction de combustion exothermique du gaz naturel à la réaction de reformage à la vapeur, fortement endothermique, permettant ainsi l'auto-échauffement du système réactionnel. Cependant, le déroulement séquentiel de ces réactions implique l'utilisation d'un réacteur tubulaire en acier inoxydable haute température, ce qui confère au procédé de reformage autothermique du gaz naturel un coût d'investissement unitaire élevé et une faible capacité de production.
Date de publication : 16 décembre 2021