Rematamos con éxito a nosa cerimonia de produción e entrega de 300 Nm3/h da planta de produción de hidróxeno en gas metano rico distribuído de Sinopec. Aquí gustaríame facer unha breve introdución ao proceso de produción de hidróxeno a partir do gas natural.
Coa intensificación do consumo de enerxía, atopar novas enerxías converteuse nunha tarefa importante. Como a enerxía con maior potencial, o hidróxeno ten unha ampla gama de fontes, case sen contaminación, alta eficiencia de conversión e amplas perspectivas de aplicación. A produción de hidróxeno a partir do gas natural pode aliviar a crise enerxética da China ata certo punto e promover aínda máis a transformación da estrutura de utilización de enerxía do país.
Este traballo centrarase no principio da produción de hidróxeno a partir de gas natural, o proceso e a tecnoloxía da produción de hidróxeno a partir de gas natural, a clasificación da tecnoloxía de produción de hidróxeno a partir de gas natural e a contabilidade de custos da produción de hidróxeno a partir de gas natural.
1 Principio e proceso de produción de hidróxeno a partir de gas natural
1.1Principio da produción de hidróxeno a partir do gas natural
O principio do proceso de produción de hidróxeno de gas natural é pretratar primeiro o gas natural, despois converter o metano e o vapor en monóxido de carbono e hidróxeno no reformador e, despois da recuperación da calor residual, converter o monóxido de carbono en dióxido de carbono e hidróxeno na torre de transición. A base desta tecnoloxía de proceso realízase sobre a base da tecnoloxía de conversión de vapor de gas natural. Na torre de transición, a temperatura de reacción contrólase en presenza dun catalizador e o monóxido de carbono do gas de conversión reacciona coa auga para producir hidróxeno e dióxido de carbono.
Baixo a presión e a temperatura axeitadas, os alcanos do gas natural sofren unha serie de reaccións químicas para xerar gas de conversión. Despois de que o gas de conversión pase a través dun dispositivo PAS equipado con varios adsorbentes baixo control automático, o monóxido de carbono, o dióxido de carbono e outras impurezas serán adsorbidos pola torre de adsorción, e o hidróxeno enviarase á unidade consumidora de gas para adsorber o adsorbente de impurezas. Despois da desorción, o gas analítico pódese enviar ao forno de quenda como combustible e o adsorbente tamén se pode rexenerar.
A fórmula da reacción principal é a seguinte:
O gas natural e a auga reaccionan a 800 ~ 900 ℃ e como catalizador de óxido de níquel para producir monóxido de carbono e hidróxeno.
A fórmula da reacción é: CH4 + H2O → CO + H2-Q
O monóxido de carbono e a auga reaccionan a 300-400 ℃ cun catalizador de óxido férrico para producir dióxido de carbono e hidróxeno.
A fórmula da reacción é: CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Ademais, os requisitos técnicos relevantes do índice no proceso de preparación son os seguintes:
A presión é xeralmente de 1,5 a 2,5 MPa e o consumo unitario de gas natural é de 0,4 a 0,5 m3/m3 de hidróxeno; Tempo de funcionamento: > 8000 h; Escala industrial: 1000 m3/H ~ 100000 m3/h.
1.2 Proceso de produción de hidróxeno de gas natural
O proceso de produción de hidróxeno a partir de gas natural inclúe principalmente catro procesos: pretratamento do gas de alimentación, conversión de vapor de gas natural, conversión de monóxido de carbono e purificación de hidróxeno.
O primeiro paso é o paso de pretratamento da materia prima. O pretratamento aquí refírese principalmente á desulfuración do gas bruto. Na operación real do proceso, o óxido de zinc da serie de hidroxenación de cobalto e molibdeno de gas natural úsase xeralmente como desulfurador para converter o xofre orgánico do gas natural en xofre inorgánico e despois eliminalo. O fluxo de gas natural bruto tratado aquí é grande, polo que se pode usar unha fonte de gas natural con alta presión ou considerar unha gran marxe ao seleccionar o compresor de gas natural.
O segundo paso é a conversión de vapor do gas natural. O catalizador de níquel utilízase no reformador para converter os alcanos do gas natural en gas de alimentación cos principais compoñentes de monóxido de carbono e hidróxeno.
Despois, o monóxido de carbono convértese para reaccionar co vapor de auga en presenza dun catalizador e xerar hidróxeno e dióxido de carbono para obter o gas de conversión, cuxos principais compoñentes son hidróxeno e dióxido de carbono. Segundo as diferentes temperaturas de conversión, o proceso de conversión de monóxido de carbono pódese dividir en dous tipos: conversión a temperatura media e conversión a alta temperatura. A temperatura de conversión a alta temperatura é duns 360 ℃ e o proceso de conversión a temperatura media é duns 320 ℃. Co desenvolvemento de contramedidas técnicas, nos últimos anos adoptouse a configuración do proceso en dúas etapas de conversión de monóxido de carbono a alta temperatura e conversión a baixa temperatura, o que pode aforrar aínda máis o consumo de recursos. Non obstante, no caso de que o contido de monóxido de carbono no gas de conversión non sexa alto, só se pode adoptar a conversión a temperatura media.
O último paso é purificar o hidróxeno. Na actualidade, o sistema de purificación de hidróxeno máis empregado é o sistema PAS, tamén coñecido como sistema de purificación e separación PSA. Este sistema ten un baixo consumo de enerxía, un proceso sinxelo e unha alta pureza na produción de hidróxeno. No seu punto máis alto, a pureza do hidróxeno pode alcanzar o 99,99 %.
Data de publicación: 11 de novembro de 2021