प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन का उत्पादन

प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन के कई फायदे हैं, जैसे कम लागत और व्यापक उत्पादन क्षमता। प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन के लिए उन्नत नई प्रक्रिया प्रौद्योगिकी का अनुसंधान और विकास, सस्ते हाइड्रोजन स्रोत की समस्या के समाधान की एक महत्वपूर्ण गारंटी है। उच्च गुणवत्ता वाली और स्वच्छ औद्योगिक ऊर्जा के रूप में, प्राकृतिक गैस का चीन के ऊर्जा विकास में महत्वपूर्ण रणनीतिक महत्व है। क्योंकि प्राकृतिक गैस न केवल लोगों के दैनिक जीवन के लिए एक महत्वपूर्ण ईंधन है, बल्कि कई रासायनिक उत्पादों का मूल कच्चा माल भी है।
प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन का उत्पादन प्राकृतिक गैस के कई उत्पादों में से एक है। चीन के तीसरे सबसे बड़े तेल और गैस क्षेत्र के रूप में, लियाओहे तेल क्षेत्र प्राकृतिक गैस संसाधनों से समृद्ध है, विशेष रूप से यहाँ तेल और गैस के केंद्रीकृत प्रसंस्करण उद्यम मौजूद हैं। तेल और गैस उत्पादन की प्रक्रिया में, हम बड़ी मात्रा में शुष्क गैस का उत्पादन कर सकते हैं, जो प्राकृतिक गैस के गहन प्रसंस्करण के लिए अद्वितीय परिस्थितियाँ प्रदान करती है। प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन प्रक्रिया के विकास और प्रसार को बढ़ावा देने में इसका व्यापक व्यावहारिक महत्व है।
1. प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन का चयन और सैद्धांतिक विश्लेषण
एक द्वितीयक रासायनिक उत्पाद के रूप में, हाइड्रोजन का व्यापक रूप से फार्मास्युटिकल, फाइन केमिकल, इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रिकल उद्योगों में उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से, ईंधन सेल के लिए पसंदीदा ईंधन के रूप में हाइड्रोजन की भविष्य में परिवहन और बिजली उत्पादन के क्षेत्र में व्यापक बाजार संभावनाएं हैं, और यह भविष्य की ऊर्जा संरचना में अधिकाधिक महत्वपूर्ण स्थान ग्रहण करेगा। हाइड्रोजन उत्पादन की पारंपरिक विधियाँ, जैसे कि हल्के हाइड्रोकार्बन भाप रूपांतरण, जल विद्युत अपघटन, मेथनॉल क्रैकिंग, कोयला गैसीकरण और अमोनिया अपघटन, अपेक्षाकृत परिपक्व हैं। हालांकि, इनमें उच्च लागत, कम उत्पादन और कम श्रम दक्षता जैसी समस्याएं मौजूद हैं। लियाओहे तेल क्षेत्र में तेल और गैस उत्पादन की प्रक्रिया में, शुष्क गैस और नेफ्था जैसे हाइड्रोकार्बन संसाधन मौजूद हैं। हाइड्रोजन उत्पादन के लिए इस विधि का उपयोग संसाधनों के अधिकतम उपयोग को सुनिश्चित कर सकता है। इसके अलावा, संबद्ध प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक मीथेन है, जिसे हाइड्रोकार्बन भाप द्वारा हाइड्रोजन में परिवर्तित किया जा सकता है, जिससे उच्च उत्पादन शुद्धता और उच्च उत्पादन दक्षता प्राप्त होती है।
2. प्राकृतिक गैस से हाइड्रोजन उत्पादन की प्रक्रिया का सिद्धांत
प्राकृतिक गैस की मुख्य प्रसंस्करण प्रक्रियाओं में वायुमंडलीय और निर्वात आसवन, उत्प्रेरक विखंडन, उत्प्रेरक सुधार और एरोमैटिक्स उत्पादन शामिल हैं। साथ ही, इसमें प्राकृतिक गैस का दोहन, संग्रहण, संचरण और शुद्धिकरण भी शामिल है। एक निश्चित दबाव, उच्च तापमान और उत्प्रेरक की उपस्थिति में, प्राकृतिक गैस में मौजूद एल्केन और भाप रासायनिक रूप से अभिक्रिया करते हैं। बॉयलर में ऊष्मा विनिमय के बाद, सुधारित गैस कनवर्टर में प्रवेश करती है, जहाँ CO को H2 और CO2 में परिवर्तित किया जाता है। ऊष्मा विनिमय, संघनन और भाप-जल पृथक्करण के बाद, गैस को प्रोग्राम नियंत्रण के माध्यम से तीन विशिष्ट अधिशोषकों से सुसज्जित अधिशोषण टॉवर से क्रमिक रूप से गुजारा जाता है, और N2, CO, CH4 और CO2 को दबावयुक्त करके प्रेशर स्विंग एडसॉर्प्शन (PSA) द्वारा अवशोषित किया जाता है, जिससे उत्पादित हाइड्रोजन निकाला जाता है। दबाव कम करने के विश्लेषण से अशुद्धियाँ मुक्त होती हैं और अधिशोषक का पुनर्जनन होता है।
अभिक्रिया का सूत्र:

CH4 + H2O → CO + 3H2-q

CO + H2O → CO2 + H2 + Q