Unità di produzione di idrogeno da gas naturale di Hengzhong

Introduzione

Il processo di produzione di idrogeno dal gas naturale comprende principalmente quattro fasi: pretrattamento del gas di alimentazione, conversione del gas naturale in vapore, conversione del monossido di carbonio e purificazione dell'idrogeno.

Il primo passo è il pretrattamento della materia prima. Il pretrattamento in questo caso si riferisce principalmente alla desolforazione del gas grezzo. Nel processo operativo effettivo, come desolforante si utilizza generalmente un sistema di idrogenazione a base di ossido di zinco e cobalto-molibdeno (COMO-ZN) per convertire lo zolfo organico presente nel gas naturale in zolfo inorganico e quindi rimuoverlo. Il flusso di gas naturale grezzo trattato in questa fase è elevato, pertanto è possibile utilizzare una fonte di gas naturale ad alta pressione oppure considerare un ampio margine nella scelta del compressore di gas naturale.

Il secondo passaggio è la conversione a vapore del gas naturale. Nel reattore di reforming viene utilizzato un catalizzatore al nichel per convertire gli alcani presenti nel gas naturale in un gas di alimentazione i cui componenti principali sono monossido di carbonio e idrogeno.

Successivamente, il monossido di carbonio viene convertito per reagire con il vapore acqueo in presenza di un catalizzatore, generando idrogeno e anidride carbonica e ottenendo così il gas di conversione, i cui componenti principali sono idrogeno e anidride carbonica. A seconda della temperatura di conversione, il processo di conversione del monossido di carbonio può essere suddiviso in due tipologie: conversione a media temperatura e conversione ad alta temperatura. La temperatura di conversione ad alta temperatura è di circa 360 °C, mentre quella a media temperatura è di circa 320 °C. Con lo sviluppo di contromisure tecniche, negli ultimi anni è stato adottato un processo a due stadi di conversione del monossido di carbonio, ad alta e bassa temperatura, che consente un ulteriore risparmio di risorse. Tuttavia, nel caso in cui la concentrazione di monossido di carbonio nel gas di conversione non sia elevata, è possibile adottare solo la conversione a media temperatura.

L'ultimo passaggio consiste nella purificazione dell'idrogeno. Attualmente, il sistema di purificazione dell'idrogeno più comunemente utilizzato è il sistema PAS, noto anche come sistema di purificazione e separazione PSA. Questo sistema presenta un basso consumo energetico, un processo semplice e un'elevata purezza dell'idrogeno prodotto. Al massimo, la purezza dell'idrogeno può raggiungere il 99,99%.

Apparecchiature principali del processo