Usina de produção de hidrogênio personalizada a partir de gás natural

Introdução

A produção de hidrogênio a partir do gás natural apresenta as vantagens de baixo custo e significativa escalabilidade. A pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias de processo mais avançadas para a produção de hidrogênio a partir do gás natural são uma garantia importante para solucionar o problema da disponibilidade de hidrogênio a baixo custo. Como uma energia industrial limpa e de alta qualidade, o gás natural possui importante significado estratégico no processo de desenvolvimento energético da China. Isso porque o gás natural não é apenas um combustível essencial para o cotidiano das pessoas, mas também a matéria-prima básica de muitos produtos químicos secundários.

A produção de hidrogênio a partir do gás natural é um dos muitos produtos derivados do gás natural. O Campo Petrolífero de Liaohe, o terceiro maior campo de petróleo e gás da China, é rico em recursos de gás natural, especialmente nas empresas de processamento centralizado de petróleo e gás. No processo de produção de petróleo e gás, podemos produzir uma quantidade considerável de gás seco associado, que possui condições únicas para o processamento profundo do gás natural. Isso tem uma importância prática ainda maior para promover o desenvolvimento e a popularização do processo de produção de hidrogênio a partir do gás natural.

Seleção e análise teórica da produção de hidrogênio a partir de gás natural.

Como um produto químico secundário, o hidrogênio é amplamente utilizado nas indústrias farmacêutica, de química fina, eletrônica e elétrica. Em particular, o hidrogênio, como combustível preferencial para células a combustível, terá amplas perspectivas de mercado nos setores de transporte e geração de energia no futuro, e ocupará uma posição cada vez mais importante na futura matriz energética. Os métodos tradicionais de produção de hidrogênio, como a conversão de hidrocarbonetos leves em vapor, a eletrólise da água, o craqueamento do metanol, a gaseificação do carvão e a decomposição da amônia, são relativamente maduros. No entanto, apresentam problemas como o alto custo, o baixo rendimento e a baixa eficiência da mão de obra. No processo de produção de petróleo e gás no Campo Petrolífero de Liaohe, existem recursos de hidrocarbonetos como gás seco e nafta. Utilizar esse método para produzir hidrogênio pode maximizar a utilização desses recursos. Além disso, o principal componente do gás natural associado é o metano, que pode ser convertido em hidrogênio por meio da conversão de hidrocarbonetos em vapor, com alta pureza e alta eficiência de produção.

Princípio do processo de produção de hidrogênio a partir do gás natural

Os principais processos de processamento do gás natural incluem destilação atmosférica e a vácuo, craqueamento catalítico, reforma catalítica e produção de aromáticos. Simultaneamente, abrangem a exploração, coleta, transporte e purificação do gás natural. Sob determinada pressão, alta temperatura e na presença de um catalisador, os alcanos e o vapor presentes no gás natural reagem quimicamente. O gás de reforma entra no conversor após troca de calor na caldeira para converter o CO em H₂ e CO₂. Após a troca de calor, condensação e separação da água e do vapor, o gás passa sequencialmente por uma torre de adsorção equipada com três adsorventes específicos, controlados por programa. N₂, CO, CH₄ e CO₂ são pressurizados e adsorvidos por adsorção por oscilação de pressão (PSA) para extrair o hidrogênio produzido. A despressurização libera as impurezas e regenera o adsorvente.

Fórmula da reação: CH4 + H2O → CO + 3h2-q CO + H2O → CO2 + H2 + Q

Principais indicadores técnicos. Pressão: 1,0-2,5 MPa; Consumo unitário de gás natural: 0,5-0,56 Nm³/Nm³ de hidrogênio; Consumo de energia: 0,8-1,5 Nm³/H₂; Vazão: 1000 Nm³/H₂ ~ 100000 Nm³/h; Pureza: em conformidade com hidrogênio industrial e hidrogênio puro (GB/T 7445-1995); Tempo de operação anual: mais de 8000 h.