Producerea de hidrogen din gaze naturale are avantajele costului redus și ale unui efect de scară semnificativ. Cercetarea și dezvoltarea unor tehnologii de proces avansate pentru producerea de hidrogen din gaze naturale reprezintă o garanție importantă pentru rezolvarea problemei sursei ieftine de hidrogen. Fiind o energie industrială curată și de înaltă calitate, gazele naturale au o semnificație strategică importantă în procesul de dezvoltare energetică din China. Deoarece gazele naturale nu sunt doar un combustibil important pentru viața de zi cu zi a oamenilor, ci și materia primă de bază pentru multe produse chimice secundare.
Producția de hidrogen din gaze naturale este unul dintre numeroasele produse din gaze naturale. Câmpul petrolier Liaohe, al treilea ca mărime zăcământ de petrol și gaze din China, este bogat în resurse de gaze naturale, în special în întreprinderile centralizate de procesare a petrolului și gazelor. În procesul de producție de petrol și gaze, putem produce o cantitate considerabilă de gaz uscat asociat, care are condiții unice pentru procesarea profundă a gazelor naturale. Aceasta are o semnificație practică mai extinsă pentru promovarea dezvoltării și popularizării procesului de producție a hidrogenului din gaze naturale.
1 Selecția și analiza teoretică a producției de hidrogen din gaze naturale
Ca produs chimic secundar, hidrogenul este utilizat pe scară largă în industria farmaceutică, chimică fină, electronică și electrică. În special, hidrogenul, ca și combustibil preferat pentru pilele de combustie, va avea perspective largi de piață în domeniul transporturilor și al generării de energie electrică în viitor și va ocupa o poziție din ce în ce mai importantă în structura energetică viitoare. Metodele tradiționale de producție a hidrogenului, cum ar fi conversia aburului de hidrocarburi ușoare, electroliza apei, cracarea metanolului, gazificarea cărbunelui și descompunerea amoniacului, sunt relativ mature. Cu toate acestea, există probleme de tipul „un sus și două jos”, cum ar fi costul ridicat, randamentul scăzut și eficiența scăzută a forței de muncă. În procesul de producție de petrol și gaze din câmpul petrolier Liaohe, există resurse de hidrocarburi, cum ar fi gazul uscat și nafta. Utilizarea acestei metode pentru producerea de hidrogen poate maximiza utilizarea resurselor. Mai mult, componenta principală a gazului natural asociat este metanul, care poate fi convertit în hidrogen prin abur de hidrocarburi, cu o puritate ridicată a producției și o eficiență ridicată a producției.
2. Principiul procesului de producere a hidrogenului din gaze naturale
Principalele procese de prelucrare a gazelor naturale includ distilarea atmosferică și în vid, cracarea catalitică, reformarea catalitică și producția de aromatice. În același timp, aceasta include exploatarea, colectarea, transportul și purificarea gazelor naturale. Sub o anumită presiune, temperatură ridicată și un anumit catalizator, alcanii și aburul din gazele naturale reacționează chimic. Gazul de reformare intră în convertor după schimbul de căldură în cazan pentru a converti CO2 în H2 și CO2. După schimbul de căldură, condensare și separarea apei și aburului, gazul este trecut secvențial prin turnul de adsorbție echipat cu trei adsorbenți specifici, prin control programat, iar N2, Co, CH4 și CO2 sunt presurizate și adsorbite prin adsorbție cu variație de presiune (PSA) pentru a extrage hidrogenul produs. Analiza de depresurizare eliberează impuritățile și regenerează adsorbantul.
Formula de reacție:
CH4 + H2O → CO + 3H2-q
CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Data publicării: 10 decembrie 2021