Производство водорода из природного газа обладает преимуществами низкой себестоимости и значительного масштабного эффекта. Исследования и разработки более совершенных новых технологических процессов производства водорода из природного газа являются важной гарантией решения проблемы дешевого источника водорода. Как высококачественный и экологически чистый промышленный источник энергии, природный газ имеет важное стратегическое значение в процессе развития энергетики Китая. Это объясняется тем, что природный газ является не только важным топливом для повседневной жизни людей, но и основным сырьем для многих химических продуктов вторичной переработки.
Производство водорода из природного газа — один из многих продуктов природного газа. Ляохэское нефтяное месторождение, третье по величине в Китае, богато природными ресурсами, особенно на предприятиях централизованной переработки нефти и газа. В процессе добычи нефти и газа можно получать значительные объемы попутного сухого газа, что создает уникальные условия для глубокой переработки природного газа и имеет большое практическое значение для развития и популяризации процесса производства водорода из природного газа.
1. Выбор и теоретический анализ методов производства водорода из природного газа.
Водород, как вторичный химический продукт, широко используется в фармацевтической, тонкой химической, электронной и электротехнической промышленности. В частности, водород, как предпочтительное топливо для топливных элементов, в будущем будет иметь широкие рыночные перспективы в сфере транспорта и энергетики и займет все более важное место в будущей энергетической структуре. Традиционные методы производства водорода, такие как паровая конверсия легких углеводородов, электролиз воды, крекинг метанола, газификация угля и разложение аммиака, являются относительно зрелыми. Однако существуют проблемы, связанные с высокой себестоимостью, низкой производительностью и низкой трудоспособностью. В процессе добычи нефти и газа на Ляохэском нефтяном месторождении имеются углеводородные ресурсы, такие как сухой газ и нафта. Использование этого метода для производства водорода позволяет максимально эффективно использовать ресурсы. Более того, основным компонентом попутного природного газа является метан, который может быть преобразован в водород с помощью паровой конверсии углеводородов, что обеспечивает высокую чистоту и эффективность производства.
2. Принцип процесса производства водорода из природного газа
Основные процессы переработки природного газа включают атмосферную и вакуумную дистилляцию, каталитический крекинг, каталитический риформинг и производство ароматических углеводородов. Одновременно с этим, они включают добычу, сбор, транспортировку и очистку природного газа. Под определенным давлением, высокой температурой и катализатором, алканы и пар в природном газе вступают в химические реакции. Риформованный газ после теплообмена в котле поступает в конвертер для преобразования CO в H2 и CO2. После теплообмена, конденсации и пароводоразделения газ последовательно проходит через адсорбционную башню, оснащенную тремя специфическими адсорбентами, под программным управлением, где N2, Co, CH4 и CO2 подвергаются адсорбции под давлением с использованием метода адсорбции с изменением давления (PSA) для извлечения водорода. Анализ при пониженном давлении удаляет примеси и регенерирует адсорбент.
Формула реакции:
CH4 + H2O → CO + 3H2-q
CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Дата публикации: 10 декабря 2021 г.