Наиболее характерной особенностью адиабатического процесса является преобразование природного газа в водородДело в том, что большинство реакций с исходным сырьем по сути являются реакциями частичного окисления, а этап регулирования скорости стал быстрой реакцией частичного окисления, что значительно повышает производительность установки по производству водорода из природного газа. В процессе адиабатического преобразования природного газа в качестве источника кислорода используется дешевый воздух. Разработанный реактор, содержащий распределитель кислорода, позволяет решить проблему перегрева каталитического слоя и обеспечить рациональное распределение энергии. За счет уменьшения перегрева в слое значительно повышается стабильность реакции каталитических материалов. Маломасштабное производство водорода на месте с использованием адиабатического преобразования природного газа на гидрогенизационной станции позволяет лучше оценить высокую производительность. Новый процесс обладает преимуществами короткого технологического процесса и простоты эксплуатации, а также позволяет значительно снизить инвестиционные и производственные затраты на маломасштабную установку по производству водорода на месте.
Частичное окисление природного газа до водорода. По сравнению с традиционным методом паровой конверсии, каталитическое частичное окисление природного газа до синтез-газа потребляет меньше энергии и использует чрезвычайно дешевые огнеупорные материалы для обустройства реактора. Однако каталитическое частичное окисление природного газа до водорода увеличивает стоимость инвестиций и себестоимость производства кислорода в установке разделения воздуха из-за большого количества чистого кислорода. В качестве реактора для каталитического частичного окисления природного газа использовалась высокотемпературная неорганическая керамическая кислородопроницаемая мембрана, что позволило одновременно совместить дешевое производство кислорода с каталитическим частичным окислением природного газа до водорода. Предварительные результаты технико-экономической оценки показывают, что по сравнению с традиционным производственным процессом инвестиции в установку сократятся примерно на 25-30%, а себестоимость производства — на 30-50%.
Высокотемпературный крекинг природного газа для получения водорода. Производство водорода путем пиролиза природного газа представляет собой каталитическое разложение природного газа на водород и углерод при высокой температуре. Этот процесс считается переходным между ископаемым топливом и возобновляемыми источниками энергии, поскольку он не производит углекислый газ. На Ляохэском нефтяном месторождении проведено множество исследований по производству водорода путем высокотемпературного каталитического крекинга природного газа. Полученный углерод может иметь важное специфическое применение и широкие рыночные перспективы.
Производство водорода методом автотермического риформинга природного газа. По сравнению с обычным процессом риформинга, в этом процессе внешний нагрев заменяется самонагревом, и использование теплоты реакции становится более рациональным. Принцип заключается в том, что экзотермическая реакция сгорания природного газа и сильная эндотермическая реакция парового риформинга природного газа сопряжены в реакторе, и сама реакционная система может осуществлять самонагрев. Кроме того, поскольку сильные экзотермические и эндотермические реакции в реакторе автотермического риформинга протекают поэтапно, реактор все еще требует использования высокотемпературных труб из нержавеющей стали в качестве реактора, что обуславливает недостатки процесса автотермического риформинга природного газа, такие как высокие инвестиции в установку и низкая производительность.
Дата публикации: 16 декабря 2021 г.