เทคโนโลยีสำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากก๊าซธรรมชาติ

ลักษณะเด่นที่สุดของกระบวนการอะเดียแบติก การแปลงก๊าซธรรมชาติเป็นไฮโดรเจนข้อดีของกระบวนการนี้คือ ปฏิกิริยาของวัตถุดิบส่วนใหญ่เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันบางส่วน และขั้นตอนการควบคุมความเร็วได้กลายเป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันบางส่วนที่รวดเร็ว ซึ่งช่วยเพิ่มกำลังการผลิตของหน่วยผลิตไฮโดรเจนจากก๊าซธรรมชาติได้อย่างมาก กระบวนการผลิตไฮโดรเจนจากการแปลงสภาพอะเดียแบติกของก๊าซธรรมชาติใช้อากาศราคาถูกเป็นแหล่งออกซิเจน เครื่องปฏิกรณ์ที่ออกแบบมาพร้อมตัวกระจายออกซิเจนสามารถแก้ปัญหาจุดร้อนในชั้นตัวเร่งปฏิกิริยาและการกระจายพลังงานอย่างเหมาะสม ความเสถียรของปฏิกิริยาของวัสดุเร่งปฏิกิริยาดีขึ้นอย่างมากเนื่องจากการลดจุดร้อนในชั้นตัวเร่งปฏิกิริยา การผลิตไฮโดรเจนแบบขนาดเล็กในสถานที่โดยใช้กระบวนการแปลงสภาพอะเดียแบติกของก๊าซธรรมชาติในสถานีไฮโดรเจนเนชันสามารถแสดงให้เห็นถึงกำลังการผลิตที่แข็งแกร่งได้ดียิ่งขึ้น กระบวนการใหม่นี้มีข้อดีคือ กระบวนการสั้นและหน่วยปฏิบัติการง่าย และสามารถลดการลงทุนและต้นทุนการผลิตไฮโดรเจนของหน่วยผลิตไฮโดรเจนแบบขนาดเล็กในสถานที่ได้อย่างมาก
การออกซิเดชันบางส่วนของก๊าซธรรมชาติเพื่อผลิตไฮโดรเจน เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการปฏิรูปไอน้ำแบบดั้งเดิม การออกซิเดชันบางส่วนของก๊าซธรรมชาติโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อผลิตก๊าซสังเคราะห์นั้นใช้พลังงานน้อยกว่าและใช้วัสดุทนไฟราคาถูกมากในการติดตั้งในเครื่องปฏิกรณ์ อย่างไรก็ตาม การออกซิเดชันบางส่วนของก๊าซธรรมชาติโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อผลิตไฮโดรเจนนั้นทำให้การลงทุนและการผลิตออกซิเจนของหน่วยแยกอากาศเพิ่มขึ้น เนื่องจากต้องใช้ออกซิเจนบริสุทธิ์ในปริมาณมาก จึงได้ใช้เมมเบรนเซรามิกอนินทรีย์ที่ยอมให้ออกซิเจนผ่านได้ที่อุณหภูมิสูงเป็นเครื่องปฏิกรณ์สำหรับการออกซิเดชันบางส่วนของก๊าซธรรมชาติโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา และได้รวมการผลิตออกซิเจนราคาถูกเข้ากับการออกซิเดชันบางส่วนของก๊าซธรรมชาติโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อผลิตไฮโดรเจนไปพร้อมกัน ผลการประเมินทางเทคนิคและเศรษฐกิจเบื้องต้นแสดงให้เห็นว่า เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการผลิตแบบดั้งเดิม การลงทุนต่อหน่วยจะลดลงประมาณ 25-30% และต้นทุนการผลิตจะลดลง 30-50%
การแตกตัวของก๊าซธรรมชาติที่อุณหภูมิสูงเพื่อผลิตไฮโดรเจน การผลิตไฮโดรเจนจากการไพโรไลซิสของก๊าซธรรมชาติคือการสลายตัวของก๊าซธรรมชาติโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาให้กลายเป็นไฮโดรเจนและคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง กระบวนการนี้ถือเป็นกระบวนการเปลี่ยนผ่านระหว่างเชื้อเพลิงฟอสซิลและพลังงานหมุนเวียน เนื่องจากไม่ก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ บริษัทน้ำมันเหลียวเหอได้ทำการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับการผลิตไฮโดรเจนจากการแตกตัวของก๊าซธรรมชาติโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูง คาร์บอนที่ผลิตได้นั้นสามารถนำไปใช้ประโยชน์ที่สำคัญและมีโอกาสทางการตลาดที่กว้างขวาง
การผลิตไฮโดรเจนโดยการปฏิรูปก๊าซธรรมชาติแบบอัตโนมัติ เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการปฏิรูปแบบดั้งเดิม กระบวนการนี้เปลี่ยนจากการให้ความร้อนภายนอกมาเป็นการให้ความร้อนด้วยตนเอง และการใช้ความร้อนจากปฏิกิริยามีประสิทธิภาพมากขึ้น หลักการคือ ปฏิกิริยาการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติที่คายความร้อนและปฏิกิริยาการปฏิรูปไอน้ำก๊าซธรรมชาติที่ดูดความร้อนสูงจะถูกเชื่อมโยงกันในเครื่องปฏิกรณ์ และระบบปฏิกิริยาเองสามารถให้ความร้อนได้ด้วยตนเอง นอกจากนี้ เนื่องจากปฏิกิริยาคายความร้อนสูงและปฏิกิริยาดูดความร้อนสูงในเครื่องปฏิกรณ์การปฏิรูปอัตโนมัติเกิดขึ้นทีละขั้นตอน เครื่องปฏิกรณ์จึงยังคงต้องใช้ท่อสแตนเลสทนความร้อนสูง ซึ่งทำให้กระบวนการปฏิรูปก๊าซธรรมชาติแบบอัตโนมัติมีข้อเสียคือ การลงทุนต่อหน่วยสูงและกำลังการผลิตต่ำ