Виробництво водню з природного газу має переваги низької вартості та значного ефекту масштабу. Дослідження та розробка більш досконалих нових технологічних процесів для виробництва водню з природного газу є важливою гарантією вирішення проблеми дешевого джерела водню. Як високоякісний та чистий промисловий енергоносій, природний газ має важливе стратегічне значення в процесі розвитку енергетики Китаю. Оскільки природний газ є не лише важливим паливом для повсякденного життя людей, але й основною сировиною для багатьох вторинних хімічних продуктів.
Виробництво водню з природного газу є одним із багатьох продуктів, що переробляються природним газом. Нафтове родовище Ляохе, третє за величиною нафтогазове родовище в Китаї, багате на ресурси природного газу, особливо на централізованих підприємствах з переробки нафти і газу. У процесі видобутку нафти і газу ми можемо виробляти значну кількість попутного сухого газу, що має унікальні умови для глибокої переробки природного газу, що має ширше практичне значення для сприяння розвитку та популяризації процесу виробництва водню з природного газу.
1 Вибір та теоретичний аналіз виробництва водню з природного газу
Як вторинний хімічний продукт, водень широко використовується у фармацевтичній, тонкій хімічній, електронній та електротехнічній промисловості. Зокрема, водень, як переважне паливо для паливних елементів, матиме широкі ринкові перспективи в галузі транспорту та виробництва електроенергії в майбутньому, і займатиме дедалі важливіше місце в майбутній енергетичній структурі. Традиційні методи виробництва водню, такі як парова конверсія легких вуглеводнів, електроліз води, крекінг метанолу, газифікація вугілля та розкладання аміаку, є відносно зрілими. Однак існують проблеми «одна велика і дві низькі», такі як висока вартість, низький вихід та низька ефективність праці. У процесі видобутку нафти і газу на нафтовому родовищі Ляохе є вуглеводневі ресурси, такі як сухий газ та нафта. Використання цього методу для виробництва водню може максимізувати використання ресурсів. Крім того, основним компонентом супутнього природного газу є метан, який може бути перетворений на водень за допомогою вуглеводневої пари, з високою чистотою виробництва та високою ефективністю виробництва.
2. Принцип процесу виробництва водню з природного газу
Основні процеси переробки природного газу включають атмосферну та вакуумну дистиляцію, каталітичний крекінг, каталітичний риформінг та виробництво ароматичних сполук. Водночас, це включає експлуатацію, збір, транспортування та очищення природного газу. Під певним тиском, високою температурою та каталізатором алкани та пара в природному газі вступають у хімічну реакцію. Риформінговий газ потрапляє в конвертер після теплообміну в котлі для перетворення CO на H2 та CO2. Після теплообміну, конденсації та пароводяного відділення газ послідовно проходить через адсорбційну вежу, оснащену трьома спеціальними адсорбентами, за допомогою програмного керування, де N2, Co, CH4 та CO2 під тиском адсорбуються за допомогою адсорбції з перепадами тиску (PSA) для вилучення продукту водню. Аналіз розгерметизації вивільняє домішки та регенерує адсорбент.
Формула реакції:
CH4 + H2O → CO + 3H2-q
CO + H2O → CO2 + H2 + Q
Час публікації: 10 грудня 2021 р.