المعرفة الأساسية في منطقة البتروكيماويات: تحويل بخار الغاز الطبيعي إلى هيدروجين

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة إيتايلونغ في تاريخ 2016-3-12 الساعة 21:41. يتم استخدام الغاز الطبيعي كمادة خام، ويتم تحويله إلى خليط غني بالهيدروجين باستخدام بخار الماء، ويتم تطبيق عملية تصنيع الغاز في هذا السياق باستخدام تقنية معروفة جيدًا في مجال إنتاج الأمونيا. تتكون هذه العملية من خطوتين: إزالة كبريت الغاز الطبيعي وتحويل الهيدروكربونات إلى بخار. يتم إزالة الكبريت عن طريق تمرير الغاز الطبيعي الخام، تحت ضغط ودرجة حرارة معينين، عبر مواد مثل أكسيد المنجنيز وأكسيد الزنك كعوامل لإزالة الكبريت، بحيث يتم خفض نسبة الكبريت العضوي والكبريت غير العضوي إلى مستوى أقل من 0.12 × 10^-6، وهو المستوى المسموح به من قبل المحفزات المستخدمة في هذه العملية. يتم تحويل الهيدروكربونات إلى بخار، باستخدام بخار الماء كعامل أكسدة، وذلك تحت تأثير محفز من النيكل. تحدث التفاعلات التالية، مما ينتج عنه غاز مختلط غني بالهيدروجين:
CH₄ + H₂O → CO + 3H₂، بطاقة حرارية تبلغ 210 كجول/مول.
CO + H₂O → CO₂ + H₂، بطاقة حرارية تبلغ 431.5 كجول/مول.
تتم هذه التفاعلات عند درجات حرارة تزيد عن 800 درجة مئوية، وإجمالي الطاقة الحرارية المطلوبة في هذه التفاعلات كبيرة جدًا، ويتم توفير هذه الطاقة عن طريق حرق الغاز الطبيعي. يساعد تقليل الضغط في رفع معدل تحويل الميثان، لكن من أجل تلبية متطلبات عملية الامتصاص بضغط متغير لتنقية المادة، وكذلك متطلبات ضغط المنتج الهيدروجيني النقي، بالإضافة إلى مراعاة الجانب الاقتصادي للمعدات، يتم عادةً التحكم في ضغط التفاعل عند مستوى 115 ميجا باسكال أو أكثر. يمكن الحصول على هيدروجين نقي بنسبة تتراوح بين 99.19% و99.1999% باستخدام جهاز الامتصاص التحويلي، كما يمكن الحصول على نسبة تصل إلى 70% أو أكثر من الهيدروجين H2. الكميات المستهلكة الأساسية (بناءً على منتج الهيدروجين بتركيز 99.199%، وحدة القياس: 1 Nm³؛ وينطبق الأمر نفسه فيما يلي): الغاز الطبيعي كمادة خام: 0.148 Nm³، الغاز الطبيعي كوقود: 0.112 Nm³، مياه التبريد للغلايات: 1.17 كجم، الكهرباء: 0.12 كيلوواط·ساعة. تبلغ نسبة الميثان في الغاز الطبيعي 96.19% من حيث الحجم.