天然氣制氨工藝與技術0口利用天然氣制氫,存在成本低等優(yōu)點,研究和開發(fā)更為先進的天然氣制氫新工藝技術是解決廉價氫源的重要保證。天然氣作為潔凈的工業(yè)能源,在我國能源發(fā)展過程中具有重要的戰(zhàn)略意義。因為天然氣不僅是人們日常生活的重要燃料,同時也是眾多化工次產品的基礎性原料。0口天然氣制氫就是眾多天然氣產品中的一種,遼河油田作為全國第三大油氣田,本身就具有豐富的天然氣資源,特別是從事油氣集中處理企業(yè),我們在油氣生產過程中,能夠生產出相當規(guī)模的伴生干氣,對于天然氣深加工具有得天獨厚的條件,對于推進天然氣制氫工藝的開發(fā)推廣具有實際意義。在選擇制氫設備時,需要考慮其生產能力、產品質量、售后服務等因素。浙江推廣天然氣制氫設備
蒸汽轉化和變換原理原料天然氣和蒸汽在轉化爐管中的高溫催化劑上發(fā)生烴-蒸汽轉化反應,主要反應如下CHa+H,O=CO+3Hz-Q(1)一氧化碳產氫CO+HO=CO+Hz+Q(2)前一反應需大量吸熱,高溫有利于反應進行:后一反應是微放熱反應,高溫不利于反應進行。因此在轉化爐中反應是不完全的。在發(fā)生上述反應的同時還伴有一系列復雜的付反應。包括烴類的熱裂解,催化裂解,水合,蒸汽裂解,脫氫,加氫,積碳,氧化等。在轉化反應中,要使轉換率高,殘余甲烷少,氫純度高,反應溫度要高,但要考慮設備承受能力和能耗,所以爐溫不宜太高。為緩和積碳,增加收率,要控制較大的水碳比。甘肅大型天然氣制氫設備制氫設備在化工領域具有廣泛的應用前景,可以用于合成氨、甲醇等化工產品的生產。
配套法規(guī)完善是項目落地、正常運營的前提。天然氫與石油、天然氣類似,理論上屬于礦產資源,開采、出售等均需受到相關部門把控。但與石油、天然氣已具有相對完善的項目登記、管理體系不同,天然氫的資源類型定位、管理方法、管理部門等均未明確。因此,現(xiàn)階段天然氫項目面臨落地審批無法可依、即使落地后也存在因政策變動而終止運營的風險。典型如西班牙2021通過的氣候變化和能源轉型法案禁止新建碳氫化合物開采項目,而導致其國內天然氫項目因天然氫分類不明而難以推進。氫能市場規(guī)模尚未完全展開也是天然氫項目保持觀望的一大原因。油氣井開發(fā)屬于高成本投入項目,項目建設前需充分考量消納市場。以天然氣氣田為例,根據中石油某氣田數據,單氣井建設成本在5000萬元以上,單井采氣量50萬方/天以上。
天然氣制氣的選擇理論分析口口氫作為一種二次化工產品,在醫(yī)藥、精細化工、電子電氣等行業(yè)具有用途。特別是氫作為燃料電池的燃料在未來交通和發(fā)電領域將具有廣闊的市場前景,在未來能源結構中將占有越來越重要的位置。采用傳統(tǒng)制氮的方法,如輕經水蒸氣轉化制氫、水電解制氫、甲醇裂解制氫、煤汽化制氫、氨分解制氫等,技術相對成熟,但是,存在成本高、產出率低.人工效率低等一高兩低的問題。遼河油田在油氣生產過程中,有干氣、石腦油等烴類資源伴生,采用此類方法生產氫,可以實現(xiàn)資源的利用率,而且伴生天然氣的主要成分是甲燒,利用經類蒸汽轉化即可制成氫,且生產純度高,生產效率高。制氫設備的投資成本較高,但是隨著技術的不斷進步和成本的降低,其應用前景越來越廣闊。
天然氣制氫是把天然氣通過化學反應轉化為氫氣的過程。大型天然氣制氫反應器較為成熟,但適用于燃料電池的小微型天然氣制氫反應器需將原料氣預熱、脫鹽水加熱及工藝蒸汽生產、空氣預熱、燃料及燃燒器、催化重整轉化、煙氣與工藝氣換熱等多個系統(tǒng)高度集成,設計和加工制造難度較大。每一個或幾個固體氧化物燃料電池(SOFC)電堆發(fā)電,就需要至少匹配1臺小微型天然氣制氫反應器。小微型天然氣制氫反應器還可經進一步處理,匹配質子交換膜燃料電池(PEFC)熱電聯(lián)供系統(tǒng),適用于電廠冷卻用氫及實驗室用氫等小規(guī)模工業(yè)用氫場景,市場應用前景廣闊。天然氣制氫設備的優(yōu)點在于其成本低、穩(wěn)定性高、操作簡便,適用于各種規(guī)模的氫能源生產需求。陜西變壓吸附天然氣制氫設備
天然氣制氫設備采用先進的催化劑和反應器技術,能夠實現(xiàn)高效的氫氣產出和純度控制。浙江推廣天然氣制氫設備
目前,約有1/2的氫氣是通過天然氣蒸氣轉化法(SRM)制取的。整個工藝流程是由原料氣處理、蒸氣轉化、CO變換和氫氣提純4大單元組成。原料氣,原料氣處理-蒸轉化CO化氣提純原料氣處理主要是采用加氫催化脫除天然氣中的硫,普遍采用的方法是Co-Mo加氫轉化串ZnO脫硫技術:原料氣先在轉化爐對流段預熱到約350-400C,先采用Co-Mo催化劑加氫法在加氫反應器中將氣體原料中的有機硫轉化為無機硫H,S,再用ZnO吸附脫硫槽脫除H,S.此技術能將氣體中的總硫含量降到0.1mg/mm3以下。浙江推廣天然氣制氫設備