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天然气制氢工艺与技术(1)

北极星电力网技术频道    作者:赵新 (辽河石油勘探局油气工程技术处)   2013-12-27 14:20:13   

  所属频道:  火力发电    关键词:  天然气 脱硫制氢 催化剂

利用天然气制氢,存在成本低,规模效应显著等优点,研究和开发更为先进的天然气制氢新工艺技术是解决廉价氢源的重要保证。天然气作为优质、洁净的工业能源,在我国能源发展过程中具有重要的战略意义。因为天然气不仅是人们日常生活的重要燃料,同时也是众多化工次产品的基础性原料。

天然气制氢就是众多天然气产品中的一种,辽河油田作为全国第三大油气田,本身就具有丰富的天然气资源,特别是从事油气集中处理企业,我们在油气生产过程中,能够生产出相当规模的伴生干气,对于天然气深加工具有得天独厚的条件,对于推进天然气制氢工艺的开发推广具有更为广泛的实际意义。

1 天然气制氢的选择理论分析

氢作为一种二次化工产品,在医药、精细化工、电子电气等行业具有广泛的用途。特别是氢作为燃料电池的首选燃料,在未来交通和发电领域将具有广阔的市场前景,在未来能源结构中将占有越来越重要的位置。采用传统制氢的方法,如轻烃水蒸气转化制氢、水电解制氢、甲醇裂解制氢、煤汽化制氢、氨分解制氢等,技术相对成熟,但是,存在成本高、产出率低、人工效率低等“一高两低”的问题。辽河油田在油气生产过程中,有干气、石脑油等烃类资源伴生,采用此类方法生产氢,可以实现资源的利用率最大化,而且伴生天然气的主要成分是甲烷,利用烃类蒸汽转化即可制成氢,且生产纯度高,生产效率高。

2 天然气制氢工艺原理

天然气的主要加工过程包括常减压蒸馏、催化裂化、催化重整和芳烃生产。同时,包括天然气开采、集输和净化。在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下,天然气中烷烃和水蒸气发生化学反应。转化气经过费锅换热、进入变换炉使CO变换成H2和CO2。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有三种特定吸附剂的吸附塔,由变压吸附(PSA)升压吸附N2、CO、CH4、CO2提取产品氢气。降压解析放出杂质并使吸附剂得到再生.

反应式: CH4+H2O→CO+3H2-Q CO+H2O→CO2+H2+Q

主要技术指标。压力: 1.0-2.5MPa;天然气单耗: 0.5-0.56Nm3/ Nm3氢气;电耗: 0.8-1.5/ Nm3氢气;规模: 1000 Nm3/h ~100000 Nm3/h;纯度: 符合工业氢、纯氢(GB/T7445-1995);年运行时间: 大于8000h。

来源:环球市场信息导报
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