Tải bản đầy đủ

PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT H2 TỪ KHÍ THIÊN NHIÊN BẰNG PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI NƯỚC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC
BỘ MÔN KỸ THUẬT CHẾ BIẾN DẦU KHÍ

TIỂU LUẬN
ĐỀ TÀI: PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT H2 TỪ KHÍ THIÊN NHIÊN BẰNG
PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI NƯỚC
Thành viên nhóm:
Nguyễn Trùng Dương

1510603

Lê Hữu Thống

1513312

Lê Đức

1510783


Phan Hoàng Hải

1510926

GV hướng dẫn: TS. Hồ Quang Như


MỤC LỤC

1. GIỚI THIỆU VỀ H2 ................................................................................................... 3
1.1 Nguồn gốc ............................................................................................................. 3
1.2 Thuộc tính.............................................................................................................. 5
1.3 Đặc tính cháy ......................................................................................................... 5
2. ỨNG DỤNG .............................................................................................................. 7
3. NỀN KINH TẾ HYDRO ........................................................................................... 8
4. SẢN XUẤT H2......................................................................................................... 10
5. GIỚI THIỆU VỀ PHẢN ỨNG REFORMING........................................................ 11
5.1 Thuật ngữ............................................................................................................. 11
5.2 Trạng thái cân bằng ............................................................................................. 12
5.2.1 Thành phần khí .............................................................................................. 12
5.2.2 Nhiệt phản ứng .............................................................................................. 18
5.2.3 Các phản ứng phụ .......................................................................................... 19
6. PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI NƯỚC ........................................................ 20
7. KẾT LUẬN .............................................................................................................. 22
8. TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 22


1. GIỚI THIỆU VỀ H2
1.1 Nguồn gốc


Hiđro (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp hydrogène /idʁɔʒɛn/), còn được viết là hiđrô, cũng còn được gọi là hít-rô, là một nguyên tố hóa học trong hệ thống
tuần hoàn các nguyên tố với nguyên tử số bằng 1, nguyên tử khối bằng 1 đvC.
Trước đây còn được gọi là khinh khí (như trong "bom khinh khí" tức bom H);
hiện nay từ này ít được sử dụng. Sở dĩ được gọi là "khinh khí" là do hydro là
nguyên tố nhẹ nhất và tồn tại ở thể khí, với trọng lượng nguyên tử 1,00794 u.
Hydro là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ, tạo nên khoảng 75% tổng khối
lượng vũ trụ và tới trên 90% tổng số nguyên tử. Các sao thuộc dải chính được
cấu tạo chủ yếu bởi hydro ở trạng thái plasma. Hydro nguyên tố tồn tại tự
nhiên trên Trái Đất tương đối hiếm do khí hydro nhẹ nên trường hấp dẫn của


Trái Đất không đủ mạnh để giữ chúng khỏi thoát ra ngoài không gian, do đó
hydro tồn tại chủ yếu dưới dạng hydro nguyên tử trong các tầng cao của khí
quyển Trái Đất.



Năm 1671, Robert Boyle đã phát hiện và miêu tả phản ứng giữa sắt và axit
loãng sinh ra khí hydro.Năm 1766, Hydro lần đầu tiên được Henry
Cavendish phát hiện như một chất riêng biệt, và đặt tên khí từ phản ứng kim
loại-axit là "khí có thể cháy",và phát hiện năm 1781 rằng khí này tạo ra nước
khi đốt. Ông thường được tín dụng cho phát hiện của nó như là một yếu
tố.Cavendish tình cờ tìm ra nó khi thực hiện các thí nghiệm với thủy ngân và
các axit. Mặc dù ông đã sai lầm khi cho rằng hydro là hợp chất của thủy ngân
(và không phải của axit), nhưng ông đã có thể miêu tả rất nhiều thuộc tính của
hydro rất cẩn thận. Năm 1783, Antoine Lavoisier đặt tên cho nguyên tố này và
chứng tỏ nước được tạo ra từ hydro và oxy. không ông và Laplace lập lại thí
nghiệm phát hiện của Cavendish thì nước được tạo ra khi hydro bị đốt
cháy.Lavoisier tạo ra hydro từ các thí nghiệm nổi tiếng của ông về bảo tồn
khối lượng bằng cách phản ứng của dòng hơi nước với sắt kim loại qua một


sống sắt nung trên lửa. Quá trình oxy hóa kỵ khí của sắt của các proton của
nước ở nhiệt độ cao có thể được biểu diễn theo các phản ứng sau:


Fe + H2O → FeO + H2



2 Fe + 3 H2O → Fe2O3 + 3 H2



3 Fe + 4 H2O → Fe3O4 + 4 H2



Nhiều kim loại như zirconi trải qua phản ứng tương tự với nước tạo ra hydro.



Hydro được hóa lỏng lần đầu tiên bởi James Dewar năm 1898 bằng cách sử
dụng bộ phận làm lạnh và phát minh của ông phích nước. Ông đã tạo ra hydro
rắn vào năm sau đo. Deuteri được Harold Urey phát hiện vào tháng 12 năm
1931 bằng cách chưng cất một mẫu nước nhiều lần, với phát minh này Urey
nhận giải

Nobel năm 1934. Triti được Ernest

Rutherford, Mark

Oliphant,

và Paul Harteck điều chế năm 1934.Nước nặng được nhóm của Urey phát hiện
năm 1932. François Isaac de Rivaz đã tạo động cơ de Rivaz đầu tiên sử dụng
năng lượng từ việc đốt cháy hỗn hợp hydro và oxy năm 1806. Edward Daniel
Clarke đã phát minh ra ống xì hàn hydro năm 1819. Đèn Döbereiner và đèn
sân khấu được phát minh năm 1823.


Trong các hợp chất ion, hydro có thể có thể tồn tại ở hai dạng. Trong các hợp
chất với kim loại, hydro tồn tại dưới dạng các anionhydrua mang một điện tích
âm, ký hiệu H-. Hydro còn có thể tồn tại dưới dạng các cation H+ là ion dương
sinh ra do nguyên tử hydro bị mất đi một electron duy nhất của nó. Tuy nhiên
một ion dương với cấu tạo chỉ gồm một proton trần trụi (không có electron che
chắn) không thể tồn tại được trong thực tế do tính dương điện hay tính axit và
do đó khả năng phản ứng với các phân tử khác của H+ là rất cao. Một cation
hydro thực sự chỉ tồn tại trong quá trình chuyển proton từ các axit sang
các bazơ (phản ứng axit-bazơ). Trong dung dịch nước H+ (do chính nước hoặc
một loại axit khác phân ly ra) kết hợp với phân tử nước tạo ra các cation
hydroni H3O+, thường cũng được viết gọn là H+. Ion này đóng một vai trò đặc
biệt quan trọng trong hóa học axit-bazơ.




Hydro tạo thành các hợp chất cộng hóa trị với hầu hết các nguyên tố khác. Nó
có mặt trong nước và hầu hết các hợp chất hữu cơ cũng như các cơ thể sống.

1.2 Thuộc tính
Ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn hydro là một khí lưỡng nguyên tử có công thức phân
tử H2, không màu, không mùi, dễ bắt cháy, có nhiệt độ sôi 20,27K (-252,87 °C) và nhiệt độ
nóng chảy 14,02K (-259,14 °C). Tinh thể hydro có cấu trúc lục phương. Hydro có hóa trị 1
và có thể phản ứng với hầu hết các nguyên tố hóa học khác.

1.3 Đặc tính cháy
Khí hydro (hay phân tử hydro) có tính cháy cao và sẽ cháy trong không khí trong
khoảng nồng độ thể tích từ 4% đến 75%. Entropy của quá trình cháy hydro là −286 kJ/mol.


2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 572 kJ (286 kJ/mol)
Khí hydro nổ với hỗn hợp không khí với nồng độ 4–74% và với clo nếu nồng độ nó là 5–
95%. Hỗn hợp có thể được đốt cháy bằng tia lửa, nhiệt hoặc ánh sáng mặt trời. Nhiệt độ tự
cháy của hydro trong không khí là 500 °C (932 °F). Hỗn hợp oxy-hydro tinh khiết cháy phát
ra ánh sáng tử ngoại và hỗn hợp với nhiều oxy cháy gần như không thể quan sát bằng mắt
thường. Việc phát hiện rò rỉ khí hydro cháy có thể cần một thiết bị báo cháy; rò rỉ như vậy
có thể rất nguy hiểm. Ngọn lửa hydro trong các điều kiện khác là màu xanh, giống như ngọn
lửa khí đốt thiên nhiên màu xanh.


2. ỨNG DỤNG
 Hydrogen chủ yếu là một tác nhân hydro hóa. Ví dụ, nó được sử dụng với dầu thực
vật và chất béo để giảm không bão hòa este (triglycerides). Nó cũng là một tác nhân
khử đối với các quặng sunfua như kẽm và sắt sulfide (để lấy kim loại từ quặng của
chúng).
 Trong lĩnh vực hóa dầu, hydro được sử dụng để hydro hóa benzen đối với axit
xyclohexan và benzoic đối với axit xyclohexane carboxylic. Những các hợp chất là
tiền thân cho sản xuất nylon. Nó cũng được sử dụng để lựa chọn hydro hóa acetylene
từ hỗn hợp olefin C4.
 Hydrogen được sử dụng trong một số ứng dụng công nghiệp, với người tiêu dùng lớn
nhất hiện nay cần là ammonia, cơ sở sản xuất (40,3%), nhà máy lọc dầu (37,3%),
nhà máy sản xuất methanol (10,0%). Năm 1996, ba nghìn tỷ feet khối hydro được
tiêu thụ tại Hoa Kỳ (SRI, 1998).


3. NỀN KINH TẾ HYDRO
Thế giới chúng ta đang bị phụ thuộc nặng nề vào một nền kinh tế nhiên liệu hóa
thạch. Hơn nữa, một tỉ lệ khá cao các nhà máy điện là nhiệt điện dùng dầu hỏa, khí thiên
nhiên hay than đá. Nếu không có nhiên liệu hóa thạch, nền kinh tế cùng với các phương tiện
giao thông liên lạc, vận tải, sẽ rơi vào khủng hoảng, ngưng trệ. Trong khi nhiên liệu hóa
thạch đóng một vài trò quan trọng trong việc đưa xã hội đến mức phát triển như ngày nay thì
nó cũng tồn tại những vấn đề nhức nhối lớn: ô nhiễm không khí, các vấn đề môi trường như
tràn dầu, nguy hiểm và nóng bỏng hơn cả là vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu cùng với sự
nóng lên của trái đất
Giữa bối cảnh đó, khái niệm về một nền kinh tế hydro dựa trên nguồn năng lượng
sạch, dồi dào phục vụ mục tiêu phát triển bền vững của nhân loại xuất hiện như một giải
pháp đầy tiềm năng. “Nền kinh tế hydro” là một hệ thống lưu trữ, phân phối và sử dụng
năng lượng dựa trên nhiên liệu chính hydrogen. Thuật ngữ này được tập đoàn General
Motors đặt ra năm vào 1970. Nền kinh tế hydrogen hứa hẹn đẩy lùi tất cả những vấn đề do
nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hóa thạch đã gây ra.
Một cách tóm tắt, những lợi ích chính của nền kinh tế hydrogen là:
-Không gây ô nhiễm
-Không thải ra khi gây hiệu ứng nhà kính
-Không phụ thuộc về kinh tế
- Hydrogen có thể được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau: nhất là từ các
nguồn năng lượng tái sinh.
Như vậy, những lợi ích về mặt môi trường, kinh tế và xã hội của hydrogen là rất đáng
kể và ý nghĩa. Tất cả những thế mạnh này đã tạo nên cú hích mạnh mẽ hướng nhân loại tiến
đến nền kinh tế hydrogen.



4. SẢN XUẤT H2
Các phương pháp cơ bản tạo ra hydro:


Phương pháp chuyển hóa hydrocarbon (nhiên liệu hóa thạch, sinh khối) bằng nhiệt
(Reforming)



Phương pháp điện phân nước (Electrolysis)



Phương pháp quang điện hóa



Phương pháp sinh học (Biological method)

Reforming

Điện phân nước

Quang điện hóa

Chi phí đầu tư cao
Chi phí vận hành và
bảo dưỡng cao
Nguồn nhiên liệu:
khí thiên nhiên,
hydrocacbon nhẹ

Hiệu suất hệ thống
thấp và chi phí đầu
tư cao
Kết hợp các nguồn
năng lượng khác
Đang nghiên cứu và
phát triển
Sử dụng nguồn
nhiên liệu tái tạo
Không gây ô nhiễm
sach và bền vững

Vật liệu thức hiện
Hiệu suất thấp
phản ứng quang hóa Chủng vi sinh vật
Hiệu suất thấp
Đang nghiên cứu
Chi phí đầu tư cao
Đang nghiên cứu và
phát triển

Công nghệ đã
thương mại và phát
triển từ lâu
Hiệu quả kinh tế
cao

Vận hành ở điều
kiện nhiệt độ thấp
Sạch và bền vững

Phương pháp sinh học

Tận dụng nguồn nhiên
liệu biomass
Sạch và bền vững

 Nhận xét: Từ các phương pháp nêu trên thì reforming vẫn là phương pháp đem lại
năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất, đã được áp dụng và phát triển từ lâu. Bên
cạnh đó các phương pháp còn lại tuy không đem lại năng suất cũng như chi phí đầu
tư và vận hành cao nhưng rất có tiềm năng trong tương lai và đáng được đầu tư
nghiên cứu phát triển.


5. GIỚI THIỆU VỀ PHẢN ỨNG REFORMING
5.1 Thuật ngữ
Quá trình reforming hơi nước chuyển hydrocacbon thành hỗn hợp hydrogen,
carbon monoxide, carbon dioxide, và methane.
CnHm + nH2O  nCO + (n+

m
)H
2 2

(-ΔH298 <0)

(1)

CO+ H2O CO2 + H2

(-ΔH298 =41.2 kJmol-1)

(2)

CO+ 3H2 CH4 +H2O

(-ΔH298 =206.2 kJmol-1)

(3)

Cụm từ reforming bị hiểu sai cho quy trình nổi tiếng dùng để cải tiến chỉ số
octane của xăng. Trong ngành công nghiệp khí, reforming được dùng chung cho “ sự
thay đổi bằng phương pháp xử lý nhiệt của hydrocacbon với nhiệt độ cao thành một
hỗn hợp khí có giá trị nhiệt thấp”.
Phản ứng (1) liên quan đến sự phân hủy của hydrocacbon bằng các nguyên tử
oxygen, và Padovani [3] được đề xuất để hạn chế phản ứng (1) “sự phân hủy oxy”
tương ứng với “ nhiệt phân” và “ thủy phân” của các hydrocacbon sử dụng nhiệt và
hydrogen để tách hydrocacbon.
Có một số quy trình dựa trên việc khí hóa hydrocacbon có mặt hơi nước.
Bảng 1, một số quy trình sử dụng thêm không khí.


5.2 Trạng thái cân bằng
5.2.1 Thành phần khí
Số lượng các phản ứng độc lập đại diện cho hóa học lượng pháp hoàn chỉnh của
hệ thống reforming hơi nước được đưa ra bởi các phương trình (1) đến (3). Phương
trình (1) được viết cho mỗi hydrocacbon có n>1 tồn tại trong hệ. Như thế sẽ hiển thị
được sự phá vỡ trên các chất xúc tác nickel của các hydrocacbon cao hơn tiến hành
bình thường thông qua (1) trực tiếp đến C1- thành phần không có sản phẩm trung
gian. Điều này trái ngược với quy trình dealkylation hơi nước toluen để benzene trên
các chất xúc tác kim loại quý và các phản ứng trên chất xúc tác phi kim loại.
Phản ứng (1) là đảo ngược của tổng hợp Fischer-Tropsch, được thực hiện dưới
620K. Tuy nhiên ở nhiệt độ cao hơn của quy trình reforming, phản ứng thu nhiệt (1)
được xem xét là không thể đảo ngược, nếu hydrocacbon không phải là metan.
Ví dụ, reforming hơi nước n-heptan ở 773K, 3Mpa (=30atm) và H2O/C=
4mol/atom. Hằng số cân bằng phản ứng (1)(K1p(773K)) là 6.92×10-3 , và phần mol
của n-heptan tính được là 1.7×10-22 sau khi cân bằng phản ứng (1-3).


Nó gây hiểu lầm thực hiện các tính toán như vậy chỉ bao gồm phản ứng (1). Đối
với ethane K1p~(773K) đối với phản ứng (1) là 6.58×10-4 . Tính toán cân bằng tại
773K và 3Mpa dẫn đến một phần mol của ethane 0.07 khi xem xét phản ứng (1) một
mình, trong khi giá trị chính xác là 3.7×10-6 thu được khi xem xét cả ba phản ứng.
Phản ứng (2) phản ứng thay đổi, và phản ứng (3) phản ứng biến tính có thể đảo
ngược ở nhiệt độ reforming. Nó là điều hiển nhiên từ nguyên tắc Le Chatelier ở nhiệt
độ cao hơn ít methane và nhiều carbon monoxide có mặt trong cân bằng khí, hàm
lượng khí methane tăng với áp suất và giảm với sự gia tăng tỷ lệ dòng carbon. Điều
này được minh họa trong hình 1 và 2.


Các tính toán cân bằng trong luận án này dựa trên các phương pháp máy tính
để tính toán nhiệt động lực học được phát triển bởi Kjrer. Một số giá trị của hằng số
cân bằng cho các phản ứng (2) và (3) được liệt kê trong Bảng 2.


Hình 2. Thành phần cân bằng, khí khô, reforming hơi nước n-heptane, P=3Mpa,
H2O/C= 4 mol/atom
Thành phần xấp xỉ sản phẩm khí có thể được ước tính từ tính toán nhiệt động lực học
bởi vì trong hầu hết các trường hợp nó sẽ gần với lượng khí cân bằng. Trong thực tiễn công
nghiệp, “cách tiếp cận cân bằng” cho một phản ứng nhất định được thể hiện bằng sự chênh
lệch nhiệt độ được định nghĩa:
ΔT(approach)= T(QR) – T( exit catalyst) (4)
Điều này ngụ ý ΔT(approach) là tích cực cho các phản ứng tỏa nhiệt và tiêu cực cho
phản ứng thu nhiệt. T(QR) là nhiệt độ mà tại đó phản ứng thương QR tính sản phẩm khí bằng
hằng số cân bằng Kp . Đo lường ái lực này có thể gây hiểu lầm khi so sánh các phản ứng
khác nhau vì nó không cho rằng sự phụ thuộc nhiệt độ của Kp( tức nhiệt độ phản ứng).
Các chế phẩm khí khác nhau có thểu th được thông qua các phản ứng từ (1) đến (3)
dùng trong các quá trình reforming như bước quan trọng trong việc chuẩn bị khí cho nhiều


mục đích. Trong thực tế, áp suất thường được xác định bằng cách bố trí tổng thể của quá
trình, dẫn đến tỉ lệ hơi nước thành carbon và nhiệt độ chất xúc tác là các thông số chính xác
định thành phần khí. Bảng 3 cho thấy sự kết hợp điển hình của các tham số này và kết quả
phân tích sản phẩm khí cho các ứng dụng quan trọng của reforming hơi nước.



5.2.2 Nhiệt phản ứng
Phản ứng không thể đảo ngược (1) thu nhiệt mạnh mẽ, tổng nhiệt của phản
ứng (1) đến (3) có thể dương, bằng 0, hoặc âm, phụ thuộc vào điều kiện quá
trình.
Ở mức hơi thấp và tỷ lệ carbon và nhiệt độ xúc tác đầu ra thấp, tổng nhiệt của
phản ứng là dương. Điều này được phản ánh bởi hàm lượng cao khí methane
trong sản phẩm khí. Điển hình là quy trình khí hóa đoạn nhiệt cho khí tự nhiên
thay thế (substitute natural gas- SNG), (Bảng 3, trường hợp 7) hoạt động với
khoảng nhiệt độ đoạn nhiệt từ 50-60K. Tuy nhiên để sản xuất khí tổng hợp,
hydrogen với thành phần thấp methane trong dòng ra reformer, tất cả phản ứng
trở thành thu nhiệt. Để cấp nhiệt cho phản ứng thu nhiệt, xúc tác được dẫn vào
một số ống đặt bên trong lò.
Yêu cầu nhiệt đầu vào, công suất Q là sự khác biệt enthalpy giữa khí ra và vào
và nó dễ dàng được tính toán từ bảng enthalpy như Bảng 4. Công suất bao gồm
nhiệt phản ứng cũng như nhiệt tăng lên của nhiệt độ đến mức chất reformer đầu
ra. Đối với điều kiện nhà máy điển hình sản xuất amoniac (Bảng 3, trường hợp
1), tổng lượng enthalpy thay đổi một lượng xấp xỉ 214 kJ mol-1 CH4 (nhập liệu)
với 63% và 37% dùng cho phản ứng hóa học và tăng nhiệt độ, tương ứng.


Công suất thay đổi ít với loại hydrocacbon nhập liệu ở điều kiện phản ứng
khác được cho. Nó hơi cao hơn (4-5%) của methane so với hydrocacbon lỏng.

5.2.3 Các phản ứng phụ
Các phản ứng từ (1) đến (3) đi kèm các phản ứng dạng than
2CO C+ CO2 (-ΔH298= 172.4 kJmol-1)

(5)

CH4 C+ 2H2 (-ΔH298= -74.9 kJmol-1)

(6)

CnHm  “khoáng sản, trầm tích carbonat” + xH2

(7)

Ở nhiệt độ cao( khoảng trên 920K), hydrocacbon có thể phản ứng song song
với phản ứng (1) bằng thermal cracking(“ steam cracking”) thành olefin dễ bị
than hóa thông qua phản ứng (7). Phản ứng (5) và (6) có thể đảo ngược, trong khi
(7) không thể đảo ngược với n>1. Hằng số cân bằng của phản ứng (5) và (6) được
liệt kê trong Bảng 2. Nguy cơ than hóa phải được loại bỏ trong các hoạt động
công nghiệp vì carbon có thể gây sự cố hoạt động nghiêm trọng.


6. PHƯƠNG PHÁP REFORMING HƠI NƯỚC
Nguyên liệu:
 Từ khí tự nhiên cho đến naphta nặng cần thiết cho nhà máy lọc dầu. nhiều nhà máy
lọc dầu có hệ nhiều dòng cấp linh hoạt, không chỉ trong thời gian bảo dưỡng hoặc
thay thế hoặc trộn dòng.
 Dòng nhập liệu tự động được áp dụng thành công bởi Technip trong một số nhà máy
hiện đại với hệ nhiều dòng nhập liệu linh hoạt
Mô tả:
 Dòng vào chung bao gồm tiền xử lý dòng nhập liệu, tiền tái sinh, dòng hydrocacbon
tái sinh, sự chuyển đổi chiều và quá trình làm sạch hydrogen bằng công nghệ áp suất
hút( áp suất hủy hoại- Pressure Swing Adsorption-PSA). Tuy nhiên, nó thường được
thiết kế an toàn cho những yêu cầu riêng.
 Dòng nhập liệu tiền xử lý thường liên quan đến việc loại bỏ khí S, Cl và các chất độc
chất xúc tác khác sau khi gia nhiệt từ 350-400*C.
 Khí gas nhập liệu đã qua xử lý được phối trộn quá trình hơi nước được tái sinh dưới
dạng đã được làm nóng lên sau khi cần siêu nhiệt độ.
 Mạng lưới tái sinh là phản ứng thu nhiệt mạnh mẽ, nhiệt được cung cấp bởi hệ thống
PSA đốt làm sạch khí, được hỗ trợ bằng việc cung cấp dầu trên các đầu đốt trong
ngọn lửa trên đỉnh lò đốt,
 Tính nghiêm trọng của việc tái sinh được giảm thiểu trong mỗi trường hợp riêng.
 Lãng phí nhiệt từ việc tái sinh khí được thu hồi qua dòng hơi nước mới trước khi có
sự chuyển đổi water-shift gas
 Khí CO giúp ích cho việc chuyển đổi H2. Kết quả của quy trình tách từ nhiệt thu hồi
và làm lạnh được tách và tái sử dụng trong hệ thống hơi nước sau khi xử lý cần thiết
 Toàn bộ dòng mới tái sinh nằm trong vòng lưu thông tự nhiên, được thêm vào với độ
đáng tin cậy cao hơn. Dòng khí đưa vào hệ thống PSA được chia ra thành H2 sản
phẩm với độ tinh khiết cao (<1ppm CO), gần với áp suất đầu vào


 Sự tiêu thụ điển hình năng lương riêng dựa trên dòng nhập liệu+dầu- dòng hơi nước
ra nằm khoảng từ 3Gcal/KNm3 tới 3.5GcalKNm3(330-370 Btu/scf) phụ thuộc vào
dòng nhập liệu, sức chứa nhà máy, tối ưu tiêu chuẩn và những yêu cầu cho dòng hơi
ra.

Hình 4.1 Sơ đồ quy trình reforming hơi nước


7. KẾT LUẬN
Reforming hơi nước là quy trình thiết yếu trong sản xuất khí tổng hợp và hydro từ
hydrocacbon. Các ứng dụng được trải rộng trong ngành công nghiệp hóa dầu cũng như
ngành công nghiệp năng lượng liên quan.
Hoạt động công nghiệp cho thấy sự liên quan giữa truyền nhiệt và phản ứng thu nhiệt
mạnh mẽ. Sự cân bằng giữa nhiệt đầu vào thông qua các ống reform và nhiệt tiêu thụ của
phản ứng là vấn đề trọng tâm của reforming hơi nước.

8. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hydrocacbon Processing’s Petrochemical Processes 2005, p.95
[2] Chemistry of PETROCHEMICAL PROCESSES, Second Edition, Copyright ©1994,
2000 by Gulf Publishing Company, Houston, Texas, Sami Matar, Lewis F.Hatch, p111114
[3] Life Cycle Assessment of Hydrogen Production via Natural Gas Steam Reforming,
Pamela L.Spath, Margaret K. Mann
[4] Catalytic Steam Reforming, Jens R. Rostrup-Nielsen, p.3-10



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×