Химические технологии и продукты 14 НефтеГазо

Паровой риформинг (SMR)
Рис. 2
Топливный
газ
Воздух
Предриформинг
Пар
Пар
Сырьевой
газ
Топочные
газы
Синтез
-газ, обогащенный водородом, 400 °С
Упрощенная технологическая схема получения синтез-газа с независимым реактором Haldor-Topsoe
Рис. 3
Кислород
СО
2
-содержащий
циркуляционный пар
Водород
Природный газ
Огневой
подогреватель
Компрессор
циркуляционного
газа
Реактор
гидрирования
Перегретый пар
Топливо
Реактор
предриформинга
Реактор
серопоглощения
Котел
-утилизотор/
паровой барабан
Реактор
АТР
Перегретый пар
Пар ВД
Синтез
-газ
Окончательное
охлаждение 
и разделение
Технологический
конденсат
Питательная
Котел-утилизатор/
паровой барабан

---

ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ
НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: 
WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU
НефтеГазоХимия 17 
1 
x 2018
минга протекают экзотермические процессы окисления, ко-
торые можно описать формулой
СH
4
+ 1/2O
2
o CO + 2H
2
O, 
'H
o
298
= – 519,3 кДж/моль. (V)
Температура пламени достигает 2500 
qС, а температура 
газовой смеси составляет около 1500 
qС. Поскольку реак-
тор не предполагает теплообмена с внешней средой, стен-
ки реактора покрывают огнеупорной футеровкой, повыша-
ющей срок службы реактора до нескольких десятков лет. 
Нижняя зона реактора представляет собой неподвижный 
слой никельсодержащего катализатора, в котором проте-
кают эндотермический процесс паровой конверсии метана 
(I) и слабоэкзотермический процесс паровой конверсии
СО (IV). Протекание последнего ограничено термодинами-
чески, и чем выше температура на выходе из реактора, тем
меньше содержание СО
2
в получаемом синтез-газе. В ре-
зультате эндотермического превращения метана темпера-
тура на выходе из реактора автотермического риформинга 
понижается до 970–1050 
qС (в зависимости от выбранного 
соотношения – пар:газ и пар:кислород).
Важным преимуществом процесса автотермического ри-
форминга перед SMR является возможность поддерживать 
низкое соотношение пар:газ (вплоть до 0,6). Это понижа-
ет содержание углекислого газа в синтез-газе и позволя-
ет получать синтез-газ требуемого для синтеза состава 
(Н
2
:СО = 2–2,2) с высоким выходом. Кроме того, процесс 
ATR дает возможность управлять составом синтез-газа и 
производить синтез-газ требуемого состава в диапазоне 
Н
2
:СО от 2 до 2,5. Низкое содержание пара и углекислого 
газа в синтез-газе на выходе из ATR уменьшает стоимость 
последующих стадий охлаждения, отделения и комприми-
рования синтез-газа [6].
В 2016 году проектная компания ООО «Сингазтех» 
совместно с Институтом химии твердого тела УрО РАН 
предложила новый способ производства синтез-газа – 
замену традиционного парового риформинга метана на 
парциальное окисление в реакторе мембранного типа, 
где стадия выделения кислорода из воздуха совмещена 
с каталитическим процессом окислительного расщепле-
ния метана. Компаниями был сконструирован и испытан 
опытный генератор мощностью 0,5 м
3
/ч по синтез-газу 
(7000 ч работы), который показал возможность достиже-
ния высоких параметров конверсии метана в синтез-газ, 
включая степень конверсии 95%, селективность 95%, со-
отношение Н
2
/СО около 2,0 (без пара) и в среднем 2,5 (с 
паром).
Сравнение основных методов получения синтез-газа по-
казано в табл. 2.
Предварительные оценки, выполненные исследования и 
работы показывают, что стоимость получения синтез-газа 
в реакторах мембранного типа может существенно сокра-
титься в сравнении с паровым риформингом.
Преимущества данной технологии [7]:
– отсутствие существенных энергозатрат метода паро-
вого риформинга может уменьшить на 30% себестоимость 
конечной продукции;
– получаемый синтез-газ является безбалластным – не
требует очистки от азота;
– соотношение продуктов реакции идеально подходит
для переработки в метанол;
– способ может быть реализован в малом и среднем
масштабе.
Интенсивные исследования по созданию таких мем-
бран были проведены в США в конце прошлого века ве-
Таблица 2