علم و دانش مهندسی شیمی

روش ﻫﺎي ﺗﻬﯿﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘز برای فرایند GTL

محمدرضا فرزان
نوشته شده توسط محمدرضا فرزان

ﯾﮑﯽ از راﻫﻬﺎي اﺳﺘﻔﺎده از ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ، ﺗﺒﺪﯾﻞ آن ﺑﻪ ﻣﻮاد ارزﺷﻤﻨﺪ دﯾﮕﺮ اﺳﺖ. ﺳﻨﺘﺰ ﻓﯿﺸﺮ ﺗﺮوﭘﺶ یکی از این روش هاست. روﺷﯽ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺟﻬﺖ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺳﻮﺧﺖ ﺟﺎﻣﺪ مثل زﻏﺎل ﺳﻨﮓ و ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺑﻪ ﻣﺤﺼﻮﻻت ﺑﺎ ارزشﺗﺮ ﻧﻈﯿﺮ ﺳﻮﺧﺖﻫﺎي ﻣﺎﯾﻊ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ که اولین گام در این خصوص ایجاد گاز سنتز است. و ﺑﻪ اﯾﻦ دﻟﯿﻞ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت زﯾﺎدي ﺟﻬﺖ دﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ ﻓﻨﺎوريﻫﺎي ﺟﺪﯾﺪ در اﯾﻦ زﻣﯿﻨﻪ اﻧﺠﺎم ﺷﺪه اﺳﺖ.

گاز ﺳﻨﺘﺰ ﯾﮏ ﻧﺎم ﮐﻠﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻣﺨﻠﻮط ﻫﯿﺪروژن و ﻣﻮﻧﻮاﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ(ﮔﺎﻫﯽ ﺑﺎ ﻣﻘﺪار ﮐﻤﯽ دي اﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ) ﺑﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ اﻃﻼق ﻣﯽ ﺷﻮد. ﺗﻬﯿﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﺧﺎﻟﺺ ﺣﺪود 70% ﮐﻞ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﻫﺮ واﺣﺪ ﻓﯿﺸﺮ- ﺗﺮوﭘﺶ را ﺗﺸﮑﯿﻞ ﻣﯽدﻫﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ اﯾﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ در ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﺑﻪ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦﻫﺎ از اﻫﻤﯿﺖ وﯾﮋه اي ﺑﺮﺧﻮردار اﺳﺖ. ﺟﻬﺖ دﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ درﺻﺪ ﺑﺎﻻي ﺗﺒﺪﯾﻞ ﺧﻮراك ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ در راﮐﺘﻮر ﻓﯿﺸﺮ- ﺗﺮوﭘﺶ ﻻزم اﺳﺖ ﺗﺮﮐﯿﺐ ﮔﺎز ﺑﺎ واﮐﻨﺶﻫﺎي ﺳﻨﺘﺰ ﻓﯿﺸﺮ  ﺗﺮوﭘﺶ ﻫﻤﺎﻫﻨﮓ ﺑﺎﺷﺪ. ﻧﺴﺒﺖ ﻫﯿﺪروژن ﺑﻪ ﻣﻮﻧﻮاﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ ﺑﺴﺘﮕﯽ ﺑﻪ ﮔﺰﯾﻨﺶ ﭘﺬﯾﺮي ﮐﻞ ﻣﺤﺼﻮﻻت در ﺳﻨﺘﺰ ﻓﯿﺸﺮ  ﺗﺮوﭘﺶ دارد. واﮐﻨﺶ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ آب  ﮔﺎز (Water Gas Shift) ﻧﯿﺰ ﺑﺮ روي اﯾﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﻣﺆﺛﺮ اﺳﺖ. ﺑﺮاي ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور ﮐﺒﺎﻟﺖ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ اﯾﻦ ﮐﻪ واﮐﻨﺶ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ آب -ﮔﺎز ﯾﺎ اﻧﺠﺎم ﻧﻤﯽﺷﻮد و ﯾﺎ ﺑﺴﯿﺎر ﮐﻢ اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد، اﯾﻦ ﻧﺴﺒﺖ 2 اﺳﺖ. ﺣﺎل آن ﮐﻪ ﺑﺮاي ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور آﻫﻦ ﮐﻪ واﮐﻨﺶ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ آب-ﮔﺎز در آن اﻧﺠﺎم ﻣﯽﮔﯿﺮد، 2/15 اﺳﺖ.

ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ را در ﺻﻨﻌﺖ از ﻣﻨﺎﺑﻊ ﻣﺨﺘﻠﻔﯽ ﺗﻬﯿﻪ ﻣﯽ ﮐﻨﻨﺪ. دو ﻣﻨﺒﻊ ﻣﻬﻢ ﺗﻬﯿﻪ آن، زﻏﺎل ﺳﻨﮓ و ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﻣﻌﻤﻮﻻً از ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﺣﺎﺻﻞ از زﻏﺎل ﺳﻨﮓ ﻫﻨﮕﺎم اﺳﺘﻔﺎده از ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور آﻫﻦ و ﺑﺮاي ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور ﮐﺒﺎﻟﺖ، از ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﺣﺎﺻﻞ از ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد.

  1. ﺗﻬﯿﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ از زﻏﺎل ﺳﻨگ

ﺗﻬﯿﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ از زﻏﺎل ﺳﻨﮓ ﺑﻪ ﻋﻮاﻣﻠﯽ از ﺟﻤﻠﻪ دﻣﺎ و ﻓﺸﺎر ﺑﺴﺘﮕﯽ دارد. از اﯾﻦ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﺷﺮﮐﺖﻫﺎي ﺳﺎﺳﻮل و ﻟﻮرﮔﯽ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﻧﻤﺎﯾﻨﺪ.

  1. ﺗﻬﯿﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ از ﮔﺎز طبیعی

منبع دوم ﺗﻬﯿﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ، ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ اﺳﺖ. ﺑﺮاي اﯾﻦ ﻣﻨﻈﻮر روشﻫﺎي ﻣﺘﻌﺪدي ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ. ﻣﺘﺪاوﻟﺘﺮﯾﻦ اﯾﻦ روشﻫﺎ ﻋﺒﺎرﺗﻨﺪ از:

  • ریفورﻣﯿﻨﮓ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر آب (SMR)
  • رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل (ATR)
  • اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن ﺟﺰﺋﯽ ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ (POX)
  • رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﻣﺘﺎن ﺑﺎ دي اﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ و ﺑﺨﺎر آب (CR)

ﻧﺴﺒﺖ H2 / CO ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﺑﺮاي ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﻣﺤﺼﻮل ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ، ﯾﮏ ﻣﺘﻐﯿﺮ ﮐﻠﯿﺪي در اﻧﺘﺨﺎب ﻓﻨﺎوري و ﻃﺮاﺣﯽ واﺣﺪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

ﻧﺨﺴﺘﯿﻦ ﻣﺮﺣﻠﻪ در ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ (ﻣﺘﺎن) ﺑﻪ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦﻫﺎي ﻣﺎﯾﻊ، ﺗﺒﺪﯾﻞ آن ﺑﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ از ﻃﺮﯾﻖ ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﻣﻮﺳﻮم ﺑﻪ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ اﺳﺖ. ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ از ﻃﺮﯾﻖ واﮐﻨﺶ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﺷﺪت ﮔﺮﻣﺎﮔﯿﺮ و ﻣﺴﺘﻠﺰم ﻣﺼﺮف اﻧﺮژي زﯾﺎدي اﺳﺖ و اﻗﺘﺼﺎد اﻧﺮژي ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﮐﻠﯽ را ﺑﻪ ﺷﺪت ﺗﺤﺖ ﺗﺄﺛﯿﺮ ﻗﺮار ﻣﯽدﻫﺪ. ﺑﻪ ﻫﻤﯿﻦ دﻟﯿﻞ روشﻫﺎي دﯾﮕﺮي ﺑﺮاي ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﺘﺎن ﺑﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﭘﯿﺸﻨﻬﺎد ﺷﺪه اﺳﺖ ﮐﻪ ﺿﻤﻦ ﺑﻬﺒﻮد اﯾﻦ ﺟﻨﺒﻪ واﮐﻨﺶ، ﻧﺴﺒﺖﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒH2/COﻣﺘﻨﺎﺳﺐ ﺑﺎ ﻣﻘﺪار ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز را ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ.

  1. رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر آب

ﻣﺘﺪاوﻟﺘﺮﯾﻦ روش ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ از ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ، ﻓﺮاﯾﻨﺪ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر آب اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﻃﻮر وﺳﯿﻌﯽ در ﻣﺠﺘﻤﻊﻫﺎي ﭘﺘﺮوﺷﯿﻤﯽ و ﭘﺎﻻﯾﺸﮕﺎﻫﯽ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﯾﺎﻓﺘﻪ اﺳﺖ. در اﯾﻦ روش ﺑﺨﺎر آب ﺑﺎ ﮔﺎز ﻣﺘﺎن ﯾﺎ ﯾﮏ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦ در راﮐﺘﻮر ﻟﻮﻟﻪاي در ﺣﻀﻮر ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور در دﻣﺎي ºc 700 ﺗﺎ ºc 1100 در ﻓﺸﺎر 5 ﺗﺎ 35 ﺑﺎر وارد واﮐﻨﺶ ﻣﯽﺷﻮد. ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰورﻫﺎي واﮐﻨﺶ ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر ﻋﻤﺪﺗﺎً از ﻓﻠﺰ ﻧﯿﮑﻞ ﺑﺮ روي ﯾﮏ ﭘﺎﯾﻪ ﻣﻘﺎوم در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺣﺮارت ﻧﻈﯿﺮ آﻟﻮﻣﯿﻨﺎي ﺳﺮاﻣﯿﮑﯽ، اﺳﭙﯿﻨﻞ آﻟﻮﻣﯿﻨﺎت ﻣﻨﯿﺰﯾﻢ و ﯾﺎ ﻣﺨﻠﻮط اﯾﻦ دو ﻫﺴﺘﻨﺪ.

در اﯾﻦ ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﺑﺮاي ﺟﻠﻮﮔﯿﺮي و ﻏﻠﺒﻪ ﺑﺮ واﮐﻨﺶ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﮐﺮﺑﻦ و ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ اﻓﺰاﯾﺶ واﮐﻨﺶ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ، ﻣﻌﻤﻮﻻً ﻣﯿﺰان ﺑﺨﺎر ﻣﺼﺮﻓﯽ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﺷﺮاﯾﻂ اﺳﺘﻮﮐﯿﻮﻣﺘﺮي در ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﯿﺸﺘﺮي ﺗﺰرﯾﻖ ﻣﯽﺷﻮد از ﺗﺸﮑﯿﻞ ﮐﺮﺑﻦ ﺑﺮ روي ﺳﻄﺢ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور ﻣﻤﺎﻧﻌﺖ ﺑﻪ ﻋﻤﻞ آﯾﺪ.

در اﯾﻦ ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﯾﮏ ﻣﻮل ﻣﺘﺎن ﺑﻪ ﭼﻬﺎر ﻣﻮل ﻫﯿﺪروژن ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽ ﺷﻮد و درﺻﺪ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻫﯿﺪروژن ﺑﻪ آب 50% اﺳﺖ. ﻫﻤﭽﻨﯿﻦ ﺑﻪ ازاي ﺗﻮﻟﯿﺪ ﯾﮏ ﮐﯿﻠﻮﮔﺮم ﻫﯿﺪروژن، 7 ﮐﯿﻠﻮﮔﺮم دي اﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽ ﺷﻮد. وﻟﯽ اﺧﯿﺮاً ﻓﺮاﯾﻨﺪﻫﺎي ﺟﺪﯾﺪي ﺑﺮاي اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﯾﺎﻓﺘﻪاﻧﺪ.

  1. رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل

در اﯾﻦ ﻓﺮاﯾﻨﺪ، اﮐﺴﺎﯾﺶ ﺟﺰﺋﯽ و رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ آدﯾﺎﺑﺎﺗﯿﮏ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر آب ﺑﺎ ﻫﻢ ﺑﮑﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. ﻧﻮع و ﺷﺮاﯾﻂ ﻋﻤﻠﯿﺎﺗﯽ اﯾﻦ ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﺑﻪ اﮐﺴﺎﯾﺶ ﺟﺰﺋﯽ ﺑﺴﯿﺎر ﻧﺰدﯾﮏ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﺧﻮراك رﯾﻔﻮرﻣﺮﻫﺎي اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل، ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦﻫﺎ، اﮐﺴﯿﮋن و آب اﺳﺖ. ﺑﻪ ﺟﺎي اﮐﺴﯿﮋن ﻣﯽﺗﻮان از ﻫﻮا ﯾﺎ ﻫﻮاي ﻏﻨﯽ از اﮐﺴﯿﮋن اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد. ﺑﺨﺎر آب ﺑﻪ ﻧﺴﺒﺖ ﮐﻢ ﺑﺎ اﮐﺴﯿﮋن و ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦ ﻣﺨﻠﻮط ﻣﯽ ﺷﻮد.

رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل ﯾﮏ ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺴﺘﯽ ﺑﻮده و ﻫﯿﭻ اﻧﺮژي ﺣﺮارﺗﯽ ﺑﻪ راﮐﺘﻮر اﻓﺰوده ﻧﻤﯽ ﺷﻮد. ﺣﺮارت ﻻزم ﺟﻬﺖ اﻧﺠﺎم واﮐﻨﺶ از اﺣﺘﺮاق ﺧﻮد ﻣﺘﺎن ﺣﺎﺻﻞ ﻣﯽ ﺷﻮد.

راﮐﺘﻮر اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل ﺷﺎﻣﻞ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﺑﺎ دﯾﻮاره دﯾﺮﮔﺪاز، ﻣﺸﻌﻞ، ﻣﺤﻔﻈﻪ اﺣﺘﺮاق و ﯾﮏ ﺑﺴﺘﺮ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰوري اﺳﺖ. ﻣﻌﺎدﻻت واﮐﻨﺶ ﻫﺎي ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ، ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ از واﮐﻨﺶﻫﺎي اﺣﺘﺮاق و رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر آب اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت زﯾﺮ ﺑﯿﺎن ﻣﯽ ﺷﻮد:

ﻓﻀﺎي راﮐﺘﻮر ﺑﻪ ﺳﻪ ﺳﻤﺖ ﻣﺠﺰاي ﻣﺸﻌﻞ، ﻣﻨﻄﻘﻪ اﺣﺘﺮاق و ﺑﺴﺘﺮ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور ﺗﻘﺴﯿﻢ ﺷﺪه اﺳﺖ.

  • ﻣﺸﻌﻞ: ﺟﺰء ﮐﻠﯿﺪي ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﺑﻮده و ﺧﻮراك را در ﺷﻌﻠﻪ ﻧﻔﻮذي درﻫﻢ ﻣﺤﺘﺮق ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﻫﺴﺘﻪ ﺷﻌﻠﻪ c° 2000 دﻣﺎ دارد. ﻟﺬا اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﺑﻪ ﺑﺪﻧﻪ ﻣﺸﻌﻞ از ﻃﺮﯾﻖ ﺗﺸﻌﺸﻊ و ﭼﺮﺧﺶ ﻣﺠﺪد ﮔﺎز داغ ﺑﺎﯾﺪ ﺑﻪ ﺣﺪاﻗﻞ ﺑﺮﺳﺪ.
  • ﻣﻨﻄﻘﻪ اﺣﺘﺮاق ﯾﮏ ﺷﻌﻠﻪ ﻧﻔﻮذي درﻫﻢ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦ در آﻧﺠﺎ ﺑﻪ ﺗﺪرﯾﺞ ﺑﺎ اﮐﺴﯿﮋن ﻣﺨﻠﻮط و ﻣﺤﺘﺮق ﻣﯽﮔﺮدد. ﻋﻤﻞ اﺣﺘﺮاق درATRﯾﮏ واﮐﻨﺶ اﺳﺘﻮﮐﯿﻮﻣﺘﺮي اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﮐﻠﯽ اﮐﺴﯿﮋن ﺑﻪ ﻣﺘﺎن 0/55 ﺗﺎ 0/6 ﮐﺎر ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﺘﺎن از ﻃﺮﯾﻖ ﺗﻌﺪاد زﯾﺎدي واﮐﻨﺶ رادﯾﮑﺎﻟﯽ اﻧﺠﺎم ﻣﯽﮔﯿﺮد. ﻣﻮﻧﻮاﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ ﻣﺤﺼﻮل اوﻟﯿﻪ ﺑﻮده ﮐﻪ ﺗﻮﺳﻂ واﮐﻨﺶ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ آب – ﮔﺎز ﺑﻪ دي اﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽﺷﻮد
  • ﺑﺴﺘﺮ ﺛﺎﺑﺖ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰوري: در زﯾﺮ ﻣﺤﻔﻈﻪ اﺣﺘﺮاق ﻗﺮار دارد ﮐﻪ در آن ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦﻫﺎ از ﻃﺮﯾﻖ واﮐﻨﺶﻫﺎي ﻫﺘﺮوژن ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰوري ﺻﻮرت ﻣﯽﮔﯿﺮد. در ﺧﺮوﺟﯽ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور ﮔﺎز -ﺳﻨﺘﺰ در ﺗﻌﺎدل ﺑﺎ واﮐﻨﺶ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﻣﺘﺎن و واﮐﻨﺶ ﺟﺎﺑﺠﺎﯾﯽ آب- ﮔﺎز ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد. اﯾﻦ ﺑﺴﺘﺮ در ﻣﻌﺮض دﻣﺎي ﺑﯿﻦ 1100 ﺗﺎ 1400 درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯽ ﮔﺮاد ﻗﺮار دارد. ﻟﺬا ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور ﺑﺎﯾﺪ ﻫﻤﺮاه ﺳﯿﺴﺘﻢ ﺣﺎﻣﻞ ﺑﻮده و در ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺣﺮارت ﻣﻘﺎوم ﺑﺎﺷﺪ. ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور ﻧﯿﮑﻞ داراي ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺎﻻ و ﻓﻌﺎﻟﯿﺖ ﺑﺎﻻﯾﯽ در اﯾﻦ ﻓﺮاﯾﻨﺪ اﺳﺖ. واﮐﻨﺶﻫﺎ ﺗﻮﺳﻂ ﻧﻔﻮذ ﻓﯿﻠﻤﯽ در ﺳﻄﺢ ﺧﺎرﺟﯽ داﻧﻪﻫﺎي ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰوري ﮐﻨﺘﺮل ﻣﯽﺷﻮد
  1. اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن ﺟﺰﺋﯽ ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦ

در اﯾﻦ واﮐﻨﺶ از ﺳﻮﺧﺘﻦ ﻧﺎﻗﺺ ﻣﺘﺎن، ﻫﯿﺪروژن و ﻣﻮﻧﻮاﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ ﺣﺎﺻﻞ ﻣﯽﺷﻮد. در اﯾﻦ ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﺧﻮراك ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ ﻣﺴﺘﻘﯿﻤﺎً ﺑﺎ اﮐﺴﯿﮋن در راﮐﺘﻮر ﻣﺨﻠﻮط ﺷﺪه و اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن ﺟﺰﺋﯽ در ﻣﺸﻌﻞ اﻧﺠﺎم ﻣﯽﮔﯿﺮد.

راﮐﺘﻮر اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن ﺟﺰﺋﯽ ﺷﺒﯿﻪ راﮐﺘﻮر اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل اﺳﺖ، ﺑﺎ اﯾﻦ ﺗﻔﺎوت ﮐﻪ اﯾﻦ راﮐﺘﻮر ﻣﺤﺘﻮي ﮐﺎﺗﺎﻟﯿﺰور ﻧﻤﯽﺑﺎﺷﺪ و در ﺧﻮراك ﻧﯿﺰ ﺑﺨﺎر وﺟﻮد ﻧﺪارد. دﻣﺎي ﺧﺮوﺟﯽ اﯾﻦ راﮐﺘﻮر در ﺣﺪود c°1250 اﺳﺖ. ﮔﺎز ﺧﺮوﺟﯽ اﯾﻦ راﮐﺘﻮرﻫﺎ ﺷﺎﻣﻞ ﻣﻮﻧﻮاﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ، ﻫﯿﺪروژن و دي اﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ اﺳﺖ.در اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن ﺟﺰﺋﯽ، ﮔﺎز ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺑﺎ اﮐﺴﯿﮋن واﮐﻨﺶ داده و ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ را ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽﻧﻤﺎﯾد

اﯾﻦ واﮐﻨﺶ ﮔﺮﻣﺎزا ﺑﻮده و ﺗﺮﮐﯿﺐ ﻣﺤﺼﻮل در ﺟﻬﺖ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰي ﺑﺎ ﻧﺴﺒﺖ 2 ﺑﻬﺘﺮﯾﻦ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﺮاي ﺗﻮﻟﯿد ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦﻫﺎي اﺷﺒﺎع و ﻏﯿﺮ اﺷﺒﺎع از ﻣﺴﯿﺮ ﺳﻨﺘﺰ ﻓﯿﺸﺮ  ﺗﺮوﭘﺶ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

ﺑﺴﯿﺎري از ﺗﺤﻘﯿﻘﺎت ﺟﺪﯾﺪ در زﻣﯿﻨﻪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ ﭘﯿﺮاﻣﻮن ﮐﺎﻫﺶ ﻫﺰﯾﻨﻪ ﻋﻤﻠﯿﺎﺗﯽ، ﺻﺮﻓﻪ ﺟﻮﯾﯽ اﻧﺮژي، ﮐﺎﻫﺶ آﻟﻮدﮔﯽ ﻣﺤﯿﻂ و ﺑﻬﺒﻮد ﮐﺎراﯾﯽ ﻣﺸﻌﻞﻫﺎ ﻣﺘﻤﺮﮐﺰ ﺷﺪه اﺳﺖ. اﮐﺴﯿﺪاﺳﯿﻮن ﺟﺰﺋﯽ ﺑﻪ ﻋﻠﺖ اﯾﻦ ﮐﻪ ﺑﻪ ﺻﻮرت آدﯾﺎﺑﺎﺗﯿﮏ ﮐﺎر ﻣﯽﮐﻨﺪ و اﺗﻼف اﻧﺮژي آن ﺣﺪاﻗﻞ اﺳﺖ، روﺷﯽ ﺳﻮدﻣﻨﺪ و ﻧﻮﯾﺪ ﺑﺨﺶ ﺑﺮاي ﺗﻮﻟﯿﺪ ﮔﺎز ﺳﻨﺘﺰ از ﻣﺘﺎن و اﮐﺴﯿﮋن ﺑﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﻫﯿﺪروژن ﺑﻪ ﮐﺮﺑﻦ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮاي ﻓﺮاﯾﻨﺪ ﻓﯿﺸﺮ  ﺗﺮوﭘﺶ و ﺳﻨﺘﺰ ﻣﺘﺎﻧﻮل اﺳﺖ.

  1. رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﻣﺘﺎن ﺑﺎ دي اﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ و ﺑﺨﺎر آب

فراﯾﻨﺪ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ، راﮐﺘﻮر رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر را ﺑﺎ راﮐﺘﻮر رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل ﺗﺮﮐﯿﺐ ﻣﯽﮐﻨﺪ. ﺻﻮرت ﮐﻠﯽ اﯾﻦ روش ﺑﻪ اﯾﻦ ﺻﻮرت اﺳﺖ ﮐﻪ واﮐﻨﺶ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر و واﮐﻨﺶ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ اﺗﻮﺗﺮﻣﺎل در ﺗﺠﻬﯿﺰات ﻣﺠﺰا اﻧﺠﺎم ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ. در اﯾﻦ روش ﺑﻪ ﻋﻠﺖ آن ﮐﻪ ﮐﻤﺘﺮ از 100% ﻣﺘﺎن در واﮐﻨﺶ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر ﺗﺒﺪﯾﻞ ﻣﯽﮔﺮدد، از ﯾﮏ رﯾﻔﻮرﻣﺮ ﺛﺎﻧﻮﯾﻪ ﺑﻌﺪ از واﺣﺪ رﯾﻔﻮرﻣﯿﻨﮓ ﺑﺎ ﺑﺨﺎر ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر رﺳﯿﺪن ﺑﻪ ﺗﺒﺪﯾﻞ ﮐﺎﻣﻞ ﻣﺘﺎن و اﻣﮑﺎن ﺑﻬﺒﻮد ﻧﺴﺒﺖ ﻫﯿﺪروژن ﺑﻪ ﻣﻨﻮاﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﮔﺮدد.

[تعداد رای:0]

درباره نویسنده

محمدرضا فرزان

محمدرضا فرزان

کارشناسی مهندسی نفت-بهره برداری
کارشناسی ارشد مهندسی شیمی-ترمودینامیک

درج دیدگاه