Основное различие между паровым риформингом и автотермическим риформингом заключается в том, что при паровом риформинге используется реакция углеводородов с водой, тогда как при автотермическом риформинге используется реакция метана с кислородом и углекислым газом или с паром для образования синтез-газа.
Реформеры - это устройства, используемые в химическом синтезе чистого газообразного водорода из метана в присутствии катализатора. В этом устройстве используются две основные реакции: паровой риформинг, автотермический риформинг или парциальное окисление. В промышленности существует множество различных установок риформинга, наиболее распространенными из которых являются автотермическая установка риформинга и установка парового риформинга метана.
Что такое Steam Reforming?
Паровой риформинг – это технология производства синтез-газа путем реакции углеводородов с водой. В этом методе наиболее распространенным сырьем является природный газ. Целью этой реакции риформинга является получение чистого газообразного водорода. Сингаз представляет собой смесь газообразного водорода и углекислого газа. Реакция, происходящая в этом риформере, выглядит следующим образом:
CH4 + H2O ⇌ CO + 3H2
Вышеупомянутая реакция сильно эндотермична; он потребляет энергию из окружающей среды. Газообразный водород, полученный в этой установке для риформинга, называется «серым водородом», когда весь углекислый газ выбрасывается в атмосферу. Продукт называется «голубой водород», когда большая часть углекислого газа улавливается и хранится геологически.
Рисунок 01: Производство водорода методом парового риформинга
Большая часть водородного газа в мире производится путем паровой конверсии природного газа. Газообразный водород, полученный таким образом, используется в промышленном синтезе аммиака и других химических веществ. Эта реакция происходит в сосуде риформинга, в котором находится смесь пара высокого давления. Здесь метан контактирует с паром в присутствии никелевого катализатора. При выборе правильного катализатора важно использовать катализатор с высоким отношением площади поверхности к объему из-за ограничений диффузии, возникающих при высоких рабочих температурах. Наиболее распространенные формы катализатора, которые мы можем использовать, включают колеса со спицами, зубчатые колеса и кольца с отверстиями. Кроме того, эти формы имеют низкий перепад давления, что важно для данного применения.
Что такое автотермический риформинг?
Автотермический риформинг – это метод, при котором кислород и двуокись углерода или водяной пар реагируют с метаном с образованием синтез-газа. Эта реакция происходит в одной камере, где метан частично окисляется. Реакция в этом устройстве экзотермическая, потому что здесь происходит окисление. Мы можем обозначить термин автотермический риформинг как ATR. Как правило, когда реакционная смесь содержит диоксид углерода, мы можем указать соотношение продукта газообразный водород: моноксид углерода как 1: 1. Но если мы используем пар вместо диоксида углерода, тогда смесь продукта будет иметь соотношение газообразный водород: окись углерода как 2,5: 1. Реакции, протекающие в риформере, следующие:
Использование углекислого газа:
2CH4 + O2 + CO2 ⟶ 3H2 + 3CO + H2O
Используя Steam;
4CH4 + O2 + 2H2O ⟶ 10H2 + 4CO
В чем разница между паровым риформингом и автотермическим риформингом?
В отраслях промышленности, где автотермический риформинг и паровой риформинг метана являются наиболее распространенными, существует множество различных установок риформинга. Основное различие между паровым риформингом и автотермическим риформингом заключается в том, что паровой риформинг использует реакцию углеводородов с водой, тогда как автотермический риформинг использует кислород и диоксид углерода или пар в реакции с метаном для образования синтез-газа. Кроме того, паровой риформинг является эндотермической реакцией, а автотермический риформинг - экзотермической реакцией.
Ниже в инфографике представлены различия между паровым риформингом и автотермическим риформингом в табличной форме.
Резюме – Паровой риформинг против автотермического риформинга
Реформеры - это устройства, используемые в химическом синтезе чистого газообразного водорода из метана в присутствии катализатора. Существует два типа устройств: паровой риформинг и автотермический риформер. Основное различие между паровым риформингом и автотермическим риформингом заключается в том, что паровой риформинг использует реакцию углеводородов с водой, тогда как автотермический риформинг использует кислород и диоксид углерода или пар в реакции с метаном для образования синтез-газа.
