Метанни сув буғи билан конверсияси

Метанни сув буғи билан конверсияси

• Метанни сув буғи билан конверсияси куйидаги реация бўйича олиб борилади:
• СН4 + Н2О = СО + 3Н2 – 206,4 кДж/моль (4)
• Реакция хажм кенгайиши ва иссиқлик ютилиши билан олиб борилади. Реакциянинг мувозанатига босим, харорат ва хом ашёнинг концентрацияси таьсир этади.
• Ле Шателье принципига биноан босимни оширса реакция чап томонга силжийди. Бу эса қолдиқ метанни миқдорини ошишига олиб келади.Метанни конверсиялаш даражасини ошириш учун хароратни кўтариш лозим ёки стехиометрик хисобига нисбатан газ аралашмада сув буғининг миқдорини ошириш лозим.

• Метанни конверсиялаш жараёнининг биринчи босқичи сув буғи билан қувирли ўчоқда олиб борилади. Ўчоқнинг қувирлари ёқилғи ёқилиб иситилади. Метан конверсиясининг иккинчи босқичи шахтали конверторда автотермик усулда олиб борилади.
• Метан конверсиясининг биринчи босқичида конверсиялаш даражаси 90% ни ташкил этади. Таркибида 10% метан қолдиғи бўлган газ аралашма иккинчи босқич конверсияга узатилади.
• Биринчи босқич конверсияси 1000К хароратда олиб борилади. Иккинчи босқич 1100К хароратда олиб борилади.

• Биринчи босқичда сув буғининг метанга нисбати 3,5 -4,0 : 1. Иккинчи босқичда хаво таркибидаги азот ва метанни конверсиялаш натижасида хосил бўлган водородни нисбати N2:H2=1:3 бўлгунича хаво берилади.
• Метанни икки босқичли сув буғи ва буғ аралашмаси билан конверсиялаш схемаси куйидаги расмда келтирилган.

3 МПа босим остида метанни сув буғи ва хаво билан конверсиялаш схемаси

• узатилади. Бу ерда технологик газ табиий газ билан иситилади 4000С гача. Бу жихозимиз алюмокобальтмолибден катализатори билан тўлдирилган. Бу ерда 4000С хароратда табиий газ таркибидаги олтингугуртли бирикмалар азот вдород аралашма таркибидаги водород билан реакцияга киришиб водород сульфидини хосил этадилар куйидаги реакция бўйича:
• RS + H2 = H2S + RH
• 3 ва 4 жихозларда хосил бўлган водород сульфиди рух оксиди билан реакцияга киришиб рух сульфидини хосил этадилар куйидаги реакция бўича:
• ZnO + H2S= ZnS + H2O

• Хосил бўлган рух сульфиди адсорберда қолади, олтингугуртдан 1мг/м гача тозаланган газ метанни конверсиясиялаш учун қувирли ўчоқга юборилади. Газ босими 4 МПа, харорат 4000С, буғ : газ = 4:1.
• Қувирли ўчоқда 5 никель катализатори иштироқида 700 0С гача иситилади ёқилғи билан. Қувирлар орасида горелкалар ўрнатилган газни ёқиш учун. Натижада қувирлар ичидаги газ аралашма 700 0С гача исийди. Катализатор юзасида метанни сув буғи билан конверсиялаш жараёни кечади. Таркибида 8 -10% қолдиқ метан бўлган конвертрланган газ 800 0С хароратда шахтали конвертрга 6 узатилади.

• Бу ерда 8000С хароратда қолдиқ метан хаво таркибидаги кислород билан реакцияга киришиб водород ва СО хосил этади. 3,5 МПа босим остида хаво 20 компрессор орқали берилади. Тахминан 1 хажм газга 1,4 хажм хаво берилади.
• Шахтали конвертордан ~ 2,9Мпа босим остида 9600С хароратда конвертрланган газ 7 котёл утилизаторга юборилади. Бу ерда кон. Газ 360-4000С хароратгача совийди ва 10-14МПа босимли буғ хосил этади .
• Конвертрланган газ биринчи босқич СО конверторига 9 узатилади. Бу ерда темирхром катализатори иштирокида кон газ таркибидаги СО нинг 90% оксидланади куйидаги рекция бўйича СО + Н2О = Н2 + CО2. Газ харорати 440-460 С гача кўтарилади.

• 200-230 С совутилган кон. газ иккинчи босқич СО конверторига 11 узатилади. Бу ерда пас хароратли мисли катализатор иштирокида СО тўлиқ оксидланади. Қолдиқ СО 0,3-0,5 ташкил этади. Конвертрланган газ совутилади ва СО ва СО2 дан тозалашга юборилади. Метан конверсиясининг умумий реакцияси куйидагича: СН4 + 2Н2О = СО2 + 4Н2 – 165,4 кДж
• Амалда метанни конверсияси натижасида таркибида қолдиқ метан, қолдиқ СО, қолдиқ сув буғи, СО2 ва Н2 бўлган газ аралашма хосил бўлади