الصين مصنع مفاعل تحويل الغاز الصناعي

ما الذي يقدمه مفاعل تحويل الغاز الصناعي من شركة Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd لمحطات الغاز؟تقوم شركة Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) ببناء مفاعلات تحويل الغاز الصناعية التي تحول الغاز الطبيعي وغيره من المواد الخام إلى هيدروجين وأمونيا وميثانول، بما في ذلك أجهزة إصلاح غاز الميثان البخارية، ومحولات تحويل الماء والغاز، ومفاعلات الميثان، ومفاعلات تخليق الأمونيا والميثانول. تمتد المهام من 200 إلى 900 درجة مئوية والضغوط من الغلاف الجوي القريب إلى 25 ميجا باسكال، وهي مصنوعة من الفولاذ الكربوني أو السبائك المبطنة بالحرارة، مع تصميم يتمحور حول مقاومة الزحف، والحماية من هجوم الهيدروجين، وعمر المحفز في ظل خدمة مستمرة في درجات حرارة عالية.

1. طرق تحويل الغاز الصناعي

أربعة مسارات تبني اقتصاد الغاز، ولكل منها مفاعل متميز:

• إصلاح غاز الميثان بالبخار:يتفاعل الغاز الطبيعي مع البخار فوق محفز النيكل في الأنابيب عند درجة حرارة 800 إلى 900 درجة مئوية، وينتج الهيدروجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون. المصلح عبارة عن فرن مشتعل بأنابيب مملوءة بالمحفزات والتي يجب أن تقاوم الزحف والكربنة عند الطرف الساخن، مع تحديد مادة الأنبوب وسمك الجدار بواسطة قوة درجة الحرارة العالية لمدة 20 عامًا. إنه أكبر مستهلك منفرد للواجب والمفاعل الأكثر أهمية للمواد في مصنع الهيدروجين.
• تحول الماء والغاز والميثان:يحول هذا التحول أول أكسيد الكربون مع البخار إلى هيدروجين عند درجة حرارة 200 إلى 450 درجة مئوية باستخدام محفز الحديد أو الكوبالت والموليبدينوم، في حين يزيل الميثان آثار أكاسيد الكربون عن طريق تفاعلها مع الميثان عند درجة حرارة 250 إلى 400 درجة مئوية قبل الأمونيا أو قطارات الميثان. وهي عبارة عن محولات ذات قاعدة ثابتة مصنوعة من سبائك منخفضة أو مقاومة للصدأ، مع تركيز التصميم على التوزيع المتساوي ودرجة حرارة المدخل الصحيحة، لأن التجاوز يشكل منتجات جانبية غير مرغوب فيها ويقلل من عمر المحفز.
• تخليق الأمونيا:يتحد النيتروجين والهيدروجين فوق محفز الحديد أو الروثينيوم عند درجة حرارة 400 إلى 500 درجة مئوية و15 إلى 25 ميجاباسكال، وهو تفاعل محدود التوازن طارد للحرارة بشدة يتم تشغيله في محولات التدفق الشعاعي مع التبريد بين الطبقات. تم بناء المفاعل لمقاومة الهيدروجين عند الضغط العالي ودرجة الحرارة، مع تصميم الغلاف ليدوم 20 عامًا من الزحف والأجزاء الداخلية لأدنى انخفاض عملي في الضغط، لأن التحويل لكل تمريرة يتبع الضغط وترتيب التبريد.
• تخليق الميثانول:يتحد أول أكسيد الكربون والهيدروجين فوق محفز النحاس والزنك عند درجة حرارة 220 إلى 300 درجة مئوية و5 إلى 10 ميجا باسكال، وهو تفاعل طارد للحرارة متوسط ​​الضغط في محول ثابت أو محول شعاعي محوري. تم بناء الوعاء من الفولاذ منخفض السبائك مع حماية من هجوم الهيدروجين، ويتحكم التصميم في ارتفاع درجة الحرارة عبر السرير من خلال التبريد الداخلي، لأن المحفز النحاسي يمكن إبطال مفعوله بسهولة عن طريق الحرارة الزائدة. التحويل لكل تمريرة هو 10 إلى 20 بالمائة، مع إعادة تدوير الغاز غير المتفاعل.

2. هندسة مفاعلات تحويل الغاز

يتم تحويل الغاز ساخنًا وفي الهيدروجين. تنطبق أربعة ردود:

• زحف وقوة درجة الحرارة العالية:عند درجة حرارة تتراوح من 400 إلى 900 درجة مئوية، تزحف المواد، لذا فإن سمك الجدار واختيار السبائك يتبع الضغط المسموح به عند درجة الحرارة على مدار عمر التصميم البالغ 20 عامًا، وليس بيانات الشد المحيطة. تستخدم أنابيب الإصلاح سبائك HK أو HP المصبوبة بالطرد المركزي، وتستخدم أغلفة المحولات سبائك منخفضة أو مقاومة للصدأ مؤهلة للمنطقة الساخنة. تم تصميم كل مفصل ودعم ذو درجة حرارة عالية للنمو والاسترخاء، لأن فشل الزحف بطيء ولكنه لا مفر منه إذا كان الأساس خاطئًا.
• الحماية من هجوم الهيدروجين:فوق حوالي 200 درجة مئوية وبضعة ميجا باسكال، يهاجم الهيدروجين الفولاذ الكربوني، وبالتالي فإن الأسطح المبللة في خدمة الهيدروجين تستخدم مولي الكروم أو الفولاذ المقاوم للصدأ، أو تراكب تم التحقق منه، يتم اختياره من منحنى نيلسون لدرجة الحرارة الفعلية والضغط الجزئي للهيدروجين حتى 20 ميجا باسكال. سوف تنفجر السفينة المحددة أسفل المنحنى وتتشقق أثناء الخدمة، لذلك تم تصميم مقاومة هجوم الهيدروجين في اختيار المواد، ولم يتم فحصها بعد ذلك.
• البطانة المقاومة للحرارة والقشرة الساخنة:يتم تشغيل المصلحين وبعض المحولات بقشرة محمية ببطانة مقاومة للحرارة ويتم الاحتفاظ بها تحت نطاق الزحف، مع تحديد سماكة البطانة وتصميم المرساة حسب الواجب. يجب أن تتحمل البطانة عمليات التسخين المتكررة والأحمال المتصلة بالأنبوب، وفشلها يعرض الغلاف إلى درجة حرارة الغاز الكاملة. تمتص وصلات التمدد النمو بين الأجزاء الساخنة والباردة، وقد تم تصميم الوصول إلى فحص البطانة منذ البداية.
• حياة المحفز وتوزيعه:تدوم محفزات تحويل الغاز من 2 إلى 5 سنوات ويتم إلغاء تنشيطها عن طريق فحم الكوك والسموم والتلبيد، لذلك يقوم المفاعل بتوزيع التغذية بالتساوي لتجنب النقاط الساخنة ودعم الطبقة دون هجرة الدقائق. تعمل هندسة التدفق الشعاعي على تقليل انخفاض الضغط وإطالة طول التشغيل، ويتم تحديد جهاز الإدخال بنفس العناية التي يتم بها تحديد الغلاف. تم تصميم المفاعل وتغيير المحفز كحملة واحدة، لأن وقت التشغيل يتبع كليهما.

مصفوفة مقارنة مفاعل تحويل الغاز الصناعي

الأسئلة المتداولة (الأسئلة الشائعة)

س: ما الفرق بين مفاعلات تصنيع الأمونيا والميثانول؟

ج: كلاهما يجمع الهيدروجين مع مصدر كربون أو نيتروجين عبر محفز، لكن الأمونيا تعمل عند درجة حرارة 400 إلى 500 درجة مئوية و15 إلى 25 ميجاباسكال مع محفز من الحديد أو الروثينيوم وهي طاردة للحرارة بقوة، وذلك باستخدام محولات التدفق الشعاعي مع التبريد بين الطبقات للحفاظ على التوازن. يعمل الميثانول بشكل أكثر برودة، من 220 إلى 300 درجة مئوية، عند 5 إلى 10 ميجا باسكال عبر محفز النحاس والزنك الذي يمكن إبطال مفعوله بسهولة عن طريق التسخين الزائد، وبالتالي يتم التحكم بإحكام في ارتفاع درجة حرارة القاعدة من خلال التبريد البيني. تحتاج الأمونيا إلى ضغط أعلى لتحقيق توازنها؛ يحتاج الميثانول إلى تحكم دقيق في درجة الحرارة المنخفضة لحماية المحفز. تختلف المواد واستراتيجية التبريد وفقًا لذلك.

س: لماذا يحتاج إصلاح غاز الميثان بالبخار إلى أنابيب خاصة؟

ج: تصل درجة حرارة أنابيب الإصلاح إلى 800 إلى 900 درجة مئوية مع ضغط داخلي وجو تفاعلي ومكربن، لذا يجب أن تقاوم الزحف والكربنة والتدوير الحراري لمدة 20 عامًا. إنها مصنوعة من سبائك عالية النيكل مصبوبة بالطرد المركزي مثل درجة HK أو HP، مع تحديد سمك الجدار من خلال الضغط المسموح به عند درجة الحرارة، وليس عن طريق الضغط وحده. إن مادة غلاف وعاء الضغط القياسية سوف تزحف وتفشل في غضون أشهر، وهذا هو السبب في أن المصلح عبارة عن فرن من أنابيب خاصة وليس وعاءًا تقليديًا.

س: كيف يتم منع هجوم الهيدروجين في مفاعلات تحويل الغاز؟

ج: ينتشر الهيدروجين عند درجة حرارة 200 درجة مئوية وما فوق بضعة ميجا باسكال إلى الفولاذ الكربوني ويشكل غاز الميثان داخل المعدن، مما يسبب ظهور بثور وشقوق. تأتي المقاومة من بنية الكروم المولي أو الفولاذ المقاوم للصدأ، وعند الحاجة، طبقة تم التحقق منها، مع اختيار كل من السبيكة الأساسية والطبقة الخارجية من منحنى نيلسون لدرجة حرارة التشغيل وضغط الهيدروجين الجزئي حتى 20 ميجا باسكال. ستفشل السفينة المحددة أسفل هذا المنحنى في الخدمة بغض النظر عن معدل الضغط الخاص بها، لذا فإن مقاومة هجوم الهيدروجين هي أحد مدخلات التصميم، والتي تؤكدها شهادة المواد وفحص التراكب.

س: ما الذي يجب على المشتري التحقق منه عند شراء مفاعل تحويل الغاز؟

ج: أربعة شيكات. أساس درجة الحرارة: يتطلب الإجهاد المسموح به في درجة الحرارة المرتفعة على مدى 20 عامًا من العمر، وليس البيانات المحيطة، لكل مكون ساخن بما في ذلك أنابيب الإصلاح. خدمة الهيدروجين: التأكد من وجود المادة داخل منحنى نيلسون لدرجة الحرارة الفعلية والضغط الجزئي للهيدروجين، مع فحص التراكب في مكان استخدامه. المقاومة للحرارة: بالنسبة للمفاعلات المبطنة، تتطلب سماكة البطانة وتصميم المرساة ومؤهلات ملف التسخين. الوثائق: يجب أن يتضمن الملف الذي تم تسليمه شهادات المواد، ومؤهلات إجراءات اللحام، والاختبار الهيدروستاتيكي عند 1.3 مرة من ضغط التصميم، وتجربة الاقتراب من الموت لجميع الطبقات، ورسم تحميل وتوزيع المحفز مع ملف تعريف درجة الحرارة المذكور.