ผู้ผลิตเครื่องปฏิกรณ์แปลงก๊าซอุตสาหกรรมของจีน

เครื่องปฏิกรณ์แปลงก๊าซอุตสาหกรรมจาก Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd ให้อะไรแก่โรงงานก๊าซShijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd (Center Enamel) สร้างเครื่องปฏิกรณ์แปลงก๊าซอุตสาหกรรมที่เปลี่ยนก๊าซธรรมชาติและฟีดอื่น ๆ ให้เป็นไฮโดรเจน แอมโมเนีย และเมทานอล รวมถึงเครื่องปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำ เครื่องแปลงก๊าซและก๊าซน้ำ เครื่องปฏิกรณ์เมทานอล และเครื่องปฏิกรณ์สังเคราะห์แอมโมเนียและเมทานอล หน้าที่ครอบคลุมช่วงอุณหภูมิ 200 ถึง 900°C และแรงกดดันจากบรรยากาศใกล้ถึง 25 MPa สร้างขึ้นจากเหล็กกล้าคาร์บอนหรือโลหะผสมที่บุด้วยวัสดุทนไฟ โดยมีการออกแบบที่เน้นไปที่ความต้านทานการคืบ การป้องกันการโจมตีด้วยไฮโดรเจน และอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้การใช้งานที่อุณหภูมิสูงอย่างต่อเนื่อง

1. เส้นทางการแปลงก๊าซอุตสาหกรรม

สี่เส้นทางสร้างการประหยัดก๊าซ โดยแต่ละเส้นทางมีเครื่องปฏิกรณ์ที่แตกต่างกัน:

• การปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำ:ก๊าซธรรมชาติทำปฏิกิริยากับไอน้ำบนตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลในท่อที่อุณหภูมิ 800 ถึง 900°C ทำให้เกิดไฮโดรเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ และคาร์บอนไดออกไซด์ รีฟอร์มเมอร์เป็นเตาเผาที่มีท่อเติมตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งจะต้องต้านทานการคืบและคาร์บูไรเซชันที่ปลายร้อน ด้วยวัสดุท่อและความหนาของผนังที่กำหนดโดยความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง 20 ปี เป็นผู้บริโภครายเดียวรายใหญ่ที่สุดและเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่มีความสำคัญต่อวัสดุมากที่สุดในโรงงานไฮโดรเจน
• การเปลี่ยนแปลงของน้ำ-ก๊าซและมีเทน:การเปลี่ยนแปลงนี้จะแปลงคาร์บอนมอนอกไซด์ด้วยไอน้ำเป็นไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ 200 ถึง 450°C เหนือธาตุเหล็กหรือตัวเร่งปฏิกิริยาโคบอลต์-โมลิบดีนัม ในขณะที่มีเทนจะกำจัดคาร์บอนออกไซด์ปริมาณเล็กน้อยโดยทำปฏิกิริยากับมีเทนที่อุณหภูมิ 250 ถึง 400°C ก่อนแอมโมเนียหรือขบวนมีเทน คอนเวอร์เตอร์เหล่านี้เป็นตัวแปลงเบดแบบตายตัวที่สร้างจากโลหะผสมต่ำหรือสเตนเลส โดยมีการออกแบบที่เน้นไปที่การกระจายที่สม่ำเสมอและอุณหภูมิทางเข้าที่เหมาะสม เนื่องจากการโอเวอร์โหลดทำให้เกิดผลิตภัณฑ์ข้างเคียงที่ไม่ต้องการและทำให้อายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาสั้นลง
• การสังเคราะห์แอมโมเนีย:ไนโตรเจนและไฮโดรเจนรวมกันเหนือตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กหรือรูทีเนียมที่อุณหภูมิ 400 ถึง 500°C และ 15 ถึง 25 MPa ซึ่งเป็นปฏิกิริยาจำกัดสมดุลคายความร้อนอย่างรุนแรงที่ทำงานในคอนเวอร์เตอร์ไหลในแนวรัศมีพร้อมระบบทำความเย็นระหว่างเบด เครื่องปฏิกรณ์ถูกสร้างขึ้นเพื่อต้านทานไฮโดรเจนที่ความดันและอุณหภูมิสูง โดยมีเปลือกที่ออกแบบมาสำหรับอายุการใช้งานของครีป 20 ปี และภายในเพื่อให้แรงดันตกในทางปฏิบัติต่ำที่สุด เนื่องจากการแปลงต่อการผ่านจะเป็นไปตามความดันและการจัดการการทำความเย็น
• การสังเคราะห์เมทานอล:คาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจนรวมกันบนตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง-สังกะสีที่อุณหภูมิ 220 ถึง 300°C และ 5 ถึง 10 MPa ซึ่งเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนความดันปานกลางในตัวแปลงเบดคงที่หรือตัวแปลงแนวรัศมีตามแนวแกน ตัวถังถูกสร้างขึ้นจากเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีการป้องกันการโจมตีด้วยไฮโดรเจน และการออกแบบจะควบคุมอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทั่วทั้งเบดด้วยการระบายความร้อนระหว่างกัน เนื่องจากตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงจะถูกปิดใช้งานได้ง่ายเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป การแปลงต่อรอบคือ 10 ถึง 20 เปอร์เซ็นต์ โดยนำก๊าซที่ไม่ทำปฏิกิริยากลับมาใช้ใหม่

2. วิศวกรรมเครื่องปฏิกรณ์แปลงก๊าซ

การแปลงก๊าซทำงานร้อนและเป็นไฮโดรเจน มีคำตอบสี่ข้อ:

• คืบคลานและความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง:ที่อุณหภูมิ 400 ถึง 900°C วัสดุจะคืบคลาน ดังนั้นความหนาของผนังและตัวเลือกโลหะผสมจึงเป็นไปตามความเค้นที่อนุญาตที่อุณหภูมิตลอดอายุการใช้งานการออกแบบ 20 ปี ไม่ใช่ข้อมูลแรงดึงโดยรอบ ท่อรีฟอร์เมอร์ใช้โลหะผสม HK หรือ HP หล่อแบบแรงเหวี่ยง และเปลือกคอนเวอร์เตอร์ใช้โลหะผสมต่ำหรือสเตนเลสที่ผ่านการรับรองสำหรับโซนร้อน ข้อต่อและการรองรับที่มีอุณหภูมิสูงทุกข้อได้รับการออกแบบมาเพื่อการเติบโตและการผ่อนคลาย เนื่องจากความล้มเหลวของการคืบคลานเกิดขึ้นช้าแต่หลีกเลี่ยงไม่ได้หากพื้นฐานไม่ถูกต้อง
• การป้องกันการโจมตีด้วยไฮโดรเจน:ไฮโดรเจนจะโจมตีเหล็กคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงกว่า 200°C และ MPa เล็กน้อย ดังนั้นพื้นผิวที่เปียกในการให้บริการไฮโดรเจนจึงใช้โครเมียม-โมลีหรือสเตนเลส หรือโอเวอร์เลย์ที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว ซึ่งเลือกจากเส้นโค้งเนลสันสำหรับอุณหภูมิจริงและความดันย่อยของไฮโดรเจนสูงถึง 20 MPa เรือที่ระบุด้านล่างเส้นโค้งจะพองและเกิดรอยแยกในการให้บริการ ดังนั้นการต้านทานการโจมตีของไฮโดรเจนจึงได้รับการออกแบบในการเลือกใช้วัสดุ ไม่ใช่การตรวจสอบในภายหลัง
• ซับทนไฟและเปลือกร้อน:นักรีฟอร์มเมอร์และคอนเวอร์เตอร์บางตัวทำงานโดยที่เปลือกได้รับการปกป้องโดยซับในวัสดุทนไฟและเก็บไว้ต่ำกว่าช่วงการคืบ โดยมีความหนาของซับและการออกแบบพุกที่กำหนดตามหน้าที่ ซับในจะต้องทนต่อความร้อนซ้ำแล้วซ้ำเล่าและโหลดที่ต่อกับท่อ และความล้มเหลวจะทำให้เปลือกมีอุณหภูมิแก๊สเต็ม ข้อต่อขยายจะดูดซับการเติบโตระหว่างชิ้นส่วนที่ร้อนและเย็น และการเข้าถึงการตรวจสอบสำหรับซับได้รับการออกแบบตั้งแต่เริ่มต้น
• ชีวิตและการกระจายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา:ตัวเร่งปฏิกิริยาการแปลงก๊าซจะมีอายุการใช้งาน 2 ถึง 5 ปีและปิดใช้งานโดยโค้ก พิษ และการเผา ดังนั้นเครื่องปฏิกรณ์จะกระจายฟีดอย่างสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงจุดร้อน และรองรับเบดโดยไม่มีการเคลื่อนย้ายของค่าปรับ รูปทรงการไหลในแนวรัศมีช่วยลดแรงดันตกคร่อมและเพิ่มความยาวการทำงาน และอุปกรณ์ทางเข้าจะถูกระบุด้วยความระมัดระวังเช่นเดียวกับเปลือก เครื่องปฏิกรณ์และการเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาได้รับการออกแบบให้เป็นหนึ่งแคมเปญ เนื่องจากเวลาออนสตรีมตามมาจากทั้งสองอย่าง

เมทริกซ์การเปรียบเทียบเครื่องปฏิกรณ์แปลงก๊าซอุตสาหกรรม

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

ถาม: เครื่องปฏิกรณ์สังเคราะห์แอมโมเนียและเมทานอลแตกต่างกันอย่างไร

ตอบ: ทั้งสองอย่างรวมไฮโดรเจนเข้ากับแหล่งคาร์บอนหรือไนโตรเจนบนตัวเร่งปฏิกิริยา แต่แอมโมเนียจะทำงานที่ 400 ถึง 500°C และ 15 ถึง 25 MPa พร้อมด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กหรือรูทีเนียม และคายความร้อนอย่างรุนแรง โดยใช้คอนเวอร์เตอร์ไหลในแนวรัศมีที่มีการระบายความร้อนระหว่างเบดเพื่อรักษาสมดุล เมทานอลจะเย็นลงที่ 220 ถึง 300°C ที่ 5 ถึง 10 MPa เหนือตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดง-สังกะสีที่ปิดการทำงานได้ง่ายเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป ดังนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของเตียงจึงถูกควบคุมอย่างแน่นหนาด้วยการทำความเย็นแบบอินเตอร์คูล แอมโมเนียต้องการแรงดันที่สูงกว่าเพื่อความสมดุล เมทานอลจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิต่ำอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันตัวเร่งปฏิกิริยา วัสดุและแนวทางการทำความเย็นจะแตกต่างกันออกไป

ถาม: เหตุใดการปฏิรูปมีเทนด้วยไอน้ำจึงต้องใช้ท่อพิเศษ

ตอบ: ท่อรีฟอร์มเมอร์จะอยู่ที่อุณหภูมิ 800 ถึง 900°C โดยมีแรงดันภายในและมีบรรยากาศที่เกิดปฏิกิริยาและมีคาร์บูไรซิ่ง ดังนั้นท่อเหล่านี้จึงต้องต้านทานการคืบ คาร์บูไรเซชัน และการหมุนเวียนด้วยความร้อนตลอดอายุการใช้งาน 20 ปี ทำจากโลหะผสมนิกเกิลสูงหล่อแบบแรงเหวี่ยง เช่น เกรด HK หรือ HP โดยมีความหนาของผนังที่กำหนดโดยความเค้นที่อนุญาตที่อุณหภูมิ ไม่ใช่โดยแรงดันเพียงอย่างเดียว วัสดุเปลือกภาชนะรับความดันมาตรฐานจะคืบคลานและพังภายในเวลาหลายเดือน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมตัวรีฟอร์มเมอร์จึงเป็นเตาเผาที่ใช้หลอดพิเศษแทนที่จะเป็นภาชนะทั่วไป

ถาม: ป้องกันการโจมตีของไฮโดรเจนในเครื่องปฏิกรณ์แปลงก๊าซได้อย่างไร

ตอบ: ไฮโดรเจนที่อุณหภูมิ 200°C และสูงกว่า MPa สองสามตัวจะกระจายเข้าสู่เหล็กกล้าคาร์บอนและก่อตัวเป็นมีเธนภายในโลหะ ทำให้เกิดฟองและรอยแยก ความต้านทานมาจากโครงสร้างโครเมียมโมลิบดีนัมหรือสเตนเลส และหากจำเป็น จะมีการหุ้มโอเวอร์เลย์ที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว โดยมีทั้งฐานโลหะผสมและโอเวอร์เลย์ที่เลือกจากเส้นโค้ง Nelson สำหรับอุณหภูมิการทำงานและความดันย่อยไฮโดรเจนสูงถึง 20 MPa เรือที่ระบุด้านล่างเส้นโค้งดังกล่าวจะใช้งานไม่ได้โดยไม่คำนึงถึงระดับความดัน ดังนั้นความต้านทานต่อการโจมตีด้วยไฮโดรเจนจึงเป็นปัจจัยการออกแบบที่ได้รับการยืนยันโดยใบรับรองวัสดุและการตรวจสอบการซ้อนทับ

ถาม: ผู้ซื้อควรตรวจสอบสิ่งใดเมื่อจัดหาเครื่องปฏิกรณ์แปลงก๊าซ

ตอบ: การตรวจสอบสี่ครั้ง พื้นฐานของอุณหภูมิ: ต้องการความเค้นที่ยอมรับได้ในอุณหภูมิสูงตลอดอายุการใช้งาน 20 ปี ไม่ใช่ข้อมูลโดยรอบ สำหรับส่วนประกอบที่ร้อนทุกชิ้นรวมถึงท่อรีฟอร์มเมอร์ การบริการไฮโดรเจน: ยืนยันว่าวัสดุอยู่ในเส้นโค้งเนลสันสำหรับอุณหภูมิจริงและความดันส่วนของไฮโดรเจน พร้อมการตรวจสอบการซ้อนทับเมื่อใช้งาน วัสดุทนไฟ: สำหรับเครื่องปฏิกรณ์แบบมีเส้นจำเป็นต้องมีความหนาของผนัง การออกแบบจุดยึด และคุณสมบัติโปรไฟล์การทำความร้อน เอกสารประกอบ: ไฟล์ที่จัดส่งจะต้องมีใบรับรองวัสดุ คุณสมบัติขั้นตอนการเชื่อม การทดสอบไฮโดรสแตติกที่ความดันการออกแบบ 1.3 เท่า NDE ของตะเข็บทั้งหมด และการโหลดตัวเร่งปฏิกิริยาและแบบกระจายพร้อมโปรไฟล์อุณหภูมิที่ระบุไว้