Процесс DRI
Риформинг природного газа является ключевым процессом в получении синтез-газа для предприятий по производству губчатого железа и нефтехимических заводов.
Сингаз представляет собой смесь водорода (H2) и монооксида углерода (CO), а риформинг природного газа является одним из наиболее распространенных процессов производства такой смеси из-за дешевизны, легкой доступности и обилия природного газа в стране.
Процесс реформирования можно охарактеризовать следующими основными реакциями.
CH4 + H2O ⇌ CO + 3 H2
CH4 + CO2 ⇌ 2 CO + 2 H2
CnHm + n H2O à (n + m/2) H2 + n CO
Первая реакция приводит к образованию синтез-газа со стехиометрическим соотношением H2/CO=3, а вторая дает это соотношение, равное единице.
Однако другие побочные реакции (например, реакция конверсии водяного газа) могут привести к изменению этого соотношения, степень которого зависит от условий эксплуатации.
Третья реакция обусловлена наличием тяжелых компонентов в сырьевом природном газе.
Некоторые другие неблагоприятные реакции приводят к образованию кокса на поверхности катализатора (например, реакция Будуара или термический крекинг углеводородов) и постепенно снижают активность катализатора и срок службы труб риформинга, а также увеличивают падение давления в риформинге.
CH4 ⇌ C + 2 H2
CnHm à n C + m/2 H2
2 CO ⇌ C + CO2
Сумма упомянутых реакций сильно эндотермична, поэтому для обеспечения тепла реакций требуется большое количество энергии, и это указывает на то, что риформинг природного газа является очень дорогостоящим процессом, и инженеры должны делать все возможное, чтобы увеличить экономическую прибыль
На состав продукта риформинга влияют многие рабочие факторы, включая давление, температуру, индивидуальное или суммарное соотношение пара и диоксида углерода к углероду, а также объемную скорость.
Продолжающийся прогресс в области модификаций конструкции риформинга приводит к применению более высоких давлений и температур для проведения процесса риформинга, и эти модификации проложили путь к улучшению и оптимизации этих рабочих условий.
Помимо вышеупомянутых факторов, наиболее важным аспектом этого процесса является производительность катализатора во время работы.
В каждом химическом и нефтехимическом реакторе катализаторы играют наиболее важную роль в получении желаемых продуктов.
Процесс прямого восстановления MIDREX основан на шахтной печи низкого давления с подвижным слоем, в которой восстановительный газ или синтез-газ перемещаются противотоком по отношению к кусковой железооксидной руде или твердым железооксидным гранулам в слое.
Восстановительный газ получают в результате риформинга природного газа с использованием двух типов катализаторов на основе никеля и одного инертного керамического носителя. Учитывая очень тяжелые условия эксплуатации риформинг-установок MIDREX из-за высоких температур риформинга, низкого давления, низкого отношения пара к углероду и высокого содержания CO2 в сырье риформинга, во избежание ухудшения качества катализатора следует загружать два типа катализаторов вместе со слоем инертного слоя. , один с более высоким содержанием оксида никеля и активностью на основе α-оксида алюминия, а другой с более низким содержанием оксида никеля и активностью на прочном носителе из оксида магния.
Восстановительный газ получают в результате риформинга природного газа с использованием двух типов катализаторов на основе никеля и одного инертного керамического носителя. Учитывая очень тяжелые условия эксплуатации риформинг-установок MIDREX из-за высоких температур риформинга, низкого давления, низкого отношения пара к углероду и высокого содержания CO2 в сырье риформинга, во избежание ухудшения качества катализатора следует загружать два типа катализаторов вместе со слоем инертного слоя. , один с более высоким содержанием оксида никеля и активностью на основе α-оксида алюминия, а другой с более низким содержанием оксида никеля и активностью на прочном носителе из оксида магния.
Следовательно, окончательный риформинг будет проводиться на высокоактивном катализаторе.
Соотношение производимого H2 и CO контролируется примерно на уровне 1,5–1,9, а качество снижается на уровне 11–12 для обеспечения наилучшей работы.
Некоторые важные особенности надежных катализаторов риформинга DRI заключаются в следующем:
Особенности Khwarizmi катализатора
Технологические характеристики катализаторов риформинга прямого восстановления железа (DRI) в промышленном масштабе демонстрируют их превосходную каталитическую активность и жизненную стабильность в течение длительного периода времени.
Результаты, полученные промышленными предприятиями-реформаторами, доказывают, что катализаторы риформинга прямого восстановления железа (DRI) имеют определенно сопоставимые, а в некоторых случаях даже несколько лучшие характеристики, чем зарубежные коммерческие производители катализаторов.
DRI-6HGRR–HA-01: высокоактивный катализатор риформинга DRI на основе носителя из α-оксида алюминия. Этот ребристый кольцевой катализатор с 6 отверстиями, содержащий высокое содержание оксида никеля, загруженный в трубы риформинга МИДРЕКС в качестве основного слоя, рассматривается для дополнительного риформинга природного газа вместе с полуактивным катализатором.
DRI-1HRR-SA-01: Превосходный полуактивный катализатор риформинга DRI с низким содержанием оксида никеля на основе основного носителя из оксида магния (MgO). Учитывая, что носители MgO являются основным носителем катализатора, образование кокса во время риформинга исходного природного газа будет значительно замедлено по сравнению с носителями из α-оксида алюминия, особенно когда соотношение количества пара к углероду существенно низкое, в отличие от высокого содержания диоксида углерода (CO2). содержание, которое значительно велико, как можно увидеть в реформаторах мидрекс.
Таким образом, этот прочный тип катализатора может значительно выдерживать самые суровые условия, существующие в установках риформинга мидрекс.
Гранулы катализатора с однородной и высокой прочностью на раздавливание можно загружать в средний слой труб реформинга мидрекс для частичного реформирования подаваемого природного газа.
DRI-1HR-I-01: высокопрочная инертная керамическая опора, используемая для загрузки в нижнюю часть труб реформинга мидрекс
