علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
SYNTHESIS GAS (STEAM REFORMING OF NATURAL GAS)
المؤلف:
sami matar & Lewis. F. Hatch
المصدر:
Chemistry of PETROCHEMICAL PROCESSES
الجزء والصفحة:
p 140
11-8-2017
1457
SYNTHESIS GAS (STEAM REFORMING OF NATURAL GAS)
Synthesis gas may be produced from a variety of feedstocks. Natural gas is the preferred feedstock when it is available from gas fields (nonassociated gas) or from oil wells (associated gas). The first step in the production of synthesis gas is to treat natural gas to remove hydrogen sulfide. The purified gas is then mixed with steam and introduced to the first reactor (primary reformer). The reactor is constructed from vertical stainless steel tubes lined in a refractory furnace. The steam to natural gas ratio varies from 4–5 depending on natural gas composition (natural gas may contain ethane and heavier hydrocarbons) and the pressure used.
A promoted nickel type catalyst contained in the reactor tubes is used at temperature and pressure ranges of 700–800°C and 30–50 atmospheres, respectively. The reforming reaction is equilibrium limited. It is favored at high temperatures, low pressures, and a high steam to carbon ratio. These conditions minimize methane slip at the reformer outlet and yield an equilibrium mixture that is rich in hydrogen. The product gas from the primary reformer is a mixture of H2, CO, CO2, unreacted CH4, and steam. The main steam reforming reactions are:
For the production of methanol, this mixture could be used directly with no further treatment except adjusting the H2/(CO + CO2) ratio to approximately 2:1. For producing hydrogen for ammonia synthesis, however, further treatment steps are needed. First, the required amount of nitrogen for ammonia must be obtained from atmospheric air. This is done by partially oxidizing unreacted methane in the exit gas mixture from the first reactor in another reactor (secondary reforming).
The main reaction occurring in the secondary reformer is the partial oxidation of methane with a limited amount of air. The product is a mixture of hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide, plus nitrogen, which does not react under these conditions. The reaction is represented as follows:
The reactor temperature can reach over 900°C in the secondary reformer due to the exothermic reaction heat. Typical analysis of the exit gas from the primary and the secondary reformers is shown in Table 1.1. The second step after secondary reforming is removing carbon monoxide, which poisons the catalyst used for ammonia synthesis. This is done in three further steps, shift conversion, carbon dioxide removal, and methanation of the remaining CO and CO2.
Table 1.1:Typical analysis of effluent from primary and secondary reformers