Reforming gazu ziemnego ditlenkiem węgla

• Autorzy: Warowny W. , Kwiecień K.

Warianty tytułu

EN

Carbon dioxide reforming of natural gas

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Gaz syntezowy, będący w różnych proporcjach mieszaniną wodoru i tlenku węgla, wykorzystuje się do pozyskania wodoru oraz produkcji wielu związków chemicznych i paliw syntetycznych, podanych na rysunku 1. Obecnie głównym surowcem dla gazu syntezowego jest gaz ziemny, zawierający jako dominujący składnik metan oraz w mniejszych ilościach inne substancje (np. etan czy ditlenek węgla). Do produkcji gazu syntezowego z gazu ziemnego najważniejszą metodą jest reforming metanu (węglowodorów) parą wodną (SMR). Do innych znanych metod reformingu należą: częściowe utlenianie metanu (węglowodorów) - POX, suchy reforming metanu (węglowodorów) - DMR oraz ich kombinacje z procesem SMR, np. reforming autotermiczny. Niniejszy artykuł dotyczy opisu technologii DMR i jej wykorzystania. W tej pracy przedstawiono obliczenia składu gazu syntezowego i ilości wytrącającego się depozytu węglowego w stanie równowagi chemicznej reakcji niezależnych. Wyniki obliczeń dla powyższych wielkości w funkcji temperatury, ciśnienia i składu surowców przedstawiono w tablicach i na rysunkach. Wybranymi substratami były: a) metan z dwutlenkiem węgla, b) metan i etan z dwutlenkiem węgla oraz c) metan z dwutlenkiem węgla i parą wodną. Przeprowadzono też: analizę wyników obliczeń, dyskusję dotyczącą katalizatorów, omówienia dwóch komercyjnych procesów DMR (Sparg i Calcor) oraz zasygnalizowano aspekty ekologiczne technologii DMR.

EN

Synthesis gas (or syngas), a mixture of different quantities of hydrogen and carbon monoxide, can be used to produce high purity hydrogen stream and is one of the most important feedstock for production many chemicals and synthetic fuels, presented in Fig.1. Methane is the main component of natural gas although significant amounts other gases such as ethane and carbon dioxide might be present. Actually, syngas is produced mostly by natural gas steam reforming (SMR). Less common routes to convert natural gas into synthesis gas are partial hydrocarbons oxidation (POX), carbon dioxide reforming (DMR) and combinations of these reactions routes. This paper is focused for DMR technology and its applications. Firstly, the thermodynamic calculations of the reforming of methane, ethane with carbon dioxide and methane with carbon dioxide and/or steam have been done. The equilibrium composition of syngas and amount of carbon deposition as a function temperature, pressure and feedstock have been reported in tables and figures. Finally, analysis of the computational data, the most commonly used catalysts, industrially available DMR processes (Sparg and Calcor) and environmental aspects of the DMR technology are discussed.

Słowa kluczowe

PL

gaz ziemny; ditlenek węgla; reforming; gaz syntezowy

EN

natural gas; carbon dioxide; reforming; synthesis gas

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 62, nr 12
• Strony: 680--691
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Warowny W.

autor

Kwiecień K.

• Politechnika Warszawska, Płock

Bibliografia

• [1] Borowiecki T., Gołębiowski A.: Procesy otrzymywania gazów syntezowych i wodoru. Przemysł Chemiczny 82 (8-9), 812-815, 2003.
• [2] Lundsford J.H.: Catalytic conversion of methane to more useful chemicals and fuels: a challange for the 21st century. Catalysis Today 6, 165-174,2000.
• [3] Dybkjaer I.: Tubular reforming and autothermal reforming of natural gas - an overview of available processes. Fuel Processing Technology 42, 85-107, 1995.
• [4] Borowiecki T. Gołębiowski A., Skowroński B.: Nowe procesy katalityczne w produkcji gazu syntezowego i wodoru z węglowodorów. Przemysł Chemiczny 77 (4), 128-131, 1998.
• [5] Rynkowski M.: Reforming metanu ditlenkiem węgla. Przemysł Chemiczny 82 (8-9), 766-768, 2003.
• [6] Grzywa E., Molenda J.: Technologia podstawowych syntez organicznych. Tom 1 i 2, WNT, Warszawa 1995.
• [7] Wender I.: Reactions of synthesis gas. Fuel Processing Technology 48, 189-297, 1996.
• [8] Kijeński J.: Dlaczego wodór? Przemyśl Chemiczny 84, 799-807, 2005.
• [9] Warowny W, Hościłowicz A.: Ogniwa paliwowe przyszłością technologii energetycznych. Nowoczesne Gazownictwo 4, 41-50, 2003.
• [10] Demusiak G., Dzirba D., Warowny W.: Rola gazu ziemnego w technologiach ogniw paliwowych. Przemysł Chemiczny 84 (11), 808-814, 2005.
• [11] Gullu D., DemirbasA.: Biomass to methanol via pyrolysis process. Energy Conversion and Management 42, 1349-1356, 2001.
• [12] Warowny W., Tkacz A.: Gaz ziemny i jego charakterystyka jako paliwa do pojazdów. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 75 (8), 267-272, 2001.
• [13] Warowny W., Tkacz A.: Gaz ziemny paliwem optymalnym do napędu pojazdów. Cz. 1. Zagadnienia przyrodnicze i techniczne. Nowoczesne Gazownictwo 4, 41-46, 2002.
• [14] Warowny W., Tkacz A.: Gaz ziemny paliwem optymalnym do napędu pojazdów. Cz. 2. Przesłanki i rozwój rynku. Nowoczesne Gazownictwo 2, 39-44, 2003
• [15] Gunardson H.H., Abrardo J.M.: Produce CO-rich synthesis gas. Hydrocarbon Processing 4, 87-93, 1999.
• [16] Edwards J.H., Maitra A.M.: The chemistry of methane reforming with carbon dioxide and its current and potential applications. Fuel Processing Technology 42, 269-289, 1995.
• [17] Teuner S.C., Neumann P., Von Linde F.: The Calcor Standard and Calcor Economy Processes. Oil Gas European Magazine 3, 44-46, 2001.