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スチームリフォーミングは水素発生プロセスの心臓部です。主なスチームリフォーミング反応は
H4 + H2O ⇔ CO + 3H2
CxHy + H2O ⇔ xCO + (x +0.5y)H2
および
CO + H2O ⇔ CO2 + H2
です。
この反応は、改質炉中の反応管に充てんしたニッケル触媒で起こります。スチームリフォーミング反応を促進し、触媒上のコーキング防止のため、スチームを供給します。
通常のスチームリフォーマーの前段、または後段に、さらにリフォーマーを置くこともあります。
最近のプラントでは、高温および低温シフトの両方を設置するより、むしろ高温シフトの後段にPSAユニットを置く傾向があります。 |
ジョンソン・マッセイは、それぞれのユーザーの異なった要求性能を満たすために最適な触媒の組み合わせを提案します。この組み合わせでは、フィードの種類や運転条件を考慮します。通常、フィード中の、最も分子量の大きな炭化水素の種類により、触媒がほぼ決定され、最適性能を得るために、2種類あるいは3種類の触媒を組み合わせることもあります。主な触媒の種類を以下に示します。
軽いフィードのスチームリフォーミング: 軽いフィード(主に天然ガス、オフガス、プレリフォームガス)には、ジョンソン・マッセイでは、αアルミナ担体もしくはアルミン酸カルシウム担体を用いたニッケル触媒から選択しています。KATALCO 23シリーズやKATALCO 57シリーズのような、特殊形状の触媒により、活性、熱伝達特性、圧損等が最適化されます。
やや軽いフィードのスチームリフォーミング:
やや軽いフィードとは、主成分がC2からLPGまでの炭化水素フィードです。フィードが重くなると、触媒表面のコーキングによる失活の恐れがでてくるため、反応管の上部30-50%に、特殊な触媒が必要となります。また、この傾向は、軽いフィードでもスチーム/カーボン比(S/C)を低く運転したり、あるいは大きな熱流束を伴う運転で起こりやすくなります。このようなフィードあるいは運転条件の場合、高活性を維持しつつアルカリにより、カーボンのガス化を促進する、KATALCO 25シリーズを推奨いたします。なお、反応管の下部には、軽いフィード用の触媒を充てんします。
ライトナフサやその混合フィードのスチームリフォーミング: これらのフィードに対応する触媒は、KATALCO 46-3Q、KATALCO 46-5Q、KATALCO 46-6Qの組み合わせです。これらの触媒の充てん比率を微調整することにより、ライトナフサから、ライトナフサを含むフィードそれぞれに、コーキング防止、破砕強度、活性の最適設計ができます。これらのフィードに対してジョンソン・マッセイは、Q _形状(四ツ穴溝付ペレット)触媒、KATALCO 46-3Q、KATALCO 46-5Q、KATALCO 46-6Qの組み合わせを推奨しています。これは、KATALCO 46-3Qを上部、KATALCO 46-5Q中間部、KATALCO 46-6Qを下部に充てんする方法です。
重いフィードのスチームリフォーミング: 重いフィードとは、クラッキングによりコーキングを起こしやすいヘビーナフサのことです。特に特殊な触媒が必要であり、ジョンソン・マッセイは、この分野でのトップサプライヤーです。ニッケル触媒、KATALCO 46シリーズには、安定化させたアルカリとプロモーターを添加し、カーボンのガス化反応を促進しています。
ジョンソン・マッセイは、KATALCO 46シリーズの改良グレード、Q-形状触媒をすでに上市しております。Q-形状触媒のKATALCO 46-3Qにより、反応管の上部で大きな強度とコーキングの防止、KATALCO 46-6Qにより、管の下部で高い活性が実現できます。
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