Перед подачей в трубчатую печь очищенный от серы природный газ смешивается с перегретым паром давлением 3,7-4,1 МПа в соотношении пар : газ не менее 3:1. После смешения образовавшаяся ПГС нагревается в подогревателе конвекционной зоны печи первичного риформинга до температуры не более 525°С (агрегаты ТЕС, Chemico), не более 520°С (агрегаты АМ-70, АМ-76).
Подогретая ПГС поступает в реакционные трубы, расположенные в радиационной камере печи первичного риформинга (для агрегатов АМ-70, АМ-76, ТЕС - прямоточная трубчатая печь (I технология), для агрегатов Chemico - противоточная террасная трубчатая печь типа Фостер-Уиллер (II технология)).
В реакционных трубах на никелевом катализаторе при температуре на выходе не более 830°С протекает процесс паровой каталитической конверсии природного газа по следующим реакциям:
кДж/моль
кДж/моль
кДж/моль
кДж/моль
Реакции окисления гомологов метана протекают аналогично.
Остаточное содержание метана в газовой смеси на выходе из печи первичного риформинга составляет до 13 об. %.
Тепло, необходимое для процесса конверсии, получается за счет сжигания топливного газа в горелках печи.
Утилизация тепла дымовых газов, выходящих из радиационной камеры печи, осуществляется в конвекционной камере, оснащенной БТА. БТА представляет собой расположенные в конвекционной камере печи змеевики, в которых за счет использования тепла дымовых газов в зависимости от применяемой технологии могут нагреваться следующие потоки: ПГС, поступающая в реакционные трубы; паровоздушная смесь, поступающая в шахтный конвертор; пар высокого давления, поступающий из паросборника на турбину компрессора синтез-газа; питательная вода, поступающая в паросборник; топливный газ, поступающий на горелки печи первичного риформинга; природный газ, поступающий на очистку от сернистых соединений; пар среднего давления; деминерализованная вода для котлов среднего давления; танковые и продувочные газы и другие технологические потоки.
Дымовые газы после использования их тепла в БТА выбрасываются в атмосферу через дымовые трубы дымососами.
В агрегатах АМ-70, АМ-76, ТЕС с конвективной камерой печи первичного риформинга конструктивно соединена конвективная камера вспомогательной печи (вспомогательного котла) системы парообразования, в которой за счет сжигания топливного газа получается дополнительное количество пара высокого давления, необходимое для поддержания парового баланса агрегата.