В частности разработана программа для расчета паровой конверсии природного газа по двухмерной модели катализаторного слоя [3], которая делает возможным:

•Предсказание получаемого состава газа на выходе из реактора с катализатором различных форм и размеров
•Определение производительности риформинга.
•Определение степени использования и ресурса дальнейшей работы катализатора.
•Расчет оптимального объема катализатора согласно требуемой производительности установки и с учетом возможного старения катализатора.
•Расчет радиального и аксиального распределения температур,  концентраций, ско-ростей потоков и т. д.

Как и все программные разработки, сделанные в ГИАПе, она базируется на фундаментальных теоретических построениях и использовании значительного коли-чества промыш¬ленных экспериментальных данных.

Теоретическая база программы расчета конверсии природного газа в трубке с катализатором позволяет создавать аналогичные программы и для других процессов гетерогенного катализа, например, для моделирования процессов синтеза аммиака в радиально-противоточном реакторе.

Технические решения. Выше мы указали, что термодинамические соображения, положенные в основу концепции энергосбережения  могут быть реализованы  путем использования новейших разработок ГИАП в области технологии, аппаратуры и катализаторов. В соответствии с этой концепцией аммиачного  агрегата мы приняли следующие технические решения. 

Удаление серы из природного газа. В зависимиости от содержания соединений серы в природном газе  используется цеолитная очистка (цеолиты типа NaX - 13X)  или  очистка методом каталитического гидрирования и последуещего поглощения H2S оксидом цинка. При двухстадийной каталитической очистке используются катализатор гидрирования АКМ и поглотитель ГИАП-10 разработки ГИАП.  Особенностью технологии является то, что в обоих случаях для проведения процесса используются радиальные реакторы конструкции ГИАП, имеющие низкое гидравлическое сопротивление (0.03 бар) и позволяющие увеличить примерно на 5% степень использования адсорбента, а также на 72% понизить вес аппаратов по сравнению с агрегатами предыдущего поколения.

Комбинированный реформинг природного газа. Cистема комбинированного реформинга  в соответствии с принятой концепцией энергосбережения обеспечивает рекуперацию энергии введенного в агрегат первичного топлива на наиболее высоком температурном уровне. Комбинированный реформинг природного газа включает трубчатую печь в комбинации с трубчатым реактором рекуперативного реформинга и  реактором вторичного реформинга. В межтрубное пространство трубчатого реактора подается газ из реактора вторичного реформинга, около 63% тепла которого используется для проведения эндотермической реакции паровой конверсии метана.

Это позволяет в 2.7 раза снизить производство пара в паровом котле, который работает в температурном интервале  340 - 600 °С. Надежность функционирования парового котла существенно повышается из-за уменьшения температуры газа на входе с 1000 до 600°С. Из-за снижения нагрузки на трубчатую печь и уменьшения общей выработки пара потребление топливного газа составляет только 130 куб. м на тонну аммиака против 420-440 куб. м в обычном агрегате. Соответственно выброс дымовых газов в атмосферу снижается более чем в 3 раза по сравнению с обычным аммиачным агрегатом. В такой же пропорции уменьшаются теплопотери и выбросы оксидов азота и серы. 

Комбинированная система реформинга позволяет гибко приспосабливаться к условиям на площадке клиента, изменять соотношение между потреблением природного газа и электроэнергии,  экспортом и импортом пара, оставляя при этом суммарное потребление энергии на тонну аммиака, потери тепла и выбросы в окружающую среду минимальными. Описанная здесь комбинированная система не нуждается в установке разделения  воздуха. Если такая установка имеется на площадке клиента, то можно исключить из технологической схемы трубчатую печь или уменьшить ее размеры. В предельном случае мы переходим к классической системе реформинга "Тандем", которая, как упомянуто выше,  реализована на Синьцзянском заводе азотных удобрений в Китае.

Аппараты комбинированной системы реформинга приспособлены к общей концепции агрегата. Трубчатая печь освобождена от вспомогательного котла. В трубчатом реакторе конструкции ГИАП используются цельнотянутые трубы из хромоникелевой стали с внутренним диаметром 89 мм и толщиной стенки 7 мм. Разница давлений на стенке труб составляет только 1 - 2 бар.  Для вторичного реформинга применен радиальный реактор конструкции ГИАП, имеющий гидравлическое сопротивление около 0.25 бар и низкие теплопотери. Общее гидравлическое сопротивление системы  комбинированного реформинга снижается примерно  на 2 - 3 атмосферы по сравнению с обычными установками. В результате общее давление в системе реформинга может быть понижено. Это благоприятствует повышению степени конверсии метана и увеличивает надежность работы всех аппаратов, включая воздушный компрессор. Потребление энергии воздушным компрессором уменьшается

Конверсия моноксида углерода. Двухступенчатая конверсия моноксида углерода  осуществляют в радиальных реакторах конструкции ГИАП, обеспечивающих постоянное низкое гидравлическое сопротивление (0.07 бар - для среднетемпературной ступени и 0.05 бар -  для низкотемпературной) , длительный пробег катализатора при  степени конверсии 0.98.

Очистка газа от диоксида углерода метилдиэтаноламином. В рассматриваемом здесь варианте технологической схемы очистка газа от диоксида углерода осуществляется 52%-ным водным раствором метилдиэтаноламина, чтобы удовлетворить потребности клиентов, имеющих установки для производства карбамида. Содержание диоксида углерода в очищенном газе составляет 0.05%. Установка очистки позволяет выделить практически 100% диоксида углерода.  Количество получаемого диоксида углерода составляет 1.23 тонны на тонну аммиака. Расход тепла  в этой схеме  составляет 0.674 Гкал, электроэнергии - 62 квтч на 1000 куб. м диоксида углерода. Вследствие практически полного отсутствия коррозионной активности растворителя все оборудование установки очистки изготавливается из углеродистой стали, что существенно влияет на его стоимость. В десорберах первой и второй ступеней используется металлическая насадка ГИАП-Н3, эффективность которой примерно на 15% превышает эффективность колец  Палля.