BR112020001502B1

BR112020001502B1 - METHOD FOR PREPARING SYNTHESIS GAS

Info

Publication number: BR112020001502B1
Application number: BR112020001502-4A
Authority: BR
Inventors: Kim Aasberg-Petersen; Pat A. Han
Original assignee: Haldor Topsoe A/S
Priority date: 2017-05-28
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2024-06-25

Abstract

Processo para a preparação de gás de síntese com base em uma combinação do processo ATR ou oxidação parcial da matéria-prima de hidrocarbonetos usando oxigênio da eletrólise da água e uma unidade de separação de ar para produzir o gás de síntese.Process for the preparation of syngas based on a combination of the ATR process or partial oxidation of hydrocarbon feedstock using oxygen from water electrolysis and an air separation unit to produce syngas.

Description

[001] O presente pedido é direcionado à preparação de gás de síntese. Mais particularmente, a invenção combina separação de ar, eletrólise de água e oxidação parcial de uma matéria-prima de hidrocarboneto na preparação de um hidrogênio e óxidos de carbono contendo gás de síntese.[001] The present application is directed to the preparation of synthesis gas. More particularly, the invention combines air separation, water electrolysis and partial oxidation of a hydrocarbon feedstock in the preparation of a hydrogen and carbon oxides containing synthesis gas.

[002] A produção de gás de síntese, por exemplo, para a síntese de metanol com alimentação de gás natural é normalmente realizada por reforma a vapor.[002] The production of synthesis gas, for example, for the synthesis of methanol with natural gas feed is normally carried out by steam reforming.

[003] A principal reação da reforma a vapor é (dada para o metano): CH4 + H2O ⇆ 3H2 + CO[003] The main reaction of steam reforming is (given for methane): CH4 + H2O ⇆ 3H2 + CO

[004] Reações semelhantes ocorrem para outros hidrocarbonetos. A reforma a vapor é normalmente acompanhada pela reação de deslocamento água-gás: CO + H2O ⇆ CO2 + H2[004] Similar reactions occur for other hydrocarbons. Steam reforming is normally accompanied by the water-gas shift reaction: CO + H2O ⇆ CO2 + H2

[005] A reforma a vapor pode, por exemplo, ser feita por uma combinação de um reformador tubular (também chamado reformador de metano a vapor, SMR) e reforma autotérmica (ATR), também conhecido como reforma primária e secundária ou reforma em 2 etapas. Como alternativa, SMR independente ou ATR independente pode ser usado para preparar o gás de síntese.[005] Steam reforming can, for example, be done by a combination of a tubular reformer (also called steam methane reformer, SMR) and autothermal reforming (ATR), also known as primary and secondary reforming or 2-fold reforming. phases. Alternatively, independent SMR or independent ATR can be used to prepare the syngas.

[006] Os principais elementos de um reator ATR são um queimador, uma câmara de combustão e um leito de catalisador contido em uma carcaça de pressão revestida e refratária. Em um reator ATR, a oxidação ou combustão parcial de uma alimentação de hidrocarboneto por quantidades sub-estequiométricas de oxigênio é seguida pela reforma a vapor da corrente de alimentação de hidrocarboneto parcialmente queimada em um leito fixo de catalisador de reforma a vapor. A reforma a vapor também ocorre em certa medida na câmara de combustão devido à alta temperatura. A reação de reforma a vapor é acompanhada pela reação de deslocamento água-gás. Tipicamente, o gás está em ou próximo ao equilíbrio no ponto de saída do reator ATR em relação às reações de reforma a vapor e deslocamento água- gás. A temperatura do gás de saída está tipicamente na faixa entre 850 e 1100 °C. Mais detalhes sobre o ATR e uma descrição completa podem ser encontrados na técnica, como “Studies in Surface Science and Catalysis”, volume 152, “Synthesis gas production for FT synthesis”; Capítulo 4, p.258-352, 2004. Na mesma referência, informações adicionais podem ser encontradas sobre reforma a vapor (SMR) e reforma em 2 etapas.[006] The main elements of an ATR reactor are a burner, a combustion chamber and a catalyst bed contained in a lined and refractory pressure housing. In an ATR reactor, oxidation or partial combustion of a hydrocarbon feed by substoichiometric amounts of oxygen is followed by steam reforming of the partially burned hydrocarbon feed stream in a fixed bed of steam reforming catalyst. Steam reforming also takes place to some extent in the combustion chamber due to the high temperature. The steam reforming reaction is accompanied by the water-gas shift reaction. Typically, the gas is at or near equilibrium at the exit point of the ATR reactor with respect to the steam reforming and water-gas shift reactions. The outlet gas temperature is typically in the range between 850 and 1100 °C. More details about ATR and a complete description can be found in the technique, such as “Studies in Surface Science and Catalysis”, volume 152, “Synthesis gas production for FT synthesis”; Chapter 4, p.258-352, 2004. In the same reference, additional information can be found on steam reforming (SMR) and 2-step reforming.

[007] Independentemente de se usar SMR independente, reforma em 2 etapas ou ATR independente, o gás do produto compreenderá hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono, além de outros componentes normalmente incluindo metano e vapor.[007] Regardless of whether independent SMR, 2-step reforming or independent ATR are used, the product gas will comprise hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide, in addition to other components typically including methane and steam.

[008] Uma alternativa para a produção de gás de síntese é por oxidação parcial somente, também conhecida como POX. Os principais elementos de um reator POX são um queimador e uma câmara de combustão contidos dentro de uma carcaça de pressão revestida e refratária. Em um reator POX, ocorre oxidação parcial ou combustão de uma alimentação de hidrocarboneto por quantidades sub-estequiométricas de oxigênio. Algumas reformas a vapor também ocorrem e a reação de deslocamento água-gás é ativa. A temperatura de saída do reator é tipicamente 1100 a 1500 °C. Alguma formação de fuligem pode ocorrer no reator e a fuligem pode precisar ser removida a jusante do reator POX.[008] An alternative for the production of synthesis gas is by partial oxidation only, also known as POX. The main elements of a POX reactor are a burner and combustion chamber contained within a lined, refractory pressure housing. In a POX reactor, partial oxidation or combustion of a hydrocarbon feed by sub-stoichiometric amounts of oxygen occurs. Some steam reforming also occurs and the water-gas shift reaction is active. The reactor outlet temperature is typically 1100 to 1500 °C. Some soot formation may occur in the reactor and the soot may need to be removed downstream of the POX reactor.

[009] O gás de síntese de metanol possui, de preferência, uma composição correspondente ao chamado módulo (M=(H2-CO2)/(CO+CO2)) de 1,90 a 2,20 ou mais preferencialmente ligeiramente acima de 2 (por exemplo, 2,00 a 2,10).[009] The methanol synthesis gas preferably has a composition corresponding to the so-called modulus (M=(H2-CO2)/(CO+CO2)) of 1.90 to 2.20 or more preferably slightly above 2 (e.g. 2.00 to 2.10).

[0010] A reforma a vapor em um SMR normalmente resulta em um módulo superior, isto é, excesso de hidrogênio, enquanto a reforma em 2 etapas pode fornecer o módulo desejado. Na reforma em 2 etapas, a temperatura de saída do reformador a vapor é normalmente ajustada de modo que o módulo desejado seja obtido na saída do ATR. Para ATR autônomo, o módulo no gás de saída ATR geralmente é menor do que o desejado quando o gás de síntese é usado para a produção de metanol. Isto pode, por exemplo, ser retificado pela remoção de dióxido de carbono ou pela recuperação de hidrogênio do gás de purga do circuito de síntese de metanol. Nos dois casos, a eficiência do circuito de metanol é menor do que a obtida pela reforma em 2 etapas.[0010] Steam reforming in an SMR typically results in a higher modulus, i.e., excess hydrogen, while 2-step reforming can provide the desired modulus. In 2-step reforming, the exit temperature of the steam reformer is normally adjusted so that the desired modulus is obtained at the exit of the ATR. For stand-alone ATR, the modulus in the ATR output gas is generally smaller than desired when syngas is used for methanol production. This can, for example, be rectified by removing carbon dioxide or recovering hydrogen from the purge gas of the methanol synthesis circuit. In both cases, the efficiency of the methanol circuit is lower than that obtained by the 2-stage reform.

[0011] Na reforma em 2 etapas, o reformador de metano a vapor (SMR) deve ser grande e uma quantidade significativa de calor é necessária para conduzir a reação endotérmica de reforma a vapor. Portanto, é desejável que o tamanho e o trabalho do reformador a vapor possam ser reduzidos. Além disso, o ATR no conceito de reforma em 2 etapas requer oxigênio. Hoje, isso normalmente é produzido em uma unidade de separação de ar criogênica (ASU). O tamanho e o custo deste ASU são grandes. Se parte ou todo o oxigênio pudesse ser produzido por outros meios, isso seria desejável.[0011] In 2-step reforming, the steam methane reformer (SMR) must be large and a significant amount of heat is required to drive the endothermic steam reforming reaction. Therefore, it is desirable that the size and work of the steam reformer can be reduced. Furthermore, the ATR in the 2-step reforming concept requires oxygen. Today, this is typically produced in a cryogenic air separation unit (ASU). The size and cost of this ASU are large. If some or all of the oxygen could be produced by other means, this would be desirable.

[0012] Assim, esta invenção fornece um processo para a preparação de gás de síntese compreendendo as etapas de: (a) separar o ar atmosférico em uma corrente separada contendo oxigênio e em uma corrente separada contendo nitrogênio; (b) preparar uma corrente separada contendo hidrogênio e uma corrente separada contendo oxigênio por eletrólise de água e/ou vapor; (c1) oxidar parcialmente ou reformar autotermicamente pelo menos uma parte de uma matéria-prima de hidrocarbonetos com pelo menos uma parte da corrente contendo oxigênio obtida pela separação do ar atmosférico na etapa (a) e pelo menos uma parte da corrente contendo oxigênio obtida pela eletrólise da água na etapa (b) para um gás de processo compreendendo hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono; ou (c2) gaseificar carvão ou biomassa com água e pelo menos uma parte da corrente contendo oxigênio obtida pela separação do ar atmosférico na etapa (a) e pelo menos uma parte da corrente contendo oxigênio obtida pela eletrólise da água na etapa (b) para um gás de processo compreendendo hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono; e (d) introduzir pelo menos parte da corrente separada contendo hidrogênio da etapa (b) no gás de processo da etapa (c1) ou (c2).[0012] Thus, this invention provides a process for preparing synthesis gas comprising the steps of: (a) separating atmospheric air into a separate stream containing oxygen and a separate stream containing nitrogen; (b) preparing a separate stream containing hydrogen and a separate stream containing oxygen by electrolysis of water and/or steam; (c1) partially oxidizing or autothermally reforming at least a portion of a hydrocarbon feedstock with at least a portion of the oxygen-containing stream obtained by separation from atmospheric air in step (a) and at least a portion of the oxygen-containing stream obtained by electrolysis of the water in step (b) to a process gas comprising hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide; or (c2) gasify coal or biomass with water and at least a part of the oxygen-containing stream obtained by separation from atmospheric air in step (a) and at least a part of the oxygen-containing stream obtained by electrolysis of water in step (b) to a process gas comprising hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide; and (d) introducing at least part of the separated hydrogen-containing stream from step (b) into the process gas of step (c1) or (c2).

[0013] O processo para a separação do ar empregado no processo de acordo com a invenção é preferencialmente a destilação fracionada em uma unidade de separação de ar criogênica para fornecer uma parte do oxigênio para uso na etapa (c1) ou (c2). Alternativamente, podem ser utilizados outros processos, como separação por membrana, adsorção por oscilação de pressão (PSA) e adsorção por oscilação de pressão a vácuo (VPSA).[0013] The process for air separation employed in the process according to the invention is preferably fractional distillation in a cryogenic air separation unit to provide a portion of the oxygen for use in step (c1) or (c2). Alternatively, other processes such as membrane separation, pressure swing adsorption (PSA) and vacuum pressure swing adsorption (VPSA) can be used.

[0014] Alternativa à oxidação parcial ou à reforma autotérmica de pelo menos uma parte de uma matéria-prima de hidrocarboneto, um gás de processo contendo hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono pode ser produzido pela gaseificação de um material de alimentação sólido carbonáceo, de preferência carvão ou biomassa, utilizando a corrente de oxigênio formado na separação do ar juntamente com o oxigênio da eletrólise da água e/ou vapor.[0014] Alternative to partial oxidation or autothermal reforming of at least a portion of a hydrocarbon feedstock, a process gas containing hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide can be produced by gasification of a solid carbonaceous feed material , preferably coal or biomass, using the oxygen stream formed in the separation of air together with oxygen from the electrolysis of water and/or steam.

[0015] Em uma modalidade da invenção, o material de alimentação de hidrocarbonetos na etapa (c1) é parcialmente reformado a vapor em um reformador primário (SMR) a montante do reformador autotérmico.[0015] In one embodiment of the invention, the hydrocarbon feed material in step (c1) is partially steam reformed in a primary reformer (SMR) upstream of the autothermal reformer.

[0016] Em uma modalidade, utilizando uma matéria- prima de hidrocarbonetos, a unidade de eletrólise é operada de modo que todo o hidrogênio produzido nesta unidade seja adicionado na etapa (d) ao gás de processo da etapa (c1) e o módulo da mistura resultante desse hidrogênio e o gás de processo da etapa (c1) está entre 1,9 e 2,2 ou, de preferência, entre 2 e 2,1.[0016] In one embodiment, using a hydrocarbon feedstock, the electrolysis unit is operated so that all hydrogen produced in this unit is added in step (d) to the process gas of step (c1) and the module of the resulting mixture of this hydrogen and the process gas from step (c1) is between 1.9 and 2.2 or, preferably, between 2 and 2.1.

[0017] Nesta modalidade, parte ou preferencialmente todo o oxigênio da unidade de eletrólise é adicionado ao reformador autotérmico na etapa (c1).[0017] In this embodiment, part or preferably all of the oxygen from the electrolysis unit is added to the autothermal reformer in step (c1).

[0018] Além disso, o ATR pode ser complementado por um reformador de troca de calor disposto em série ou em paralelo com o ATR.[0018] Furthermore, the ATR can be complemented by a heat exchange reformer arranged in series or in parallel with the ATR.

[0019] Um reformador de troca de calor é chamado de reformador aquecido a gás e a reforma de troca de calor pode ser chamada de reforma aquecida a gás.[0019] A heat exchange reformer is called a gas heated reformer and the heat exchange reformer can be called a gas heated reformer.

[0020] No conceito de série, parte ou toda a matéria-prima de hidrocarbonetos é direcionada ao reformador de troca de calor no qual a reforma a vapor ocorre. A parte restante da matéria-prima de hidrocarboneto pode ser desviada pelo reformador de troca de calor e introduzida no reformador autotérmico.[0020] In the series concept, part or all of the hydrocarbon feedstock is directed to the heat exchange reformer in which steam reforming takes place. The remaining part of the hydrocarbon feedstock can be diverted by the heat exchange reformer and introduced into the autothermal reformer.

[0021] Assim, em uma modalidade da invenção, o processo compreende a etapa adicional de reforma a vapor de parte ou a totalidade do material de alimentação de hidrocarboneto na relação indireta de transferência de calor com parte ou a totalidade do fluxo do processo, que deixa a etapa de reforma autotérmica (c1).[0021] Thus, in one embodiment of the invention, the process comprises the additional step of steam reforming part or all of the hydrocarbon feed material in the indirect heat transfer relationship with part or all of the process flow, which leaves the autothermal reforming stage (c1).

[0022] Normalmente, o gás que sai do reformador de troca de calor em série estará em ou próximo do equilíbrio a uma temperatura de 650 a 800 °C. O gás de saída do reformador de troca de calor em série é então direcionado para o ATR juntamente com qualquer alimentação de hidrocarboneto que não foi reformada a vapor no reformador de troca de calor. Parte ou a totalidade do gás de saída do ATR é usada como fonte de calor no reformador de troca de calor por troca de calor para conduzir a reação endotérmica de reforma a vapor.[0022] Typically, the gas leaving the series heat exchange reformer will be at or near equilibrium at a temperature of 650 to 800 °C. The exit gas from the series heat exchange reformer is then directed to the ATR along with any hydrocarbon feed that was not steam reformed in the heat exchange reformer. Some or all of the ATR outlet gas is used as a heat source in the heat exchange reformer to drive the endothermic steam reforming reaction.

[0023] No conceito de paralelo da reforma de troca de calor, parte da matéria-prima de hidrocarboneto é direcionada para o ATR e o restante da matéria-prima de hidrocarboneto e/ou uma segunda matéria-prima de hidrocarboneto para o reformador de troca de calor.[0023] In the parallel concept of heat exchange reforming, part of the hydrocarbon feedstock is directed to the ATR and the remainder of the hydrocarbon feedstock and/or a second hydrocarbon feedstock to the exchange reformer of heat.

[0024] As matérias-primas para o ATR e para o reformador de troca de calor podem ter composições diferentes, por exemplo, diferentes proporções vapor/carbono.[0024] The raw materials for the ATR and the heat exchange reformer may have different compositions, for example, different steam/carbon ratios.

[0025] No reformador de troca de calor, no conceito paralelo, ocorre a reforma a vapor. Parte ou a totalidade do gás de saída do ATR é utilizada como fonte de calor no reformador de troca de calor por troca de calor para conduzir a reação endotérmica de reforma a vapor.[0025] In the heat exchange reformer, in the parallel concept, steam reforming takes place. Some or all of the ATR outlet gas is used as a heat source in the heat exchange reformer to drive the endothermic steam reforming reaction.

[0026] O gás que sai do catalisador no reformador de troca de calor pode opcionalmente ser misturado com parte ou a totalidade do gás de saída do ATR antes que este último seja usado como fonte de calor. Alternativamente, o gás de saída do reformador de troca de calor e o gás de saída do ATR podem ser misturados a jusante do reformador de troca de calor.[0026] The gas exiting the catalyst in the heat exchange reformer may optionally be mixed with part or all of the ATR exit gas before the latter is used as a heat source. Alternatively, the heat exchange reformer outlet gas and the ATR outlet gas may be mixed downstream of the heat exchange reformer.

[0027] Assim, em uma modalidade adicional da invenção, o processo compreende a etapa adicional de reformar a vapor uma parte da matéria-prima de hidrocarbonetos e/ou uma segunda matéria-prima de hidrocarbonetos em relação indireta de transferência de calor com parte ou a totalidade do fluxo do processo que deixa a etapa de reforma autotérmica (c1) e mistura do gás de processo reformado a vapor de troca de calor com gás de processo reformado autotermicamente.[0027] Thus, in a further embodiment of the invention, the process comprises the additional step of steam reforming a part of the hydrocarbon feedstock and/or a second hydrocarbon feedstock in an indirect heat transfer relationship with part or the entire process flow leaving the autothermal reforming step (c1) and mixing the heat exchange steam reformed process gas with autothermally reformed process gas.

[0028] Existe também a possibilidade de não misturar os dois gases, dependendo do(s) uso(s) final(is) do gás de síntese.[0028] There is also the possibility of not mixing the two gases, depending on the final use(s) of the synthesis gas.

[0029] Independentemente de ser utilizado um conceito em paralelo ou em série do reformador de troca de calor, os parâmetros operacionais e o projeto do reformador de troca de calor podem, em princípio, ser ajustados para fornecer um módulo M com o valor desejado de 1,9 a 2,2 ou, de preferência, 2,0 a 2,1, em particular quando se utiliza o gás de síntese para a preparação de metanol.[0029] Regardless of whether a parallel or series concept of the heat exchange reformer is used, the operating parameters and design of the heat exchange reformer can, in principle, be adjusted to provide a module M with the desired value of 1.9 to 2.2 or, preferably, 2.0 to 2.1, in particular when using syngas for the preparation of methanol.

[0030] No entanto, o tamanho do reformador de troca de calor pode tornar essa solução antieconômica. Nesse cenário, o uso de hidrogênio da eletrólise como descrito acima pode ser benéfico. Isso permite um reator reformador de troca de calor menor.[0030] However, the size of the heat exchange reformer may make this solution uneconomical. In this scenario, the use of hydrogen from electrolysis as described above may be beneficial. This allows for a smaller heat exchange reformer reactor.

[0031] A quantidade de hidrogênio pode ser adaptada de modo que quando o hidrogênio é misturado com o gás de processo gerado pelas etapas de reforma, o valor desejado de M (entre 1,90 e 2,20 ou preferencialmente entre 2,00 e 2,10) seja alcançado.[0031] The amount of hydrogen can be adapted so that when the hydrogen is mixed with the process gas generated by the reforming steps, the desired value of M (between 1.90 and 2.20 or preferably between 2.00 and 2.10) is achieved.

[0032] O módulo pode ser adicionalmente ajustado ao valor desejado pela adição de dióxido de carbono essencialmente puro a matéria-prima de hidrocarbonetos e/ou ao gás de síntese e/ou a montante do reformador autotérmico.[0032] The module can be further adjusted to the desired value by adding essentially pure carbon dioxide to the hydrocarbon feedstock and/or synthesis gas and/or upstream of the autothermal reformer.

[0033] Assim, em uma modalidade da invenção, o dióxido de carbono essencialmente puro é adicionado ao material de alimentação de hidrocarbonetos a montante da reforma autotérmica.[0033] Thus, in one embodiment of the invention, essentially pure carbon dioxide is added to the hydrocarbon feed material upstream of the autothermal reforming.

[0034] A eletrólise ao mesmo tempo produz oxigênio, que é alimentado ao ATR ou ao POX. Isso reduz o tamanho do suprimento secundário de oxigênio, como, por exemplo, uma unidade de separação de ar (ASU).[0034] Electrolysis at the same time produces oxygen, which is fed to ATR or POX. This reduces the size of the secondary oxygen supply, such as an air separation unit (ASU).

[0035] Se a energia para a eletrólise for produzida (pelo menos em parte) por fontes sustentáveis, as emissões de CO2 da planta por unidade de produto produzido serão reduzidas.[0035] If the energy for electrolysis is produced (at least in part) by sustainable sources, the plant's CO2 emissions per unit of product produced will be reduced.

[0036] Em todos os casos acima, a matéria-prima pode inicialmente ser submetida às etapas de purificação (incluindo dessulfurização) e pré-reforma adiabática.[0036] In all of the above cases, the raw material can initially be subjected to purification (including desulfurization) and adiabatic pre-reforming steps.

[0037] De preferência, a matéria-prima de hidrocarbonetos compreende gás natural, metano, GNL, nafta ou misturas dos mesmos, como tal, ou pré-reformados e/ou dessulfurados.[0037] Preferably, the hydrocarbon feedstock comprises natural gas, methane, LNG, naphtha or mixtures thereof, as such, or pre-formed and/or desulfurized.

[0038] A matéria-prima de hidrocarbonetos pode ainda compreender hidrogênio e/ou vapor, bem como outros componentes.[0038] The hydrocarbon feedstock may further comprise hydrogen and/or steam, as well as other components.

[0039] A invenção pode ainda ser empregada na produção de gás de síntese para outras aplicações onde é desejável aumentar a concentração de hidrogênio no gás de alimentação e onde parte do oxigênio necessário para a produção de gás de síntese é favoravelmente produzida por eletrólise.[0039] The invention can also be used in the production of synthesis gas for other applications where it is desirable to increase the concentration of hydrogen in the feed gas and where part of the oxygen necessary for the production of synthesis gas is favorably produced by electrolysis.

[0040] A eletrólise pode ser realizada por vários meios conhecidos na técnica, como por eletrólise à base de óxido sólido ou eletrólise por células alcalinas ou células poliméricas (PEM).[0040] Electrolysis can be carried out by various means known in the art, such as solid oxide-based electrolysis or electrolysis by alkaline cells or polymeric cells (PEM).

EXAMPLE

[0041] Comparação entre ATR convencional e ATR + eletrólise de acordo com a invenção Tabela de comparação * Incluído no gás do produto ** Incluído no oxidante para ATR[0041] Comparison between conventional ATR and ATR + electrolysis according to the invention Comparison table * Included in product gas ** Included in oxidizer for ATR

[0042] Como é evidente na Tabela de Comparação acima, o fluxo de entrada e saída do ATR é menor ao aplicar eletrólise. Isto é, o reator ATR é menor no processo de acordo com a invenção. O mesmo vale para a ASU.[0042] As is evident from the Comparison Table above, the inlet and outlet flow of the ATR is lower when applying electrolysis. That is, the ATR reactor is smaller in the process according to the invention. The same goes for ASU.

[0043] Outra vantagem do processo de acordo com a invenção é que a quantidade de alimentação necessária para o ATR é menor e o módulo do gás de síntese é melhorado se o gás de síntese for usado para produção de metanol no processo de acordo com a invenção.[0043] Another advantage of the process according to the invention is that the amount of feed required for the ATR is smaller and the synthesis gas modulus is improved if the synthesis gas is used for methanol production in the process according to the invention.

Claims

1. Method for preparing synthesis gas, characterized by the fact that it comprises the steps of: (a) separating atmospheric air into a separate stream containing oxygen and a separate stream containing nitrogen; (b) preparing a separate stream containing hydrogen and a separate stream containing oxygen by electrolysis of water and/or steam; (c) partially oxidizing or autothermally reforming in an autothermal reformer at least a portion of a hydrocarbon feed material with at least a portion of the oxygen-containing stream obtained by separation from atmospheric air in step (a) and at least at least a part of the oxygen-containing stream obtained by electrolysis of water and/or steam in step (b) to a process gas comprising hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide; and (d) introducing at least part of the separate hydrogen-containing stream of step (b) into the process gas of step (c), wherein the electrolysis is operated so that the entire separate hydrogen-containing stream produced in step (b) ) is added to the process gas of step (c) and the modulus M, where M=(H2-CO2)/(CO+CO2), of the resulting mixture of hydrogen and the process gas of step (c) is between 1 .9 and 2.2 or preferably between 2 and 2.1.

2. Method according to claim 1, characterized by the fact that it comprises the additional step of steam reforming part or all of the hydrocarbon feedstock in the indirect heat transfer relationship with part or all of the hydrocarbon flow. process that leaves the autothermal reforming stage (c).

3. Method according to claim 1, characterized in that it comprises the additional step of steam reforming part of the hydrocarbon feedstock and/or a second hydrocarbon feedstock in indirect heat transfer relationship with part or all of the process gas leaving the autothermal reforming step (c) and mixing the heat exchange steam reformed process gas with the autothermal reformed process gas.

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises an additional step of primary steam reforming of part or all of the hydrocarbon feedstock upstream of step (c).

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that essentially pure carbon dioxide is added to the hydrocarbon feedstock upstream of the partial oxidation or autothermal reforming and/or downstream of the step (c ).

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the hydrocarbon feedstock comprises natural gas, methane, LNG, naphtha or mixtures thereof, as such, or pre-formed and/or desulfurized.

7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized by the fact that the separation of atmospheric air in step (a) and/or the electrolysis of water and/or steam in step (b) is powered by at least partly by renewable energy.

8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized by the fact that the separation of atmospheric air in step (a) is carried out by cryogenic separation.

9. Method according to any one of claims 1 to 8, characterized by the fact that the synthesis gas prepared in step (d) is in another step converted into a methanol product.