BR112020024532A2 - processo para a produção de metanol - Google Patents

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Abstract

Processo integrado compreendendo: síntese de metanol a partir de um gás de síntese de metanol (12); síntese de amônia a partir de um gás de reposição de amônia (25), e síntese de monóxido de carbono a partir de uma corrente contendo metano, em que: a síntese de metanol proporciona uma corrente líquida de metanol (13) e uma corrente gasosa (14) de gás de síntese não reagido; uma parte (14a) da dita corrente gasosa é separada como gás de purga; o dito gás de purga é submetido a uma etapa de recuperação de hidrogênio, proporcionando uma corrente contendo hidrogênio (19) que é usada como uma fonte de hidrogênio para preparar o gás de reposição de amônia, e um gás residual (20) que é usado como uma fonte de metano para a síntese de monóxido de carbono por oxidação de uma corrente contendo metano.

Description

“PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE METANOL”
DESCRIÇÃO Campo de aplicação
[0001] A presente invenção se refere ao campo da produção de metanol.
Técnica anterior
[0002] Um processo para a síntese de metanol compreende basicamente a produção de um gás de reposição de síntese contendo óxidos de carbono (CO, CO;) e hidrogênio (H2), por meio da reforma ou da oxidação parcial de uma matéria-prima de hidrocarbonetos, em uma seção frontal, e da conversão do dito gás de reposição de síntese em metanol, em um ciclo de síntese.
[0003] A conversão do gás de reposição em metanol é realizada em alta temperatura (200-300 ºC) e alta pressão ((6860-9800 kPa) (70-100 bar)), na presença de um catalisador apropriado, e envolve as seguintes reações de hidrogenação dos óxidos de carbono (CO, CO;) e mudança reversa de água-gás: <Oo + 2H, CH;OH £S + 3H, CH3OH + H;O <2&O, + Ho CO + HO
[0004] As ditas reações são caracterizadas por condições desfavoráveis de equilíbrio termodinâmico, e apenas uma fração do gás de reposição de síntese é convertida em metanol por passagem sobre o catalisador.
[0005] Uma corrente contendo gás não reagido é, portanto, separada de uma corrente de metanol bruto obtido pela conversão do gás de reposição.
[0006] A dita corrente de metanol bruto é tipicamente refinada em dois estágios: em um primeiro estágio, as extremidades leves são removidas e, em um segundo estágio, as extremidades mais pesadas e a água são removidas, proporcionando, assim, um metanol refinado da qualidade desejada.
[0007] A corrente contendo o gás não reagido é dividida em uma primeira parte, a qual é recirculada no ciclo de síntese para reação adicional, e uma segunda parte, a qual é continuamente removida do ciclo de síntese para evitar o acúmulo de compostos inertes, incluindo principalmente o metano, o argônio e o nitrogênio. A dita segunda parte também é referida como corrente de gás de purga e é principalmente usada como combustível nos queimadores da seção de reforma.
[0008] No entanto, o gás de purga é removido em uma alta pressão (aproximadamente a mesma pressão do ciclo de síntese), ao passo que os queimadores operam em baixa pressão. Isso significa que a energia da pressão do gás de purga é perdida.
[0009] Além disso, o gás de purga contém componentes reformados, que são queimados para alimentar os queimadores da seção de reforma. Isso significa que a energia usada para a reforma é perdida.
[0010] Pelas razões acima mencionadas, a reciclagem do dito gás de purga como combustível nos queimadores não é totalmente satisfatória e eficiente.
[0011] A US 2011/0236293 divulga uma planta de refinaria de gás de síntese integrada e um processo para a produção simultânea de uma corrente de hidrogênio, um gás de síntese rico em hidrogênio, um gás de síntese empobrecido de hidrogênio e, opcionalmente, uma corrente de monóxido de carbono.
Resumo da invenção
[0012] A invenção visa superar as desvantagens da técnica anterior. Em particular, a invenção visa proporcionar uma reciclagem mais eficiente da corrente de gás de purga removida do ciclo de síntese de uma planta de metanol.
[0013] A ideia que forma a base da invenção é usar a corrente de gás de purga como matéria-prima para a síntese de amônia e monóxido de carbono, ao mesmo tempo aproveitando as sinergias com a produção de metanol.
[0014] Estes objetivos são atingidos com um processo integrado para a síntese de metanol, amônia e monóxido de carbono de acordo com a reivindicação 1.
[0015] O dito processo compreende: a) uma síntese de metanol por conversão catalítica de um primeiro gás de síntese, que é um gás contendo hidrogênio e óxidos de carbono; b) uma síntese de amônia por conversão catalítica de um segundo gás de síntese, que é um gás de reposição de amônia incluindo hidrogênio e nitrogênio, e c) uma síntese de monóxido de carbono por oxidação de uma corrente contendo metano, em que: a dita etapa a) proporciona uma corrente líquida de metanol e uma corrente gasosa contendo gás de síntese não reagido; uma parte da dita corrente gasosa contendo gás de síntese não reagido é separada como uma corrente de gás de
Purga; a dita corrente de gás de purga é submetida a uma etapa de recuperação de hidrogênio, obtendo uma corrente contendo hidrogênio e um gás residual contendo metano e CO, e pelo menos parte da dita corrente contendo hidrogênio é uma fonte de hidrogênio para o gás de reposição de amônia submetido à conversão da etapa b), e pelo menos parte do dito gás residual é uma fonte de metano para a corrente contendo metano submetida à oxidação da etapa c).
[0016] De preferência, o primeiro gás de síntese sujeito à conversão da etapa a) é obtido por uma etapa de conversão de uma matéria-prima de hidrocarboneto. A dita etapa de conversão pode compreender a oxidação parcial da dita matéria-prima de hidrocarboneto ou, de preferência, a reforma da dita matéria-prima de hidrocarboneto. O primeiro gás de síntese assim obtido é então vantajosamente comprimido a uma pressão de síntese de 6860-9800 kPa) (70- 100 bar). O dito primeiro gás de síntese é então convertido em metanol bruto, na dita pressão de síntese, dentro de um ciclo de síntese, e o metanol bruto assim obtido é separado na dita corrente líquida de metanol e na dita corrente gasosa contendo gás de síntese não reagido.
[0017] De acordo com uma modalidade preferida, o dito processo compreende uma etapa de separação de ar em uma unidade de separação de ar (ASU) especializada, que proporciona uma corrente de nitrogênio e uma corrente de oxigênio. Pelo menos parte da dita corrente de nitrogênio é uma fonte de nitrogênio para o dito gás de reposição de amônia e pelo menos parte da dita corrente de oxigênio atua como oxidante na oxidação da dita corrente contendo metano. Parte da dita corrente de oxigênio também pode ser usada como uma fonte de oxigênio na etapa acima mencionada de conversão da matéria-prima de hidrocarboneto no primeiro gás de síntese.
[0018] A corrente gasosa contendo gás de síntese não reagido divide-se vantajosamente na dita corrente de gás de purga e em uma corrente que é reciclada de volta para a etapa de conversão em metanol bruto para reação adicional.
[0019] De acordo com uma modalidade preferida, a dita etapa de recuperação de hidrogênio é realizada por meio de membranas de separação.
[0020] De preferência, a dita corrente de gás de purga é submetida, antes de ser submetida à dita etapa de recuperação de hidrogênio, a uma etapa de lavagem com água, em que quantidades ínfimas de metanol são absorvidas em água e removidas em uma corrente aquosa, proporcionando, assim, uma corrente de gás de purga sem metanol. A dita etapa de lavagem é vantajosa, especialmente quando as membranas de separação forem usadas na etapa de recuperação de hidrogênio subsequente, porque o metanol é removido, o que poderia ser um problema para as ditas membranas.
[0021] De preferência, a pressão da dita corrente contendo hidrogênio, na saída das membranas de separação, é cerca de 2450-2940 kPa (25-30 bar) menor do que a pressão da corrente de gás de purga na entrada das membranas de separação. Consequentemente, a diminuição da pressão da dita corrente contendo hidrogênio através das membranas de separação é cerca de 2450-2940 kPa (25-30 bar).
[0022] De preferência, a pressão do gás residual, na saída das membranas de separação, é 196-392 kPa (2-4 bar) menor do que a pressão da corrente de gás de Purga na entrada das membranas de separação. Consequentemente, a diminuição da pressão do dito gás residual através das membranas de separação é cerca de 196- 392 kPa (2-4 bar).
[0023] De preferência, pelo menos 90% do hidrogênio contido na corrente de gás de purga obtida pela divisão da corrente gasosa contendo gás de síntese não reagido são recuperados na etapa de recuperação de hidrogênio e coletados na dita corrente contendo hidrogênio. De preferência, a dita corrente contendo hidrogênio tem um teor de hidrogênio de pelo menos 85% (vol).
[0024] De preferência, pelo menos 70% do metano contido na dita corrente de gás de purga e pelo menos 60% do monóxido de carbono nela contido são coletados no gás residual removido da etapa de recuperação de hidrogênio. O dito gás residual tem preferivelmente um teor de metano de cerca de 60% (vol) e um teor de monóxido de carbono de cerca de 2% (vol).
[0025] De acordo com uma modalidade da invenção, a síntese de amônia inclui: uma etapa de purificação da dita corrente contendo hidrogênio, proporcionando uma corrente contendo hidrogênio purificada; mistura da dita corrente purificada com uma quantidade adequada de nitrogênio, proporcionando o dito gás de reposição de amônia, e compressão do dito gás de reposição para uma pressão de síntese em um compressor de múltiplos estágios. O dito nitrogênio é vantajosamente proporcionado pela ASU acima mencionada e é injetado na dita corrente de hidrogênio purificada na sucção do dito compressor de múltiplos estágios.
[0026] De preferência, a dita etapa de purificação é realizada em uma unidade de adsorção por oscilação de pressão (PSA). Vantajosamente, a diminuição da pressão através da dita unidade de PSA é de cerca de 98 kPa (1 bar) e a corrente contendo hidrogênio purificada, na saída da dita unidade de PSA, tem uma pressão na faixa de 3920-4900 kPa (40-50 bar).
[0027] A unidade de PSA recupera vantajosamente na dita corrente purificada cerca de 80-90% do hidrogênio inicialmente presente na corrente, antes da purificação. A dita corrente purificada contém gases inertes (isto é, metano e argônio) em uma quantidade preferivelmente não maior do que 2.000 ppmv, mais preferivelmente na faixa entre 700 e 2.000 ppmv. A dita corrente purificada contém menos do que 10 ppm de compostos como o CO, o C02, o 02 e a água, que representam venenos do catalisador para a síntese de amônia.
[0028] Um gás residual contendo metano, hidrogênio, nitrogênio, CO, CO, Ar e água também é removido da dita unidade de PSA. De preferência, o dito gás residual é pelo menos parcialmente reciclado, como um combustível, para a etapa de conversão da matéria-prima de hidrocarboneto no primeiro gás de síntese, por exemplo, para os queimadores da seção de reforma.
[0029] De acordo com uma modalidade da invenção, a síntese de monóxido de carbono inclui: submeter o gás residual da etapa de recuperação de hidrogênio e contendo metano e monóxido de carbono à oxidação parcial (POX), em uma unidade de POX adequada, em que o metano é oxidado em CO, proporcionando, assim, um gás de síntese contendo CO; submeter o dito gás de síntese a uma etapa de remoção de CO2 e, em seguida, a uma etapa de separação de CO, obtendo uma corrente de CO e outra corrente contendo hidrogênio.
[0030] Considerando que a queda de pressão da unidade de POX é de 784-980 kPa (8-10 bar), a pressão de operação da dita unidade de POX é escolhida adequadamente, de modo a otimizar a operação da unidade de separação de CO a jusante. A unidade de separação de CO pode ser uma caixa fria ou pode conter membranas de separação, dependendo da especificação final requerida do produto de CO.
[0031] De preferência, a dita corrente contendo hidrogênio adicional se mistura com a corrente contendo hidrogênio obtida da etapa de recuperação de hidrogênio mencionada acima. Em outra modalidade, a dita corrente contendo hidrogênio adicional é reciclada como combustível para a etapa de conversão da matéria-prima de hidrocarboneto no primeiro gás de síntese, por exemplo, para os queimadores da seção de reforma.
[0032] Outro objetivo da presente invenção é uma planta de acordo com as reivindicações anexas.
[0033] Particularmente, a planta é caracterizada por compreender: meios dispostos para direcionar pelo menos uma parte de uma corrente contendo hidrogênio de uma seção de metanol para uma seção de amônia, para proporcionar pelo menos parte do hidrogênio necessário para obter o dito gás de reposição de amônia, e meios dispostos para direcionar pelo menos uma parte de um gás residual da seção de metanol para uma seção de monóxido de carbono, para proporcionar pelo menos parte do metano para oxidar.
[0034] A planta pode compreender ainda: uma unidade de separação de ar proporcionando uma corrente de nitrogênio e uma corrente de oxigênio, meios dispostos para direcionar pelo menos uma parte da dita corrente de nitrogênio para a seção de amônia, para proporcionar pelo menos parte do nitrogênio necessário para obter o dito gás de reposição de amônia, e meios dispostos para direcionar pelo menos uma parte da dita corrente de oxigênio (30) para a seção de monóxido de carbono, para proporcionar pelo menos parte do oxidante para a oxidação do metano.
[0035] Os meios acima mencionados podem incluir uma tubulação e os itens necessários para direcionar adequadamente a corrente gasosa em questão, por exemplo, válvulas e um compressor ou soprador, se apropriado.
[0036] A presente invenção tem as vantagens que se seguem.
[0037] Uma primeira vantagem é o aproveitamento máximo do conteúdo de energia associado à corrente de gás de purga que deixa o ciclo de síntese de metanol como corrente de alta pressão e que contém componentes reformados valiosos (isto é, hidrogênio e óxidos de carbono), acarretando, assim, uma diminuição do consumo geral de energia para a fabricação de metanol, amônia e monóxido de carbono.
[0038] Outra vantagem é que a potência do compressor de gás de síntese da seção de amônia é reduzida, em comparação com a técnica anterior.
[0039] Além disso, são evitadas as seções de purificação dos hidrocarbonetos tipicamente presentes nas plantas de amônia e monóxido de carbono da técnica anterior. Além disso, também são evitados a seção para a conversão da matéria-prima de hidrocarboneto em gás de síntese e o reator de deslocamento, tipicamente presentes em uma planta de amônia da técnica anterior.
[0040] Além disso, a seção de geração de gás de síntese para a produção de CO é reduzida no tamanho (cerca de 5%), graças ao CO presente no gás de purga. Ademais, a operação da unidade de separação de CO (Caixa Fria ou membranas) é otimizada graças à seleção da pressão de operação mais adequada para ela e para as unidades a montante.
[0041] Outra vantagem é que a água de alimentação da caldeira (BFW) e o sistema de vapor são comuns para as três instalações de produção.
[0042] A presente invenção também apresenta várias vantagens a partir de um ponto de vista comercial, em particular: custo de investimento reduzido para a coprodução em comparação com as três linhas de produção para cada produto; sinergias atraentes no investimento para a ASU, que pode ser usada como fonte de oxigênio para a produção de metanol e a produção de CO e, ao mesmo tempo, pode ser usada como fonte de nitrogênio para a produção de amônia.
[0043] As vantagens da invenção surgirão ainda mais claramente com o auxílio da descrição detalhada abaixo, relativa a uma modalidade preferida, como mostrado na Fig. 1.
Descrição detalhada
[0044] A planta integrada 1 mostrada na Fig. 1 compreende uma seção 100 para a síntese de metanol, uma seção 200 para a síntese de amônia e uma seção 300 para a síntese de monóxido de carbono. A dita planta também compreende uma unidade de recuperação de hidrogênio (HRU) baseada em membrana 400 e uma unidade de separação de ar (ASU) 500.
[0045] A seção de metanol 100 inclui essencialmente uma unidade de purificação de gás natural 101, uma unidade de reforma 102, um ciclo de síntese 103, uma coluna de lavagem com água 104 e uma unidade de destilação 105. De acordo com este exemplo, a unidade de reforma 102 realiza uma reforma de vapor puro na presença de vapor. O ciclo de síntese 103 contém essencialmente um reator catalítico, uma seção de condensação e um separador.
[0046] A unidade de reforma 102 produz um gás de síntese 12 que é comprimido em um compressor de múltiplos estágios (não mostrado) e subsequentemente reagido no ciclo de síntese 103. O ciclo de síntese 103 proporciona uma corrente líquida de metanol 13 e uma corrente gasosa de gás de síntese não reagido 14. A corrente líquida de metanol 13 é enviada para a unidade de destilação 105 e a corrente gasosa de gás não reagido 14 é submetida a uma lavagem com água na coluna 104.
[0047] A corrente gasosa 17 removida da coluna de lavagem com água 104 alimenta a unidade de recuperação de hidrogênio 400 da qual são liberados uma corrente contendo hidrogênio 19 e um gás residual contendo metano e co.
[0048] A seção de amônia 200 recebe a dita corrente contendo hidrogênio 19 e inclui essencialmente uma unidade de purificação 201, um compressor de gás de múltiplos estágios 202 e um ciclo de síntese de amônia 203. De acordo com o exemplo da figura, a dita unidade de purificação 201 é uma unidade de adsorção por oscilação de pressão (PSA).
[0049] A seção de monóxido de carbono 300 recebe o dito gás residual contendo metano e CO e inclui essencialmente uma unidade de oxidação parcial (POX) 301, uma seção de remoção de CO2 302 e uma unidade de separação de CO 303. De acordo com o exemplo da figura, a unidade de separação de CO 303 é uma caixa fria.
[0050] Mais detalhadamente, a operação da planta 1 é como se segue.
[0051] Uma corrente 10 de gás natural se divide em uma primeira parte l10a e uma segunda parte 10b.
[0052] A dita primeira parte l10a é fornecida à unidade de purificação 101 da seção de metanol 100, em que o enxofre e outros contaminantes são removidos, proporcionando, assim, uma matéria-prima de gás natural purificada 11.
[0053] A dita segunda parte 10b e a dita matéria-prima purificada 11 são alimentadas à unidade de reforma 102, onde elas são reformadas, proporcionando um gás de síntese 12. O dito gás de síntese 12 contém óxidos de carbono (CO, CO;), hidrogênio e gases inertes.
[0054] O gás de síntese 12 é comprimido para uma pressão de síntese de cerca de 6860-9800 kPa(70-100 bar), em um compressor de múltiplos estágios (não mostrado). O gás comprimido assim obtido é suprido ao ciclo de síntese 103, em que o metanol bruto é obtido e dividido na corrente líquida de metanol 13 e na corrente gasosa de gás de síntese não reagido 14 acima mencionadas.
[0055] A dita corrente líquida de metanol 13 é submetida à purificação na unidade de destilação 105.
[0056] A dita corrente gasosa de gás de síntese não reagido 14 divide-se em uma primeira parte l4a e uma segunda parte 1l4b. A dita primeira parte l4a (também referida como corrente de gás de purga) entra na coluna de lavagem 104, que também é abastecida com água de lavagem 15 e em que quantidades ínfimas de metanol são removidas em uma corrente aquosa 16, proporcionando, assim, uma corrente sem metanol de gás de síntese não reagido 17. A dita segunda parte l4b é, em vez disso, reciclada de volta para a unidade de reforma 102, para reação adicional.
[0057] A corrente sem metanol 17 alimenta a unidade de recuperação de hidrogênio 400, que separa a corrente contendo hidrogênio 19 já mencionada e o gás residual 20 contendo componentes inertes, como o metano e o monóxido de carbono.
[0058] A corrente contendo hidrogênio 19 se mistura com outra corrente contendo hidrogênio 37, deixando a unidade de separação de CO 303. A corrente contendo hidrogênio resultante 21 é suprida à unidade de PSA 201 da seção de amônia 200, que proporciona uma corrente purificada de hidrogênio 22 e um gás residual 23 contendo metano, CO, CO2, H2, Ar, N2 e água. O dito gás residual é, por exemplo, usado como combustível na unidade de reforma 102 da seção de metanol 100.
[0059] A diminuição da pressão através da unidade de PSA 201 é da ordem de magnitude de 98 kPa (1 bar) e a corrente purificada 22 está disponível na sucção do compressor de gás de síntese 202 a uma pressão de 3920- 4900 kPa (40-50 bar).
[0060] A dita corrente purificada 22 se mistura, na sucção do compressor 202, com o nitrogênio 24 proporcionado pela ASU 500, formando um gás de síntese de reposição de amônia 25.
[0061] O gás de reposição 25 é comprimido para a pressão de síntese de amônia no compressor 202 e alimentado ao ciclo de síntese 203, que proporciona a amônia 26 e um gás residual (não mostrado) que pode ser usado para alimentar a unidade de reforma.
[0062] O gás residual 20 da HRU 400 é fornecido à unidade de POX 301 da seção de monóxido de carbono 300, em que o metano contido no dito gás residual reage com o oxigênio 30 e o vapor 31, proporcionando, assim, um gás de síntese 32 com um alto teor de CO, baixo teor de CO2 e baixa perda de metano. O oxigênio 30 é proporcionado pela ASU 500.
[0063] Um vapor de alta pressão (HPS) ou vapor de média pressão (MPS) saturado é gerado no sistema de recuperação de calor da unidade de POX 301 e é representado, na figura, pela corrente 33. O dito vapor é,
por exemplo, usado como meio propulsor para as turbinas da ASU 500 após superaquecimento em uma seção da planta de metanol.
[0064] O gás de síntese 32 entra na seção de remoção de CO2 302, que proporciona um gás de síntese empobrecido de CO2 34 e um gás residual 35 contendo principalmente CO2. O dito gás residual 35 é ventilado para a atmosfera.
[0065] O gás de síntese empobrecido de CO2 34 é enviado para a caixa fria 303, que proporciona uma corrente contendo CO 36 e um gás residual contendo hidrogênio 37. A corrente 36 é exportada da planta. A corrente 37 se mistura com a corrente contendo hidrogênio 19 efluente da HRU 400, para proporcionar a corrente de entrada 21 da unidade de PSA 201.
Exemplo
[0066] Com uma seção de metanol baseada na reforma de vapor puro e dimensionada para 1500 TMD e com uma ASU dimensionada para 160 TMD de oxigênio e 460 TMD de nitrogênio, o processo de acordo com a invenção permite obter cerca de 550 TMD de amônia e 150 TMD de CO.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Processo integrado para a síntese de metanol, amônia e monóxido de carbono, compreendendo: a) uma síntese de metanol por conversão catalítica de um primeiro gás de síntese (12), que é um gás contendo hidrogênio e óxidos de carbono; b) uma síntese de amônia por conversão catalítica de um segundo gás de síntese (25), que é um gás de reposição de amônia incluindo hidrogênio e nitrogênio, e c) uma síntese de monóxido de carbono por oxidação de uma corrente contendo metano, em que: a dita etapa a) proporciona uma corrente líquida de metanol (13) e uma corrente gasosa (14) contendo gás de síntese não reagido; uma parte (l4a) da dita corrente gasosa contendo gás de síntese não reagido é separada como uma corrente de gás de purga; a dita corrente de gás de purga é submetida a uma etapa de recuperação de hidrogênio, obtendo-se uma corrente contendo hidrogênio (19) e um gás residual (20) contendo metano e CO, e pelo menos parte da dita corrente contendo hidrogênio (19) é uma fonte de hidrogênio para o gás de reposição de amônia (25) submetido à conversão da etapa b), e pelo menos parte do dito gás residual (20) é uma fonte de metano para a corrente contendo metano submetida à oxidação da etapa c).
2. Um processo de acordo com a reivindicação 1, que compreende uma etapa de separação de ar em uma unidade de separação de ar especializada, proporcionando uma corrente de nitrogênio (24) e uma corrente de oxigênio (30), em que pelo menos parte da dita corrente de nitrogênio (24) é um fonte de nitrogênio para o dito gás de reposição de amônia (25) e pelo menos parte da dita corrente de oxigênio (30) atua como oxidante na oxidação da dita corrente contendo metano.
3. Um processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a dita corrente de gás de purga (l4a) é submetida a uma etapa de lavagem com água antes de ser submetida à dita etapa de recuperação de hidrogênio.
4. Um processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, em que a dita etapa de recuperação de hidrogênio é realizada por meio de membranas de separação.
5. Um processo de acordo com a reivindicação 4, em que a pressão da dita corrente contendo hidrogênio (19), na saída das membranas de separação, é 2450-2940 kPa (25-30 bar) menor do que a pressão da corrente de gás de purga (17) na entrada das membranas de separação.
6. Um processo de acordo com a reivindicação 4 ou 5, em que a pressão do gás residual (20), na saída das membranas de separação, é 196-392 kPa (2-4 bar) menor do que a pressão da corrente de gás de purga (17) na entrada das membranas de separação.
7. Um processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, em que pelo menos 90% do hidrogênio contido na corrente de gás de purga são recuperados na corrente contendo hidrogênio (19), a dita corrente contendo hidrogênio (19) preferivelmente tendo um conteúdo de hidrogênio de pelo menos 85% (vol).
8. Um processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, em que pelo menos 70% do metano contido na corrente de gás de purga (l4a) e pelo menos 60% do monóxido de carbono nela contido são recuperados no gás residual (20), o dito gás residual (20) tendo preferivelmente um teor de metano de cerca de 60% (vol) e um teor de monóxido de carbono de cerca de 2% (vol).
9. Um processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, em que a síntese de amônia inclui as seguintes etapas: purificação da dita corrente contendo hidrogênio (19), proporcionando uma corrente contendo hidrogênio purificada (22); mistura da dita corrente purificada com uma quantidade adequada de nitrogênio, proporcionando o gás de reposição de amônia (25); compressão do dito gás de reposição (25) até uma pressão de síntese.
10. Um processo de acordo com a reivindicação 9, em que a dita purificação é realizada em uma unidade de adsorção por oscilação de pressão (PSA), a diminuição da pressão através da dita unidade de PSA sendo de cerca de 98 kPa (1 bar) e a corrente contendo hidrogênio purificada (22) na saída da dita unidade de PSA tendo uma pressão na faixa de 3920-4900 kPa (40-50 bar).
11. Um processo de acordo com a reivindicação 10, a síntese de metanol incluindo uma etapa de conversão de uma matéria-prima de hidrocarboneto (11) no dito primeiro gás de síntese (12), em que um gás residual (23) contendo metano, hidrogênio, nitrogênio, CO, CO2, Ar e água é removido da dita unidade de PSA e o dito gás residual é pelo menos parcialmente reciclado como um combustível para a dita etapa de conversão.
12. Um processo de acordo com quaisquer das reivindicações anteriores, em que a síntese de monóxido de carbono inclui as seguintes etapas: submeter o gás residual (20) obtido a partir da etapa de recuperação de hidrogênio à oxidação parcial, proporcionando, assim, um gás de síntese contendo CO (32 ); submeter o dito gás de síntese a uma etapa de remoção de CO2 e, em seguida, à separação de CO, proporcionando uma corrente de CO (36) e uma outra corrente contendo hidrogênio (37).
13. Um processo de acordo com a reivindicação 12, em que a dita outra corrente contendo hidrogênio (37) se junta à corrente contendo hidrogênio (19) obtida a partir da etapa de recuperação de hidrogênio.
14. Planta que compreende uma seção (100) para a síntese de metanol, uma seção (200) para a síntese de amônia e uma seção (300) para a síntese de monóxido de carbono, em que a seção para a síntese de metanol compreende: uma seção de reforma (102), em que uma matéria- prima de hidrocarboneto (11) é reformada para proporcionar um gás de síntese (12); um compressor de gás de síntese, que eleva a pressão do gás de síntese (12) para uma pressão de síntese; um ciclo de síntese (103), proporcionando uma corrente líquida de metanol (13) e uma corrente gasosa (14) contendo gás de síntese não reagido; uma unidade de recuperação de hidrogênio, que recebe uma parte da dita corrente gasosa e proporciona uma corrente contendo hidrogênio (19) e um gás residual (20) contendo metano e CO, em que a seção (200) para a síntese de amônia compreende um ciclo de síntese (203) em que um gás de reposição de amônia (25) incluindo hidrogênio e nitrogênio é convertido em amônia, em que a seção (300) para a síntese de monóxido de carbono compreende um reator de oxidação parcial (301) em que o metano é oxidado em monóxido de carbono, a dita planta sendo caracterizada por: meios dispostos para direcionar pelo menos uma parte da dita corrente contendo hidrogênio (19) da seção de metanol (100) para a seção de amônia (200) para proporcionar pelo menos parte do hidrogênio necessário para obter o dito gás de reposição de amônia (25), e meios dispostos para direcionar pelo menos uma parte do dito gás residual (20) da seção de metanol (100) para a seção de monóxido de carbono (200) para proporcionar pelo menos parte do metano para oxidar.
15. Planta de acordo com a reivindicação 14, compreendendo uma unidade de separação de ar (500) proporcionando uma corrente de nitrogênio (24) e uma corrente de oxigênio (30), e ainda compreendendo: meios dispostos para direcionar pelo menos uma parte da dita corrente de nitrogênio (24) para a seção de amônia (200) para proporcionar pelo menos parte do nitrogênio necessário para obter o dito gás de reposição de amônia (25), e meios dispostos para direcionar pelo menos uma parte da dita corrente de oxigênio (30) para a seção de monóxido de carbono (200) para proporcionar pelo menos parte do oxidante para a oxidação do metano.
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