ES2232085T3 - Pretratamiento de gas de alimentacion en la produccion de gas de sintesis. - Google Patents
Pretratamiento de gas de alimentacion en la produccion de gas de sintesis.Info
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Abstract
Gas de síntesis de fabrica por un procedimiento en el cual una parte licuada (47) de un derivado del nitrógeno (7) procedente de un procedimiento de separación de aire (3), proporciona oxigeno para oxidar parcialmente (11) metano (9), se emplea para generar refrigeración para el tratamiento previo (31) del gas de alimentación que contiene gas de alimentación (15) para eliminar los componentes más ligeros del mismo como el nitrógeno.
Description
Pretratamiento de gas de alimentación en la
producción de gas de síntesis.
La presente invención se refiere a la producción
de gas de síntesis a partir de gas natural por oxidación parcial. La
oxidación parcial es un procedimiento ampliamente usado que produce
gas de síntesis que tiene una relación de hidrógeno a monóxido de
carbono cerca de 2, que es un gas de síntesis particularmente
adecuado para la producción de metanol, dimetiléter, hidrocarburos
más pesados por un procedimiento de Fischer-Tropsch,
y otros productos químicos. El procedimiento de oxidación parcial
usa oxígeno proporcionado por un sistema de separación de aire para
convertir una amplia diversidad materiales de alimentación que
oscilan desde metano hasta hidrocarburos más pesados en gas de
síntesis. La operación eficaz del sistema de separación de aire y la
integración del sistema con el procedimiento de oxidación parcial
son factores importantes en el coste global de la producción de gas
de síntesis.
El gas natural contiene típicamente componentes
que hierven por encima del punto de ebullición del metano, tales
como agua, hidrocarburos C_{2}^{+}, dióxido de carbono, y
compuestos que contienen azufre. El gas natural puede contener
también componentes tales como nitrógeno y helio que tienen puntos
de ebullición más bajos que el metano. La operación del
procedimiento de oxidación parcial que usa alimentación de gas
natural está afectada mínimamente por la presencia de componentes
más pesados que el metano en la alimentación, de modo que el
pretratamiento de la alimentación a menudo no se necesita. En
algunos casos puede ser deseable separar los compuestos que
contienen azufre del gas de alimentación previamente a la oxidación
parcial, por ejemplo, cuando se usa oxidación parcial
catalítica.
Componentes en la alimentación de gas natural que
son más ligeros que el metano y que actúan esencialmente como
diluyentes inertes, habitualmente nitrógeno y ocasionalmente helio,
son indeseables por un cierto número de razones. Estos diluyentes
reducen la presión parcial efectiva del metano en el reactor de
oxidación parcial, aumentan el volumen de alimentación y de gas
producto que se ha de manejar, y diluyen el gas de síntesis usado en
los procedimientos aguas abajo. Asimismo, el nitrógeno puede ser
indeseable en los procedimientos aguas abajo por otras razones. Así
pues, se preferirá en ciertos casos separar los componentes
diluyentes de la alimentación de gas natural previamente al sistema
del reactor de oxidación parcial.
Métodos para separar nitrógeno del gas natural,
típicamente denominados rechazo de nitrógeno, son bien conocidos en
la técnica, según se ha enseñado por el artículo de revisión
titulado "Upgrading Natural Gas" por H. Vines en Chemical
Engineering Progress, Noviembre 1986, págs.
46-50. Otros procedimientos representativos de
rechazo de nitrógeno se describen, por ejemplo, en los documentos
US-A-4.411.677;
US-A-4.504.285;
US-A-4.732.598; y
US-A-5.617.741.
La planta de separación de aire que proporciona
el oxígeno para el reactor de oxidación parcial también produce un
subproducto de nitrógeno, y es deseable utilizar este subproducto de
nitrógeno cuando sea posible para reducir el coste global del gas de
síntesis y de los productos generados a partir del gas de
síntesis.
El documento
US-A-5.635.541 describe el uso de
una planta de separación de aire a presión elevada que suministre
oxígeno para la conversión de gas natural en hidrocarburos de más
alto peso molecular. Se utiliza de varias maneras gas subproducto de
nitrógeno a elevada presión para mejorar la eficacia del
procedimiento global. En una realización, el subproducto de
nitrógeno se enfría por expansión con producción de trabajo y se
pone en contacto con agua para producir agua fría que se usa para
enfriar el aire de entrada del compresor de la unidad de separación
de aire. En otra realización se expande el nitrógeno subproducto
para generar trabajo para producir electricidad o para compresión de
gas. En un modo alternativo, se calienta el nitrógeno por calor
residual a partir del procedimiento de conversión de gas natural
previo a la expansión. El documento
US-A-5.146.756 describe un sistema
de separación de aire a presión elevada en el que nitrógeno
subproducto del extremo frío del intercambiador de calor se expande
con producción de trabajo y se reintroduce en el intercambiador para
proporcionar un enfriamiento adicional para una mayor eficacia. El
nitrógeno expandido y calentado de esta etapa se puede usar
adicionalmente para refrigeración a temperatura ambiente que
reemplace o reduzca el uso de agua de refrigeración.
Alternativamente, algo de nitrógeno presurizado a temperatura
ambiente se puede expandir con producción de trabajo y enfriar
adicionalmente para otros usos fuera del sistema de separación de
aire.
Es deseable reducir el coste de capital y de
operación de una planta de proceso para la oxidación parcial de una
alimentación de gas natural para gas de síntesis integrando la
unidad de separación de aire con el procedimiento de oxidación
parcial y, opcionalmente, con el procedimiento que consume gas de
síntesis. Esto se puede conseguir en parte por la eficaz utilización
del subproducto de nitrógeno a partir del sistema de separación de
aire, particularmente cuando este sistema genera un subproducto de
nitrógeno a una presión por encima de la presión atmosférica. Cuando
la alimentación de gas natural contiene cantidades significativas de
componentes de punto de ebullición más bajos, tales como nitrógeno,
a menudo es deseable pretratar la alimentación para separar este
nitrógeno, reduciendo con ello el tamaño del equipo aguas abajo y
los requisitos del manejo de gas. La invención que se describe a
continuación y que se define por las reivindicaciones que siguen,
ofrece un método eficaz de integrar la unidad de separación de aire
con el procedimiento de oxidación parcial, separando el nitrógeno de
la alimentación de gas natural que utiliza nitrógeno subproducto a
partir de la unidad de separación de aire.
La invención es un método para producir gas de
síntesis que comprende separar una corriente de alimentación de aire
en corrientes de gas producto de oxígeno y gas subproducto de
nitrógeno y licuar al menos una porción de la corriente de gas
subproducto de nitrógeno para producir una corriente de nitrógeno
líquido. Una corriente de alimentación de gas que comprende metano y
al menos un componente más ligero que tiene un punto de ebullición
más bajo que el metano se separa criogénicamente en una corriente de
gas metano purificado y una corriente de gas de rechazo enriquecida
en el componente ligero. Al menos una porción de la refrigeración
requerida para separar criogénicamente la corriente de alimentación
de gas se proporciona, preferiblemente de modo directo, por la
corriente de nitrógeno líquido. La corriente de gas producto de
oxígeno se hace reaccionar con al menos una porción de la corriente
de gas metano purificado en un procedimiento de oxidación parcial
para producir gas de síntesis que comprende hidrógeno y monóxido de
carbono.
La corriente de nitrógeno líquido puede ser
proporcionada enfriando la corriente de gas subproducto de nitrógeno
y expandiendo con producción de trabajo la corriente fría resultante
para producir la corriente de nitrógeno líquido y una corriente de
vapor de nitrógeno frío, en donde el enfriamiento de la corriente de
gas subproducto de nitrógeno se efectúa por intercambio indirecto de
calor con la corriente de vapor de nitrógeno frío. La presión de la
corriente de gas subproducto de nitrógeno es, típicamente, al menos
140 kPa. Opcionalmente, la corriente de gas subproducto de nitrógeno
se comprime antes del enfriamiento y de la expansión con producción
de trabajo.
La corriente de alimentación de gas se separa
preferiblemente por un procedimiento que comprende enfriar la
corriente de alimentación de gas por intercambio indirecto de calor
con una o más corrientes frías de proceso para producir un fluido
frío, expandir el fluido frío con producción de trabajo e introducir
el fluido expandido resultante en una columna de destilación en un
punto intermedio, introducir la corriente de nitrógeno líquido en la
columna de destilación para proporcionar reflujo frío, retirar de la
columna de destilación una corriente fría de cabeza enriquecida en
el componente más ligero y una corriente de fondo de metano líquido
purificado, y vaporizar la corriente de fondo de metano líquido
purificado para proporcionar la corriente de gas metano
purificado.
La corriente de fondo de metano líquido
purificado, opcionalmente, se bombea a presión elevada antes de la
vaporización para proporcionar la corriente de gas metano
purificado. La corriente de alimentación de gas se puede enfriar en
parte por intercambio indirecto de calor con la corriente de fondo
de metano líquido purificado que se vaporiza para producir la
corriente de gas metano purificado. La corriente de alimentación de
gas también se puede enfriar en parte por intercambio indirecto de
calor con la corriente fría de cabeza de la columna de destilación.
Además, la corriente de alimentación de gas se puede enfriar en
parte por intercambio indirecto de calor con una corriente de metano
líquido que se vaporiza retirada del fondo de la columna de
destilación, en donde el metano vaporizado resultante se usa para
hacer hervir en la columna de destilación. Si se desea, una porción
de la corriente de metano purificado se puede retirar como producto
previamente al procedimiento de oxidación parcial. La corriente de
alimentación de gas puede ser una corriente de alimentación de gas
natural, y al menos un componente más ligero en la corriente de
alimentación de gas natural comprende habitualmente nitrógeno.
La corriente de alimentación de gas natural se
proporciona típicamente tratando gas natural crudo para separar
contaminantes que se congelarían durante la separación criogénica de
la corriente de alimentación de gas natural en una corriente de gas
metano purificado y una corriente de gas de rechazo.
El componente más ligero en la corriente de
alimentación de gas puede comprender nitrógeno, y la corriente fría
de cabeza de la columna de destilación se puede calentar por
intercambio indirecto de calor con la corriente de alimentación de
gas para producir una corriente calentada de rechazo rica en
nitrógeno. Opcionalmente, un sistema de turbina de gas que tiene un
quemador y una turbina de expansión se puede hacer funcionar para
que genere trabajo para comprimir la corriente de alimentación de
aire para la separación en corrientes gaseosas de producto de
oxígeno y subproducto de nitrógeno. En esta opción, la corriente
calentada de rechazo rica en nitrógeno se puede comprimir e
introducir en el quemador del sistema de la turbina de gas.
Lo siguiente es una descripción, sólo a modo de
ejemplo y con referencia al dibujo que se acompaña, de una
realización actualmente preferida de la invención. En el dibujo, la
Figura única es un diagrama esquemático del procedimiento de esta
realización.
Con referencia a la Figura, la corriente 1 de
alimentación de aire se separa por métodos conocidos en un sistema 3
de separación criogénica de aire para producir una corriente 5 de
producto de oxígeno y una corriente 7 de subproducto de nitrógeno.
El sistema 3 de separación criogénica de aire puede utilizar
cualquier ciclo de un procedimiento conocido para separación de aire
y, preferiblemente, utiliza un ciclo a presión elevada que se hace
funcionar a una presión de alimentación de aire de al menos 800 kPa.
La corriente 7 de nitrógeno subproducto contiene típicamente al
menos 96% moles de nitrógeno y está a una presión de al menos 140
kPa y próxima a la temperatura ambiente.
La corriente 9 de metano gaseoso con una pureza
típica de 99,5% moles de metano se hace reaccionar con la corriente
5 de producto de oxígeno en el sistema 11 de oxidación parcial para
producir la corriente 13 de producto de gas de síntesis crudo que
contiene predominantemente hidrógeno y monóxido de carbono. La
pureza de la corriente 9 de metano gaseoso puede variar dependiendo
de la fuente de gas según se discute más adelante. La presión
requerida de la corriente 9 de metano gaseoso dependerá de la
presión de trabajo de los procedimientos de generación y consumo de
gas de síntesis aguas abajo, y la corriente 9 estará, típicamente,
en el intervalo de 3,5 a 10,5 MPa. El sistema 11 de oxidación
parcial utiliza cualquier procedimiento conocido de oxidación
parcial tal como los desarrollados por Texaco, Shell, Lurgi,
Haldor-Topsoe, y otros. La corriente 13 de producto
de gas de síntesis crudo se trata adicionalmente y se utiliza para
sintetizar productos de hidrocarburos tales como líquidos de
Fischer-Tropsch, metanol, dimetil-éter, y otros
compuestos orgánicos oxigenados.
La corriente 15 de gas de alimentación contiene
metano y al menos un componente con un punto de ebullición más bajo
que el metano. Este gas de alimentación típicamente es gas natural
que contiene componentes de punto de ebullición más bajo tales como
nitrógeno y opcionalmente helio, que están presentes a una
concentración total de 1 a 15% moles. Alternativamente el gas de
alimentación puede ser un gas mezclado a partir de fuentes
industriales tales como refinerías de petróleo o plantas
petroquímicas. La corriente 15 de gas de alimentación se trata aguas
arriba (no se muestra) según sea necesario por métodos conocidos
para separar agua, dióxido de carbono, hidrocarburos más pesados y
compuestos de azufre para prevenir la congelación de estos
componentes en el procedimiento criogénico aguas abajo que se
describe a continuación.
La corriente 15 de gas de alimentación,
típicamente de 3,5 a 10,5 MPa y temperatura ambiente, se enfría en
el intercambiador de calor 17 contra las corrientes frías de proceso
19, 21 y 23 (que se definen más adelante) para producir la corriente
25 de alimentación de metano condensado de -165 a -176ºC. La
corriente 25 de alimentación de metano condensado se expande con
producción de trabajo a través del turboexpansor 27 para producir la
corriente 29 de alimentación de metano a presión reducida de 140 a
350 kPa que se introduce en un punto intermedio de la columna de
destilación 31.
La corriente 7 de subproducto de nitrógeno se
comprime adicionalmente por medio del compresor 33 si es necesario y
se enfría en el intercambiador de calor 35 contra la corriente 37
fría de proceso (que se define más adelante) para producir la
corriente 39 de nitrógeno frío, comprimido de 273 a 1400 kPa y de
-155 a 185ºC. Esta corriente se expande con producción de trabajo en
el turboexpansor 41 para producir la corriente 43 de nitrógeno
parcialmente condensado de 140 a 350 kPa y -173 a -195ºC que se
separa en el separador 45 para producir la corriente 37 de vapor de
nitrógeno frío y la corriente 47 de nitrógeno líquido. Típicamente,
de 2 a 10% de la corriente 43 de nitrógeno parcialmente condensado
es líquido. La corriente 37 de vapor de nitrógeno frío se calienta
para enfriar la corriente 7 de subproducto de nitrógeno en el
intercambiador de calor 35 según se ha descrito anteriormente. El
turboexpansor 41 se puede conectar mecánicamente con el compresor 33
en una disposición adecuada (que no se muestra) para utilizar el
trabajo de expansión.
La corriente 47 de nitrógeno líquido se introduce
en lo alto de la columna de destilación 31 para proporcionar reflujo
frío para la separación de la corriente 29 de alimentación de metano
a presión reducida. El nitrógeno líquido proporciona refrigeración
para el sistema por medio de contacto directo con la mezcla
metano-nitrógeno que está siendo separada en la
columna de destilación y proporciona reflujo a la columna para
mejorar la separación metano-nitrógeno en la misma.
Una corriente 23 de metano líquido se retira del fondo de la columna
y se vaporiza en el intercambiador de calor 17 para proporcionar una
porción del enfriamiento para la corriente 15 de gas de alimentación
como se ha descrito anteriormente. La corriente 49 de vapor de
metano resultante se devuelve al hervidor de la columna de
destilación 31.
La corriente 19 de nitrógeno de cabeza se retira
de allí y se calienta en el intercambiador de calor 17 para
proporcionar una porción del enfriamiento para la corriente 15 de
gas de alimentación según se ha descrito anteriormente. La corriente
51 de rechazo de nitrógeno caliente, que contiene metano residual,
se puede combinar con otras corrientes gaseosas de combustible en la
producción de gas de síntesis y en las áreas de proceso aguas abajo.
La columna de destilación 31 se puede hacer funcionar a una presión
elevada de tal manera que la corriente 51 de rechazo de nitrógeno
caliente se retira a esta presión elevada. Si se desea, la totalidad
o una porción de la corriente 51 de rechazo de nitrógeno caliente se
puede comprimir e inyectar al quemador de una turbina de gas que
proporciona energía para comprimir el aire en el sistema 3 de
separación de aire, para comprimir el gas de alimentación 15, o para
mover la maquinaria aguas abajo. La utilización de la corriente de
rechazo de nitrógeno de esta manera recupera valor combustible del
metano residual y proporciona también un diluyente que mejora la
eficacia de combustión en la turbina de gas.
La corriente de fondo 53 de metano líquido
purificado, que contiene generalmente menos de 0,5% moles de
nitrógeno, se comprime de 3,5 a 10,5 MPa en la bomba 55 para
proporcionar metano líquido 21 a presión, que se vaporiza en el
intercambiador de calor 17 para proporcionar una porción del
enfriamiento a la corriente 15 de gas de alimentación según se ha
descrito anteriormente. La corriente vaporizada resultante
proporciona la corriente 9 de metano gaseoso al sistema 11 de
oxidación parcial según se ha descrito anteriormente. El trabajo
para mover la bomba 55 es proporcionado por el turboexpansor 27 y,
si fuera necesario, por el motor 57 suplementario. Si se desea, una
porción de la corriente 9 de metano gaseoso se puede retirar como
corriente 59 de producto de metano.
Ejemplo
El sistema 3 de separación de aire utiliza un
ciclo de presión elevada que proporciona una corriente 7 de
nitrógeno subproducto que contiene 98% moles de nitrógeno a 415 kPa.
Esta corriente se enfría en el intercambiador de calor 35 a -172ºC y
se expande con producción de trabajo a 140 kPa a través del
turboexpansor 41, enfriando con ello la corriente a -193ºC y
condensando un 5% de la corriente como líquido. La corriente 37 de
la fracción de vapor se calienta en el intercambiador de calor 35
para proporcionar enfriamiento a la corriente 7 de nitrógeno
subproducto. La corriente 47 de nitrógeno líquido proporciona
reflujo frío a la columna de destilación 31.
Gas natural pretratado a 6,9 MPa, que se trata
aguas arriba para retirar los componentes de punto de ebullición más
alto para prevenir la congelación aguas abajo, proporciona la
corriente 15 de gas de alimentación al intercambiador de calor 17.
La corriente se enfría a aproximadamente -170ºC y se expande con
producción de trabajo a través del turboexpansor 27 a 140 kPa para
proporcionar alimentación líquida a la columna de destilación 31. La
corriente 19 de nitrógeno de cabeza, que contiene 93% moles de
nitrógeno, se retira de allí y se calienta en el intercambiador de
calor 17 para proporcionar enfriamiento a la corriente 15 de gas de
alimentación. La corriente 53 de fondo de metano líquido, que
contiene 0,5% moles de nitrógeno, se bombea a 609 MPa por medio de
la bomba 55, se vaporiza en el intercambiador de calor 17 para
proporcionar enfriamiento a la corriente 15 de gas de alimentación,
y la corriente 9 de metano gaseoso se introduce en el sistema 11 de
oxidación parcial para la oxidación parcial a gas de síntesis. En la
corriente 9 de metano gaseoso se recupera 99,2% del metano en la
corriente 15 de gas de alimentación. En la Tabla 1 se ofrece un
sumario de las corrientes para este Ejemplo.
| Número de corriente | Temp. ºF (ºC) | Presión Psia (kPa) | Caudal Lbmol/h (kgmol/h) |
| 7 | 85 | 60 | 100,0 |
| (29) | (414) | (45,35) | |
| 9 | 44 | 1000 | 46,7 |
| (7) | (6895) | (21,2) | |
| 15 | 85 | 1000 | 48,8 |
| (29) | (6895) | (22,15) | |
| 38 | 75 | 18 | 94,9 |
| (24) | (124) | (43,05) | |
| 47 | -315 | 20 | 5,1 |
| (-193) | (138) | (2,3) | |
| 51 | 44 | 17 | 7,2 |
| (7) | (117) | (3,25) |
| Composición (% en moles) | ||||
| Número de corriente | Metano | Nitrógeno | Argon | Oxígeno |
| 7 | 0,0 | 99,0 | 0,5 | 0,5 |
| 9 | 99,5 | 0,5 | 0,0 | 0,0 |
| 15 | 96,0 | 4,0 | 0,0 | 0,0 |
| 38 | 0,0 | 99,1 | 0,5 | 0,4 |
| 47 | 0,0 | 97,3 | 1,1 | 1,5 |
| 51 | 5,3 | 92,8 | 0,8 | 1,1 |
Así, el procedimiento de la presente invención
utiliza el subproducto de nitrógeno de un sistema de separación de
aire que suministra oxígeno a un procedimiento de gas de síntesis
por oxidación parcial proporcionando refrigeración para pretratar el
gas de alimentación al procedimiento de oxidación parcial. El
subproducto de nitrógeno se licúa y, en la realización preferida, se
utiliza directamente como reflujo en una columna de destilación que
purifica el gas de alimentación de metano que contiene nitrógeno.
Una característica importante de esta realización es que el uso
directo de nitrógeno líquido como reflujo elimina la necesidad de
condensador de cabeza en la columna de destilación y suministra así
refrigeración directamente para la operación combinada del cambiador
de calor 17 y la columna de destilación 31. La separación de
nitrógeno del gas de alimentación para el procedimiento de oxidación
parcial aumenta la presión parcial efectiva del metano en el reactor
de oxidación parcial, disminuye el volumen de gas de alimentación y
producto que se ha de manejar, y minimiza la dilución del gas de
síntesis usado en los procedimientos aguas abajo.
Claims (15)
1. Un método para producir gas de síntesis, que
comprende:
- separar una corriente de alimentación de aire en corrientes de gas producto de oxígeno y subproducto de nitrógeno;
- separar criogénicamente una corriente de alimentación de gas que comprende metano y al menos un componente más ligero que tiene un punto de ebullición más bajo que el metano en una corriente de gas metano purificado y una corriente de gas de rechazo enriquecida en el componente más ligero; y
- hacer reaccionar la corriente de gas producto de oxígeno con al menos una porción de la corriente de gas metano purificado en un procedimiento de oxidación parcial para producir gas de síntesis que comprende hidrógeno y monóxido de carbono,
caracterizado
porque
- se licúa al menos una porción de la corriente de gas subproducto de nitrógeno para producir una corriente de nitrógeno líquido que se usa para proporcionar al menos una porción de la refrigeración requerida para separar criogénicamente la corriente de alimentación de gas.
2. Un método según la reivindicación 1, en el que
la corriente de nitrógeno líquido proporciona dicha refrigeración
por medio de reflujo frío a la separación criogénica de la corriente
de alimentación de gas.
3. Un método según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que la corriente de alimentación de gas es
una corriente de alimentación de gas natural.
4. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el o los componentes más
ligeros en la corriente de alimentación de gas comprende
nitrógeno.
5. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la corriente de nitrógeno
líquido se obtiene por enfriamiento de una corriente de gas
subproducto de nitrógeno y expansión con producción de trabajo de la
corriente enfriada resultante para producir la corriente de
nitrógeno líquido y una corriente de vapor de nitrógeno frío, en el
que la corriente de gas subproducto de nitrógeno se enfría por
intercambio indirecto de calor con la corriente de vapor de
nitrógeno frío.
6. Un método según la reivindicación 5, en el que
la presión de la corriente de gas subproducto de nitrógeno es al
menos 140 kPa.
7. Un método según la reivindicación 5 o la
reivindicación 6, en el que la corriente de gas subproducto de
nitrógeno se comprime antes del enfriamiento y la expansión con
producción de trabajo.
8. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la corriente de alimentación
de gas se separa por un procedimiento que comprende:
- (i)
- enfriar la corriente de alimentación de gas por intercambio indirecto de calor con una o más corrientes frías del proceso para producir un fluido enfriado;
- (ii)
- expandir con producción de trabajo el fluido enfriado e introducir el fluido resultante expandido en una columna de destilación en un punto intermedio;
- (iii)
- introducir la corriente de nitrógeno líquido en lo alto de la columna de destilación para proporcionar reflujo frío;
- (iv)
- retirar de la columna de destilación una corriente de cabeza enriquecida en el o componentes más ligeros y una corriente de fondo de metano líquido purificado; y
- (v)
- vaporizar la corriente de fondo de metano líquido purificado para proporcionar la corriente de gas metano purificado.
9. Un método según la reivindicación 8, en el que
la corriente de fondo de metano líquido purificado se bombea a
presión elevada antes de la vaporización para proporcionar la
corriente de gas metano purificado.
10. Un método según la reivindicación 8 o la
reivindicación 9, en el que la corriente de alimentación de gas se
enfría en parte por intercambio indirecto de calor con la corriente
de fondo de metano líquido purificado que se vaporiza para producir
la corriente de gas metano purificado.
11. Un método según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 10, en el que la corriente de alimentación de
gas se enfría en parte por intercambio indirecto de calor con la
corriente fría de cabeza de la columna de destilación.
12. Un método según la reivindicación 11, en el
que la corriente de alimentación de gas comprende nitrógeno y se
comprime la corriente de cabeza calentada procedente del intercambio
indirecto de calor con la corriente de gas de alimentación y se
introduce en el quemador de un sistema de turbina de gas que genera
trabajo para comprimir la corriente de alimentación de aire.
13. Un método según una cualquiera las
reivindicaciones 8 a 12, en el que la corriente de alimentación de
gas se enfría en parte por intercambio indirecto de calor con una
corriente de metano líquido que se vaporiza, retirada del fondo de
la columna de destilación, y el metano vaporizado resultante se usa
para hacer hervir en la columna de destilación.
14. Un aparato para producir gas de síntesis por
un método según se define en la reivindicación 1, aparato que
comprende:
- medios de separación de aire (3) para separar una corriente (1) de alimentación de aire en corriente (5) de gas producto de oxígeno y corriente (7) de gas subproducto de nitrógeno;
- medios de separación criogénica (31) para separar la corriente (29) de alimentación de gas que comprende metano y al menos un componente más ligero que tiene un punto de ebullición más bajo que el metano en la corriente (53) de gas metano purificado y la corriente (19) de gas de rechazo enriquecida en el componente más ligero; y
- medios de oxidación parcial (11) para hacer reaccionar la corriente (5) de gas producto de oxígeno con al menos una porción de la corriente (9) de gas metano purificado para producir gas de síntesis (13) que comprende hidrógeno y monóxido de carbono,
caracterizado porque el
aparato comprende,
además,
- medios (33, 35 y 41) para licuar al menos una porción de la corriente (7) de gas subproducto de nitrógeno para producir una corriente (47) de nitrógeno líquido y
- medios (31) para usar dicha corriente (47) de nitrógeno líquido para que proporcione al menos una porción de la refrigeración requerida para separar criogénicamente la corriente de alimentación de gas.
15. Un aparato según la reivindicación 14,
adaptado para producir gas de síntesis por un método según se define
en una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 13.
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