ES2287427T3 - Procedimiento de regulacion de una unidad de tratamiento, mediante adsorcion por cambios de presion, de un gas de carga. - Google Patents
Procedimiento de regulacion de una unidad de tratamiento, mediante adsorcion por cambios de presion, de un gas de carga. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2287427T3 ES2287427T3 ES03291431T ES03291431T ES2287427T3 ES 2287427 T3 ES2287427 T3 ES 2287427T3 ES 03291431 T ES03291431 T ES 03291431T ES 03291431 T ES03291431 T ES 03291431T ES 2287427 T3 ES2287427 T3 ES 2287427T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- unit
- cycle
- gas
- control unit
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/16—Hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/502—Carbon monoxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/50—Carbon oxides
- B01D2257/504—Carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
- B01D2257/7022—Aliphatic hydrocarbons
- B01D2257/7025—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40001—Methods relating to additional, e.g. intermediate, treatment of process gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40007—Controlling pressure or temperature swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40013—Pressurization
- B01D2259/40015—Pressurization with two sub-steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40028—Depressurization
- B01D2259/40032—Depressurization with three sub-steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40043—Purging
- B01D2259/4005—Nature of purge gas
- B01D2259/40052—Recycled product or process gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40058—Number of sequence steps, including sub-steps, per cycle
- B01D2259/40067—Seven
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40011—Methods relating to the process cycle in pressure or temperature swing adsorption
- B01D2259/40077—Direction of flow
- B01D2259/40081—Counter-current
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/402—Further details for adsorption processes and devices using two beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/406—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds
- B01D2259/4062—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds using six beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/416—Further details for adsorption processes and devices involving cryogenic temperature treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
Procedimiento de regulación de una unidad de tratamiento que produce un gas producido, mediante adsorción por cambios de presión de al menos un gas de carga, en el que la unidad (16) de tratamiento comprende N unidades (R1 a R6) de adsorción, siendo N superior o igual a 1, que funcionan según un ciclo parametrizado en el que se utiliza una unidad (30) de control de la unidad (16) de tratamiento, adaptada para modificar al menos un parámetro del ciclo en función de al menos un parámetro del gas de carga o del gas producido y en la que, en cada evolución estimada de la composición del gas de carga que va a tratarse, se envía a la unidad (30) de control una señal preestablecida representativa de dicha evolución, tratando la unidad (30) de control dicha señal para determinar los parámetros de un ciclo excepcional de funcionamiento de la unidad (16) de tratamiento adaptada a dicha evolución estimada.
Description
Procedimiento de regulación de una unidad de
tratamiento, mediante adsorción por cambios de presión, de un gas de
carga.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de regulación de una unidad de tratamiento, mediante
adsorción por cambios de presión, de al menos un gas de carga, en
la que la unidad de tratamiento, denominada comúnmente PSA
("Pressure Swing Adsorption", es decir adsorción por cambios de
presión) comprende N unidades de adsorción, siendo N superior o
igual a 1, que funcionan según un ciclo parametrizado, normalmente
distribuido de manera uniforme en como máximo N tiempos de fase.
Normalmente, se denomina "tiempo de fase" el cociente de la
duración del ciclo por el número de adsorbedores en servicio.
Las unidades PSA se utilizan para la producción
de hidrógeno, de monóxido de carbono, de dióxido de carbono, para
el secado de gases, para la separación de los constituyentes del
aire con producción de nitrógeno y/o de oxigeno, para el deslastre
de dióxido de carbono, etc.
Las presiones indicadas a continuación se
expresan todas en bares absolutos.
De forma general, los adsorbedores de una unidad
PSA siguen con un desfase en el tiempo a un ciclo de funcionamiento,
denominado a continuación para mayor comodidad "ciclo PSA",
que se reparte uniformemente en tantos tiempos de fase como
adsorbedores haya en funcionamiento, y que está formado de etapas de
base, o sea normalmente las etapas:
de adsorción sensiblemente a alta presión del
ciclo;
de despresurización a
co-corriente, generalmente desde la alta presión del
ciclo;
de despresurización a
contra-corriente, generalmente hasta la baja presión
del ciclo;
de elución sensiblemente a baja presión del
ciclo; y
de represurización, desde la baja presión del
ciclo hasta la alta presión del ciclo.
Según las aplicaciones, las etapas de
despresurización y represurización pueden comprender varias
subetapas tales como equilibrados de presión entre adsorbedores o
entre adsorbedor y capacidad, etc. La presencia de una u otra de
estas etapas en el ciclo PSA no modifica para nada el alcance de la
presente invención.
A continuación, se trata el funcionamiento de
una unidad PSA en régimen establecido, es decir fuera de periodos
transitorios de puesta en marcha o de parada de la unidad que
corresponden generalmente a ciclos especiales elaborados para
ello.
La principal limitación de funcionamiento de una
unidad PSA en régimen establecido consiste en el nivel de pureza
del gas producido. Con esta limitación, el funcionamiento de la PSA
se optimiza entonces generalmente o bien para maximizar el
rendimiento de extracción (cantidad de gas producido/cantidad de
este gas presente en el gas de carga), o bien para minimizar la
energía consumida, o bien incluso para maximizar el volumen de gas
producido.
Se utiliza para ello una unidad de control de la
unidad PSA, adaptada para modificar los parámetros del ciclo de
funcionamiento de esta unidad. Normalmente se ha propuesto que esta
unidad de control reciba permanentemente señales típicamente
representativas del caudal del flujo de gas de carga y/o del caudal
del flujo de gas producido.
En la figura 1 de los dibujos adjuntos, que
ilustra la técnica anterior, se representan una unidad PSA 1 de
producción de hidrógeno y una unidad 2 de control. La tubería 3 de
alimentación en gas que va a tratarse está dotada de un
caudalímetro 4 cuyas mediciones se transmiten en continuo a la
unidad 2 de control.
En función de la variación del caudal de
alimentación, la unidad de control modifica la duración del tiempo
de fase del ciclo de manera que cuanto más aumenta el caudal, más
disminuye el tiempo de fase, y a la inversa. Esta regulación se
denomina comúnmente "regulación de capacidad".
Se conoce además un segundo tipo de regulación
que consiste en tener en cuenta la pureza del gas tratado para
corregir algunos parámetros del ciclo de funcionamiento de la unidad
PSA. La unidad PSA 1 de la figura 1 comprende para ello un aparato
6 de medición del contenido en hidrógeno del gas producido por la
unidad PSA. Las mediciones de este aparato se transmiten de manera
periódica o continua a la unidad de control para regular el
funcionamiento de la unidad PSA. Por ejemplo, para una
especificación en hidrógeno producido del 99,9%, es decir, para un
contenido mínimo aceptable del 99,9%, la medición de un contenido en
hidrógeno igual al 99,99% lleva a que se aumente el tiempo de fase
por la unidad de control, mientras que una medición de este tipo
igual al 99,91% lleva a que se disminuya este tiempo de fase para
tener un margen de seguridad. Este tipo de regulación se denomina
comúnmente "regulación sobre el control de la pureza". En
algunos casos, solamente se pone en práctica la regulación sobre el
control de la pureza, pero entonces la regulación de la unidad PSA
es delicada.
Junto con estas regulaciones principales pueden
existir un cierto número de regulaciones internas en la unidad PSA
que hacen que el ciclo de presión se desarrolle en condiciones lo
más regulares posible. A título de ejemplo, el caudal de
represurización puede mantenerse constante durante la duración de la
etapa, mediante acción sobre una válvula de regulación.
No obstante, en un cierto número de casos, las
regulaciones principales e internas resultan a veces ser
insuficientes para impedir una contaminación de la producción.
En particular, para las unidades de tratamiento
que comprenden varios adsorbedores en estados diferentes en un
mismo momento, es casi imposible cambiar instantáneamente y en una
proporción importante los parámetros del ciclo PSA tras, por
ejemplo, un aumento súbito del caudal de gas de carga. Es necesario,
entre otras cosas, terminar la represurización de un adsorbedor
antes de hacerlo pasar a fase de adsorción.
Lo mismo vale cuando aumenta bruscamente el
contenido de una impureza en el gas de carga, en particular cuando
se trata de una impureza difícil de parar tal como el nitrógeno o el
argón, y en particular cuando esta impureza se encuentra en una
cantidad relativamente débil. A título de ejemplo, un contenido en
nitrógeno que pasa de 50 a 500 ppm no modificará la duración de la
fase de adsorción, ya que su efecto sobre la medición del caudal
será despreciable, sino que contaminará progresivamente el
adsorbente. La regulación sobre el control de la pureza reaccionará
pero con retraso y, según los parámetros seleccionados para esta
regulación, se observará o bien una contaminación momentánea de la
producción, o bien un desajuste súbito del ciclo que lleva a una
pérdida importante de rendimiento en un intervalo de tiempo más o
menos largo.
Un medio utilizado para paliar este
inconveniente es instalar medios de medición en el gas de carga con
el fin de conocer permanentemente sus características de
composición, presión, temperatura, densidad y caudal y, a partir de
esto, ajustar el ciclo, incluso cambiar de ciclo si las
modificaciones son lo suficiente importantes como para
justificarlo, en función de los datos medidos.
En la figura 1 de los dibujos adjuntos se
representa un analizador 8 que permite conocer permanentemente, o
con una frecuencia suficiente, la composición del gas de carga. Esta
información transmitida a la unidad 2 de control permite, mediante
la masa molecular del gas de carga calculada según este análisis,
conocer el caudal exacto de gas de carga.
El conocimiento de la composición y del caudal
permite entonces al sistema volver a calcular los parámetros
óptimos del ciclo.
Si el gas de carga está constituido por una
mezcla de varios gases, pueden instalarse caudalímetros y, si es
necesario, analizadores locales y/o densímetros con el fin de
reconstituir mediante adición la composición y el caudal del gas de
carga total.
El inconveniente de un sistema de este tipo es
que es costoso en cuanto al material (analizadores), gastos y
explotación (gas patrón) y mantenimiento (calibración...). Además,
un análisis erróneo, debido, por ejemplo, a una desviación excesiva
del equipo, llevará a un ciclo no adaptado al gas de carga real
provocando o bien una pérdida de producción, o bien una
contaminación.
El objetivo de la presente invención es proponer
un procedimiento de regulación simplificado de una unidad PSA, con
un coste despreciable con respecto a los sistemas de análisis
mencionados anteriormente en el presente documento y que permite en
un gran número de casos limitar los riesgos de contaminación y/o de
pérdida de producción en el momento de una variación brusca y/o
importante de la composición del gas de carga que alimenta esta
unidad.
Para ello, la invención tiene por objeto un
procedimiento de regulación de una unidad de tratamiento de al
menos un gas de carga, en el que la unidad de tratamiento comprende
N unidades de adsorción, siendo N superior o igual a 1, que
funcionan según un ciclo parametrizado en el que se utiliza una
unidad de control de la unidad de tratamiento adaptada para
modificar al menos un parámetro del ciclo en función de al menos un
parámetro del gas de carga o del gas producido, especialmente en
función de valores representativos del caudal y/o de la composición
del gas de carga a la entrada de la unidad de tratamiento y/o del
gas producido a la salida de dicha unidad de tratamiento, y en el
que, en cada evolución estimada de la composición del gas de carga
que va a tratarse, se envía a la unidad de control una señal
preestablecida representativa de dicha evolución, y la unidad de
control trata dicha señal para determinar los parámetros de un ciclo
excepcional de funcionamiento de la unidad de tratamiento adaptado
a dicha evolución estimada.
Según otras características de este
procedimiento, tomadas de forma aislada o según todas las
combinaciones técnicamente posibles:
- la señal preestablecida de este procedimiento
es representativa de la intensidad de la evolución estimada de la
composición del gas de carga;
- se envía en continuo a la unidad de control
una señal de referencia, y en cada evolución estimada, se modifica
dicha señal de referencia para formar la señal preestablecida;
- se determina la señal preestablecida según el
funcionamiento de al menos una unidad dispuesta aguas arriba de la
unidad de tratamiento y que forma, al menos en parte, el gas de
carga que va a tratarse;
- se predetermina la duración del ciclo
excepcional;
- se indica la duración del ciclo excepcional a
la unidad de control mediante transmisión de una señal de fin,
estando dicha señal de fin preestablecida en función de la evolución
estimada de la composición del gas de carga;
- durante cada ciclo parametrizado de
funcionamiento de la unidad de tratamiento se suceden una fase de
adsorción sensiblemente a alta presión del ciclo y una fase de
regeneración que comprende una etapa de despresurización hasta una
baja presión del ciclo y una etapa de represurización sensiblemente
hasta ducha alta presión del ciclo, y los parámetros del ciclo
excepcional determinados por la unidad de control se seleccionan de
la duración del tiempo de fase y la duración de al menos una de las
etapas de la fase de regeneración;
- una señal representativa del caudal y/o de la
densidad del flujo de gas de carga se envía regularmente a la
unidad de control, y la unidad de control determina los parámetros
del ciclo excepcional de funcionamiento de la unidad de
tratamiento, y luego ajusta estos parámetros a partir de la señal
representativa del caudal y/o de la densidad de dicho flujo de gas
de carga;
- una señal representativa del caudal y/o de la
composición del flujo gaseoso producida por la unidad de tratamiento
se envía regularmente a la unidad de control, y la unidad de
control determina los parámetros del ciclo excepcional de
funcionamiento de la unidad de tratamiento, y luego ajusta estos
parámetros a partir de la señal representativa del caudal y/o de la
composición de dicho flujo gaseoso producido; y
- la unidad de tratamiento es una unidad de
producción de hidrógeno sensiblemente puro.
La invención se comprenderá mejor tras la
lectura de la descripción siguiente, facilitada únicamente a título
de ejemplo y hecha refiriéndose a los dibujos en los cuales:
la figura 1, mencionada anteriormente, es una
vista esquemática de una unidad PSA de tratamiento asociada a una
unidad de control y regulada según técnicas de la técnica
anterior;
la figura 2 es una vista esquemática de una
instalación de producción combinada de hidrógeno y de monóxido de
carbono, que comprende una unidad PSA regulada según la
invención;
la figura 3 es un diagrama de funcionamiento de
la unidad PSA de la figura 2; y
la figura 4 es una vista análoga a la de la
figura 1, que ilustra un ejemplo de puesta en práctica del
procedimiento según la invención.
En la figura 2 se representa una instalación 10
de producción combinada de hidrógeno y de monóxido de carbono a
partir de un reformado con vapor de un gas de carga constituido por
gas natural GN. La instalación comprende una tubería 12 de
tratamiento del gas natural, aguas abajo de la cual se conectan a la
vez una unidad criogénica 14 de producción de monóxido de carbono
(CO) y una unidad 16 de producción de hidrógeno (H_{2}),
detalladas a continua-
ción.
ción.
La tubería 12 de tratamiento comprende, desde
aguas arriba hacia aguas abajo:
- un reactor 18 en el que se desulfura el gas
natural, se descomponen los hidrocarburos pesados para dar metano y
dióxido de carbono, y se convierte el metano en gas de síntesis rico
en hidrógeno y que contiene monóxido de carbono y dióxido de
carbono;
- una unidad 20 de lavado con aminas cuyo flujo
residual rico en dióxido de carbono se extrae; y
- una unidad 22 de depuración que permite parar
casi la totalidad del agua y del dióxido de carbono.
Una primera salida 24 de la unidad 22 de
depuración está conectada a la unidad criogénica 14, que comprende
una tubería 26 de retorno a la tubería de depuración. Una segunda
salida 28 de la unidad 22 de depuración está conectada a la unidad
PSA 16 de manera a transportar el gas de carga de esta unidad.
La unidad 22 de depuración comprende dos
botellas 22A, 22B de adsorbentes puestas en línea de manera
alternada para garantizar la depuración mediante adsorción de la
mezcla gaseosa a la salida de la unidad 20 de lavado con
aminas.
aminas.
La unidad 22 comprende igualmente válvulas,
conductos de conexión y medios de control no representados en la
figura 2, adaptados a la vez para someter una de las botellas 22A,
22B en adsorción al flujo a la salida de la unidad 20, y para
barrer la otra de las dos botellas, es decir la que está en
regeneración, con el flujo que sale de la tubería 26.
En cuanto a la unidad 16, comprende seis
adsorbedores R1 a R6, que comprenden cada uno materiales adsorbentes
adaptados para fijar mediante adsorción impurezas, tales como agua,
dióxido de carbono, metano, monóxido de carbono, contenidas en el
gas de carga de la tubería 28. Pueden considerarse diferentes tipos
de materiales adsorbentes, tales como carbones activados, geles de
sílice y/o tamices moleculares.
La unidad 16 es de tipo PSA. Comprende para ello
conductos y válvulas no representados, así como una unidad 30 de
control detallada a continuación, adaptados para que cada adsorbedor
R1 a R6 siga un ciclo de periodo T, constituido por seis tiempos de
fase nominales de misma duración, y del cual se representa un
ejemplo en la figura 3. Considerando que el ciclo representado se
aplica desde el instante t=0 a t=T al adsorbedor R6, el
funcionamiento del adsorbedor R5 se deduce mediante desfase en el
tiempo de T/6, el del adsorbedor R4 mediante desfase en el tiempo
de 2T/6, así sucesivamente hasta el del adsorbedor R1 obtenido
mediante desfase en el tiempo de 5T/6.
Mediante la dualidad tiempo de fase/adsorbedor,
esto es lo mismo que considerar que, en al figura 3, el adsorbedor
R6 sigue el primer tiempo de fase representado entre los instantes
t=0 y t=T/6, el adsorbedor R5 sigue el segundo tiempo de fase
representado entre los instantes t=T/6 y t=2T/6, y así sucesivamente
hasta el adsorbedor R1 que sigue el sexto tiempo de fase
representado entre los instantes t=5T/6 y t=T.
En la figura 3, en la que los tiempos t se
representan en las abscisas y las presiones absolutas P en las
ordenadas, los trazos orientados por las flechas indican los
movimientos y destinaciones de las corrientes gaseosas, y, además,
el sentido de circulación en los adsorbedores R1 a R6: cuando una
flecha está en el sentido de las ordenadas crecientes (hacia la
parte superior del diagrama), la corriente se llama de
co-corriente en el adsorbedor; si la flecha
dirigida hacia la parte superior está situada debajo del trazo que
indica la presión en el adsorbedor, la corriente penetra en el
adsorbedor por el extremo de entrada de este adsorbedor; si la
flecha, dirigida hacia la parte superior, está situada encima del
trazo que indica la presión, la corriente sale del adsorbedor por
el extremo de salida del adsorbedor, siendo los extremos de entrada
y de salida respectivamente los del gas que va a tratarse y del gas
extraído en producción. Cuando una flecha está en el sentido de las
ordenadas decrecientes (hacia la parte inferior del diagrama) la
corriente se llama de contra-corriente en el
adsorbedor; si la flecha dirigida hacia la parte inferior está
situada debajo del trazo que indica la presión del adsorbedor, la
corriente sale del adsorbedor por el extremo de entrada de este
adsorbedor; si la flecha dirigida hacia la parte inferior está
situada encima del trazo que indica la presión, la corriente penetra
en el adsorbedor por el extremo de salida de este adsorbedor,
siendo siempre los extremos de entrada y salida los del gas que va
a tratarse y del gas extraído en producción. El extremo de entrada
de los adsorbedores es su extremo inferior.
Así, por ejemplo para el adsorbedor R6, el ciclo
comprende una fase de adsorción de t=0 a t=2T/6 y una fase de
regeneración de t=2T/6 a t=T.
Más precisamente, durante la fase de adsorción,
el gas de carga impuro transportado por la tubería 28 llega a la
entrada del adsorbedor a una alta presión de adsorción, denominada
PH en el ciclo de la figura 3, de aproximadamente 20 bares. Un
flujo de hidrógeno sensiblemente puro se extrae entonces en cabeza,
a la misma presión, y alimenta en parte una tubería 32 de
producción de hidrógeno, enviándose el resto a otro adsorbedor
durante la etapa de represurización descrita a continuación.
La fase de regeneración comprende, de t=2T/6 a
t=4T/6:
- de t=2T/6 a t=t1, siendo t1 inferior a 3T/6,
una primera etapa de despresurización a
co-corriente durante la cual la salida del
adsorbedor R6 está conectada a la de otro adsorbedor en el principio
de la etapa de represurización descrita a continuación, hasta el
equilibrio de las presiones de los dos adsorbedores en una presión
de equilibrio, denominada PE;
- de t1 a t=t2, siendo t2 inferior a 4T/6, una
segunda etapa de despresurización durante la cual el flujo que sale
a co-corriente del adsorbedor R6 se descomprime y se
envía a la salida de adsorbedores en la etapa de elución descrita a
continuación; y
- de t2 a t=4T/6, una etapa de despresurización
a contra-corriente durante la cual el flujo que sale
del adsorbedor R6 se envía a una tubería 34 residual conectada a la
salida al reactor 18; esta etapa se continúa hasta la baja presión
del ciclo, denominada PB y que es de aproximadamente 1,6 bar.
La fase de regeneración comprende a
continuación, de t=4T/6 a t=5T/6, una etapa de elución durante la
cual el material adsorbente es barrido a
contra-corriente por un gas de elución con el fin de
liberar casi la totalidad de las impurezas adsorbidas
anteriormente.
El flujo a la salida del adsorbedor forma un gas
residual a baja presión PB, enviado por la tubería 34.
Finalmente, la fase de regeneración
comprende:
- de t=5T/6 a t=t3, una primera etapa de
represurización a contra-corriente, durante la cual
el adsorbedor recibe a la vez una parte de los flujos procedentes
de los adsorbedores en fase de adsorción y el flujo procedente del
adsorbedor en primera etapa de despresurización a
co-corriente; y
- de t=t3 a t=T, una segunda etapa de
represurización a contra-corriente durante la cual
el adsorbedor recibe únicamente una parte de los flujos procedentes
de los adsorbedores en fase de adsorción hasta la alta presión
PH.
En la figura 4 se representa más en detalle la
arquitectura de la unidad 30 de control. Ésta comprende un
secuenciador 36 de control adaptado para hacer funcionar la unidad
PSA 16, es decir para enviar las diferentes señales de control de
las válvulas de la unidad PSA con el fin de hacer que los seis
adsorbedores R1 a R6 sigan el ciclo de funcionamiento descrito
anteriormente. La unidad 30 de control comprende además un
microprocesador 38 que puede modificar las instrucciones de control
del secuenciador 36, es decir que puede regular, en respuesta a
señales detalladas a continuación, los parámetros del ciclo
impuestos a los adsorbedores por el secuenciador.
Para ello, la tubería 28 de alimentación, por
ejemplo, está dotada de un caudalímetro 40 conectado, por ejemplo
mediante un conductor 42 de señal, al regulador 38. Además, la
tubería 32 de producción, por ejemplo, está dotada de un aparato 44
adaptado para analizar en continuo el contenido en monóxido de
carbono del flujo de hidrógeno sensiblemente puro extraído de la
unidad 16. El aparato 44 de análisis está conectado al regulador 38
mediante, por ejemplo, un conductor 46 de señal. Finalmente, según
un aspecto de la invención, la unidad de control está conectada a
una
fuente 50 de señales exterior, cuya función se detallará en la descripción del funcionamiento de la instalación 10.
fuente 50 de señales exterior, cuya función se detallará en la descripción del funcionamiento de la instalación 10.
El funcionamiento global de la instalación 10 es
el siguiente.
En régimen establecido, es decir fuera de los
periodos de transición, de puesta en marcha o parada de la
instalación, se alimenta el reactor 18 con gas natural y agua, y
produce una mezcla rica en hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido
de carbono, y que además contiene metano, nitrógeno, agua, así como
restos de hidrocarburos pesados.
Mediante lavado con aminas en la unidad 20 y
depuración en la unidad 22, el flujo transportado por la tubería 24
presenta a la vez contenidos elevados en hidrógeno y monóxido de
carbono, por ejemplo iguales, respectivamente, al 73,5 y al 21,6%
molar, contenidos bajos en nitrógeno y metano, por ejemplo iguales
al 1,1 y al 3,8% molar.
La unidad criogénica 14 produce entonces un
flujo de monóxido de carbono sensiblemente puro, evacuando en la
tubería 26 una mezcla gaseosa rica en hidrógeno utilizada para la
regeneración, sucesivamente de una y otra de las botellas 22A y 22B
de la unidad 22 de depuración.
A título de ejemplo, la mezcla transportada por
la tubería 26 contiene así el 97,4% molar de hidrógeno, el 0,3% de
nitrógeno, el 0,3% de monóxido de carbono y el 2% de metano. El
flujo a la salida de la botella 22A, 22B en regeneración se envía
en la tubería 28, que transporta en continuo este flujo hasta la
unidad PSA 16. El funcionamiento de esta unidad PSA está impuesto
por el secuenciador 36 de la unidad 30 de control, haciendo por
ejemplo que los adsorbedores R1 a R6 sigan el ciclo de la figura
3.
Este ciclo es susceptible de regularse
permanentemente por el regulador 38 en función de señales que
recibe.
Así, de manera conocida tal como se mencionó
anteriormente, las mediciones del caudalímetro 40 aguas arriba se
transmiten en continuo al regulador 38 de manera que, si el flujo de
carga en 28 aumenta con respecto al caudal nominal para el que se
diseñó el ciclo de la figura 3, el regulador calcula un nuevo tiempo
de fase, más corto que el tiempo de fase nominal del ciclo de la
figura 3. Eso es lo que se denomina en le técnica una regulación de
capacidad. Por ejemplo, para un tiempo de fase nominal denominado
T_{\varphi}^{N}, el nuevo tiempo de fase T_{\varphi} es:
T_{\varphi} =
T_{\varphi}{}^{N} \times \frac{caudal \ nominal}{\text{caudal medido
por el caudalímetro
40}}
El regulador 38 elabora entonces un nuevo ciclo,
sensiblemente más corto que el de la figura 3, y determina un
momento compatible para transmitir este nuevo ciclo al secuenciador,
que lo impondrá entonces a la unidad PSA. Se entiende que la puesta
en práctica por el secuenciador 36 no puede ser siempre instantánea,
y ello para todos los adsorbedores. En efecto conviene esperar que
cada adsorbedor esté en una configuración de paso o de conmutación,
por ejemplo al final de la represurización o despresurización.
De la misma manera, e igualmente de manera
conocida en sí misma tal como se mencionó en el preámbulo, el
aparato 44 transmite en continuo al regulador 38 el contenido en
monóxido de carbono del flujo de hidrógeno producido. Si este
contenido se acerca a un valor máximo determinado que el regulador
38 conoce, éste último determina un nuevo ciclo tal como se explicó
anteriormente, y lo transmite al secuenciador 36. Eso es lo que se
denomina comúnmente una
regulación sobre el control de la pureza. Retomando las denominaciones anteriores, el nuevo tiempo de fase T_{\varphi} es:
regulación sobre el control de la pureza. Retomando las denominaciones anteriores, el nuevo tiempo de fase T_{\varphi} es:
T_{\varphi} =
T_{\varphi}{}^{N} \times \frac{caudal \ nominal}{\text{caudal medido
por el caudalímetro 40}} \times
C_{A}
en el que C_{A} es un factor
corrector calculado por el regulador 38. Si el contenido en monóxido
de carbono es superior al que se requiere, el tiempo de fase se
alarga (C_{A} estrictamente superior a 1), lo que permite
disminuir las pérdidas horarias en hidrógeno, y por tanto aumentar
el rendimiento de extracción en
hidrógeno.
Las regulaciones de capacidad y sobre el control
de la pureza descritas anteriormente permiten así optimizar
permanentemente el funcionamiento de la unidad PSA 16 desde el punto
de vista del rendimiento de extracción en hidrógeno (cantidad de
hidrógeno producida por la unidad/cantidad de hidrógeno introducida
en la unidad).
Según un aspecto de la invención, se permite
otra regulación mediante la fuente 50 de señales. Ésta última está
adaptada para proporcionar al regulador 38, en un instante
predeterminado, señales preestablecidas independientes del flujo de
carga transportado en dicho instante por la tubería 28 y del flujo
de producción transportado en dicho instante por la tubería 32.
Sobre la base de estas señales e
independientemente de las transmitidas por el caudalímetro 40 y el
aparato 44, el regulador 38 determina un nuevo ciclo y lo transmite
al secuenciador 36. El recurso a esta "regulación previa" se
destina a paliar los límites de regulaciones conocidas, detalladas
anteriormente.
Retomando el funcionamiento de la unidad 10
descrita anteriormente, e interesándose por las evoluciones del
flujo de gas de carga transportado por la tubería 28, se observa
que, durante la aplicación del gas de regeneración transportado por
la tubería 26, el material adsorbente de la botella 22A o 22B de
depuración que comienza su regeneración está saturado de agua, de
dióxido de carbono y de monóxido de carbono. Los primeros instantes
de regeneración del adsorbente de una botella de la unidad 22 de
depuración están acompañados por una fuerte desorción de monóxido
de carbono, pudiendo alcanzar el contenido en monóxido de carbono
del flujo evacuado en la tubería 28 más de diez veces el del flujo
de regeneración de la tubería 26. Aplicada tal cual a la unidad PSA
16, esta bocanada súbita e intensa de monóxido de carbono conllevará
perturbaciones de funcionamiento importantes, que conducirán a una
pérdida de rendimiento de hidrógeno y/o a una contaminación del
flujo de producción de la unidad 16. La regulación de la capacidad
es inoperante ya que la modificación del gas de carga concierne
esencialmente a su composición y no a su caudal. La degradación de
la pureza del flujo producido conllevará una activación de la
regulación del control sobre la pureza, pero demasiado tardía para
evitar la contaminación de los adsorbedores de la unidad 16, no
interviniendo la detección de la contaminación en la tubería 32
hasta varios tiempos de fase después del principio del cambio brusco
de composición del flujo de carga.
En la medida en que la llegada de la bocanada de
monóxido de carbono es previsible, y de contenido y duración
conocidas por experiencia, mediante cálculo o incluso mediante un
análisis en el momento de la puesta en marcha de la unidad PSA, la
fuente 50 señala, antes de que se produzca esta bocanada, al
regulador 38 las evoluciones correspondientes del gas de carga. El
regulador puede entonces calcular nuevos parámetros de ciclo,
especialmente la duración del tiempo de fase, la duración de las
diferentes etapas del ciclo descritas anteriormente, etc., y
anticipar modos de funcionamiento atípicos temporales.
El nuevo ciclo obtenido se envía a continuación,
en el momento previsto para la llegada de la bocanada de monóxido de
carbono, al secuenciador 36.
A título de ejemplo, en respuesta a la señal de
la fuente 50, el regulador 38 determina un tiempo de fase
excepcional T_{\varphi}^{EXC}, sobre la base del cual la unidad
16 funciona al menos durante la duración al cabo de la cual el
material absorbente del adsorbedor 22A, 22B en curso de regeneración
está sensiblemente descargado de la mayor parte del monóxido de
carbono. La duración de este ciclo excepcional o bien se
predetermina, y la información correspondiente está por tanto
contenida en la unidad 30 de control, o bien se indica en el
regulador 38 por una nueva señal procedente de la fuente 50.
Así, la regulación aportada según el
procedimiento según la invención se pone en práctica en el momento
deseado y durante la duración necesaria.
Al contrario que la regulación descrita
anteriormente con respecto a la figura 1, la señal transmitida no
facilita la composición del gas de carga sino que indica solamente
el principio de un cambio brusco de composición, y eventualmente su
fin.
Permite perfectamente captar modificaciones
bruscas de los parámetros de estado del gas de carga de la unidad
PSA, especialmente cuando se vuelve a poner en línea aguas arriba
una botella de adsorbente regenerado, durante una derivación de un
equipo o de una unidad aguas arriba para mantenimiento o cuidado,
durante la adición de un gas de carga secundario al gas de carga
principal para aumentar periódicamente la producción, durante el
cambio del gas de carga, o durante la parada de una unidad aguas
arriba de la depuración en uno o varios constituyentes tales como
una unidad de lavado. En efecto, todas estas modificaciones
corresponden a funcionamientos periódicos previstos de antemano
para los cuales la composición excepcional del gas de carga de la
PSA que resulta de los mismos se determina por experiencia, por
cálculo o por un análisis inicial.
Mientras que la unidad PSA 16 funciona según un
ciclo excepcional, la regulación de la capacidad (relacionada con
el caudal del flujo de carga) puede dejarse activa. Asimismo, la
regulación del control sobre la pureza puede dejarse activa con la
condición de que las correcciones introducidas por estas
regulaciones (por ejemplo por el factor corrector C_{A}) sean de
segundo orden con respecto a la corrección previa según la
invención. Eso significa que el regulador 38 determina en primer
lugar los parámetros del ciclo excepcional únicamente en función de
las señales transmitidas por la fuente 50, después ajusta estos
parámetros a partir de la información transmitida por el
caudalímetro 40 y/o el aparato 44 de análisis. Por ejemplo, el
tiempo de fase del ciclo excepcional puede obtenerse por la
relación
relación
T_{\varphi} =
T_{\varphi}{}^{EXC} \times \frac{\text{caudal nominal de la línea
28}}{\text{caudal medido por el caudalímetro 40}} \times
C_{A}
Como variante, la fuente 50 de señales envía en
continuo una señal de referencia a la unidad 30 de control,
perturbándose esta señal de referencia en cada evolución estimada de
la composición del gas de carga. Esta variante permite a la unidad
30 garantizar su conexión permanente con la unidad 50.
Igualmente como variante, en el caso en el que
la naturaleza de la perturbación se conozca pero en el que su
intensidad varíe de una vez a otra, puede sustituirse la simple
señal de principio por una información que proporciona el nivel de
la modificación que va a producirse que permite así al sistema 30 de
control establecer el ciclo más adaptado.
Retomando el ejemplo facilitado anteriormente,
sucede que sólo una fracción del gas 26 de regeneración se utiliza
para regenerar al adsorbedor 22A o 22B. Por tanto, el gas de carga
de la PSA está constituido por una mezcla de gases que contiene más
o menos monóxido de carbono según el porcentaje utilizado en la
regeneración. En este caso, la señal enviada es representativa por
ejemplo de este porcentaje.
Si la variación brusca proviene de la adición
periódica de una segunda fuente de gas de carga, la señal es por
ejemplo representativa del caudal de gas de refuerzo, o bien del
grado de abertura de la válvula de introducción.
Aunque la invención se haya descrito en relación
a modos de realización particulares, no se encuentra limitada sino
que es susceptible de modificaciones y de variantes que serán
evidentes para el experto en la técnica en el marco de las
reivindicaciones siguientes.
Claims (10)
1. Procedimiento de regulación de una unidad de
tratamiento que produce un gas producido, mediante adsorción por
cambios de presión de al menos un gas de carga, en el que la unidad
(16) de tratamiento comprende N unidades (R1 a R6) de adsorción,
siendo N superior o igual a 1, que funcionan según un ciclo
parametrizado en el que se utiliza una unidad (30) de control de la
unidad (16) de tratamiento, adaptada para modificar al menos un
parámetro del ciclo en función de al menos un parámetro del gas de
carga o del gas producido y en la que, en cada evolución estimada
de la composición del gas de carga que va a tratarse, se envía a la
unidad (30) de control una señal preestablecida representativa de
dicha evolución, tratando la unidad (30) de control dicha señal para
determinar los parámetros de un ciclo excepcional de funcionamiento
de la unidad (16) de tratamiento adaptada a dicha evolución
estimada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicha señal preestablecida es
representativa de la intensidad de la evolución estimada de la
composición del gas de carga.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque se envía en continuo a la unidad (30)
de control una señal de referencia, y porque, a cada evolución
estimada, se modifica dicha señal de referencia para formar la
señal preestablecida.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
determina la señal preestablecida según el funcionamiento de al
menos una unidad dispuesta aguas arriba de la unidad (16) de
tratamiento y que produce, al menos en parte, el gas de carga que va
a tratarse.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la duración
del ciclo excepcional está predeterminada.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la duración del
ciclo excepcional se indica a la unidad (30) de control mediante
transmisión de una señal de fin, estando dicha señal de fin
preestablecida en función de la evolución estimada de la composición
del gas de carga.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, durante
cada ciclo parametrizado de funcionamiento de la unidad (16) de
tratamiento, se suceden una fase de adsorción sensiblemente a alta
presión (PH) del ciclo y una fase de regeneración que comprende una
etapa de despresurización hasta una baja presión (PB) del ciclo y
una etapa de represurización sensiblemente hasta dicha alta presión
del ciclo, y porque los parámetros del ciclo excepcional
determinados por la unidad (30) de control se eligen de la duración
del tiempo (T_{\varphi}^{exc}) de fase y la duración de al menos
una de las etapas de la fase de regeneración.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una señal
representativa del caudal y/o de la densidad del flujo de gas de
carga se envía de manera regular a la unidad (30) de control, y
porque la unidad (30) de control determina los parámetros del ciclo
excepcional de funcionamiento de la unidad (16) de tratamiento y
después ajusta estos parámetros a partir de la señal representativa
del caudal y/o de la densidad de dicho flujo de gas de carga.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una señal
representativa del caudal y/o de la composición del flujo gaseoso
producido por la unidad (16) de tratamiento se envía regularmente a
la unidad (30) de control, y porque la unidad (30) de control
determina los parámetros del ciclo excepcional de funcionamiento de
la unidad (16) de tratamiento y después ajusta estos parámetros a
partir de la señal representativa del caudal y/o de la composición
de dicho flujo gaseoso producido.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la unidad
(16) de tratamiento es una unidad de producción de hidrógeno
sensiblemente puro.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0207717A FR2841153B1 (fr) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | Procede de regulation d'une unite de traitement, par adsorption a modulation de pression, d'au moins un gaz de charge |
| FR0207717 | 2002-06-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2287427T3 true ES2287427T3 (es) | 2007-12-16 |
Family
ID=29717079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03291431T Expired - Lifetime ES2287427T3 (es) | 2002-06-21 | 2003-06-13 | Procedimiento de regulacion de una unidad de tratamiento, mediante adsorcion por cambios de presion, de un gas de carga. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7025801B2 (es) |
| EP (1) | EP1374973B1 (es) |
| DE (1) | DE60314051T2 (es) |
| ES (1) | ES2287427T3 (es) |
| FR (1) | FR2841153B1 (es) |
Families Citing this family (59)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2883489B1 (fr) * | 2005-03-25 | 2008-01-11 | Air Liquide | Procede de reglage d'une installation de traitement par adsorption d'un gaz soumis a un ecoulement a travers ladite installation |
| EP1832328A3 (de) * | 2006-03-09 | 2010-11-10 | Linde AG | TSA-Prozess |
| EP1921406A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-14 | Honeywell Control Systems Ltd. | A process of liquefying a gaseous methane-rich feed for obtaining liquid natural gas |
| US8906138B2 (en) | 2007-11-12 | 2014-12-09 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods of generating and utilizing utility gas |
| US20090259323A1 (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-15 | Partha Kesavan | Adsorption control method |
| US7846237B2 (en) * | 2008-04-21 | 2010-12-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Cyclical swing adsorption processes |
| BRPI0911224A2 (pt) * | 2008-04-30 | 2015-09-29 | Exxonmobil Upstream Res Co | sistema e método para tratar uma corrente de alimentação gasosa, e, contactador adsorvente estruturado |
| US8016914B2 (en) * | 2009-03-25 | 2011-09-13 | Praxair Technology, Inc. | Adsorption control method and controller |
| CA2804930C (en) | 2010-05-28 | 2016-09-06 | Exxonmobil Upstream Research Company | Integrated adsorber head and valve design and swing adsorption methods related thereto |
| TWI495501B (zh) | 2010-11-15 | 2015-08-11 | Exxonmobil Upstream Res Co | 動力分餾器及用於氣體混合物之分餾的循環法 |
| US8496733B2 (en) | 2011-01-11 | 2013-07-30 | Praxair Technology, Inc. | Large scale pressure swing adsorption systems having process cycles operating in normal and turndown modes |
| US8435328B2 (en) | 2011-01-11 | 2013-05-07 | Praxair Technology, Inc. | Ten bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes |
| US8491704B2 (en) | 2011-01-11 | 2013-07-23 | Praxair Technology, Inc. | Six bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes |
| US8551217B2 (en) | 2011-01-11 | 2013-10-08 | Praxair Technology, Inc. | Six bed pressure swing adsorption process operating in normal and turndown modes |
| WO2012161828A1 (en) | 2011-03-01 | 2012-11-29 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and systems having a rotary valve assembly and swing adsorption processes related thereto |
| WO2012118760A2 (en) | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and systems having compact configuration multiple swing adsorption beds and methods related thereto |
| CA2825148C (en) | 2011-03-01 | 2017-06-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods of removing contaminants from a hydrocarbon stream by swing adsorption and related apparatus and systems |
| WO2012118757A1 (en) | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and systems having a reciprocating valve head assembly and swing adsorption processes related thereto |
| CA2824991C (en) | 2011-03-01 | 2018-02-20 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods of removing contaminants from a hydrocarbon stream by swing adsorption and related apparatus and systems |
| EA201391249A1 (ru) | 2011-03-01 | 2014-02-28 | Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани | Устройства и системы, имеющие узел поворотного клапана, и связанные с этим циклические адсорбционные процессы |
| CN103429339B (zh) | 2011-03-01 | 2015-06-10 | 埃克森美孚上游研究公司 | 具有封闭式吸附剂接触器的装置和系统及与其相关的变吸附方法 |
| US8394171B2 (en) * | 2011-03-17 | 2013-03-12 | Uop Llc | Methods for controlling impurity buildup on adsorbent for pressure swing adsorption processes |
| DE102012005108A1 (de) * | 2012-03-14 | 2013-09-19 | Airtech Stickstoff Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Druckwechsel-Adsorption |
| US9034078B2 (en) | 2012-09-05 | 2015-05-19 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and systems having an adsorbent contactor and swing adsorption processes related thereto |
| US9211494B2 (en) | 2013-02-14 | 2015-12-15 | Uop Llc | Process for floating liquified natural gas pretreatment |
| FR3011481B1 (fr) * | 2013-10-04 | 2017-01-20 | Air Liquide | Procede d'adsorption a modulation de pression avec regulation |
| AU2015294518B2 (en) | 2014-07-25 | 2019-06-27 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system having a valve assembly and swing adsorption processes related thereto |
| CA2959383A1 (en) | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Nuvera Fuel Cells, LLC | Methods of operating pressure swing adsorption purifiers with electrochemical hydrogen compressors |
| AU2015347232B2 (en) | 2014-11-11 | 2018-02-01 | Exxonmobil Upstream Research Company | High capacity structures and monoliths via paste imprinting |
| CA2970286C (en) | 2014-12-10 | 2019-08-13 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Adsorbent-incorporated polymer fibers in packed bed and fabric contactors, and methods and devices using same |
| KR20170140153A (ko) | 2014-12-23 | 2017-12-20 | 엑손모빌 업스트림 리서치 캄파니 | 구조화된 흡착제 베드, 이의 제조방법 및 이의 용도 |
| WO2016186726A1 (en) | 2015-05-15 | 2016-11-24 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
| CA2979869C (en) | 2015-05-15 | 2019-12-03 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto comprising mid-bed purge systems |
| CN105126533A (zh) * | 2015-07-23 | 2015-12-09 | 新奥气化采煤有限公司 | 天然气吸附塔控制方法、装置、系统及净化系统 |
| EP3344371B1 (en) | 2015-09-02 | 2021-09-15 | ExxonMobil Upstream Research Company | Process and system for swing adsorption using an overhead stream of a demethanizer as purge gas |
| US10080991B2 (en) | 2015-09-02 | 2018-09-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
| AU2016346798B2 (en) | 2015-10-27 | 2019-11-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto having actively-controlled feed poppet valves and passively controlled product valves |
| CA3001336A1 (en) | 2015-10-27 | 2017-05-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto having a plurality of valves |
| US10040022B2 (en) | 2015-10-27 | 2018-08-07 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
| AU2016357289A1 (en) | 2015-11-16 | 2018-06-14 | Exxonmobil Upstream Research Company | Adsorbent materials and methods of adsorbing carbon dioxide |
| CA3017612C (en) | 2016-03-18 | 2021-06-22 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
| FR3051374B1 (fr) * | 2016-05-18 | 2018-05-18 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede de production d’oxygene de type vsa avec regeneration periodique |
| CN109195685A (zh) | 2016-05-31 | 2019-01-11 | 埃克森美孚上游研究公司 | 用于变吸附方法的装置和系统 |
| AU2017274288B2 (en) | 2016-05-31 | 2020-03-05 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes |
| US10434458B2 (en) | 2016-08-31 | 2019-10-08 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto |
| CN109922872A (zh) | 2016-09-01 | 2019-06-21 | 埃克森美孚上游研究公司 | 使用3a沸石结构移除水的变化吸附处理 |
| US10328382B2 (en) | 2016-09-29 | 2019-06-25 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for testing swing adsorption processes |
| WO2018118361A1 (en) | 2016-12-21 | 2018-06-28 | Exxonmobil Upstream Research Company | Self-supporting structures having foam-geometry structure and active materials |
| CN110087755A (zh) | 2016-12-21 | 2019-08-02 | 埃克森美孚上游研究公司 | 具有活性材料的自支承性结构 |
| WO2019147516A1 (en) | 2018-01-24 | 2019-08-01 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for temperature swing adsorption |
| US11413567B2 (en) | 2018-02-28 | 2022-08-16 | Exxonmobil Upstream Research Company | Apparatus and system for swing adsorption processes |
| ES2751176B2 (es) * | 2018-09-29 | 2021-07-21 | Bluegeneration S L | Instalación y procedimiento para recuperar sustancias gaseosas a partir de corrientes gaseosas |
| US11318410B2 (en) | 2018-12-21 | 2022-05-03 | Exxonmobil Upstream Research Company | Flow modulation systems, apparatus, and methods for cyclical swing adsorption |
| EP3962641A1 (en) | 2019-04-30 | 2022-03-09 | Exxonmobil Upstream Research Company (EMHC-N1-4A-607) | Rapid cycle adsorbent bed |
| FR3096277B1 (fr) * | 2019-05-23 | 2021-09-10 | Air Liquide | Procédé de réglage d’une unité de production d’oxygène avec des consignes différentes pour chaque adsorbeur |
| US11655910B2 (en) | 2019-10-07 | 2023-05-23 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Adsorption processes and systems utilizing step lift control of hydraulically actuated poppet valves |
| US11433346B2 (en) | 2019-10-16 | 2022-09-06 | Exxonmobil Upstream Research Company | Dehydration processes utilizing cationic zeolite RHO |
| FR3135404A1 (fr) * | 2022-05-16 | 2023-11-17 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procédé de séparation |
| CN115382348A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-25 | 苏州班顺工业气体设备有限公司 | 一种节能型制氮方法 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2923325A1 (de) * | 1979-06-08 | 1980-12-11 | Linde Ag | Zyklisches adsorptionsverfahren zum zerlegen eines gasgemisches |
| DE2930782A1 (de) * | 1979-07-28 | 1981-02-12 | Linde Ag | Verfahren zur adsorptiven reinigung oder zerlegung von gasgemischen |
| US4472177A (en) * | 1982-09-09 | 1984-09-18 | Air Products And Chemicals, Inc. | Control system and method for air fractionation by vacuum swing adsorption |
| US4693730A (en) * | 1986-07-24 | 1987-09-15 | Union Carbide Corporation | Pressure swing adsorption product purity control method and apparatus |
| GB8900506D0 (en) * | 1989-01-10 | 1989-03-08 | Willpower Compressed Air Syst | Compressed gas purifier |
| US5258056A (en) * | 1991-09-27 | 1993-11-02 | The Boc Group, Inc. | PSA system with product turndown and purity control |
| US5593478A (en) * | 1994-09-28 | 1997-01-14 | Sequal Technologies, Inc. | Fluid fractionator |
| US5529607A (en) * | 1995-03-15 | 1996-06-25 | The Boc Group, Inc. | PSA process with dynamic purge control |
| US5906672A (en) * | 1996-06-14 | 1999-05-25 | Invacare Corporation | Closed-loop feedback control for oxygen concentrator |
| FR2785062B1 (fr) * | 1998-10-26 | 2003-12-12 | Air Liquide | Installation et procede de production comportant plusieurs etapes de traitement |
| FR2785554B1 (fr) * | 1998-11-09 | 2000-12-22 | Air Liquide | Unite psa ou vsa a debit et pression de production conjointement regules |
| FR2788993B1 (fr) * | 1999-01-29 | 2001-02-23 | Air Liquide | Procede d'epuration d'un gaz par adsorption |
| US6395065B1 (en) * | 1999-05-14 | 2002-05-28 | Respironics, Inc. | Air flow control in a gas fractionalization system and associated method |
| US6277174B1 (en) * | 2000-01-07 | 2001-08-21 | Praxair Technology, Inc. | Low pressure ratio VPSA plant tuning and balancing system |
| EP1440935B1 (en) * | 2001-10-30 | 2009-08-05 | Teijin Limited | Oxygen enriching device |
| FR2835932B1 (fr) * | 2002-02-13 | 2004-03-19 | Air Liquide | Procede de commande d'une installation de traitement d'un gaz par adsorption et installation de traitement correspondante |
-
2002
- 2002-06-21 FR FR0207717A patent/FR2841153B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-06-13 EP EP03291431A patent/EP1374973B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-13 ES ES03291431T patent/ES2287427T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-13 DE DE60314051T patent/DE60314051T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-06-20 US US10/601,135 patent/US7025801B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60314051D1 (de) | 2007-07-12 |
| US20040055462A1 (en) | 2004-03-25 |
| EP1374973A1 (fr) | 2004-01-02 |
| DE60314051T2 (de) | 2008-01-31 |
| FR2841153B1 (fr) | 2004-07-23 |
| US7025801B2 (en) | 2006-04-11 |
| FR2841153A1 (fr) | 2003-12-26 |
| EP1374973B1 (fr) | 2007-05-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2287427T3 (es) | Procedimiento de regulacion de una unidad de tratamiento, mediante adsorcion por cambios de presion, de un gas de carga. | |
| US3897226A (en) | Controlling the concentration of impurities in a gas stream | |
| US3703068A (en) | Control system for selective adsorption process | |
| EP0932439B1 (en) | Closed-loop feedback control for oxygen concentrator | |
| US7078011B2 (en) | Method of storing and supplying hydrogen to a pipeline | |
| US7255727B2 (en) | Method for treating at least one feed gas mixture by pressure swing adsorption | |
| US5042994A (en) | Control of pressure swing adsorption operations | |
| US3719025A (en) | Resolving gas mixtures | |
| ES2895998T3 (es) | Método y sistema de suministro de hidrógeno | |
| CA2756517C (en) | Adsorption control method and controller | |
| US6911066B2 (en) | Method for treating a gas mixture by adsorption | |
| US6238458B1 (en) | Process for treatment of a gaseous mixture by pressure swing adsorption, with variable production flow rate | |
| Knaebel et al. | Pressure swing adsorption | |
| US9649589B2 (en) | Oxygen concentrator system and method | |
| Shigaki et al. | Performance evaluation of gas fraction vacuum pressure swing adsorption for CO2 capture and utilization process | |
| CN103523822A (zh) | 氦气的纯化方法及纯化装置 | |
| Alpay et al. | Adsorbent particle size effects in the separation of air by rapid pressure swing adsorption | |
| ES2257016T3 (es) | Procedimiento de separacion por absorcion con presion modulada de una mezcla de gases. | |
| CN103224225B (zh) | 氩气的纯化方法及纯化装置 | |
| JP2013154294A (ja) | 製品ガス供給方法、および製品ガス供給システム | |
| RU2738117C2 (ru) | Способ эксплуатации промышленной установки с адсорбером и промышленная установка с адсорбером | |
| ES2853352T3 (es) | Procedimiento de adsorción a modulacion de presión con elución suplementaria | |
| US20240191840A1 (en) | Systems and methods for gas storage | |
| US11685659B2 (en) | Processes and apparatuses for reducing carbon monoxide levels in a gaseous stream | |
| Weh | Nitrogen Rejection and Helium Recovery from Natural Gas by Dual Reflux Pressure Swing Adsorption Cycles |