ES2711529T3 - Proceso de producción de hidrógeno ultrapuro a alta presión - Google Patents

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Abstract

Un método de producción de hidrógeno, que comprende; hacer reaccionar exotérmicamente una primera parte de una corriente de alimentación de hidrocarburos con al menos uno de entre vapor o un gas oxidante que comprende oxígeno molecular en un primer reactor para producir un producto de gas de síntesis generado exotérmicamente, en el que la corriente de alimentación incluye metano; reformar endotérmicamente una segunda parte de la corriente de alimentación de hidrocarburos con vapor sobre un catalizador en un reformador de intercambio térmico para producir un producto de gas de síntesis endotérmico, en el que el producto de gas de síntesis reformado endotérmicamente del reformador de intercambio térmico se genera a una presión superior a 6 MPa (60 bar) y a una proporción del metano (CH4) con respecto al hidrógeno más monóxido de carbono (H2 + CO) superior al 5 % molar, y en el que al menos una parte de calor usado en la generación del producto de gas de síntesis reformado endotérmicamente se obtiene mediante la recuperación de calor del producto de gas de síntesis generado exotérmicamente; separar al menos el metano de una combinación del producto de gas de síntesis generado exotérmicamente y el producto de gas de síntesis reformado endotérmicamente como parte de una corriente de gas residual; quemar al menos una parte del gas residual usando los gases de escape de una turbina de gas como oxidante para proporcionar vapor sobrecalentado y corrientes de alimentación de hidrocarburos precalentadas usadas en la producción de gas de síntesis generado exotérmica y endotérmicamente; y generar energía usando la turbina de gas para alimentar una unidad de producción de oxígeno que proporciona el oxígeno para la generación de gas de síntesis.

Description

DESCRIPCION
Proceso de produccion de hidrogeno ultrapuro a alta presion
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a la produccion de hidrogeno, mas concretamente, a la produccion de corrientes de hidrogeno de alta pureza a alta presion.
Antecedentes
El hidrogeno se usa en una variedad de aplicaciones, desde la sintesis de amoniaco a operaciones de vehiculos de hidrogeno. En el futuro, habra un aumento continuo y, probablemente, a gran escala de la demanda de hidrogeno de un solo tren de gran tamano. Para que sea adecuado para su suministro por tuberias, el hidrogeno debe ser muy puro y estar a alta presion. Habitualmente, el hidrogeno se produce, se purifica y luego se comprime para proporcionar hidrogeno a alta presion para diversos usos. Sin embargo, la compresion del hidrogeno es muy costosa.
Sumario
En diversas implementaciones, se produce hidrogeno ultrapuro a alta presion. El hidrogeno puede ser muy puro (por ejemplo, de menos de aproximadamente 20 ppm de nivel total de impurezas en volumen) y estar a alta presion (por ejemplo, a de aproximadamente 6 MPa a 20 MPa [de 60 bar a 200 bar) para diversos usos, tal como el suministro por tuberias. En algunas implementaciones, puede que no se requiera una compresion significativa del hidrogeno para lograr los niveles de alta presion especificados.
En las plantas que producen una corriente de producto de hidrogeno ultrapura, el contenido de monoxido de carbono de la mezcla de gases producida por una combinacion de oxidacion parcial y reformado con vapor de una materia prima de hidrocarburo se convertiria en hidrogeno mediante una reaccion de conversion catalitica con vapor de agua que produciria CO2 como subproducto. El sistema puede lograr una recuperacion de hidrogeno superior al 95 % de la posible produccion de H2 total en el gas de sintesis derivado tanto del contenido de H2 como del contenido de CO como hidrogeno puro a alta presion.
El documento US 20040182002 A1 desvela un proceso y una planta para la produccion de hidrogeno de baja energia y bajo capital.
El documento US 20020103264 A1 desvela un proceso y un aparato para la produccion de gas de sintesis.
El documento US 4725381 A desvela la produccion de corrientes de hidrogeno que contienen al menos el 50 % en volumen de hidrogeno a partir de materias primas carbonosas, tales como carbon o petroleo pesado, que tienen una proporcion atomica del hidrogeno con respecto al carbono inferior a 2. producto.
En algunas implementaciones, se puede lograr una eficiencia termica (base de PCI basada en el producto de hidrogeno/alimentacion total de gas natural) superior a aproximadamente el 7S % usando diversas implementaciones de los sistemas y procesos.
En algunas implementaciones, los sistemas y procesos para la produccion de hidrogeno ultrapuro pueden producir un corriente de mezcla de gases de 3 H2 N2 ultrapura (por ejemplo, en lugar de una corriente de hidrogeno ultrapura) para el suministro a un sistema de sintesis de amoniaco, que puede no requerirse o puede no requerir gases inertes sustanciales que se purguen del circuito de reaccion de amoniaco. La corriente de CO2 producida en los sistemas y procesos puede utilizarse en la produccion de urea. En algunas implementaciones para la produccion de H2 ultrapuro, se puede suministrar el subproducto de CO2 para su secuestro, por ejemplo, para evitar la contaminacion atmosferica.
Una caracteristica puede incluir una planta de produccion de hidrogeno de muy alta eficiencia. Otra caracteristica puede incluir el uso de gas natural como materia prima.
Los detalles de una o mas implementaciones se exponen en los dibujos adjuntos y en la siguiente descripcion. Otras caracteristicas, objetos y ventajas de las implementaciones seran evidentes a partir de la descripcion y de los dibujos.
Descripcion de los dibujos
La FIG. 1 ilustra un sistema de ejemplo para la produccion de hidrogeno.
La FIG. 2 ilustra un sistema de ejemplo para la produccion de hidrogeno,
La FIG. 3 ilustra un sistema para la produccion de hidrogeno.
Las FIG. 4 A-K ilustran las composiciones de la corriente de alimentacion para un ejemplo de una corriente de alimentacion procesada por el sistema ilustrado en la FIG. 3.
Los simbolos de referencia similares en los diversos dibujos indican elementos similares.
Descripcion detallada
En diversas implementaciones, se procesa una corriente de alimentacion para producir corrientes de hidrogeno de alta pureza (por ejemplo, menos de 20 ppm en volumen total de otros componentes) y a alta presion (por ejemplo, superior a aproximadamente 6 MPa (60 bar)). Las corrientes de alimentacion procesadas pueden incluir una variedad de corrientes de alimentacion que incluyen metano, tales como el gas natural, combustibles de hidrocarburos, gases ricos en metano, tales como gas metano de carbon o biogas (por ejemplo, corriente producida a partir de la descomposicion anaerobica de la materia). Las corrientes de alimentacion pueden incluir corrientes de hidrocarburos liquidos.
La FIG. 1 ilustra un ejemplo de un sistema para la produccion de corrientes de hidrogeno ultrapuro a alta presion. Se puede introducir una corriente de alimentacion previamente calentada 105 en los sistemas 120 y 121 de generacion de gas de sintesis. Por ejemplo, una corriente de alimentacion, tal como el gas natural, puede introducirse en un sistema de generacion de gas de sintesis de POX/GHR que incluye un reactor de oxidacion parcial (POX) combinado con un reformador catalitico calentado por gas (GHR), en el que el producto gaseoso del POX combinado y el producto gaseoso del GHR se usan para proporcionar el total o al menos una parte sustancial del requerimiento de calor del GHR. Como otro ejemplo, la corriente de alimentacion se puede suministrar a un sistema de generacion de gas de sintesis combinado de ATR/GHR que incluye un reformador autotermico (ATR) combinado con un GHR, en el que el producto gaseoso del ATR combinado y el gas del GHR se usan para proporcionar el total o al menos una parte sustancial del requerimiento de calor del GHR.
Tanto la corriente de alimentacion 105 y/o como una corriente 115 de vapor de agua sobrecalentado se dividen en dos partes. Las primeras partes se suministran al POX o al ATR 120 para que reaccionen con el oxigeno 110 y el vapor para producir una corriente de gas de sintesis, y las segundas partes se suministran al GHR 121, en el que se reforman sobre un catalizador con el calor proporcionado por la corriente procedente del POX o del ATR 120 combinados con la corriente de producto de gas de sintesis procedente del GHR 121 para producir una corriente 131 de producto de gas de sintesis total. Por ejemplo, la corriente de alimentacion 105 puede sufrir una oxidacion parcial (ecuacion 1) en un reactor POX, por ejemplo. Ademas, puede producirse algo de oxidacion total (ecuacion 2), y puede haber una reaccion de conversion (ecuacion 3). Ademas, la reaccion del ATR incluye la reaccion de reformado con metano del vapor (ecuacion 3). Las reacciones pueden incluir:
CH4 / O 2 ^ CO 2H2 - (1)
CH4+ 2O2 ^ CO2 2H2O - (2)
El producto de gas de sintesis de las reacciones del POX o del ATR produce una mezcla de gases de muy alta temperatura que se puede usar para proporcionar una parte del calor endotermico de reaccion para el reformado de vapor/hidrocarburo en un reformador catalitico calentado por gas (GHR) aguas abajo secundario. La parte restante del requerimiento de calor se proporciona mezclando el producto gaseoso del GHR con el producto gaseoso del POX antes de usarse la corriente de gas total para calentar el GHR. Las reacciones de reformado con vapor pueden incluir:
CH4 H2O ^ CO 3 H2 - (3)
CO+H2O ^ CO2+H2 - (4)
En el caso del ATR/GHR, el reactor ATR contiene una capa de catalizador aguas abajo del quemador parcial de oxidacion, en el que la reaccion de reformado con vapor (ecuacion 3) y la reaccion de conversion (ecuacion 4) pueden aproximarse al equilibrio.
La corriente de gas de sintesis 131 puede incluir hidrogeno y monoxido de carbono. La corriente de gas de sintesis 131 tambien puede incluir componentes de alimentacion sin reaccionar, agua, dioxido de carbono, argon y/o nitrogeno. Las concentraciones relativas de monoxido de carbono e hidrogeno pueden depender, por ejemplo, de la composicion de la alimentacion de hidrocarburos (por ejemplo, el metano solo se usa en estas ecuaciones para simplificar, pero puede haber otros componentes presentes en la alimentacion y ser oxidados y/o reformados), de la presion y/o de la temperatura de salida de los lechos de catalizador. La pureza del oxigeno puede estar en el intervalo de 90 a casi el 100 % en volumen de O2 y, mas concretamente, puede estar en el intervalo del 95 % al 99,5 % de O2 en volumen.
El objetivo de este proceso es producir H2 a muy alta presion directamente desde el sistema de generacion de gas de sintesis a alta pureza. Las reacciones 1 a 3 se ven afectadas negativamente por las presiones mas altas, mientras que la reaccion 4 es independiente de la presion. Las reacciones 1 y 2 pueden compensar una presion mas alta con un aumento relativamente bajo de la temperatura de reaccion, lo que se puede lograr a traves de un ligero aumento en la proporcion del oxigeno con respecto al hidrocarburo. El aumento en la proporcion del oxigeno con respecto al hidrocarburo y el bajo aumento de temperatura no causaran problemas significativos en el diseno del equipo.
Debido a las limitaciones de la temperatura en las condiciones de funcionamiento del catalizador en un sistema en el que se usa un ATR, no se debe superar la temperatura de salida. Las propiedades metalurgicas de la aleacion de metales usada para los tubos del GHR significan que la temperatura de salida de los tubos del GHR en particular no debe aumentarse por encima de ciertos limites. Esto significa que se debe aceptar un aumento en la concentracion del CH4 que queda sin convertir por la reaccion 3 en la corriente de producto de gas de sintesis total 131 que sale del GHR.
Para que el sistema de GHR funcione como un reactor de reformado con vapor/hidrocarburo a altas presiones por encima de 6 MPa (60 bar), es necesario usar una proporcion muy alta del vapor con respecto al carbon activo en la alimentacion al GHR, a fin de controlar la concentracion de metano en el producto de gas de sintesis 131. Esta deberia ser superior a 5 y, preferentemente, estar en el intervalo de 5 a 10. La proporcion real del vapor con respecto al carbon activo en la alimentacion de hidrocarburo al GHR depende de la presion y de la temperatura de salida del tubo del catalizador GHR. La proporcion se escoge para limitar la proporcion del CH4 con respecto al (H2+CO) en el producto de gas de sintesis que sale de los tubos del GHR a un minimo del 5 % y preferentemente en el intervalo del 5 % al 10 % (molar). Para compensar la carga de calor adicional en el GHR causada por la diferencia de temperatura entre la alimentacion a los tubos del GHR y la temperatura de la corriente de producto 131 que sale del lado de la carcasa, la temperatura de salida del POX debe ser superior a una cifra normal de aproximadamente 1.340 °C. La temperatura de salida del POX se puede aumentar aumentando la proporcion del oxigeno con respecto al hidrocarburo en la alimentacion del POX de modo que la temperatura de salida del POX sea superior a 1.400 °C y, preferentemente, en el intervalo de 1.425 °C a 1.500 °C. Cuando se usa un ATR, la temperatura maxima de salida sera, en general, inferior a 1.050 °C y, en este caso, se aumentara la proporcion del gas de sintesis del ATR con respecto al del GHR.
Para que el sistema de GHR funcione como un reactor de reformado con vapor/hidrocarburo a altas presiones (por ejemplo, superiores a 6 MPa (60 bar), se puede usar una proporcion muy alta del vapor con respecto al carbon activo en la alimentacion. Por lo tanto, para la produccion de gas de sintesis, se producira un mayor contenido de metano en el gas de salida del GHR y del ATR. Sin embargo, la corriente de gas de salida del POX puede no tener un mayor contenido de metano. Dado que aproximadamente el 70 % del gas de sintesis se produce a partir del reactor POX y, solo aproximadamente el 30 %, a partir del GHR, es posible tolerar un contenido de CH4 mucho mayor en el gas de salida del GHR que, por ejemplo, un reformador de vapor/gas natural independiente. Aunque no es posible aumentar la temperatura de salida del ATR, la temperatura de salida superior a 1.000 °C significa que el contenido de CH4 sera inferior al 1 %, por lo que un aumento causado por el deseo de aumentar la presion de reaccion no tendra un efecto significativo. Otra caracteristica del diseno del GHR usado en este proceso es el hecho de que los tubos rellenos del catalizador de GHR se montan en un haz vertical con una lamina de tubos de entrada en el extremo superior mas frio, y con los extremos de salida calientes abiertos, de modo que los tubos son libres de expandirse en sentido descendente cuando se calientan a temperaturas de salida operativas, que estaran en el intervalo de 800 °C a 900 °C. Esto significa que la diferencia de presion entre el interior y el exterior de los tubos del GHR, cuando funciona en condiciones de diseno, es bastante pequena. La suma de la caida de presion en el tubo lleno del catalizador mas la caida de presion del lado de la carcasa es un valor maximo en el extremo superior frio de los tubos del GHR y de aproximadamente cero en el extremo caliente inferior de los tubos. El GHR puede funcionar a cualquier presion hasta una limitacion economica causada por el diseno del recipiente a presion y cualquier restriccion de presion del sistema de purificacion de gas escogido causada por la presion de gas progresivamente mas alta. Esto se diferencia bastante de un reformador de vapor/gas natural, en el que el horno funciona a una presion cercana a la atmosferica, y la resistencia de los tubos impone una limitacion de presion a la presion del gas de sintesis que, en general, es inferior de 3,54 a 4,05 MPa (de 35 a 40 atm). El proceso de adsorcion por oscilacion de presion de multiples lechos se favorece para la purificacion de H2, ya que es capaz de producir una alta pureza de H2 a una recuperacion y con un coste de capital razonablemente altos. La recuperacion del H2 depende de la composicion del gas de alimentacion, la presion de funcionamiento, la temperatura, las caracteristicas de los adsorbentes usados en los lechos y la complejidad de la secuencia de conversion de multiples lechos usada. Para una corriente de gas de sintesis del reformador de vapor/gas natural a, por ejemplo, 2,53 MPa (25 atm) de presion, la recuperacion de H2 en la PSA podria ser tan alta como del 90 % del H2 en el gas de alimentacion. En algunas implementaciones, una caracteristica del sistema puede incluir operar el sistema a una recuperacion y presion tan altas como sea posible. Aumentar la presion reducira la recuperacion de H2 de la PSA, pero esta reduccion es bastante pequena a una presion de hasta 10 MPa (100 bar). Sin embargo, el H2 producido puede ser a una presion mas alta, que puede ser mas rentable que comprimir el H2 producido a una presion mas baja en comparacion con la presion mas alta. Para lograr una buena recuperacion de H2, se propone usar un proceso de PSA de dos etapas precedido por una etapa de eliminacion del CO2, que tiene la ventaja de hacer que el CO2 este disponible como un producto separado y de eliminar el mayor contaminante individual de la corriente de alimentacion de la PSA. Por lo tanto, el trabajo de purificacion del H2 a alta presion y alta recuperacion es mas facil de lograr. Se ha determinado que sera posible operar un sistema de PSA de dos etapas, con el tratamiento del gas residual de la primera PSA antes de que se convierta en la corriente de alimentacion para la segunda PSA, para lograr una recuperacion superior al 95 % del H2 CO presente en la corriente de gas de alimentacion de la PSA. El gas residual de la primera PSA se comprime desde aproximadamente 0,17 MPa (1,2 atm) hasta una presion superior a la presion de alimentacion de la primera PSA para permitir perdidas de presion, y luego se precalienta hasta una temperatura superior a 170 °C. Se anade suficiente vapor, y la mezcla de gases se pasa a traves de un reactor de conversion catalitica para convertir el CO y el vapor en CO2 y H2 de acuerdo con la reaccion 4. La mezcla de gases se enfria luego con recuperacion de calor a casi la temperatura ambiente, y el gas se convierte en la corriente de alimentacion para la segunda PSA.
El gas residual de la primera PSA contiene la cantidad significativa de CH4 causada por el funcionamiento para producir una corriente de producto de H2 a altas presiones por encima de 6,07 MPa (60 atm). Ademas, contiene nitrogeno y/o argon de la corriente 110 de O2 y/o la corriente de alimentacion 105. Reciclar este gas de nuevo a la corriente de alimentacion 105 produciria una acumulacion de N2 Ar en el sistema. Sin embargo, al operar el PQX/GHR o ATR/GHR de acuerdo con las ensenanzas de las patentes de EE.UU. n.° 6.669.744 y 6.534.551, puede que no se produzca una acumulacion significativa de estos gases en el sistema. Estas patentes describen un proceso de generacion de gas de sintesis usando un POX/GHR o un ATR/GHR en la disposicion en serie descrita en la presente divulgacion. Hay una turbina de gas que se usa para proporcionar la energia necesaria para accionar directamente la planta de oxigeno criogenico. Los gases de escape de la turbina de gas, que todavia tienen una concentracion significativa de oxigeno, se usan para mantener la combustion de los hidrocarburos y gases residuales inflamables de la generacion de gas de sintesis y del sistema de purificacion en un calentador caldeado, que proporciona el calor adicional para el sobrecalentamiento con vapor y el precalentamiento de la corriente de alimentacion de gas de sintesis. El gas residual de la segunda PSA se usa para proporcionar parte del gas combustible para el calentador caldeado. Como alternativa, se podria usar al menos parte del gas residual, tras la compresion, para proporcionar al menos parte del gas combustible para la turbina de gas. Por lo tanto, el metano se separa del hidrogeno y/o se puede proporcionar un medio de uso eficiente y economico del metano separado en el proceso de generacion de gas de sintesis. La combustion del gas residual y la expulsion de los productos de la combustion a la atmosfera proporcionan una ventilacion para las sustancias inertes tales como el nitrogeno y el argon. En algunas implementaciones, el GHR puede ser muy adecuado para el funcionamiento a alta presion desde una perspectiva de diseno mecanico, ya que los tubos llenos del catalizador de extremo abierto pueden tener una diferencia de caida de presion minima a traves de ellos con la corriente del producto gaseoso de alta presion mixto en el lado de la carcasa.
La corriente 131 de producto de gas de sintesis total esta a una temperatura en el intervalo de 600 °C a 800 °C. Se hace pasar a traves de una caldera 129 de vapor de recuperacion de calor, que recibe una corriente 132 de agua de alimentacion de la caldera y produce una corriente de vapor 133. Se hace pasar la corriente 134 de gas de sintesis enfriada a traves de un sistema 135 de reactor de conversion catalitica que convierte una gran parte del contenido de CO de la corriente de gas en H2 de acuerdo con la reaccion 4. En general, el sistema de conversion incluira la recuperacion de calor del calor de reaccion exotermico, y puede ser un diseno de reactor de una sola etapa, de dos etapas o isotermico.
La corriente 136 de producto de la reaccion de conversion puede incluir hidrogeno y dioxido de carbono. La corriente 136 de producto de la reaccion de conversion tambien puede incluir monoxido de carbono, metano, nitrogeno, argon y vapor de agua.
La corriente 136 de producto de la reaccion de conversion enfriada puede ser procesada por un separador 140 de CO2 produciendo una corriente 145 de producto de CO2 separada. El separador de CO2 puede incluir procesos de adsorcion quimica o fisica usando adsorbentes, tales como MDEA (adsorbentes de metildietanolamina) o Selexol, disponible en el mercado en UOP LLC (Des Plaines, IL), el separador de CO2 puede ser un proceso de adsorcion por oscilacion de presion (PSA),
La corriente 145 de dioxido de carbono pueden tener un nivel bajo de los componentes (por ejemplo, inferior al 1 %) distintos del dioxido de carbono. El dioxido de carbono se puede proporcionar a otros componentes del sistema y/o se puede usar en otros procesos (por ejemplo, produccion de urea) o se puede comprimir y secuestrar para evitar la contaminacion atmosferica.
La corriente 147 de producto de H2 impuro puede incluir hidrogeno, monoxido de carbono, metano, dioxido de carbono, nitrogeno, argon y vapor de agua. La corriente 147 puede introducirse en un sistema 155 de purificacion de gas de adsorcion. El adsorbente solido puede ser un adsorbente de oscilacion de presion (PSA) de multiples lechos y puede incluir capas de materiales adsorbentes solidos (por ejemplo, alumina, gel de silice, carbon activo, xeolitas, etc.). El adsorbente solido 155 puede ser un PSA de alta presion, por ejemplo. El adsorbente solido seleccionado puede basarse en el nivel de pureza deseado para una corriente y/o la composicion deseada de una corriente. Al menos una parte de la corriente 147 de alimentacion del separador puede ser adsorbida por el adsorbente solido 155. Por ejemplo, al menos una parte del CO, CO2, CH4, N2, Ar y H2O puede ser adsorbida. El adsorbente solido 155 puede producir una corriente 151 de hidrogeno. La corriente 151 de hidrogeno puede incluir menos de aproximadamente 20 ppm de otros componentes y/o tener una presion de al menos aproximadamente 6 MPa (60 bar). En algunas implementaciones, la corriente de hidrogeno puede tener una presion de aproximadamente de 6 MPa a 20 MPa (de 60 bar a 200 bar).
El adsorbente solido 155 puede ser regenerado para proporcionar una corriente 152 residual de adsorbente.
La corriente 152 residual de adsorbente puede incluir oxidos de carbono, tales como monoxido de carbono y dioxido de carbono. La corriente 152 residual de adsorbente se puede comprimir a una presion en exceso de la corriente 147 para permitir perdidas de presion en el compresor 160. La corriente 161 de gas residual comprimido y la corriente 181 de vapor pueden reaccionar en un sistema 180 de reactor de conversion de CO que incluye el precalentamiento y la recuperacion de calor para producir una corriente 182 de gas rico en H2 enfriada.
La corriente 182 de producto de reaccion de conversion puede incluir H2, CO, CO2, CH4, N2 y Ar. La corriente 182 de producto del reactor de conversion se puede procesar mediante un adsorbente solido 170. El adsorbente solido 170 puede ser similar al adsorbente solido 155, en algunas implementaciones. El adsorbente solido 170 puede ser un adsorbente de oscilacion de presion de multiples lechos, y puede incluir capas de materiales adsorbentes solidos (por ejemplo, alumina, gel de silice, carbon activo, xeolitas, etc.). El adsorbente solido seleccionado puede basarse en el nivel de pureza deseado para una corriente y/o la composicion deseada de una corriente.
Al menos una parte de la corriente 182 de producto de reaccion de conversion puede ser adsorbida por el adsorbente solido 170. Por ejemplo, al menos una parte del CO, CO2, CH4, N2, Ar y H2O puede ser adsorbida. El adsorbente solido 170 puede producir una corriente de hidrogeno 171. La corriente de hidrogeno 171 puede incluir menos de aproximadamente 20 ppm de otros componentes y/o tener una presion de al menos aproximadamente 6 MPa (60 bares). En algunas implementaciones, la corriente de hidrogeno puede tener una presion de aproximadamente de 6 MPa a 20 MPa (de 60 bar a 200 bar).
El adsorbente solido 170 puede ser regenerado para proporcionar una corriente 174 de gas residual, que contiene N2 y Ar, que, en algunas implementaciones, no puede ser reciclada de nuevo al sistema de generacion de gas de sintesis para inhibir la acumulacion de estos gases en el sistema. La corriente 174 es una corriente valiosa de gas combustible que puede proporcionarse para el funcionamiento de varios componentes del sistema 100. Por ejemplo, se puede utilizar un calentador caldeado 103 para calentar agua procesada a fin de producir vapor para el proceso y/o para precalentar la corriente de alimentacion 104 a fin de producir una corriente de alimentacion 105 calentada y/o para sobrecalentar la corriente 114 de vapor a fin de producir una corriente 115 de vapor sobrecalentada. La corriente 174 puede someterse a combustion en el calentador caldeado 103 para proporcionar parte o todo el calor generado en el calentador caldeado.
El sistema 100 descrito en la FIG. 1 ilustra una implementacion que incluye el sistema de generacion de gas de sintesis y el proceso descrito en las patentes de EE. UU. n.° 6.534.551 y 6.669.744 para producir gas de sintesis. El aire de combustion 102 para el calentador caldeado 103 utiliza gases de escape de alta temperatura de una turbina de gas 105 que se usa para producir energia para el funcionamiento de una planta 106 de produccion de oxigeno que produce el vapor 110 de alimentacion de oxigeno. Como otro ejemplo, se puede hacer reaccionar una corriente de alimentacion con aire y/o vapor. En algunas implementaciones, las corrientes de hidrogeno producidas se pueden proporcionar a un compresor para una mayor presurizacion. Por ejemplo, si se especifico una corriente de hidrogeno de aproximadamente 40 MPa (400 bar) para una determinada aplicacion, la corriente de hidrogeno del sistema puede comprimirse aun mas hasta 40 MPa (400 bar). Aunque se puede utilizar una compresion adicional, los costes de usar el compresor junto con sistemas, tales como el sistema 100, pueden ser mas rentables y/o eficientes en comparacion con la compresion del hidrogeno de los sistemas de produccion de hidrogeno comunes que producen H2 a presiones mas bajas (por ejemplo, 3 MPa [30 bar] de un reformador de vapor/gas natural).
En algunas implementaciones, la corriente 151 de hidrogeno y la corriente 171 de hidrogeno pueden combinarse. La corriente 172 de hidrogeno combinada puede tener un nivel de impurezas inferior a aproximadamente 20 ppm. La corriente de hidrogeno combinada tiene una presion superior a aproximadamente 6 MPa (60 bar). En algunas implementaciones, la corriente de hidrogeno combinada puede tener una presion de aproximadamente 6 MPa a 20 MPa (60 bar a 200 bar).
En algunas implementaciones, al menos una parte de las corrientes de gases residuales separadas, que pueden incluir gases inertes y oxidos de carbono, se puede usar como parte de una corriente de gas combustible en un calentador caldeado usando como aire de combustion los gases de escape de la turbina y/o una corriente de aire. El calor generado se puede usar para precalentar las corrientes de hidrocarburo y de vapor a las unidades de generacion de gas de sintesis. Dado que una cantidad significativa de argon y nitrogeno, que puede proceder de la corriente de oxigeno y/o las corrientes de alimentacion, puede incluirse en las corrientes de gases residuales, un simple reciclaje del CH4/Ar/N2 en las corrientes hasta el punto de alimentacion del sistema de generacion de gas de sintesis puede producir una acumulacion de estos componentes en el sistema. Por tanto, el uso de corrientes separadas de gas residual como combustible puede reducir las corrientes residuales del proceso y/o mejorar la rentabilidad de los procesos (por ejemplo, debido al reciclaje como combustible).
A pesar de que la corriente de alimentacion se describe como aquella que incluye metano, la corriente de alimentacion puede incluir otros componentes tales como otros hidrocarburos (por ejemplo, etano, propano, butano, pentano, benceno), otros compuestos que contienen carbono e hidrogeno (por ejemplo, dioxido de carbono, monoxido de carbono, hidrogeno, alcoholes, etc.), compuestos organicos, compuestos que contienen azufre (por ejemplo, azufre, sulfuro de hidrogeno, etc.), nitrogeno, argon, etc. La corriente de alimentacion puede ser gas natural, gases asociados con la produccion de gasolina, gases de escape combustibles de otros procesos, hidrocarburos liquidos, etc. En algunas implementaciones, cuando la corriente de alimentacion puede ser gas natural procesado, por ejemplo, se pueden eliminar o al menos retirar parcialmente los compuestos de azufre del gas natural para evitar danos en el catalizador.
A pesar de que el gas de sintesis se describe como aquel que incluye monoxido de carbono e hidrogeno, el gas de sintesis tambien puede incluir otros componentes, tales como gases inertes (por ejemplo, nitrogeno o argon). En algunas implementaciones, los oxidos de carbono pueden incluir oxidos de carbono, tales como monoxido de carbono y dioxido de carbono. Aunque se ha descrito que las corrientes incluyen varios componentes en las implementaciones, Las corrientes pueden incluir uno o mas componentes adicionales.
Se pueden usar otras diversas implementaciones en combinacion con los sistemas, tales como el sistema 100 ilustrado en la FIG. 1. Ademas, se pueden anadir, modificar y/u omitir diversas etapas. Como ejemplo, el dioxido de carbono separado de la corriente de producto de gas de sintesis se puede proporcionar a otros procesos (por ejemplo, procesos de produccion de urea o como una corriente comprimida para el secuestro). Como alternativa, una parte del CO2 separado se puede reciclar de nuevo a la seccion de generacion de gas de sintesis y anadirse al gas de alimentacion al POX, ATR o GHR. En este caso, el efecto seria permitir que parte del producto de gas de sintesis total se saltara la etapa de reaccion de conversion y se produjera como una corriente de producto de hidrogeno mas monoxido de carbono para la produccion de metanol o de hidrocarburos liquidos de Fischer-Tropsch. La parte restante del producto de gas de sintesis se procesaria como se define en el sistema 100 para producir un producto de H2 aproximadamente puro. En este ejemplo, el trabajo de la etapa de eliminacion de CO2 se dividiria entre las dos corrientes de productos con, en el caso de los sistemas de lavado de liquidos, un sistema de regeneracion comun. Como otro ejemplo, se puede combinar la corriente de hidrogeno producida por ambos adsorbentes de PSA. La corriente de hidrogeno combinada puede tener una presion superior a aproximadamente 6 MPa (60 bar) y/o un nivel de impurezas inferior a aproximadamente 20 ppm. En algunas implementaciones, una o mas de las corrientes de hidrogeno previas a la combinacion de las corrientes pueden no tener una presion de aproximadamente 6 MPa (60 bar) y/o niveles de impurezas inferiores a aproximadamente 20 ppm, aunque la corriente combinada puede satisfacer estos criterios. El hidrogeno a alta presion puede ser util en los procesos de hidrotratamiento en refinerias (por ejemplo, se suele usar hidrogeno en el intervalo de aproximadamente 10-14 MPa [100-140 bar]), el transporte de hidrogeno (por ejemplo, el hidrogeno se suele transportar a aproximadamente 8­ 12 Mpa [80-120 bar]), y/o la produccion de amoniaco (por ejemplo, el hidrogeno se suele usar a 10-30 MPa [100­ 300 bar]).
En algunas implementaciones, los sistemas y procesos descritos o partes de los mismos pueden hacerse funcionar a presiones superiores a 6 MPa (60 bar). Por ejemplo, las corrientes producidas por diversas partes de los sistemas y procesos pueden tener presiones superiores a 6 MPa (60 bar). Como otro ejemplo, el sistema, tal como el sistema 100 ilustrado en la FIG. 1, puede funcionar a una presion superior a 6 MPa (60 bar). Como otro ejemplo, las corrientes, tales como las corrientes 125, 131, 134, 136, 147, 151, 171, 172, 161, 182, 181, 110, 105 y 115 ilustradas en la FIG. 1, pueden ser superiores a 6 MPa (60 bar). En algunas implementaciones, el vapor, el oxigeno y/o el aire utilizados en el sistema pueden proporcionarse a los componentes del sistema, tales como los componentes 120, 130, 140, 155, 170, 180 y/o 103 ilustrados en la FIG. 1.
En algunas implementaciones, la recuperacion de hidrogeno puede ser superior al aproximadamente 95 %. La recuperacion de hidrogeno puede definirse como:
Recuperacion de hidrogeno = 100 % x (moles de producto de hidrogeno producido) / (moles totales de hidrogeno y monoxido de carbono del gas de sintesis)
Por ejemplo, la recuperacion de hidrogeno para el sistema ilustrado en la FIG. 1 pueden ser:
Recuperation de hidrogeno = 100 % (moles de hidrogeno de la corriente 151 moles de hidrogeno de la corriente 171) / (moles de hidrogeno de la corriente 131 moles de monoxido de carbono de la corriente 131).
En algunas implementaciones, se puede conseguir una pureza del hidrogeno del aproximadamente 99,998 % en volumen. El carbono capturado en forma de dioxido de carbono de la corriente de alimentacion de hidrocarburos puede ser del aproximadamente 80 % al 85 % del carbono presente en la corriente de alimentacion total para la planta, incluyendo el combustible de la turbina de gas y la corriente de alimentacion adicional para el calentador caldeado.
En algunas implementaciones, el hidrogeno producido se puede utilizar en combinacion con la sintesis de amoniaco. Si se requiere un gas de sintesis de amoniaco, una planta de oxigeno criogenico puede producir una corriente de nitrogeno con menos de 20 ppm de nivel de impurezas en volumen (por ejemplo, nivel de impurezas tales como oxigeno y argon). La corriente de nitrogeno se puede comprimir y mezclar con hidrogeno de los sistemas y procesos descritos en la proporcion de aproximadamente 3 H2/N2.
En algunas implementaciones, una eficiencia termica (base de PCI), basada en la corriente de alimentacion de producto de hidrogeno/gas natural total) superior al aproximadamente 75 %, se puede obtener usando los sistemas y procesos descritos.
La FIG. 2 ilustra un ejemplo de un sistema para la produccion de corrientes de hidrogeno ultrapuro a alta presion. Los flujos de composicion correspondientes y las condiciones del proceso para los puntos identificados en la FIG. 3 se dan en las FIG. 4 A-K. Por ejemplo, el sistema 301 puede incluir un sistema de POX/GHR y producir una corriente de hidrogeno combinada a 7,5 MPa (75 bar). Como se ilustra, se puede generar una corriente 2 de oxigeno comprimido en una unidad de separacion de aire (ASU) criogenico de oxigeno liquido bombeado. La corriente 2 de oxigeno se puede precalentar (por ejemplo, mediante el calor del vapor calentado por el combustible 38 quemado en un quemador del calentador caldeado) y se puede proporcionar a un POX con una corriente 5 de alimentacion de gas natural. La corriente 5 de alimentacion de gas natural puede precalentarse (por ejemplo, mediante el calor generado por un combustible 38 y/o gas natural 47, tal como el gas natural de la corriente de alimentacion, quemado en un quemador del calentador caldeado).
En el POX, la corriente 5 de gas natural se puede oxidar parcialmente para producir corriente 4 de gas de sintesis (por ejemplo, una corriente que incluye hidrogeno y monoxido de carbono). La corriente 4 de gas de sintesis puede incluir corriente de alimentacion sin reaccionar de la corriente 5 de gas natural y/o subproductos tales como dioxido de carbono, metano, nitrogeno, oxigeno y vapor de agua. La corriente 4 de gas de sintesis puede entrar en el lado de la carcasa del GHR.
En algunas implementaciones, una corriente 6, que incluye una mezcla de gas natural y/o vapor (por ejemplo, aproximadamente a 550 °C) tambien se puede suministrar al GHR. La corriente 6 puede precalentarse (por ejemplo, mediante el calor generado por el combustible 38 quemado en un quemador del calentador caldeado). La mezcla de gas natural y vapor puede fluir en sentido descendente a traves del catalizador en el GHR (por ejemplo, tubos de extremo abierto verticales llenos del catalizador) y puede salir del GHR como una mezcla de hidrogeno y dioxido de carbono mas algo de monoxido de carbono, nitrogeno, argon y vapor de agua. Este gas puede salir a aproximadamente 900 °C. Esta corriente de gas tambien se puede mezclar con la corriente 4 de producto gaseoso del POX. La corriente combinada (por ejemplo, el gas que sale de los tubos del catalizador mezclado con la corriente de producto del POX) puede fluir en sentido ascendente a traves del lado de la carcasa del GHR y/o puede proporcionar el calor requerido para las reacciones de reformado con vapor/hidrocarburo. La corriente 7 de producto gaseoso puede salir del GHR a aproximadamente 600 °C. La corriente 7 de producto gaseoso puede incluir gas de sintesis y puede enfriarse para producir una corriente enfriada 8. La corriente 7 de producto gaseoso puede enfriarse en una caldera recuperadora produciendo la corriente 31 de vapor de una corriente 29 de agua de alimentacion de la caldera precalentada. La corriente 31 de vapor que sale de la caldera recuperadora puede incluir vapor saturado y se puede sobrecalentar cuando pase a traves del calentador caldeado.
La corriente 8 de producto enfriada a una temperatura de 320 °C se puede hacer pasar a traves de un reactor de conversion catalitica de dos etapas. En el reactor de conversion de alta temperatura, se puede hacer reaccionar al menos una parte del CO de la corriente 8 con vapor para producir dioxido de carbono e hidrogeno de acuerdo con la reaccion 4.
La corriente 9 de producto del reactor de conversion de alta temperatura puede ser enfriada por corriente 27 de agua de alimentacion de la caldera, que se calienta hasta 293 °C. La corriente 10 de producto enfriada a 200 °C puede proporcionarse a un reactor de conversion de baja temperatura. En el reactor de conversion de baja temperatura, la corriente 10 de producto enfriada experim ental una reaccion de conversion similar a la definida para el reactor de conversion de alta temperatura, dando lugar a la concentracion final de CO en el producto gaseoso (base seca) del 1,25 % en volumen.
La corriente 11 de producto del reactor de conversion de baja temperatura puede ser enfriada por corriente 25 de agua de alimentacion de la caldera, que se calienta hasta 185 °C. Al enfriamiento final del producto gaseoso de 100 °C a 40 °C usando, por ejemplo, agua de refrigeracion, le sigue la separacion del agua condensada en un recipiente separador. La corriente inferior 12B del separador puede incluir agua. La corriente inferior 12B tambien puede incluir otros componentes disueltos, tales como hidrogeno, dioxido de carbono y/o monoxido de carbono, metano, nitrogeno y argon en cantidades significativamente inferiores a la corriente del producto gaseoso. Por ejemplo, una pequena parte (por ejemplo, inferior al 5 %) de los productos gaseosos puede disolverse en la corriente inferior).
El producto gaseoso de la corriente 13 se puede proporcionar a un separador de dioxido de carbono. El separador de dioxido de carbono puede separar el dioxido de carbono de la corriente de producto gaseoso para producir una corriente 16 de dioxido de carbono. La corriente 16 de dioxido de carbono puede ser al menos un 90 % de dioxido de carbono y puede ser superior al 99 % de dioxido de carbono.
La corriente de producto procedente del separador de dioxido de carbono puede fluir a un adsorbente solido, PSA 1 de H2. La corriente residual 15 puede incluir hidrogeno, dioxido de carbono, monoxido de carbono, metano, nitrogeno, argon y vapor de agua. Basicamente, todos estos componentes estan separados de la corriente 14 de producto de hidrogeno.
El PSA 1 de H2 es un sistema de multiples lechos, en el que cada lecho contiene capas de adsorbente disenadas para separar los contaminantes del hidrogeno y aumentar al maximo la recuperacion de H2. Los adsorbentes usados incluyen alumina, gel de silice, carbono activo y/o zeolitas.
La corriente 14 de hidrogeno puede ser hidrogeno ultrapuro (por ejemplo, con menos de 20 ppm de otros componentes en la corriente en volumen) y/o a alta presion (por ejemplo, presion superior a 6 MPa [60 bar]).
El adsorbente puede ser regenerado para liberar al menos una parte de los componentes absorbidos. La corriente 15 de componentes liberada puede comprimirse y fluir hacia un sistema de reactor de conversion catalitica de CO. Se puede proporcionar una corriente 45 de vapor al reactor de conversion de CO. El reactor de conversion de CO tambien puede incluir el precalentamiento de la corriente de gas de alimentacion y la recuperacion de calor de la corriente de producto gaseoso. La reaccion de conversion 4 puede ocurrir en el reactor catalitico. La corriente 40 de producto procedente del sistema de conversion de CO puede incluir dioxido de carbono, hidrogeno, metano, monoxido de carbono, nitrogeno, argon y vapor de agua. Un contenido tipico de H2 de la corriente 40 es del 75 % de H2 en volumen.
La corriente 40 de producto puede fluir a un segundo adsorbente solido, PSA 2 de H2. La corriente residual 38 puede incluir hidrogeno, dioxido de carbono, monoxido de carbono, metano, nitrogeno, argon y vapor de agua. Basicamente, todos estos componentes estan separados de la corriente 39 de producto de hidrogeno, El PSA2 de H2 es un sistema de multiples lechos, en el que cada lecho contiene capas de adsorbente disenadas para separar los contaminantes del hidrogeno y aumentar al maximo la recuperacion de H2. Los adsorbentes usados incluyen alumina, gel de silice, carbono activo y/o zeolitas.
Se puede producir una corriente 39 de hidrogeno a partir del segundo adsorbente solido. La corriente 39 de hidrogeno puede tener menos de 20 ppm de otros componentes (por ejemplo, impurezas) y/o una presion de al menos aproximadamente 6 MPa (60 bar. Las corrientes 14 y 39 de hidrogeno del primer adsorbente de solidos PSA1 y del segundo adsorbente de solidos PSA2 pueden combinarse para producir una corriente de producto de hidrogeno a alta presion. Esta corriente de producto de hidrogeno a alta presion puede utilizarse para administrarse a una tuberia que suministre hidrogeno para vehiculos de hidrogeno y/o para otros procesos tales como la sintesis de amoniaco o el hidrotratamiento de hidrocarburos que contienen azufre, por ejemplo.
El segundo adsorbente solido se puede regenerar para producir una corriente 38 de combustible. La corriente 38 de combustible se puede proporcionar como parte del combustible para la combustion en el quemador del calentador caldeado. El combustible restante es proporcionado por una corriente 47 de gas natural.
Una turbina de gas puede accionar un compresor de aire, que puede proporcionar la corriente de aire de alimentacion a la ASU. Una parte de la corriente 46 de alimentacion (por ejemplo, gas natural) puede proporcionarse a la turbina de gas como combustible. Los gases de escape 17 de la turbina de gas pueden estar a aproximadamente 450 °C. Los gases de escape 17 de la turbina de gas, que incluyen oxigeno, pueden proporcionarse como la corriente de aire de combustion para el quemador del calentador caldeado.
El calentador caldeado puede calentar una primera parte 23 de la corriente de alimentacion (por ejemplo, gas natural) que se proporcionara al POX. La primera parte 23 puede comprimirse, y la primera parte comprimida 24 puede calentarse con el calentador caldeado para producir una corriente 5 de alimentacion precalentada que se proporciona al POX. El calentador caldeado tambien puede calentar una segunda parte 20 de la corriente de alimentacion que se proporcionara al GHR. La segunda parte 20 puede comprimirse, y la segunda parte comprimida 21 puede calentarse en el calentador caldeado para producir una corriente de alimentacion precalentada 22 que se proporcionara al GHR. El agua de proceso 42, junto con la corriente 31 de vapor saturado, tambien puede calentarse para producir multiples corrientes 44, 33, 32 y la corriente 34 de vapor sobrecalentado total de vapor a 8 MPa (80 bar) y 500 °C para el proceso. La corriente 34 de vapor se divide en la corriente 35, usada para precalentar la corriente de alimentacion de O2 que va al POX o al ATR, y las corrientes 36 y 37; la corriente 36 se anade a la corriente 22 para producir el vapor de gas de alimentacion total 6 hacia el lado del tubo del GHR, y la corriente 37 incluye el vapor sobrecalentado de alta presion restante, que se pasa a traves de una turbina de vapor de condensacion acoplada a un generador electrico. Por lo tanto, a traves del uso de diversas corrientes para la combustion y/o la transferencia de calor, la eficiencia termica del proceso puede ser superior al 60 %. Por ejemplo, la eficiencia termica del proceso, basada en la PCI del producto de hidrogeno en comparacion con el gas natural de alimentacion total, puede ser superior al aproximadamente 70 %, y puede ser superior al 75 %.
Las tablas ilustradas en las FIG. 4 A-K ilustran los caudales de las composiciones y las condiciones de proceso de las corrientes durante un ejemplo de funcionamiento del sistema 301 ilustrado en la FIG. 3. La recuperacion de hidrogeno en este ejemplo del gas de sintesis es aproximadamente del 97,8 %. El carbono recuperado como dioxido de carbono puro en este ejemplo, en comparacion con el carbono de la corriente de alimentacion de gas natural, es del aproximadamente 81,9 %. La eficiencia termica del proceso basado en la PCI del producto de hidrogeno, en comparacion con el gas natural de la corriente de alimentacion, es del aproximadamente 75,2 %.
Aunque el sistema 201 descrito en la FIG. 2 ilustra una implementacion, se pueden utilizar otras diversas implementaciones en combinacion con procesos, tales como el proceso 100, ilustrado en la FIG. 1. Ademas, se pueden anadir, modificar y/u omitir diversos componentes. Por ejemplo, la conversion de desplazamiento de la corriente 15 de componentes liberada comprimida se ilustra como un sistema de conversion unico; sin embargo, los reactores de conversion pueden ser simples o de multiples fases. En algunas implementaciones, los reactores de conversion pueden incluir reactores de conversion de alta temperatura y de baja temperatura y/o intercambiadores de calor, segun sea adecuado.
Aunque la ilustracion anterior incluye diversas corrientes que se calientan y/o se comprimen, otras corrientes se pueden calentar y/o comprimir y/o las corrientes que se muestran pueden no calentarse ni/o comprimirse, como se ilustra.
Aunque anteriormente se ha descrito una implementacion especifica del sistema, se pueden anadir, eliminar y/o modificar diversos componentes. Ademas, las diversas temperaturas y/o concentraciones se describen con fines ilustrativos. Las temperaturas y/o concentraciones pueden variar, segun sea adecuado.
Debe entenderse que las implementaciones no se limitan a sistemas o procesos particulares descritos que pueden, por supuesto, variar. Tambien debe entenderse que la terminologia usada en el presente documento unicamente tiene el fin de describir implementaciones particulares, y no se pretende que sea limitante. Como se usan en la presente memoria descriptiva, las formas en singular "un", "una" y "el/la" incluyen los referentes en plural, salvo que el contenido indique claramente otra cosa. Por tanto, por ejemplo, la referencia a "un reactor" incluye una combinacion de dos o mas reactores y la referencia a "una materia prima" incluye diferentes tipos de materias primas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un metodo de produccion de hidrogeno, que comprende;
hacer reaccionar exotermicamente una primera parte de una corriente de alimentacion de hidrocarburos con al menos uno de entre vapor o un gas oxidante que comprende oxigeno molecular en un primer reactor para producir un producto de gas de sintesis generado exotermicamente, en el que la corriente de alimentacion incluye metano; reformar endotermicamente una segunda parte de la corriente de alimentacion de hidrocarburos con vapor sobre un catalizador en un reformador de intercambio termico para producir un producto de gas de sintesis endotermico, en el que el producto de gas de sintesis reformado endotermicamente del reformador de intercambio termico se genera a una presion superior a 6 MPa (60 bar) y a una proporcion del metano (CH4) con respecto al hidrogeno mas monoxido de carbono (H2 CO) superior al 5 % molar, y en el que al menos una parte de calor usado en la generacion del producto de gas de sintesis reformado endotermicamente se obtiene mediante la recuperacion de calor del producto de gas de sintesis generado exotermicamente; separar al menos el metano de una combinacion del producto de gas de sintesis generado exotermicamente y el producto de gas de sintesis reformado endotermicamente como parte de una corriente de gas residual;
quemar al menos una parte del gas residual usando los gases de escape de una turbina de gas como oxidante para proporcionar vapor sobrecalentado y corrientes de alimentacion de hidrocarburos precalentadas usadas en la produccion de gas de sintesis generado exotermica y endotermicamente; y
generar energia usando la turbina de gas para alimentar una unidad de produccion de oxigeno que proporciona el oxigeno para la generacion de gas de sintesis.
2. El metodo de la reivindicacion 1, en el que el producto de gas de sintesis generado exotermicamente se genera usando un quemador de oxidacion parcial seguido de una seccion de reformado de la seccion catalitica en un reformador autotermico.
3. El metodo de la reivindicacion 1, en el que la proporcion del CH4 con respecto al (H2+CO) en el gas de sintesis generado endotermicamente a partir de los tubos del reformador de intercambio termico esta entre el 5 % y el 10 % molar.
4. El metodo de la reivindicacion 1, en el que el gas residual de un primer separador de PSA de H2 se comprime, se calienta y se mezcla con vapor, reduciendo el contenido de CO mediante la reaccion catalitica con agua para producir H2 adicional.
5. El metodo de la reivindicacion 4, en el que el H2 adicional se separa en un segundo sistema de adsorcion por oscilacion de presion.
6. El metodo de la reivindicacion 1, en el que el H2 producido a partir de dos unidades de PSA se encuentra esencialmente a la misma presion.
7. El metodo de la reivindicacion 1, en el que una presion total de H2 esta en un intervalo de 6 a 20 MPa (de 60 a 200 bar).
8. El metodo de la reivindicacion 1, en el que una presion total de H2 esta en un intervalo de 7 MPa a 10 MPa (de 70 bar a 100 bar).
9. El metodo de la reivindicacion 1, en el que al menos una parte del gas residual de un primer PSA se usa como parte del combustible para al menos una de entre la turbina de gas o un calentador caldeado.
10. El metodo de la reivindicacion 1, en el que las corrientes de producto de H2 estan por debajo de 20 partes por millon (ppm) de nivel total de impurezas en volumen.
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