FR2939785A1 - Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit. - Google Patents

Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit. Download PDF

Info

Publication number
FR2939785A1
FR2939785A1 FR0858472A FR0858472A FR2939785A1 FR 2939785 A1 FR2939785 A1 FR 2939785A1 FR 0858472 A FR0858472 A FR 0858472A FR 0858472 A FR0858472 A FR 0858472A FR 2939785 A1 FR2939785 A1 FR 2939785A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
psa
fraction
enriched
hydrogen
unit
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.)
Granted
Application number
FR0858472A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2939785B1 (fr
Inventor
Christian Monereau
Celine Carriere
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FR0858472A priority Critical patent/FR2939785B1/fr
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Priority to AU2009326953A priority patent/AU2009326953A1/en
Priority to JP2011540153A priority patent/JP2012511491A/ja
Priority to CA2742206A priority patent/CA2742206A1/fr
Priority to EP09795459A priority patent/EP2376373A1/fr
Priority to CN200980149500.9A priority patent/CN102245500B/zh
Priority to PCT/FR2009/052210 priority patent/WO2010066972A1/fr
Priority to US13/130,541 priority patent/US8746009B2/en
Publication of FR2939785A1 publication Critical patent/FR2939785A1/fr
Priority to ZA2011/04038A priority patent/ZA201104038B/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2939785B1 publication Critical patent/FR2939785B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0204—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the feed stream
    • F25J3/0223—H2/CO mixtures, i.e. synthesis gas; Water gas or shifted synthesis gas
    • 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
    • B01D53/002—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 condensation
    • 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
    • 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
    • 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/75—Multi-step processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/506—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification at low temperatures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0252—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/0228—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream
    • F25J3/0266—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream characterised by the separated product stream separation of carbon dioxide
    • 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
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/10—Single element gases other than halogens
    • B01D2257/102—Nitrogen
    • 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
    • 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
    • B01D2259/40016—Pressurization 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
    • B01D2259/40035—Equalization
    • B01D2259/40041—Equalization with more than 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
    • B01D2259/40054—Recycled product or process gas treated before its reuse
    • 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
    • B01D2259/40075—More than ten
    • 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
    • B01D2259/4067—Further details for adsorption processes and devices using more than four beds using ten beds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0405—Purification by membrane separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
    • C01B2203/043—Regenerative adsorption process in two or more beds, one for adsorption, the other for regeneration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0435—Catalytic purification
    • C01B2203/0445—Selective methanation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/046—Purification by cryogenic separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0475—Composition of the impurity the impurity being carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465—Composition of the impurity
    • C01B2203/0495—Composition of the impurity the impurity being water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/145—At least two purification steps in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/146—At least two purification steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/148—Details of the flowsheet involving a recycle stream to the feed of the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/80—Aspect of integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas not covered by groups C01B2203/02 - C01B2203/1695
    • C01B2203/86—Carbon dioxide sequestration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/40—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using hybrid system, i.e. combining cryogenic and non-cryogenic separation techniques
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2205/00—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means
    • F25J2205/60—Processes or apparatus using other separation and/or other processing means using adsorption on solid adsorbents, e.g. by temperature-swing adsorption [TSA] at the hot or cold end
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
    • F25J2210/04—Mixing or blending of fluids with the feed stream
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2245/00—Processes or apparatus involving steps for recycling of process streams
    • F25J2245/02—Recycle of a stream in general, e.g. a by-pass stream
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/151—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions, e.g. CO2
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Procédé de production d'hydrogène à partir d'un mélange gazeux comprenant de l'hydrogène, du CO , du CO, du CH et de l'eau, mettant en oeuvre un PSA CO , une unité cryogénique et un PSA H , dans lequel : a) on introduit ledit mélange gazeux dans le PSA CO , produisant une fraction enrichie en CO et une fraction appauvrie en CO ; b) on introduit la fraction enrichie en CO dans l'unité cryogénique, produisant une fraction enrichie en CO et une fraction enrichie en H ; c) on recycle la fraction enrichie en H en amont de l'unité PSA H ; et d) on introduit la fraction appauvrie en CO , issue de l'étape b), dans l'unité PSA H , produisant un flux enrichie en hydrogène et un gaz résiduaire.

Description

La présente invention concerne un procédé de production d'hydrogène avec capture du CO2 produit simultanément.
L'essentiel de l'hydrogène est fourni à partir de réformage à la vapeur d'hydrocarbures, plus particulièrement de méthane (SMR). Le gaz réformé est généralement envoyé à un réacteur de shift (Water gas shift reactor) pour produire plus d'hydrogène. La water gas shift reaction est une réaction entre le monoxyde de carbone et l'eau pour former du dioxyde de carbone et de l'eau.
Le gaz produit a en général les caractéristiques suivantes : - Pression de 15 à 40 bar abs, - Température proche de la température ambiante (après refroidissement), - Composition en pourcentage molaire H2 : entre 60 et 80 % ; CO2 : entre 15 et 25 % ; CO : entre 0.5 et 5% ; CH4 : entre 3 et 7 % ; N2 : entre 0 et 6 %, saturée en eau, - Débit : de quelques milliers à quelques centaines de milliers de Nm3/h Un tel gaz est alors généralement envoyé directement à un PSA (Pressure Swing Adsorption = adsorption avec variation de pression) Hydrogène pour produire de l'hydrogène à haute pureté (de 99% à 99.9999 mole %). Le résiduaire du PSA contient tout le CO2, la grande majorité du CH4 et CO, une 20 grande partie du N2 et de l'hydrogène en quantité dépendant du rendement de l'unité PSA (de 75 à 90% suivant l'efficacité désirée). Ce résiduaire, avec le CO2 contenu, est brûlé au niveau du four du reformage à la vapeur. Le gaz résiduaire de cette unité est mis à l'air après récupération d'une partie de la chaleur disponible. 25 Cependant, les changements climatiques constituent l'un des plus grands défis environnementaux. L'accroissement de la concentration en dioxyde de carbone dans l'atmosphère est en très grande partie la cause du réchauffement global. Dans l'optique de la réduction des émissions de CO2, la capture d'au moins une partie du CO2 émis doit être envisagée. 30 Il est connu de retirer le CO2 d'un tel fluide en utilisant un lavage, par exemple aux amines, à l'amont du PSA.
L'inconvénient d'une telle solution est essentiellement son coût énergétique inadapté à la problématique de capture. D'autres solutions sont basées sur l'adsorption. Le document EP 0 341 879 B1 traite le résiduaire du PSA H2 pour en extraire le CO2 via un PSA et une réfrigération. Le document WO 2006/054008 traite également le résiduaire du PSA H2 via un PSA et une unité cryogénique Le document US 5,026,406 décrit la production de deux fractions à haute pureté à l'aide d'un PSA. L'exemple 2 correspond en partie au problème que l'on se pose ici. On obtient une fraction riche en CO2 (99.7% molaire) et une fraction contenant environ 90% molaire de H2. En pratique cette fraction devra être traitée dans une deuxième unité, par exemple un PSA type PSA H2, pour obtenir une pureté H2 de 99%. L'utilisation de pompes à vide et/ ou de recyclages sont nécessaires pour atteindre les performances visées. Le document US 2007/0227353 traite également le même problème technique. La solution préconisée est là encore l'utilisation d'un PVSA, c'est-à-dire une unité d'adsorption avec des étapes sous vide. Il est connu que de telles étapes, si elles sont efficaces en termes de performances, sont coûteuses en capital (pompes à vide) et en énergie. Par ailleurs, le document FR2884304 décrit une unité d'adsorption fonctionnant à une pression maximum de 10 bar absolus, produisant un gaz enrichi en CO2 qui est envoyé à une unité cryogénique qui enrichit ce gaz jusqu'à un minimum de 80% molaire. Le gaz appauvri en CO2 de l'unité d'adsorption est détendu, après ou non refroidissement, pour fournir la puissance frigorifique de l'unité cryogénique. Au moins une partie du gaz pauvre en CO2 de l'unité cryogénique est recyclé vers le PSA, après ou non détente. Au moins une partie du gaz pauvre en CO2 de l'unité cryogénique est utilisée comme combustible. Ladite unité d'adsorption peut être un VSA, un VPSA ou un PSA Le procédé et/ou l'installation envisagée dans le document FR2884304 ne comporte qu'une seule unité d'adsorption. Ce document essentiellement basé sur la récupération de CO2 dans un fluide de 30 pression inférieure à 10 bar abs, ne traite pas de la production associée d'hydrogène. En particulier, il ne concerne pas les gaz issus de SMR.
L'utilisation de PSA tel que décrit dans FR2884304 n'est effectivement pas adapté à priori lorsqu'on veut extraire du CO2 dans un gaz à pression élevée tel que le gaz de synthèse dès lors que l'on veut également récupérer en priorité la majorité d'un des constituants les moins adsorbables. En effet, le CO2 étant un constituant facilement adsorbable, une pression partielle modérée, de l'ordre du bar, est suffisante pour obtenir la quasi saturation des adsorbants utilisés classiquement tels que zéolite ou charbons actifs. L'utilisation d'une pression élevée n'apporte donc rien à l'arrêt du CO2 mais est défavorable lorsqu'on veut conserver sous pression des constituants tels que l'hydrogène. Ce dernier constituant s'adsorbant très faiblement, il est surtout présent dans l'adsorbeur dans les phases gaz, qu'il s'agisse des volumes poreux de l'adsorbant, du volume inter-granulaire ou des volumes morts en entrée et sortie. A volume donné, la perte en hydrogène est alors proportionnelle à la pression. Dans une telle application, il est normal d'envisager plutôt de traiter le résiduaire du PSA H2 pour séquestrer le CO2 sachant qu'il s'agit d'un débit basse pression, enrichi en CO2 et appauvri en hydrogène. WO 2006/054008 et EP 0 341 879 B1 sont basés sur ces considérations. Une solution envisagée pour contourner partiellement ces inconvénients est, comme on l'a vu, l'utilisation de cycle PSA complexe mettant en oeuvre le vide pour extraire le CO2. Dans ces conditions, l'adsorbant peut être utilisé de façon efficace et l'utilisation de recyclages internes permet alors de limiter la perte en hydrogène. Cela se paye en termes d'investissement et de consommation d'énergie. Partant de là, un problème qui se pose est de fournir un procédé capable de produire de façon économique de l'hydrogène avec capture du CO2 et sans perte sensible d'hydrogène. Une solution de l'invention est un procédé de production d'hydrogène à partir d'un mélange gazeux 21 comprenant de l'hydrogène (H2), du dioxyde de carbone (CO2), du monoxyde de carbone (CO), du méthane (CH4) et de l'eau (H2O), mettant en oeuvre une unité PSA CO2 30, une unité cryogénique 40 et une unité PSA H2 50, dans lequel : a) on introduit ledit mélange gazeux 21 dans une unité PSA CO2 30, produisant une fraction 32 enrichie en CO2 et une fraction 31 appauvrie en CO2 ; b) on introduit la fraction 32 riche en CO2 dans une unité cryogénique 40, produisant une fraction 41 enrichie en CO2 et une fraction 43 enrichie en H2 ; c) on recycle la fraction 43 enrichie en H2 en amont de l'unité PSA H2 50 ; et d) on introduit la fraction 31 appauvrie en CO2 dans l'unité PSA H2 50, produisant un flux 51 enrichie en hydrogène et un gaz résiduaire 52. Selon le cas, le procédé selon l'invention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la fraction 43 enrichie en H2 représente plus de 90% de la quantité d'hydrogène contenu dans fraction 32 riche en CO2. - entre l'étape a) et l'étape b), la fraction 32 enrichie en CO2 est comprimée à une pression supérieure à la pression du mélange gazeux 21. - le PSA CO2 30 comprend au moins un adsorbeur avec au moins un adsorbant et en ce ledit adsorbeur est soumis à un cycle de pression comprenant une étape de balayage de l'adsorbant par une partie de la fraction 32 enrichie en CO2 et comprimée. - entre l'étape a) et l'étape b), la fraction 32 enrichie en CO2 est au moins partiellement séchée à l'aide d'un sécheur 35. - à l'amont de l'étape a), le mélange gazeux 21 est au moins partiellement séché à l'aide d'un sécheur 25. - à l'amont de l'étape a), le mélange gazeux 21 est au moins partiellement séchée à l'aide d'un sécheur 25 et en ce qu'à l'étape c) on réalise les sous-étapes suivantes : au moins une partie de la fraction 43 enrichie en H2 est réchauffée dans un réchauffeur 44 ; ladite partie de la fraction 43 réchauffée est utilisée pour régénérer le sécheur 35 ou le sécheur 25, puis ladite partie de la fraction 43 est recyclée en amont de l'unité PSA H2 50, après réfrigération et séparation de l'eau condensée. - à l'étape c) on recycle au moins une partie de la fraction 43 enrichie en H2 à l'amont de l'unité PSA CO2 30. - le gaz résiduaire 52 est en partie recyclé en amont du PSA H2 50 ; - le PSA H2 50 est régénéré à une pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique. - le mélange gazeux 21 est un gaz réformé et shifté. - la fraction 41 enrichie en CO2 comprend plus 90% de CO2, préférentiellement plus de 97% de CO2, de préférence encore plus de 99% de CO2. - la fraction 41 enrichie en CO2 est conditionnée en bouteille ou réservoir ou alimente une canalisation de CO2 pour un usage industriel ou un stockage en sous-sol, ou est produite sous forme liquide. L'invention a également pour objet une installation de production d'hydrogène à partir d'un mélange gazeux 21 comprenant de l'hydrogène H2, du dioxyde de carbone CO2, du monoxyde de carbone CO, du méthane CH4 et de l'eau H2O, caractérisé en ce que ladite installation comprend un PSA CO2 30 et PSA H2 50 en série, le PSA CO2 30 étant en amont du PSA H2 50 et combiné à une unité cryogénique 40. Selon le cas, l'installation peut présenter au moins une des caractéristiques 10 suivantes : - le PSA CO2 30 comprend au moins 5 adsorbeurs comprenant au moins du gel de silice comme adsorbant ; - dans chaque adsorbeur du PSA CO2 30, le gel de silice représente au minimum 50% du volume total d'adsorbant et une zéolite de type A ou X au maximum 25% du volume total ; 15 - l'unité cryogénique comprend un dispositif de stripage d'au moins une partie de la fraction 32 de CO2, préalablement liquéfiée, pour en extraire l'hydrogène, et de façon générale les incondensables, dissous dans cette dite fraction. L'invention va à présent être décrite au moyen des figures 1 et 2. La figure 1 représente une installation selon l'invention avec différentes options de 20 recyclage des flux issus de l'unité cryogénique. Le gaz naturel (ou de façon plus générale les hydrocarbures) 1 et la vapeur 2 sont introduits dans l'unité de réformage 10. Le gaz réformé comprenant de l'hydrogène (H2), du dioxyde de carbone (CO2), du monoxyde de carbone (CO), du méthane (CH4), éventuellement de l'argon (Ar) et de l'azote (N2), et de l'eau (H2O) est shifté dans un 25 réacteur de shift 20, où au moins une partie du monoxyde de carbone réagit avec au moins une partie de l'eau pour former de l'hydrogène et du dioxyde de carbone. Le gaz ainsi réformé et shifté correspond au mélange gazeux 21. Le mélange gazeux 21 alimente le PSA CO2 30. Le fluide 32 est le résiduaire riche en CO2 du PSA CO2 30. Ce fluide est en basse pression, c'est-à-dire à une pression 30 inférieure à 3 bar abs, généralement autour de la pression atmosphérique. Etant comprimé pour alimenter l'unité cryogénique 40, ce fluide pourrait se retrouver en légère dépression (par exemple 0.9 bar abs) sans sortir de l'enseignement de l'invention. L'unité cryogénique 40 permet d'une part de fournir le CO2 à la pureté requise (41) pour son utilisation (séquestration, injection dans les puits de pétrole ou de gaz, chimie, alimentaire...) et d'autre part de recycler 43 l'essentiel (plus de 90%, pref plus de 95, préférentiellement encore plus de 99%) de l'hydrogène contenu dans le flux 32. L'unité cryogénique 40 peut éventuellement produire un flux 42 enrichi en méthane qui sera recyclé dans l'unité 1 ou utilisé par ailleurs. La fraction 43 enrichie en H2 peut être recyclé à divers endroits de l'unité 1 - par le chemin 44 à l'amont de l'unité de réformage, et/ou - par le chemin 45 à l'amont du shift, et/ou - par le chemin 46 à l'aval du shift et à l'amont du PSA CO2 30, et/ou - par le chemin 47 directement au niveau du PSA CO2 30, et/ou - par le chemin 48 à l'amont du PSA H2, et/ou - par le chemin 49 directement au niveau du PSA H2 50. Suivant la spécification de l'hydrogène û ou s'il existe par ailleurs des besoins en hydrogène impur -, tout ou partie du flux enrichi en hydrogène 43 peut être soit utilisé -62-dans une autre unité ou mélangé -61- à la production principale d'hydrogène 51. Un traitement complémentaire 60, par exemple perméation ou catalyse (méthanation..), peut être envisagé pour adapter la pureté de ce flux aux besoins. Les flux 46 et/ou 48 peuvent être mélangés aux flux d'alimentation principaux, respectivement 21 et 31 ou constituer une seconde alimentation. Les flux 47 et/ou 49 peuvent être utilisés de façon interne aux PSA par exemple pour effectuer tout ou partie de la purge ou de la repressurisation. Dans le cas où ce flux serait injecté au niveau du PSA autrement que comme alimentation principale ou secondaire, à une pression inférieure à la pression d'adsorption, on a la possibilité d'intercaler une unité de perméation pour enrichir en hydrogène une partie du flux. La fraction 31, produite par le PSA CO2 30 est appauvrie en CO2 et alimente le PSA H2 50. Celui-ci produit une fraction riche en H2 51 qui constitue la production principale de l'unité et un résiduaire 52 qui comprend la fraction non produite d'hydrogène, le CO2 résiduel et l'essentiel du CH4, CO, N2, Ar contenus dans l'alimentation 31 du PSA H2 50.
Le résiduaire 52 du PSA H2 peut être recyclé en totalité au niveau du réformeur 10, comme combustible et/ou comme réactif 71 après compression dans le compresseur 70. On peut également recycler une partie de ce résiduaire au niveau du PSA H2 lui-même, voire utiliser tout ou partie de ce flux dans une unité extérieure. Ces variantes qui ne modifient en rien l'esprit de l'invention, ne sont pas représentées sur la Figure 1. En effet, de façon générale, le procédé selon l'invention utilise une unité de capture du CO2 par adsorption de type PSA, c'est-à-dire ne faisant pas appel à une régénération sous vide, couplée à une unité cryogénique qui permet à la fois d'obtenir la pureté requise pour le CO2 et de recycler la majorité de l'hydrogène contenue dans la fraction CO2 32 issue du PSA CO2 30, vers la ligne de gaz réformé. Autrement dit, l'hydrogène extrait au niveau du PSA CO2 est réinjecté dans le circuit haute pression allant de l'alimentation du SMR à la production hydrogène, c'est-à-dire à une pression allant d'une quinzaine de bars abs à 40 bars maximum. Le couplage avec une unité cryogénique permet ainsi de compenser les performances moyennes du PSA (par rapport à une unité faisant appel à une régénération sous vide) grâce à une épuration plus poussée du CO2 et un recyclage amélioré des incondensables. Par incondensable, on entend H2, N2, CH4, CO, Ar. Il s'avère que les modifications apportées à l'unité cryogénique û par rapport à une unité classique d'épuration et de production de CO2- telles que le choix d'une pression opératoire élevée adaptée au recyclage, un re-bouillage partiel du CO2 liquide pour en chasser l'hydrogène dissout, une détente partielle du CO2 liquide pour récupérer la fraction vapeur riche en incondensables...sont d'un coût largement inférieur au choix du vide comme moteur de la régénération de l'unité d'adsorption. Il n'entre pas dans le cadre de la dite invention de décrire en détail les unités cryogéniques associées au PSA permettant d'obtenir les performances requises tant pour la capture du CO2 que pour le recyclage des incondensables, plus particulièrement de l'hydrogène. On retiendra que l'unité cryogénique sera alimentée à une pression supérieure à la pression de la production hydrogène, en pratique toujours supérieure à 15 bar abs et comprendra de préférence un dispositif dit de stripage de l'hydrogène contenu dans le CO2 û et de façon plus générale des incondensables : N2, CH4, CO, Ar- dispositif mettant en jeu une baisse de pression et/ou un réchauffage et/ou une injection de gaz dans une fraction de CO2 liquéfié. La figure 2 correspond à une installation préférentielle de l'invention.
La fraction 32 enrichie en CO2 et alimentant l'unité cryogénique 40 sera comprimée via le compresseur 34 à une pression supérieure à la pression du mélange gazeux 21 de façon à pouvoir recycler sans autre moyen de compression le gaz riche en hydrogène 43. Le gaz riche en CO2 32 issu du PSA CO2 contenant de la vapeur d'eau, ce fluide sera au moins partiellement séché avant ou après compression et refroidissement (ou en sortie d'un étage intermédiaire de compression après refroidissement). La teneur résiduelle en eau sera compatible avec le bon fonctionnement de l'unité cryogénique, la bonne utilisation des matériaux retenus (corrosion) et la spécification de pureté du CO2. Sur la Figure 2, par souci de clarté, seule la position après compression 34 a été représentée pour la dite dessiccation 35. La régénération de la dite unité de séchage peut s'effectuer avec une fraction du fluide 32 séchée, ou avec un fluide extérieur tel que de l'azote, ou avec le résiduaire du PSA H2 50, mais préférentiellement avec tout ou partie de la fraction recyclée riche en hydrogène 43. Pour assurer la régénération de l'unité de dessiccation 35, qui sera préférentiellement de type TSA (Temperature Swing Adsorption), le flux 43 pourra être cycliquement réchauffé dans l'échangeur 44 (électrique, à vapeur, à récupération de calories sur un fluide chaud) puis refroidi dans l'échangeur 45 avec évacuation de l'eau condensée. Ce flux 46 est alors réintroduit dans le gaz réformé. Le sécheur peut être d'un type quelconque, mais préférentiellement de type TSA comme indiqué plus haut. Les adsorbeurs peuvent être de type cylindrique à axe vertical, cylindriques à axe horizontal ou de type radial pour les plus gros débits. La technologie des adsorbeurs radiaux pourra être celle utilisée pour les épurations en tête devant les unités cryogéniques de séparation d'air ou celle des VSA 02. Le résiduaire 32 du PSA CO2 peut également alimenter un gazomètre 33 -ou une capacité tampon- avant d'être comprimé 34 puis séché 35. Ce stockage a alors le double effet d'homogénéiser la composition du résiduaire et de réguler son débit. Le gaz réformé et shifté 21 est mélangé au gaz 46 enrichi en H2 et issu de l'unité cryogénique qui renferme tout l'hydrogène contenu dans la fraction riche en CO2 (32), du CO2 û en fonction des équilibres thermodynamiques atteints dans l'unité cryo- du méthane, du monoxyde de carbone et éventuellement de l'azote et de l'argon. Ces teneurs dépendent essentiellement de la pureté requise pour le CO2.
La fraction 31 appauvrie en CO2, issue du PSA CO2 30 a une teneur résiduelle en CO2 généralement comprise dans la fourchette allant de 0.5 à 7.5% molaire, plus généralement encore de 1.5 à 3.5%. Le PSA H2 50 épure ledit gaz en CO2, CH4, CO, N2...et produit l'hydrogène pur 51, c'est-à-dire avec une pureté supérieure à 98% et généralement comprise entre 99 et 99.9999 %. Le résiduaire 52 basse pression du PSA H2 est utilisé généralement comme combustible (four du SMR) et/ou comme charge du SMR après compression. Le gaz de charge du PSA H2 ayant été déballasté en CO2, sa teneur en hydrogène peut être égale ou dépasser 85% molaire. Il peut être alors intéressant économiquement de comprimer une partie de ce résiduaire afin de le recycler au niveau du PSA H2 augmentant ainsi la production d'hydrogène. Ce principe de recyclage est décrit par exemple dans les documents US 5,254,154 et 6,315,818.
Comme décrit précédemment, ce recyclage peut être mélangé à l'alimentation principale (31) ou constituer une seconde alimentation. On notera que le résiduaire 52 du PSA H2 étant sec û l'eau ayant été retirée au niveau du PSA CO2- et pauvre en CO2 û pour la même raison-, la compression de ce résiduaire ne présente aucun problème particulier. Ce n'est évidemment pas le cas en l'absence du PSA CO2 ou on se retrouve avec un flux contenant simultanément de l'eau et du CO2 (problème de corrosion). Le fait d'utiliser le PSA CO2 comme moyen de sécher le gaz réformé avant d'alimenter le PSA H2 est un des avantages liés à ce procédé. Le résiduaire 52 du PSA H2 étant sec, on peut envisager à coûts réduits l'amélioration des performances dudit PSA non seulement via un recyclage tel que décrit plus haut mais également en baissant la pression de ce résiduaire. En effet, dans le cas d'un PSA H2 classique, le résiduaire du PSA est envoyé aux brûleurs du four du SMR. Les moyens de réglage et les pertes de charge dans les tuyauteries et accessoires font que la pression basse du cycle PSA est de l'ordre de 1.350 bar abs. Or les performances d'un tel PSA sont très sensibles à la pression basse de régénération. Il a donc été envisagé de contre-balancer les diverses pertes de charge du circuit allant vers les brûleurs par l'utilisation d'un surpresseur de type ventilateur ou Roots. La présence simultanée de CO2 et d'humidité fait que soit la maintenance, soit l'utilisation de matériaux nobles résistant à la corrosion contrebalance les gains liés à une augmentation du rendement d'extraction en hydrogène. Le fait de pouvoir utiliser de l'acier carbone ordinaire diminue considérablement l'investissement de telles machines et peut justifier leur utilisation. De la sorte, la pression de régénération du PSA H2 peut être au niveau de la pression atmosphérique, voire légèrement en dessous de cette pression. L'unité cryogénique est classique, du type à condensation partielle comme utilisé pour la production de CO2 liquide à usage industriel ou alimentaire. Un premier exemple figure dans le document EP 0341 879 B1.Un exemple plus complexe est montré dans la Figure 6 du document FR 2 884 304. Enfin, le document WO 2006/054008 décrit des variantes d'unité cryogénique En fonction du niveau de pression et température utilisés, l'unité pourra comprendre un dispositif permettant d'extraire l'hydrogène dissous dans le CO2 liquide afin de rendre négligeable les pertes. Ce dispositif peut consister à faire un rebouillage partiel de CO2 liquide, les constituants légers se retrouvant alors préférentiellement en phase gazeuse. Cette unité cryogénique sera donc caractérisée par sa pression de fonctionnement supérieure ou égale à la pression du gaz shifté c'est-à-dire en pratique toujours supérieure à 15 bar abs et par un recyclage en hydrogène supérieur à 90%, préférentiellement supérieur à 95%, encore préférentiellement égal ou supérieur à 99% de l'hydrogène contenu dans le résiduaire 32 du PSA CO2.
Le recyclage HP 43 contenant l'hydrogène est utilisé pour régénérer le sécheur 35 après passage dans le réchauffeur 44 pour apporter l'énergie de désorption de l'eau. Ce fluide est ensuite refroidi 45 pour élimination de l'eau condensée et injection dans le flux principal 21. Associé à l'unité cryogénique, le PSA CO2 30 peut fonctionner selon un cycle de type PSA H2. De préférence, le PSA CO2 30 comporte au moins deux équilibrages, préférentiellement encore 3 ou 4 équilibrages, et est susceptible de produire sous pression un gaz riche en hydrogène contenant de 0.5 à 7.5% de CO2, préférentiellement de 1.5 à 3.5% molaire de CO2, de 0.5 à 7% de CO, de 3 à 10% de CH4, de 0 à 10% de N2. Ce gaz est essentiellement sec, c'est-à-dire qu'il contient en moyenne moins de 1 ppm d'eau.
Le gaz résiduaire 32 produit en basse pression est riche en CO2 (de 80 à 95% molaire), le reste étant constitué de H2, CO, CH4, éventuellement d'azote. Ce gaz contient également de la vapeur d'eau. Le taux d'extraction global du CO2 est dans une fourchette allant 5 approximativement de 70 à 98%, préférentiellement autour de 85 à 90%. En fonction du débit traité, il comprendra de 5 à 14 et plus adsorbeurs. Les temps de phase seront généralement compris entre 20 et 120 secondes en fonction du nombre d'adsorbeurs utilisés. On rappelle que le temps de cycle correspond au temps T que met un adsorbeur à revenir dans un état donné et que pour un cycle à N adsorbeurs, le temps de 10 phase est par définition égal à T/N. A titre d'exemple, on va décrire un cycle 10-3-4, qui est suivant la terminologie classiquement admise, un cycle d'adsorption de type PSA mettant en jeu 10 adsorbeurs identiques chacun suivant un cycle comprenant 3 phases de production et 4 équilibrages. Un tel cycle peut se représenter selon le tableau ci-dessous : 15 A A A A A A A A A A A A El I E2 E2 E3 E3 E4 E4 PP PP PP PP BD BD P P P P E'4 E'4 E'3 E'3 E'2 E'2 E'l+R R R R Un tel tableau signifie d'une part qu'un adsorbeur donné va suivre chronologiquement toutes les étapes en partant de la case supérieure gauche jusqu'à la case inférieure droite et que d'autre part, à un moment donné, les 10 adsorbeurs se trouvent dans 20 un état correspondant à une colonne. Une ligne correspond à une phase telle que définit précédemment. On voit que chaque phase comprend plusieurs étapes qui correspondent à des temps particulier dans le système de contrôle-commande (le passage d'une étape à l'autre implique généralement au moins un mouvement de vanne pour le PSA).
Plus particulièrement, le cycle 10-3-4 décrit ici comprend donc : • 3 phases successives d'adsorption (A) • Une phase constituée successivement d'un équilibrage(E1), d'un temps mort (I : adsorbeur isolé par exemple), d'un second équilibrage(E2) • Une phase relative aux troisième et quatrième équilibrages (E3 et E4) • Une phase de purge providing (PP), c'est-à-dire produisant une fraction riche en hydrogène et constituant léger (CO, CH4, N2) qui sert comme gaz d'élution pour un adsorbeur alors en basse pression • Une phase constituée de la dépressurisation finale à contre-courant (Blow Down) jusqu'à la basse pression, suivie d'étapes de balayage(Purge) • Une phase comprenant la fin du balayage (P) et le début de la repressurisation via le quatrième équilibrage (E'4) • Une phase avec le troisième (E'3) et deuxième (E'2) équilibrages • Une dixième phase constituée du premier équilibrage (E' 1) et de la repressurisation finale. On notera qu'à partir du moment où l'on recomprime le résiduaire 32, il est potentiellement possible de rajouter une étape de balayage sous haute ou moyenne pression de l'adsorbant. Une telle étape ùsouvent appelée RINSE- est par exemple décrite dans Pressure Swing Adsorption de Ruthven and ail, 1994, page 69 table3.1.
Une telle étape permet de purger en partie l'adsorbeur de l'hydrogène qu'il contient permettant d'obtenir un résiduaire plus riche en CO2. Une telle étape est intégrée au cycle pendant la dépressurisation et avant l'étape de Blow Down . L'amélioration des performances ainsi obtenue est à comparer avec la plus grande complexité du PSA CO2. On devra utiliser, dans le PSA CO2 30, des adsorbants présentant un compromis entre la capacité d'adsorption et la facilité de désorption puisqu'on n'utilise pas le vide à fin de désorption. Plus précisément, l'emploi de zéolites de type X ou A, largement préconisé pour cette application devra être proscrit ou tout du moins limité, de préférence comme couche finale en sortie d'adsorbeur, là où la teneur en CO2 est réduite. De manière préférentielle, cette couche de zéolite A ou X représentera moins de 25% du volume total d'adsorbant. Un des meilleurs adsorbants testés pour cette application est le gel de silice, par exemple le produit fabriqué par BASF sous la référence LE 32. Il pourra être appliqué en particulier en association avec de l'alumine activée (de 5 à 25% du volume total d'adsorbant ) placée préférentiellement en amont, avec du charbon actif ( de 5 à 20%). Certains tamis moléculaires (NaY..) présentant une affinité limitée avec le CO2 pourront être utilisés pour optimiser les performances en fonction de l'objectif d'extraction du CO2 retenu. Des adsorbants récemment synthétisés tels les MOF (Metal Organic Frame) correspondent également aux critères de choix. La géométrie des adsorbeurs, du PSA CO2 30, peut être de type variée. On utilisera préférentiellement des adsorbeurs cylindriques à axe vertical pour les petits débits, jusqu'à quelques milliers ou dizaines de milliers de Nm3/h de débit de charge puis des adsorbeurs cylindriques à axe horizontal ou des adsorbeurs radiaux pour les plus gros débits. La technologie des adsorbeurs radiaux pourra être celle utilisée pour les épurations en tête devant les unités cryogéniques de séparation d'air ou celle des VSA 02. Le PSA H2 50 est un PSA H2 classique avec répartition des adsorbants adaptée à la composition d'alimentation. Il peut comporter un cycle particulier préprogrammé en cas de changement de composition lié par exemple à la mise hors service du PSA CO2. Le principe de tels cycles additionnels est décrit dans le document US 7,255,727. S'agissant à priori de PSA H2 de grosse capacité pour être associé à une capture du CO2, on utilisera des cycles comportant plusieurs adsorbeurs, généralement 8 et plus. Le rendement d'extraction en hydrogène pourra être de l'ordre de 90%, de l'ordre de 92% avec surpresseur sur le résiduaire allant vers les brûleurs, de l'ordre de 92 à 95% avec un recyclage. Une variante représentée sur la Figure 3 consiste à sécher le gaz de synthèse dans une unité 25 après l'unité de shift 20 et avant le PSA CO2 30. Cela permet de supprimer le sécheur 35. L'intérêt d'une telle unité 25 est qu'elle permet d'utiliser des matériaux standards à l'aval, en particulier au niveau du PSA CO2, du compresseur 34 (cf Fig 2).
Un tel sécheur 25 permet également d'éviter toutes interférences eau/ CO2 au niveau des adsorbants du PSA CO2 et de faciliter ainsi l'arrêt du CO2. En revanche, l'unité 25 doit traiter tout le débit de gaz de synthèse. Le choix de la solution de base ou de ladite variante va dépendre des conditions opératoires, des conditions économiques locales... Ce choix fait partie du travail d'optimisation de l'homme de l'Art. On a représenté sur la Figure 3 la variante dans laquelle la dessiccation 25 est de type TSA et est régénéré sous pression par le flux 43 cycliquement chauffé dans l'échangeur 44 (jusqu'à une température de l'ordre de 100 à 250°C) puis après désorption de l'eau retenue dans 25, refroidi dans l'échangeur 45 où l'eau condensée est éliminée. Le flux résultant 46 est alors réinjecté à l'amont de la dessiccation 25. On notera que placer le sécheur en cette position (25) permet évidement de 5 conserver les avantages du séchage effectué simultanément avec l'arrêt du CO2, avantages décrits précédemment.

Claims (18)

  1. Revendications1. Procédé de production d'hydrogène à partir d'un mélange gazeux (21) comprenant de l'hydrogène (H2), du dioxyde de carbone (CO2), du monoxyde de carbone (CO), du méthane (CH4) et de l'eau (H2O), mettant en oeuvre une unité PSA CO2 (30), une unité cryogénique (40) et une unité PSA H2 (50), dans lequel : a) on introduit ledit mélange gazeux (21) dans une unité PSA CO2 (30), produisant une fraction (32) enrichie en CO2 et une fraction (31) appauvrie en CO2 ; b) on introduit la fraction (32) riche en CO2 dans une unité cryogénique (40), produisant une fraction (41) enrichie en CO2 et une fraction (43) enrichie en H2 ; c) on recycle la fraction (43) enrichie en H2 en amont de l'unité PSA H2 (50) ; et d) on introduit la fraction (31) appauvrie en CO2 dans l'unité PSA H2 (50), produisant un flux (51) enrichi en hydrogène et un gaz résiduaire (52).
  2. 2. Procédé de production selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction (43) enrichie en H2 représente plus de 90% de la quantité d'hydrogène contenu dans la fraction (32) riche en CO2.
  3. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'entre l'étape a) et l'étape b), la fraction (32) enrichie en CO2 est comprimée à une pression supérieure à la pression du mélange gazeux (21). 25
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le PSA CO2 (30) comprend au moins un adsorbeur avec au moins un adsorbant et en ce que ledit adsorbeur est soumis à un cycle de pression comprenant une étape de balayage de l'adsorbant par une partie de la fraction (32) enrichie en CO2 et comprimée. 30
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'entre l'étape a) et l'étape b), la fraction (32) enrichie en CO2 est au moins partiellement séchée à l'aide d'un sécheur (35).20
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'à l'amont de l'étape a), le mélange gazeux 21 est au moins partiellement séchée à l'aide d'un sécheur (25).
  7. 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'à l'amont de l'étape a), le mélange gazeux 21 est au moins partiellement séchée à l'aide d'un sécheur (25) et en ce qu'à l'étape c) on réalise les sous-étapes suivantes : - au moins une partie de la fraction (43) enrichie en H2 est réchauffée dans un réchauffeur (44) ; - ladite partie de la fraction (43) réchauffée est utilisée pour régénérer le sécheur (35) ou le sécheur (25), puis - ladite partie de la fraction (43) est recyclée en amont de l'unité PSA H2 (50).
  8. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'à l'étape c) on recycle au moins une partie de la fraction (43) enrichie en H2 à l'amont de l'unité PSA CO2 (30).
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le gaz résiduaire (52) est en partie recyclé en amont du PSA H2.
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le PSA H2 (50) est 20 régénéré à une pression inférieure ou égale à la pression atmosphérique.
  11. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le mélange gazeux (21) est un gaz réformé et shifté. 25
  12. 12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la fraction (41) enrichie en CO2 comprend plus 90% de CO2, préférentiellement plus de 97% de CO2, de préférence encore plus de 99% de CO2.
  13. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la fraction (41) enrichie en CO2 30 est conditionné en bouteille, en réservoir mobile ou alimente une canalisation de CO2 pour un usage industriel ou un stockage en sous-sol, ou est produite sous forme liquide.15
  14. 14. Installation de production d'hydrogène à partir d'un mélange gazeux (21) comprenant de l'hydrogène (H2), du dioxyde de carbone (CO2), du monoxyde de carbone (CO), du méthane (CH4) et de l'eau (H2O), caractérisé en ce que ladite installation comprend un PSA CO2 (30) et PSA H2 (50) en série, le PSA CO2 (30) étant en amont du PSA H2 (50) et combiné à une unité cryogénique (40).
  15. 15. Installation selon la revendication 14, caractérisé en ce que le PSA CO2 (30) comprend au moins 5 adsorbeurs comprenant au moins du gel de silice comme adsorbant.
  16. 16. Installation selon la revendication 15, caractérisé en ce que dans chaque adsorbeur du PSA CO2 (30), le gel de silice représente au minimum 50% du volume total d'adsorbant et une zéolite de type A ou X au maximum 25% du volume total. 15
  17. 17. Installation selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que l'unité cryogénique comprend un dispositif de stripage d'au moins une partie de la fraction (32) de CO2, préalablement liquéfiée, pour en extraire l'hydrogène, et les incondensables, dissous dans cette dite fraction. 20
  18. 18. Installation selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que ladite installation comprend un sécheur (25) en amont du PSA CO2 (30).10
FR0858472A 2008-12-11 2008-12-11 Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit. Expired - Fee Related FR2939785B1 (fr)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0858472A FR2939785B1 (fr) 2008-12-11 2008-12-11 Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit.
JP2011540153A JP2012511491A (ja) 2008-12-11 2009-11-18 改質ガスからの水素の製造および副生するｃｏ２の同時捕捉
CA2742206A CA2742206A1 (fr) 2008-12-11 2009-11-18 Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 co-produit
EP09795459A EP2376373A1 (fr) 2008-12-11 2009-11-18 Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 co-produit
AU2009326953A AU2009326953A1 (en) 2008-12-11 2009-11-18 Production of hydrogen from a reforming gas and simultaneous capture of CO2 co-product
CN200980149500.9A CN102245500B (zh) 2008-12-11 2009-11-18 由重整气体生产氢并同时捕捉共产生的co2
PCT/FR2009/052210 WO2010066972A1 (fr) 2008-12-11 2009-11-18 Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 co-produit
US13/130,541 US8746009B2 (en) 2008-12-11 2009-11-18 Production of hydrogen from a reforming gas and simultaneous capture of CO2 co-product
ZA2011/04038A ZA201104038B (en) 2008-12-11 2011-05-31 Production of hydrogen from a reforming gas and simultaneous capture of co2 co-product

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0858472A FR2939785B1 (fr) 2008-12-11 2008-12-11 Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2939785A1 true FR2939785A1 (fr) 2010-06-18
FR2939785B1 FR2939785B1 (fr) 2012-01-27

Family

ID=40601160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0858472A Expired - Fee Related FR2939785B1 (fr) 2008-12-11 2008-12-11 Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8746009B2 (fr)
EP (1) EP2376373A1 (fr)
JP (1) JP2012511491A (fr)
CN (1) CN102245500B (fr)
AU (1) AU2009326953A1 (fr)
CA (1) CA2742206A1 (fr)
FR (1) FR2939785B1 (fr)
WO (1) WO2010066972A1 (fr)
ZA (1) ZA201104038B (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012158680A1 (fr) * 2011-05-18 2012-11-22 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé pour la production d'hydrogène et de dioxyde de carbone
US8535638B2 (en) 2010-11-11 2013-09-17 Air Liquide Large Industries U.S. Process for recovering hydrogen and carbon dioxide
WO2015173499A1 (fr) 2014-05-15 2015-11-19 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé de traitement pour la séparation de dioxyde de carbone et d'hydrogène d'un mélange
FR3139477A1 (fr) * 2022-09-12 2024-03-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé de séparation

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2939785B1 (fr) * 2008-12-11 2012-01-27 Air Liquide Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit.
US8163809B2 (en) 2009-11-30 2012-04-24 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for decreasing or eliminating unwanted hydrocarbon and oxygenate products caused by Fisher Tropsch Synthesis reactions in a syngas treatment unit
US8168687B2 (en) 2009-11-30 2012-05-01 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for decreasing or eliminating unwanted hydrocarbon and oxygenate products caused by Fisher Tropsch synthesis reactions in a syngas treatment unit
US8202914B2 (en) 2010-02-22 2012-06-19 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for decreasing or eliminating unwanted hydrocarbon and oxygenate products caused by Fisher Tropsch Synthesis reactions in a syngas treatment unit
JP6238842B2 (ja) * 2014-06-12 2017-11-29 大阪瓦斯株式会社 水素製造装置およびその運転方法
CA3070981A1 (fr) 2017-09-29 2019-04-04 Research Triangle Institute Procedes et appareil pour la production d'hydrogene
CN111133183B (zh) 2017-09-29 2023-12-29 研究三角协会 作为从烃进料产生合成气的化学反应器的内燃发动机
CN110921616B (zh) * 2019-10-28 2023-08-01 中科液态阳光(苏州)氢能科技发展有限公司 二氧化碳混合余气重整方法
NO347086B1 (en) * 2020-12-17 2023-05-08 Sintef Tto As Method for production of H2 with high carbon capture ratio and efficiency
US11680466B2 (en) 2021-02-08 2023-06-20 TerraH2 LLC Hydrogen storage and recovery with fracture monitoring
EP4201878A1 (fr) * 2021-12-21 2023-06-28 Linde GmbH Procédé de production d'hydrogène à faible émission de dioxyde de carbone

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5026406A (en) * 1989-05-18 1991-06-25 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorptive process for producing two gas streams from a gas mixture
FR2884304A1 (fr) * 2005-04-08 2006-10-13 Air Liquide Procede integre d'absorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
US20070232706A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Shah Minish M Carbon dioxide production method
US20070227353A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Ravi Kumar Process and apparatus to recover medium purity carbon dioxide

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1381112A (en) * 1971-04-20 1975-01-22 Petrocarbon Dev Ltd Separation of gas mixtures
DE3566878D1 (en) 1984-10-18 1989-01-26 Ici Plc Production of ammonia synthesis gas
GB8426393D0 (en) 1984-10-18 1984-11-21 Ici Plc Gas recovery
JPS61197403A (ja) 1985-02-27 1986-09-01 Jgc Corp 水素製造法
US5000925A (en) * 1988-05-04 1991-03-19 The Boc Group, Inc. Hydrogen and carbon dioxide coproduction apparatus
US4952223A (en) * 1989-08-21 1990-08-28 The Boc Group, Inc. Method and apparatus of producing carbon dioxide in high yields from low concentration carbon dioxide feeds
JPH0565518A (ja) 1991-09-09 1993-03-19 Kawasaki Steel Corp 液体水素、液化炭酸ガス及びドライアイスの製造方法
ZA945891B (en) * 1993-09-07 1995-06-13 Boc Group Inc Production of hydrogen and carbon monoxide from oxyfuel furnace off-gas
DE10035053C2 (de) 2000-07-19 2001-12-06 Georg Moser Parkhinweisschild für Behindertenkraftfahrzeug
US6500241B2 (en) 2000-12-19 2002-12-31 Fluor Corporation Hydrogen and carbon dioxide coproduction
FR2832141B1 (fr) * 2001-11-14 2004-10-01 Ceca Sa Procede de purification de gaz de synthese
US20030221555A1 (en) * 2002-05-31 2003-12-04 Golden Timothy Christopher Purification of gas streams using composite adsorbent
RU2007112790A (ru) * 2004-09-09 2008-10-27 Хальдор Топсеэ А/С (DK) Способ производства водорода и/или окиси углерода
FR2877939B1 (fr) * 2004-11-16 2007-02-02 Air Liquide Procede et installation pour la production combinee d'hydrogene et de dioxyde de carbone
JP5134252B2 (ja) 2007-01-23 2013-01-30 東邦瓦斯株式会社 水素製造装置およびその方法
EP2141119B1 (fr) * 2007-03-29 2014-01-22 Nippon Oil Corporation Procédé de production d'hydrogène et de récupération de dioxyde de carbone et appareil à cet effet
FR2939785B1 (fr) * 2008-12-11 2012-01-27 Air Liquide Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit.
US8394174B2 (en) * 2009-05-18 2013-03-12 American Air Liquide, Inc. Processes for the recovery of high purity hydrogen and high purity carbon dioxide
US8241400B2 (en) * 2009-07-15 2012-08-14 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for the production of carbon dioxide utilizing a co-purge pressure swing adsorption unit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5026406A (en) * 1989-05-18 1991-06-25 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorptive process for producing two gas streams from a gas mixture
FR2884304A1 (fr) * 2005-04-08 2006-10-13 Air Liquide Procede integre d'absorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
US20070232706A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Shah Minish M Carbon dioxide production method
US20070227353A1 (en) * 2006-04-03 2007-10-04 Ravi Kumar Process and apparatus to recover medium purity carbon dioxide

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8535638B2 (en) 2010-11-11 2013-09-17 Air Liquide Large Industries U.S. Process for recovering hydrogen and carbon dioxide
WO2012158680A1 (fr) * 2011-05-18 2012-11-22 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé pour la production d'hydrogène et de dioxyde de carbone
WO2015173499A1 (fr) 2014-05-15 2015-11-19 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé de traitement pour la séparation de dioxyde de carbone et d'hydrogène d'un mélange
US10392251B2 (en) 2014-05-15 2019-08-27 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Treatment method for separating carbon dioxide and hydrogen from a mixture
FR3139477A1 (fr) * 2022-09-12 2024-03-15 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé de séparation
WO2024056425A1 (fr) * 2022-09-12 2024-03-21 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé de séparation

Also Published As

Publication number Publication date
US20110223100A1 (en) 2011-09-15
JP2012511491A (ja) 2012-05-24
CN102245500B (zh) 2014-11-05
FR2939785B1 (fr) 2012-01-27
EP2376373A1 (fr) 2011-10-19
WO2010066972A1 (fr) 2010-06-17
CA2742206A1 (fr) 2010-06-17
AU2009326953A1 (en) 2011-06-23
ZA201104038B (en) 2012-04-25
CN102245500A (zh) 2011-11-16
US8746009B2 (en) 2014-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2939785A1 (fr) Production d'hydrogene a partir de gaz reforme et capture simultanee du co2 coproduit.
EP1869385B1 (fr) Procede et installation integres d'adsorption et de separation cryogenique pour la production de co2
US20110005389A1 (en) Plant and process for recovering carbon dioxide
CA3024382C (fr) Procede de separation cryogenique d'un debit d'alimentation contenant du methane et des gaz de l'air, installation pour la production de bio methane par epuration de biogaz issus d'installations de stockage de dechets non-dangereux (isdnd) mettant en oeuvre le procede
FR2872890A1 (fr) Procede integre d'adsorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
CN102596798A (zh) 与二氧化碳俘获组合的氢气生产方法
US20100080754A1 (en) Process for producing hydrogen with complete capture of co2 and recycling unconverted methane
FR2910457A1 (fr) Procede de purification par adsorption d'hydrogene avec cogeneration d'un flux de co2 en pression
CA2729366C (fr) Traitement de gaz humide contenant des poussieres
US11351499B2 (en) Treatment of a methane stream comprising VOCs and carbon dioxide by a combination of an adsorption unit and a membrane separation unit
CN108236829B (zh) 从含co2原料气中分离高纯度co2的方法及装置
EP2709745B1 (fr) Procédé de purification par adsorption avec régénération au moyen d'un gaz comprenant un constituant non désire dans le gaz purifie
NO854134L (no) Gass-utvinning.
FR2890575A1 (fr) Procede d'adsorption pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
AU2021377152B2 (en) A process and plant for producing ultrahigh-purity hydrogen from low-grade hydrogen gas
FR2836058A1 (fr) Procede de separation d'un melange gazeux et installation de mise en oeuvre d'un tel procede
FR2884304A1 (fr) Procede integre d'absorption et de separation cryogenique pour la production de co2 et installation pour la mise en oeuvre du procede
EP4062998A1 (fr) Installation et procédé permettant d obtenir du biométhane conforme aux spécificités d'un réseau de transport
JP2012082080A (ja) アルゴン精製方法、およびアルゴン精製装置
FR3120232A3 (fr) Procédé d’ultra-purification d’une fraction de l’hydrogène issu d’un PSA H2
FR2889971A1 (fr) Prcede de valorisation du gaz de depressurisation d'une unite vpsa co2

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20160831