FR3058712A1 - METHOD FOR LIQUEFACTING NATURAL GAS COMBINED WITH PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS. - Google Patents
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Abstract
Procédé de liquéfaction de gaz naturel en combinaison d'un procédé de production de gaz de synthèse, le procédé de liquéfaction comprenant au moins une étape d'extraction d'un courant enrichi en hydrocarbures ayant plus de deux atomes de carbone ; caractérisé en ce que la vapeur d'eau issue du procédé de production de gaz de synthèse est utilisée comme source de chaleur pour vaporiser au moins partiellement ledit courant enrichi en hydrocarbures ayant plus de deux atomes de carbone.A process for liquefying natural gas in combination with a process for producing synthesis gas, the liquefaction process comprising at least one step of extracting a stream enriched in hydrocarbons having more than two carbon atoms; characterized in that the water vapor from the synthesis gas production process is used as a heat source for at least partially vaporizing said hydrocarbon enriched stream having more than two carbon atoms.
Description
Titulaire(s) : L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE Société anonyme.Holder (s): AIR LIQUIDE, ANONYMOUS COMPANY FOR THE STUDY AND EXPLOITATION OF GEORGES CLAUDE PROCESSES Société anonyme.
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Mandataire(s) : L'AIR LIQUIDE.Agent (s): AIR LIQUIDE.
PROCEDE DE LIQUEFACTION DE GAZ NATUREL COMBINE A UNE PRODUCTION DE GAZ DE SYNTHESE.PROCESS FOR LIQUEFACTION OF NATURAL GAS COMBINED WITH PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS.
FR 3 058 712 - A1FR 3 058 712 - A1
Procédé de liquéfaction de gaz naturel en combinaison d'un procédé de production de gaz de synthèse, le procédé de liquéfaction comprenant au moins une étape d'extraction d'un courant enrichi en hydrocarbures ayant plus de deux atomes de carbone; caractérisé en ce que la vapeur d'eau issue du procédé de production de gaz de synthèse est utilisée comme source de chaleur pour vaporiser au moins partiellement ledit courant enrichi en hydrocarbures ayant plus de deux atomes de carbone.A method of liquefying natural gas in combination with a method of producing synthesis gas, the method of liquefying comprising at least one step of extracting a stream enriched in hydrocarbons having more than two carbon atoms; characterized in that the steam from the synthesis gas production process is used as a heat source to at least partially vaporize said stream enriched in hydrocarbons having more than two carbon atoms.
La présente invention concerne un procédé de liquéfaction d’un courant d’hydrocarbures tel que le gaz naturel en combinaison d’un procédé de production de gaz de synthèse.The present invention relates to a process for liquefying a stream of hydrocarbons such as natural gas in combination with a process for producing synthesis gas.
L’invention concerne une intégration d’un procédé de liquéfaction de gaz naturel dans un procédé de production de gaz de synthèse par réformage à la vapeur d’eau surchauffée, oxydation partielle ou réformage autothermique.The invention relates to the integration of a process for liquefying natural gas in a process for producing synthesis gas by reforming with superheated steam, partial oxidation or autothermal reforming.
Ces technologies de production de gaz de synthèse nécessitent parfois l’utilisation de grandes quantités de gaz naturel utilisées comme courant d’alimentation mais aussi comme source de chauffe du procédé.These syngas production technologies sometimes require the use of large quantities of natural gas used as a feed stream but also as a process heating source.
II est aussi souhaitable de liquéfier le gaz naturel pour un certain nombre de raisons. A titre d'exemple, le gaz naturel peut être stocké et transporté sur de longues distances plus facilement à l'état liquide que sous forme gazeuse, car il occupe un volume plus petit pour une masse donnée et n'a pas besoin d'être stocké à une pression élevée.It is also desirable to liquefy natural gas for a number of reasons. For example, natural gas can be stored and transported over long distances more easily in the liquid state than in gaseous form, because it occupies a smaller volume for a given mass and does not need to be stored at high pressure.
Les procédés de génération de gaz de synthèse ont en général comme produits finis l’hydrogène, le monoxyde de carbone ou un mélange des deux (appelé « oxogas », voire un mélange H2/CO/CO2 (production de méthanol) ou un mélange N2/H2 (production d’ammoniaque). Chacun de ces procédés co-génère en outre de la vapeur plus ou moins surchauffée.Synthesis gas generation processes generally have hydrogen, carbon monoxide or a mixture of the two as end products (called “oxogas”, or even an H2 / CO / CO2 mixture (production of methanol) or an N mixture. 2 / H 2 (production of ammonia) Each of these processes also co-generates more or less superheated steam.
Après une unité de comptage et éventuellement de compression ou décompression, la production de gaz de synthèse inclut généralement les étapes suivantes:After a counting unit and possibly compression or decompression, the production of synthesis gas generally includes the following stages:
1. Une étape de désulfurisation à chaud : après une pré-chauffe (350400°C), tous les dérivés soufrés contenus dans le gaz naturel sont transformés en H2S par catalyse dans un réacteur d’hydrogénation (CoMox). Puis l’H2S est retiré par catalyse (sur lit de ZnO par exemple).1. A hot desulphurization step: after preheating (350400 ° C), all the sulfur derivatives contained in natural gas are transformed into H 2 S by catalysis in a hydrogenation reactor (CoMox). Then the H 2 S is removed by catalysis (on a ZnO bed for example).
2. Une étape de pré-reformage éventuelle (étape principalement présente dans les unités de réformage à la vapeur): à haute température (500-550°C environ) avec excès de vapeur. Puis en présence de catalyseur : conversion des chaînes hydrocarbonées contenant au moins deux atomes de carbone en méthane avec co-production de monoxyde de carbone, de dioxyde de carbone (CO2) et d’hydrogène.2. A possible pre-reforming step (step mainly present in steam reforming units): at high temperature (around 500-550 ° C) with excess steam. Then in the presence of a catalyst: conversion of the hydrocarbon chains containing at least two carbon atoms into methane with co-production of carbon monoxide, carbon dioxide (CO2) and hydrogen.
3. Etape de reformage qui consiste à faire réagir à haute température (850950°C) les hydrocarbures avec de la vapeur d’eau pour produire de l’hydrogène, du CO et du CO2.3. Reforming step which consists in reacting the hydrocarbons at high temperature (850950 ° C) with water vapor to produce hydrogen, CO and CO2.
En aval des unités de production de gaz de synthèse, les produits généralement valorisés sont le monoxyde de carbone (CO), l’hydrogène (H2) ou un mélange H2/CODownstream of the synthesis gas production units, the products generally valued are carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ) or an H 2 / CO mixture
Le cas échéant, la dernière étape du procédé de production de gaz de synthèse peut également être une :If necessary, the last step of the synthesis gas production process can also be a:
Etape d’oxydation partielle sur lit catalytique (réformeur autothermique) qui consiste à faire réagir l’oxygène avec les hydrocarbures à haute température (800-1200°C) pour produire davantage de COPartial oxidation step on a catalytic bed (autothermal reformer) which consists in reacting oxygen with hydrocarbons at high temperature (800-1200 ° C) to produce more CO
Une étape de conversion du CO en H2 dans un réacteur catalytique dans le cas d’une production poussée d’hydrogène ;A step of converting CO into H 2 in a catalytic reactor in the case of a high production of hydrogen;
La purification du gaz de synthèse produit peut alors être faite soit par :The purification of the synthesis gas produced can then be done either by:
Une mise en oeuvre d’un PSA pour purifier le flux riche en hydrogène produit ; ouImplementation of a PSA to purify the flow rich in hydrogen produced; or
Un lavage aux amines pour extraire le CO2 du gaz de synthèse dans les cas de production de CO ou d’oxogas ; etAmine washing to extract CO2 from synthesis gas in the case of CO or oxogas production; and
Une purification dans une boîte froide du flux riche en CO produit ; ouPurification in a cold box of the flow rich in CO produced; or
Le passage du gaz produit à travers une membrane pour ajuster le ratio H2/CO requis pour la qualité de l’oxogas à produire.The passage of the product gas through a membrane to adjust the H 2 / CO ratio required for the quality of the oxogas to be produced.
Par ailleurs, de manière générale, les unités de liquéfaction de gaz naturel permettent de mettre en oeuvre un procédé de liquéfaction comprenant généralement les trois étapes suivantes :Furthermore, in general, the natural gas liquefaction units make it possible to implement a liquefaction process generally comprising the following three steps:
1. Un « prétraitement » qui élimine du gaz naturel à liquéfier les impuretés susceptibles de geler (H20, CO2, dérivés soufrés, mercure etc...) ;1. A "pretreatment" which eliminates natural gas to liquefy impurities liable to freeze (H 2 0, CO2, sulfur derivatives, mercury etc ...);
2. Extraction des hydrocarbures lourds et des dérivés aromatiques pouvant geler lors de la liquéfaction. Cette étape peut avoir lieu en amont ou en parallèle de la liquéfaction ;2. Extraction of heavy hydrocarbons and aromatic derivatives which can freeze during liquefaction. This step can take place upstream or in parallel with the liquefaction;
3. Liquéfaction par refroidissement du gaz naturel à une température cryogénique (typiquement -160°C) grâce à un cycle réfrigérant et éventuellement accompagnée également d’un retrait des hydrocarbures lourds / dérivés aromatiques susceptibles de geler.3. Liquefaction by cooling natural gas to a cryogenic temperature (typically -160 ° C) using a refrigerant cycle and possibly also accompanied by the removal of heavy hydrocarbons / aromatic derivatives liable to freeze.
Les inventeurs de la présente invention ont mis au point une solution permettant une valorisation de la vapeur produite et disponible en excès dans les procédés de génération de gaz de synthèse au sein du procédé de liquéfaction du gaz naturel. Cette intégration entre les deux procédés présente de nombreux avantages de synergies.The inventors of the present invention have developed a solution allowing recovery of the vapor produced and available in excess in the processes for generating synthesis gas within the liquefaction process for natural gas. This integration between the two processes has many synergy advantages.
La présente invention a pour objet un procédé de liquéfaction de gaz naturel en combinaison d’un procédé de production de gaz de synthèse, le procédé de liquéfaction comprenant les étapes suivantes :The subject of the present invention is a process for liquefying natural gas in combination with a process for producing synthesis gas, the liquefaction process comprising the following steps:
Etape a) : prétraitement d’un gaz naturel d’alimentation afin d’éliminer les impuretés susceptibles de geler au cours du procédé de liquéfaction;Step a): pretreatment of a natural feed gas in order to remove the impurities liable to freeze during the liquefaction process;
Etape b) : extraction, à partir du courant gazeux issu de l’étape a), d’un courant enrichi en hydrocarbures ayant plus de deux atomes de carbone ;Step b): extraction, from the gas stream from step a), of a stream enriched in hydrocarbons having more than two carbon atoms;
Etape c) : liquéfaction du courant gazeux appauvri en hydrocarbures ayant plus de deux atomes de carbone issu de l’étape b); le procédé de production de gaz de synthèse comprenant les étapes suivantes :Step c): liquefaction of the gas stream depleted in hydrocarbons having more than two carbon atoms resulting from step b); the process for producing syngas comprising the following steps:
Etape a’) : désulfurisation à une température supérieure à 350°C d’un courant d’alimentation de gaz naturel ;Step a ’): desulfurization at a temperature above 350 ° C of a natural gas feed stream;
Etape b’) : pré-réformage facultatif, à une température supérieure à 500°C afin de convertir les chaînes hydrocarbures contenant au moins deux atomes de carbone du courant gazeux issu de l’étape a’) en méthane ;Step b ’): optional pre-reforming, at a temperature above 500 ° C in order to convert the hydrocarbon chains containing at least two carbon atoms from the gas stream from step a’) to methane;
Etape c’) : réformage consistant à faire réagir à une température supérieure à 800°C le courant gazeux issu de l’étape a’) ou b’) avec de la vapeur d’eau pour produire de l’hydrogène, du dioxyde de carbone et du monoxyde de carbone ;Step c '): reforming consisting in reacting at a temperature above 800 ° C the gas stream from step a') or b ') with steam to produce hydrogen, carbon dioxide carbon and carbon monoxide;
caractérisé en ce que la vapeur d’eau issue du procédé de production de gaz de synthèse est utilisée comme source de chaleur pour vaporiser au moins partiellement le courant enrichi en hydrocarbures ayant plus de deux atomes de carbone extraits lors de l’étape b).characterized in that the water vapor resulting from the synthesis gas production process is used as a heat source to at least partially vaporize the stream enriched in hydrocarbons having more than two carbon atoms extracted during step b).
Selon d’autres modes de réalisation, l’invention a aussi pour objet :According to other embodiments, the invention also relates to:
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que l’étape a) consiste en un prétraitement par adsorption au moyen d’un système d’adsorption comprenant entre deux et cinq contenants d’au moins une couche d’adsorbant et au moins un dispositif de chauffage et/ou de refroidissement d’un courant d’adsorption et/ou de régénération circulant dans ledit système d’adsorption.A method as defined above, characterized in that step a) consists of a pretreatment by adsorption by means of an adsorption system comprising between two and five containers of at least one layer of adsorbent and at least one device for heating and / or cooling an adsorption and / or regeneration current flowing in said adsorption system.
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que l’étape a) consiste en un prétraitement par lavage aux amines au moyen d’un dispositif comprenant au moins une colonne d’adsorption et au moins une colonne de régénération.A method as defined above, characterized in that step a) consists of a pretreatment by washing with amines by means of a device comprising at least one adsorption column and at least one regeneration column.
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape a’), tous les dérivés soufrés contenus dans le gaz d’alimentation sont transformés en H2S par catalyse dans un réacteur.A process as defined above, characterized in that during step a '), all the sulfur derivatives contained in the feed gas are transformed into H 2 S by catalysis in a reactor.
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que le produit H2S est extrait par catalyse.A process as defined above, characterized in that the H 2 S product is extracted by catalysis.
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que les impuretés susceptibles de geler au cours du procédé de liquéfaction éliminées au cours de l’étape a) comprennent l’eau, le dioxyde de carbone et les dérivés soufrés contenus dans le gaz d’alimentation mis en oeuvre au cours de l’étape a)A process as defined above, characterized in that the impurities liable to freeze during the liquefaction process removed during step a) include water, carbon dioxide and the sulfur derivatives contained in the gas. feeding implemented during step a)
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce qu’au cours de l’étape c), le courant de gaz naturel appauvri en hydrocarbures ayant plus de deux atomes de carbone issu de l’étape b) est liquéfié à une température inférieure à 140°C au moyen d’unité de liquéfaction de gaz naturel comprenant au moins un échangeur de chaleur principal et un système de production de frigories.A process as defined above, characterized in that during step c), the stream of natural gas depleted in hydrocarbons having more than two carbon atoms resulting from step b) is liquefied at a temperature below 140 ° C by means of a natural gas liquefaction unit comprising at least one main heat exchanger and a refrigeration production system.
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que le courant d’alimentation de gaz naturel mis en oeuvre à l’étape a) et le courant d’alimentation de gaz naturel mis en oeuvre à l’étape a’) proviennent d’un même courant d’alimentation de gaz naturel.A method as defined above, characterized in that the natural gas feed stream used in step a) and the natural gas feed stream used in step a ') come from the same natural gas supply stream.
Un procédé tel que défini précédemment, caractérisé en ce que l’unité de production de gaz de synthèse est une unité de production d’hydrogène par reformage à la vapeur pour une capacité de production d’hydrogène d’au moins 20,000 Nm3/h.A process as defined above, characterized in that the synthesis gas production unit is a hydrogen production unit by steam reforming for a hydrogen production capacity of at least 20,000 Nm 3 / h .
Le courant d'hydrocarbures à liquéfier est généralement un flux de gaz naturel obtenu à partir d’un réseau de gaz domestique distribué via des pipelines.The stream of hydrocarbons to be liquefied is generally a stream of natural gas obtained from a domestic gas network distributed via pipelines.
L'expression gaz naturel telle qu'utilisée dans la présente demande se rapporte à toute composition contenant des hydrocarbures dont au moins du méthane.The expression natural gas as used in the present application relates to any composition containing hydrocarbons including at least methane.
Cela comprend une composition « brute » (préalablement à tout traitement ou lavage), ainsi que toute composition ayant été partiellement, substantiellement ou entièrement traitée pour la réduction et/ou élimination d'un ou plusieurs composés, y compris, mais sans s'y limiter, le soufre, le dioxyde de carbone, l'eau, le mercure et certains hydrocarbures lourds et aromatiques.This includes a "crude" composition (prior to any treatment or washing), as well as any composition that has been partially, substantially or entirely treated for the reduction and / or elimination of one or more compounds, including, but not limited to limit, sulfur, carbon dioxide, water, mercury and some heavy and aromatic hydrocarbons.
L'échangeur de chaleur peut être tout échangeur thermique, toute unité ou autre agencement adapté pour permettre le passage d'un certain nombre de flux, et ainsi permettre un échange de chaleur direct ou indirect entre une ou plusieurs lignes de fluide réfrigérant, et un ou plusieurs flux d'alimentation.The heat exchanger can be any heat exchanger, any unit or other arrangement adapted to allow the passage of a certain number of flows, and thus allow a direct or indirect heat exchange between one or more lines of refrigerant, and a or more feed streams.
Habituellement, le flux de gaz naturel est composé essentiellement de méthane. De préférence, le courant d'alimentation comprend au moins 80% mol de méthane. En fonction de la source, le gaz naturel contient des quantités d'hydrocarbures plus lourds que le méthane, tels que par exemple l'éthane, le propane, le butane et le pentane ainsi que certains hydrocarbures aromatiques. Le flux de gaz naturel contient également des produits non-hydrocarbures tels que l’azote (teneur variable mais de l’ordre de 5% mol par exemple) ou d’autres impuretés H2O, CO2, H2S et d'autres composés soufrés, le mercure et autres (0,5% à 5% mol environ).Usually, the flow of natural gas is mainly composed of methane. Preferably, the feed stream comprises at least 80 mol% of methane. Depending on the source, natural gas contains quantities of heavier hydrocarbons than methane, such as for example ethane, propane, butane and pentane as well as certain aromatic hydrocarbons. The natural gas stream also contains non-hydrocarbon products such as nitrogen (variable content but of the order of 5% mol for example) or other impurities H 2 O, CO2, H 2 S and others sulfur compounds, mercury and others (0.5% to 5% mol approximately).
Le flux d'alimentation contenant le gaz naturel est donc prétraité avant d’être l’introduit dans l’échangeur de chaleur. Ce prétraitement comprend la réduction et/ou l’élimination des composants indésirables tels que généralement le CO2 et le H2O mais aussi H2S et d'autres composés soufrés ou le mercure.The feed stream containing natural gas is therefore pretreated before being introduced into the heat exchanger. This pretreatment includes the reduction and / or elimination of undesirable components such as generally CO 2 and H 2 O but also H 2 S and other sulfur compounds or mercury.
Afin d’éviter le gel de ces derniers au cours de la liquéfaction du gaz naturel et/ou le risque d’endommagement des équipements situés en aval (par des phénomènes de corrosion par exemple), il convient de les retirer.In order to avoid freezing of the latter during the liquefaction of natural gas and / or the risk of damage to the equipment located downstream (by corrosion phenomena for example), it should be removed.
Un moyen permettant de retirer le CO2 du courant de gaz naturel est par exemple un lavage aux amines situé en amont d’un cycle de liquéfaction.One way of removing CO 2 from the natural gas stream is, for example, an amine wash located upstream of a liquefaction cycle.
Le lavage aux amines sépare le CO2 du gaz d’alimentation par un lavage du courant de gaz naturel par une solution d’amines dans une colonne d’absorption. La solution d’amines enrichie en CO2 est récupérée en cuve de cette colonne d’absorption et est régénérée à basse pression dans une colonne de régénération de l’amine (ou stripping en anglais).The amine washing separates the CO 2 from the feed gas by washing the natural gas stream with an amine solution in an absorption column. The amine solution enriched in CO 2 is recovered in the tank of this absorption column and is regenerated at low pressure in an amine regeneration column (or stripping in English).
Une alternative au traitement par lavage aux amines peut être l’adsorption par inversion de pression et/ou de température. Les avantages d’un tel procédé sont décrits ci-après.An alternative to the amine washing treatment may be adsorption by pressure and / or temperature inversion. The advantages of such a method are described below.
Ce procédé de séparation exploite le fait que sous certaines conditions de pression et de température certains constituants du gaz (CO2, H2O en particulier) ont des affinités particulières vis-à-vis d’un matériau solide, l’adsorbant (des tamis moléculaires par exemple).This separation process exploits the fact that under certain conditions of pressure and temperature certain constituents of the gas (CO2, H 2 O in particular) have particular affinities with respect to a solid material, the adsorbent (sieves molecular for example).
L’adsorption est un processus réversible et il est possible de régénérer l’adsorbant en abaissant la pression et/ou élevant la température de l’adsorbant pour libérer les constituants du gaz adsorbés.Adsorption is a reversible process and it is possible to regenerate the adsorbent by lowering the pressure and / or raising the temperature of the adsorbent to release the constituents of the adsorbed gas.
Ainsi, en pratique, un système de séparation par adsorption est constitué de plusieurs (entre deux et cinq) « bouteilles » contenant une ou plusieurs couches d’adsorbants ainsi que des appareils dédiés au chauffage/refroidissement du courant d’adsorption et/ou de régénération.Thus, in practice, an adsorption separation system consists of several (between two and five) "bottles" containing one or more layers of adsorbents as well as devices dedicated to heating / cooling the adsorption stream and / or regeneration.
Par rapport à un lavage aux amines classique, le pré-traitement présente un certain nombre d’avantages :Compared to a conventional amine wash, pre-treatment has a number of advantages:
son coût;its cost;
sa simplicité d’opération;its simplicity of operation;
la possibilité d’éviter un certain nombre d’utilités (l’appoint en amine ou en eau déminéralisée).the possibility of avoiding a number of utilities (topping up with amine or demineralized water).
Ces avantages sont particulièrement importants pour des unités de liquéfaction de gaz naturel de petites tailles (produisant par exemple moins de 50 000 tonnes de gaz naturel liquéfié par an).These advantages are particularly important for small natural gas liquefaction units (for example producing less than 50,000 tonnes of liquefied natural gas per year).
Son principal inconvénient est de trouver le courant nécessaire à la régénération (15% du débit traité environ). Grâce à l’intégration avec l’unité de production d’hydrogène, il est possible de régénérer les bouteilles par le courant de gaz traité et de le renvoyer à l’unité de production d’hydrogène (système de fuel ou courant d’alimentation).Its main drawback is to find the current necessary for regeneration (approximately 15% of the flow treated). Thanks to the integration with the hydrogen production unit, it is possible to regenerate the cylinders with the stream of treated gas and return it to the hydrogen production unit (fuel system or feed stream). ).
Cette option n’aurait pas été possible sans intégration car elle aurait signifié une perte importante de gaz naturel.This option would not have been possible without integration because it would have meant a significant loss of natural gas.
Un exemple de mise en oeuvre est illustré par l’exemple suivant.An example of implementation is illustrated by the following example.
Une unité de reformage à la vapeur d’une capacité nominale de production d’hydrogène de 130 000 Nm3/h environ est mise en oeuvre.A steam reforming unit with a nominal hydrogen production capacity of approximately 130,000 Nm 3 / h is used.
Cette unité, alimentée par du gaz naturel, exporte de la vapeur à deux niveaux de pression :This unit, powered by natural gas, exports steam at two pressure levels:
1. 55 tonnes par heure de vapeur surchauffée à haute pression (45 bara environ) pour une température de l’ordre de 300°C (issue de l’étape de reformage du gaz de synthèse).1. 55 tonnes per hour of superheated steam at high pressure (around 45 bara) for a temperature of the order of 300 ° C (resulting from the reforming step of synthesis gas).
2. 35 tonnes par heure de vapeur à moyenne pression (12 bara environ) (issue de l’étape de pré-reformage du gaz de synthèse).2. 35 tonnes per hour of medium pressure steam (around 12 bara) (from the pre-reforming stage of synthesis gas).
Habituellement la vapeur générée est renvoyée dans un/des réseau(x) dédié(s) pour divers utilisateurs.Usually the steam generated is returned to a dedicated network (s) for various users.
En plaçant une petite unité de production de gaz naturel liquéfié d’une capacité de 40 000 tonnes de gaz naturel liquéfié produit par année à proximité de l’unité de production d’hydrogène, il est possible de valoriser tout ou partie de la vapeur à haute pression dans cette unité puis de renvoyer la vapeur utilisée dans le réseau moyenne pressionBy placing a small liquefied natural gas production unit with a capacity of 40,000 tonnes of liquefied natural gas produced per year near the hydrogen production unit, it is possible to recover all or part of the steam to high pressure in this unit and then return the steam used in the medium pressure network
Dans ce cas, il faudrait par exemple :In this case, for example:
Environ 6 tonnes par heure de vapeur comme source de chauffe pour le prétraitement du gaz naturel (adsorption par exemple), situé en amont du liquéfacteur ;About 6 tonnes per hour of steam as a heating source for the pretreatment of natural gas (adsorption for example), located upstream of the liquefier;
Environ 45 tonnes par heure pour entraîner les compresseurs du cycle de production de frigories via des turbines à vapeur à contre-pression.Around 45 tonnes per hour to drive the compressors in the frigories production cycle via back-pressure steam turbines.
Le reliquat de vapeur est utilisé pour vaporiser les hydrocarbures lourds extraits du liquéfacteur de gaz naturel (quantité de vapeur nécessaire inférieure à 1 tonne par heure) ou pour réchauffer les vapeurs de gaz naturel générées au niveau du stockage de gaz naturel liquéfié et/ou de la baie de chargement (quantité de vapeur nécessaire inférieure à 1 tonne par heure) avant leur envoi dans le réseau fuel.The residual vapor is used to vaporize the heavy hydrocarbons extracted from the natural gas liquefier (quantity of steam required less than 1 ton per hour) or to heat the natural gas vapors generated in the storage of liquefied natural gas and / or the loading bay (quantity of steam required less than 1 ton per hour) before they are sent to the fuel network.
Cette intégration permet de limiter le nombre d’équipements nécessaires à l’unité de liquéfaction de gaz naturel (et donc de gagner en compétitivité). Dans les cas où la vapeur exportée est faiblement valorisée, le gain sur l’énergie électrique économisée par le replacement des moteurs électriques par des turbines à vapeur peut être estimé à plusieurs millions d’euros sur l’énergie électrique ainsi économisée par année.This integration makes it possible to limit the number of equipment necessary for the natural gas liquefaction unit (and therefore to gain competitiveness). In cases where the exported steam is poorly valued, the gain on electric energy saved by replacing electric motors with steam turbines can be estimated at several million euros on the electric energy thus saved per year.
En outre, le/les niveaux de pression et de température de la vapeur disponible varient d’une unité de production à l’autre.In addition, the pressure and temperature level (s) of available steam vary from one production unit to another.
Il est possible d’ajuster les quantités de vapeur générées par l’unité de production d’hydrogène en modifiant les conditions opératoire ou de condenser la vapeur exportée pour récupérer de l’énergie pouvant par exemple permettre de produire de l’électricité dans une turbine.It is possible to adjust the quantities of steam generated by the hydrogen production unit by modifying the operating conditions or to condense the exported steam to recover energy which can, for example, make it possible to produce electricity in a turbine. .
II est alors possible que les unités de production de gaz de synthèse et de liquéfaction de gaz naturel aient en commun l’ensemble des commodités du site en particulier :It is then possible that the syngas production and natural gas liquefaction units have in common all of the site amenities in particular:
La connexion au réseau de gaz naturel ;Connection to the natural gas network;
La station de comptage et éventuellement détente/compression ;The counting station and possibly expansion / compression;
- Un réseau de torche chaude et éventuellement de liquides froids ;- A network of hot torches and possibly cold liquids;
L’ensemble des utilités du site (électricité, circuit de refroidissement, air instrumentation, azote...) ;All of the site's utilities (electricity, cooling circuit, air instrumentation, nitrogen ...);
Le réseau d’alimentation.The power network.
De plus, dans le cas où l’unité de production de gaz de synthèse produit de l’hydrogène, il est parfois demandé de liquéfier tout ou partie de l’hydrogène pour faciliter son transport ou son stockage par exemple. Dans ce cas, il est possible de « pré-refroidir » l’hydrogène produit dans le liquéfacteur de gaz naturel jusqu’à une température de -160°C par exemple, puis d’achever de le liquéfier dans une unité dédiée.In addition, in the case where the synthesis gas production unit produces hydrogen, it is sometimes asked to liquefy all or part of the hydrogen to facilitate its transport or storage, for example. In this case, it is possible to "pre-cool" the hydrogen produced in the natural gas liquefier to a temperature of -160 ° C for example, then to complete the liquefaction in a dedicated unit.
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