FR3059313A1 - PROCESS FOR PRODUCING A SYNTHESIS GAS FROM A LIGHT HYDROCARBON STREAM AND A GAS CHARGE COMPRISING CO2, N2, O2 AND H2O FROM AN INDUSTRIAL UNIT COMPRISING AN OVEN A COMBUSTION - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING A SYNTHESIS GAS FROM A LIGHT HYDROCARBON STREAM AND A GAS CHARGE COMPRISING CO2, N2, O2 AND H2O FROM AN INDUSTRIAL UNIT COMPRISING AN OVEN A COMBUSTION Download PDF

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Abstract

Procédé de production d'un gaz de synthèse contenant du CO et de l'H2 à partir d'un flux d'hydrocarbures légers et d'une charge gazeuse (70) issue d'une unité industrielle comprenant un four à combustion (100) et un moyen d'évacuation (200) de la charge gazeuse, ladite charge gazeuse comprenant du CO2, du N2, de l'O2 et de l'H2O, mais ne comprenant pas d'hydrogène, comprenant les étapes suivantes : - on prélève ladite charge gazeuse (101) obtenue dans ladite unité industrielle en amont dudit moyen d'évacuation de la charge gazeuse ; - on prépare un flux réactionnel (113) comprenant un flux d'hydrocarbures légers (110) comprenant du méthane et ladite charge gazeuse (101) ; - on envoie ledit flux réactionnel (113) dans un réacteur de tri-reformage (1009) pour obtenir un gaz de synthèse (114).Process for producing a synthesis gas containing CO and H 2 from a light hydrocarbon stream and a gaseous feed (70) from an industrial unit comprising a combustion furnace (100) and means for evacuating (200) the gaseous feed, said gaseous feed comprising CO2, N2, O2 and H2O, but not including hydrogen, comprising the following steps: said gaseous feed (101) obtained in said industrial unit upstream of said means for evacuating the gaseous feed; a reaction stream (113) comprising a light hydrocarbon stream (110) comprising methane and said gaseous feed (101) is prepared; said reaction stream (113) is sent to a tri-reforming reactor (1009) to obtain synthesis gas (114).

Description

Titulaire(s) : IFP ENERGIES NOUVELLES Etablissement public, HOLCIM TECHNOLOGY LTD.Holder (s): IFP ENERGIES NOUVELLES Public establishment, HOLCIM TECHNOLOGY LTD.

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Mandataire(s) : IFP ENERGIES NOUVELLES.Agent (s): IFP ENERGIES NOUVELLES.

PROCEDE DE PRODUCTION D'UN GAZ DE SYNTHESE A PARTIR D'UN FLUX D'HYDROCARBURES LEGERS ET D'UNE CHARGE GAZEUSE COMPRENANT DU CO2, DU N2, DE L'02 ET DE L H2O ISSUE D'UNE UNITE INDUSTRIELLE COMPRENANT UN FOUR A COMBUSTION.PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS FROM A LIGHT HYDROCARBON FLOW AND A GASEOUS CHARGE COMPRISING CO2, N2, O2 AND H2O FROM AN INDUSTRIAL UNIT COMPRISING AN OVEN COMBUSTION.

FR 3 059 313 - A1 (5/) Procédé de production d'un gaz de synthèse contenant du CO et de l'H2 à partir d'un flux d'hydrocarbures légers et d'une charge gazeuse (70) issue d'une unité industrielle comprenant un four à combustion (100) et un moyen d'évacuation (200) de la charge gazeuse, ladite charge gazeuse comprenant du CO2, du N2, de l'O2 et de l'H2O, mais ne comprenant pas d'hydrogène, comprenant les étapes suivantes:FR 3 059 313 - A1 (5 /) Process for producing a synthesis gas containing CO and H 2 from a stream of light hydrocarbons and a gaseous charge (70) originating from an industrial unit comprising a combustion oven (100) and a means of evacuation (200) of the gaseous charge, said gaseous charge comprising CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O, but not comprising hydrogen, comprising the following stages:

- on prélève ladite charge gazeuse (101) obtenue dans ladite unité industrielle en amont dudit moyen d'évacuation de la charge gazeuse;- said gaseous charge (101) obtained in said industrial unit is taken upstream from said means for discharging the gaseous charge;

- on prépare un flux réactionnel (113) comprenant un flux d'hydrocarbures légers (110) comprenant du méthane et ladite charge gazeuse (101);- Preparing a reaction stream (113) comprising a stream of light hydrocarbons (110) comprising methane and said gaseous feed (101);

- on envoie ledit flux réactionnel (113) dans un réacteur de tri-reformage (1009) pour obtenir un gaz de synthèse (114).- Said reaction flow (113) is sent to a tri-reforming reactor (1009) to obtain a synthesis gas (114).

200 200 t t L 70 L 70 10 10 100 100 20 20 F F

Procédé de production d’un gaz de synthèse à partir d’un flux d’hydrocarbures légers et d’une charge gazeuse comprenant du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O issue d’une unité industrielle comprenant un four à combustionMethod for producing a synthesis gas from a stream of light hydrocarbons and a gaseous feed comprising CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O from a industrial unit including a combustion oven

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne le domaine de la production de gaz de synthèse par réaction de tri-reformage au moyen d’une charge gazeuse issue d’une unité industrielle comportant un four de combustion. Le gaz de synthèse obtenu permet de produire des hydrocarbures paraffiniques ou oléfiniques, qui sont des bases de carburants liquides de haute qualité (coupe diesel de haut indice de cétane, kérosène, etc..) ou des bases pétrochimiques, pouvant être obtenu plus particulièrement au moyen d'une étape de synthèse FischerTropsch.The present invention relates to the field of the production of synthesis gas by tri-reforming reaction using a gaseous feed from an industrial unit comprising a combustion furnace. The synthesis gas obtained makes it possible to produce paraffinic or olefinic hydrocarbons, which are bases of high-quality liquid fuels (diesel cut with high cetane number, kerosene, etc.) or petrochemical bases, which can be obtained more particularly at using a FischerTropsch synthesis step.

Etat de la techniqueState of the art

On connaît plusieurs procédés de production de gaz de synthèse à partir de matières carbonées, en particulier la réaction d'oxydation partielle et le reformage du méthane.Several processes are known for producing synthesis gas from carbonaceous materials, in particular the partial oxidation reaction and the reforming of methane.

L'oxydation partielle, ou gazéification par oxydation partielle (connue sous le sigle POX qui provient de l'anglais « partial oxydation » qui signifie oxydation partielle), consiste à former par combustion en conditions sous-stœchiométriques un mélange à haute température, généralement entre 1000°C et 1600°C, de matière carbonée d'une part et d'ar ou d'oxygène d'autre part, pour oxyder la matière carbonée et obtenir un gaz de synthèse. L’oxydation partielle est compatible avec toutes formes de charges carbonées, y compris des charges lourdes. La réaction d’oxydation partielle répond à l’équation bilan (1) ci-après :Partial oxidation, or gasification by partial oxidation (known by the acronym POX which comes from the English “partial oxidation” which means partial oxidation), consists of forming by combustion under sub-stoichiometric conditions a mixture at high temperature, generally between 1000 ° C and 1600 ° C, carbonaceous material on the one hand and ar or oxygen on the other hand, to oxidize the carbonaceous material and obtain a synthesis gas. Partial oxidation is compatible with all forms of carbonaceous fillers, including heavy ones. The partial oxidation reaction corresponds to the balance equation (1) below:

1/2 O2 + CH4 <=> CO + 2H2 (1 ) 1/2 O 2 + CH 4 CO <=> + 2H 2 (1)

Le reformage du méthane est une réaction chimique qui consiste à produire de l'hydrogène à partir du méthane. On distingue deux types de procédé de reformage du méthane.Reforming methane is a chemical reaction that involves producing hydrogen from methane. There are two types of methane reforming process.

Le réformage à la vapeur (ou vaporéformage) connu sous le sigle SMR qui provient de l'anglais « steam methane reforming » qui signifie « réformage du méthane à la vapeur, consiste à faire réagir la charge, typiquement un gaz naturel ou des hydrocarbures légers, sur un catalyseur en présence de vapeur d'eau pour obtenir un gaz de synthèse qui contient principalement, hors vapeur d'eau, un mélange d'oxyde de carbone et d'hydrogène. Le réformage à la vapeur est une réaction endothermique dont le rapport molaire H2/CO est proche de 3. Le réformage à la vapeur répond à l’équation bilan (2) suivante :Steam reforming (or steam reforming) known by the acronym SMR which comes from the English “steam methane reforming” which means “methane reforming by steam, consists in reacting the charge, typically a natural gas or light hydrocarbons , on a catalyst in the presence of water vapor to obtain a synthesis gas which mainly contains, apart from water vapor, a mixture of carbon monoxide and hydrogen. Steam reforming is an endothermic reaction whose H 2 / CO molar ratio is close to 3. Steam reforming meets the following balance equation (2):

CH4 + H2O <=> CO + 3H2 (2)CH 4 + H 2 O <=> CO + 3H 2 (2)

Par ailleurs, le réformage à sec est une réaction fortement endothermique dont le rapport molaire H2/CO est proche de 1. Le réformage à sec répond à l’équation bilan (3) suivante :Furthermore, dry reforming is a highly endothermic reaction whose H 2 / CO molar ratio is close to 1. Dry reforming meets the following balance equation (3):

CO2 + CH4 <=> 2CO + 2H2 (3)CO 2 + CH 4 <=> 2CO + 2H 2 (3)

Cependant, les rapports H2/CO du gaz de synthèse produit lors du réformage à sec ou du réformage à la vapeur ne sont pas satisfaisants pour la production de carburants qui requièrent un rapport molaire H2/CO de l’ordre de 2. La combinaison de ces deux procédés permet d’obtenir des rations plus proches de ceux désirés mais la production de carbone (« coke >>) qui en découle sur le catalyseur est un inconvénient majeur.However, the H 2 / CO ratios of the synthesis gas produced during dry reforming or steam reforming are not satisfactory for the production of fuels which require an H 2 / CO molar ratio of the order of 2. The combination of these two processes makes it possible to obtain rations closer to those desired but the production of carbon (“coke”) which results therefrom on the catalyst is a major drawback.

Une solution proposée dans l’art antérieur consiste à combiner trois réactions catalytiques : le réformage à sec, le réformage à la vapeur et la réaction d’oxydation partielle, ces trois réactions étant toutes effectuées dans un même réacteur. Cette combinaison de réaction est appelée tri-reformage catalytique. Le tri-reformage catalytique présente un intérêt pour la formation de gaz de synthèse. En effet, Song et al. (Chemical innovation, 31 (2001) 21-26) décrivent un procédé permettant de faire réagir à haute température un gaz comprenant du CH4, du CO2, de l’O2 et de l’H2O en présence d’un catalyseur pour produire du CO et de l’H2 dans des ratios contrôlés.One solution proposed in the prior art consists in combining three catalytic reactions: dry reforming, steam reforming and the partial oxidation reaction, these three reactions all being carried out in the same reactor. This reaction combination is called catalytic tri-reforming. Catalytic tri-reforming is of interest for the formation of synthesis gas. Indeed, Song et al. (Chemical innovation, 31 (2001) 21-26) describe a process allowing a gas comprising CH 4 , CO 2 , O 2 and H 2 O to react at high temperature in the presence of a catalyst to produce CO and H 2 in controlled ratios.

Le document US2008/0260628 divulgue un procédé de production de gaz de synthèse comprenant une étape réactionnelle de reformage du méthane par approvisionnement d’un mélange de dioxyde de carbone, de vapeur d’eau et d’oxygène et mettant en œuvre un catalyseur à base de nickel.Document US2008 / 0260628 discloses a process for the production of synthesis gas comprising a reaction step of reforming methane by supplying a mixture of carbon dioxide, water vapor and oxygen and using a catalyst based of nickel.

Le document US2015/0031922 décrit un procédé de production de gaz de synthèse par trireformage catalytique mettant en œuvre un mélange d’hydrocarbures, de CO2, d’H2O et d’O2. Le CO2 provient de gaz de combustions de différents procédés industriels obtenus après une étape de séparation, en particulier par séparation avec lavage aux amines.Document US2015 / 0031922 describes a process for the production of synthesis gas by catalytic treadforming using a mixture of hydrocarbons, CO 2 , H 2 O and O 2 . CO 2 comes from combustion gases from different industrial processes obtained after a separation step, in particular by separation with washing with amines.

Le tri-reformage catalytique permet en particulier de valoriser le CO2 issu des fumées de combustion (appelées ici aussi gaz de combustion ou charge gazeuse) de centrales électriques (Song et al., Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem., 2004, 49(1),128). Le gaz de synthèse ainsi obtenu peut être ensuite valorisé par réaction Fischer-Tropsch notamment pour la production de carburants de synthèse.Catalytic tri-reforming makes it possible in particular to recover the CO 2 from combustion fumes (also called here combustion gas or gaseous charge) from power plants (Song et al., Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem., 2004, 49 (1), 128). The synthesis gas thus obtained can then be recovered by the Fischer-Tropsch reaction, in particular for the production of synthetic fuels.

Ainsi, il est connu de l’état de la technique d’utiliser un gaz de combustion issue d’une unité industrielle dans des réactions de tri-reformage. Cependant, les gaz de combustion sont prélevés en sortie des cheminées des fours, et présentent donc une température peu élevée,Thus, it is known from the prior art to use a combustion gas from an industrial unit in tri-reforming reactions. However, the combustion gases are taken off the chimneys of the ovens, and therefore have a low temperature,

i.e. environ 150°C [cf. Song et al., Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem., 2004, 49(1),128]. Par conséquent, il est nécessaire de réchauffer les gaz de combustion à la température de la réaction de tri-reformage, i.e. une température comprise typiquement entre 650 et 900 °C. Par ailleurs, la température relativerient basse des gaz de combustion en sortie de cheminées peut entraîner la condensation de vapeur d’eau contenue dans les gaz de combustion et donc peut sensiblement modifier le ratio H20/Hydrocarbures (HC) qui ne sera plus optimal pour la réaction de tri-reformage catalytique.ie around 150 ° C [cf. Song et al., Prepr. Pap.-Am. Chem. Company, Div. Fuel Chem., 2004, 49 (1), 128]. Consequently, it is necessary to reheat the combustion gases to the temperature of the tri-reforming reaction, ie a temperature typically between 650 and 900 ° C. Furthermore, the relatively low temperature of the combustion gases leaving the chimneys can cause the condensation of water vapor contained in the combustion gases and therefore can significantly modify the H 2 0 / Hydrocarbons (HC) ratio which will no longer be optimal. for the catalytic tri-reforming reaction.

La Demanderesse a mis au point un nouveau procédé de production d’un gaz de synthèse obtenu à partir d’une réaction de tri-reformage catalytique en utilisant directement, sans étapes de séparation intermédiaire du CO2, des gaz de combustion issues d’unités industrielles comprenant un four de combustion en amont des cheminées d’évacuation des gaz de combustion, et plus particulièrement des unités de type unité de production d’hydrogène par reformage du méthane à la vapeur, unité de production d’ammoniaque, unité de production de chaux, unité de production de verre, ou centrale thermique alimentée en gaz, en fioul ou en charbon. En effet, les gaz de combustion (appelées aussi ici fumées de combustion ou charge gazeuse) issus de telles unités présentent l’avantage de posséder des concentrations importantes en CO2, cela permettant une production de gaz de synthèse avec un meilleur rendement énergétique, un rejet de gaz à effet de serre inférieur, et un rendement en carbone élevé.The Applicant has developed a new process for producing a synthesis gas obtained from a catalytic tri-reforming reaction using directly, without intermediate CO 2 separation steps, combustion gases from units industrial facilities including a combustion furnace upstream of the flue gas evacuation chimneys, and more particularly units of the hydrogen production unit type by steam methane reforming, ammonia production unit, lime, glass production unit, or thermal power station supplied with gas, fuel oil or coal. Indeed, the combustion gases (here also called combustion smoke or gaseous feed) from such units have the advantage of having significant concentrations of CO 2 , this allowing production of synthesis gas with better energy efficiency, a lower greenhouse gas emissions, and higher carbon yield.

Objets de l’inventionObjects of the invention

La présente invention concerne un procédé de production d’un gaz de synthèse contenant du CO et de l’H2 à partir d’un flux d’hydrocarbures légers et d’une charge gazeuse issue d’une unité industrielle comprenant au moins un four à combustion et au moins un moyen d’évacuation de la charge gazeuse vers l’extérieur de ladite unité industrielle, ladite charge gazeuse comprenant du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O, éventuellement du CO à l’exclusion d’une charge gazeuse issue d’unité de fabrication de clinker de ciment, mais ne comprenant pas d’hydrogène, lequel procédé comprend les étapes suivantes :The present invention relates to a process for producing a synthesis gas containing CO and H 2 from a stream of light hydrocarbons and a gaseous feed from an industrial unit comprising at least one furnace combustion engine and at least one means of evacuating the gaseous charge to the outside of said industrial unit, said gaseous charge comprising CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O, optionally CO excluding a gaseous feed from a cement clinker manufacturing unit, but not containing hydrogen, which process comprises the following steps:

a) on prélève au moins une partie de ladite charge gazeuse obtenue dans ladite unité industrielle en amont dudit moyen d’évacuation de la charge gazeuse, ladite charge gazeuse étant prélevée à une température comprise entre 180 et 800°C ;a) at least part of said gaseous charge obtained in said industrial unit is taken upstream of said means for evacuating the gaseous charge, said gaseous charge being sampled at a temperature between 180 and 800 ° C;

b) optionnellement, on traite ladite charge gazeuse obtenues à l’étape a) ;b) optionally, said gaseous charge obtained in step a) is treated;

c) on prépare un flux réactionnel comprenant un flux d’hydrocarbures légers comprenant du méthane et ladite charge gazeuse obtenues à l’étape a) ou ladite charge gazeuse traitée obtenues à l’étape b) et ;c) preparing a reaction stream comprising a stream of light hydrocarbons comprising methane and said gaseous charge obtained in step a) or said treated gaseous charge obtained in step b) and;

d) on envoie ledit flux réactionnel dans un réacteur de tri-reformage pour obtenir un gaz de synthèse, ledit réacteur de tri-reformage fonctionnant à une température comprise entre 650 et 900°C, une pression comprise entre 0,1 et 10 MPa, et une V.V.H. comprise entre 0,1 etd) said reaction flow is sent to a tri-reforming reactor to obtain a synthesis gas, said tri-reforming reactor operating at a temperature between 650 and 900 ° C., a pressure between 0.1 and 10 MPa, and a VVH between 0.1 and

200 Nm /h.kgcatalyseurDans un mode de réalisation particulier selon l’invention, la charge gazeuse comprend en outre du CO.200 Nm / h.kgcatalyst In a particular embodiment according to the invention, the gaseous charge also comprises CO.

Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le flux réactionnel comprend :Process according to claim 2, characterized in that the reaction flow comprises:

- un ratio volumique O2/HC compris entre 0,02 et 0,3 ;- an O 2 / HC volume ratio of between 0.02 and 0.3;

- un ratio volumique CO2/HC compris entre 0,10 et 0,5 ;- a CO 2 / HC volume ratio of between 0.10 and 0.5;

- un ratio volumique H2O/HC compris entre 0,2 et 0,9 ;- a H 2 O / HC volume ratio of between 0.2 and 0.9;

- un ratio volumique N2/HC compris entre 0,1 et 3,0.- an N 2 / HC volume ratio of between 0.1 and 3.0.

- un ratio volumique CO/HC compris entre 0,005 et 0,5.- a CO / HC volume ratio of between 0.005 and 0.5.

Avantageusement, ladite unité industrielle est choisie parmi une centrale thermique alimentée en charbon ou une unité de production de chaux.Advantageously, said industrial unit is chosen from a thermal power station supplied with coal or a lime production unit.

Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’on réalise entre l’étape a) et b) ou c) dudit procédé une étape dans laquelle on filtre la charge gazeuse, éventuellement traitée.Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a step is carried out between step a) and b) or c) of said process in which the gaseous charge, optionally treated, is filtered.

Dans un autre mode de réalisation selon l’invention, la charge gazeuse ne contient pas de CO, à l’exclusion des charges gazeuses issues d’unités de fabrication de clinker de ciment. De préférence, le flux réactionnel comprend :In another embodiment according to the invention, the gaseous feed does not contain CO, with the exclusion of gaseous feeds from cement clinker manufacturing units. Preferably, the reaction flow comprises:

- un ratio volumique O2/HC compris entre 0,02 et 0,3 ;- an O 2 / HC volume ratio of between 0.02 and 0.3;

- un ratio volumique CO2/HC compris entre 0,10 et 0,5 ;- a CO 2 / HC volume ratio of between 0.10 and 0.5;

- un ratio volumique H2O/HC compris entre 0,2 et 0,9 ;- a H 2 O / HC volume ratio of between 0.2 and 0.9;

- un ratio volumique N2/HC compris entre 0,1 et 3,0.- an N 2 / HC volume ratio of between 0.1 and 3.0.

Avantageusement, l’unité industrielle est choisie parmi une unité de production d’hydrogène par reformage du méthane à la vapeur, une unité de production de verre, ou une centrale thermique alimentée en gaz ou en fioul.Advantageously, the industrial unit is chosen from a hydrogen production unit by steam methane reforming, a glass production unit, or a thermal power station supplied with gas or fuel oil.

Avantageusement, ladite charge gazeuse comprend une teneur en CO2 comprise entre 5 et 50 % volumique.Advantageously, said gaseous charge comprises a CO 2 content of between 5 and 50% by volume.

De préférence, le prélèvement de la charge gazeuse à l’étape a) est réalisé soit directement en sortie du four à combustion, soit après au moins une étape de purification de ladite charge gazeuse issue du four à combustion, ladite étape de purification étant réalisée au moyen d’un absorbeur-neutraliseur.Preferably, the removal of the gaseous charge in step a) is carried out either directly at the outlet of the combustion oven, or after at least one step of purification of said gaseous charge from the combustion oven, said purification step being carried out by means of an absorber-neutralizer.

Dans un mode de réalisation préféré, on réalise l’étape b) de traitement de ladite charge gazeuse obtenue à l’étape a), ladite étape b) comprenant les sous-étapes suivantes :In a preferred embodiment, step b) is carried out for treating said gaseous charge obtained in step a), said step b) comprising the following substeps:

i) on refroidit ladite charge gazeuse prélevée à l’étape a) ;i) cooling said gaseous charge taken in step a);

ii) on envoie ladite charge gazeuse refroidie dans un premier ballon de séparation pour obtenir un premier effluent gazeux et un premier effluent liquide ;ii) sending said cooled gaseous charge into a first separation flask to obtain a first gaseous effluent and a first liquid effluent;

iii) on envoie le premier effluent gazeux dans un premier compresseur pour obtenir un premier effluent gazeux compressé ;iii) the first gaseous effluent is sent to a first compressor to obtain a first compressed gaseous effluent;

iv) on refroidit le premier effluent gazeux compressé pour obtenir premier effluent gazeux compressé refroidi ;iv) the first compressed gaseous effluent is cooled to obtain the first cooled compressed gaseous effluent;

v) on envoie le premier effluent gazeux compressé refroidi dans un second ballon de séparation pour obtenir un second effluent gazeux (et un second effluent liquide ;v) the first compressed compressed gaseous effluent is sent into a second separation flask to obtain a second gaseous effluent (and a second liquid effluent;

vi) on envoie le second effluent gazeux dans un second compresseur pour obtenir second effluent gazeux compressé ;vi) the second gaseous effluent is sent to a second compressor to obtain the second compressed gaseous effluent;

vii) on met en contact le second effluent gazeux compressé obtenu à l’étape vi) avec une partie au moins dudit second effluent liquide obtenu à l’étape v) pour former ladite charge gazeuse traitée.vii) the second compressed gaseous effluent obtained in step vi) is brought into contact with at least part of said second liquid effluent obtained in step v) to form said treated gaseous charge.

Avantageusement, ladite charge gazeuse est refroidie à l’étape i) à une température comprise entre 60 et 80 °C.Advantageously, said gaseous charge is cooled in step i) to a temperature between 60 and 80 ° C.

Avantageusement, ledit premier effluent gazeux est refroidi à l’étape iv) à une température comprise entre 30 et 60 °C.Advantageously, said first gaseous effluent is cooled in step iv) to a temperature between 30 and 60 ° C.

Avantageusement, le flux réactionnel est préalablement chauffé à une température comprise entre 500 et 850 °C.Advantageously, the reaction flow is previously heated to a temperature between 500 and 850 ° C.

Avantageusement, ledit flux d’hydrocarbures légers est un gaz naturel ou un gaz de pétrole liquéfié.Advantageously, said stream of light hydrocarbons is a natural gas or a liquefied petroleum gas.

De préférence, on réalise un appoint en vapeur d’eau et/ou en oxygène entre l’étape a) et d) dudit procédé.Preferably, an addition of water vapor and / or oxygen is carried out between step a) and d) of said process.

Avantageusement, le réacteur de tri-reformage comprend au moins un catalyseur supporté comportant une phase active comprenant au moins un élément métallique sous forme oxyde ou sous forme métallique choisi parmi les groupes VIIIB, IB, IIB, seul ou en mélange.Advantageously, the tri-reforming reactor comprises at least one supported catalyst comprising an active phase comprising at least one metallic element in oxide form or in metallic form chosen from groups VIIIB, IB, IIB, alone or as a mixture.

Description de la figureDescription of the figure

La figure 1 est une représentation schématique simplifiée d’une installation industrielle comprenant un four de combustion 100 et un dispositif d’évacuation des fumées de combustion 200 issues du four de combustion.FIG. 1 is a simplified schematic representation of an industrial installation comprising a combustion furnace 100 and a device for evacuating combustion fumes 200 from the combustion furnace.

La figure 2 est une représentation schématique simplifiée du procédé selon l’invention.FIG. 2 is a simplified schematic representation of the method according to the invention.

La figure 3 est une représentation schématique d’un mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention, dans lequel la charge gazeuse 70 prélevée dans l’unité industrielle (étape a) est traitée (étape b) avant d’être mise en contact avec un flux d’hydrocarbures légers 110 (étape c) pour former le flux réactionnel 113 de la réaction de tri-reformage catalytique (étape d).FIG. 3 is a schematic representation of a particular embodiment of the method according to the invention, in which the gaseous charge 70 taken from the industrial unit (step a) is treated (step b) before being brought into contact with a stream of light hydrocarbons 110 (step c) to form the reaction stream 113 of the catalytic tri-reforming reaction (step d).

Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention

DéfinitionsDefinitions

Dans la suite, les groupes d'éléments chimiques sont donnés selon la classification CAS (CRC Handbook of Chemistry and Physics, éditeur CRC press, rédacteur en chef D.R. Lide, 81eme édition, 2000-2001). Par exemple, le groupe VIII selon la classification CAS correspond aux métaux des colonnes 8, 9 et 10 selon la nouvelle classification IUPAC.In the following, groups of chemical elements are given according to CAS Classification (CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC press publisher, editor DR Lide, 81 th Edition, 2000-2001). For example, group VIII according to the CAS classification corresponds to the metals in columns 8, 9 and 10 according to the new IUPAC classification.

Les propriétés texturales et structurales du support et du catalyseur décrits ci-après sont déterminées par les méthodes de caractérisation connues de l'homme du métier. Le volume poreux total et la distribution poreuse sont déterminés dans la présente invention par porosimétrie à l’azote tel que décrit dans l'ouvrage « Adsorption by powders and porous solids. Principles, methodology and applications » écrit par F. Rouquérol, J. Rouquérol et K. Sing, Academie Press, 1999.The textural and structural properties of the support and of the catalyst described below are determined by the characterization methods known to those skilled in the art. The total pore volume and the pore distribution are determined in the present invention by nitrogen porosimetry as described in the work "Adsorption by powders and porous solids. Principles, methodology and applications ”written by F. Rouquérol, J. Rouquérol and K. Sing, Academie Press, 1999.

On entend par surface spécifique, la surface spécifique BET (SBet en m2/g) déterminée par adsorption d’azote conformément à la norme ASTM D 3663-78 établie à partir de la méthode BRUNAUER-EMMETT-TELLER décrite dans le périodique The Journal of American Society, 1938, 60, 309.By specific surface is meant the BET specific surface (S B and in m 2 / g) determined by nitrogen adsorption in accordance with standard ASTM D 3663-78 established on the basis of the BRUNAUER-EMMETT-TELLER method described in the periodical The Journal of American Society, 1938, 60, 309.

Dans le cadre de la présente invention, le terme « hydrocarbures légers » désigne des composés hydrocarbonés comprenant entre 1 et 4 atomes de carbone (C1-C4).In the context of the present invention, the term “light hydrocarbons” designates hydrocarbon compounds comprising between 1 and 4 carbon atoms (C1-C4).

Description du procédéDescription of the process

La présente invention concerne un procédé de production d’un gaz de synthèse contenant du CO et de l’H2 à partir d’un flux d’hydrocarbures légers et d’une charge gazeuse comprenant du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O, et éventuellement du CO, ladite charge gazeuse étant issue d’une unité industrielle comprenant au moins un four à combustion et au moins un moyen d’évacuation de la charge gazeuse vers l’extérieur de ladite unité industrielle. De préférence, l’unité industrielle est choisie parmi une unité de production d’hydrogène par reformage du méthane à la vapeur, un unité de production d’ammoniaque, une unité de production de chaux, une unité de production de verre, ou une centrale thermique alimentée en gaz, en fioul ou en charbon.The present invention relates to a method for producing a synthesis gas containing CO and H 2 from a stream of light hydrocarbons and a gaseous feed comprising CO 2 , N 2 , l 'O 2 and H 2 O, and possibly CO, said gaseous charge coming from an industrial unit comprising at least one combustion furnace and at least one means for discharging the gaseous charge towards the outside of said industrial unit. Preferably, the industrial unit is chosen from a hydrogen production unit by steam methane reforming, an ammonia production unit, a lime production unit, a glass production unit, or a power plant. thermal powered by gas, fuel oil or coal.

Comme pour tout procédé industriel, l’Homme du métier est sans cesse confronté aux problèmes d’accroissement de la production et de la productivité des installations industrielles. C’est pourquoi la Demanderesse a mis au point un procédé de production d’un gaz de synthèse contenant du CO et de l’H2 à partir d’un flux d’hydrocarbures légers et d’une charge gazeuse comprenant du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O, et éventuellement du CO, issues d’une unité industrielle comprenant au moins un four à combustion et au moins un moyen d’évacuation de la charge gazeuse vers l’extérieur de ladite unité industrielle.As with any industrial process, the skilled person is constantly confronted with the problems of increasing the production and productivity of industrial installations. This is why the Applicant has developed a process for producing a synthesis gas containing CO and H 2 from a stream of light hydrocarbons and a gaseous feed comprising CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O, and possibly CO, from an industrial unit comprising at least one combustion oven and at least one means of evacuating the gaseous charge towards the outside of said industrial unit.

En se reportant à la figure 1, illustrant de manière schématique une unité industrielle, on envoie une matière combustible 10 vers le four de combustion 100 (appelé aussi ici four de calcination). Le produit issu de la combustion dans le four de combustion 100 est évacué via la ligne 20. La charge gazeuse 70 (appelée aussi fumées de combustion) issue du four de combustion 100 est quant à elle envoyée vers l’extérieur de l’unité industrielle par le biais d’un dispositif d’évacuation des fumées de combustion 200, tels que des cheminées.Referring to FIG. 1, schematically illustrating an industrial unit, combustible material 10 is sent to the combustion furnace 100 (also called here calcination furnace). The product from combustion in the combustion oven 100 is discharged via line 20. The gas charge 70 (also called combustion fumes) from the combustion oven 100 is in turn sent to the outside of the industrial unit by means of a combustion smoke evacuation device 200, such as chimneys.

La matière combustible 10 peut être tout combustible traditionnel, tel que le gaz naturel, le fioul, le charbon, ou combustible non conventionnel, tel que de la biomasse ou des déchets carbonés (huiles usées, solvants, pneumatiques, boues de stations d’épuration, ...).The combustible material 10 can be any traditional fuel, such as natural gas, fuel oil, coal, or non-conventional fuel, such as biomass or carbonaceous waste (used oils, solvents, tires, sludges from treatment plants , ...).

Selon le procédé de production de gaz de synthèse selon l’invention, la charge gazeuse 70 obtenue après transformation de la matière combustible 10 dans le four de combustion 100 est prélevée en amont du moyen d’évacuation des fumées de combustion 200 puis est mise en contact avec un flux d’hydrocarbures légers afin de former un flux réactionnel, ce dernier étant envoyé dans un réacteur de tri-reformage permettant d’obtenir le gaz de synthèse.According to the process for producing synthesis gas according to the invention, the gaseous charge 70 obtained after transformation of the combustible material 10 in the combustion furnace 100 is taken upstream of the means for evacuating the combustion fumes 200 and is then brought into operation. contact with a stream of light hydrocarbons in order to form a reaction stream, the latter being sent to a tri-reforming reactor making it possible to obtain the synthesis gas.

Plus particulièrement, en se référant à la figure 2, le procédé de production d’un gaz de synthèse à partir d’un flux d’hydrocarbures légers et d’une charge gazeuse comprenant du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O, et éventuellement du CO, issue d’une unité industrielle comprenant au moins un four de combustion 100 et au moins un moyen d’évacuation de la charge gazeuse 200 vers l’extérieur de ladite unité industrielle, comprend les étapes suivantes :More particularly, with reference to FIG. 2, the process for producing a synthesis gas from a stream of light hydrocarbons and a gaseous feed comprising CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O, and possibly CO, originating from an industrial unit comprising at least one combustion oven 100 and at least one means of evacuating the gaseous charge 200 towards the outside of said industrial unit, includes the following steps:

a) on prélève ladite charge gazeuse 70 obtenue dans ladite unité industrielle en amont dudit moyen d’évacuation de la charge gazeuse 200 sans réaliser d’étape de séparation intermédiaire, ladite charge gazeuse 70 étant prélevée à une température comprise entre 180 et 800 °C, de préférence comprise entre 200 et 500 °C, et encore plus préférentiellement entre 250 et 500 °C ;a) removing said gaseous charge 70 obtained in said industrial unit upstream of said means for discharging the gaseous charge 200 without carrying out an intermediate separation step, said gaseous charge 70 being sampled at a temperature between 180 and 800 ° C. , preferably between 200 and 500 ° C, and even more preferably between 250 and 500 ° C;

b) optionnellement, on traite ladite charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) pour obtenir une charge gazeuse traitée 101 ;b) optionally, said gaseous charge 70 taken from step a) is treated to obtain a treated gaseous charge 101;

c) on prépare un flux réactionnel 113 comprenant un flux d’hydrocarbures légers 110 comprenant du méthane et ladite charge gazeuse 70 obtenues à l’étape a), ou éventuellement ladite charge gazeuse traitée 101 obtenues à l’étape b) et ;c) preparing a reaction stream 113 comprising a stream of light hydrocarbons 110 comprising methane and said gaseous charge 70 obtained in step a), or optionally said treated gaseous charge 101 obtained in step b) and;

d) on envoie ledit flux réactionnel 113 dans un réacteur de tri-reformage 1009 pour obtenir un gaz de synthèse 114, ledit réacteur de tri-reformage 1009 fonctionnant à une température comprise entre 650 et 900°C, une pression comprise entre 0,1 et 5 MPa, et une V.V.H. comprise entre 0,1 et 200 Nm3/h.kgcataiyseur.d) said reaction flow 113 is sent to a tri-reforming reactor 1009 to obtain a synthesis gas 114, said tri-reforming reactor 1009 operating at a temperature between 650 and 900 ° C, a pressure between 0.1 and 5 MPa and a VVH of between 0.1 and 200 Nm 3 /h.kg cata i yseur.

Les étapes a) à d) sont décrites plus en détail ci-après.Steps a) to d) are described in more detail below.

Etape a)Step a)

Dans l’étape a), la charge gazeuse 70 issue du four de combustion 100 est prélevée en amont du moyen d’évacuation de la charge gazeuse 200 vers l’extérieur de l’unité industrielle sans réaliser d’étape de séparation intermédiaire.In step a), the gaseous charge 70 from the combustion furnace 100 is taken upstream of the means for discharging the gaseous charge 200 towards the outside of the industrial unit without carrying out an intermediate separation step.

Tout ou partie de la charge gazeuse 70 peut être mis en œuvre. Le débit de la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) est compris entre 10 000 à 2 000 000 Nm3/h, de préférence de 20 000 à 1 000 000 Nm3/h.All or part of the gaseous charge 70 can be used. The flow rate of the gas charge 70 sampled in step a) is between 10,000 to 2,000,000 Nm 3 / h, preferably from 20,000 to 1,000,000 Nm 3 / h.

Dans un premier mode de réalisation selon l’invention, la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) comprend du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O, du CO, mais ne comprend pas de H2. Plus particulièrement, la charge gazeuse 70 comprend entre 2% à 60% en volume de CO2, de manière préférée entre 5% et 50% en volume.In a first embodiment according to the invention, the gas charge 70 sampled in step a) comprises CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O, CO, but does not comprise no H 2 . More particularly, the gas charge 70 comprises between 2% to 60% by volume of CO 2 , preferably between 5% and 50% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une centrale thermique alimentée en charbon la charge gazeuse 70 comprend entre 2% à 30% en volume de CO2, de manière préférée entre 5% et 25% en volume, et encore plus préférentiellement entre 5% et 20% en volume.When the industrial unit is a thermal power station supplied with coal, the gas charge 70 comprises between 2% to 30% by volume of CO 2 , preferably between 5% and 25% by volume, and even more preferably between 5% and 20 % in volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production de chaux, la charge gazeuse 70 comprend entre 10% à 60% en volume de CO2, de manière préférée entre 15% et 50% en volume, et encore plus préférentiellement entre 20% et 50% en volume.When the industrial unit is a lime production unit, the gas feed 70 comprises between 10% to 60% by volume of CO 2 , preferably between 15% and 50% by volume, and even more preferably between 20% and 50% by volume.

Plus particulièrement, la charge gazeuse 70 comprend entre 30% à 80% en volume de N2, de manière préférée entre 30% et 70% en volume.More particularly, the gas charge 70 comprises between 30% to 80% by volume of N 2 , preferably between 30% and 70% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une centrale thermique alimentée en charbon la charge gazeuse 70 comprend entre 50% à 80% en volume de N2, de manière préférée entre 55% et 75% en volume, et encore plus préférentiellement entre 65% et 75% en volume.When the industrial unit is a thermal power station supplied with coal, the gaseous charge 70 comprises between 50% to 80% by volume of N 2 , preferably between 55% and 75% by volume, and even more preferably between 65% and 75 % in volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production de chaux, la charge gazeuse 70 comprend entre 30% à 80% en volume de N2, de manière préférée entre 30% et 70% en volume, et encore plus préférentiellement entre 35% et 65% en volume.When the industrial unit is a lime production unit, the gas charge 70 comprises between 30% to 80% by volume of N 2 , preferably between 30% and 70% by volume, and even more preferably between 35% and 65% by volume.

Plus particulièrement, la charge gazeuse comprend entre 0,5% à 20% en volume d’O2, de manière préférée entre 1% et 15% en volume.More particularly, the gas charge comprises between 0.5% to 20% by volume of O 2 , preferably between 1% and 15% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une centrale thermique alimentée en charbon la charge gazeuse 70 comprend entre 0,5% à 15% en volume d’O2, de manière préférée entre 1% et 10% en volume, et encore plus préférentiellement entre 2% et 10% en volume.When the industrial unit is a thermal power station supplied with coal, the gas charge 70 comprises between 0.5% to 15% by volume of O 2 , preferably between 1% and 10% by volume, and even more preferably between 2 % and 10% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production de chaux, la charge gazeuse 70 comprend entre 1% à 20% en volume d’O2, de manière préférée entre 1% et 15% en volume, et encore plus préférentiellement entre 2% et 10% en volume.When the industrial unit is a lime production unit, the gaseous charge 70 comprises between 1% to 20% by volume of O 2 , preferably between 1% and 15% by volume, and even more preferably between 2% and 10% by volume.

Plus particulièrement, la charge gazeuse comprend entre 0,5% à 30% en volume de CO, de manière préférée entre 1% et 30% en volume.More particularly, the gas charge comprises between 0.5% to 30% by volume of CO, preferably between 1% and 30% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une centrale thermique alimentée en charbon la charge gazeuse 70 comprend entre 1% à 30% en volume de CO, de manière préférée entre 2% et 30% en volume, et encore plus préférentiellement entre 2% et 25% en volume.When the industrial unit is a thermal power station supplied with coal, the gas charge 70 comprises between 1% to 30% by volume of CO, preferably between 2% and 30% by volume, and even more preferably between 2% and 25%. in volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production de chaux, la charge gazeuse 70 comprend entre 0,5% à 20% en volume de CO, de manière préférée entre 1% et 15% en volume, et encore plus préférentiellement entre 1% et 10% en volume.When the industrial unit is a lime production unit, the gaseous charge 70 comprises between 0.5% to 20% by volume of CO, preferably between 1% and 15% by volume, and even more preferably between 1% and 10% by volume.

Plus particulièrement, la charge gazeuse comprend entre 2% à 25% en volume de H2O, de manière préférée entre 5% et 25% en volume, et de manière encore plus préférée entre 5% et 20% en volume.More particularly, the gas charge comprises between 2% to 25% by volume of H 2 O, preferably between 5% and 25% by volume, and even more preferably between 5% and 20% by volume.

Dans un autre mode de réalisation selon l’invention, la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) comprend du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O, mais ne comprend pas de H2 et ne comprend pas de CO, à l’exclusion des charges gazeuse issue de la fabrication de clinker de ciment.In another embodiment according to the invention, the gas charge 70 sampled in step a) comprises CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O, but does not include H 2 and does not include CO, excluding gaseous feeds from the manufacture of cement clinker.

Plus particulièrement, la charge gazeuse 70 comprend entre 7% à 40% en volume de CO2, de manière préférée entre 15% et 35% en volume.More particularly, the gas charge 70 comprises between 7% to 40% by volume of CO 2 , preferably between 15% and 35% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production d’hydrogène, la charge gazeuse 70 comprend entre 10% à 35% en volume de CO2, de manière préférée entre 10% et 30% en volume, et encore plus préférentiellement entre 15% et 25% en volume.When the industrial unit is a hydrogen production unit, the gas charge 70 comprises between 10% to 35% by volume of CO 2 , preferably between 10% and 30% by volume, and even more preferably between 15% and 25% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production de verre, la charge gazeuse 70 comprend entre 20% à 60% en volume de CO2, de manière préférée entre 25% et 50% en volume, et encore plus préférentiellement entre 30% et 50% en volume.When the industrial unit is a glass production unit, the gas charge 70 comprises between 20% to 60% by volume of CO 2 , preferably between 25% and 50% by volume, and even more preferably between 30% and 50% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une centrale thermique alimentée en gaz ou en fioul, la charge gazeuse 70 comprend entre 2% à 30% en volume de CO2, de manière préférée entre 5% et 25% en volume, et encore plus préférentiellement entre 5% et 20% en volume.When the industrial unit is a thermal power station supplied with gas or fuel oil, the gas charge 70 comprises between 2% to 30% by volume of CO 2 , preferably between 5% and 25% by volume, and even more preferably between 5% and 20% by volume.

Plus particulièrement, la charge gazeuse comprend entre 20% à 80% en volume de N2, de manière préférée entre 25% et 75% en volume.More particularly, the gas charge comprises between 20% to 80% by volume of N 2 , preferably between 25% and 75% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production d’hydrogène, la charge gazeuse 70 comprend entre 40% à 80% en volume de N2, de manière préférée entre 45% et 75% en volume, et encore plus préférentiellement entre 50% et 70% en volume.When the industrial unit is a hydrogen production unit, the gas charge 70 comprises between 40% to 80% by volume of N 2 , preferably between 45% and 75% by volume, and even more preferably between 50% and 70% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production de verre, la charge gazeuse 70 comprend entre 20% à 80% en volume de N2, de manière préférée entre 25% et 70% en volume, et encore plus préférentiellement entre 30% et 65% en volume.When the industrial unit is a glass production unit, the gas charge 70 comprises between 20% to 80% by volume of N 2 , preferably between 25% and 70% by volume, and even more preferably between 30% and 65% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une centrale thermique alimentée en gaz ou en fioul, la charge gazeuse 70 comprend entre 50% à 80% en volume de N2, de manière préférée entre 55% et 75% en volume, et encore plus préférentiellement entre 65% et 75% en volume.When the industrial unit is a thermal power station supplied with gas or fuel oil, the gas charge 70 comprises between 50% to 80% by volume of N 2 , preferably between 55% and 75% by volume, and even more preferably between 65% and 75% by volume.

Plus particulièrement, la charge gazeuse comprend entre 0,5% à 20% en volume d’O2, de manière préférée entre 1% et 10% en volume.More particularly, the gas charge comprises between 0.5% to 20% by volume of O 2 , preferably between 1% and 10% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production d’hydrogène, la charge gazeuse 70 comprend entre 0,5% à 15% en volume d’O2, de manière préférée entre 0,5% et 10% en volume, et encore plus préférentiellement entre 1% et 5% en volume.When the industrial unit is a hydrogen production unit, the gas charge 70 comprises between 0.5% to 15% by volume of O 2 , preferably between 0.5% and 10% by volume, and again more preferably between 1% and 5% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production de verre, la charge gazeuse 70 comprend entre 1% à 20% en volume d’O2, de manière préférée entre 1% et 15% en volume, et encore plus préférentiellement entre 2% et 10% en volume.When the industrial unit is a glass production unit, the gaseous charge 70 comprises between 1% to 20% by volume of O 2 , preferably between 1% and 15% by volume, and even more preferably between 2% and 10% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une centrale thermique alimentée en gaz ou en fioul, la charge gazeuse 70 comprend entre 0,5% à 15% en volume d’O2, de manière préférée entre 1% et 10% en volume, et encore plus préférentiellement entre 1,5% et 5% en volume.When the industrial unit is a thermal power station supplied with gas or fuel oil, the gas charge 70 comprises between 0.5% to 15% by volume of O 2 , preferably between 1% and 10% by volume, and again more preferably between 1.5% and 5% by volume.

Plus particulièrement, la charge gazeuse comprend entre 2% à 25% en volume de H2O, de manière préférée entre 5% et 20% en volume.More particularly, the gaseous feed comprises between 2% to 25% by volume of H 2 O, preferably between 5% and 20% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production d’hydrogène, la charge gazeuse 70 comprend entre 2% à 25% en volume de H2O, de manière préférée entre 5% et 25% en volume, et encore plus préférentiellement entre 5% et 20% en volume.When the industrial unit is a hydrogen production unit, the gas charge 70 comprises between 2% to 25% by volume of H 2 O, preferably between 5% and 25% by volume, and even more preferably between 5 % and 20% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une unité de production de verre, la charge gazeuse 70 comprend entre 2% à 25% en volume de H2O, de manière préférée entre 5% et 25% en volume, et encore plus préférentiellement entre 5% et 20% en volume.When the industrial unit is a glass production unit, the gaseous charge 70 comprises between 2% to 25% by volume of H 2 O, preferably between 5% and 25% by volume, and even more preferably between 5% and 20% by volume.

Lorsque l’unité industrielle est une centrale thermique alimentée en gaz ou en fioul, la charge gazeuse 70 comprend entre 5% à 25% en volume de H2O, de manière préférée entre 7% et 25% en volume, et encore plus préférentiellement entre 8% et 20% en volume.When the industrial unit is a thermal power station supplied with gas or fuel oil, the gas charge 70 comprises between 5% to 25% by volume of H 2 O, preferably between 7% and 25% by volume, and even more preferably between 8% and 20% by volume.

La température de la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) est comprise entre 180°C et 800°C, de manière préférée entre 200°C et 500°C, douanière très préférée entre 250°C et 500 °C.The temperature of the gas charge 70 sampled in step a) is between 180 ° C and 800 ° C, preferably between 200 ° C and 500 ° C, customs very preferred between 250 ° C and 500 ° C.

Dans le mode de réalisation particulier selon lequel l’unité industrielle est choisie parmi une unité de fabrication de chaux ou une centrale thermique alimentée en charbon, on réalise avantageusement une étape de filtration des fumées de combustion 70 prélevées à l’étape a) afin de diminuer la teneur en poussières des fumées de combustion. Par exemple, l’étape de filtration peut être réalisée au moyen de filtres à sac ou filtres céramiques. De manière préférée, la teneur en poussière dans les fumées de combustion 70 après l’étape de filtration est inférieure à 1000 mg/m3, de manière très préférée inférieure à 100 mg/m3.In the particular embodiment according to which the industrial unit is chosen from a lime manufacturing unit or a coal-fired thermal power plant, a step of filtering the combustion fumes 70 sampled in step a) is advantageously carried out in order to reduce the dust content of combustion fumes. For example, the filtration step can be carried out using bag filters or ceramic filters. Preferably, the dust content in the combustion fumes 70 after the filtration step is less than 1000 mg / m 3 , very preferably less than 100 mg / m 3 .

De manière préférée, la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) subit une étape de désulfuration afin réduire la teneur en H2S, en COS, en mercaptans ou en autres composés soufrés éventuellement présent dans ladite charge gazeuse. Cette étape de désulfuration peut être réalisée par toute méthode connue de l’homme du métier, par exemple par une étape d’hydrogénation des composés soufrés suivi d’une étape de fixation d’H2S. Lors de l’étape d’hydrogénation, les composés du soufre (COS, mercaptans, ...) sont transformés en H2S par réaction avec l’hydrogène contenu dans ladite charge gazeuse à traiter. La réaction s’effectue à une température comprise environ entre 350 à 400°C, en présence d’un catalyseur d’hydrogénation. Généralement, le catalyseur d’hydrogénation mis en œuvre comprend comme phase active au moins un métal du groupe VIB, tel que le molybdène, et au moins un métal du groupe VIIIB, de préférence choisi parmi le cobalt ou le nickel. Le catalyseur comprend en outre un support comprenant un oxyde réfractaire, de préférence de l’alumine. De manière avantageuse, le catalyseur mis en œuvre est sous forme sulfurée. La deuxième étape de fixation de l’H2S s’opère généralement à une température compris entre 200 et 400°C en présence d’une masse de captation comprenant un composé de type métal, oxyde, zéolithe, ou bien encore carbonate, et au moins un élément choisi dans le groupe formé par Ca, Mg, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ag, Sn, La, Ce. De préférence, la masse de captation comprend du Zn sous forme oxyde (ZnO) à une teneur comprise entre 85% poids et 100 % poids sous forme oxyde par rapport au poids total de la masse de captation. Des liants peuvent être utilisés tels que la silice, l'alumine ou un précurseur d'alumine, les argiles telles que la bentonite, la kaolinite, la montmorillonite, seuls ou en mélange, afin de conférer une résistance mécanique suffisante au solide mis en forme. La masse de captation peut se présenter sous la forme d'extrudés préférentiellement cylindriques ou multilobés, de sphères ou de pastilles.Preferably, the gaseous feedstock 70 sampled in step a) undergoes a desulfurization step in order to reduce the H 2 S, COS, mercaptans or other sulfur-containing compounds content possibly present in said gaseous feed. This desulfurization step can be carried out by any method known to a person skilled in the art, for example by a step of hydrogenation of the sulfur-containing compounds followed by a step of fixing H 2 S. During the step of hydrogenation , the sulfur compounds (COS, mercaptans, etc.) are transformed into H 2 S by reaction with the hydrogen contained in said gaseous charge to be treated. The reaction is carried out at a temperature between approximately 350 to 400 ° C, in the presence of a hydrogenation catalyst. Generally, the hydrogenation catalyst used comprises as active phase at least one metal from group VIB, such as molybdenum, and at least one metal from group VIIIB, preferably chosen from cobalt or nickel. The catalyst further comprises a support comprising a refractory oxide, preferably alumina. Advantageously, the catalyst used is in sulfurized form. The second step for fixing the H 2 S generally takes place at a temperature of between 200 and 400 ° C. in the presence of a capture mass comprising a compound of the metal, oxide, zeolite, or even carbonate type, and at least one element chosen from the group formed by Ca, Mg, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ag, Sn, La, Ce. Preferably, the capture mass comprises Zn in oxide form (ZnO) at a content of between 85% by weight and 100% by weight in oxide form relative to the total weight of the capture mass. Binders can be used such as silica, alumina or an alumina precursor, clays such as bentonite, kaolinite, montmorillonite, alone or as a mixture, in order to impart sufficient mechanical strength to the solid formed . The collection mass can be in the form of preferably cylindrical or multilobed extrudates, spheres or pellets.

Etape b) (optionnelle)Step b) (optional)

Dans un mode de réalisation particulier du procédé selon l’invention, on réalise une étape b) de traitement de la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a). Cette étape permet un ajustement par condensation de la quantité d’eau nécessaire pour la réaction de trireformage catalytique ainsi qu’une diminution de la puissance électrique consommée par diminution du débit volumique aspiré.In a particular embodiment of the method according to the invention, there is carried out a step b) of processing the gaseous charge 70 sampled in step a). This step allows an adjustment by condensation of the quantity of water necessary for the catalytic trireforming reaction as well as a reduction in the electric power consumed by reduction in the volume flow sucked in.

Dans l’étape b) du procédé selon l’invention, on traite la charge gazeuse 70 obtenue à l’étape a) pour obtenir une charge gazeuse traitée 101.In step b) of the process according to the invention, the gas charge 70 obtained in step a) is treated to obtain a treated gas charge 101.

En se reportant à la figure 3, lorsqu’on réalise l’étape b) de traitement de la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a), l’étape b) comprend les sous-étapes suivantes :Referring to FIG. 3, when step b) of processing the gaseous charge 70 taken in step a) is carried out, step b) comprises the following substeps:

i) on refroidit la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) ;i) the gaseous charge 70 taken in step a) is cooled;

ii) on envoie la charge gazeuse refroidie 102 dans un premier ballon de séparation 1002 pour obtenir un premier effluent gazeux 103 et un premier effluent liquide 118 ;ii) the cooled gaseous charge 102 is sent into a first separation flask 1002 to obtain a first gaseous effluent 103 and a first liquid effluent 118;

iii) on envoie le premier effluent gazeux 103 dans un premier compresseur 1003 ;iii) the first gaseous effluent 103 is sent to a first compressor 1003;

iv) on refroidit le premier effluent gazeux compressé 104 ;iv) the first compressed gaseous effluent 104 is cooled;

v) on envoie le premier effluent gazeux compressé refroidi 105 dans un second ballon de séparation 1005 pour obtenir un second effluent gazeux 106 et un second effluent liquide 108 ;v) the first cooled compressed gaseous effluent 105 is sent into a second separation flask 1005 to obtain a second gaseous effluent 106 and a second liquid effluent 108;

vi) on envoie le second effluent gazeux 106 dans un second compresseur 1006 ;vi) the second gaseous effluent 106 is sent to a second compressor 1006;

vii) on met en contact le second effluent gazeux compressé 107 obtenu à l’étape vi) avec une partie au moins dudit second effluent liquide 108 obtenu à l’étape v) pour former la charge gazeuse traitée 101.vii) the second compressed gaseous effluent 107 obtained in step vi) is brought into contact with at least part of said second liquid effluent 108 obtained in step v) to form the treated gaseous charge 101.

La température de la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) est comprise entre 180°C et 800°C, de manière préférée entre 200°C et 500°C, denanière très préférée entre 250°C et 500 °C. La pression de la charge gazeuse70 prélevée à l’étape a) est de l’ordre entre 0,05 et 0,20 MPa (0,5 et 2,0 bar), de manière préférée entre 0,08 et 0,15 MPa (0,8 et 1,5 bar).The temperature of the gas charge 70 sampled in step a) is between 180 ° C and 800 ° C, preferably between 200 ° C and 500 ° C, most preferably between 250 ° C and 500 ° C. The pressure of the gaseous feedstock 70 taken in step a) is of the order of between 0.05 and 0.20 MPa (0.5 and 2.0 bar), preferably between 0.08 and 0.15 MPa (0.8 and 1.5 bar).

A l’étape i), la charge gazeuse 70 est refroidie à une température comprise entre 60 et 80°C en cédant ses calories au flux 113 dans un premier échangeur 1001. La charge gazeuse refroidie 102 est envoyée dans un ballon de garde 1002 pour obtenir un premier effluent gazeux 103 et un premier effluent liquide 118 (étape ii)).In step i), the gas charge 70 is cooled to a temperature between 60 and 80 ° C. by yielding its calories to the flow 113 in a first exchanger 1001. The cooled gas charge 102 is sent to a guard flask 1002 for obtaining a first gaseous effluent 103 and a first liquid effluent 118 (step ii)).

La pression du premier effluent gazeux 103 est augmentée entre 0,1 et 0,2 MPa (1 et 2 bar) par un premier compresseur 1003 (étape iii) d’où sort un premier effluent gazeux compressé 104 qui est refroidi à une température entre 30 et 60°C par un échangeur à eau 1004 (étape iv).The pressure of the first gaseous effluent 103 is increased between 0.1 and 0.2 MPa (1 and 2 bar) by a first compressor 1003 (step iii) from which comes out a first compressed gaseous effluent 104 which is cooled to a temperature between 30 and 60 ° C by a water exchanger 1004 (step iv).

Le premier effluent gazeux compressé refroidi 105 est envoyé dans un ballon séparateur 1005 pour obtenir un second effluent gazeux 106 et un second effluent liquide 108 composé essentiellement d’eau condensée (étape v).The first cooled compressed gaseous effluent 105 is sent to a separator flask 1005 to obtain a second gaseous effluent 106 and a second liquid effluent 108 composed essentially of condensed water (step v).

La pression du second effluent gazeux 106 issu du séparateur 1005 est augmentée entre 0,1 et 0,5 MPa (1 et 5 bar) par un second compresseur 1006 d’où sort un second effluent gazeux compressé 107 (étape vi).The pressure of the second gaseous effluent 106 coming from the separator 1005 is increased between 0.1 and 0.5 MPa (1 and 5 bar) by a second compressor 1006 from which comes a second compressed gaseous effluent 107 (step vi).

Enfin, on met en contact au moins une partie du second effluent gazeux compressé 107 obtenu à l’étape vi) avec une partie au moins dudit second effluent liquide 108 obtenu à l’étape v) (via la ligne 109) pour former la charge gazeuse traitée 101 (étape vii). L’autre partie du second effluent liquide est évacuée du procédé via la ligne 119, de préférence à un débit de l’ordre de 15 à 25% volumique par rapport débit total du second effluent liquide 108. De préférence, ladite au moins une partie du second effluent liquide 109 traverse une pompe 1007 avant d’être mélangé avec le second effluent gazeux compressé 107.Finally, at least part of the second compressed gaseous effluent 107 obtained in step vi) is brought into contact with at least part of said second liquid effluent 108 obtained in step v) (via line 109) to form the charge. treated gas 101 (step vii). The other part of the second liquid effluent is discharged from the process via line 119, preferably at a flow rate of the order of 15 to 25% by volume relative to the total flow rate of the second liquid effluent 108. Preferably, said at least one part of the second liquid effluent 109 passes through a pump 1007 before being mixed with the second compressed gaseous effluent 107.

Etape c)Step c)

Selon l’étape c) du procédé, on prépare un flux réactionnel 113 comprenant un flux d’hydrocarbures légers 110 comprenant du méthane et la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) (cf. figure 2) ou la charge gazeuse traitée 101 (cf. figure 3) de l’étape b). Le flux réactionnel 113 est ensuite envoyé au réacteur de tri-reformage 1009.According to step c) of the process, a reaction stream 113 is prepared comprising a stream of light hydrocarbons 110 comprising methane and the gaseous charge 70 sampled in step a) (cf. FIG. 2) or the treated gaseous charge 101 (cf. figure 3) of step b). The reaction flow 113 is then sent to the tri-reforming reactor 1009.

De manière préférée la source d’hydrocarbure est un gaz naturel ou un gaz de pétrole liquéfié, de manière très préférée la source d’hydrocarbure est un gaz naturel comprenant au moins 50% en volume de méthane, de préférence au moins 60% en volume de méthane, et plus préférentiellement au moins 70% en volume de méthane.Preferably the source of hydrocarbon is a natural gas or a liquefied petroleum gas, very preferably the source of hydrocarbon is a natural gas comprising at least 50% by volume of methane, preferably at least 60% by volume of methane, and more preferably at least 70% by volume of methane.

Dans le mode de réalisation particulier dans lequel le procédé selon l’invention comprend une étape de traitement des fumées de combustion prélevées à l’étape a) (i.e. lorsque l’étape b) est effectuée), le flux réactionnel 113 est obtenu en mettant en contact le second effluent liquide 108, le second effluent gazeux compressé 107 et le flux d'hydrocarbures légers. Avantageusement, le flux réactionnel 113 est réchauffé dans un échangeur 1001 par les fumées de combustions 70 prélevées à l’étape a) du procédé. Le flux réactionnel issu de cet échangeur 1001 peut est ensuite être porté à une température proche de celle de la réaction de tri-reformage catalytique, à une température comprise entre 500 à 850°C, de manière préférée à une température comprise entre 750°C à 850°C, via l’échangeur de chaleur 1008. Le flux réactionnel 113 est ensuite envoyé au réacteur de tri-reformage 1009.In the particular embodiment in which the method according to the invention comprises a step of processing the combustion fumes collected in step a) (ie when step b) is performed), the reaction flow 113 is obtained by putting in contact the second liquid effluent 108, the second compressed gaseous effluent 107 and the stream of light hydrocarbons. Advantageously, the reaction flow 113 is heated in an exchanger 1001 by the combustion fumes 70 sampled in step a) of the process. The reaction flow from this exchanger 1001 can then be brought to a temperature close to that of the catalytic tri-reforming reaction, to a temperature between 500 to 850 ° C, preferably to a temperature between 750 ° C at 850 ° C, via the heat exchanger 1008. The reaction flow 113 is then sent to the tri-reforming reactor 1009.

Des appoints en oxygène sont réalisés dans toutes proportions pour obtenir un flux réactionnel 113 avec le ratio volumique désiré entre le réactif O2 et la source d’hydrocarbures (HC). Ces appoints peuvent être effectués ensemble ou séparément, et avant ou après le mélange de la charge gazeuse avec la source d’hydrocarbures. En particulier, ces appoints peuvent être effectuées soit par un flux 116 ajouté directement à la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a), soit ajouté par un flux 117 ajouté au flux réactionnel 113 avant ou après passage dans l'échangeur 1001.Additions of oxygen are carried out in all proportions to obtain a reaction flow 113 with the desired volume ratio between the reagent O 2 and the source of hydrocarbons (HC). These top-ups can be carried out together or separately, and before or after mixing the gaseous charge with the source of hydrocarbons. In particular, these add-ons can be carried out either by a flow 116 added directly to the gaseous charge 70 sampled in step a), or added by a flow 117 added to the reaction flow 113 before or after passage through the exchanger 1001.

La source d’oxygène pourra être de manière préférée de l’air atmosphérique ou un flux d’oxygène provenant soit d’un procédé de séparation cryogénique de l’air (ASU, pour air séparation unit en terminologie anglo-saxonne), soit d’un procédé d’adsorption par inversion de pression (PSA, pour pressure swing adsorption en terminologie anglo-saxone), soit d’un procédé d’adsorption par inversion de vide (VSA, pour vacuum swing adsorption en terminologie anglo-saxone). Lorsqu’un appoint en vapeur d’eau est réalisé, toute source de vapeur d’eau ou procédé de génération de vapeur d’eau pourra être utilisé.The oxygen source may preferably be atmospheric air or a flow of oxygen originating either from a cryogenic air separation process (ASU, for air separation unit in English terminology), or d 'a pressure inversion adsorption process (PSA, for pressure swing adsorption in English terminology), or a vacuum inversion adsorption process (VSA, for vacuum swing adsorption in English terminology). When a top-up of water vapor is carried out, any source of water vapor or process for generating water vapor may be used.

De manière préférée le ratio volumique CO2/HC du flux réactionnel 113 est compris entre 0,1 et 0,5, de manière très préférée entre 0,1 et 0,4.Preferably, the CO 2 / HC volume ratio of the reaction flow 113 is between 0.1 and 0.5, very preferably between 0.1 and 0.4.

De manière préférée le ratio volumique H2O/HC du flux réactionnel 113 est compris entre 0,2 et 0,9, de manière très préférée entre 0,4 et 0,9.Preferably, the H 2 O / HC volume ratio of the reaction flow 113 is between 0.2 and 0.9, very preferably between 0.4 and 0.9.

De manière préférée le ratio volumique N2/HC du flux réactionnel 113 est compris entre 0,1 et 3,0 de manière très préférée entre 0,2 et 1,5.Preferably, the N 2 / HC volume ratio of the reaction flow 113 is between 0.1 and 3.0, very preferably between 0.2 and 1.5.

De manière préférée le ratio volumique O2/HC du flux réactionnel 113 est compris entre 0,02 et 0,3 de manière très préférée entre 0,05 et 0,2.Preferably, the O 2 / HC volume ratio of the reaction flow 113 is between 0.02 and 0.3, very preferably between 0.05 and 0.2.

Lorsque le flux réactionnel comprend du CO, le ratio volumique CO/HC du flux réactionnel 113 est compris entre 0,005 et 0,5, de manière très préférée le ratio volumique CO/HC est compris entre 0,01 et 0,4.When the reaction flow comprises CO, the CO / HC volume ratio of the reaction flow 113 is between 0.005 and 0.5, very preferably the CO / HC volume ratio is between 0.01 and 0.4.

Selon la composition de la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a) ou de la charge gazeuse traitée 101 obtenues à l’étape b), il est possible de faire des appoints en vapeur d’eau dans toutes proportions pour obtenir un flux réactionnel 113 avec le ratio volumique désiré entre le réactif H2O et la source d’hydrocarbures (HC). Ces appoints peuvent être effectués ensemble ou séparément, et avant ou après le mélange de la charge gazeuse avec la source d’hydrocarbures. En particulier, ces appoints peuvent être effectuées soit par un fluxDepending on the composition of the gas charge 70 sampled in step a) or of the treated gas charge 101 obtained in step b), it is possible to add water vapor in all proportions to obtain a reaction flow. 113 with the desired volume ratio between the reagent H 2 O and the source of hydrocarbons (HC). These top-ups can be carried out together or separately, and before or after mixing the gaseous charge with the source of hydrocarbons. In particular, these top-ups can be carried out either by a flow

116 ajouté directement à la charge gazeuse 70 prélevée à l’étape a), soit ajouté par un flux116 added directly to the gaseous charge 70 taken in step a), or added by a flow

117 ajouté au flux réactionnel 113.117 added to reaction flow 113.

Etape d)Step d)

Dans l’étape d) la charge contenant les hydrocarbures légers, du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O, éventuellement du CO, mais ne comprenant pas de H2, est envoyée dans un réacteur catalytique 1009 de manière à transformer ladite charge et obtenir un effluent contenant du monoxyde de carbone et de l’hydrogène.In step d) the charge containing light hydrocarbons, CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O, possibly CO, but not comprising H 2 , is sent to a catalytic reactor 1009 so as to transform said charge and obtain an effluent containing carbon monoxide and hydrogen.

Le réacteur de tri-reformage catalytique 1009 peut être tout type de réacteur adapté à la transformation de la charge gazeuse. De manière préférée le réacteur catalytique sera un réacteur en lit fixe ou en lit fluidisé. La zone réactionnelle est remplie d’un catalyseur hétérogène présentant une phase active sous forme oxyde ou métallique composée d’au moins un élément choisi parmi les groupes VIII, IB, IIB, seul ou en mélange. Le catalyseur comprend une teneur en phase active exprimée en % poids d’éléments par rapport à la masse totale du catalyseur comprise entre 0,1% et 60%, de manière préférée entre 1% et 30%. De manière avantageuse, le catalyseur utilisé comprend une teneur massique comprise entre 20 ppm et 50 %, exprimé en % poids d’élément par rapport à la masse totale du catalyseur, de préférence entre 50 ppm et 30 % poids, et de manière très préférée entre 0,01 % et 5 % poids d’au moins un élément dopant choisi parmi les groupes VIIB, VB, IVB, IIIB, IA (élément alcalin), IIA (élément alcalino-terreux), NIA, VIA, seul ou en mélange. Le catalyseur comprend un support contenant une matrice d’au moins un oxyde réfractaire à base d’éléments tels que Mg, Ca, Ce, Zr, Ti, Al, Si, seuls ou en mélange. Le support sur lequel est déposée ladite phase active ainsi que les éventuels dopants peut présenter une morphologie sous forme de billes, d'extrudés (par exemple de forme trilobés ou quadrilobes), de pastilles, de cylindres troués ou pas, ou présenter une morphologie sous forme de poudre de granulométrie variable.The catalytic tri-reforming reactor 1009 can be any type of reactor suitable for the transformation of the gaseous charge. Preferably, the catalytic reactor will be a fixed bed or fluidized bed reactor. The reaction zone is filled with a heterogeneous catalyst having an active phase in oxide or metallic form composed of at least one element chosen from groups VIII, IB, IIB, alone or as a mixture. The catalyst comprises an active phase content expressed in% weight of elements relative to the total mass of the catalyst of between 0.1% and 60%, preferably between 1% and 30%. Advantageously, the catalyst used comprises a mass content of between 20 ppm and 50%, expressed in% element weight relative to the total mass of the catalyst, preferably between 50 ppm and 30% by weight, and very preferably between 0.01% and 5% by weight of at least one doping element chosen from the groups VIIB, VB, IVB, IIIB, IA (alkaline element), IIA (alkaline earth element), NIA, VIA, alone or as a mixture . The catalyst comprises a support containing a matrix of at least one refractory oxide based on elements such as Mg, Ca, Ce, Zr, Ti, Al, Si, alone or as a mixture. The support on which said active phase is deposited, as well as any dopants, may have a morphology in the form of beads, extrudates (for example of three-lobed or four-lobed form), pellets, cylinders with or without holes, or have a morphology under powder form of variable particle size.

Lorsque la phase active du catalyseur est sous forme métallique, une étape d’activation en température sous gaz réducteur pourra être mise en œuvre avant l’injection du flux réactionnel 113 dans le réacteur 1009.When the active phase of the catalyst is in metallic form, a temperature activation step under reducing gas may be implemented before the injection of the reaction flow 113 into the reactor 1009.

Dans la zone réactionnelle, le flux réactionnel est porté à une température de 650°C à 900°C et une pression de 0,1 et 10,0 MPa (1 bar et 100 bar), de préférence entre 0,1 et 1,0 MPa (1 et 10 bar). La vitesse volumique horaire du flux réactionnel est comprise entre 0,1 et 200 Nm3/h.kgcataiyseur, de manière préférée entre 1 et 100 Nm3/h.kgcataiyseurj de manière très préférée entre 1 et 50 Nm3/h.kgcataiyseur. L’effluent 114 issu du réacteur 1009 comprenant du monoxyde de carbone et de l’hydrogène dans un ratio volumique H2/CO compris entre 1 et 3, de préférence entre 1,5 et 2,7, de manière très préférée entre 1,7 et 2,7. De manière préférée cet effluent ne comprend pas plus de 50% en volume de N2, de manière très préférée pas plus de 30% en volume.In the reaction zone, the reaction flow is brought to a temperature of 650 ° C to 900 ° C and a pressure of 0.1 and 10.0 MPa (1 bar and 100 bar), preferably between 0.1 and 1, 0 MPa (1 and 10 bar). The hourly volume velocity of the reaction flow is between 0.1 and 200 Nm 3 / h.kgcataiyseur, preferably between 1 and 100 Nm 3 /h.kgcatai yseurj very preferably between 1 and 50 Nm 3 /h.kg cata i yseur. The effluent 114 from reactor 1009 comprising carbon monoxide and hydrogen in a volume ratio H 2 / CO of between 1 and 3, preferably between 1.5 and 2.7, very preferably between 1, 7 and 2.7. Preferably, this effluent does not comprise more than 50% by volume of N 2 , very preferably not more than 30% by volume.

Avantageusement, l’effluent 114 traverse un échangeur de chaleur (échangeur de chaleur 1008 dans le mode de réalisation tel qu’illustré en figure 3) afin d’obtenir un effluent refroidi 115 entre 120 et 250°C qui peut être valorisé directement par toutes les voies connues par l’homme du métier. En effet, l’effluent obtenu selon l’invention présente les caractéristiques d’un gaz de synthèse et peut être valorisé directement par toutes les voies connues par l’homme du métier. De manière préférée, l’effluent comprenant du monoxyde de carbone est valorisé en synthèse Fischer Tropsch pour la production de carburants de synthèse. Avant valorisation de l’effluent il pourra être avantageux de procéder à une étape de purification, notamment De-Nox et/ou De-Sox par tout procédé connu de l’homme du métier.Advantageously, the effluent 114 passes through a heat exchanger (heat exchanger 1008 in the embodiment as illustrated in FIG. 3) in order to obtain a cooled effluent 115 between 120 and 250 ° C which can be recovered directly by all the routes known to those skilled in the art. Indeed, the effluent obtained according to the invention has the characteristics of a synthesis gas and can be recovered directly by any means known to those skilled in the art. Preferably, the effluent comprising carbon monoxide is used in Fischer Tropsch synthesis for the production of synthetic fuels. Before recovery of the effluent, it may be advantageous to carry out a purification step, in particular De-Nox and / or De-Sox by any process known to those skilled in the art.

L’invention est illustrée par les exemples suivants qui ne présentent, en aucun cas, un caractère limitatif.The invention is illustrated by the following examples which are in no way limiting in nature.

ExemplesExamples

Exemple 1 : Conversion d’un effluent de combustion d’unité de production d’hydrogène en composition gazeuse comprenant du monoxyde de carbone et du dihvdroqène (selon l’invention)Example 1 Conversion of a combustion effluent from a hydrogen production unit into a gaseous composition comprising carbon monoxide and dihvdroqene (according to the invention)

Un effluent gazeux de combustion d’unité de production d’hydrogène est prélevé en sortie de four contenant 18% volume de CO2, 17% volume d’H2O, 1,5% volume d’O2 et 64% volume de N2. La température de ce flux de gaz est de 200 °C. Des appoints de vapeur d’eau et d’oxygène (issu de l’air atmosphérique), ainsi qu’un débit de gaz naturel sont ajoutés à ce flux de gaz ex-unité de production d’hydrogène afin d’obtenir les ratios volumiques suivant : N2/HC=1,41 ; H2O/HC=0,66 ; CO2/HC=0,32 ; O2/HC=0,10.A gaseous combustion effluent from a hydrogen production unit is removed from the furnace containing 18% volume of CO 2 , 17% volume of H 2 O, 1.5% volume of O 2 and 64% volume of N 2 . The temperature of this gas flow is 200 ° C. Additions of water vapor and oxygen (from atmospheric air), as well as a flow of natural gas are added to this flow of gas ex-hydrogen production unit in order to obtain the volume ratios following: N 2 / HC = 1.41; H 2 O / HC = 0.66; CO 2 / HC = 0.32; O 2 / HC = 0.10.

Le mélange réactionnel est porté à 850°C sous une pOSsion de 0,25 MPa (2,5 bar), en présence d’un catalyseur à base de nickel (HiFUEL® R110, Johnson Matthey Pic, Alfa Aesar). La vitesse volumique horaire de la charge est de 8 Nm3/h.kgcataiyseur.The reaction mixture is brought to 850 ° C. under a position of 0.25 MPa (2.5 bar), in the presence of a nickel-based catalyst (HiFUEL® R110, Johnson Matthey Pic, Alfa Aesar). The schedule of the load space velocity was 8 Nm 3 /h.kg cata i yseur.

L’effluent obtenu contient 23% en volume de CO, 46% en volume de dihydrogène, 1,3% en volume de CO2, 2,8% en volume d’H2O, des traces d’hydrocarbures ainsi que 27% en volume de N2.The effluent obtained contains 23% by volume of CO, 46% by volume of dihydrogen, 1.3% by volume of CO 2 , 2.8% by volume of H 2 O, traces of hydrocarbons as well as 27% by volume of N 2 .

Le ratio molaire H2:CO est de l’ordre de 2, ce qui est acceptable pour être utilisé comme alimentation d’une unité de production de carburant par le procédé Fischer-Tropsch.The H 2 : CO molar ratio is of the order of 2, which is acceptable for use as a feed for a fuel production unit by the Fischer-Tropsch process.

Les conversions en CO2 et en hydrocarbures sont respectivement de 79% et 96%. Le rendement en carbone de la réaction par rapport aux hydrocarbures introduits est calculé à 121%.The conversions to CO 2 and to hydrocarbons are respectively 79% and 96%. The carbon yield of the reaction with respect to the hydrocarbons introduced is calculated at 121%.

Exemple 2 : Conversion d’un effluent de four de centrale thermique alimenté en charbon en composition gazeuse comprenant du monoxyde de carbone et du dihydrogène (Selon l’invention)Example 2 Conversion of an effluent from a coal-fired power plant furnace into a gaseous composition comprising carbon monoxide and dihydrogen (according to the invention)

Un effluent gazeux de four de centrale thermique alimenté en charbon est prélevé en sortie de four après étape de filtration électrostatique contenant 15% volume de CO2, 10% volume d’H2O, 5% volume de CO, 5% volume d’O2 et 65% volume de N2. La température de ce flux de gaz est de 250°C. Des appoints de vapeur d’eau et d’oxygène (par ajout d’air atmosphérique), ainsi qu’un débit de gaz naturel sont ajoutés à ce flux de gaz ex- centrale thermique afin d’obtenir les ratios volumiques suivant : N2/HC=1,16 ; H2O/HC=0,69 ; CO2/HC=0,26 ; CO/HC=0,09 ; O2/HC=0,10.A gaseous effluent from a coal-fired power station furnace is removed from the furnace after an electrostatic filtration step containing 15% volume of CO 2 , 10% volume of H 2 O, 5% volume of CO, 5% volume of O 2 and 65% volume of N 2 . The temperature of this gas flow is 250 ° C. Additions of water vapor and oxygen (by adding atmospheric air), as well as a flow of natural gas are added to this flow of gas ex-thermal power station in order to obtain the following volume ratios: N 2 / HC = 1.16; H 2 O / HC = 0.69; CO 2 / HC = 0.26; CO / HC = 0.09; O 2 / HC = 0.10.

Le mélange réactionnel est porté à 850°C sous une pOSsion de 0,25 MPa (2,5 bar), en présence d’un catalyseur commercial à base de Nickel (HiFUEL® R110, Johnson Matthey Pic, Alfa Aesar). La vitesse volumique horaire de la charge est de 8 Nm3/h.kgcatalyseur. L’effluent obtenu contient 24% en volume de CO, 48% en volume de dihydrogène, 1% en volume d’hydrocarbures, 1,2% en volume de CO2 et 2,7% en volume d’H2O ainsi que 23% en volume de N2.The reaction mixture is brought to 850 ° C. under a position of 0.25 MPa (2.5 bar), in the presence of a commercial catalyst based on Nickel (HiFUEL® R110, Johnson Matthey Pic, Alfa Aesar). The hourly volume speed of the load is 8 Nm3 / h.kgcatalyst. The effluent obtained contains 24% by volume of CO, 48% by volume of dihydrogen, 1% by volume of hydrocarbons, 1.2% by volume of CO 2 and 2.7% by volume of H 2 O as well as 23% by volume of N 2 .

Le ratio molaire H2:CO est de l’ordre de 2, ce qui est acceptable pour être utilisé comme alimentation d’une unité de production de carburant par le procédé Fischer-Tropsch.The H 2 : CO molar ratio is of the order of 2, which is acceptable for use as a feed for a fuel production unit by the Fischer-Tropsch process.

Les conversions en CO2 et en hydrocarbures sont respectivement de 76% et 95%. Le rendement en carbone de la réaction par rapport aux hydrocarbures introduits est calculé à 123%.The conversions to CO 2 and to hydrocarbons are respectively 76% and 95%. The carbon yield of the reaction with respect to the hydrocarbons introduced is calculated at 123%.

Les autres procédés de production de gaz de synthèse présentant un ratio molaire H2/CO proche de 2, tels l’oxydation partielle, le reformage à la vapeur ou le reformage autotherme, ne permettent pas d’atteindre de rendements carbone de la réaction supérieurs à 100% par rapport aux hydrocarbures introduits (une partie du CO provenant du CO2). Ainsi, par les meilleurs rendements en carbone, le procédé selon l’invention permet une production moins coûteuse d’un gaz de synthèse. En effet, on consomme moins d’hydrocarbure par volume de gaz de synthèse produit à un ratio molaire H2/CO donné.Other synthesis gas production processes with a H 2 / CO molar ratio close to 2, such as partial oxidation, steam reforming or autothermal reforming, do not make it possible to achieve higher reaction carbon yields 100% compared to the hydrocarbons introduced (part of the CO coming from CO 2 ). Thus, by the best carbon yields, the method according to the invention allows a less expensive production of a synthesis gas. Indeed, less hydrocarbon is consumed per volume of synthesis gas produced at a given H 2 / CO molar ratio.

Claims (17)

REVENDICATIONS 1. Procédé de production d’un gaz de synthèse contenant du CO et de l’H2 à partir d’un flux d’hydrocarbures légers et d’une charge gazeuse (70) issue d’une unité industrielle comprenant au moins un four à combustion (100) et au moins un moyen d’évacuation (200) de la charge gazeuse vers l’extérieur de ladite unité industrielle, ladite charge gazeuse comprenant du CO2, du N2, de l’O2 et de l’H2O, éventuellement du CO à l’exclusion d’une charge gazeuse issue d’unité de fabrication de clinker de ciment, mais ne comprenant pas d’hydrogène, lequel procédé comprend les étapes suivantes :1. Method for producing a synthesis gas containing CO and H 2 from a stream of light hydrocarbons and a gaseous feed (70) from an industrial unit comprising at least one furnace combustion (100) and at least one means (200) for evacuating the gaseous charge to the outside of said industrial unit, said gaseous charge comprising CO 2 , N 2 , O 2 and H 2 O, possibly CO, excluding a gaseous feed from a cement clinker manufacturing unit, but not containing hydrogen, which process comprises the following steps: a) on prélève au moins une partie de ladite charge gazeuse (101) obtenue dans ladite unité industrielle en amont dudit moyen d’évacuation de la charge gazeuse, ladite charge gazeuse étant prélevée à une température comprise entre 180 et 800°C ;a) at least part of said gaseous charge (101) obtained in said industrial unit is taken upstream from said means for evacuating the gaseous charge, said gaseous charge being sampled at a temperature between 180 and 800 ° C; b) optionnellement, on traite ladite charge gazeuse (101) obtenues à l’étape a) ;b) optionally, said gas charge (101) obtained in step a) is treated; c) on prépare un flux réactionnel (113) comprenant un flux d’hydrocarbures légers (110) comprenant du méthane et ladite charge gazeuse (101) obtenues à l’étape a) ou ladite charge gazeuse traitée obtenues à l’étape b) et ;c) preparing a reaction stream (113) comprising a stream of light hydrocarbons (110) comprising methane and said gaseous charge (101) obtained in step a) or said treated gaseous charge obtained in step b) and ; d) on envoie ledit flux réactionnel (113) dans un réacteur de tri-reformage (1009) pour obtenir un gaz de synthèse (114), ledit réacteur de tri-reformage (1009) fonctionnant à une température comprise entre 650 et 900 °C, une pression comprise entre 0,1 et 10 MPa, et une V.V.H. comprise entre 0,1 et 200 Nm3/h.kgcataiyseur.d) said reaction flow (113) is sent to a tri-reforming reactor (1009) to obtain a synthesis gas (114), said tri-reforming reactor (1009) operating at a temperature between 650 and 900 ° C. , a pressure between 0.1 and 10 MPa, and a VVH between 0.1 and 200 Nm 3 /h.kg cata i yseur . 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge gazeuse comprend en outre du CO.2. Method according to claim 1, characterized in that the gaseous charge further comprises CO. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le flux réactionnel (113) comprend :3. Method according to claim 2, characterized in that the reaction flow (113) comprises: - un ratio volumique O2/HC compris entre 0,02 et 0,3 ;- an O 2 / HC volume ratio of between 0.02 and 0.3; - un ratio volumique CO2/HC compris entre 0,10 et 0,5 ;- a CO 2 / HC volume ratio of between 0.10 and 0.5; - un ratio volumique H2O/HC compris entre 0,2 et 0,9 ;- a H 2 O / HC volume ratio of between 0.2 and 0.9; - un ratio volumique N2/HC compris entre 0,1 et 3,0.- an N 2 / HC volume ratio of between 0.1 and 3.0. - un ratio volumique CO/HC compris entre 0,005 et 0,5.- a CO / HC volume ratio of between 0.005 and 0.5. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite unité industrielle est choisie parmi une centrale thermique alimentée en charbon ou une unité de production de chaux.4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said industrial unit is chosen from a thermal power station supplied with coal or a lime production unit. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’on réalise entre l’étape a) et b) ou c) dudit procédé une étape dans laquelle on filtre la charge gazeuse, éventuellement traitée.5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that there is carried out between step a) and b) or c) of said process a step in which the gaseous charge, optionally treated, is filtered. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge gazeuse ne contient pas de CO et n’est pas une charge gazeuse issue d’unité de fabrication de clinker de ciment.6. Method according to claim 1, characterized in that the gaseous feed does not contain CO and is not a gaseous feed from a cement clinker manufacturing unit. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le flux réactionnel (113) comprend :7. Method according to claim 6, characterized in that the reaction flow (113) comprises: - un ratio volumique O2/HC compris entre 0,02 et 0,3 ;- an O 2 / HC volume ratio of between 0.02 and 0.3; - un ratio volumique CO2/HC compris entre 0,10 et 0,5 ;- a CO 2 / HC volume ratio of between 0.10 and 0.5; - un ratio volumique H2O/HC compris entre 0,2 et 0,9 ;- a H 2 O / HC volume ratio of between 0.2 and 0.9; - un ratio volumique N2/HC compris entre 0,1 et 3,0.- an N 2 / HC volume ratio of between 0.1 and 3.0. 8. Procédé selon les revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que l’unité industrielle est choisie parmi une unité de production d’hydrogène par reformage du méthane à la vapeur, une unité de production de verre, ou une centrale thermique alimentée en gaz ou en fioul.8. Method according to claims 6 or 7 characterized in that the industrial unit is chosen from a hydrogen production unit by steam methane reforming, a glass production unit, or a thermal power plant supplied with gas or in fuel oil. 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite charge gazeuse (101) comprend une teneur en CO2 comprise entre 5 et 50 % volumique.9. Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that said gaseous charge (101) comprises a CO 2 content of between 5 and 50% by volume. 10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le prélèvement de la charge gazeuse (101) à l’étape a) est réalisé soit directement en sortie du four à combustion, soit après au moins une étape de purification de ladite charge gazeuse issue du four à combustion, ladite étape de purification étant réalisée au moyen d’un absorbeur-neutraliseur.10. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the removal of the gaseous charge (101) in step a) is carried out either directly at the outlet of the combustion oven, or after at least one step for purifying said gaseous charge from the combustion oven, said purification step being carried out by means of an absorber-neutralizer. 11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel on réalise l’étape b) de traitement de ladite charge gazeuse obtenue à l’étape a), ladite étape b) comprenant les sous-étapes suivantes :11. Method according to any one of claims 1 to 10, in which step b) of carrying out said gaseous charge obtained in step a) is carried out, said step b) comprising the following substeps: i) on refroidit ladite charge gazeuse (101) prélevée à l’étape a) ;i) cooling said gaseous charge (101) taken in step a); ii) on envoie ladite charge gazeuse refroidie (102) dans un premier ballon de séparation (1002) pour obtenir un premier effluent gazeux (103) et un premier effluent liquide (118) ;ii) sending said cooled gaseous charge (102) in a first separation flask (1002) to obtain a first gaseous effluent (103) and a first liquid effluent (118); iii) on envoie le premier effluent gazeux (103) dans un premier compresseur (1003) pour obtenir un premier effluent gazeux compressé (104);iii) the first gaseous effluent (103) is sent to a first compressor (1003) to obtain a first compressed gaseous effluent (104); iv) on refroidit le premier effluent gazeux compressé (104) pour obtenir premier effluent gazeux compressé refroidi (105);iv) the first compressed gaseous effluent (104) is cooled to obtain the first cooled compressed gaseous effluent (105); v) on envoie le premier effluent gazeux compressé refroidi (105) dans un second ballon de séparation (1005) pour obtenir un second effluent gazeux (106) et un second effluent liquide (108) ;v) the first cooled compressed gaseous effluent (105) is sent into a second separation flask (1005) to obtain a second gaseous effluent (106) and a second liquid effluent (108); vi) on envoie le second effluent gazeux (106) dans un second compresseur (1006) pour obtenir second effluent gazeux compressé (107);vi) the second gaseous effluent (106) is sent to a second compressor (1006) to obtain the second compressed gaseous effluent (107); vii) on met en contact le second effluent gazeux compressé (107) obtenu à l’étape vi) avec une partie au moins dudit second effluent liquide (108) obtenu à l’étape v) pour former ladite charge gazeuse traitée.vii) the second compressed gaseous effluent (107) obtained in step vi) is brought into contact with at least part of said second liquid effluent (108) obtained in step v) to form said treated gaseous charge. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite charge gazeuse (101) est refroidie à l’étape i) à une température comprise entre 60 et 80°C.12. The method of claim 11, characterized in that said gaseous charge (101) is cooled in step i) to a temperature between 60 and 80 ° C. 13. Procédé selon les revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que ledit premier effluent gazeux (104) est refroidi à l’étape iv) à une température comprise entre 30 et 60°C.13. Method according to claims 11 or 12, characterized in that said first gaseous effluent (104) is cooled in step iv) to a temperature between 30 and 60 ° C. 14. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que le flux réactionnel (113) est préalablement chauffé à une température comprise entre 500 et 850 °C.14. Method according to any one of claims 1 to 13 characterized in that the reaction flow (113) is previously heated to a temperature between 500 and 850 ° C. 15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ledit flux d’hydrocarbures légers (110) est un gaz naturel ou un gaz de pétrole liquéfié.15. Method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that said stream of light hydrocarbons (110) is a natural gas or a liquefied petroleum gas. 16. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu’on réalise un appoint en vapeur d’eau et/ou en oxygène entre l’étape a) et d) dudit procédé.16. Method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that an addition of water vapor and / or oxygen is carried out between step a) and d) of said method. 17. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le réacteur de tri-reformage (1009) comprend au moins un catalyseur supporté comportant une phase active comprenant au moins un élément métallique sous forme oxyde ou sous forme métallique choisi parmi les groupes VIIIB, IB, IIB, seul ou en mélange.17. Method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the tri-reforming reactor (1009) comprises at least one supported catalyst comprising an active phase comprising at least one metallic element in oxide form or in metallic form chosen from groups VIIIB, IB, IIB, alone or as a mixture. 1/21/2 200 200 J J L 70 L 70 10 10 100 100 20 20
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