IT202000022336A1 - PROCESS OF CONVERSION OF FUEL INTO SEPARATE STREAMS OF CARBON DIOXIDE AND HYDROGEN - Google Patents

PROCESS OF CONVERSION OF FUEL INTO SEPARATE STREAMS OF CARBON DIOXIDE AND HYDROGEN Download PDF

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Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Patent application for industrial invention entitled:

?PROCESSO DI CONVERSIONE DI COMBUSTIBILE IN CORRENTI ?PROCESS OF CONVERSION OF FUEL INTO CURRENT

SEPARATE DI ANIDRIDE CARBONICA E DI IDROGENO? SEPARATE OF CARBON DIOXIDE AND HYDROGEN?

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione ha per oggetto un processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica (CO2) e di idrogeno (H2). The present invention relates to a process for converting fuel into separate streams of carbon dioxide (CO2) and hydrogen (H2).

In particolare, la presente invenzione fa riferimento ad un processo adatto per la decarbonizzazione, soprattutto dei settori industriali che fanno largo uso di energia e di combustibili fossili. In particular, the present invention refers to a process suitable for decarbonisation, especially in industrial sectors which make extensive use of energy and fossil fuels.

Inoltre, la presente invenzione trova impiego anche nei settori specializzati nella produzione di combustibili o nella produzione di prodotti di largo consumo tipici dell?industria chimica, come ad esempio l?ammoniaca. Il cambiamento climatico e la crescente attenzione sui temi della sostenibilit? stanno portando ad una grande sensibilit? sui temi inerenti all?inquinamento, anche a livello normativo. Furthermore, the present invention can also be used in sectors specialized in the production of fuels or in the production of consumer products typical of the chemical industry, such as ammonia for example. Climate change and the growing attention on sustainability issues? are leading to a great sensitivity? on issues relating to pollution, also at a regulatory level.

Si cita a titolo di esempio, l?impegno preso nella Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici (UNFCCC) per ridurre le emissioni di gas a effetto serra (GHG), per lo pi? derivati dalla combustione di combustibili fossili. As an example, the commitment made in the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) to reduce greenhouse gas (GHG) emissions, mostly from greenhouse gases, is cited. derived from the combustion of fossil fuels.

Nonostante ci?, le emissioni di CO2 continuano ad aumentare, rendendo ancor pi? importante lo sviluppo di tecnologie a bassa impronta di carbonio (carbon footprint), soprattutto in settori produttivi cos? strategici, come quelli della produzione di energia e di combustibili, ma anche nel settore petrolchimico e nella produzione di ferro, acciaio e cemento, cos? come in quello dei trasporti. Despite this, CO2 emissions continue to increase, making it even more? important is the development of low carbon footprint technologies (carbon footprint), especially in productive sectors so? strategic, such as those of energy and fuel production, but also in the petrochemical sector and in the production of iron, steel and cement, as well as as in transport.

A tal proposito le tecnologie volte alla cattura e al sequestro del carbonio (C) e/o dell?anidride carbonica (CO2), denominate carbon capture & storage (CSS), sono sempre pi? importanti per contenere l'aumento della temperatura media e per catturare, e immagazzinare, una quantit? di anidride carbonica CO2 pari ad almeno 100 gigatonnellate nei prossimi 30 anni, come prevedono gli attuali accordi internazionali. In this regard, the technologies aimed at the capture and sequestration of carbon (C) and/or carbon dioxide (CO2), called carbon capture & storage (CSS), are increasingly important to contain the increase in average temperature and to capture, and store, a quantity? of carbon dioxide CO2 equal to at least 100 gigatonnes in the next 30 years, as required by current international agreements.

Una prima soluzione al problema ? l?utilizzo di fonti di energia rinnovabile. A first solution to the problem? the use of renewable energy sources.

Tuttavia, le soluzioni note che prevedono l?uso di elettricit? prodotta da fonti rinnovabili riscontrano ancora oggi delle difficolt? in applicazioni reali e soprattutto con risultati che possano dirsi competitivi, nei settori sopra citati. However, the known solutions which provide for the use of electricity? produced from renewable sources are still experiencing difficulties today? in real applications and above all with results that can be considered competitive, in the sectors mentioned above.

L'elettricit? prodotta da fonti rinnovabili ?, ad esempio, adatta ad alimentare piccoli veicoli, come city car e traghetti di ridotte dimensioni, mentre ? ancora difficoltoso garantire l?autonomia di veicoli o impianti industriali di maggiore portata. The electricity produced from renewable sources?, for example, suitable for powering small vehicles, such as city cars and small ferries, while ? it is still difficult to guarantee the autonomy of vehicles or larger industrial plants.

Inoltre, queste soluzioni possono ulteriormente aggravare l?attuale situazione di inquinamento soprattutto se vengono impiegate tal quali nel contesto odierno, ovverosia nella situazione attuale in cui la produzione di energia elettrica e di carburante ? ancora ad alta intensit? di produzione di anidride carbonica. Nell?ambito della mitigazione dei cambiamenti climatici, la cattura dell?anidride carbonica CO2, invece, ha il vantaggio di poter essere applicata a settori differenti, aumentando lo spettro di applicazioni possibili e potendo cos? contribuire in modo significativo alla riduzione dell?inquinamento e dell?effetto serra in settori ad alto consumo di energia e/o combustibili. Furthermore, these solutions can further aggravate the current pollution situation especially if they are used as they are in today's context, i.e. in the current situation in which the production of electricity and fuel is ? still high intensity? of carbon dioxide production. In the context of climate change mitigation, the capture of carbon dioxide CO2, on the other hand, has the advantage of being able to be applied to different sectors, increasing the spectrum of possible applications and thus being able to contribute significantly to the reduction of pollution and the greenhouse effect in sectors with high energy and/or fuel consumption.

La cattura dell?anidride carbonica pu? avvenire in vari modi: per cattura post-combustione, per ossi-combustione oppure per cattura pre-combustione. The capture of? Carbon dioxide pu? take place in various ways: by post-combustion capture, by oxy-combustion or by pre-combustion capture.

La separazione della CO2 dai prodotti della combustione ? denominata come cattura post-combustione, ovverosia prima avviene la combustione e solo successivamente viene catturata l?anidride carbonica. The separation of CO2 from combustion products? referred to as post-combustion capture, i.e. combustion occurs first and only then is carbon dioxide captured.

La post-combustione ha il vantaggio di poter contare su tecnologie maggiormente consolidate e di poter essere applicata a processi convenzionali poich? per sua natura agisce sui fumi in uscita dagli impianti. Post-combustion has the advantage of being able to rely on more consolidated technologies and of being able to be applied to conventional processes since by its nature it acts on the fumes coming out of the plants.

Per contro per?, la post-combustione ha lo svantaggio di presentare consumi energetici specifici pi? alti poich? interviene con processi a bassa forza spingente, dovendo trattare fumi a basse pressioni, nei quali la CO2 ? diluita. On the other hand, however, post-combustion has the disadvantage of presenting more specific energy consumptions. high because? intervenes with low thrust processes, having to treat fumes at low pressures, in which the CO2 ? diluted.

Per ossi-combustione si intende la reingegnerizzazione del processo di combustione per produrre CO2 pura attraverso la condensazione del vapore d?acqua dai fumi di combustione. Oxy-combustion refers to the re-engineering of the combustion process to produce pure CO2 through the condensation of water vapor from the combustion fumes.

L'ossi-combustione ha lo svantaggio di essere un processo non ancora maturo da un punto di vista tecnologico, oltre ad essere costoso e ad alta intensit? energetica, soprattutto in relazione alla separazione di ossigeno dall?aria. Oxy-combustion has the disadvantage of being a process that is not yet mature from a technological point of view, as well as being expensive and energy-intensive. energy, especially in relation to the separation of oxygen from the air.

Per pre-combustione si intende invece la decarbonizzazione del combustibile, ovverosia la cattura di CO2, prima della sua combustione. By pre-combustion, on the other hand, we mean the decarbonisation of the fuel, i.e. the capture of CO2, before its combustion.

I processi di pre-combustione offrono una migliore efficienza termodinamica in termini di separazione di anidride carbonica, e quindi di energia prodotta nel caso di applicazione ad un impianto di potenza. The pre-combustion processes offer a better thermodynamic efficiency in terms of carbon dioxide separation, and therefore of energy produced in the case of application to a power plant.

Tuttavia, anche queste soluzioni presentano degli inconvenienti. However, these solutions also have drawbacks.

Infatti, gli attuali processi di pre-combustione sono generalmente rappresentati da processi complessi con numerose unit?, difficilmente adattabili a impianti realizzati con schemi convenzionali. In fact, current pre-combustion processes are generally represented by complex processes with numerous units, which are difficult to adapt to plants built with conventional schemes.

Inoltre, le soluzioni ad oggi note non sono adattabili o modificabili per essere adeguati a differenti esigenze di impianto. Furthermore, the solutions known to date cannot be adapted or modified to be suitable for different plant requirements.

E ancora, data la complessit? sia strutturale che di processo dei sistemi noti di pre-combustione questi sono poco adottati, poich? presentano ancora elevati costi specifici (intesi come costo per tonnellata di CO2 catturata). And again, given the complexity? both structural and process of the known systems of pre-combustion these are little used, since? still have high specific costs (understood as cost per ton of CO2 captured).

Inoltre, tali soluzioni note, oltre ad inficiare la flessibilit? del processo di pre-combustione, presentano un elevato numero di superfici di scambio termico che impediscono di ottimizzazione il processo stesso e inoltre impediscono di ottenere il controllo della temperatura di processo. Furthermore, these known solutions, in addition to invalidating the flexibility? of the pre-combustion process, have a high number of heat exchange surfaces which prevent optimization of the process itself and also prevent obtaining control of the process temperature.

L?effetto di questi inconvenienti ?, ad esempio, la presenza di punti caldi, che possono compromettere l?attivit? del catalizzatore di reazione, oppure di ?contro zone?, ovverosia zone a minor efficacia, dove la temperatura non raggiunge i livelli ottimali. The effect of these drawbacks is, for example, the presence of hot spots, which can compromise the activity? of the reaction catalyst, or of "counter zones", i.e. zones with less efficiency, where the temperature does not reach the optimal levels.

? quindi scopo della presente invenzione fornire un processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2. ? inoltre scopo della presente invenzione ridurre l?impronta di carbone delle aziende coinvolte in settori ad alto intensit? di produzione di anidride carbonica CO2. ? It is therefore an object of the present invention to provide a process for converting fuel into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2. ? moreover, the purpose of the present invention is to reduce the carbon footprint of companies involved in high-intensity sectors? of production of carbon dioxide CO2.

Ulteriore scopo della presente invenzione ? realizzare un processo di pre-combustione tale da superare gli inconvenienti dell?arte nota, ed essere facilmente adattabile a diverse situazioni di impiego. Another purpose of the present invention ? realizing a pre-combustion process such as to overcome the drawbacks of the prior art, and be easily adaptable to different situations of use.

Un altro scopo della presente invenzione ? quello di realizzare un processo versatile, ovverosia facilmente modificabile e adattabile a processi convenzionali. Another object of the present invention ? that of creating a versatile process, i.e. easily modifiable and adaptable to conventional processes.

Altro scopo ancora ? quello di fornire un processo facilmente scalabile, ovverosia replicabile anche in diverse dimensioni, pur mantenendo le caratteristiche di versatilit? e flessibilit?. Still another purpose? is to provide an easily scalable process, i.e. replicable even in different sizes, while maintaining the characteristics of versatility? and flexibility.

Altro scopo ancora ? quello di realizzare un processo di facile ed economica implementazione, anche in contesti off-shore. Still another purpose? that of creating a process that is easy and economical to implement, even in off-shore contexts.

Secondo l?invenzione, questi scopi ed altri ancora sono raggiunti da un processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2 presentante le caratteristiche tecniche descritte nelle allegate rivendicazioni. According to the invention, these objects and others still are achieved by a process for converting fuel into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 having the technical characteristics described in the attached claims.

Le caratteristiche tecniche dell?invenzione, secondo gli scopi di cui sopra, sono chiaramente descritte nelle rivendicazioni allegate e i suoi vantaggi sono evidenti dalla descrizione dettagliata che segue, con riferimento ai disegni allegati che ne illustrano forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui: The technical characteristics of the invention, according to the above purposes, are clearly described in the attached claims and its advantages are evident from the detailed description that follows, with reference to the attached drawings which illustrate embodiments thereof which are purely exemplary and non-limiting, in which :

- la figura 1 illustra, in modo schematico, il processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2 secondo la presente invenzione in una prima forma di realizzazione; - la figura 2 illustra, in modo schematico, il processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2 secondo la presente invenzione in una seconda forma di realizzazione; Figure 1 schematically illustrates the process of converting fuel into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 according to the present invention in a first embodiment; Figure 2 schematically illustrates the process of converting fuel into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 according to the present invention in a second embodiment;

- la figura 3 illustra, in modo schematico, il processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2 secondo la presente invenzione in una terza forma di realizzazione; - la figura 4 illustra, in modo schematico, una parte del processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2 secondo la presente invenzione in una quarta forma di realizzazione; Figure 3 schematically illustrates the process of converting fuel into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 according to the present invention in a third embodiment; Figure 4 schematically illustrates a part of the process of converting fuel into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 according to the present invention in a fourth embodiment;

- le figure 5, 6 e 7 illustrano, in modo schematico, tre ulteriori forme realizzative di parte del processo di cui alla figura 4. - figures 5, 6 and 7 show, schematically, three further embodiments of part of the process shown in figure 4.

Nel prosieguo, per sostanza intende un sistema omogeneo di composizione definita e costante, caratterizzato da propriet? chimico-fisiche specifiche. In the following, by substance he means a homogeneous system of definite and constant composition, characterized by properties specific physicochemical.

Le sostante possono essere elementari o composte. Nouns can be elementary or compound.

Per sostanza elementare o sostanza semplice si intende una sostanza costituita da atomi uguali, ovverosia dallo stesso elemento chimico (ad esempio O2, N2, H2). By elementary substance or simple substance we mean a substance made up of equal atoms, i.e. of the same chemical element (for example O2, N2, H2).

Per sostanza composta, o composto chimico, si intende una sostanza costituita da atomi di natura differente (ad esempio H2O, CO2, CO). By compound substance, or chemical compound, we mean a substance made up of atoms of different nature (for example H2O, CO2, CO).

Per miscela si intende un insieme di pi? sostanze in proporzioni variabili. By mixture we mean a set of pi? substances in varying proportions.

Per componente si intende una specie chimica o una sostanza facente parte di una miscela. A component is a chemical species or substance that is part of a mixture.

Per reagente si intende un componente che prende parte ad una reazione chimica. A reactant is a component that takes part in a chemical reaction.

Per prodotti della reazione si intendono i componenti, le sostante, i residui o le tracce che si ottengono facendo reagire dei componenti, delle sostante, dei residui o delle tracce secondo una reazione chimica. Tra i prodotti della reazione sono compresi anche gli inerti. Reaction products are components, substances, residues or traces obtained by reacting components, substances, residues or traces in a chemical reaction. The inert materials are also included among the products of the reaction.

Ad un processo chimico, o fase di processo, ? associata una, o pi?, reazioni chimiche. To a chemical process, or process step, ? associated with one or more chemical reactions.

Per reazione chimica si intende l?equazione che sintetizza una fase, o parte di una fase, di un processo chimico. By chemical reaction we mean the equation that synthesizes a phase, or part of a phase, of a chemical process.

Per ambiente di reazione si intende il luogo fisico in cui si verifica la reazione. By reaction environment we mean the physical place where the reaction takes place.

Ad esempio, nel caso di una reazione di reforming con vapore d?acqua l?ambiente di reazione ? rappresentato da un reattore. For example, in the case of a reforming reaction with steam? Is the reaction environment? represented by a reactor.

Altro esempio ancora, nel caso di una reazione di spostamento d?acqua l?ambiente di reazione ? rappresentato da un reattore. Yet another example, in the case of a water displacement reaction, does the reaction environment ? represented by a reactor.

Per isolamento di una sostanza/composto si intende la capacit? di produrre tale sostanza/composto tra i prodotti di una reazione chimica, in modo da poterli sottoporre a successivi trattamenti di estrazione. For isolation of a substance/compound we mean the capacity? to produce this substance/compound among the products of a chemical reaction, so that they can be subjected to subsequent extraction treatments.

Per estrazione, da cui l?azione di estrarre, di un componente si intende la sottrazione del componente da un ambiente di reazione, sia esso un reagente della reazione che un prodotto della stessa, compreso lo sviluppo o la sottrazione di calore. By extraction, from which the action of extracting, of a component is meant the subtraction of the component from a reaction environment, whether it is a reactant of the reaction or a product of the same, including the development or subtraction of heat.

L?estrazione pu? essere di tipo chimico, fisico o meccanico, affinch? il componente possa essere fisicamente separato dal resto dei componenti della reazione. The extraction can? be of a chemical, physical or mechanical nature, so that? the component can be physically separated from the rest of the reaction components.

Per separazione, oppure cattura o sequestro, da cui l?azione di separare, catturare o sequestrare, si intende l?insieme dei due processi di isolamento ed estrazione per come sopra definiti. By separation, or capture or seizure, from which the action of separating, capturing or seizing, we mean the combination of the two processes of isolation and extraction as defined above.

Per conversione di combustibili si intende la serie di reazioni chimiche e/o fisiche a cui ? sottoposto un combustibile, parte di esso o una miscela di combustibili al fine di modificarne la composizione chimica o le propriet? chimiche e/o fisiche. La separazione di almeno uno dei componenti, reagenti o prodotti, di almeno una reazione chimica a cui ? sottoposto un combustibile o una parte di esso si ritiene compresa nei processi di conversione. By conversion of fuels we mean the series of chemical and/or physical reactions to which ? subjected a fuel, part of it or a mixture of fuels in order to modify its chemical composition or properties? chemical and/or physical. The separation of at least one of the components, reactants or products, of at least one chemical reaction to which ? subjected to a fuel or a part of it is considered included in the conversion processes.

Per corrente di un prodotto si intende un flusso o una portata, ad esempio massica o molare, di un prodotto. Per reforming con vapore d?acqua, anche detta reazione di reforming o steam reforming, si intende una reazione volta alla produzione di una miscela di gas a partire, ad esempio, da carbone, idrocarburi o biomasse, e vapore d?acqua, il cui obiettivo primario ? la produzione di idrogeno H2. By product stream we mean a flow or flow rate, for example mass or molar, of a product. By steam reforming, also known as reforming or steam reforming reaction, we mean a reaction aimed at the production of a gas mixture starting, for example, from coal, hydrocarbons or biomass, and water steam, the primary goal? the production of hydrogen H2.

Si differenzia dal generico reforming catalitico che non coinvolge vapore d?acqua. It differs from general catalytic reforming which does not involve steam.

Per spostamento d?acqua, anche detto reazione di spostamento del gas d'acqua o reazione wgs (dall'inglese water-gas shift reaction) o reazione di Dussan, si intende la reazione chimica tra monossido di carbonio CO e acqua H2O il cui obiettivo primario ? la produzione di idrogeno H2 e anidride carbonica CO2, secondo la reazione: By water displacement, also called water gas shift reaction or wgs reaction (from the English water-gas shift reaction) or Dussan reaction, we mean the chemical reaction between carbon monoxide CO and water H2O whose objective primary ? the production of hydrogen H2 and carbon dioxide CO2, according to the reaction:

CO H2O ? CO2 + H2CO H2O ? CO2 + H2

Sia la reazione di reforming con vapore d?acqua che la reazione di spostamento d?acqua avvengono entro un reattore e richiedono catalizzatori, non illustrati, per poter avvenire. Both the steam reforming reaction and the water displacement reaction occur within a reactor and require catalysts, not shown, in order to occur.

Per gli scopi della presente invenzione con il simbolo H2O si intende sia il vapore d?acqua, ovverosia come composto gassoso, che l?acqua intesa come composto liquido. For the purposes of the present invention, the symbol H2O means both water vapor, i.e. as a gaseous compound, and water, understood as a liquid compound.

Con l?indicazione di acqua H2O deve pertanto intendersi l?acqua allo stato liquido o gassoso, laddove non espressamente indicato in maniera diversa. The indication H2O water must therefore mean water in a liquid or gaseous state, unless expressly indicated otherwise.

Sar? da evincere dal contesto, ovverosia dalla temperatura e pressione, lo stato prevalente del composto, se liquido o gassoso. Sar? to be deduced from the context, i.e. from the temperature and pressure, the prevailing state of the compound, whether liquid or gaseous.

Per modulare si intende l?azione di controllare o determinare in modo variabile la quantit? necessaria di un particolare componente da fornire/estrarre a/da una reazione, a seconda delle condizioni di processo e delle condizioni della reazione affinch? tale reazione possa avvenire o essere favorita. To modulate is meant the action of controlling or determining in a variable way the quantity? required of a particular component to be supplied/extracted to/from a reaction, depending on the process conditions and the conditions of the reaction so that? such a reaction may occur or be favored.

Per temperatura di fiamma si intende la temperatura di combustione teorica calcolata, attraverso il primo principio della termodinamica, come temperatura dei prodotti di reazione in uscita da una camera adiabatica. Con riferimento alle figure allegate, con il numero 1 ? indicato nel suo complesso un processo di conversione di combustibile RR1 in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2 realizzato in accordo con la presente invenzione. By flame temperature we mean the theoretical combustion temperature calculated, using the first law of thermodynamics, as the temperature of the reaction products leaving an adiabatic chamber. With reference to the attached figures, with the number 1 ? indicated as a whole a process of converting fuel RR1 into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 carried out in accordance with the present invention.

In particolare, il processo 1 comprende le fasi di seguito descritte. In particular, process 1 comprises the steps described below.

Con la fase 9, la fase 10 e la fase 11 sono rispettivamente indicate la predisposizione di acqua H2O, di un combustibile RR1 e di un componente RR2. Phase 9, phase 10 and phase 11 respectively indicate the preparation of water H2O, a fuel RR1 and a component RR2.

Vantaggiosamente nella fase 9 l?acqua predisposta ? allo stato liquido. Advantageously in phase 9 the water prepared ? in the liquid state.

Pu? trattarsi ad esempio di acqua di mare, lago, fiume o proveniente da altra fonte. Can? be, for example, sea, lake, river or other source water.

In forme realizzative non illustrate, la fase 9 di predisporre acqua, comprende la fase di pretrattare l?acqua prima di essere predisposta nel processo 1. In embodiments not shown, the step 9 of preparing water comprises the step of pre-treating the water before being prepared in process 1.

La fase di pretrattare l?acqua, in forme realizzative non illustrate, comprende la fase di demineralizzare l?acqua. The step of pretreating the water, in embodiments not shown, comprises the step of demineralizing the water.

In tali soluzioni l?acqua ? vantaggiosamente inviata ad una caldaia. In these solutions the water? advantageously sent to a boiler.

Pi? in dettaglio, il combustibile RR1 ? un combustibile scelto nel gruppo comprendente metano, gas naturale, gas naturale liquido (LNG), biogas, carbone, biomassa, miscela contenente metano, metanolo, propano, diesel, combustibile per aeromobili, cherosene, ammoniaca, combustibile fossile o una loro combinazione. Pi? in detail, the fuel RR1 ? a fuel selected from the group including methane, natural gas, liquid natural gas (LNG), biogas, coal, biomass, methane-containing blend, methanol, propane, diesel, aircraft fuel, kerosene, ammonia, fossil fuel, or a combination thereof.

In forme realizzative, non illustrate, che predispongono il combustibile RR1 in forma solida o liquida, come ad esempio le biomasse, il processo 1 prevede una ulteriore fase di pretrattamento del combustibile RR1. In embodiments, not shown, which prepare the fuel RR1 in solid or liquid form, such as for example biomass, the process 1 provides for a further pre-treatment step of the fuel RR1.

In tal modo ? possibile avviare correttamente il processo secondo la presente invenzione. Thereby ? possible to start the process according to the present invention correctly.

La fase di pretrattamento consente di eliminare almeno parte del combustibile RR1 in stato solido oppure di eliminare residui non funzionali al processo 1. The pre-treatment phase allows to eliminate at least part of the fuel RR1 in solid state or to eliminate residues not functional to process 1.

La fase di pretrattamento, in forme realizzative non illustrate, comprende la fase di gassificazione. The pretreatment step, in embodiments not shown, comprises the gasification step.

La fase di gassificazione consente di portare almeno parte del combustibile RR1 in uno stato gassoso prima di avviare il processo 1. The gasification phase allows to bring at least part of the fuel RR1 into a gaseous state before starting process 1.

Ad esempio, per il trattamento di biomasse e carbone la fase di pretrattamento permette di rimuovere componenti come il char, il tar e lo zolfo. For example, for the treatment of biomass and coal, the pre-treatment phase allows components such as char, tar and sulfur to be removed.

A seguito della fase di pretrattamento, il combustibile RR1 ? in grado di sviluppare monossido di carbonio CO quando ? sottoposto a reforming con vapore d?acqua. Following the pre-treatment phase, the fuel RR1 ? able to develop carbon monoxide CO when ? reformed with steam.

Il componente RR2 ? un componente scelto nel gruppo comprendente ossigeno, aria, vapore d?acqua, acqua o una loro combinazione. The RR2 component? a component selected from the group comprising oxygen, air, steam, water, or a combination thereof.

Pi? in particolare, a seconda della reazione, il componente RR2 ? un comburente o un inerte, ovverosia partecipa in modo pi? o meno attivo alla reazione chimica. Pi? in particular, according to the reaction, the component RR2 ? an oxidiser or an inert, or rather participates in a more? or less active to the chemical reaction.

Ad esempio, il vapore d?acqua per la combustione (prima reazione r1) funge da inerte, ovverosia non partecipa alla reazione chimica, pur modificandone l?ambiente di reazione. For example, the water vapor for combustion (first reaction r1) acts as an inert, ie it does not participate in the chemical reaction, even though it modifies the reaction environment.

Ossigeno ed aria, ad esempio, hanno il ruolo di comburenti per la combustione del metano CH4 (prima reazione r1), ovverosia reagiscono chimicamente tra loro. Oxygen and air, for example, have the role of comburents for the combustion of methane CH4 (first reaction r1), i.e. they react chemically with each other.

Sar? da evincere dal contesto della reazione, il ruolo del componente RR2, ovverosia se di comburente o di inerte. Sar? to deduce from the context of the reaction, the role of the component RR2, i.e. whether it is an oxidizer or an inert agent.

Successivamente alla fase 9, 10 e 11, si passa alla fase 12, ovverosia alla combustione. After phases 9, 10 and 11, we move on to phase 12, i.e. combustion.

Pi? in particolare, la fase 12 consiste nel bruciare parte del combustibile RR1 e almeno parte del componente RR2 secondo una prima reazione r1 esotermica. Pi? in particular, step 12 consists in burning part of the fuel RR1 and at least part of the component RR2 according to a first exothermic reaction r1.

La prima reazione r1 esotermica ? del tipo: The first reaction r1 exothermic ? of the type:

a RR1 b RR2 ? c CO2 d H2O (r1) a RR1 b RR2 ? c CO2 d H2O (r1)

dove RR1 e RR2 rappresentano rispettivamente il combustibile e il componente e dove a, b, c, d sono atti a bilanciare la prima reazione r1. where RR1 and RR2 represent respectively the fuel and the component and where a, b, c, d are able to balance the first reaction r1.

I prodotti della prima reazione r1 comprendendo anidride carbonica CO2 e vapore acqua H2O. The products of the first reaction r1 comprising carbon dioxide CO2 and water vapor H2O.

Inoltre, la prima reazione r1 comprende tra i prodotti di reazione fumi F caldi di combustione. Furthermore, the first reaction r1 comprises among the reaction products hot combustion fumes F.

I fumi F caldi di combustione comprendono almeno in parte i prodotti della prima reazione r1. The hot combustion fumes F include at least in part the products of the first reaction r1.

I fumi F caldi di combustione comprendono anidride carbonica CO2 e vapore d?acqua H2O. The hot combustion fumes F include carbon dioxide CO2 and water vapor H2O.

L?anidride carbonica CO2 e il vapore d?acqua H2O definiscono i fumi F caldi di combustione. CO2 carbon dioxide and H2O water vapor define the hot F combustion fumes.

Per avviare in modo corretto la fase 12 di bruciare parte del combustibile RR1 e almeno parte del componente RR2 la quantit? relativa dell?uno e dell?altro ? modulata in modo che il rapporto tra il componente RR2 e il combustibile RR1 ? superiore al rapporto stechiometrico. Ad esempio, quando il combustibile RR1 ? metano CH4 e il componente RR2 ? ossigeno O2, il rapporto tra il componente RR2 e il combustibile RR1 (b / a) ? superiore a 2 in moli. To start phase 12 correctly to burn part of the fuel RR1 and at least part of the component RR2, the quantity? relative of? one and of? the other ? modulated so that the ratio between the component RR2 and the fuel RR1 ? higher than the stoichiometric ratio. For example, when the fuel RR1 ? methane CH4 and the component RR2 ? oxygen O2, the ratio of component RR2 to fuel RR1 (b / a) ? greater than 2 in moles.

Quando invece il combustibile RR1 ? metano CH4 e il componente RR2 ? aria, si utilizza il rapporto stechiometrico in massa, detto anche ?dosatura ariacombustibile?. When instead the fuel RR1 ? methane CH4 and the component RR2 ? air, the stoichiometric mass ratio is used, also called ?air-fuel dosage?.

Pi? in particolare, quando il combustibile RR1 ? metano CH4 e il componente RR2 ? aria, il rapporto stechiometrico in massa tra il componente RR2 e il combustibile RR1 ? superiore a 17. Pi? in particular, when the fuel RR1 ? methane CH4 and the component RR2 ? air, the stoichiometric mass ratio between component RR2 and fuel RR1 ? above 17.

Inoltre, il rapporto tra il componente RR2 e il combustibile RR1 determina la temperatura di fiamma della prima reazione r1. Furthermore, the ratio between the component RR2 and the fuel RR1 determines the flame temperature of the first reaction r1.

La temperatura di fiamma della prima reazione r1 determina la temperatura dei fumi F caldi di combustione. Per impostare la temperatura dei fumi F caldi di combustione in un intervallo desiderato e prestabilito, oppure per impostare la temperatura di fiamma in un intervallo desiderato e prestabilito, ? modulata la quantit? del componente RR2 in eccesso nell?ambiente della prima reazione r1. The flame temperature of the first reaction r1 determines the temperature of the hot combustion fumes F. To set the temperature of the hot combustion F fumes in a desired and pre-established range, or to set the flame temperature in a desired and pre-established range, ? modulated the amount? of the component RR2 in excess in the environment of the first reaction r1.

Maggiore ? la quantit? del componente RR2 in eccesso, inteso come comburente, ? minore ? la temperatura di fiamma. Greater ? the quantity? of the excess RR2 component, intended as an oxidizer, ? minor ? the flame temperature.

L?aggiunta di vapore d?acqua diminuisce la temperatura di fiamma. The addition of water vapor decreases the flame temperature.

Il vapore d?acqua si comporta come inerte nella prima reazione r1. The water vapor behaves as inert in the first reaction r1.

Pi? in particolare, con riferimento alle figure 2 e 3, il vapore d?acqua e l?acqua agiscono come inerti, ovverosia prendono parte alla prima reazione r1 senza un coinvolgimento chimico, quanto piuttosto per il controllo della temperatura di fiamma della reazione. Vantaggiosamente, per gli scopi della presente invenzione, il rapporto in peso tra la rimanente parte del combustibile RR1 e la parte del combustibile RR1 della fase 12 di bruciare parte del combustibile RR1 con almeno parte del componente RR2 ? compreso tra 3 e 10. Vantaggiosamente tale rapporto ? compreso tra 3 e 5. In altre parole, la quantit? di combustibile RR1 ? suddivisa in modo tale che una quantit? compresa tra circa il 10% e il 33% ? impiegata per la fase 12, ovverosia per la combustione del combustibile RR1 con il componente RR2, mentre la rimanente parte del combustibile, ovverosia compresa tra il 66% e l?90%, ? impiegata per le restanti fasi del processo 1. Pi? in particular, with reference to figures 2 and 3, steam and water act as inert materials, ie they take part in the first reaction r1 without any chemical involvement, but rather for controlling the flame temperature of the reaction. Advantageously, for the purposes of the present invention, the weight ratio between the remaining part of the fuel RR1 and the part of the fuel RR1 of the phase 12 of burning part of the fuel RR1 with at least part of the component RR2 ? between 3 and 10. Advantageously, this ratio ? between 3 and 5. In other words, the quantity? of fuel RR1 ? divided in such a way that a quantity? between about 10% and 33% ? used for phase 12, i.e. for the combustion of the fuel RR1 with the component RR2, while the remaining part of the fuel, i.e. between 66% and 90%, is used for the remaining phases of process 1.

Vantaggiosamente per la produzione di idrogeno puro, come illustrato in figura 5, il rapporto in peso tra la rimanente parte del combustibile RR1 e la parte del combustibile RR1 della fase 12 di bruciare ? compreso tra 4 e 5. Advantageously for the production of pure hydrogen, as illustrated in figure 5, the ratio by weight between the remaining part of the fuel RR1 and the part of the fuel RR1 of the burning phase 12 ? between 4 and 5.

Vantaggiosamente il processo secondo la presente invenzione convoglia infatti solo una parte del combustibile RR1 alla camera di combustione e dunque alla fase 12. Advantageously, the process according to the present invention in fact conveys only a part of the fuel RR1 to the combustion chamber and therefore to phase 12.

Vantaggiosamente la parte del combustibile RR1 convogliata alla fase 12, di bruciare parte del combustibile RR1, ? quella necessaria a far partire il processo 1. Advantageously, the part of the fuel RR1 conveyed to the phase 12, of burning part of the fuel RR1, is the one needed to start process 1.

La rimanente parte di reagente RR1 non ? combusto durante il processo 1. The remaining part of reagent RR1 is not? combusted during process 1.

Con riferimento alle figure 1, 2 e 3, la fase 12 di bruciare parte del combustibile RR1 con almeno parte del componente RR2 comprende la fase 12? di estrarre parte dei fumi F caldi di combustione dall?ambiente di reazione della prima reazione r1. With reference to Figures 1, 2 and 3, step 12 of burning part of the fuel RR1 with at least part of the component RR2 comprises step 12? to extract part of the hot combustion fumes F from the reaction environment of the first reaction r1.

Dalla fase 12, si passa alla fase 13, ovverosia di effettuare almeno un reforming con vapore d?acqua. From phase 12, one moves on to phase 13, ie carrying out at least one reforming with water vapour.

Il reforming con vapore d?acqua avviene con almeno parte della rimanente parte del combustibile RR1 e con parte dell?acqua H2O. Steam reforming takes place with at least part of the remaining fuel RR1 and part of the water H2O.

Il reforming con vapore d?acqua ? effettuato con almeno parte dei fumi F caldi di combustione. Steam reforming? carried out with at least part of the fumes F hot from combustion.

Il reforming con vapore d?acqua avviene secondo una seconda reazione r2 endotermica. The reforming with steam takes place according to a second endothermic reaction r2.

Pi? in particolare, la seconda reazione r2 per gli scopi della presente invenzione assume la forma di: Pi? in particular, the second reaction r2 for the purposes of the present invention takes the form of:

e RR1 f H2O ? g CO h H2 (r2) and RR1 f H2O ? gCO hH2 (r2)

dove RR1 rappresenta il combustibile secondo la presente invenzione, mentre e, f, g, h sono atti a bilanciare la seconda reazione r2. where RR1 represents the fuel according to the present invention, while e, f, g, h are able to balance the second reaction r2.

La seconda reazione r2 comprende tra i prodotti di reazione monossido di carbonio CO. The second reaction r2 includes among the reaction products carbon monoxide CO.

La seconda reazione r2 comprende tra i prodotti di reazione l?idrogeno H2. The second reaction r2 includes hydrogen H2 among the reaction products.

I fumi F caldi di combustione mantengono alta la temperatura della fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua. The hot combustion fumes F keep the temperature of phase 13 of reforming with steam high.

In questo modo non si registrano sbalzi di temperatura tali da portare alla formazione di punti caldi o zone di raffreddamento nell?ambiente della seconda reazione r2. Il reforming con vapore d?acqua, a cui sono aggiunti i fumi F caldi di combustione, mantiene in tal modo alta la velocit? di reazione, ovverosia il tasso di conversioni dei reagenti della seconda reazione r2 nei prodotti di reazione. In this way there are no sudden changes in temperature such as to lead to the formation of hot spots or cooling zones in the environment of the second reaction r2. Reforming with steam, to which the hot combustion fumes F are added, thus keeps the speed high. of reaction, i.e. the conversion rate of the reactants of the second reaction r2 into the reaction products.

Inoltre, l?aggiunta di fumi F caldi di combustione riduce i tempi necessari al compimento delle fasi del processo 1. Furthermore, the addition of hot combustion fumes F reduces the time needed to complete the steps of process 1.

La presenza di fumi F caldi di combustione evita anche la necessit? di realizzare superfici di scambio termico per somministrare l?energia termica necessaria alla seconda reazione r2, essendo tale reazione di tipo endotermico. The presence of hot F fumes from combustion also avoids the need to to provide heat exchange surfaces to supply the thermal energy necessary for the second reaction r2, this reaction being of the endothermic type.

Vantaggio ulteriore dato dai fumi F caldi di combustione ? dato dal fatto che viene inserito vapore d?acqua H2O nell?ambiente della seconda reazione r2 favorendo la conversione dei reagenti e quindi la produzione di idrogeno. Further advantage given by the hot F fumes of combustion ? given by the fact that water vapor H2O is introduced into the environment of the second reaction r2, favoring the conversion of the reactants and therefore the production of hydrogen.

Vantaggio ulteriore dato dai fumi F di combustione ? dato dal fatto che nell?ambiente della seconda reazione r2 ? presente anidride carbonica CO2 alimentata con i fumi F caldi di reazione. Further advantage given by the combustion fumes F ? given by the fact that in the environment of the second reaction r2 ? present carbon dioxide CO2 fed with the hot reaction fumes F.

Viceversa, in un reforming autotermico nell?ambiente della seconda reazione r2 sarebbe presente monossido di carbonio CO. Conversely, in an autothermal reforming, carbon monoxide CO would be present in the environment of the second reaction r2.

In tale situazione un eccesso di monossido di carbonio CO potrebbe sfavorire la seconda reazione r2, essendo esso stesso un prodotto di reazione. In this situation an excess of carbon monoxide CO could disadvantage the second reaction r2, being itself a reaction product.

L?impiego di fumi F caldi di combustione nella fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua riduce vantaggiosamente la complessit? del processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2, del relativo impianto e dei costi associati. The use of hot combustion fumes F in step 13 of carrying out a reforming with water vapor advantageously reduces the complexity? the process of converting fuel into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2, the related plant and associated costs.

La fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua comprende inoltre catalizzatori, come ad esempio a base di nichel, per promuovere la produzione di idrogeno H2. Con riferimento alla figure 1, 2 e 3, la fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua ? ripetuta pi? volte, ovverosia per stadi successivi. Step 13 of performing a steam reforming further includes catalysts, such as nickel-based, to promote the production of hydrogen H2. With reference to Figures 1, 2 and 3, step 13 of carrying out a steam reforming is repeated more times, i.e. in successive stages.

Per stadio si deve quindi intendere una fase di reforming 13. By stage we must therefore mean a reforming stage 13.

Vantaggiosamente le fasi 13 di effettuare il reforming con vapore d?acqua avvengono per stadi successivi in sequenza, in cui in ogni stadio avviene una seconda reazione r2. Advantageously, the steps 13 of carrying out the reforming with steam take place in successive stages in sequence, in which a second reaction r2 takes place in each stage.

Il combustibile RR1 e i fumi F caldi di combustione alimentano i diversi stadi. The fuel RR1 and the hot combustion fumes F feed the various stages.

Maggiore ? il numero di stadi, e pi? il processo 1 produce gli stessi effetti che si avrebbero in un processo ideale con un numero infinito di fasi 13. Greater ? the number of stadiums, and pi? process 1 produces the same effects that would occur in an ideal process with an infinite number of phases 13.

Ovverosia maggiore ? il numero di fasi 13 effettuate e pi? efficace risulta il processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2. Or major? the number of phases 13 carried out and more? the process of converting fuel into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 is effective.

Pi? in particolare, risulta pi? efficace in termini di rese energetiche, ovverosia di produzione di idrogeno H2 in relazione all?energia e al combustibile RR1 consumati, a parit? di anidride carbonica CO2 catturata. L?efficacia del processo ? dovuta al fatto che per ogni fase 13 la temperatura si mantiene pressoch? costante, poich? lo scambio termico, non avviene attraverso convezione ed irraggiamento come nelle fornaci convenzionali, ma grazie ai fumi F caldi di combustione direttamente immessi nell?ambiente della seconda reazione r2. Pi? in particular, it is more? effective in terms of energy yields, i.e. production of hydrogen H2 in relation to the energy and fuel RR1 consumed, equal? of carbon dioxide CO2 captured. The effectiveness of the process? due to the fact that for each phase 13 the temperature is maintained almost? constant, because the heat exchange does not take place through convection and radiation as in conventional furnaces, but thanks to the hot combustion fumes F directly introduced into the environment of the second reaction r2.

In questo modo ? possibile ottimizzare le rese, ovverosia, tramite il processo 1, ? possibile dimezzare le lunghezze dei reattori in cui avvengono le seconde reazioni r2, ed eliminare i bruciatori e gli scambiatori di calore esterni di una fornace convenzionale di reforming. In this way ? possible to optimize yields, that is, through process 1, ? It is possible to halve the lengths of the reactors in which the second reactions r2 occur, and to eliminate the external burners and heat exchangers of a conventional reforming furnace.

Inoltre, rispetto ad un processo convenzionale, il combustibile RR1, i fumi F caldi di combustione, l?acqua H2O e il calore sono dosati in fasi successive, potendo cos? controllare i diversi componenti della seconda reazione r2 ed i rapporti ottimali tra i reagenti. Furthermore, compared to a conventional process, the fuel RR1, the hot combustion fumes F, the water H2O and the heat are dosed in successive phases, thus being able to check the different components of the second reaction r2 and the optimal ratios between the reactants.

In tal modo non si generano eccessi di reagenti che non prendono parte alla rispettiva reazione e che ridurrebbero l?efficacia del processo 1. In this way, excesses of reagents are not generated which do not take part in the respective reaction and which would reduce the effectiveness of process 1.

Dalla fase 13, si passa alla fase 14, ovverosia di effettuare almeno uno spostamento d?acqua di almeno parte del monossido di carbonio CO con parte dell?acqua H2O secondo una terza reazione r3 esotermica. From step 13, one passes to step 14, ie carrying out at least one water displacement of at least part of the carbon monoxide CO with part of the water H2O according to a third exothermic reaction r3.

L?acqua H2O, predisposta nella fase 9, ed allo stato liquido, ? atta ad alimentare almeno una fase 14 di effettuare uno spostamento d?acqua, come illustrato in figure 1, 2, e 3. The H2O water, prepared in phase 9, and in the liquid state, is adapted to feed at least one phase 14 to carry out a movement of water, as illustrated in figures 1, 2, and 3.

Pi? in particolare, la terza reazione r3 per gli scopi della presente invenzione assume la forma di: Pi? in particular, the third reaction r3 for the purposes of the present invention takes the form of:

i CO l H2O ? m CO2 n H2 (r3) i CO l H2O ? m CO2 n H2 (r3)

dove CO rappresenta il monossido di carbonio mentre i, l, m, n sono atti a bilanciare la terza reazione r3. La terza reazione r3 comprende tra i prodotti di reazione anidride carbonica CO2 e idrogeno H2. where CO represents carbon monoxide while i, l, m, n are able to balance the third reaction r3. The third reaction r3 includes carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 among the reaction products.

Vantaggiosamente la fase 14 di effettuare almeno uno spostamento d?acqua di almeno parte del monossido di carbonio CO fa aumentare le rese di anidride carbonica CO2 del processo 1. Advantageously, step 14 of carrying out at least one water displacement of at least part of the carbon monoxide CO increases the yields of carbon dioxide CO2 of process 1.

Vantaggiosamente la fase 14 di effettuare almeno uno spostamento d?acqua migliora l?effetto di cattura dell?anidride carbonica CO2 e di produzione di H2 soprattutto nelle fasi terminali del processo 1. Advantageously, step 14 of carrying out at least one displacement of water improves the effect of capturing carbon dioxide CO2 and producing H2 especially in the final stages of process 1.

La fase 14 di effettuare almeno uno spostamento d?acqua avviene a basse temperature, ovverosia comprese tra 200 e 500 ?C. Step 14 of carrying out at least one movement of water takes place at low temperatures, ie between 200 and 500°C.

Ogni fase 14 di effettuare uno spostamento d?acqua comprende catalizzatori, non illustrati. Each step 14 of effecting a water displacement comprises catalysts, not shown.

Catalizzatori idonei sono, ad esempio catalizzatori a base di ossido, di ferro, di rame, di zinco, di alluminio, o una loro combinazione. Suitable catalysts are, for example, catalysts based on oxide, iron, copper, zinc, aluminum or a combination thereof.

La tipologia di catalizzatori varia in base alle temperature realizzate nell?ambiente della terza reazione r3, le quali dipendono a loro volta dal tipo di combustibile RR1 e di componente RR2 del processo 1. Le temperature realizzate nell?ambiente della terza reazione r3 sono definite come basse temperature (low temperature shift o LTS) ovverosia per temperature comprese tra 200?C e 250?C, alte temperature (high temperature shift o HTS) ovverosia per temperature comprese tra 400?C e 450?C, e medie temperature (MTC) ovverosia per temperature comprese tra 251?C e 399?C. Con riferimento alla figura 3, la fase 14 di effettuare uno spostamento d?acqua ? ripetuta pi? volte. The type of catalysts varies on the basis of the temperatures achieved in the environment of the third reaction r3, which in turn depend on the type of fuel RR1 and of the component RR2 of process 1. The temperatures achieved in the environment of the third reaction r3 are defined as low temperatures (low temperature shift or LTS) i.e. for temperatures between 200?C and 250?C, high temperatures (high temperature shift or HTS) i.e. for temperatures between 400?C and 450?C, and medium temperatures (MTC) i.e. for temperatures between 251?C and 399?C. Referring to Figure 3, step 14 of effecting a water displacement is repeated more times.

In tali forme realizzative, le fasi 14 avvengono, ad esempio, in reattori disposti in serie. In these embodiments, the phases 14 take place, for example, in reactors arranged in series.

Ogni fase 14 comprende una sottofase, non illustrata, di raffreddare l?ambiente della terza reazione r3 tra una fase 14 e l?altra, per ottimizzare le rese dello spostamento d?acqua. Each phase 14 comprises a sub-phase, not shown, of cooling the environment of the third reaction r3 between one phase 14 and the next, to optimize the water displacement yields.

La fase 14 di effettuare pi? volte una reazione di spostamento ? ad esempio vantaggiosa quando la fase 14 comprende almeno 2 stadi, ovverosia prima uno stadio con un ambiente di terza reazione r3 ad elevata temperatura (ovverosia con catalizzatori HTS) e poi uno stadio con un ambiente di terza reazione r3 a bassa temperatura (ovverosia con catalizzatori LTS), con recuperi di calore prima, durante e dopo i vari stadi. Phase 14 of carrying out pi? times a displacement reaction ? for example advantageous when phase 14 comprises at least 2 stages, i.e. first a stage with a third reaction environment r3 at a high temperature (i.e. with HTS catalysts) and then a stage with a third reaction environment r3 at a low temperature (i.e. with catalysts LTS), with heat recovery before, during and after the various stages.

Per stadio si intende una fase 14 di effettuare uno spostamento d?acqua. By stage is meant a phase 14 of effecting a displacement of water.

In forme realizzative non illustrate, la sottofase di raffreddare l?ambiente della terza reazione r3 non ? presente in modo tale da semplificare la realizzazione dell?impianto e dell?ambiente di reazione. In embodiments not shown, the ambient cooling substep of the third reaction r3 is not performed. present in such a way as to simplify the construction of the plant and the reaction environment.

Dalla fase 14, si passa alla fase 15, ovverosia produrre vapore d?acqua per alimentare almeno una fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua. From phase 14, one passes to phase 15, ie producing steam of water to feed at least one phase 13 of carrying out a reforming with steam of water.

La fase di 15 di produrre vapore d?acqua comprende la fase, non illustrata, di estrarre calore da almeno una fase tra la fasi di effettuare un reforming con vapore ed effettuare uno spostamento d?acqua. Step 15 of producing steam comprises the step, not shown, of extracting heat from at least one step between the steps of performing a steam reforming and performing a water displacement.

Pi? in particolare, la fase di estrarre calore avviene a monte dell?ambiente della terza reazione r3, a valle dell?ambiente della terza reazione r3, entro l?ambiente della terza reazione r3 o una loro combinazione per almeno una delle fasi di effettuare uno spostamento d?acqua, come illustrato in figure 1, 2, e 3. Pi? in particular, the phase of extracting heat takes place upstream of the environment of the third reaction r3, downstream of the environment of the third reaction r3, within the environment of the third reaction r3 or a combination thereof for at least one of the phases of carrying out a displacement of water, as illustrated in figures 1, 2, and 3.

In tal modo ? possibile estrarre calore raffreddando i fumi prodotti dalla terza reazione r3 esotermica. Thereby ? It is possible to extract heat by cooling the fumes produced by the third exothermic reaction r3.

La fase di estrarre calore avviene, ad esempio, con scambiatori di calore. The phase of extracting heat takes place, for example, with heat exchangers.

Quando l?estrazione avviene a valle della seconda reazione r2 ? possibile ridurre la temperatura dalla seconda reazione r2, che ? di tipo endotermico per accelerare la velocit? di reazione della fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua. When extraction takes place downstream of the second reaction r2 ? is it possible to reduce the temperature from the second reaction r2, which ? of the endothermic type to accelerate the speed? of reaction of step 13 to carry out a reforming with steam.

Ad esempio, nel caso del metano CH4, prima della fase 14 avviene l?estrazione del vapore d?acqua per portare la temperatura all?interno dell?ambiente della terza reazione r3 da circa 700-800?C a 250-350?C. For example, in the case of methane CH4, before phase 14 the extraction of the water vapor takes place to bring the temperature inside the environment of the third reaction r3 from about 700-800°C to 250-350°C.

Quando l?estrazione avviene a valle della terza reazione r3 ? possibile recuperare calore dalla terza reazione r3 che ? di tipo esotermico ed efficientare il consumo di energia necessario ad alimentare l?intero processo 1, ridistribuendo il calore prodotto dall?intero processo oggetto della presente invenzione all?interno o all?esterno del processo stesso. When the extraction takes place downstream of the third reaction r3 ? can recover heat from the third reaction r3 that ? of the exothermic type and make the energy consumption necessary to feed the entire process 1 more efficient, redistributing the heat produced by the entire process object of the present invention inside or outside the process itself.

La fase 15 di produrre vapore d?acqua, oltre alla fase di estrarre calore, comprende la fase, non illustrata, di riscaldare parte dell?acqua H2O con il calore estratto. The step 15 of producing water vapor, in addition to the step of extracting heat, comprises the step, not shown, of heating part of the water H2O with the extracted heat.

La fase 15 comprende inoltre la fase di vaporizzare parte dell?acqua H2O con il calore estratto. Step 15 further comprises the step of vaporizing part of the water H2O with the extracted heat.

La fase 15 di produrre vapore d?acqua ? tale per cui la temperatura della terza reazione r3 ? modulata in modo da avvenire nel range ottimale per il catalizzatore scelto (HTS, LTS, MTC). Step 15 of producing water vapor ? such that the temperature of the third reaction r3 ? modulated so as to occur in the optimal range for the chosen catalyst (HTS, LTS, MTC).

La fase 15 di produrre vapore d?acqua comprende una fase 15?, illustrata in figura 2 e 3, di modulare la quantit? di vapore d?acqua che alimenta almeno una fase di effettuare un reforming per controllare la seconda reazione r2 associata alla fase 13. The step 15 of producing water vapor comprises a step 15?, illustrated in figures 2 and 3, of modulating the quantity? of steam which feeds at least one stage of carrying out a reforming to control the second reaction r2 associated with stage 13.

Pi? in particolare, la quantit? di vapore d?acqua ? tale per cui il rapporto steam-to-carbon (f/e) della seconda reazione r2 ? compreso tra 2 e 5. Pi? in particular, the quantity? of steam? water? such that the steam-to-carbon ratio (f/e) of the second reaction r2 ? between 2 and 5.

Per rapporto steam-to-cabon (f/e) della reazione si intende il rapporto tra i coefficienti f ed e della seconda reazione r2. By steam-to-carbon ratio (f/e) of the reaction we mean the ratio between the coefficients f and e of the second reaction r2.

Vantaggiosamente il rapporto steam-to-carbon ? pari a circa 2,5. Advantageously the steam-to-carbon ratio ? equal to about 2.5.

Modulando il rapporto steam-to-carbon f/e ? possibile favorire o rallentare la seconda reazione r2. Modulating the steam-to-carbon ratio f/e ? possible to favor or slow down the second reaction r2.

La maggiore o minore quantit? di vapore d?acqua ? quindi determinata in termini di rapporto steam-to-carbon. Con riferimento alle figure 2 e 3, la fase di produrre vapore d?acqua alimenta la fase 12 di bruciare parte del combustibile RR1 e almeno parte del componente RR2 per migliorare le rese del processo 1. The greater or lesser quantity? of steam? water? then determined in terms of the steam-to-carbon ratio. With reference to figures 2 and 3, the step of producing steam feeds the step 12 of burning part of the fuel RR1 and at least part of the component RR2 to improve the yields of process 1.

Durante la fase 15 di produrre vapore d?acqua pu? capitare che il vapore d?acqua sia prodotto in eccesso rispetto alla quantit? necessaria alla fase 13 di effettuare almeno un reforming con vapore d?acqua. During phase 15 of producing steam? Water can? happen that the steam? water is produced in excess of the quantity? necessary in step 13 to carry out at least one steam reforming.

Ovverosia, durante il funzionamento, pu? capitare che il rapporto steam-to-carbon sia superiore al valore ottimale stabilito per un particolare combustibile RR1 e per le particolari condizioni operative. That is, during operation, can? happen that the steam-to-carbon ratio is higher than the optimal value established for a particular fuel RR1 and for the particular operating conditions.

Nel caso del metano CH4, per esempio, il vapore d?acqua pu? essere prodotto in eccesso, poich? i fumi F caldi della combustione, che comprendono vapore d?acqua, alimentano la seconda reazione r2. In the case of methane CH4, for example, the vapor of? water can? be produced in excess, since? the hot combustion fumes F, which include water vapour, feed the second reaction r2.

I fumi F caldi di combustione del metano CH4 con ossigeno O2 hanno una temperatura compresa tra 900 e 1300 ?C, vantaggiosamente pari a circa 1000?C. The hot combustion fumes F of methane CH4 with oxygen O2 have a temperature between 900 and 1300?C, advantageously equal to about 1000?C.

Pertanto, proprio in queste circostanze, l?eccesso di vapore d?acqua prodotto ? estratto nella fase 15 in modo da non compromettere le reazioni chimiche del processo 1. Therefore, in these circumstances, the excess of water vapor produced is ? extracted in step 15 so as not to compromise the chemical reactions of process 1.

In forme realizzative non illustrate, il calore estratto ? poi vantaggiosamente utilizzato in altri impieghi. In un contesto industriale ad esempio, l?eccesso di vapore d?acqua ? adatto per essere utilizzato per la produzione di energia termica o elettrica. In embodiments not shown, the extracted heat is then advantageously used in other uses. In an industrial context for example, the excess of water vapor? suitable to be used for the production of heat or electricity.

In ulteriori forme realizzative, non illustrate, l?eccesso di vapore d?acqua ? convogliato verso la fase 16 di estrarre l?anidride carbonica CO2 e l?idrogeno H2. Ad esempio, tale soluzione ? adottata in processi di assorbimento e stripping, per fornire energia termica necessaria alla rigenerazione di un solvente in un ciclo chiuso. In further embodiments, not shown, the excess of water vapor is conveyed to phase 16 of extracting carbon dioxide CO2 and hydrogen H2. For example, this solution ? adopted in absorption and stripping processes, to supply thermal energy necessary for the regeneration of a solvent in a closed cycle.

Con riferimento alla figura 2, la fase 15 comprende una ulteriore fase 15?? di modulare la quantit? di vapore d?acqua per la combustione, ovverosia che alimenta la fase 12 di bruciare. With reference to Figure 2, step 15 comprises a further step 15?? to modulate the amount? of water vapor for combustion, i.e. which feeds phase 12 of burning.

Tale soluzione permette di controllare e variare la temperatura di fiamma della prima reazione r1. This solution allows to control and vary the flame temperature of the first reaction r1.

In ulteriori forme realizzative non illustrate, le fasi 13, 14 e 15, rispettivamente di effettuare un reforming con vapore d?acqua, effettuare uno spostamento d?acqua e modulare almeno parte della quantit? estratta del vapore d?acqua sono effettuate una sola volta. In further embodiments not shown, the steps 13, 14 and 15, respectively of carrying out a steam reforming, carrying out a water displacement and modulating at least part of the quantity extracted from the water vapor are carried out only once.

Tale soluzione ?, ad esempio, vantaggiosa quando si ha la necessit? di realizzare uno processo pi? economico, seppur meno efficiente in termini termodinamici, a cui si possa associare un impianto pi? compatto. This solution is, for example, advantageous when there is a need? to carry out a process more? economic, albeit less efficient in thermodynamic terms, which can be associated with a more? compact.

Come ad esempio per applicazioni nel settore del trasporto marino per la produzione a bordo di energia elettrica da gas naturale liquefatto (LNG) con cattura di CO2. Such as for example for applications in the marine transport sector for the on-board production of electricity from liquefied natural gas (LNG) with CO2 capture.

Almeno una della prima r1, seconda r2 e terza r3 reazione comprendono residui RES di reazione. At least one of the first r1, second r2 and third r3 reactions comprise reaction residues RES.

I residui RES di reazione comprendono azoto N2. The reaction residues RES include nitrogen N2.

I residui RES di reazione comprendono impurezze e ulteriori elementi comunque presenti nell?ambiente di reazione o nei reagenti o nei prodotti delle reazioni r1, r2, r3. The reaction residues RES include impurities and further elements in any case present in the reaction environment or in the reactants or in the products of the reactions r1, r2, r3.

I residui RES di reazione comprendono almeno parte dei reagenti delle precedenti reazioni, r1, r2 e r3, e che non hanno preso parte alla reazione o erano in eccesso. I residui RES di reazione comprendono almeno parte dei prodotti delle precedenti reazioni, r1, r2 e r3, e che non hanno preso parte alla reazione o erano in eccesso. I residui RES di reazione comprendono inoltre la parte di combustibile RR1 che non ha preso parte alla reazione, ovverosia che ? in eccesso. The reaction residues RES include at least part of the reactants of the previous reactions, r1, r2 and r3, and which did not take part in the reaction or were in excess. The reaction residues RES include at least part of the products of the previous reactions, r1, r2 and r3, and which did not take part in the reaction or were in excess. The reaction residues RES also include the part of the fuel RR1 which did not take part in the reaction, ie which ? in excess.

I residui RES di reazione comprendono inoltre la parte del componente RR2 che non ha preso parte alla reazione, ovverosia che ? in eccesso. The reaction residues RES also include the part of the RR2 component which did not take part in the reaction, ie which ? in excess.

In ulteriori forme realizzative non illustrate i fumi F caldi di combustione comprendono i residui RES di reazione. In further embodiments not shown, the hot combustion fumes F comprise the reaction residues RES.

Dalla fase 15, si passa alla fase 16, ovverosia di estrarre almeno uno tra anidride carbonica CO2 e idrogeno H2. From phase 15, we pass to phase 16, i.e. to extract at least one of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2.

L? anidride carbonica CO2 estratta e l?idrogeno H2 estratto definiscono rispettivamente una corrente di anidride carbonica CO2 e una corrente di idrogeno H2. L? extracted carbon dioxide CO2 and extracted hydrogen H2 define a stream of carbon dioxide CO2 and a stream of hydrogen H2, respectively.

La fase 16 di estrarre almeno uno tra anidride carbonica CO2 e idrogeno H2 comprende inoltre la fase 16? di estrarre idrogeno H2 e la fase 16?? di estrarre anidride carbonica CO2, come illustrato in figure 5, 6, e 7. Does step 16 of extracting at least one of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 further include step 16? to extract hydrogen H2 and phase 16?? to extract carbon dioxide CO2, as illustrated in figures 5, 6, and 7.

A tal proposito, la fase 16 di estrarre almeno uno tra anidride carbonica CO2 e idrogeno H2 comprende la fase, non illustrata in figure, di predisporre almeno una unit? di estrazione per estrarre detta corrente di anidride carbonica (CO2) e detta corrente di idrogeno (H2). In this regard, step 16 of extracting at least one of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 comprises the step, not shown in the figures, of preparing at least one unit? of extraction for extracting said stream of carbon dioxide (CO2) and said stream of hydrogen (H2).

L?unit? di estrazione ? ad esempio scelta tra una unit? di estrazione criogenica, una unit? di estrazione di adsorbimento/desorbimento, una unit? di permeazione ad alta pressione in membrane, una unit? di estrazione per assorbimento con solvente o una loro combinazione. The unit of extraction ? for example, choice between a unit? of cryogenic extraction, a unit? of extraction of adsorption / desorption, a unit? of permeation at high pressure in membranes, a unit? extraction by solvent absorption or a combination thereof.

L?unit? di estrazione per assorbimento con solvente impiega come solvente, ad esempio, ammine. The unit of solvent absorption extraction uses, for example, amines as a solvent.

Tali unit? di estrazione sono impiegate per l?estrazione di idrogeno H2 o per l?estrazione di anidride carbonica CO2 o per entrambe le fasi 16?e 16??, a seconda dell?utilizzo dell?anidride carbonica CO2 e dell?idrogeno H2 prodotti col processo 1. Such units? extraction plants are used for the extraction of hydrogen H2 or for the extraction of carbon dioxide CO2 or for both phases 16?and 16??, depending on the use of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 produced with the process 1.

Le unit?? di estrazione possono essere scelte in base ai costi e alle condizioni di processo. The units?? of extraction can be chosen on the basis of costs and process conditions.

Ad esempio, l?unit? di estrazione per assorbimento con solventi a base di ammine ? la pi? versatile e impiegata commercialmente nella maggior parte delle condizioni di processo. For example, the unit? extraction by absorption with amine-based solvents ? the "P? versatile and commercially employed under most process conditions.

Ad esempio, come per il gas naturale liquefatto, nel caso in cui si hanno a disposizione frigorie dalla rigassificazione di un liquido risulta pi? conveniente utilizzarle adottando l?unit? di estrazione criogenica. For example, as for liquefied natural gas, in the case in which refrigeration is available from the regasification of a liquid, it is more? convenient to use them by adopting the? unit? of cryogenic extraction.

Mentre nel caso in cui sia necessario produrre miscele contenenti uno o pi? dei prodotti delle reazioni del processo 1, ad esempio per la produzione di combustibili, ? da preferire l?uso di una combinazione di diversi tipi di unit? di estrazione. While in the event that it is necessary to produce mixtures containing one or more? of the products of the reactions of process 1, for example for the production of fuels, ? to prefer the use of a combination of different types of unit? of extraction.

In forme realizzative non illustrate altre forme di unit? di estrazione possono essere previste. In embodiments not shown other forms of unit? of extraction can be foreseen.

Con riferimento alla figura 2, il processo 1 comprende una ulteriore fase 20 di estrarre idrogeno H2 dai prodotti di almeno una tra la seconda (r2) e la terza (r3) reazione delle rispettive fasi di effettuare un reforming di vapore d?acqua ed effettuare uno spostamento d?acqua. With reference to Figure 2, process 1 comprises a further step 20 of extracting hydrogen H2 from the products of at least one of the second (r2) and third (r3) reactions of the respective steps of carrying out a steam reforming and carrying out a displacement of water.

In tal modo ? possibile aumentare il tasso di conversione della rispettiva seconda r2 e terza r3 reazione, oppure di entrambe. Thereby ? It is possible to increase the conversion rate of the respective second r2 and third r3 reactions, or both.

Con riferimento alla figure da 4 a 7, il processo 1 comprende una fase 17 di post processing dopo la fase 16 di estrarre almeno uno tra anidride carbonica CO2 e idrogeno H2. With reference to figures 4 to 7, the process 1 comprises a post-processing step 17 after the step 16 of extracting at least one of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2.

In particolare, con riferimento alla figura 5, la fase 16? di estrarre l?idrogeno H2 comprende anche l?estrazione di residui RES di reazione. In particular, with reference to figure 5, phase 16? to extract hydrogen H2 also includes the extraction of reaction residues RES.

Ovverosia, per poter ottenere il grado di purezza desiderato di idrogeno H2 sono necessarie ulteriori operazioni di estrazione per filtrare e purificare l?idrogeno H2 al livello desiderato. That is, in order to obtain the desired degree of hydrogen H2 purity, additional extraction operations are required to filter and purify the hydrogen H2 to the desired level.

Pi? in dettaglio, sempre con riferimento alla figura 5, la fase 17 di post processing comprende almeno una fase 17? di estrarre residui RES della terza reazione r3, in cui la fase 17? di estrarre residui RES della terza reazione r3 ? successiva alla fase 16? di estrarre idrogeno H2. Pi? in detail, again with reference to figure 5, does the post processing phase 17 comprise at least one phase 17? to extract residues RES of the third reaction r3, in which phase 17? to extract residues RES of the third reaction r3 ? after stage 16? to extract hydrogen H2.

La fase 17? estrarre residui RES della terza reazione r3 ?, ad esempio, realizzata mediante adsorbimento/desorbimento con variazione di pressione (pressure swing adsorbtion, anche detta PSA). Phase 17? extract RES residues of the third reaction r3 ?, for example, carried out by pressure swing adsorption/desorption, also called PSA).

In tal modo ? possibile preparare l?idrogeno H2 puro 18, ovverosia senza residui RES di reazione. Thereby ? It is possible to prepare pure hydrogen H2 18, i.e. without reaction residues RES.

A tal fine almeno una unit? di estrazione, non illustrata in figura 5, ? sistemata tra la fase 16? di estrarre idrogeno H2 e la fase 17? di estrarre residui RES della terza reazione r3. To this end, at least one unit? of extraction, not illustrated in figure 5, ? fixed between phase 16? to extract hydrogen H2 and phase 17? to extract RES residues of the third reaction r3.

In ulteriori forme realizzative non illustrate, un analogo processo ? previsto per l?anidride carbonica CO2. Ovverosia, per poter ottenere il grado di purezza desiderato di anidride carbonica CO2 sono necessarie ulteriori operazioni di estrazione per filtrare e purificare l?anidride carbonica CO2 al livello desiderato. In further embodiments not shown, a similar process is expected for carbon dioxide CO2. That is, in order to obtain the desired degree of purity of carbon dioxide CO2, additional extraction operations are necessary to filter and purify the carbon dioxide CO2 to the desired level.

Pi? in dettaglio la fase 17 di post processing comprende almeno una fase 17? di estrarre residui RES della terza reazione r3, in cui la fase 17? di estrarre residui RES della terza reazione r3 ? successiva alla fase 16?? di estrarre anidride carbonica CO2. Pi? in detail, does post processing phase 17 include at least one phase 17? to extract residues RES of the third reaction r3, in which phase 17? to extract residues RES of the third reaction r3 ? after stage 16?? to extract carbon dioxide CO2.

In tal modo ? possibile preparare l?anidride carbonica CO2 senza residui RES di reazione. Thereby ? It is possible to prepare carbon dioxide CO2 without reaction RES residues.

In ulteriori forme realizzative, non illustrate, dopo la fase 16?? di estrarre anidride carbonica CO2, questa ? sottoposta ad una fase di liquefazione. In further embodiments, not shown, after step 16?? to extract CO2 carbon dioxide, this ? subjected to a liquefaction step.

L? anidride carbonica CO2 liquefatta ? poi, ad esempio stoccata, in bacini sotterranei o sottomarini o convertita almeno in parte in nuovi composti chimici, ad esempio in applicazioni di carbon capture & utilization (CCU). L? carbon dioxide liquefied CO2 ? then, for example stored, in underground or submarine basins or converted at least in part into new chemical compounds, for example in carbon capture & utilization (CCU) applications.

In ulteriori forme realizzative, non illustrate, dopo la fase 16? di estrarre idrogeno H2, questo ? sottoposto ad una fase di compressione, e ad una fase di liquefazione, per essere stoccato. In further embodiments, not shown, after step 16? to extract hydrogen H2, this ? subjected to a compression phase, and to a liquefaction phase, to be stored.

Con riferimento alla figura 6, la fase 17 di post processing comprende almeno una fase 17?? di aggiungere parte del combustibile RR1 a parte dell?idrogeno H2 per preparare un combustibile arricchito 18?. With reference to figure 6, the post processing phase 17 comprises at least one phase 17?? to add part of the fuel RR1 to part of the hydrogen H2 to prepare an enriched fuel 18?.

La quantit? di combustibile RR1 aggiunta definisce il grado di ?arricchimento? del combustibile fino al valore desiderato. The quantity? of fuel RR1 addition defines the degree of ?enrichment? fuel up to the desired value.

Ovverosia maggiore ? la quantit? in peso del combustibile RR1 aggiunto e maggiore ? il grado di arricchimento del combustibile. Or major? the quantity? by weight of fuel RR1 added and greater? the degree of enrichment of the fuel.

In tal modo ? possibile produrre combustibili con gradi di arricchimento differenti. Thereby ? It is possible to produce fuels with different degrees of enrichment.

Ad esempio, nel caso in cui il combustibile RR1 ? metano CH4, un diverso grado di arricchimento del combustibile permette di utilizzare le stesse infrastrutture esistenti (come ad esempio la rete SNAM di distribuzione del gas naturale) ma di produrre, all?utilizzo, minor emissioni di anidride carbonica grazie alla presenza di idrogeno. For example, if the fuel RR1 ? methane CH4, a different degree of fuel enrichment makes it possible to use the same existing infrastructures (such as the SNAM natural gas distribution network) but to produce, when used, lower carbon dioxide emissions thanks to the presence of hydrogen.

Con riferimento alla figura 7, la fase di post processing comprende la fase di predisporre almeno una unit? 19 di generazione di energia elettrica, e un reagente RR3. Il reagente RR3 ? una miscela comprendente il combustibile RR1. With reference to figure 7, the post processing phase includes the phase of preparing at least one unit? 19 of electricity generation, and a reagent RR3. The RR3 reagent? a mixture comprising fuel RR1.

In forme realizzative non illustrate, il reagente RR3 ? una miscela comprendente il combustibile RR1, almeno un componente RR2 e vapore d?acqua. In embodiments not shown, the RR3 reagent is a mixture comprising the fuel RR1, at least one component RR2 and water vapour.

Il reagente RR3 ? ad esempio metano o gas naturale al quale sono aggiunti comburenti e vapore d?acqua. The RR3 reagent? for example methane or natural gas to which oxidizing agents and water vapor are added.

Miscele di tal genere sono adatte per essere aggiunte a processi di combustione per controllare la temperatura di fiamma dei combustibili stessi. Mixtures of this kind are suitable for being added to combustion processes to control the flame temperature of the fuels themselves.

In tal modo ?, ad esempio, possibile utilizzare una turbina per gas naturale come turbina ad idrogeno. Thus, for example, it is possible to use a natural gas turbine as a hydrogen turbine.

Successivamente alla fase di predisporre almeno una unit? 19 di generazione di energia elettrica, e un reagente RR3, segue la fase di aggiungere almeno uno a scelta tra parte del combustibile RR1 e parte del terzo RR3 reagente, o una loro combinazione, secondo le rispettive fasi 17?? e 17???. After the phase of preparing at least one unit? 19 for generating electric energy, and a reactant RR3, follows the step of adding at least one of a choice between part of the fuel RR1 and part of the third reactant RR3, or a combination thereof, according to the respective steps 17?? and 17???.

L?aggiunta del primo RR1 e/o del terzo RR3 reagente all?idrogeno H2 ? utilizzata per preparare una miscela atta ad alimentare l?unit? 19 di generazione di energia elettrica 18??. The addition of the first RR1 and/or the third RR3 hydrogen reagent H2 ? used to prepare a mixture suitable for feeding the unit? 19 of electricity generation 18??.

Tali soluzioni hanno il vantaggio di non modificare in modo sostanziale gli attuali impianti di generazione di energia, con il beneficio di ridurre, fino ad annullare, le emissioni di CO2 relative al kWh di energia prodotto. Vantaggiosamente, nella produzione di combustibile per la produzione di energia 18??, i residui RES della terza reazione r3 comprendono azoto N2. These solutions have the advantage of not substantially modifying the current energy generation plants, with the benefit of reducing, up to zeroing, the CO2 emissions relating to the kWh of energy produced. Advantageously, in the production of fuel for energy production 18??, the residues RES of the third reaction r3 comprise nitrogen N2.

La presenza di azoto N2 nel combustibile arricchito 18? abbassa la temperatura di fiamma del combustibile stesso. The presence of nitrogen N2 in enriched fuel 18? lowers the flame temperature of the fuel itself.

In tal modo ? possibile avere un controllo sulla combustione per la produzione di energia elettrica 18??. L?unit? 19 di generazione elettrica ? selezionata, ad esempio, tra un turbocompressore, una turbina, un blocco di potenza, celle combustibile, o una loro combinazione. Con riferimento alla figura 3, ? illustrata, a titolo di esempio, il processo 1 nel caso in cui il combustibile RR1 ? metano CH4, il componente RR2 ? ossigeno O2, ovverosia RR2 ? un comburente. Thereby ? possible to have control over the combustion for the production of electricity 18??. The unit 19 of electricity generation ? selected, for example, from a turbocharger, turbine, power block, fuel cell, or combination thereof. Referring to figure 3, ? illustrated, by way of example, the process 1 in the event that the fuel RR1 ? methane CH4, the RR2 component? oxygen O2, i.e. RR2 ? an oxidizer.

In particolare, nella fase 9, fase 10 e nella fase 11, rispettivamente sono predisposti acqua H2O, metano CH4 e ossigeno O2. In particular, in phase 9, phase 10 and in phase 11, respectively, water H2O, methane CH4 and oxygen O2 are prepared.

Successivamente nella fase 12 avviene la combustione di parte del metano CH4 e di almeno parte dell?ossigeno O2 secondo la prima reazione r1 esotermica: Subsequently in phase 12 the combustion of part of the methane CH4 and at least part of the oxygen O2 takes place according to the first exothermic reaction r1:

CH4 2 O2 ? CO2 2 H2O (r1) CH4 2 O2 ? CO2 2 H2O (r1)

dove a e c sono pari a 1, mentre b e d sono pari a 2. I prodotti della prima reazione r1 comprendono anidride carbonica CO2 e acqua H2O. where a and c are equal to 1, while b and d are equal to 2. The products of the first reaction r1 include carbon dioxide CO2 and water H2O.

I prodotti della prima reazione r1 comprendono acqua H2O sotto forma di vapore e residui RES di reazione e fumi F caldi di combustione. The products of the first reaction r1 comprise water H2O in the form of steam and reaction residues RES and hot combustion fumes F.

I fumi F caldi di combustione comprendono anidride carbonica CO2 e idrogeno H2. The hot F fumes of combustion include carbon dioxide CO2 and hydrogen H2.

Dopo la fase 12, i fumi F caldi di combustione sono estratti nella fase 12? per alimentare e favorire la fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua. La fase 13 di effettuare almeno un reforming con vapore d?acqua di almeno parte della rimanente parte di metano CH4 con almeno parte dei fumi F caldi di combustione avviene secondo una seconda reazione r2 endotermica: After phase 12, are the hot combustion fumes F extracted in phase 12? to feed and support step 13 of reforming with steam. Phase 13 of carrying out at least one reforming with water vapor of at least part of the remaining part of methane CH4 with at least part of the hot combustion fumes F takes place according to a second endothermic reaction r2:

CH4 + H2O ? CO 3 H2 (r2) CH4 + H2O ? CO 3H2 (r2)

dove e, f e g sono pari a 1 e h ? pari a 3. where e, f and g are equal to 1 and h ? equal to 3.

I prodotti della seconda reazione r2 comprendono monossido di carbonio CO e idrogeno H2. The products of the second reaction r2 include carbon monoxide CO and hydrogen H2.

Ovverosia la fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua produce il syngas, una miscela di monossido di carbonio CO e idrogeno H2.That is, step 13 of performing a steam reforming produces syngas, a mixture of carbon monoxide CO and hydrogen H2.

La seconda reazione r2 comprende inoltre residui RES di reazione e acqua H2O. The second reaction r2 further comprises reaction residues RES and water H2O.

Un ulteriore vantaggio dato dall?aggiunta di fumi F caldi di combustione (ovverosia di H2O e CO2) alla fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua ? dato dal fatto che l?acqua H2O ? un reagente della seconda reazione r2. A further advantage given by the addition of hot F combustion fumes (ie H2O and CO2) to step 13 of carrying out a steam reforming ? given by the fact that the water H2O ? a reactant of the second reaction r2.

In tal modo si riduce la quantit? di acqua H2O da produrre e la stessa anidride carbonica CO2 pu? reagire con il metano CH4 con gli stessi catalizzatori, ad esempio a base di nichel. In this way the quantity is reduced? of water H2O to be produced and the same carbon dioxide CO2 pu? react with methane CH4 with the same catalysts, for example, based on nickel.

Tale reazione, detta di dry reforming, avviene secondo una quarta reazione r4: This reaction, called dry reforming, takes place according to a fourth reaction r4:

CO2 CH4 ? 2 H2 2 CO (r4) in cui l?anidride carbonica CO2 reagisce con il metano CH4. CO2 CH4 ? 2 H2 2 CO (r4) where carbon dioxide CO2 reacts with methane CH4.

I prodotti della quarta reazione r4 comprendono idrogeno H2 e monossido di carbonio CO. The products of the fourth reaction r4 include hydrogen H2 and carbon monoxide CO.

Nell?ambiente di reazione della seconda reazione r2, ovverosia nella fase 13 di effettuare un reforming, avviene anche la quarta reazione r4. In the reaction environment of the second reaction r2, i.e. in step 13 of carrying out a reforming, the fourth reaction r4 also takes place.

Tale situazione ? vantaggiosa per il processo 1 poich? migliora la quantit? di idrogeno H2 estratto dal processo 1. Such a situation? advantageous for the process 1 since? improve the quantity? of hydrogen H2 extracted from process 1.

Altro vantaggio ? dato dal fatto che la quarta reazione r4 riduce vantaggiosamente la fase di estrazione dell?anidride carbonica CO2, poich? la quarta reazione r4 consuma parte dell?anidride carbonica CO2. Other advantage? given by the fact that the fourth reaction r4 advantageously reduces the phase of extraction of carbon dioxide CO2, since? the fourth reaction r4 consumes part of the carbon dioxide CO2.

Dopo la fase 13, si passa alla fase 14 di effettuare almeno uno spostamento d?acqua del monossido di carbonio CO secondo una terza reazione r3 esotermica: After step 13, one passes to step 14 of carrying out at least one displacement of water of the carbon monoxide CO according to a third exothermic reaction r3:

CO H2O ? CO2 + H2 (r3) CO H2O ? CO2 + H2 (r3)

dove i, l, m e n sono pari a 1. where i, l, m and n are equal to 1.

I prodotti della terza reazione r3 comprendendo anidride carbonica CO2 e idrogeno H2. The products of the third reaction r3 comprising carbon dioxide CO2 and hydrogen H2.

I prodotti della terza reazione r3 comprendendo residui RES di reazione. The products of the third reaction r3 comprising reaction residues RES.

Dopo la fase 14, si passa alla fase 15 di produrre vapore d?acqua per alimentare almeno una fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua, sottraendo calore da almeno una fase 14 di effettuare uno spostamento d?acqua. Dopo la fase 15, si passa alla fase 16 di estrarre almeno uno tra l?anidride carbonica CO2 e l?idrogeno H2. After step 14, it passes to step 15 of producing steam to feed at least one step 13 of carrying out a reforming with water steam, subtracting heat from at least one step 14 of carrying out a displacement of water. After phase 15, one passes to phase 16 of extracting at least one of the carbon dioxide CO2 and the hydrogen H2.

L?esempio relativo al metano CH4 di figura 3 coinvolge fasi che si ripetono una pi? volte. The example relating to methane CH4 in figure 3 involves phases which are repeated over and over? times.

In forme realizzative non illustrate, le fasi 13, 14 e 15 sono essere ripetute una sola volta. In embodiments not shown, steps 13, 14 and 15 are to be repeated only once.

Tali soluzioni sono preferibili, ad esempio, per impianti di piccole dimensioni, di piccole portate o in cui il rendimento finale non ? considerato un parametro di essenziale del processo. These solutions are preferable, for example, for small-sized plants, with small flow rates or in which the final efficiency is not? considered an essential parameter of the process.

In forme realizzative non illustrate le fasi di effettuare almeno un reforming con vapore d?acqua e di effettuare almeno uno spostamento d?acqua hanno un diverso ordine, in modo da efficientare il processo 1 in termini di quantit? di anidride carbonica CO2 e idrogeno H2 estratti al termine del processo a seconda del tipo di combustibile RR1 e componente RR2 impiegati. In embodiments not shown, the steps of carrying out at least one reforming with steam and of carrying out at least one displacement of water have a different order, so as to make process 1 more efficient in terms of quantity of water. of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2 extracted at the end of the process depending on the type of fuel RR1 and component RR2 used.

I prodotti della prima r1, della seconda r2 e della terza r3 reazione sono estratti a valle della rispettiva fase 12 di bruciare parte di RR1 e RR2, 13 di effettuare almeno un reforming con vapore d?acqua e 14 di effettuare almeno uno spostamento d?acqua, una o pi? volte. The products of the first r1, second r2 and third r3 reactions are extracted downstream of the respective phase 12 of burning part of RR1 and RR2, 13 of carrying out at least one reforming with steam and 14 of carrying out at least one displacement of? water, one or more times.

Tali estrazioni definiscono le estrazioni intermedie del processo 1. These extractions define the intermediate extractions of process 1.

Le estrazioni intermedie permettono di massimizzare l?efficienza del processo di conversione di combustibile in correnti separate di anidride carbonica CO2 e di idrogeno H2. Intermediate extractions make it possible to maximize the efficiency of the fuel conversion process into separate streams of carbon dioxide CO2 and hydrogen H2.

Il processo 1 secondo l?invenzione raggiunge gli scopi prefissi e consegue importanti vantaggi. The process 1 according to the invention achieves the intended aims and achieves important advantages.

Un primo vantaggio del processo ? dato dal fatto ? possibile separare l?anidride carbonica in condizioni favorevoli cio? a pressione e/o frazione molare pi? elevata rispetto ai processi di post-combustione. A first advantage of the process? given by the fact ? is it possible to separate the carbon dioxide in favorable conditions cio? at pressure and/or mole fraction pi? high compared to post-combustion processes.

Altro vantaggio secondo l?invenzione ? rappresentato dalla possibilit? di adattare il processo a diverse situazioni di impiego. Another advantage according to the invention? represented by the possibility to adapt the process to different situations of use.

Un altro vantaggio della presente invenzione ? quello di realizzare un processo facilmente modificabile e adattabile anche ai processi convenzionali, come ad esempio nel caso delle turbine a gas. Another advantage of the present invention ? that of creating a process that can be easily modified and adapted also to conventional processes, such as for example in the case of gas turbines.

Altro vantaggio del processo secondo l?invenzione ? dato dalla scalabilit?, ovverosia il processo 1 ? replicabile anche in diverse dimensioni, pur mantenendo le caratteristiche di versatilit? e flessibilit?. Another advantage of the process according to the invention? given by the scalability?, that is, the process 1 ? also replicable in different sizes, while maintaining the characteristics of versatility? and flexibility.

Ulteriore vantaggio ? dato dalla riduzione di emissione di anidride carbonica CO2 dei prodotti a base di idrogeno H2 ottenuto col processo oggetto della presente invenzione. Additional advantage? given by the reduction of carbon dioxide CO2 emissions of the products based on hydrogen H2 obtained with the process object of the present invention.

Il processo 1 pu? essere vantaggiosamente impiegato in settori ad elevata produzione di anidride carbonica, migliorando l?impronta ecologica della aziende operanti, ad esempio, nel settore del trasporto, del petrolchimico e della produzione di energia, come nel caso dei cicli combinati a gas naturale (NGCC). The process 1 can? be advantageously used in sectors with a high production of carbon dioxide, improving the ecological footprint of companies operating, for example, in the transport, petrochemical and energy production sectors, as in the case of natural gas combined cycles (NGCC).

Altro vantaggio del processo oggetto della presente invenzione ? dato dal fatto che la maggior parte del combustibile RR1 non ? sottoposta alla fase 12 in cui avviene la combustione. Another advantage of the process object of the present invention ? given by the fact that most of the fuel RR1 is not ? subjected to phase 12 in which combustion takes place.

Infatti, il combustibile RR1, sottoposto al processo oggetto della presente invenzione, viene epurato della quantit? di anidride carbonica CO2 in esso contenuta in modo che, le successive lavorazione del prodotto ottenuto dal processo 1, sviluppino una inferiore quantit? di anidride carbonica CO2, al limite nulla. Ulteriore vantaggio ? dato dal fatto che ? possibile efficientare il processo di reforming con vapore d?acqua suddividendo il processo per fasi, riducendo la quantit? dei fumi F caldi di combustione da introdurre in ogni fase 13 di effettuare un reforming con vapore d?acqua. Altro vantaggio ? dato dal fatto che il controllo pi? puntuale della temperatura nelle diverse fasi del processo migliora il rendimento termodinamico ed evita la formazione di punti caldi. In fact, the fuel RR1, subjected to the process object of the present invention, is purged of the quantity? of carbon dioxide CO2 contained in it so that, the subsequent processing of the product obtained from process 1, develop a lower quantity? of carbon dioxide CO2, zero at the limit. Additional advantage? given by the fact that ? Is it possible to make the steam reforming process more efficient by dividing the process into phases, reducing the quantity? of the hot combustion fumes F to be introduced in each phase 13 of carrying out a reforming with steam. Other advantage? given by the fact that the control pi? punctual of the temperature in the various phases of the process improves the thermodynamic efficiency and avoids the formation of hot spots.

Ulteriore vantaggio ? dato dal fatto che ? possibile avere un controllo pi? puntuale sul tasso di conversione di ogni singola reazione, r1, r2, e r3, del processo e di conseguenza agire in modo da portare ogni reazione quanto pi? vicino possibile all?equilibrio termodinamico di conversione, che corrisponde al limite termodinamico invalicabile. Additional advantage? given by the fact that ? is it possible to have more control? punctual on the conversion rate of each single reaction, r1, r2, and r3, of the process and consequently act in order to bring each reaction as much as possible? close as possible to the conversion thermodynamic equilibrium, which corresponds to the insurmountable thermodynamic limit.

Altro vantaggio del processo 1 nella configurazione a pi? stadi ? dato dall?aumento dell?effetto di cattura dell?anidride carbonica CO2 e di produzione di H2 nelle fasi terminali del processo. Another advantage of the process 1 in the pi configuration? stadiums ? given by the increase in the effect of capturing carbon dioxide CO2 and producing H2 in the final stages of the process.

L?aumento dell?effetto di cattura ? dato dal fatto che l?anidride carbonica CO2 nella fase 16?? viene estratta in concentrazioni non trascurabili da un gas in pressione. The increase of the capture effect ? given by the fact that? CO2 carbon dioxide in phase 16?? it is extracted in non-negligible concentrations from a gas under pressure.

Vantaggio ulteriore ? rappresentato dalla possibilit? di adattare il processo anche ad impianti industriali gi? in uso, potendo usufruire della versatilit? del processo 1 per realizzare soluzioni di retrofit. Additional advantage? represented by the possibility to adapt the process also to industrial plants already? in use, being able to take advantage of the versatility? of process 1 to create retrofit solutions.

Ad esempio, il processo oggetto della presente invenzione ? adatto per la produzione combinata di idrogeno puro ed energia elettrica prodotta da un turbogas alimentato da combustibili arricchiti. For example, the process object of the present invention ? suitable for the combined production of pure hydrogen and electricity produced by a gas turbine powered by enriched fuels.

Ulteriore vantaggio della presente invenzione ? la possibilit? di disporre di un processo per la produzione di correnti decarbonizzate di idrogeno H2, ovverosia tali da essere ottenute a partire da prodotti combustibili da cui ? separata l?anidride carbonica. Further advantage of the present invention? the possibility? to have a process for the production of decarbonised streams of hydrogen H2, i.e. such as to be obtained starting from combustible products from which ? separate the carbon dioxide.

Altro vantaggio ancora ancora ? dato dalla conversione di combustibili, come ad esempio i combustibili fossili, in miscele a basso impatto ambientale. Still another advantage? given by the conversion of fuels, such as fossil fuels, into mixtures with low environmental impact.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI 1. Processo di conversione di combustibile (RR1) in correnti separate di anidride carbonica (CO2) e di idrogeno (H2), comprendente le fasi di:1. Process of conversion of fuel (RR1) into separate streams of carbon dioxide (CO2) and hydrogen (H2), including the steps of: - predisporre un combustibile (RR1), un componente (RR2), e acqua (H2O);- prepare a fuel (RR1), a component (RR2), and water (H2O); - bruciare parte di detto combustibile (RR1) e almeno parte di detto componente (RR2) secondo una prima reazione (r1) esotermica, detta prima reazione (r1) comprendendo tra i prodotti di reazione fumi (F) caldi di combustione;- burning part of said fuel (RR1) and at least part of said component (RR2) according to a first exothermic reaction (r1), said first reaction (r1) comprising among the reaction products hot combustion fumes (F); - effettuare un reforming con vapore d?acqua di almeno parte della rimanente parte di detto combustibile (RR1) con parte di detta acqua (H2O) e parte di detti fumi (F) caldi di combustione secondo una seconda reazione (r2) endotermica, detta seconda reazione (r2) comprendendo tra i prodotti di reazione monossido di carbonio (CO) e idrogeno (H2);- carry out a steam reforming of at least part of the remaining part of said fuel (RR1) with part of said water (H2O) and part of said hot combustion fumes (F) according to a second endothermic reaction (r2), called second reaction (r2) comprising among the reaction products carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2); - effettuare uno spostamento d?acqua di parte di detto monossido di carbonio (CO) con parte di detta acqua (H2O) secondo una terza reazione (r3) esotermica, detta terza reazione (r3) comprendendo tra i prodotti di reazione anidride carbonica (CO2) e idrogeno (H2);- carry out a water displacement of part of said carbon monoxide (CO) with part of said water (H2O) according to a third exothermic reaction (r3), said third reaction (r3) comprising among the reaction products carbon dioxide (CO2 ) and hydrogen (H2); - produrre vapore d?acqua per alimentare almeno una di detta fase di effettuare un reforming con vapore d?acqua;- producing steam to feed at least one of said step of carrying out a reforming with steam; - estrarre almeno uno tra detta anidride carbonica (CO2) e detto idrogeno (H2), detta anidride carbonica (CO2) estratta e detto idrogeno (H2) estratto definendo una rispettiva corrente.- extracting at least one of said carbon dioxide (CO2) and said hydrogen (H2), said extracted carbon dioxide (CO2) and said extracted hydrogen (H2) defining a respective stream. 2. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di bruciare parte di detto combustibile (RR1) e almeno parte di detto componente (RR2) comprende la fase di estrarre parte di detti fumi (F) caldi di combustione.2. Process according to claim 1, characterized in that said step of burning part of said fuel (RR1) and at least part of said component (RR2) comprises the step of extracting part of said hot combustion fumes (F). 3. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di produrre vapore d?acqua comprende le fasi di:3. Process according to claim 1, characterized in that said step of producing steam comprises the steps of: - estrarre calore da almeno una fase tra le fasi di effettuare un reforming con vapore e effettuare uno spostamento d?acqua;extracting heat from at least one phase between the phases of performing a steam reforming and performing a water displacement; - riscaldare e vaporizzare parte di detta acqua (H2O) con detto calore estratto.- heating and vaporizing part of said water (H2O) with said extracted heat. 4. Processo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta la fase di estrarre calore avviene a monte dell?ambiente della terza reazione (r3), a valle dell?ambiente della terza reazione (r3), entro l?ambiente della terza reazione (r3) o una loro combinazione per almeno una di detta fase di effettuare uno spostamento d?acqua.4. Process according to claim 3, characterized in that said step of extracting heat takes place upstream of the environment of the third reaction (r3), downstream of the environment of the third reaction (r3), within the environment of the third reaction (r3) or a combination thereof for at least one of said steps of effecting a water displacement. 5. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il rapporto in peso tra la detta rimanente parte di detto combustibile (RR1) e la parte di detto combustibile (RR1) di detta fase di bruciare ? compreso tra 3 e 10.5. Process according to claim 1, characterized in that the weight ratio between said remaining part of said fuel (RR1) and the part of said fuel (RR1) of said burning phase ? between 3 and 10. 6. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di estrarre idrogeno (H2) dai prodotti di almeno una di dette seconda (r2) e terza (r3) reazione di dette rispettive fasi di effettuare un reforming di vapore d?acqua e effettuare uno spostamento d?acqua per aumentare il tasso di conversione di detta rispettiva seconda (r2) e terza (r3) reazione.6. Process according to claim 1, characterized in that it comprises a step of extracting hydrogen (H2) from the products of at least one of said second (r2) and third (r3) reactions of said respective steps of carrying out a reforming of steam d? water and effecting a water displacement to increase the conversion rate of said respective second (r2) and third (r3) reactions. 7. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di produrre vapore d?acqua comprende una fase di modulare la quantit? di vapore d?acqua che alimenta almeno una di detta fase di effettuare un reforming per controllare almeno una di detta seconda reazione (r2), in cui detta quantit? di vapore d?acqua ? tale per cui il rapporto steam-to-carbon (f/e) di detta seconda reazione (r2) ? compreso tra 2 e 5.7. Process according to claim 1, characterized in that said step of producing steam of water comprises a step of modulating the quantity? of steam which feeds at least one of said phase of carrying out a reforming to control at least one of said second reaction (r2), in which said quantity? of steam? water? such that the steam-to-carbon ratio (f/e) of said second reaction (r2) ? between 2 and 5. 8. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di pretrattamento, detta fase di pretrattamento comprendendo una fase di gassificazione di detto combustibile (RR1) per portare almeno parte di detto combustibile (RR1) in uno stato gassoso prima di avviare il processo.8. Process according to claim 1, characterized in that it comprises a pretreatment step, said pretreatment step comprising a gasification step of said fuel (RR1) to bring at least part of said fuel (RR1) into a gaseous state before starting the process. 9. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto combustibile (RR1) ? un combustibile scelto nel gruppo comprendente metano, gas naturale, gas naturale liquido (LNG), biogas, carbone, biomasse, miscela contenente metano, metanolo, propano, diesel, combustibile per aeromobili, cherosene, ammoniaca, combustibile fossile o una loro combinazione.9. Process according to claim 1, characterized in that said fuel (RR1) is a fuel selected from the group including methane, natural gas, liquid natural gas (LNG), biogas, coal, biomass, methane-containing blend, methanol, propane, diesel, aircraft fuel, kerosene, ammonia, fossil fuel, or a combination thereof. 10. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto componente (RR2) ? un componente scelto nel gruppo comprendente ossigeno, aria, vapore d?acqua, acqua o una loro combinazione.10. Process according to claim 1, characterized in that said component (RR2) ? a component selected from the group comprising oxygen, air, steam, water, or a combination thereof. 11. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno una di dette prima (r1), seconda (r2) e terza (r3) reazione comprendono residui (RES) di reazione comprendenti azoto (N2).11. Process according to claim 1, characterized in that at least one of said first (r1), second (r2) and third (r3) reactions comprise reaction residues (RES) comprising nitrogen (N2). 12. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di estrarre almeno uno tra detta anidride carbonica (CO2) e detto idrogeno (H2) comprende la fase di predisporre almeno una unit? di estrazione per estrarre detta corrente di anidride carbonica (CO2) e detta corrente di idrogeno (H2).12. Process according to claim 1, characterized in that said step of extracting at least one of said carbon dioxide (CO2) and said hydrogen (H2) comprises the step of preparing at least one unit? of extraction for extracting said stream of carbon dioxide (CO2) and said stream of hydrogen (H2). 13. Processo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di post processing dopo detta fase di estrarre almeno uno tra detta anidride carbonica (CO2) e detto idrogeno (H2). 13. Process according to claim 1, characterized in that it comprises a post-processing step after said step of extracting at least one of said carbon dioxide (CO2) and said hydrogen (H2).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861441A (en) * 1996-02-13 1999-01-19 Marathon Oil Company Combusting a hydrocarbon gas to produce a reformed gas
EP1603831B1 (en) * 2003-03-16 2012-04-18 Kellogg Brown & Root, Inc. Partial oxidation reformer-reforming exchanger arrangement
US20170327444A1 (en) * 2015-05-01 2017-11-16 Velocys Technologies, Ltd. Process for operating an integrated gas-to-liquids facility
US20170369312A1 (en) * 2014-11-25 2017-12-28 Haldor Topsøe A/S A process for generation of snthesis gas by flue gas recycle
WO2020047620A1 (en) * 2018-09-03 2020-03-12 Todor Todorov Generation of syngas for hydrogen production by steam reforming of hydrocarbons applying a process of complete combustion of a fuel gas stream in autothermal reforming

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861441A (en) * 1996-02-13 1999-01-19 Marathon Oil Company Combusting a hydrocarbon gas to produce a reformed gas
EP1603831B1 (en) * 2003-03-16 2012-04-18 Kellogg Brown & Root, Inc. Partial oxidation reformer-reforming exchanger arrangement
US20170369312A1 (en) * 2014-11-25 2017-12-28 Haldor Topsøe A/S A process for generation of snthesis gas by flue gas recycle
US20170327444A1 (en) * 2015-05-01 2017-11-16 Velocys Technologies, Ltd. Process for operating an integrated gas-to-liquids facility
WO2020047620A1 (en) * 2018-09-03 2020-03-12 Todor Todorov Generation of syngas for hydrogen production by steam reforming of hydrocarbons applying a process of complete combustion of a fuel gas stream in autothermal reforming

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