MXPA04007823A - Metodo y unidad para la produccion de hidrogeno desde un gas de carga rico en hidrogeno. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un metodo y una unidad para la produccion de hidrogeno a partir de un gas de carga rico en hidrogeno. De acuerdo con la invencion, se usan N adsorbedores y en intervalos de cada uno de dichos adsorbedores siguiendo un ciclo, que comprende: una fase de adsorcion a una presion de ciclo alta (PH) y una fase de regeneracion, que consiste de una etapa de despresurizacion, una etapa de levigacion a una presion de ciclo baja (PB) y una etapa de represurizacion. Durante la etapa de despresurizacion se realiza el equilibrio de la presion parcial, entre un adsorbedor, en el inicio de la despresurizacion concurrente y un absorbedor en la etapa de represurizacion, hasta que la presion del adsorbedor en el inicio de la despresurizacion concurrente alance una presion de equilibrio parcial (Pparcial) y el flujo que sale del adsorbedor se somete a la despresurizacion concurrente, la cual tiene una presion menor que la presion de equilibrio parcial (Pparcial), se envia al adsorbedores en la etapa de levigacion. Ademas, al menos una parte del flujo que sale de los absorbedores en la fase de regeneracion es reciclada por comprimir dicha parte hasta que se alcance la presion de ciclo alta (PH) y suministrar los adsorbedores en la adsorcion con dicha parte reciclada. La invencion es adecuada para purificar el hidrogeno y para recuperar el hidrogeno desde la red de combustible de baja presion.

Description

MÉTODO Y UNIDAD PARA LA PRODUCCIÓN DE HIDRÓGENO DESDE UN GAS DE CARGA RICO EN HIDRÓGENO La presente invención se refiere a un método para producir hidrógeno desde una mezcla de carga rica en hidrógeno . En la actualidad, la recuperación del hidrógeno desde una mezcla de carga se logra, generalmente, por medio de una unidad de tratamiento de adsorción del tipo Adsorción Modulada por Presión ("PSA") . Esta unidad emplea un método en el cual se usa al menos un adsorbedor, que sigue un ciclo donde hay, sucesivamente, una fase de adsorción, sustancialmente a una presión de ciclo elevada, y una fase de regeneración, que comprende cuando menos una etapa de despresurización a una presión de ciclo baja y una etapa de represurización a una presión de ciclo alta. Las presiones serán indicadas subsiguientemente en bares absolutos. De acuerdo con la composición del gas de carga, una unidad de PSA convencional tiene la capacidad de producir un flujo de hidrógeno sustancialmente puro (con un contenido de hidrógeno arriba del 95%) a alta presión, pero exhibe el defecto de estar limitada a un rendimiento del hidrógeno de alrededor del 90%, aún en el caso que la mezcla de carga que sea muy rica en hidrógeno (por ejemplo con un contenido de hidrógeno entre el 90 y el 98%) . En el caso de un gas de carga, que procede de una unidad reformadora del vapor de agua, el rendimiento del hidrógeno alcanzado por la unidad de PSA es generalmente del orden del 90%. Con el fin de exceder tal rendimiento, es necesario reducir el contenido del hidrógeno en los gases de desecho descargados de la unidad de PSA, debajo del 20%, lo cual en el presente tiempo sólo parece se puede lograr por el uso del adsorbentes selectivos que sean muy adecuados al gas de carga que se va a tratar y, por lo tanto, son costosos. Asimismo, un método mejorado de recuperación del hidrógeno se conoce del documento EP-A-1 023 934, que consiste en el reciclado, dentro de una unidad de PSA, una parte variable de los gases de desecho, que vienen desde la unidad de PSA, dentro del gas de carga. Más precisamente, en este documento, la fase de regeneración comienza con una primera subetapa de despresurización concurrente, equilibrando completamente la presión con un adsorbedor, durante la represurización, seguido por una segunda subetapa de despresurización concurrente, durante la cual el gas que viene desde el adsorbedor en la segunda subetapa de despresurización concurrente, se usa como un gas para la levigación del material adsorbente de otro adsorbedor. El flujo que deja este último adsorbedor, durante la levigación, es luego comprimido a la presión de ciclo alta, con el fin de mezclarse con el gas que alimenta la unidad de PSA. Tal arreglo para el ciclo de operación de una unidad de PSA asegura el reciclado de parte de los gases de desecho, que son ricos en hidrógeno, a un grado variable. Sin embargo, tal reciclado puede probarse es perjudicial a la productividad de la unidad de PSA. El objeto de la presente invención es proporcionar un método del tipo antes descrito, que mejora la recuperación del hidrógeno desde un gas de carga dado, mientras mantiene constante, o aún mejora, la productividad de la unidad de PSA, realizando este método y/o mientras reduce la inversión general en esta unidad. Para este fin, la invención se refiere a un método para producir hidrógeno desde una mezcla de carga principal rica en hidrógeno, en a cual se usan N adsorbedores , con N siendo mayor o igual a uno, cada uno siguiendo con un retardo de tiempo de un ciclo, donde hay, sucesivamente, una fase de adsorción sustancialmente a una presión de ciclo alta y una fase de regeneración, esta fase de regeneración comprende una etapa de despresurización a una presión de ciclo baja, que incluye una subetapa de despresurización, una etapa de levigacion a la presión de ciclo baja, y una etapa de represurización a la presión de ciclo alta, en que todo el flujo o flujos, que dejan el adsorbedor o adsorbedores , durante la despresurización concurrente, se envían al adsorbedor o adsorbedores, durante la etapa de levigacion, y en que al menos parte del flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores, en la fase de regeneración, es o son reciclados, comprimiendo dicha parte reciclada a la presión de ciclo alta y alimentando el adsorbedor o adsorbedores en la fase de adsorción con dicha parte reciclada . La invención también se refiere a un método para la producción del hidrógeno desde una mezcla de carga principal, rica en hidrógeno, en que se usan N adsorbedores, con N siendo mayor o igual a uno, cada uno siguiendo con un retardo de tiempo de un ciclo, donde hay, sucesivamente, una fase de adsorción sustancialmente a una presión de ciclo alta y una fase de regeneración, esta fase de regeneración comprende una subetapa de despresurización a una presión de ciclo baja, que incluye una subetapa de despresurización concurrente, una etapa de levigación a la presión dé ciclo baja, y una etapa de represurización a la presión de ciclo alta, en que, durante la etapa de despresurización, se lleva a cabo un equilibrio de las presiones, entre al menos un adsorbedor y el inicio de la despresurización concurrente y al menos un adsorbedor en la etapa de represurización, hasta que la presión del adsorbedor en el inicio de la despresurización concurrente es llevada a una presión de equilibrio parcial, estrictamente debajo de la presión de ciclo alta, y el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la despresurización concurrente, de la cual la presión está debajo de dicha presión de equilibrio parcial y se envían al adsorbedor o adsorbedores en la etapa de levigación, y en que al menos parte del flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la fase de regeneración se reciclan, comprimiendo dicha parte reciclada a la presión de ciclo alta y alimentando el adsorbedor o adsorbedores en la fase de adsorción con dicha parte reciclada. De acuerdo con otras características de estos métodos, tomadas en forma aislada o de acuerdo con todas las combinaciones posibles técnicamente: - durante la fase de adsorción, hay, en una forma sucesiva, una etapa, sustancialmente a la presión de ciclo alta, para tratar por medio de la adsorción la mezcla de carga principal, y una etapa, sustancialmente a la misma presión de ciclo alta, para tratar por medio de la adsorción la parte reciclada comprimida del flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores, durante la fase de regeneración; - la etapa de despresurización incluye, después de la subetapa de despresurización concurrente, una subetapa de despresurización en contracorriente, y el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en el inicio de la subetapa de despresurización en contracorriente es o son reciclados, al menos parcialmente; el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores al final de la etapa de levigación, es o son reciclados, al menos parcialmente - el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la despresurización en contracorriente, durante el primer tercio de la subetapa de despresurización en contracorriente, y/o el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la levigación, durante los últimos dos tercios de la etapa de levigación, es o son reciclados, al menos parcialmente; - la fase de adsorción comprende, después de la etapa para el tratamiento de la mezcla de carga, una etapa a la presión de ciclo alta, para el tratamiento por adsorción de al menos un gas de carga suplementario, con un contenido en hidrógeno menor de aquel de dicha mezcla de carga, la etapa para tratar dicho gas suplementario siendo colocada después de la etapa de tratar la parte reciclada del flujo o flujo que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la fase de regeneración, cuando el contenido de hidrógeno de dicho gas suplementario está debajo de dicha parte reciclada, o colocado antes de la etapa para tratar el segundo gas de carga, cuando el contenido de hidrógeno de dicho gas suplementario está arriba de dicha parte reciclada; y - un gas combustible, con un contenido de hidrógeno debajo de aquel de la mezcla de carga se mezcla con la parte reciclada del flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores, en la fase de regeneración. La invención también se refiere a una unidad para producir hidrógeno desde una mezcla principal rica en hidrógeno, la cual comprende N adsorbedores, con N siendo mayor o igual a uno, cada uno siguiendo con un retado de tiempo de un ciclo, donde hay, sucesivamente, una fase de adsorción sustancialmente a una presión de ciclo alta, y una fase de regeneración, esta fase de regeneración comprende una etapa de despresurización a una presión del ciclo baja, que incluye una subetapa de despresurizacion en contra-corriente, una etapa de levigación a una presión de ciclo baja, y una etapa de represurización a la presión de ciclo alta, dicha unidad se asocia con una red de gas combustible, esta unidad incluye una línea para reciclar al menos uno de los flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la fase de regeneración, provisto con un compresor de reciclado, y un ramal adaptado para así transportar parte del gas combustible desde la red de gas de combustible a dicha línea de reciclado. La invención se comprenderá mejor de la lectura de la siguiente descripción, dada solamente en forma de ejemplo, con referencia a los dibujos, en los cuales: la Figura 1 es una vista esquemática de una unidad de PSA; la Figura 2 es un diagrama de un ciclo de operación de la unidad de la Figura 1, de acuerdo con un aspecto de la invención; la Figura 3 es una tabla de datos que corresponden al desempeño de las unidades para producir hidrógeno, de acuerdo con la técnica anterior y de acuerdo con la invención; la Figura 4 es un diagrama de operación, similar a aquel de la Figura 2, de una variante del método de acuerdo con la invención; la Figura 5 es un diagrama que ilustra la influencia de un parámetro del ciclo de la Figura 4, en el consumo de energía y productividad de una unidad de PSA, para el desempeño del ciclo de la Figura 4 ; la Figura 6 es una vista esquemática de una instalación para producir hidrógeno, que incluye una unidad para la realización de un ciclo, de acuerdo con la invención; - la Figura 7 es una vista esquemática de una instalación para la producción combinada de hidrógeno y monóxido de carbono, que incluye una unidad para el desempeño de un ciclo, de acuerdo con la invención; - la Figura 8 es una vista esquemática de una instalación de hidrodesulfuración de hidrocarburos, que incluye una unidad para la producción de hidrógeno, para el desempeño de un ciclo de acuerdo con la invención; - la Figura 9 es una vista similar a la Figura 1, de una variante de dicha unidad, de acuerdo con la invención; Y la Figura 10 es un diagrama del ciclo de operación de la unidad de la Figura 9, con transporte de una carga secundaria de presión baja.

En la Figura 1, una unidad 1 se muestra para producir hidrógeno desde un gas rico en hidrógeno, por ejemplo instalado en una refinería de petróleo. Como un ejemplo, este gas de carga contiene el 75% en volumen de hidrógeno e impurezas, es decir el 11% de metano, 7% de etano, 4$ de propano, 2.9% de butano y 0.1% de sulfuro de hidrógeno (H2S) . Tal gas de carga viene de una unidad de reforma catalítica y está disponible a una presión de alrededor de 26 bares. Varios ejemplos de tipos de este gas se explicarán más adelante, en particular con respecto a las Figuras G a 8. La unidad 1 se adapta para así producir, desde el gas de carga, conducido a través de la línea 2, un flujo de hidrógeno de alta pureza (con un contenido de hidrógeno arriba del 99% en volumen) por medio de la línea de salida 3, mientras descarga del mismo un flujo de gas de desecho a través de una línea 4 de descarga, diseñada para estar conectada a una red de evacuación presente de alrededor de 6 bares, instalada en las refinerías del petróleo.

La unidad 1 incluye un aparato 5 de purificación de adsorción, provisto con una línea de reciclado 6. Esta línea de reciclado es provista, desde corriente arriba a corriente abajo, con un tanque 7 de mezcla y un aparato 8 de compresión, por ejemplo un compresor. Haciendo referencia a la técnica anterior, . la unidad 1 incluye un compresor opcional 9, dibujado en líneas de puntos, en la línea 4 de desecho. Este compresor 9 está dedicado típicamente a llevar el flujo a través de la línea 4 a una presión de alrededor de 6 bares, en la red de evacuación, si esta es una presión insuficiente. Una de las características de la invención es distribuir con este compresor 9, con el compresor 8 de preferencia, como será explicado abajo. El aparato de purificación 5 comprende seis adsorbedores Rl a R6 , cada uno conteniendo un material adsorbente, adaptado para fijar las impurezas por adsorción ( hidrocarburos y sulfuro de hidrógeno) contenidas en la mezcla de carga. Diferentes tipos de materiales adsorbentes pueden ser considerados, tal como los carbonos activados, geles de sílice y/o tamices moleculares. El aparato o de purificación 5 es del tipo de PSA. Comprende para este fin líneas, válvulas y medios de control, no mostrados, adaptaos para así causar que cada adsorbedor R a R6, siga un ciclo de período T, el cual consiste de seis tiempos de fase de sustancialmente la misma duración y de los cuales un primer ejemplo se muestra en la Figura 2. Considerando que el ciclo mostrado se aplica desde el instante t = 0, hasta t = T, en el adsorbedor R6, la operación del adsorbedor R5 se deduce de esto por un retardo de tiempo de T/6, del adsorbedor R4 por un retardo de tiempo de 2T/6, etc., hasta el adsorbedor Rl por un retardo de tiempo de 5T/6. Por una dualidad del tiempo de fase y el adsorbedor, estas cantidades se consideran que, en la Figura 2, el adsorbedor R6 sigue el tiempo de la primera fase mostrado en los instantes de t = 0 y t = T/6 , el adsorbedor R5 sigue el segundo tiempo de fase, mostrado entre el instante t = T/6 y t = 2T/6 etc., al adsorbedor Rl , el cual sigue el sexto tiempo de fase, mostrado entre el instante t = 5T/6 y t = T.

En la Figura 2, donde los tiempos t son dados como abscisas y las presiones P como ordenadas, las líneas que apuntan a lo largo de las flechas indican los movimientos y destinos de las corrientes de gas y, además de la dirección de circulación en los adsorbedores Rl a R6 : cuando una flecha está en la dirección de las ordenadas crecientes (hacia la parte superior del diagrama) , la corriente se dice será concurrente en el adsorbedor. Si la flecha que apunta hacia arriba, está situada debajo de la línea, que indica la presión en el adsorbedor, la corriente entra en el adsorbedor a través del extremo de entrada de este adsorbedor, si la flecha, que punta hacia arriba, estásituada arriba de la línea que indica la presión, la corriente deja el adsorbedor a través del extremo de salida del adsorbedor, los extremo de entrada y salida siendo respectivamente aquellos del gas que se va a tratar y el gas retirado como una producción; cuando una flecha está en la dirección de las ordenadas que decrecen (hacia el fondo del diagrama) , la corriente se dice estará en contra-corriente en el absorbedor. Si la flecha que apunta hacia abajo está situada debajo de la línea que indica la presión del adsorbedor, la corriente deja el adsorbedor a través del extremo de entrada de este adsorbedor; si la flecha que apunta hacia abajo está situada arriba de la línea que indica la presión, la corriente entra en el adsorbedor a través del extremo de salida de este adsorbedor, los extremos de entrada y salida siendo aún aquellos del gas que se va a tratar y el gas retirado como producción. El extremo de entrada de los adsorbedores es su extremo inferior.

Por lo tanto, por ejemplo para el adsorbedor R6, el ciclo incluye una fase de adsorción de t = 0 a t = 2T/6 y una fase de regeneración de t = 2T/6 a t = T. Más precisamente, la fase de adsorción incluye: - - de t = 9 a t = T/6, una primera etapa para tratar el gas de carga durante el cual el hidrógeno impuro que se va a tratar llega a la entrada del adsorbedor, a través de la línea 2 en una presión de adsorción alta, con referencia PH en el ciclo, de alrededor de 26 bares. Un flujo sustancialmente puro de hidrógeno es luego retirado en la cabeza, a la mima presión, y alimenta parcialmente la línea de salida 3, el resto siendo transportado a otro adsorbedor durante una tapa de represurizacion subsiguientemente descrita; - de t = T/6 a t = 2T/6, una segunda etapa para tratar un gas que viene de la línea de reciclado 6, formada por la descarga del compresor 8, la cual lleva esta gas a la presión de adsorción PH. En la misma manera como en la etapa previa, parte del flujo del hidrógeno sustancialmente puro, retirado en la cabeza, constituye el flujo de producción en 3, el resto siendo transportado al adsorbedor durante la etapa de represurizacion referida anteriormente.

La fase de regeneración incluye, desde t = 2T/6 a t = 4T/6, una etapa de despresurizacion que comprende: - de t = 2T/6 hasta t = t2, t2 siendo mayor que 3T/5 y menor de 4T/6, una subetapa de despresurizacion concurrente. Más precisamente, de t = 2T/6 a t = ti, ti siendo menor de 3T/6, la salida desde el adsorbedor R6 se conecta a aquella del otro adsorbedor en el inicio de la etapa de represurización, descrita subsiguientemente, hasta que las presiones de los dos adsorbedores se equilibren, a una presión de equilibrio PE. Luego, de ti a t2, el flujo que deja el adsorbedor R6 concurrentemente se descomprime y transporta a la salida desde un adsorbedor en la etapa de levigación, descrita subsiguientemente; de t2 a t 4T/6, una subetapa de despresurizacion en contracorriente, durante la cual, de t2 a t3, el flujo que deja el adsorbedor R6 se transporta a la entrada de la línea 6 de reciclado y de t3 a t = 4T/6, el flujo que deja el adsorbedor se transporta a la línea 4 de desecho. Esta subetapa es continuada a la presión de ciclo baja, con referencia de PB, y puede tomar un valor entre 1.6 bares y 10 bares, preferiblemente 6 bares.

La fase de regeneración luego incluye, de t = 4T/6 a t = 5T/6, una etapa de levigacion, durante la cual el material adsorbente se purga por un gas de levigacion, con el fin de desorber casi todas las impurezas previamente adsorbidas. Esta etapa de levigación comprende: - de t= 4T/6 a t = t4, una subetapa de levigación de desechos, durante la cual el adsorbedor se purga en contracorriente, evacuando un gas de desecho a la presión baja PB, a través de la línea 4; y - de t4 a t = 5T/6, una subetapa de levigación hacia el reciclado, durante la cual el adsorbedor es también purgado en contracorriente, este tiempo forma un gas de reciclado en la presión baja PB, transportado a la entrada de la línea 6. Así, durante el inicio, es decir de t2 a t3 , de la subetapa de despresurización en contracorriente y durante la subetapa de levigación hacia el reciclado, la línea 6 recibe un gas más rico en hidrógeno que el gas transportado a la línea 4 de desechos, dicha cantidad solamente recicla el flujo, que viene en contracorriente desde los adsorbedores en la fase de regeneración, que son más ricos en hidrógeno, las impurezas se han desorbido principalmente en el final de la depresión en contracorriente y en el inicio de la levigación.

La duración de los intervalos [t/2:t3] y [t4/5T/6] puede ser modificada, de acuerdo con el volumen del gas deseado que entra en la línea 6 de reciclado. Una selección valiosa para el ciclo con 6 adsorbedores de la Figura 2, consiste en seleccionar t2 y t3 de modo que la duración del intervalo [t2;t3] es sustancialmente igual a un tercio de la subetapa de despresurizacion en contracorriente (es decir, la etapa se extiende desde t2 a 4T/6) , y la selección de t4 para que la duración del intervalo [t4:5T/6] sea sustancialmente igual a dos tercios de la etapa de levigacion (es decir, la etapa que se extiende desde 4T/6 a 5T/6) . Como una variante, no mostrada, t3 puede ser escogida igual a t2 , esta cantidad es sólo para tener disponible el flujo que deja el adsorbedor en la subetapa de levigacion hacia el reciclado, con el fin de alimentar la línea 6. Similarmente , t4 puede ser escogido igual a 4T/6 que hace posible reciclar a la línea 6 todos los flujos que vienen de los adsorbedores en la etapa de levigacion. Una vez que el gas desde la línea 6 se ha homogeneizado en el tanque 7 de mezcla, y comprimo desde la presión baja PB a la presión alta PH del ciclo por el compresor 8, forma el gas que alimenta el adsorbedor en la segunda etapa de tratamiento (de T/6 a 2T/6, como se describió antes) .

De nuevo tomando la descripción del ciclo de la Figura 2, la fase de regeneración incluye finalmente, desde t = 5T/6 a t = T, una etapa de represurización en contracorriente, durante la cual el adsorbedor recibe parte del flujo que viene desde los adsorbedores en la fase de adsorción. Además, de t = 5T/6 a t = t5, el adsorbedor también recibe el flujo que viene desde el adsorbedor al inicio de la subetapa de despresurización concurrente, hasta que la presión del adsorbedor alcanza la presión PE de equilibrio total, la cual tiene un valor, por ejemplo, de alrededor de (PH + PB) /2. El gas de carga secundario transportador a través de la línea 6, está más agotado en hidrógeno que el gas de carga principal transportado a través de la línea 2, y estos dos gases de carga son asimétricos en términos del contenido en hidrógeno, cuando se alimentan sucesivamente a ada adsorbedor en la fase de adsorción. Esta asimetría hace posible lograr una productividad mayor de aquélla de un aparato de PSA, con un solo flujo de carga. Asimismo, esta ganancia es aún mayo ya que hay un aumento en el flujo reciclado, que viene de los adsorbedores del aparto 5, tomando en cuenta el hecho que esta asimetría es aumentada disminuyendo el contenido de hidrógeno del segundo gas de carga. Así, en lugar de tener el caso de la técnica anterior de un deterioro en la productividad, cuando la cantidad del gas reciclado es aumentada con el fin de amentar el rendimiento del hidrógeno de un aparato de PSA, se observa que se mantiene esta productividad. Otra característica de la invención será ahora descrita, aún con referencia a los elementos de la unidad mostrada en la Figura 1, pero, mientras se considera que esta unidad sigue varios ciclos de operación progresivamente detallados, algunos de estos ciclos se derivan de la técnica anterior y otros son de acuerdo con la invención. Para este fin, los resultados de la operación de las unidades de PSA son dados juntos en la Figura 3 con o sin el reciclado del flujo que viene de los adsorbedores, durante la regeneración, este flujo de reciclado siendo mezclado con o disociado del flujo de carga principal, como será detallado progresivamente en la siguiente descripción. Las unidades consideradas operan con la mezcla de carga que tiene la composición detallada antes, y todas producen un flujo de hidrógeno sustancialmente puro (con un contenido de hidrógeno de alrededor del 99.5% en volumen y con un régimen de producción del orden de 1000 Nm3/h (metros cúbicos normales en una hora) . Su presión de regeneración baja PB es indicada en la tabla, de acuerdo con si estas unidades siguen un ciclo de presión baja PB de 1.6 o de 6 bares, como se explicó previamente . En la tabla de la Figura 3, lo siguiente se indica sucesivamente : - el % en volumen del hidrógeno en el flujo de producción desde la unidad de PSA considerada; - el rendimiento de extracción de presión elevada en hidrógeno, es decir la cantidad de hidrógeno contenida en el flujo de producción sobre la cantidad del hidrógeno contenido en el gas de carga principal (línea 2) ; - la potencia compresiva, en k , necesaria para operar la unidad de PSA considerada; - el volumen del adsorbente, en m3 , por adsorbedor, necesario para operar la unidad de PSA considerada; la productividad, en Nm3/m3/bar, la cual corresponde al número real de metros cúbicos normales de hidrógeno producidos por metro cúbico del adsorbente usado; y - el consumo de energía, en kW/(Nm3/h), el cual corresponde a la potencia compresiva por metro cúbico normal del gas producido por hora.

La columna 1 de la tabla de la Figura 3 corresponde a una unidad de PSA estándar, no mostrada, con seis adsorbedores que siguen un ciclo conocido sin reciclado (esta unidad de PSA, por lo tanto, no incluye un compresor de reciclado como el compresor 8 para la unidad 1 de la Figura 1) , que es difícil de colocar en operación por razón de su complejidad, aunque reconocido por su buen desempeño. Este es el caso, por ejemplo, para un ciclo denominado comúnmente el "ciclo 613", con un adsorbedor en la fase de adsorción y tres operaciones de equilibrio de presión totales, entre adsorbedores durante la despresurización concurrente y lo absorbedores durante la represurización. En el caso de un ciclo a la presión baja PB de 1.6 bares, un compresor es colocado necesariamente en la salida de la línea de desechos, tal como el compresor 9 para la unidad 1. La Columna II corresponde a la unidad 1 de la Figura 1, que sigue los ciclos de PSA para los cuales el compresor 8 de reciclado regresa un gas de reciclado a una presión alta PH que se mezcla con la carga principal de la línea 2, antes de ser transportado al adsorbedor. Estos ciclos, denominados 613R y 612R ("R" para el reciclado) corresponden a un ciclo en seis adsorbedores con un adsorbedor durante la se de adsorción y con tres y dos, respectivamente, operaciones de equilibrio de presión totales, entre los adsorbedores durante dicha despresurización concurrente y los adsorbedores durante la represurización .

Al leer los dos ejemplos de la columna 1 individualmente, se notará que para una presión baja pequeña PB, el rendimiento del hidrógeno y la productividad son mucho mayores que aquéllas para una presión baja PB mayor. Es en realidad bien conocido que la purificación del hidrógeno por la adsorción es favorecida por un diferencial alto de PH/PB en el ciclo de la unidad de PSA y que el valor alto de la presión alta es muy desfavorable para los ciclos estándar. Por otra parte, en la comparación de las columnas I y II, la operación con un ciclo en una presión baja PB, igual a aquélla de la red de descarga (6 bares) hace posible eliminar el compresor 9, el último siendo reemplazado por el compresor 8 de reciclado. Este compresor 8 hace posible tener buenos rendimientos del hidrógeno, mientras limita el consumo de energía de este compresor, que presuriza un gas a la presión alta PH desde una presión que está ya alrededor de 6 bares. Comparando los ciclos denominados 613 de 6 bares y 613R de la columna II, se hace posible señalar el hecho de pasar de 64 a 89% de rendimiento de HP sea costas de comprar un compresor y perder productividad. Se notará además que para el ciclo denominado 612R, una productividad de 0.27 Nm3/m3/bar se gana de nuevo para un rendimiento de hidrógeno mantenido en 89%, mientras también reduce la potencia del compresor 8. Una variante del ciclo de operación de la unidad de PSA 5 de la Figura 1 se muestra en la Figura 4. El ciclo de la Figura 4 es idéntico a aquel de la Figura 2, excepto que la presión total que equilibra el ciclo de la Figura 2, entre el adsorbedor en el inicio de la etapa de despresurización concurrente y el adsorbedor en el inicio de la subetapa de represurización, se reemplazan por la presión parcial que equilibra entre estos adsorbedores . Más precisamente, la Figura 4 ya no muestra la presión de equilibrio total PE, sino una presión de equilibrio parcial, referido como Pparciai, que corresponde a la presión a la cual el adsorbedor es disminuida en el inicio de la subetapa de despresurización concurrente (es decir, la presión del adsorbedor de el instante t = ti) . El valor de esta presión Pparciai es un parámetro que puede ser seleccionado del ciclo de la Figura 4. Hace posible definir una relación de presión de equilibrio parcial, con referencia r_¡_ de la siguiente fórmula PH - Pparcial r = Pparcial - PB Se notará que para una relación con un valor de 1, arcial tiene un valor de (PH + PB)/2, es decir el valor PE del ciclo de la Figura 2. Para r = 0, Pparciai = PH, que cuenta para tener un ciclo que no tiene una etapa de equilibrio de presión entre los adsorbedores antes mencionados. A la inversa, un ciclo con dos etapas de equilibrio tendrá una relación con un valor de 2, que corresponde a Pparciai = (PH + 2PB)/3, menor de aquélla de (PH + PB) /2 El ciclo de la Figura 4 hace posible tener una potencia de levigación mayor disponible, que en el ciclo de la Figura 2. En verdad, para una relación de r estrictamente menor de 1, el volumen de los flujos que vienen de los adsorbedores durante la despresurización concurrente y usados para la levigación del adsorbedor en la etapa de levigación, es mayor que los flujos de la misma naturaleza del ciclo de la Figura 2. Por lo tanto, la etapa de levigación es reforzada, lo cual promueve la regeneración del adsorbedor y, por lo tanto la productividad de la PSA. Asimismo, esta ganancia en la productividad compensa una extensión grande el aumento en la cantidad del hidrógeno reciclado a través de la línea 6, y no existe deterioro en el consumo de energía. Como una comparación, la columna III de la tabla de la Figura 3 , da el desempeño de la unidad 5 de la PSA de la Figura 1, que sigue: - cualquier ciclo de la Figura 4 con r = 0, (sin equilibrio de presión) , denominado 620R; - o el ciclo de la Figura 2, con r = 1 (una etapa de equilibrio de presión total) , denominado 621R; - o un ciclo con r = 2 (dos etapas de equilibrio de presión total) denominado 622R.

Asimismo, la Figura 5 muestra la influencia de la relación r en el consumo de energía y la productividad de la unidad 5 de la PSA, con un rendimiento constante y una pureza de hidrógeno constante del flujo de salida.. Se notará que cuanto más cercana sea la relación r a cero, mayor será el aumento en la productividad de la unidad de PSA, sin cualquier aumento significante en el consumo de energía (menor del 5%) . Esto se confirma tanto por los ejemplos de la columna II como la columna III de la Figura 3. Se entenderá que el ejemplo anterior no limita la invención para mejorar un ciclo con equilibrio en la presión total (Figura 2) , cambiando a un ciclo con equilibrio parcial o de "cero". En el caso de un ciclo más complejo, con tres etapas de equilibrio total, por ejemplo, pueden ser consideradas, sin apartarse del ámbito de la invención, para convertir este ciclo por reemplazar una o más de estas etapas de equilibrio totales a favor de las etapas de equilibrio parciales, o aún eliminando una o más de las etapas de equilibrio total. Un volumen muy grande de gas de regeneración está luego disponible, asegurando una levigación excelente del material adsorbente y formando, cuando menos parcialmente, un flujo de reciclado rico en hidrógeno. Las Figuras 6 a 8 muestran varios ejemplos de instalaciones que incorporan una unidad de producción del hidrógeno similar a la unidad de la Figura 1. Estas diferentes aplicaciones serán descritas abajo como ejemplos no limitativos de campos para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención. La Figura 6 muestra una instalación 10 para producir hidrógeno desde un gas de carga que consiste de gas natural GN. La instalación incluye una línea 12 para tratar el gas natural, cuya salida se conecta a una unidad 14 de la PSA, para producir hidrógeno. Esta unidad 14 es similar a la unidad 1 de la Figura 1: primero incluye los mismos elementos denotados por las mismas referencias, excepto que su aparato de purificación de adsorción tiene diez adsorbedores y no seis, y segundo, opera sustancialmente de la misma manera, excepto que sigue un ciclo con diez períodos de fase, los cuales serán detallados subsiguientemente. La línea 12 de tratamiento tiene, desde corriente arriba a corriente abajo: - una unidad 16 de desulf ración, adaptada para así reducir el contenido de azufre del gas de carga, , removiendo el sulfuro de hidrógeno (H2S) ; - una unidad de reformación previa 18, adaptada para descomponer el CnHm en metano y dióxido de carbono; - una unidad de reformación de vapor de agua, 20, adaptada para convertir catalíticamente el metano en el gas de carga en un gas de síntesis, rico en hidrógeno (entre el 70 y 75% en volumen) y que contiene el monóxido de carbono (alrededor del 10%) y el dióxido de carbono (entre el 10 y el 15%) ; una unidad 22 para convertir el monóxido de carbono en el dióxido de carbono, por ejemplo usando el vapor de agua; y una unidad 24 de depuración de amina, para reducir fuertemente el contenido del dióxido de carbono del gas de carga, mientras produce un flujo del dióxido de carbono que puede ser usado en forma provechosa.

Como una variante, una unidad 24 puede ser reemplazada por una unidad con membranas selectivas, que promueve la permeacion del dióxido de carbono con respecto al hidrógeno . La fase de adsorción del ciclo de operación de la unidad 14 de la PSA se extiende sobre tres períodos de fase e incluye sucesivamente una primera etapa para tratar el gas de síntesis que deja la línea 12, una segunda etapa para tratar el gas de reciclado que deja la línea 6 de reciclado de la unidad 14, y usa tercera etapa opcional para tratar parte del gas natural reformado previamente, retirado de la salida desde la unidad de reformación previa, 18. El contenido de hidrógeno de estos tres gases de carga sucesivos es disminuido, en tanto el contenido del dióxido de carbono de estos tres gases es, por otra parte, aumentado. Un efecto de disimetría será así encontrado aquí, en términos del contenido de hidrógeno, para los gases de carga de la unidad de PSA, con las ventajas mencionadas previamente en la producción del hidrógeno. La fase de regeneración del ciclo de la unidad 14 de PSA se extiende sobre siete períodos de se, y comprende sucesivamente : una subetapa de despresurizacion concurrente (sobre dos períodos de fase) sin equilibrio de presión; - una subetapa de despresurizacion en contracorriente (sobre un período de una fase) durante el cual el flujo de descarga formado en la línea 4 se transporta por una línea 25 a los quemadores 26, responsable del suministro de calor a la reacción de reformación de vapor agua, endotérmica, de la unidad 20 de reformación; - una etapa de levigacion hacia el reciclado (sobre períodos de dos fases) durante el cual el material adsorbente se purga fuertemente por flujos que vienen de los adsorbedores en una subetapa de despresurizacion concurrente, descrita anteriormente, mientras forma un flujo de reciclado de alta presión, el cual alimenta la línea 6; y - una etapa de represurización (sobre períodos de dos fases) .

Puesto que el gas de desecho de la línea 4 es intentado para suministrar la energía de combustión para los quemadores 26, la extensión de su valor calorífico se dispone para así no exceder los requisitos de estos quemadores. El ciclo de la unidad 14 hace posible optimizar la distribución de los flujos que dejan la unidad 14 en la fase de regeneración; parte de estos flujos, los cuales forman el gas de desecho desprovisto de hidrógeno, se coloca para su uso en la mejor extensión en los quemadores 26, y la parte restante, que es más rica en hidrógeno, se recicla a la carga de la unidad de PSA, de la cual el desempeño (rendimiento de hidrógeno, productividad, etc.) es aumentado, como se explico previamente . La Figura 7 muestra una instalación 40 para la producción combinada del hidrógeno y el monóxido de carbono, desde un gas de carga, que consiste de gas natural GN. La instalación incluye una línea 42 para tratar el gas natural, corriente debajo de la cual se conectan simultáneamente una unidad 44 criogénica para producir el monóxido de carbono (CO) y una unidad de PSA 46 para producir hidrógeno, de la cual el ciclo no incluye el equilibrio de presión. Esta unidad 46 es idéntica a la unidad 14 de la instalación 19 y no será detallada aquí. La línea de tratamiento 42 incluye, desde corriente arriba a corriente abajo: - una unidad de desulfuración 48, adaptada para así reducir el contenido de azufre del gas de carga; - una unidad de reformación previa 50, adatada para descomponer el CnHm en metano y dióxido de carbono; - una unidad 52 de reformación del vapor de agua, adaptada para así convertir catalíticamente el metano en el gas de carga dentro del gas de síntesis rico en hidrógeno, que contiene el monóxido de carbono y el dióxido de carbono; - una unidad 54 de depuración de amina, de la cual el flujo residual rico en dióxido de carbono es comprimido, al menos parcialmente, para así ser reciclado a la entrada de la unidad 52 de reformación; y - una unidad de secado 56, para retener agua y para reducir el contenido de dióxido de carbono a aproximadamente 1 ppm (partes por millón) .

Una primera salida 58 desde la unidad de secado 56 se conecta a la unidad criogénica 44, que incluye una línea de retorno 60 a la unidad de secado.

Una segunda salida 62 desde la unidad de secado 56 se conecta a la unidad 46 de PSA para así formar, con parte del flujo desde la línea de retorno 60, la primera mezcla de carga usada por esta unidad. La segunda mezcla de carga es retirada de la línea 6 de reciclado de la unidad 46. La tercera mezcla de carga opcional se forma en la misma manera como para la instalación 10 de la Figura 6, es decir por parte del gas natural reformado previamente, retirado en la salida desde la unidad 50 de reformado previo. La instalación 40 asegura un buen rendimiento de hidrógeno (por la mismas razones como aquellas señaladas con respecto a la Figura 6) y al mismo tiempo, un buen rendimiento el monóxido de carbono, acompañado por la producción del gas de desecho en la salida de la unidad de PSA 46 rica en metano, que puede ser empleado como gas de combustible para los quemadores de la unidad 52 de reformación. Como una variante, no mostrada, el gas de desecho puede ser parcialmente reciclado al flujo de carga de la unidad 52 de reformación, mientras se aprovecha desde el compresor para el dióxido de carbono de reciclado. La Figura 8 muestra una instalación 80 para reformar hidrocarburos pesados, HCX, por ejemplo, el petróleo rudo, la instalación 80 forma parte de una refinería del petróleo. El objeto de esta instalación es hidrogenar y desulfurizar una carga de petróleo crudo, para así producir un combustible de petróleo listo para su uso, por ejemplo el combustible diesel . Este tipo de instalación tiene un consumo muy alto de hidrógeno, el cual es la base de la mayoría de las reacciones químicas puestas en práctica. Estas reacciones catalizadas son asimismo más eficientes que la mayoría de las presiones parciales del hidrógeno consumido, así que un flujo de hidrógeno con una pureza mayor del 99% se usa. Elementos convencionales para purificar el hidrógeno, tal como la unidad de PSA estándar, pueden ser consideras, pero permanecen económicamente no provechosas por razón de las pérdidas grandes de hidrógeno por estas reacciones de ciclo cerrado . El método de producción del hidrógeno propuesto con respecto a las Figuras 1, 2 y 4, es aquí directamente aplicable para el tratamiento de estas cargas de hidrocarburos pesados, que son más o menos ricas en hidrógeno. El rendimiento del hidrógeno del método de acuerdo con la invención, es capaz de exceder las limitaciones en rendimiento de las unidades de PA estándar.

La instalación 80 incluye para este fin: - un reactor 82 de hidrodesulfurización, conectado a una línea 84 de carga y una línea 80 de carga de hidrógeno; un pote 88 separador, conectado al reactor 82 por medio de una línea 89 provista con un enfriador 90; - una línea 92 para producir un producto líquido, tal como un combustible diesel en el recipiente del pote 88 del separador; - una línea 94 de retiro en la cabeza del pote 88, conectada a una unidad 96 de PSA, sustancialmente análoga a la unidad 14 de SA de la instalación 10 de la Figura 6; y una línea 98 para regresar el hidrógeno al reactor 82, la cual conecta la salida de producción del hidrógeno de la unidad 96 de PSA a la línea 66 de carga del hidrógeno, y la cual está provista con un compresor 100 que hace posible compensar las pérdidas de presión y asegurar el reciclado de la fase de gas rica en hidrógeno.

El ciclo de operación de la unidad de PSA está muy cerca de aquel de la unidad 14 de la Figura 6. La fase de adsorción incluye sucesivamente una primera etapa para tratar un primer gas de carga que deja la línea 94, una segunda etapa para tratar un segundo gas de carga formado de un gas comprimido de la parte superior, por ejemplo que viene desde una unidad de reforma catalítica, no mostrada, y una tercera etapa para tratar un tercer gas de carga, que deja la línea 6 de reciclado. La fase de regeneración, sin equilibrio de presión, es sustancialmente idéntica a aquella del ciclo de la unidad 14 de la Figura 6, el flujo de descarga de la línea 4 (formado de sulfuro de hidrógeno, hidrocarburos y trazas de hidrógeno) siendo, por ejemplo, transportado a una red del gas combustible, que puede ser usado provechosamente dentro de la refinería. Como un ejemplo, este "ciclo de lazo cerrado en el reactor 82" opera con un régimen de flujo de 40,000 Nm3/n de un flujo de hidrógeno puro al 95% en volumen, en la línea de carga principal 94 de la unidad de PSA, y con un régimen de flujo de alrededor de 8,999 Nm3/n del gas de arriba con un contenido de hidrógeno igual a alrededor el 75% en volumen, para un gas de reciclado en 6 con un contenido de hidrógeno igual a alrededor del 45% en volumen. La Figura 9 muestra una unidad 120 para producir hidrógeno, una variante de la unidad 1 de la Figura 1. Elementos comunes a estas dos unidades llevan las mismas referencias y no serán detalladas de nuevo.

La unidad 120 está asociada con una fuente de alta presión del gas de síntesis y con una red 124 de gas combustible, provista en el extremo corriente debajo de los quemadores 126. Dentro del contexto de una refinería de petróleo, la fuente de alta presión es, por ejemplo, un reformador catalítico y la red 124 es la denominada red de gas combustible, que recoge, típicamente a una presión de alrededor de 6 bares, gases de desecho descargados de las unidades de tratamiento químico y reformadoras, instaladas comúnmente en la refinería, y desde las cuales los quemadores 126 producen calor, preferiblemente utilizado en la refinería . Como un ejemplo, el flujo del gas de síntesis que deja 1 unidad 122 de reforma catalítica está a una presión de 26 bares, tiene un contenido de hidrógeno del 75% en volumen y posee un régimen de flujo del orden de 1,100 Nm3/n. La red 12 de gas combustible es de alrededor de 6 bares, tiene un contenido de hidrógeno entre el 30 y 60% para un régimen de flujo de alrededor de 4,000 Nm3/h. Un ejemplo de la composición del flujo de la red 124 es: 50.3% de hidrógeno, 14.5 de metano, 25.2% de etano, 7.8% de butano, 2.1% de propano y 0.1% de sulfuro de hidrógeno.

La unidad 120 se alimenta con una carga desde la fuente 122 a través de una línea 128 de entrega, en nuestro ejemplo, un flujo de alrededor de 1,100 Nm3/h. También se conecta a la red 124 de presión media; primero, parte del gas combustible se transporta, por medio del ramal 130, a la línea 6 de reciclado, la parte corriente arriba de la línea 6 (es decir, la parte que recoge el flujo reciclado que viene de los adsorbedores en la fase de regeneración siendo referida con 6A; y segundo, la salida de la línea 4 de desechos se conecta por una línea 132 de descarga a la red de gas combustible, corriente abajo del ramal 130. El ciclo de operación de la unidad 120 de PSA se muestra en la Figura 12, con las mismas convenciones de notación como para el ciclo de la Figura 4. su presión baja PB que tiene un valor de alrededor de 6 bares. Es idéntico al ciclo de la Figura 4, excepto por la conexión del ramal 130 a la línea 6 de reciclado. El punto de conexión del ramal 130 a la línea 6 es, como se muestra en la Figura 12, situado corriente arriba del tanque 7 de mezcla. Como una variante, una fuente de alta presión del gas combustible puede ser mezclada directamente con la entrega desde el compresor 8.

El refuerzo del gas de reciclado con parte del gas combustible, disponible en la refinería, aumenta apreciablemente la producción del hidrógeno de la unidad 120, el desempeño de la cual se da en la columna IV de la tabla de la Figura 3. El rendimiento de esta unidad 120, indicado como del 120%, se explica por el uso aprovechable del hidrógeno por la red 124 de combustible, el rendimiento calculado en la tabla siendo la relación entre la cantidad del hidrógeno producido en 3 y la cantidad de hidrógeno introducido en 2.

El rendimiento general del hidrógeno (cantidad de hidrógeno agregado / cantidad de hidrógeno retirado, como producto) tiene un valor del 89%. Como un ejemplo, para la composición del flujo el gas de combustible, detallado antes, el equilibrio del material (en % en volumen) de la instalación de la Figura 11 es como sigue: Gas de la Gas de la Gas de la Gas de la gas de la Gas de linea 128 línea 6 línea 130 línea 132 línea 3 parte de la línea 6A Hidrógeno 75% 44.5% 50.3% 19.2% 99.5% 41.1% Metano 11% 24.3% 14.5% 29,3% 0.5% 29.9% Etano 7% 20.4% 25.2% 32.2% 0.0% 17.6% Butano 4% 7.6% 7,8% 12.9% 0.0% 7.4% Propano 3% 3.2% 2.1 % 6.3% 0.0% 3.9% Sulfuro de 0.1 % 0.2% 0.1 % 0.2% 0.0% 0.1 % Hidrógeno Total 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% Presión 26 26 6 6 25 6 (bares) Régimen 1103 1594 585 71 1 1000 1009 de flujo (Nm3/h) En el caso donde un consumo de energía menor se busque, es posible reducir la parte del gas de reciclado que viene desde los adsorbedores , durante la regeneración (flujo de parte de la línea 6A) y, por lo tanto, reducir la potencia compresiva necesaria, el rendimiento general del hidrógeno siendo reducido del 89 al 76%. Tal situación corresponde a la columna IV de la tabla de la Figura 3. El equilibrio del material correspondiente es como sigue: Gas de la Gas de la Gas de la Gas de la gas de la Gas de línea 128 línea 6 línea 130 línea 132 línea 3 parte de la línea 6A Hidrógeno 75% 50.3% 50.3% 29.6% 99.5% 50.2% Metano 11 % 16.7% 14.5% 24.1% 0.5% 23.3% Etano 7% 23.0% 25.2% 29.9% 0.0% 16.6% Butano 4% 7.5% 7,8% 1 1.2% 0.0% 6.7% Propano 3% 2.3% 2.1 % 4.9% 0.0% 3.1 % Sulfuro de 0.1 % 0.1 % 0.1 % 0.2% 0.0% 0.1 % Hidrógeno Total 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% Presión 26 26 6 6 25 6 (bares) Régimen 1106 1277 955 1066 1000 322 Están disponibles varios arreglos para la unidad de PSA, de acuerdo con la invención, a una persona experta en la materia, sin apartase del ámbito de la invención. Así, en el caso del aparato de PSA con un número menor de adsorbedores, o aún un solo adsorbedor, uno o más tanques de almacenamiento pueden ser provistos para sí permitir el almacén temporal y el uso diferido del flujo que deja el adsorbedor o adsorbedores .

Claims (8)

41 REIVINDICACIONES

1. Un método para producir hidrógeno desde una mezcla de carga principal, rica en hidrógeno, del tipo en el cual se usan N adsorbedores , con N siendo mayor que o igual a uno, cada cual siguiendo con un retardo de tiempo de un ciclo, donde existen, sucesivamente, una fase de adsorción, sustancialmente a una presión de ciclo alta, y una fase de regeneración, esta fase de regeneración comprende una etapa de despresurización a una presión de ciclo baja, que incluye una subetapa de despresurización concurrente, una etapa de levigación a la presión de ciclo baja, y una etapa de represurización a la presión de ciclo alta, caracterizado porque todo el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores, durante la despresurización concurrente, se envían al adsorbedor o adsorbedores, durante la etapa de levigación, y porque al menos parte del flujo o flujos, que dejan el adsorbedor o adsorbedores, en la fase de regeneración, es o son reciclados, por comprimir dicha parte reciclada a la presión de ciclo alta y por alimentar el adsorbedor o adsorbedores en la fase de adsorción con dicha parte reciclada. 42

2. El método, según se reclama en la reivindicación 1, caracterizado porque, durante la fase de adsorción, existen, en forma sucesiva, una etapa, sustancialmente a la presión de ciclo alta, para el tratamiento por adsorción de la mezcla de carga principal, y una etapa, sustancialmente a la misma presión de ciclo alta, para tratar por adsorción la parte reciclada comprimida del flujo o flujos, que dejan el adsorbedor o adsorbedores, durante la fase de regeneración.

3. El método, según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la etapa de despresurización incluye, después de la subetapa de despresurización concurrente, una subetapa de despresurización en contracorriente, y en que el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en el inicio de la subetapa de despresurización en contracorriente es o son reciclados, al menos parcialmente.

4. El método, según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flujo o los flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores al final de la etapa de levigación, es o son reciclados, al menos parcialmente . 43

5. El método, según se reclama en las reivindicaciones 3 y 4, tomadas juntas, caracterizado porque el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la despresurización en contracorriente, durante el primer tercio de la subetapa de despresurización en contracorriente, y/o el flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la levigación, durante los últimos dos tercios de la etapa de levigación, es o son reciclaos, al menos parcialmente.

6. El método, según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque la fase de adsorción comprende, después de la etapa para el tratamiento de la mezcla de carga, una etapa a la presión de ciclo alta, para el tratamiento por la adsorción de al menos un gas de carga suplementario, con un contenido de hidrógeno menor de aquel de dicha mezcla de carga, la etapa para tratar dicho gas suplementario, colocada después de la etapa para tratar la parte reciclada del flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la fase de regeneración, cuando el contenido de hidrógeno de dicho gas suplementario está debajo de aquel de dicha parte reciclada, o colocada antes de la etapa para tratar el segundo gas de carga, cuando el contenido de hidrógeno de dicho gas suplementario está arriba de aquel de dicha parte reciclada. 44

7. El método, según se reclama en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se mezcla un gas combustible, con un contenido de hidrógeno debajo de aquel de la mezcla de carga, con la parte reciclada del flujo o flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la fase de regeneración .

8. Una unidad para producir hidrógeno desde una mezcla de carga principal, rica en hidrógeno, que lleva a cabo el método, según se reclama en una de las reivindicaciones precedentes, dicha unidad estando asociada con una red de gas combustible, caracterizada porque incluye una línea para reciclar al menos uno de los flujos que dejan el adsorbedor o adsorbedores en la fase de regeneración, provista con un compresor de reciclado y un ramal, adaptado para así transportar parte del gas combustible, desde la red de gas combustible, dicha línea de reciclado. 45 RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un método y una unidad para la producción de hidrógeno a partir de un gas de carga rico en hidrógeno. De acuerdo con la invención, se usan N adsorbedores y en intervalos de cada uno de dichos adsorbedores siguiendo un ciclo, que comprende: una fase de adsorción a una presión de ciclo alta ( PH ) y una fase de regeneración, que consiste de una etapa de despresurizacion, una etapa de levigación a una presión de ciclo baja ( PB ) y una etapa de represurización . Durante la etapa de despresurizacion se realiza el equilibrio de la presión parcial, entre un adsorbedor, en el inicio de la despresurizacion concurrente y un absorbedor en la etapa de represurización, hasta que la presión del adsorbedor en el inicio de la despresurizacion concurrente alance una presión de equilibrio parcial ( Pparciai ) y el flujo que sale del adsorbedor se somete a la despresurizacion concurrente, la cual tiene una presión menor que la presión de equilibrio parcial ( Pparciai ) se envía al adsorbedores en la etapa de levigación. Además, al menos una parte del flujo que sale de los absorbedores en la fase de regeneración es reciclada por comprimir dicha parte hasta que se alcance la presión de ciclo alta ( PH) y suministrar los adsorbedores en la 46 adsorción con dicha parte reciclada. La invención es adecuada para purificar el hidrógeno y para recuperar el hidrógeno desde la red de combustible de baja presión.