WO2010007281A2 - Procede de production de gaz de synthese par reformage a la vapeur d'hydrocarbures utilisant de l'air enrichi en oxygene en tant que comburant - Google Patents

Procede de production de gaz de synthese par reformage a la vapeur d'hydrocarbures utilisant de l'air enrichi en oxygene en tant que comburant Download PDF

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L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude
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Definitions

  • the present invention relates to a process for producing a synthesis gas from natural gas (NG) or a light hydrocarbon feedstock, comprising at least one step of generating a raw synthesis gas by catalytic reforming with steam of said hydrocarbon feedstock with production of the heat necessary for reforming by means of combustion.
  • NG natural gas
  • the invention applies in particular to synthesis gas productions implemented in installations located near a potential source of oxygen, and especially large storage of liquid oxygen, that is to say storages containing significant quantities of liquid oxygen and which produce a rate of gaseous oxygen evaporation, also known by the term "boil off", which is conventionally sent into the atmosphere, and thus lost.
  • the storage is recovered from the sky (that is to say from the space above the surface of the liquid and containing the gas in equilibrium with the storage liquid) a gaseous stream coming from the evaporation of this liquid.
  • This gaseous stream is therefore a source of free oxygen. Due to the endothermic reactions implemented, the processes for producing synthesis gas by steam reforming a light hydrocarbon feedstock for example in the production of hydrogen and / or carbon monoxide, alone or in mixture, use heat provided by a combustion reaction.
  • oxygen is available from oxygen storage which is generally not upgraded.
  • hydrocarbon steam reforming processes for the production of syngas use air as an oxygen supplier for combustion.
  • the proximity between a first facility with non-upgraded oxygen and a second facility that can advantageously benefit from an additional supply of oxygen therefore represents a valuation opportunity.
  • the purpose of the present invention is, for a new unit, and for equal production of synthesis gas, to limit the sizing of a number of equipment constituting the combustion air / fume circuit of a reforming process , without changing the nature, and therefore reduce the costs of the said unit.
  • Another object of the invention is, for an existing unit, with equal production of syngas, to reduce the consumption of natural gas
  • the invention also has the advantage of recovering oxygen which is otherwise lost, improving the efficiency of the production of synthesis gas and reducing CO 2 emissions.
  • the subject of the invention relates to a process for producing a synthesis gas from a light hydrocarbon feedstock comprising at least one step of generating a raw synthesis gas by catalytic reforming at the vapor of said hydrocarbon feedstock with production of the heat necessary for reforming by combustion, said step being carried out in a reformer comprising at least:
  • a combustion chamber provided with reforming tubes filled with reforming catalyst, able to circulate a mixture containing the hydrocarbon feedstock and steam, so as to recover at the outlet of the tubes the raw synthesis gas, and burners supplied with fuel containing a non-zero proportion of natural gas and oxidizing, and able to provide by combustion said heat required for reforming,
  • a convection chamber in relation to said combustion chamber capable of evacuating the fumes emitted by the combustion, characterized in that: - for the said combustion step an oxidizer composed of air enriched in oxygen, said oxygen of enrichment from all or part of a flow of evaporation oxygen emitted by a storage of liquid oxygen located near the reformer, and
  • the amount of natural gas used as a fuel is reduced, so as to obtain a syngas production capacity consistent with that which would have been obtained without using oxygen from the evaporation of the storage of liquid oxygen.
  • the additional oxygen supply makes it possible, for an existing installation of given dimensions, to maintain its synthesis gas production capacity by reducing the amount of fuel and air.
  • the volume of the fumes emitted will decrease with the consequent reduced production of steam; the nitrogen content of the fumes will decrease with the effect of improving their radiative efficiency.
  • the process comprises at least one step of producing oxygen enriched air with: a) providing an evaporation oxygen flow emitted by a liquid oxygen storage located near the reformer. b) injecting said stream of oxygen into an air stream intended for supplying oxidizing burners to form an oxygen-enriched air stream, said injection being done either upstream or downstream of stage c ), c) compression of the air, which can be enriched according to b), by passage through an air blower, d) preheating, not compulsory, of the enriched air by at least indirect heat exchange with the fumes emitted during combustion, e) supplying the reformer burners to said enriched compressed and possibly preheated air, as well as to fuel.
  • the hot fumes are recovered, cooled by indirect heat transfer, with various fluids, frequently at least one heat transfer according to step d). The cooled fumes are vented to the atmosphere via a chimney.
  • the choice of the injection point depends on the pressures of the different flows.
  • the flow of oxygen enriching gas In order to be injected into the air stream for the burner feed, the flow of oxygen enriching gas must be at a pressure greater than that of the air flow into which it must be injected. If its pressure is sufficient, it can be injected downstream of the blower, if its pressure is lower, it must be injected into the air circuit upstream of the air blower (it being understood that its pressure must in all the cases be greater than that of the air, that is to say in general, the atmospheric pressure). Since the storage is sufficiently close (a few hundred meters) and sufficiently large (from a few hundred thousand to several million liters of liquid C> 2 ), the use of evaporation oxygen becomes economically viable. Oxygen is available at a pressure sufficient to be injected upstream of the air blower without having to previously raise its pressure.
  • the removal of oxygen evaporation does not harm the security of said storage, in fact it has a conventional manner of a series of security elements for controlling and ensuring the maintenance of a adapted pressure in the sky storage including at least one pressure controller and a heating circuit that allows for the need to vaporize liquid oxygen to the gas.
  • the enriched air flow feeding step c) when the oxygen is injected before the compression step c), has an oxygen content of between 20.6 and 23.5 mol%.
  • this relates to a combined installation capable of implementing the above methods, comprising at least:
  • a steam reformer comprising a combustion chamber and a convection chamber, the first being provided with reforming tubes filled with reforming catalyst and burners capable of being supplied with fuel and oxidant, and the second chamber, in relation to with the first, being able to evacuate fumes emitted in the first chamber, as well as,
  • means for circulating the oxidant for combustion comprising: at least one combustion air inlet, a fan, means for indirectly preheating the oxidant and / or other fluids by the fumes emitted, as well as pipes; connecting these different ways, means for recovering the oxygen-rich gas, means for injecting said oxygen-rich gas into the combustion air to produce enriched air, and conduits suitable for transporting the oxygen-rich gas; Combustion air, oxygen-enriched air and flue gases emitted during combustion.
  • this concerns an installation suitable for implementing the method as described above, in which the oxygen is injected before the compression step c), and the flow of enriched air supplying step c) has an oxygen content of between 20.6 and 23.5 mol%, installation in which the blower used for step c) is an ordinary air blower.
  • the figure shows a diagram illustrating a preferred embodiment of the invention for the recovery of oxygen taken from the evaporation system of a liquid oxygen storage and its use for enriching the combustion air supplying the burners. of a steam reformer for the production of synthesis gas according to the invention.
  • Liquid oxygen is contained in the storage tank 1.
  • the oxygen is stored therein as a liquid.
  • the liquid oxygen does not occupy the entire volume of the tank, a gaseous sky 1A is formed above the surface of the liquid.
  • a stream 2 of gaseous oxygen is taken from the air Gaseous oxygen 2 passes first into the valve 3, then is fed via line 4 to the point 5 where it is injected into the combustion air 6 thus forming with the latter enriched combustion air 7.
  • the enriched air 7 then passes into the blower 8 which produces a compressed enriched air 9 which is the oxidant that will supply the reformer.
  • the enriched air 9 is then used in accordance with the usual practice of those skilled in the art; it is in particular preheated in the reformer convection chamber and then sent to the burners or mixed with the fuel 11 (conventionally formed of natural gas 12 supplemented with process waste gases); it provides the oxygen necessary for combustion.
  • the fumes emitted during combustion are discharged via the convection chamber where they provide heat, in particular, but not only to the enriched air 9, they are finally discharged to the atmosphere via the chimney 14.
  • the pressure in the gaseous atmosphere 1 A of the storage is controlled by a pressure controller 20 of the PIC type.
  • a heating circuit 21 makes it possible, if necessary, to vaporize liquid oxygen towards the gaseous sky.
  • An industrial site comprising an oxygen storage and a reformer
  • the reformer makes it possible to produce 22 000 Nm3 / h of synthesis gas (counted as H2 + CO),
  • the storage is at a distance of 300 meters from the reformer.
  • the reformer in conventional operation, consumes 31,150 Nm3 / h air, ie 6,420 Nm3 / h O 2 (taking into account the O 2 content of the air, ie 20.6 mol%).
  • the air is enriched by supplying the gaseous oxygen evaporation produced by the storage, ie 200 Nm 3 / h O 2 .
  • the loss of load undergone during the passage in the 300m of driving is of the order 10mbar.
  • the oxygen to be supplied by the air is brought back to (6,420 - 200) or 6,220 Nm3 / h,
  • the volume of enriched air circulating in the blower and then in the air preheating circuit is therefore 30 390 Nm3 / h instead of 31 150 Nm3 / h according to the conventional method.
  • the oxygen enriched air has an O 2 content of less than 21.1%, which is much lower than the preferred limit of 23.5% of O 2 and thus allows the use of a conventional blower; thus, as part of an existing unit modification, it will not be necessary to modify the air blower.
  • O 2 content of less than 21.1%, which is much lower than the preferred limit of 23.5% of O 2 and thus allows the use of a conventional blower; thus, as part of an existing unit modification, it will not be necessary to modify the air blower.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de production d'un gaz de synthèse par reformage catalytique à la vapeur d'une charge d'hydrocarbures avec production de la chaleur nécessaire au reformage à l'aide d'une combustion, ladite étape étant réalisée dans un reformeur comprenant au moins une chambre de combustion munie de tubes de reformage, ainsi que de brûleurs alimentés en combustible et en comburant pour fournir par combustion ladite chaleur nécessaire au reformage, et une chambre de convection pour évacuer les fumées émises par la combustion; selon l'invention, l'étape de reformage utilise un comburant constitué d'air enrichi en oxygène obtenu grâce à la valorisation de l'oxygène d'évaporation d'un stockage d'oxygène liquide situé à proximité. L'invention concerne aussi une installation combinée d'une source de gaz riche en oxygène, de préférence un stockage d'oxygène liquide, et d'une installation de reformage à la vapeur d'hydrocarbures.

Description

PROCEDE DE PRODUCTION DE GAZ DE SYNTHESE PAR REFORMAGE A LA VAPEUR D'HYDROCARBURES UTILISANT DE L'AIR ENRICHI EN OXYGENE EN TANT QUE COMBURANT
La présente invention concerne un procédé de production d'un gaz de synthèse à partir de gaz naturel (GN) ou d'une charge d'hydrocarbures légers, comprenant au moins une étape de génération d'un gaz de synthèse brut par reformage catalytique à la vapeur de ladite charge d'hydrocarbures avec production de la chaleur nécessaire au reformage à l'aide d'une combustion. L'invention s'applique notamment à des productions de gaz de synthèse mises en œuvre dans des installations situées à proximité d'une source potentielle d'oxygène , et tout particulièrement de stockages importants d'oxygène liquide, c'est-à-dire de stockages contenant des quantités d'oxygène liquide importantes et qui produisent un débit d'oxygène gazeux d'évaporation, connu aussi sous le terme anglais de « boil off », lequel est envoyé de façon classique dans l'atmosphère, et donc perdu. En effet, dans tout stockage de gaz liquéfié, on récupère à partir du ciel du stockage (c'est-à-dire de l'espace situé au dessus de la surface du liquide et contenant le gaz en équilibre avec le liquide du stockage) un courant gazeux provenant de l'évaporation de ce liquide. Ce courant gazeux est donc une source d'oxygène gratuite. En raison des réactions endothermiques mises en œuvre, les procédés de production de gaz de synthèse par reformage à la vapeur d'une charge d'hydrocarbures légers dans le cadre par exemple d'une production d'hydrogène et/ou de monoxyde de carbone, seuls ou en mélange, font appel à de la chaleur apportée par une réaction de combustion. Ces procédés ont de ce fait besoin de quantités d'air très importantes pour l'alimentation des brûleurs; l'air contenant environ 20,6% molaire d'oxygène, cela signifie que 79,4% de la quantité d'air injecté pour la combustion est comprimé, chauffé, circule dans les canalisations, puis, après la combustion, est refroidi, comprimé et enfin évacué sans réagir lors de la combustion. Il faut donc évacuer des quantités de fumées importantes. Les équipements nécessaires à l'alimentation en air de combustion et à son traitement, ainsi qu'à l'évacuation des fumées, et notamment les compresseurs d'air
(soufflantes) et/ ou de fumées, ainsi que les conduites et les échangeurs de chaleur doivent donc être dimensionnés en conséquence.
Le coût des installations de reformage est très élevé, aussi l'homme du métier cherche-t-il en permanence des solutions lui permettant de diminuer les coûts et/ou d'améliorer l'efficacité de production de ses installations.
Ainsi donc, on dispose dans certaines situations d'oxygène, provenant de stockages d'oxygène qui n'est en général pas valorisé. Simultanément, les procédés de reformage à la vapeur d'hydrocarbures destinés à la production de gaz de synthèse utilisent l'air en tant que pourvoyeur d'oxygène pour la combustion.
La proximité entre une première installation disposant d'oxygène non valorisé et une seconde installation pouvant avantageusement tirer profit d'un apport supplémentaire en oxygène représente donc une opportunité de valorisation.
Le but de la présente invention est, pour une unité nouvelle, et à production égale de gaz de synthèse, de limiter le dimensionnement d'un certain nombre d'équipements constitutifs du circuit d'air de combustion/fumées d'un procédé de reformage, sans en modifier la nature, et donc de diminuer les coûts de la dite unité.
Un autre but de l'invention est, pour une unité existante, à production égale de gaz de synthèse, de réduire la consommation de gaz naturel
L'invention présente en outre l'avantage de valoriser de l'oxygène qui sinon est perdu, d'améliorer l'efficacité de la production de gaz de synthèse et de réduire les émissions de CO2.
Pour cela, l'objet de l'invention concerne un procédé de production d'un gaz de synthèse à partir d'une charge d'hydrocarbures légers comprenant au moins une étape de génération d'un gaz de synthèse brut par reformage catalytique à la vapeur de ladite charge d'hydrocarbures avec production de la chaleur nécessaire au reformage à l'aide d'une combustion, ladite étape étant réalisée dans un reformeur comprenant au moins :
- une chambre de combustion munie de tubes de reformage remplis de catalyseur de reformage, aptes à faire circuler un mélange contenant la charge d'hydrocarbures et de la vapeur d'eau, de manière à récupérer en sortie des tubes le gaz de synthèse brut, et de brûleurs alimentés en combustible contenant une proportion non nulle de gaz naturel et en comburant, et aptes à fournir par combustion ladite chaleur nécessaire au reformage,
- une chambre de convection en relation avec ladite chambre de combustion apte à évacuer les fumées émises par la combustion, caractérisé en ce que : - on utilise pour la dite étape de combustion un comburant constitué d'air enrichi en oxygène, ledit oxygène d'enrichissement provenant pour tout ou partie d'un flux d'oxygène d'évaporation émis par un stockage d'oxygène liquide situé à proximité du reformeur, et
- on diminue la quantité de gaz naturel utilisé en tant que combustible, de sorte à obtenir une capacité de production de gaz de synthèse conforme à celle qui aurait été obtenue sans utiliser l'oxygène provenant de l'évaporation du stockage d'oxygène liquide. L'apport d'oxygène supplémentaire permet, pour une installation existante aux dimensions données, de maintenir sa capacité de production de gaz de synthèse en diminuant la quantité de combustible et d'air.
Simultanément, - le volume des fumées émises va diminuer avec comme conséquence une production réduite de vapeur ; la teneur en azote des fumées va diminuer avec pour effet l'amélioration de leur efficacité radiative.
Dans le cas d'une nouvelle installation, l'enrichissement de l'air en oxygène permet pour une production donnée de diminuer la taille du matériel nécessaire pour la mise en œuvre des étapes en aval de l'étape d'injection d'oxygène supplémentaire.
Selon une variante préférée de l'invention, le procédé comprend au moins une étape de production d'air enrichi en oxygène avec : a) mise à disposition d'un flux d'oxygène d'évaporation émis par un stockage d'oxygène liquide situé à proximité du reformeur. b) injection dudit flux d'oxygène dans un flux d'air destiné à l'alimentation en comburant des brûleurs pour former un flux d'air enrichi en oxygène, ladite injection se faisant soit en amont, soit en aval de l'étape c), c) compression de l'air, pouvant être enrichi selon b), par passage dans une soufflante d'air, d) préchauffage, non obligatoire, de l'air enrichi par au moins un échange de chaleur indirect avec les fumées émises lors de la combustion, e) alimentation des brûleurs du reformeur en ledit air enrichi comprimé et possiblement préchauffé, ainsi qu'en combustible. A l'issue de la combustion, les fumées chaudes sont récupérées, refroidies par transferts de chaleur indirects, avec différents fluides, dont fréquemment au moins un transfert de chaleur selon l'étape d). Les fumées refroidies sont évacuées vers l'atmosphère via une cheminée.
Le choix du point d'injection (avant ou après la soufflante d'air) est fonction des pressions des différents flux. Afin de pouvoir être injecté dans le flux d'air destiné à l'alimentation des brûleurs, le flux de gaz d'enrichissement en oxygène devra être à une pression supérieure à celle du flux d'air dans lequel il doit être injecté. Si sa pression est suffisante, il pourra être injecté en aval de la soufflante, si sa pression est plus faible, il devra être injecté dans le circuit d'air en amont de la soufflante d'air (étant entendu que sa pression doit dans tous les cas être supérieure à celle de l'air, c'est-à-dire en général, la pression atmosphérique). Dès lors que le stockage est suffisamment proche (quelques centaines de mètres) et suffisamment important (de quelques centaines de milliers à plusieurs millions de litres d'C>2 liquide), l'utilisation de l'oxygène d'évaporation devient économiquement valable. L'oxygène est disponible à une pression suffisante pour pouvoir être injecté en amont de la soufflante d'air sans avoir à remonter préalablement sa pression.
Il est à noter que le soutirage d'oxygène d'évaporation ne nuit pas à la sécurité dudit stockage, en effet celui-ci dispose de façon classique d'une série d'éléments de sécurité destinés à contrôler et assurer le maintien d'une pression adaptée dans le ciel du stockage parmi lesquels au moins un contrôleur de pression ainsi qu'un circuit de réchauffage qui permet en cas de besoin de vaporiser de l'oxygène liquide vers le ciel gazeux.
Selon une variante préférée, lorsque l'oxygène est injecté avant l'étape de compression c), le flux d'air enrichi alimentant l'étape c) a une teneur en oxygène comprise entre 20,6 et 23,5% molaire.
En effet, certains matériaux utilisés pour la mise en œuvre du procédé fonctionnant de manière classique avec de l'air ne sont plus nécessairement adaptés dès lors que la teneur en oxygène est excessive. Au-delà typiquement de 23,5%, d'oxygène dans l'air enrichi, il serait nécessaire de faire appel à du matériel sophistiqué et nécessairement plus onéreux, ce qui dans le cas de la soufflante d'air par exemple représente un investissement conséquent qui rendrait le procédé moins attractif.
Selon un autre aspect de l'invention, celle-ci concerne une installation combinée apte à la mise en œuvre des procédés ci-dessus, comprenant au moins :
- un stockage d'oxygène liquide dans lequel un ciel gazeux est ménagé au-dessus du liquide,
- des moyens de récupération de tout ou partie d'un flux d'oxygène d'évaporation émis par le stockage,
- un reformeur à la vapeur comprenant une chambre de combustion et une chambre de convection, la première étant munie de tubes de reformage remplis de catalyseur de reformage et de brûleurs aptes à être alimentés en combustible et en comburant, et la deuxième chambre, en relation avec la première, étant apte à évacuer des fumées émises dans la première chambre, ainsi que,
- des moyens assurant la circulation du comburant pour la combustion comprenant : au moins une arrivée d'air de combustion, une soufflante, des moyens pour le préchauffage indirect du comburant et/ou d'autres fluides par les fumées émises, ainsi que des conduites reliant ces différents moyens, - des moyens de récupération du gaz riche en oxygène, des moyens d'injection dudit gaz riche en oxygène dans l'air de combustion pour produire de l'air enrichi, ainsi que des conduites adaptées au transport du gaz riche en oxygène, de l'air de combustion, de l'air enrichi en oxygène et des fumées émises lors de la combustion.
Selon une variante préférée d'installation, celle-ci concerne une installation apte à la mise en œuvre du procédé tel que décrit ci-dessus, dans lequel l'oxygène est injecté avant l'étape de compression c), et le flux d'air enrichi alimentant l'étape c) a une teneur en oxygène comprise entre 20,6 et 23,5% molaire, installation dans laquelle la soufflante utilisée pour l'étape c) est une soufflante d'air ordinaire.
L'invention va maintenant être décrite en se référant à la figure unique jointe ainsi qu'à l'exemple qui l'accompagne.
Il doit être entendu qu'il s'agit là d'un mode de réalisation particulier de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et que l'invention ne se limite pas à ce mode de réalisation.
La figure présente un schéma illustrant un mode de réalisation préféré de l'invention pour la valorisation d'oxygène prélevé au niveau du système d'évaporation d'un stockage d'oxygène liquide et son utilisation pour enrichir l'air de combustion alimentant les brûleurs d'un reformeur à la vapeur destiné à la production de gaz de synthèse en application de l'invention.
De l'oxygène liquide est contenu dans le réservoir de stockage 1. L'oxygène y est stocké sous forme de liquide. L'oxygène liquide n'occupe pas la totalité du volume du réservoir, un ciel gazeux 1A est ménagé au dessus de la surface du liquide. Un courant 2 d'oxygène gazeux est prélevé dans le ciel gazeux L'oxygène gazeux 2 passe d'abord dans la vanne 3, puis est amené via la conduite 4 jusqu'au point 5 où il est injecté dans l'air de combustion 6 formant ainsi avec ce dernier l'air de combustion enrichi 7. L'air enrichi 7 passe alors dans la soufflante 8 qui produit un air enrichi comprimé 9 qui constitue le comburant qui alimentera le reformeur.
L'air enrichi 9 est ensuite utilisé conformément à la pratique usuelle de l'homme du métier; il est notamment préchauffé en 10 dans la chambre de convection du reformeur, puis envoyé aux brûleurs ou mélangé au combustible 1 1 (formé de façon classique de gaz naturel 12 complété par des gaz résiduaires 13 de procédé) ; il fournit l'oxygène nécessaire à la combustion.
Les fumées émises lors de la combustion sont évacuées via la chambre de convection où elles fournissent de la chaleur, en particulier, mais pas seulement à l'air enrichi 9, elles sont enfin évacuées vers l'atmosphère par la cheminée 14. La pression dans le ciel gazeux 1 A du stockage est contrôlée par un contrôleur de pression 20 de type PIC.
Un circuit de réchauffage 21 permet en cas de besoin de vaporiser de l'oxygène liquide vers le ciel gazeux.
Exemple de réalisation de l'invention:
Soit un site industriel comprenant un stockage d'oxygène et un reformeur ;
- le stockage d'oxygène liquide produit 200 Nm3/h d'oxygène d'évaporation (boil off) à une pression de 50mbarg,
- le reformeur permet de produire 22 000 Nm3/h de gaz de synthèse (compté en H2+CO),
- le stockage est à une distance de 300 mètres du reformeur.
Le reformeur, en fonctionnement classique, consomme 31 150 Nm3/h air, soit 6 420 Nm3/h O2 (en prenant en compte la teneur en O2 de l'air, soit 20.6% mol).
En appliquant le procédé de l'invention, on enrichit l'air par apport de l'oxygène gazeux d'évaporation produit par le stockage, soit 200 Nm3/h O2. La perte de charge subie lors du passage dans les 300m de conduite est de l'ordre 10mbar.
Le procédé de production de gaz de synthèse fonctionnant à besoin constant en O2, il s'ensuit que :
- grâce à l'apport d'oxygène en provenance du stockage, on va pouvoir diminuer l'apport en air,
- l'oxygène devant être fourni par l'air est ramené à (6 420 - 200) soit 6 220 Nm3/h,
- pour fournir cette quantité d'oxygène, il suffira de (6 220/0.206) = 30 190 Nm3/h d'air,
- le volume d'air enrichi circulant dans la soufflante, puis dans le circuit de préchauffe d'air est donc de 30 390 Nm3/h au lieu de 31 150 Nm3/h selon le procédé classique.
Ceci correspond à un gain de 3% dans le dimensionnement des soufflantes et des échangeurs, tant côté air que côté fumées. La consommation de gaz naturel combustible diminue de 5%.
L'air enrichi en oxygène a une teneur en O2 inférieure à 21.1 % ce qui est très inférieur à la limite préférée de 23.5 % de O2 et permet donc l'utilisation d'une soufflante classique ; ainsi, dans le cadre d'une modification d'unité existante, il ne sera pas nécessaire de modifier la soufflante d'air. Parmi les avantages liés à la mise en œuvre de l'invention, on citera ainsi notamment : l'augmentation de l'efficacité radiative, la diminution de la quantité de gaz à chauffer, la diminution des émissions de CO2, la diminution de la production de vapeur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de production d'un gaz de synthèse à partir d'une charge d'hydrocarbures légers comprenant au moins une étape de génération d'un gaz de synthèse brut par reformage catalytique à la vapeur de ladite charge d'hydrocarbures avec production de la chaleur nécessaire au reformage à l'aide d'une combustion, ladite étape étant réalisée dans un reformeur comprenant au moins :
- une chambre de combustion munie de tubes de reformage remplis de catalyseur de reformage, aptes à faire circuler un mélange contenant la charge d'hydrocarbures et de la vapeur d'eau, de manière à récupérer en sortie des tubes le gaz de synthèse brut, et de brûleurs alimentés en combustible contenant une proportion non nulle de gaz naturel et en comburant, et aptes à fournir par combustion ladite chaleur nécessaire au reformage, - une chambre de convection en relation avec ladite chambre de combustion apte à évacuer les fumées émises par la combustion, caractérisé en ce que :
- on utilise pour la dite étape de reformage un comburant constitué d'air enrichi en oxygène, ledit oxygène d'enrichissement provenant pour tout ou partie d'un flux d'oxygène d'évaporation émis par un stockage d'oxygène liquide situé à proximité du reformeur, et
- on diminue la quantité de gaz naturel utilisé en tant que combustible, de sorte à obtenir une capacité de production de gaz de synthèse conforme à celle qui aurait été obtenue sans utiliser l'oxygène provenant pour tout ou partie de l'évaporation du stockage d'oxygène liquide.
2. Procédé selon la revendication 1 comprenant au moins une étape de production d'air enrichi en oxygène avec : a) mise à disposition d'un flux d'oxygène d'évaporation émis par un stockage d'oxygène liquide situé à proximité du reformeur. b) injection dudit flux d'oxygène dans un flux d'air destiné à l'alimentation en comburant des brûleurs pour former un flux d'air enrichi en oxygène, ladite injection se faisant soit en amont, soit en aval de l'étape c), c) compression de l'air, pouvant être enrichi selon b), par passage dans une soufflante d'air, d) préchauffage, non obligatoire, de l'air enrichi par au moins un échange de chaleur indirect avec les fumées émises lors de la combustion, e) alimentation des brûleurs du reformeur en ledit air enrichi comprimé et possiblement préchauffé, ainsi qu'en combustible.
3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel le flux d'oxygène est injecté avant l'étape de compression c), caractérisé en ce que le flux d'air enrichi alimentant l'étape c) a une teneur en oxygène comprise entre 20,6 et 23,5% molaire.
4. Installation combinée apte à la mise en œuvre du procédé de la revendication 2 comprenant au moins :
- un stockage d'oxygène liquide dans lequel un ciel gazeux est ménagé au-dessus du liquide,
- des moyens de récupération de tout ou partie d'un flux d'oxygène d'évaporation émis par le stockage,
- un reformeur à la vapeur comprenant une chambre de combustion et une chambre de convection, la première étant munie de tubes de reformage remplis de catalyseur de reformage et de brûleurs aptes à être alimentés en combustible et en comburant, et la deuxième chambre, en relation avec la première, étant apte à évacuer des fumées émises dans la première chambre, ainsi que,
- des moyens assurant la circulation du comburant pour la combustion comprenant au moins : une arrivée d'air de combustion, une soufflante, des moyens pour le préchauffage indirect du comburant et/ ou d'autres fluides par les fumées émises, ainsi que des conduites reliant ces différents moyens, - des moyens de récupération du gaz riche en oxygène, des moyens d'injection dudit gaz riche en oxygène dans l'air de combustion pour produire de l'air enrichi, ainsi que des conduites adaptées au transport du gaz riche en oxygène, de l'air de combustion, de l'air enrichi en oxygène et des fumées émises lors de la combustion.
5. Installation selon la revendication 4 pour la mise en œuvre du procédé de la revendication 3, caractérisé en ce que la soufflante utilisée pour l'étape c) est une soufflante d'air ordinaire.
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