Patent ES-2566171-T3 (ES)
Title: Producción de hidrógeno con captura de CO2
Inventor: GENKIN EUGENE S
IPC: C01B32/50
Filed: 2012-06-12
Granted: 2016-04-11
Abstract: Un proceso para producir un gas producto de H2 y un gas producto de CO2, comprendiendo el proceso: (a) introducir reaccionantes (10) que comprenden vapor y metano en una pluralidad de tubos (104) de reformador que contienen catalizador en una sección radiante de un horno de reformador (100), hacer reaccionar los reaccionantes en presencia de un catalizador de reformado en el interior de una pluralidad de tubos de reformador que contienen catalizador en condiciones de reacción suficientes para formar un reformado (12) que comprende H2, CO y vapor, y extraer el reformado de la pluralidad de tubos de reformador que contienen catalizador, donde el horno de reformador tiene la sección radiante y una sección de convección, donde la sección radiante contiene la pluralidad de tubos de reformador que contienen catalizador y la sección de convección contiene tubos (75, 77) de intercambio de calor; (b) introducir uno o más gases combustibles (74) y una mezcla (54) de gases oxidantes en el interior de una sección radiante del horno de reformador externa a la pluralidad de tubos de reformador que contienen catalizador, donde la mezcla de gases oxidantes que comprende de un 20 % en volumen a un 35 % en volumen de oxígeno en base húmeda; (c) someter a combustión uno o más gases combustibles con el oxígeno en la mezcla de gases oxidantes en la sección radiante del horno de reformador externa a la pluralidad de tubos de reformador que contienen catalizador formando de este modo un gas (109) producto de combustión y proporcionar energía para hacer reaccionar los reaccionantes del interior de la pluralidad de los tubos de reformador que contienen catalizador; (d) hacer pasar el gas producto de combustión desde la sección radiante del reformador hasta la sección de convección del reformador, y extraer el gas producto de combustión de la sección de convección del horno de reformador; (e) recuperar calor del reformado (12) a partir de la pluralidad de tubos de reformador que contienen catalizador enfriando de este modo el reformado; (f) hacer reaccionar el reformado enfriado (32) en presencia de un catalizador de desplazamiento en condiciones de reacción suficientes para desplazar el reformado para formar H2 adicional en el reformado; (g) recuperar calor del reformado (42) sometido a desplazamiento enfriando de este modo el reformado sometido a desplazamiento; (h) retirar H2O del reformado sometido a desplazamiento para formar un reformado (64) desprovisto de agua que comprende H2 y componentes gaseosos secundarios; y (i) separar el reformado (64) desprovisto de agua en una pluralidad de al menos 3 lechos (70) de adsorción de oscilaciones de presión, conteniendo cada lecho un adsorbente selectivo para los componentes gaseosos secundarios formando de este modo un producto de H2 (72) y un gas (76) de cola de adsorción de oscilaciones de presión; (j) donde uno o más gases combustibles (74) comprenden al menos una parte del gas (76) de cola de adsorción de oscilaciones de presión; y (k) donde, para evitar la fuga de aire al interior de la sección de convección, una tercera parte (81) del gas (109) producto de combustión se recicla a la sección de convección del horno de reformador mediante infiltración a través de una o más paredes de la sección de convección y/o uno o más gases combustibles (74) se someten a combustión con el oxígeno de la mezcla (54) de gases oxidantes en la sección radiante del horno de reformador (100) externa a la pluralidad de tubos (104) de reformador que contienen catalizador a una presión que varía de 102,5 kPa a 116,3 kPa (absoluta), formando de este modo el gas (109) producto de combustión y suministrar energía para hacer reaccionar los reaccionantes (10) en el interior de la pluralidad de tubos de reformador que contienen catalizador; donde el proceso además comprende: (l) reciclar una primera parte (50) del gas (109) producto de combustión extraído de la sección de convección del horno de reformador hasta la sección radiante del horno de reformador en la mezcla (54) de gases oxidantes, donde de un 40 a un 60 % en base de caudal másico, del gas producto de combustión extraído de la sección de convección del horno de reformador se recicla como primera parte del gas producto de combustión; (m) hacer reaccionar O2 residual en una segunda parte (110) del gas (109) producto de combustión con al menos uno de H2 y CH4 (91) en presencia de un catalizador, disminuyendo de este modo la concentración de O2 en la segunda parte del gas producto de combustión hasta un valor por debajo de 10 ppmv; y (n) retirar H2O de la segunda parte (110) del gas producto de combustión, formando de este modo el gas (112) producto de CO2 (o) y donde la mezcla (54) de gases oxidantes contiene menos de un 5 % en volumen de inertes incluyendo N2 y cualquier gas noble.