ES2562784T3 - Procedimiento para recuperación de dióxido de carbono - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento de adsorción de oscilación de presión al vacío (VPSA) para la recuperación de dióxido de carbono de una corriente de alimentación, en donde la corriente de alimentación comprende una mezcla de gases de varios componentes que comprende al menos dióxido de carbono e hidrógeno,. en una unidad de VPSA que comprende seis lechos de adsorción cada uno de los cuales contiene al menos un adsorbente selectivo de CO2, cuyo procedimiento comprende repetir cíclicamente en cada uno de los lechos de adsorción un ciclo que comprende las etapas de: (a) alimentar al menos una parte de la corriente de alimentación y parte de la corriente rica en CO2 de un lecho de adsorción que soporta la etapa (d), al lecho de adsorción en una primera presión dentro de un primer intervalo de presiones durante un tiempo predeterminado para producir una corriente enriquecida en hidrógeno: (b) igualar la presión del lecho de adsorción con la de un lecho de adsorción que soporta la etapa (h) en una primera etapa de despresurización desde la primera presión a una segunda presión dentro de un segundo intervalo de presiones en donde la segunda presión es más baja que la primera presión en una misma dirección o en una dirección opuesta a la corriente de alimentación; (c) igualar la presión del lecho de adsorción con la de un lecho de adsorción que soporta la etapa (g) en una segunda etapa de despresurización desde la segunda presión a una tercera presión dentro de un tercer intervalo de presiones en donde la tercera presión es más baja que la segunda presión y en una misma dirección o en una dirección opuesta a la corriente de alimentación; (d) despresurizar el lecho de adsorción en una tercera etapa de despresurización desde la tercera presión a una cuarta presión dentro de un cuarto intervalo de presiones en donde la cuarta presión es más baja que la tercera presión y próxima a la presión ambiente, y en una misma dirección que la corriente de alimentación o en una dirección opuesta a la corriente de alimentación para producir una corriente rica en CO2, en donde una primera parte de la corriente rica en CO2 se comprime y se recicla en la corriente de alimentación y se alimenta la corriente de alimentación con dicha primera parte reciclada a un lecho de adsorción que soporta la etapa (a), y en donde una segunda parte de la corriente rica en CO2 se carga a un lecho de adsorción que soporta la etapa (f) para igualar la presión de dicho lecho (e) evacuar el lecho de adsorción desde el cuarto intervalo de presiones a una presión inferior a la del ambiente en una dirección opuesta o en una misma dirección que la corriente de alimentación para obtener producto de CO2: (f) represurizar el lecho de adsorción desde la presión inferior a la del ambiente por igualación de presión con un lecho de adsorción que soporta la etapa (d); (g) igualar la presión del lecho de adsorción con la de un lecho de adsorción que soporta la etapa (c) en una segunda etapa de igualación de presiones en una dirección opuesta o en una misma dirección que la corriente de alimentación; (h) igualar adicionalmente la presión del lecho de adsorción con la de un lecho de adsorción que soporta la etapa (b) en una tercera etapa de igualación de presiones en una dirección opuesta o en una misma dirección que la corriente de alimentación; y (i) represurizar el lecho de adsorción por gas de alimentación o por parte de la corriente enriquecida en hidrógeno generada en un lecho de adsorción que soporta la etapa (a) en una etapa de represurización al primer intervalo de presiones.

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para recuperacion de dioxido de carbono Campo de la invencion
La presente invencion se refiere en general a un procedimiento de adsorcion de oscilacion de presion al vado (VPSA) para recuperar dioxido de carbono que tiene una pureza de aproximadamente >90 moles por ciento a partir de corrientes que contienen al menos dioxido de carbono e hidrogeno (p.ej., gas de smtesis). La alimentacion a la unidad de VPSA de CO2 puede estar a una presion superior a la del ambiente.
Antecedentes de la invencion
El reformado de vapores de metano (SMR) es el procedimiento principal para producir hidrogeno (H2) en cantidades grandes. Despues de conversion catalftica de gas natural, se produce monoxido de carbono e hidrogeno segun la ecuacion (1);
(1) CH4+ H2O » CO + 3 H2.
La mezcla de gases se desplaza (mediante una reaccion de desplazamiento de gas-agua) produciendose ademas H2 segun la ecuacion (2):
(2) CO + H2O <» CO2 + H2
Despues de la reaccion de desplazamiento de gas-agua, el gas obtenido como producto tfpico tiene una presion de entre aproximadamente 689-3.447 kPa (100-500 psia), una temperatura de entre aproximadamente 15,6-65,6°C (60- 160°F) y una composicion de 60-80 moles por ciento de H2, 15-25 moles por ciento de CO2. 0,1-5 moles por ciento de CO, 3-7 moles por ciento de CH4, 0-5 moles por ciento de N2 y esta saturado con agua,
Esta mezcla de gases puede cargarse despues a una unidad de adsorcion de oscilacion de presion (PSA) para producir H2 de alta pureza (p.ej., hidrogeno con una pureza de al menos 99%).
En algunas instalaciones actuales de produccion de H2, se coloca una unidad de amina entre el reactor de desplazamiento y la unidad de PSA de H2 para extraer CO2 de la corriente producida por el reactor de desplazamiento. Este procedimiento, no obstante, es intensivo en cuanto a energfa. Ademas, las unidades de aminas pueden ser diffciles de operar y se sabe que tienen problemas de operacion, tales como corrosion, perdida de fluido y similares.
La Patente de EE.UU.. No. 4.171.206 se refiere a la produccion de CO2 de alta pureza (99,99+%) e H2 de alta pureza (99,99+%) en la recuperacion alta de CO2 (99,9+%) a partir de gas de desecho de SMR. Esta patente describe dos trenes de lechos de adsorcion, que estan en comunicacion uno con otro durante las etapas de alimentacion (feed) y de represurizacion. Los lechos en el tren de CO2 emplean una etapa de lavado por CO2 de alta pureza a presion alta. La despresurizacion y la evacuacion del mismo lecho siguen esta etapa. El gas despresurizado se vuelva a comprimir y se emplea para el lavado de alta presion. El efluente de la etapa de lavado de alta pureza, a alta presion, se recicla a la alimentacion.
La Patente de EE.UU. No. 4.299.596 se refiere a la obtencion de dos productos de alta pureza que emplea dos trenes de lechos, que se integran durante las etapas de alimentacion y despresurizacion con corrientes del mismo sentido. El tren que produce las especies adsorbidas mas fuertemente se purga por el gas despresurizado con corrientes de la mismo direccion despues de haber sido recomprimido. Parte del gas despresurizado con corrientes de la misma direccion puede reciclarse para represurizacion. Las etapas de evacuacion y purga producen parte de las especies adsorbidas mas fuertemente y parte del gas de purga,
La Patente de EE.UU.. No. 4.770.676 se refiere a la produccion de metano y dioxido de carbono a partir de gas de vertedero de basuras, Este es un procedimiento de adsorcion de oscilacion de presion (PSA) y termico (TSA) integrados. El residuo producido del PSA regenera el TSA.
La Patente de EE.UU. No. 4.840.647 se refiere a la produccion de dioxido de carbono de > 95% a partir de una corriente de alimentacion que contiene 10-30% de CO2 a presion ambiente. Las etapas del procedimiento son alimentacion, evacuacion con corrientes de la misma direccion, evacuacion a contracorriente para obtener producto y una etapa de represurizacion. El gas evacuado con corrientes de la misma direccion se utiliza para igualacion de presiones/represurizacion y se mezcla con la alimentacion.
La Patente de EE.UU. No. 4,857.083 considera la produccion de dioxido de carbono a partir de una mezcla de gases. Al termino de la etapa de alimentacion, el extremo de descarga de la columna de alimentacion se conecta con el extremo de entrada del lecho evacuado para reducir la presion de este lecho. Despues se produce CO2 por evacuacion. Este procedimiento se sigue por etapas de reforma de la presion.
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La Patente de EE.UU. No. 4.913.709 se refiere a la obtencion de dos productos de alta pureza. La referencia sugiere el uso de dos trenes de lechos, que se integran durante las etapas de alimentacion y represurizacion. El tren que produce la especie adsorbida mas fuertemente se purga por la especie adsorbida mas fuertemente obtenida durante la etapa de evacuacion. Esta purga se realiza a cabo a presion baja y se lleva a cabo una vez que el lecho ha sido despresurizado.. El efluente durante la etapa de purga se vuelve a comprimir y se recicla como alimentacion.
La Patente de EE.UU. No. 4.915.711 describe la produccion de dos productos de ala pureza utilizando un tren unico de lechos. El lecho se purga por la especie adsorbida mas fuertemente obtenida durante la etapa de evacuacion. Esta purga es a baja presion y se lleva a cabo una vez que el lecho ha sido despresurizado. El efluente durante la etapa de purga y la etapa de despresurizacion se recomprime y se recicla como alimentacion.
La Patente de EE.UU. No. 5.026.406 describe la produccion de dos productos de alta pureza empleando un tren unico de lechos. El lecho se purga por la especie adsorbida mas fuertemente obtenida durante la etapa de evacuacion. Esta purga es a baja presion y se lleva a cabo una vez que el lecho ha sido despresurizado. El efluente durante la etapa de purga y la etapa de despresurizacion se recomprime y se recicla como alimentacion.
La Patente de EE.UU.. No, 5.051.115 produce una especie adsorbida mas fuertemente a partir de una mezcla de gases de alta pureza, Se emplea una etapa de purga con corrientes de la misma direccion por la especie adsorbida mas fuertemente. Esta corriente de purga y de producto se obtienen durante la etapa de evacuacion. El efluente de la etapa de purga se recicla para represurizacion.
La Patente de EE.UU.. No. 5.248.322 se refiere a un procedimiento con cuatro etapas: adsorcion, despresurizacion, evacuacion e igualacion de presiones por parte del gas despresurizado y represurizacion. La primera parte (presion mas alta) del gas despresurizado se recicla mientras que la segunda parte (presion mas baja) se emplea para igualacion de las presiones.
La Patente de EE.UU.. No, 5.354.346 se refiere a un procedimiento con cinco etapas: adsorcion, despresurizacion, purga con corrientes de la misma direccion a presion baja, evacuacion e igualacion de presiones por parte del gas efluente de purga despresurizado y a baja presion, y represurizacion. La primera parte (presion mas alta) del gas despresurizado se recicla mientras que la segunda parte (presion mas baja) y parte del gas efluente de purga a baja presion se utiliza para igualacion de las presiones..
La Patente de EE.UU. No. 6.245.127 trata de la produccion de CO2 a partir de una mezcla de gases a baja presion en pureza constante. Esta patente emplea simultaneamente etapas de purga y evacuacion. La purga a contracorriente se lleva a cabo por la especie adsorbida menos fuertemente.
Sena deseable proporcionar procedimientos y aparatos economicamente beneficiosos para la recuperacion de CO2. Adicionalmente sena deseable que tales procedimientos y aparatos fueran mas eficaces y mas faciles de uso con relacion a la tecnica anterior.
Compendio de la invencion
La presente invencion se refiere en general a un procedimiento de adsorcion de oscilacion de presion al vacfo (VPSA) y un aparato para la recuperacion de dioxido de carbono partiendo de una mezcla de gases de varios componentes que comprende al menos dioxido de carbono e hidrogeno, en una unidad de VPSA que comprende al menos un lecho de adsorcion que contiene al menos un adsorbente selectivo de CO2, comprendiendo una serie de despresurizaciones de un adsorbente desde presion alta a presion baja para aumentar la concentracion de CO2 en el lecho adsorbente. Despues de que la concentracion de CO2 se ha aumentado, se obtiene el producto de CO2 por reduccion adicional de la presion. La presente invencion ensena el uso de despresurizacion del adsorbente para aumentar significativamente la concentracion de CO2 sobre el adsorbente. La adicion de una o mas etapas de despresurizacion elimina la necesidad de etapas de lavado o de purga que se emplean en la tecnica anterior. Esto simplifica a su vez el diagrama de flujo del procedimiento y reduce los costes del procedimiento.
Con objeto de aumentar la recuperacion de CO2 y reducir al mmimo las perdidas de H2, la presente invencion emplea el gas despresurizado para aumentar la presion en lechos de baja presion de la unidad de VPSA. Por consiguiente, la despresurizacion del lecho aumenta la concentracion de CO2 del producto y por igualacion de este con otros lechos al mismo tiempo, se aumenta tambien la recuperacion de CO2. Otra caractenstica de la presente invencion es que hay muchas etapas de despresurizacion, en donde el gas se hace mas rico en CO2 con cada despresurizacion y el gas que resulta despues de la etapa final de despresurizacion es rico en CO2. Este gas final despresurizado se divide en dos parte, en donde una parte se vuelve a comprimir y se recicla a la corriente de alimentacion y la otra parte se emplea para acrecentar adicionalmente la presion con la de un lecho evacuado. Esta etapa aumenta tambien la recuperacion de CO2.
Otra caractenstica de la presente invencion es que por reduccion de CO2 en la corriente de alimentacion respecto a la de la unidad de adsorcion de oscilacion de la presion (PSA) de H2, tambien se aumenta la recuperacion de H2 desde la unidad de PSA de H2.
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En particular, la presente invencion es un procedimiento de VPSA para la recuperacion de dioxido de carbono a partir de una mezcla de gases de varios componentes que comprende al menos dioxido de carbono e hidrogeno (la corriente de alimentacion) en una unidad de VPSA que comprende al menos un lecho de adsorcion que contiene al menos un adsorbente selectivo de CO2 segun se define en la reivindicacion 1.
Descripcion detallada de los dibujos
Para una comprension mas completa de la presente invencion y de las ventajas de la misma, ha de aludirse a la siguiente Descripcion Detallada tomada en asociacion con los dibujos que se acompanan en los que:
La Figura 1 ilustra una realizacion segun la presente invencion, en la que una unidad de VPSA de CO2 esta situada aguas arriba de una unidad de PSA de H2.
La Figura 2 ilustra un diagrama de flujo dclico de una unidad de VPSA de CO2 que tiene seis lechos, reciclo parcial, dos etapas de igualacion de presiones e igualacion de presion del lecho evacuado segun una realizacion de la presente invencion,
La Figura 3 muestra un dibujo esquematico de la unidad de VPSA de CO2 de la Figura 2.
Las Figuras 4a y 4b ponen de manifiesto la secuencia de valvulas para la operacion de la unidad VPSA de CO2 expuesta en las Figuras 2 y 3.
La Figura 5 ilustra otro diagrama de flujo dclico alternativo de una unidad de VPSA de CO2 que tiene seis lechos, despresurizacion parcial, tres etapas de igualacion de presiones y una etapa de reciclo parcial segun otra realizacion de la presente invencion, y
La Figura 6 ilustra otro diagrama de flujo dclico de una unidad de VPSA de CO2 que tiene seis lechos, despresurizacion total, tres fases de igualacion de presiones y una etapa de reciclo total segun la presente invencion.
Descripcion detallada de la invencion
La presente invencion se refiere en general a un procedimiento de adsorcion de oscilacion de presion al vacfo (VPSA) y un aparato para la recuperacion de dioxido de carbono de una mezcla de gases de varios componentes que comprende al menos dioxido de carbono e hidrogeno, en una unidad de VPSA que comprende al menos un lecho de adsorcion que contiene al menos un adsorbente selectivo de CO2, comprendiendo una serie de despresurizaciones de un adsorbente desde presion alta a presion baja para aumentar la concentracion de CO2 en el lecho adsorbente, Una vez aumentada la concentracion de CO2, se obtiene el producto de CO2 mediante la reduccion adicional de la presion. La presente invencion ensena el empleo de despresurizacion del adsorbente para aumentar significativamente la concentracion de CO2 sobre el adsorbente, La adicion de una o mas etapas de despresurizacion elimina la necesidad de etapas de lavado o purga que se emplean en la tecnica anterior. Esto a su vez simplifica el diagrama de flujo del procedimiento y reduce los costes del procedimiento.
Con objeto de aumentar la recuperacion de CO2 y reducir al mmimo las perdidas de H2, la presente invencion utiliza el gas despresurizado para acrecentar la presion de lechos de presion baja de la unidad de VPSA. Por tanto, la despresurizacion de lechos aumenta la concentracion de CO2 en el producto y por igualacion de esta con la de otros lechos al mismo tiempo, tambien se aumenta la recuperacion de CO2. Otra caractenstica de la presente invencion es que el gas despresurizado final, que es rico en CO2, se divide en dos partes, en donde una parte se recomprime y se recicla a la corriente de alimentacion, y la otra parte se emplea para acrecentar adicionalmente la presion con la de un lecho evacuado. Esta etapa aumenta tambien la recuperacion de CO2.
Otra caractenstica de la presente invencion es que reduciendo CO2 en la corriente de alimentacion a la unidad de adsorcion con oscilacion de presion (PSA) de H2, se aumenta tambien la recuperacion de H2 de la unidad de PSA de H2.
Como se trata con mas detalle en la presente memoria, una caractenstica importante del procedimiento de la presente invencion es que el gas despresurizado final no se desecha. A su vez, esta corriente gaseosa (que ahora esta rica en CO2) puede emplearse en uno de dos caminos o en una combinacion de los mismos. En primer lugar, una parte de la corriente de gas despresurizado final puede comprimirse y mezclarse con gas de alimentacion y la mezcla entera se realimenta a la unidad de VPSA de CO2. En segundo lugar, una parte de la corriente de gas despresurizado final se emplea para igualar la presion con la de un lecho adsorbente que acaba de haber sido evacuado. En esta realizacion, el gas evacuado que procede del lecho adsorbente evacuado constituye el producto de CO2. De este modo, se espera que la perdida de H2 del VPSA de CO2 se reduzca al mmimo o que se elimine totalmente.
En una realizacion preferida de la presente invencion y que se ilustra en la Figura 1, el sistema 20 incluye la unidad 21 de VPSA de CO2 situada aguas arriba de la unidad 22 de PSA de H2.. Como se ha tratado anteriormente, el gas natural 11 y la corriente 12 pueden reformarse en el reformador 23 del metano en estado de vapor para producir la
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corriente 13, segun se ha descrito en la ecuacion (!) que figura anteriormente en esta memoria. La corriente 13 se carga luego al reactor de desplazamiento 24 para producir la corriente 1 segun se ha descrito en la ecuacion (2), que tambien se ha indicado anteriormente. La corriente 1 puede cargarse a la unidad 21 de VPSA de CO2 por medio de la corriente 2. La valvula V3 estara tfpicamente, por consiguiente, en la posicion cerrada y estara en la posicion abierta cuando la unidad de VPSA de CO2 no esta siendo utilizada. Los expertos en la tecnica podran apreciar que la valvula V3 puede estar alternativamente en la posicion parcialmente abierta dependiendo de la capacidad deseada del procedimiento (es decir, la recuperacion de CO2).
Cuando se emplea la disposicion que se expone en la Figura 1 con procedimientos y aparatos segun la presente invencion, puede producirse la corriente 4 rica en CO2 (p.ej., > 90 % en moles), junto con la alimentacion 6 rica en hidrogeno que se espera que resulte en mayor recuperacion 8 de hidrogeno procedente de la unidad 22 de PSA de H2. La unidad 22 de PSA de hidrogeno tambien puede producir el combustible 9 para uso en el sistema 20.
La presente invencion reconoce que las despresurizaciones de una capa adsorbente selectiva de CO2 aumentan la concentracion de CO2 en el lecho o lechos adsorbentes. Mas espedficamente, la presente invencion reconoce y utiliza despresurizaciones de un adsorbente de presion alta (p.ej., 689-3.447 kPa (100-500 psia) a presion(es) baja(s) (es decir, proximas a presion ambiente y/o a presiones subambientales) para aumentar la concentracion de CO2 en el lecho.
Como se emplea en esta memoria, una "corriente de alimentacion" (feed) que se carga a una unidad de CO2 segun la presente invencion, es una corriente que contiene al menos hidrogeno y dioxido de carbono a una presion entre aproximadamente 689-3.447 kPa (100-500 psia) (p.ej,, 2.068 kPa (300 psia)). Despues de que la concentracion de CO2 se ha aumentado por varias despresurizaciones, puede emplearse para dar lugar al producto de CO2 por reduccion adicional de la presion. Para algunos adsorbentes, la despresurizacion desde presion alta a presion baja aumenta la concentracion de CO2 en el lecho adsorbente. Esta etapa del procedimiento puede utilizarse para eliminar varias etapas del procedimiento segun se describe en la tecnica anterior. Por consiguiente, pueden eliminarse diversas piezas de maquinaria rotatoria (p.ej., el compresor de lavado o el compresor de purga) y de necesidades de energfa asociadas, proporcionando de este modo un procedimiento y un sistema que intensifica la operacion y que mejora la eficacia.
Como se ha mencionado anteriormente, los procedimientos y aparatos de VPSA de CO2 de la presente invencion pueden emplearse para producir CO2 que tiene una pureza de aproximadamente 90 por ciento en moles, a partir de un gas de alimentacion tal como un gas de smtesis. En una realizacion de la presente invencion, los procedimientos proporcionan reciclo parcial de la corriente rica en CO2 en devolucion a la unidad de VPSA de CO2, y la igualacion de presiones del lecho evacuado por la corriente rica en CO2 aumentando la pureza de CO2 (veanse, por ejemplo, las Figuras 2-4). Estas realizaciones pueden llevarse a cabo utilizando un numero variable de lechos y de etapas de igualacion de presiones. Por ejemplo, el reciclo parcial y la igualacion de presiones del lecho evacuado pueden realizarse con seis lechos y dos etapas de igualacion de presiones (Figuras 2-4). Alternativamente, el reciclo parcial y la purga anteriores a la evacuacion del lecho pueden realizarse con seis lechos y tres etapas de igualacion de presiones (Figura 5). Alternativamente, un reciclo total anterior a la evacuacion del lecho puede realizarse con seis lechos y tres etapas de igualacion de presiones (Figura 6), En cualquier momento durante cualquiera de estos procedimientos, los lechos se encontraran en una de las siguientes categonas de etapas: alimentacion (feed), despresurizacion, evacuacion, igualaciones de presiones, y represurizacion.
En cualquiera de las realizaciones, cada uno de los lechos se llena preferiblemente con al menos dos capas de adsorbentes. El tipo y dimensiones de la capa de adsorbente con respecto al extremo de alimentacion (es decir, una capa de un adsorbente selectivo de agua) en el lecho, se selecciona para separar humedad de la corriente de alimentacion de modo que cualquiera humedad residual no deteriore el comportamiento de la capa adsorbente principal (es decir, selectiva de CO2). La capa adsorbente selectiva de agua tambien es capaz preferiblemente de retirar impurezas (p.ej., cantidades en indicios de azufre o de compuestos hidrocarbonados pesados) procedentes de la corriente de alimentacion, hasta el punto de que tales impurezas se encuentren presentes. La principal, segunda capa adsorbente ( es decir, la capa adsorbente selectiva de CO2) se emplea para adsorber selectivamente CO2 desde la corriente de alimentacion despues de haber sido retirada suficiente humedad.
Para la primera capa adsorbente (es decir, la capa adsorbente selectiva de agua), se prefieren adsorbentes tales como alumina activada, gel de sflice o un tamiz molecular de zeolita. Estos adsorbentes se destinan a ser ilustrativos y tambien son adecuados para el empleo otros adsorbentes capaces de retirar humedad suficiente segun la presente invencion. Las caractensticas preferidas de tales adsorbentes incluyen: altas capacidades de resistencia a la aglomeracion, resistencia elevada a la rozadura, densidad grande en masa, vado bajo entre las partfculas, alta capacidad de calor, gran conductividad termica, bajo descenso de presion y estable en agua lfquida.
La capa principal de adsorbente (es decir, la capa adsorbente selectiva de CO2) que sigue a la capa adsorbente selectiva de agua, preferiblemente posee las caractensticas siguientes: selectividad alta, alta capacidad de trabajo, cineticas invariables y bajo calor de adsorcion. Como ejemplos tfpicos de tales adsorbentes se incluyen, pero no se limitan a: NaY, HY, NaX, gel de sflice, y carbon activado. Otras propiedades ffsicas deseadas del adsorbente de la capa principal (es decir, la capa selectiva de CO2) incluyen alta resistencia a la aglomeracion, alta resistencia a la
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rozadura, gran densidad en masa, vado bajo entre partfculas, alta capacidad de calor , gran conductividad termica y ca^da de presion baja durante las etapas de alimentacion y evacuacion.
Los expertos en la tecnica podran apreciar que una capa mixta de compuestos que contiene ambos adsorbentes podna emplearse en la presente invencion en tanto en cuanto quedaran satisfechas las caractensticas de los adsorbentes.
Una realizacion (Figuras 2 a 4) de la presente invencion es un procedimiento de VPSA para la recuperacion de dioxido de carbono de una mezcla de gases de varios componentes que comprende al menos dioxido de carbono e hidrogeno (la corriente de alimentacion (feed)) de una unidad de VPSA que comprende al menos un lecho de adsorcion que contiene al menos un adsorbente selectivo de CO2, cuyo procedimiento comprende:
Etapa 1 - Etapa de alimentacion (Feed): La corriente de alimentacion 1 (expuesta en la Figura 1) que comprende al menos gases de dioxido de carbono e hidrogeno a una presion alta entre aproximadamente 689-3.447 kPa (100-500 psia)(por ejemplo, aproximadamente 2.068 kPa (300 psia)) y producida por el reactor de desplazamiento 24, se desvfa a la unidad 21 de VPSA de CO2 de la presente invencion. El efluente 6 a presion alta (es decir, una corriente enriquecida en H2) que procede de la unidad 21 de VPSA de CO2 se envfa a la unidad 22 de PSA de H2, que a su vez da lugar al producto 8 de hidrogeno de alta pureza y alta presion.. Despues de un penodo de tiempo predeterminado o despues de la salida de CO2 desde el lecho sobre la corriente de alimentacion 10, se ha terminado la etapa de alimentacion.
Etapa 2 - Despresurizacion 1 (DP1) El lecho de VPSA de CO2, que ha terminado la etapa de alimentacion, esta ahora a presion de alimentacion alta (p.ej., 689-3.447 kPa (100-500 psia)), se despresuriza a una presion media (p.ej., 551-2.758 kPa (80-400 psia)) en una direccion que es la misma (indicada en la Figura 2, corriente en la misma direccion (CoC) u opuesta (no expuesta en la Figura 2, contracorriente (CCC)) a la de la corriente de alimentacion Esto aumenta el nivel de CO2 en la corriente de gases.
Etapa 3 - Despresurizacion 2 (DP2): El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora a alguna presion media (p.ej., 551
2.758 kPa (80-400 psia)), se despresuriza adicionalmente a una presion mas baja (p.ej., 414-2.068 kPa (60-300 psia) en una direccion que es la misma (expuesta en la Figura 2) u opuesta (no indicada en la Figura 2) a la corriente de alimentacion, Esto aumenta adicionalmente el nivel de CO2 de la corriente de gases.
Etapa 4 - Despresurizacion 3 y Reciclo (Rec). El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora a una presion inferior a la del comienzo de la Etapa 3 (p.ej. 414-2.068 kPa (60-300 psia)), se despresuriza adicionalmente a una presion mas baja (p.ej. 103-276 kPa (15-40 psia)), en una direccion que es la misma u opuesta a la corriente de alimentacion. Parte de esta corriente 5 despresurizada adicionalmente (Figura 1) se comprime y se recicla en la alimentacion nueva 2 y esta corriente mixta 10 se carga a la unidad 21 de VPSA de CO2. Una segunda parte de la corriente despresurizada adicionalmente se hace fluir al lecho adsorbente evacuado para represurizarla como se describe mas adelante en la Etapa 6.
Etapa 5 - Evacuacion (Evac.): El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora o que esta proximo a la presion ambiente (p.ej., 103-276 kPa (15-40 psia)), se evacua a una presion baja predeterminada en una direccion opuesta a la corriente de alimentacion (expuesta en la Figura 2). La corriente de evacuacion 4 (Figura 1) constituye producto de CO2.
Etapa 6 - Igualacion de Presiones del Lecho Evacuado (Pev). El lecho evacuado esta ahora igualado a la presion de la segunda parte del gas despresurizado adicionalmente procedente de la Etapa 4 en una direccion que es la misma (no expuesta en la Figura 2) u opuesta (expuesta en la Figura 2) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda a aumentar la recuperacion de CO2.
Etapa 7 - Igualacion de Presiones 2 (PE2): El lecho de VPSA de CO2 se iguala en presion utilizando la corriente rica en CO2 de la Etapa 3 en una direccion que es la misma (no expuesta en la Figura 2) u opuesta (expuesta en la Figura 2) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda asimismo a intensificar la recuperacion de CO2.
Etapa 8 - Igualacion de presiones 1 (PE1):El lecho de VPSA de CO2 se iguala adicionalmente en presion utilizando la corriente rica en CO2 de la Etapa 2 en una direccion que es la misma (no expuesta en la Figura 2) u opuesta (expuesta en la Figura 2) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda ademas a intensificar la recuperacion de CO2.
Etapa 9 - Represurizacion (RP): El lecho de VPSA de CO2 igualado en presion se represuriza a la presion de alimentacion o bien por el gas de alimentacion 1 o por parte del efluente generado en la Etapa 1. Despues de represurizacion a la presion de alimentacion, este lecho esta ahora listo para repetir el ciclo que comienza en la Etapa 1.
El procedimiento de nueve etapas descrito es para un ciclo para un lecho de la unidad de VPSA de CO2. Las nueve etapas anteriores de esta realizacion parcial de igualacion de presiones/reciclo, se llevan a cabo de un modo crolico con los otros lechos de la unidad de tal modo que en la alimentacion dentro y el efluente de alimentacion de la Etapa 1, despresurizacion 3 y el reciclo (Etapa 4) y, la etapa de evacuacion (Etapa 5), son todas continuas. Esto
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asegura que el compresor de reciclo y la bomba e vado actuan continuamente y que no hay rotura de la alimentacion de entrada a la unidad de VPSA de CO2 o a la unidad de PSA de H2. Se requieren seis lechos de adsorcion en esta realizacion de la invencion con objeto de mantener la continuidad de las etapas del procedimiento fundamental. Esto puede conseguirse mediante la configuracion del procedimiento ilustrada por el diagrama de flujo del ciclo de la Figura 2.
El material informatico que corresponde ejemplar y un esquema de la corriente del procedimiento de VPSA de CO2 que corresponde al ciclo expuesto en la Figura 2, esta representado en la Figura 3. Las varias valvulas de la Figura 3 pueden hacerse funcionar del modo ilustrado en las Figuras 4a y 4b para llevar a cabo las nueve etapas del procedimiento de seis lechos descrito anteriormente en la presente memoria. Ha de apreciarse que las presiones y las duraciones de las etapas expuestas son solamente con fines ilustrativos. Los expertos en la tecnica podran apreciar que pueden utilizarse otras combinaciones de presiones y duraciones de las etapas.
Como puede apreciarse de la descripcion anterior, la presente invencion se basa por tanto en despresurizaciones de al menos un adsorbente selectivo de CO2 desde alta presion a baja presion para aumentar la concentracion de CO2 en el lecho. Despues de que la concentracion de CO2 se ha aumentado, se obtiene el producto de CO2 por reduccion adicional de la presion, Esto es posible basado en el reconocimiento de que para algunos adsorbentes, la reduccion de presion de presion alta a presion baja aumenta la concentracion de CO2 sobre el adsorbente.
En la realizacion expuesta en las Figuras 2-4 y como se ha descrito, la corriente 5 (Figura 1) del gas producido durante la despresurizacion 3 y el reciclo (Etapa 4), se comprime y se mezcla con gas de alimentacion y se recicla a traves de la unidad de VPSA de CO2 y otra parte fluye a traves del lecho en evacuacion. Utilizando la corriente de gases de despresurizacion final de este modo, se reduce al mmimo o no hay perdida de H2 desde la unidad de VPSA de CO2.
Realizaciones ejemplares alternativas y adicionales que utilizan el reciclo parcial y la despresurizacion final para el lecho evacuado para igualacion de las presiones, se ilustran en las Figuras 5 y 6.
Aludiendo ahora a la Figura 5, se expone un diagrama de flujo dclico para un procedimiento de once etapas que utiliza seis lechos, reciclo parcial y tres etapas de igualacion de las presiones. Estas etapas del ciclo se llevan a cabo de un modo similar al de las etapas descritas anteriormente, en donde hay una etapa adicional de despresurizacion (DP3) y una etapa adicional de igualacion de presiones (PE3). Mas espedficamente, las etapas del ciclo de la Figura 5 incluyen lo siguiente:
Etapa 1 - Etapa de Alimentacion (Feed): Una corriente de alimentacion 1 (expuesta en la Figura 1) que contiene al menos gases de dioxido de carbono e hidrogeno a una presion alta entre aproximadamente 689-3.447 kPa (100-500 psia)(p.ej. aproximadamente 2.068 kPa (300 psia)) y producida por el reactor de desplazamiento 24, se desvfa a la unidad 21 de VPSA de CO2 de la presente invencion. El efluente 6 de alta presion (es decir, una corriente enriquecida en H2) que procede de la unidad 21 de VPSA de CO2 se envfa a la unidad 22 de PSA de H2, que a su vez da lugar al producto 8 de hidrogeno de alta pureza y presion alta. Despues de un tiempo predeterminado o despues de la purga de CO2 desde el lecho en la etapa de alimentacion 10, se termina la etapa de alimentacion.
Etapa 2 - Despresurizacion 1 (DP1): El lecho de VPSA de CO2, que ha terminado la etapa de alimentacion, esta ahora a presion de alimentacion alta (p.ej., 689-3.447 kPa (100-500 psia)). se ha despresurizado a una presion media (p.ej., 551-2.758 kPa (80-400 psia)) en una direccion que es la misma (expuesta en la Figura 5) u opuesta (no expuesta en la Figura 5) a la corriente de alimentacion.
Etapa 3 - Despresurizacion 2 (DP2): El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora en alguna presion media (p.ej., 551
2.758 kPa (80-400 psia)), se despresuriza adicionalmente a una presion mas baja (p.ej., 414-2.068 kPa (60-300 psia)) en una direccion que es la misma (expuesta en la Figura 5) u opuesta (no expuesta en la Figura 5) a la corriente de alimentacion.
Etapa 4 - Despresurizacion 3 (DP3): El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora a una presion mas baja (p.ej., 4142.068 kPa (60-300 psia)), se despresuriza a una presion todavfa mas baja (p.ej.,345-1.379 kPa (50-200 psia)) en una direccion que es la misma (expuesta en la Figura 5) u opuesta (no expuesta en la Figura 5) a la corriente de alimentacion.
Etapa 5 - Despresurizacion 4 y Reciclo (Rec). El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora a una presion mas baja que al principio de la Etapa 4 (p.ej., 345-1.379 kPa (50-200 psia)), se despresuriza adicionalmente a una presion (p.ej., 276-689 kPa (40-100 psia)). en una direccion que es la misma o que es opuesta a la corriente de alimentacion. Esta corriente despresurizada adicionalmente se comprime y se mezcla con alimentacion 2 de nueva aportacion y esta corriente mixta 10 se carga a la unidad 21 de VPSa de CO2 como se muestra en la Figura 1.
Etapa 6 - Purga (BD): El lecho de VPSA de CO2, que esta a una presion mas baja (p.ej., 276-689 kPa (40-100 psia)), se despresuriza adicionalmente ahora para ajustar a presion ambiente (p.ej., 69-138 kPa (10-20 psia) en una direccion que es la misma o que es opuesta a la corriente de alimentacion para obtener el producto 4 de CO2 expuesto en la Figura 1.
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Etapa 7 - Evacuacion (Evac,): El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora en la presion ambiente o proximo a ella (p.ej., 69-138 kPa (10-20 psia)), se evacua a una presion baja predeterminada en una direccion opuesta a la corriente de alimentacion (expuesto en la Figura 5). La corriente de evacuacion 4 (Figura 1) constituye producto de CO3.
Etapa 8 - Igualacion de presiones 3 (PE3): El lecho de VPSA de CO2 se iguala a presion utilizando la corriente de gases que procede de la Etapa 4, en una direccion que es la misma (no expuesta de la Figura 5) u opuesta (expuesta en la Figura 5) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda tambien a intensificar la recuperacion de CO2 y H2.
Etapa 9 - Igualacion de presiones 2 (PE2): El lecho de VPSA de CO2 se iguala adicionalmente a presion utilizando la corriente de gases que procede de la Etapa 3 en una direccion que es la misma (no expuesta en la Figura 5) u opuesta (expuesta en la Figura 5) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda ademas a intensificar la recuperacion de CO2 y H2.
Etapa 10 - Igualacion de presiones 1 (PE1): El lecho de VPSA de CO2 se iguala adicionalmente a presion utilizando la corriente de gases que procede de la Etapa 2 en una direccion que es la misma (no expuesta en la Figura 5) u opuesta (expuesta en la Figura 5) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda ademas a intensificar la recuperacion de CO2 y H2.
Etapa 11 - Represurizacion (RP): Represurizando el al menos un lecho de adsorcion en una etapa de represurizacion al primer intervalo de presiones. El lecho de VPSA de CO2 igualado en presion se represuriza a la presion de alimentacion o bien por el gas de alimentacion 1 o por parte del efluente generado en la Etapa 1. Despues de represurizacion a la presion de alimentacion, este lecho esta listo ahora para repetir el ciclo que comienza en la Etapa 1
En otra realizacion de la presente invencion, el procedimiento proporciona el reciclo total de la corriente rica en CO2 que regresa a la unidad de VPSA de CO2 (vease, por ejemplo, la Figura 6). Estas realizaciones pueden llevarse a cabo utilizando un numero variable de lechos y de etapas de igualacion de presiones. Alternativamente, el reciclo total puede conseguirse con seis lechos y tres etapas de igualacion de presiones (Figura 6).
Aludiendo ahora a la Figura 6, se muestra un diagrama de flujo de ciclo de un procedimiento de diez etapas que utiliza seis lechos, reciclo total y tres etapas de igualacion de presiones. Mas espedficamente, las etapas del ciclo de la Figura 6 incluyen lo siguiente:
Etapa 1 - Etapa de Alimentacion (Feed): Una corriente de alimentacion 1 (expuesta en la Figura 1) que contiene al menos gases de dioxido de carbono e hidrogeno a una presion alta entre aproximadamente 689-3.447 kPa (100-500 psia) (por ejemplo, aproximadamente 2.068 kPa (300 psia) y producida por el reactor de desplazamiento 24, se desvfa a la unidad 21 de VPSA de CO2 de la presente invencion. El efluente 6 a presion alta (es decir, una corriente enriquecida en H2) que procede de la unidad 21 de VPSA de CO2, se envfa a la unidad 22 de PSA de H2, que a su vez da lugar al producto 8 de hidrogeno de alta pureza, de alta presion. Despues de un periodo de tiempo predeterminado o despues de que el CO2 se abriera camino desde el lecho en la corriente de alimentacion 10, se termina la etapa de alimentacion.
Etapa 2 - Despresurizacion 1 (DP1): El lecho de VPSA de CO2, que ha terminado la etapa de alimentacion, esta ahora a presion de alimentacion alta (p.ej., 689-3.447 kPa (100-500 psia)), se despresuriza a una presion media (p.ej., 551-2.758 kPa (80-400 psia)) en una direccion que es la misma (expuesta en la Figura 6) u opuesta (no expuesta en la Figura 6) a la corriente de alimentacion.
Etapa 3 - Despresurizacion 2 (DP2): El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora en alguna presion media (p.ej., 551
2.758 kPa (80-400 psia)), se despresuriza adicionalmente a una presion mas baja (p.ej., 414-2.068 kPa (60-300 psia)) en una direccion que es la misma (expuesta en la Figura 6) u opuesta (no expuesta en la Figura 6) a la corriente de alimentacion
Etapa 4 - Despresurizacion 3 (DP3): El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora a una presion mas baja (p.ej., 4142.068 kPa (60-300 psia)), se despresuriza a una presion todavfa mas baja (p.ej., 345-1.379 kPa (50-200 psia)) en una direccion que es la misma (expuesta en la Figura 6) u opuesta (no expuesta en la Figura 6) a la corriente de alimentacion..
Etapa 5 - Despresurizacion 4 y Reciclo (Rec.) : El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora a una presion mas baja que la del comienzo de la Etapa 4 (p.ej., 345-1.379 kPa (50-200 psia)), se despresuriza adicionalmente a o cerca de la presion ambiente (p.ej., 103-138 kPa (10-20 psia), en una direccion que es la misma u opuesta a la corriente de alimentacion. Esta corriente 5 despresurizada adicionalmente (Figura 1) se comprime y se mezcla con alimentacion 2 de nueva aportacion y esta corriente mixta 10 se carga a la unidad 21 de VPSA de CO2.
Etapa 6 - Evacuacion (Evac.): El lecho de VPSA de CO2, que esta ahora a presion ambiente o proximo a ella (p.ej., 103-138 kPa (10-30 psia)), se evacua a una presion baja predeterminada en una direccion opuesta a la corriente de alimentacion (expuesta en la Figura 6). La corriente de evacuacion 4 (Figura 1) constituye producto de CO2.
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Etapa 7 - Igualacion de presiones 3 (PE3): El lecho de VPSA de CO2 se iguala a presion en una direccion que es la misma (no expuesta en la Figura 6) u opuesta (expuesta en la Figura 6) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda tambien a intensificar la recuperacion de CO2 y H2.
Etapa 8 - Igualacion de presiones 2 (PE2) : El lecho de VPSA de CO2 se iguala a presion adicionalmente en una direccion que es la misma (no expuesta en la Figura 6) u opuesta (expuesta en la Figura 6) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda ademas a intensificar la recuperacion de CO2 y H2.
Etapa 9 - Igualacion de presiones 1 (PE1): El lecho de VPSA de CO2 se iguala a presion adicionalmente en una direccion que es la misma (no expuesta en la Figura 6) u opuesta (expuesta en la Figura 6) a la corriente de alimentacion. Esta etapa ayuda ademas a intensificar la recuperacion de CO2 y H2.
Etapa 10 - Represurizacion (RP) : El lecho de VPSA de CO2 igualado a presion se represuriza a la presion de alimentacion o bien por el gas de alimentacion 1 o por parte del efluente generado en la Etapa 1. Despues de represurizacion a la presion de alimentacion, este lecho esta ahora listo para repetir el ciclo que comienza en la Etapa 1.
Ejemplo
El ciclo del procedimiento expuesto en la Figura 2 se ensayo en una unidad a escala de un banco de trabajo manual de un unico lecho, y es de esperar que se escale facilmente. El diametro interior (ID) de la columna era 1,73 cm (0,68 pulgadas) y la altura del lecho relleno era 1,5 m (5 pies). La columna se lleno con aproximadamente 227 g (0,5 libras) de granulos de NaY de 1,6 mm (1/16") del que se dispone en el comercio. La alimentacion (feed) contema 74,9% de helio (simulando hidrogeno por razones de seguridad), 20,1% de CO2, y 5% de CH4 (simulando CH4+CO+N2). La alimentacion estaba a 2.068 kPa (300 psia). El procedimiento se llevo a cabo de un modo dclico hasta que alcanzo el estado estacionario dclico. El lecho se despresurizo a 103 kPa (15 psia). Esto se siguio por evacuacion a aproximadamente 26 kPa (4 psia). Se midio la cantidad y concentracion del gas despresurizado y evacuado. El CO2 total producido segun la Etapa 5 fue aproximadamente 1,76 mmol/kg (0,8 mmol/libra) con una pureza de CO2 de aproximadamente 99%. La recuperacion de CO2 se estimo que era aproximadamente 90%.
Los procedimientos descritos anteriormente pueden llevarse a cabo a presiones de alimentacion mayores que 689 kPa (100 psia), y mas preferiblemente mayores que 2.068 kPa (300 psia). El CO2 del gas de alimentacion debe ser mayor preferiblemente de 10 por ciento en moles, y lo mas preferiblemente mayor de 15 por ciento en moles (p.ej., 15-25 por ciento en moles). La temperatura de alimentacion puede estar entre aproximadamente 4-93°C (40-200°F), mas preferiblemente entre aproximadamente 16-66°C (60-150°F) y lo mas preferiblemente aproximadamente 38°C (100°F)
En realizaciones alternativas de la presente invencion, pueden anadirse depositos de almacenamiento en lugar de algunos de los lechos adsorbentes en el ciclo del procedimiento para guardar algunas de las corrientes de gases intermedias tales como el gas despresurizado. La finalidad de estos depositos de almacenamiento es la de mantener como continua la corriente dentro y fuera de la unidad de VPSA de CO2 .
La presente invencion proporciona asf procedimientos y aparatos para la recuperacion de dioxido de carbono de alta pureza (p.ej. aproximadamente > 90% en moles) partiendo de gas de smtesis. Segun con realizaciones preferidas de la presente invencion, hay alimentacion constante, produciendose producto constante y se emplea preferiblemente maquinaria rotatoria continuamente para eliminar asf el deposito o depositos innecesario(s). Si, sin embargo, existen razones para limitar el numero de lechos adsorbentes (p.ej., coste alto del adsorbente) pueden emplearse como se ha explicado anteriormente, depositos de almacenamiento en lugar de los recipientes de adsorbentes. Mientras todos los lechos puedan realizar el mismo ciclo, el numero de lechos ha de reducirse al mmimo tomando en consideracion estos factores.
La alimentacion (feed) a la unidad de VPSA de CO2 puede estar a una presion superior a la del ambiente, y el producto de CO2 puede obtenerse como se ha descrito anteriormente. Cuando la unidad de VPSA de CO2 se instala aguas arriba de una unidad de PSA de H2, se espera que la recuperacion de hidrogeno aumente extrayendo el CO2, aumentando con ello la presion parcial de hidrogeno de la corriente de alimentacion de PSA de H2. El CO2 recuperado puede emplearse tal como se produce o aumentarle de calidad adicionalmente tal como se expone en el documento US, Serie No. 11/395.13, de propiedad comun, presentado el 3 de abril de 2006, y titulado "Metodo de Produccion de Dioxido de Carbono", por Shah et al.. El CO2 producido segun la presente invencion puede emplearse para cualquier finalidad deseada. Por ejemplo y mientras no se interprete como limitacion, el CO2 producido como se describe en la presente memoria, puede emplearse para licuefaccion para obtener producto(s) de calidad de grado alimentario, CO2 supercntico para recuperacion de aceites intensificada (EOR) o sencillamente CO2 para secuestro para evitar gases de invernadero adicionales en la atmosfera con objeto de satisfacer requisitos reguladores
Podra apreciarse por los expertos en la tecnica que la presente invencion no se limita a realizaciones en que la unidad de VPSA de CO2 se coloca aguas abajo de un reactor de desplazamiento (SMR) y aguas arriba de una unidad de PSA de H2. La presente invencion puede emplearse tambien, por ejemplo, con un reactor de oxidacion parcial junto con alguna corriente de alimentacion segun se ha definido anteriormente en la presente memoria..
Tambien se apreciara que en algunos casos, las etapas de igualacion de presiones podna eliminarse. En tales casos, el gas que no se hubiera igualado a presion puede cargarse a la corriente de producto. Por consiguiente, la pureza del CO2 puede reducirse. Esto puede reducir la recuperacion de hidrogeno y/o dioxido de carbono dado que mas hidrogeno y/o dioxido de carbono podnan estar presentes en la corriente 4. En tales casos, el numero de lechos 5 puede reducirse-
Ha de apreciarse por los expertos en la tecnica que las realizaciones espedficas descritas anteriormente pueden utilizarse facilmente como base para modificar o disenar otras estructuras para llevar a cabo las mismas finalidades de la presente invencion. Tambien podra realizarse por los expertos en la tecnica que tales construcciones equivalentes no se apartan del alcance de la invencion expuesto en la reivindicaciones que se acompanan.

Claims (9)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
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    50
    REIVINDICACIONES
    1. - Un procedimiento de adsorcion de oscilacion de presion al vado (VPSA) para la recuperacion de dioxido de carbono de una corriente de alimentacion, en donde la corriente de alimentacion comprende una mezcla de gases de varios componentes que comprende al menos dioxido de carbono e hidrogeno,. en una unidad de VPSA que comprende seis lechos de adsorcion cada uno de los cuales contiene al menos un adsorbente selectivo de CO2, cuyo procedimiento comprende repetir dclicamente en cada uno de los lechos de adsorcion un ciclo que comprende las etapas de::
    (a) alimentar al menos una parte de la corriente de alimentacion y parte de la corriente rica en CO2 de un lecho de adsorcion que soporta la etapa (d), al lecho de adsorcion en una primera presion dentro de un primer intervalo de presiones durante un tiempo predeterminado para producir una corriente enriquecida en hidrogeno:
    (b) igualar la presion del lecho de adsorcion con la de un lecho de adsorcion que soporta la etapa (h) en una primera etapa de despresurizacion desde la primera presion a una segunda presion dentro de un segundo intervalo de presiones en donde la segunda presion es mas baja que la primera presion en una misma direccion o en una direccion opuesta a la corriente de alimentacion;
    (c) igualar la presion del lecho de adsorcion con la de un lecho de adsorcion que soporta la etapa (g) en una segunda etapa de despresurizacion desde la segunda presion a una tercera presion dentro de un tercer intervalo de presiones en donde la tercera presion es mas baja que la segunda presion y en una misma direccion o en una direccion opuesta a la corriente de alimentacion;
    (d) despresurizar el lecho de adsorcion en una tercera etapa de despresurizacion desde la tercera presion a una cuarta presion dentro de un cuarto intervalo de presiones en donde la cuarta presion es mas baja que la tercera presion y proxima a la presion ambiente, y en una misma direccion que la corriente de alimentacion o en una direccion opuesta a la corriente de alimentacion para producir una corriente rica en CO2, en donde una primera parte de la corriente rica en CO2 se comprime y se recicla en la corriente de alimentacion y se alimenta la corriente de alimentacion con dicha primera parte reciclada a un lecho de adsorcion que soporta la etapa (a), y en donde una segunda parte de la corriente rica en CO2 se carga a un lecho de adsorcion que soporta la etapa (f) para igualar la presion de dicho lecho
    (e) evacuar el lecho de adsorcion desde el cuarto intervalo de presiones a una presion inferior a la del ambiente en una direccion opuesta o en una misma direccion que la corriente de alimentacion para obtener producto de CO2:
    (f) represurizar el lecho de adsorcion desde la presion inferior a la del ambiente por igualacion de presion con un lecho de adsorcion que soporta la etapa (d);
    (g) igualar la presion del lecho de adsorcion con la de un lecho de adsorcion que soporta la etapa (c) en una segunda etapa de igualacion de presiones en una direccion opuesta o en una misma direccion que la corriente de alimentacion;
    (h) igualar adicionalmente la presion del lecho de adsorcion con la de un lecho de adsorcion que soporta la etapa (b) en una tercera etapa de igualacion de presiones en una direccion opuesta o en una misma direccion que la corriente de alimentacion; y
    (i) represurizar el lecho de adsorcion por gas de alimentacion o por parte de la corriente enriquecida en hidrogeno generada en un lecho de adsorcion que soporta la etapa (a) en una etapa de represurizacion al primer intervalo de presiones.
  2. 2. - El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde el primer intervalo de presiones es 689-3.447 kPa (100-500 psia).
  3. 3. - El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde la primera presion es mayor que 2.068 kPa (300 psia).
  4. 4. - El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde el segundo intervalo de presiones es 551-2.758 kPa (80-400 psia).
  5. 5. - El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde el tercer intervalo de presiones es 414-2.068 kPa (60-300 psia).
  6. 6. - El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde el cuarto intervalo de presiones es 103-276 kPa (15-40 psia).
  7. 7. - El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde la mezcla de gases de varios componentes comprende al menos 10 por ciento en moles de dioxido de carbono.
  8. 8. - El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde la mezcla de gases de varios componentes comprende 15-25 por ciento en moles de dioxido de carbono.
  9. 9. - El procedimiento segun la reivindicacion 1, en donde la mezcla de gases de varios componentes se carga a la unidad de VPSA a una temperatura dentro del intervalo de 4-93°C (40° - 200°F).
    5 10.- El procedimiento segun la reivindicacion 9, en donde la temperatura es aproximadamente 38°C (100°F).
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