ES2980909T3 - Procedimiento para la producción de gas de síntesis - Google Patents

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Abstract

Un proceso para producir gas de síntesis, comprendiendo el proceso los pasos de a) reformar una alimentación de hidrocarburos en una sección de reformado, obteniendo de este modo un gas de síntesis que comprende CH4, CO, CO2, H2 y H2O e impurezas que comprenden amoniaco; b) desplazar el gas de síntesis en una sección de desplazamiento que comprende uno o más pasos de desplazamiento en serie a un gas de síntesis desplazado; c) separar del gas de síntesis desplazado un condensado de proceso que se origina a partir del enfriamiento y opcionalmente del lavado del gas de síntesis desplazado; d) hacer pasar una parte del condensado de proceso a un separador de vapor de condensado, en donde los subproductos de desplazamiento disueltos que comprenden amoniaco, metanol y aminas formados durante el desplazamiento del gas de síntesis se eliminan del condensado de proceso usando vapor, dando como resultado una corriente de vapor del separador, e) añadir la corriente de vapor del separador del separador de vapor de condensado de proceso a la alimentación de hidrocarburos y/o al gas de síntesis aguas abajo de la sección de reformado, aguas arriba del último paso de desplazamiento, en donde se purga la parte restante del condensado de proceso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la producción de gas de síntesis
La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de gas de síntesis.
El documento WO 2018/162594 A1 describe un procedimiento que comprende reformar un gas de alimentación de hidrocarburos en una sección de reformado obteniendo un gas de síntesis que comprende CH<4>, CO, CO<2>, H<2>y H<2>O y convertir el gas de síntesis en una sección de conversión que comprende una o más etapas de conversión preferiblemente en serie y opcionalmente lavar el gas de síntesis que sale de la sección de conversión con agua. Un condensado del procedimiento que se origina del enfriamiento y lavado del gas de síntesis que sale de la sección de conversión y/o lavado se envía a un extractor del condensado del procedimiento, en el que los subproductos de conversión disueltos y los gases disueltos se extraen del condensado del procedimiento usando vapor, dando como resultado una corriente de vapor del extractor y usando al menos parte de ella como H<2>O añadida aguas arriba de la sección de conversión y/o entre las etapas de conversión en la sección de conversión.
El gas de síntesis se produce típicamente reformando una materia prima de hidrocarburos o bien mediante reformado con vapor (SMR), reformado secundario, tal como reformado autotérmico (ATR) y reformado en dos etapas con SMR y ATR en serie.
El gas de síntesis que sale del procedimiento de reformado contiene hidrógeno, monóxido de carbono y dióxido de carbono junto con hidrocarburos no convertidos, usualmente metano.
El gas de síntesis contiene además pequeñas cantidades de nitrógeno procedentes de la alimentación de hidrocarburos o del aire empleado en el reformador secundario o autotérmico. El nitrógeno provocará la formación de amoniaco en la sección de reformado correspondiente a las condiciones en la última etapa de reformado. La formación de amoníaco es una reacción de equilibrio.
En varias aplicaciones del procedimiento, el monóxido de carbono y el dióxido de carbono contenidos en el gas de síntesis del procedimiento de reformado deben retirarse antes de que se introduzca el gas de síntesis en el procedimiento. Esto es particularmente cierto en la preparación de amoniaco e hidrógeno.
Para este propósito, el monóxido de carbono se transforma en dióxido de carbono, que se puede retirar mediante procedimientos químicos o físicos conocidos de dióxido de carbono.
El monóxido de carbono se convierte en dióxido de carbono haciendo pasar el gas de síntesis a través de una sección de conversión donde el monóxido de carbono se convierte en dióxido de carbono mediante el procedimiento de conversión de gas de agua.
Es bien sabido que no se puede realizar una reacción de conversión sin formación de subproductos. La mayoría de los catalizadores de conversión contienen Cu. Para estos catalizadores, un subproducto importante formado en la reacción de conversión es metanol. El metanol reacciona a aminas con el amoníaco formado en el procedimiento de reformado a partir del nitrógeno que está presente en la alimentación de hidrocarburos y/o en el aire como se mencionó aquí anteriormente.
El gas de síntesis convertido se enfría subsecuentemente a la sección de conversión y se pasa a un condensador donde el condensado de proceso se separa del gas de síntesis convertido.
El amoniaco y las aminas contenidas en el gas de síntesis convertido se condensan junto con el condensado del procedimiento después de la sección de conversión.
Típicamente, el condensado del procedimiento se envía a un extractor de vapor a presión media (MP) donde los gases disueltos, incluido el amoniaco y las aminas, se extraen con vapor para permitir que el condensado extraído se pase al tratamiento de agua con agua de alimentación de caldera (BFW).
La presión media se define como una presión que es 0.5 bar, preferiblemente 1 bar, más alta que la presión de entrada de la sección de reformado.
El vapor que sale del extractor de vapor contiene los gases disueltos y los subproductos de amoniaco y aminas. Esta denominada corriente del extractor se emplea como parte de o todo el vapor de alimentación a la sección de reformado y como parte de o todo el vapor opcional admitido en el procedimiento aguas abajo de la sección de reformado aguas arriba del último reactor de conversión.
Las aminas reaccionan en la sección de reformado a N<2>, CO<2>, CO, H<2>y H<2>O.
El amoniaco y las aminas añadidos aguas abajo de la sección de reformado aguas arriba del último reactor de conversión se acumularán en la sección y, de este modo, provocarán un nivel aumentado de amoniaco y aminas en el condensado del procedimiento. El amoniaco recién formado se admite continuamente a la sección de conversión desde la sección de reformado. Las aminas formadas y el amoníaco residual serán retirados solamente mediante vapor del extractor admitido en la sección de reformado.
Surge un problema cuando el contenido de aminas es alto en el vapor de alimentación a la sección de reformado, ya que esto conduce a la formación de carbono en la sección de reformado, ya sea en el equipo de precalentamiento o en el lecho de catalizador.
La invención resuelve este problema purgando la parte requerida del condensado del procedimiento antes del extractor de MP reduciendo de este modo el nivel de amina en la entrada de la sección de reformado a un nivel aceptable. La purga puede tratarse en una unidad separada, por ejemplo, un extractor de baja presión desde donde los gases disueltos, amoniaco y aminas pueden liberarse como gas de escape y pueden usarse como combustible.
La baja presión se define como una presión que es menor que la presión de entrada de la sección de reformado, por ejemplo, de 0.5 barg a 20 barg o de 1.5 barg a 10 barg o preferentemente de 2.0 barg a 7 barg.
En una realización adicional, todo el vapor del extractor puede admitirse aguas abajo de la sección de reformado aguas arriba del último reactor de conversión. La acumulación de amoníaco y aminas en la sección de conversión en este caso será controlada por la velocidad del flujo de purga del condensado del procedimiento.
De este modo, la invención es un procedimiento para producir gas de síntesis, el procedimiento A para producir gas de síntesis, comprendiendo el procedimiento las etapas de
a) reformar una alimentación de hidrocarburos en una sección de reformado, obteniendo por ello un gas de síntesis que comprende CH<4>, CO, CO<2>, H<2>y H<2>O e impurezas que comprenden amoníaco;
b) convertir el gas de síntesis en una sección de conversión que comprende una o más etapas de conversión en serie a un gas de síntesis convertido;
c) separar del gas de síntesis convertido un condensado del procedimiento que se origina del enfriamiento y opcionalmente lavado del gas de síntesis convertido;
d) pasar una parte del condensado del procedimiento a un extractor de vapor del condensado, en donde los subproductos de conversión disueltos que comprenden amoniaco, metanol y aminas formados durante la conversión del gas de síntesis se extraen del condensado del procedimiento usando vapor, dando como resultado una corriente de vapor de extractor,
e) añadir la corriente de vapor de separador del separador de vapor del condensado del procedimiento a la alimentación de hidrocarburos y/o al gas de síntesis aguas abajo de la sección de reformado, aguas arriba de la última etapa de conversión, en donde se purga la parte restante del condensado del procedimiento.
En una realización de la invención, la parte restante del condensado del procedimiento se pasa vía una línea de purga a un extractor de vapor del condensado de purga.
La cantidad de condensado purgado se puede establecer para rechazar la totalidad o parte de las aminas de la corriente de extractor añadida a la alimentación de hidrocarburos y/o al gas de síntesis en la etapa (e). En caso de rechazo parcial, las aminas restantes pueden retirarse admitiendo un nivel aceptable de aminas a la sección de reformado vía el extractor de vapor del condensado.
En una realización de la invención, el extractor de vapor del condensado es típicamente un extractor de MP, como se mencionó aquí anteriormente.
En una realización adicional, el extractor de vapor del condensado de purga es un extractor de baja presión.
El vapor de extractor del extractor de vapor del condensado de purga se condensa y los gases no condensables resultantes que contienen aminas, se emplean ventajosamente como combustible, por ejemplo, en la sección de reformado y el condensado líquido se devuelve a la parte superior del extractor de baja presión.
De este modo, en una realización, el vapor del extractor de vapor de gas de purga se condensa y los gases no condensables se emplean como combustible.
El condensado extraído y el condensado de purga extraído salen del fondo del extractor de vapor del condensado y del extractor de vapor del condensado de purga y se envían al tratamiento con agua.
La cantidad del condensado de purga se ajusta para retirar la totalidad o parte de las aminas y amoníaco formados en la sección de reformado y conversión. En caso de retirada parcial, las aminas y el amoniaco restantes pueden retirarse admitiendo un nivel aceptable de aminas y amoniaco a la sección de reformado vía el vapor de extractor del extractor de vapor del condensado.
Ejemplo
Se hace referencia a la figura 1
Los números de corriente en las tablas a continuación se refieren a los números de referencia en la Fig. 1. La Tabla 1 muestra un caso para retirar amoniaco y aminas formados al convertirlos en la sección de reformado añadiendo el 8.4% del vapor extraído a esta unidad.
La Tabla 2 muestra un caso para retirar amoniaco y aminas formados purgando el 8% del condensado del procedimiento.
En ambos casos se produce la misma acumulación de amoníaco y aminas en la sección de conversión. Esta acumulación puede reducirse o retirarse admitiendo todo el vapor extraído a la sección de reformado o a la purga de condensado del procedimiento.
Tabla 1
Tabla 2

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para producir gas de síntesis, comprendiendo el procedimiento las etapas de
a) reformar una alimentación de hidrocarburos en una sección de reformado, obteniendo por ello un gas de síntesis que comprende CH<4>, CO, CO<2>, H<2>y H<2>O e impurezas que comprenden amoníaco;
b) convertir el gas de síntesis en una sección de conversión que comprende una o más etapas de conversión en serie a un gas de síntesis convertido;
c) separar del gas de síntesis convertido un condensado del procedimiento que se origina del enfriamiento y opcionalmente del lavado del gas de síntesis convertido;
d) pasar una parte del condensado del procedimiento a un extractor de vapor del condensado, en donde los subproductos de conversión disueltos que comprenden amoniaco, metanol y aminas formados durante la conversión del gas de síntesis se extraen del condensado del procedimiento usando vapor, dando como resultado una corriente de vapor de extractor,
e) añadir la corriente de vapor de extractor del extractor de vapor del condensado del procedimiento a la alimentación de hidrocarburos y/o al gas de síntesis aguas abajo de la sección de reformado, aguas arriba de la última etapa de conversión, en el que
se purga la parte restante del condensado del procedimiento.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el extractor de vapor del condensado es un extractor de presión media.
3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, en el que la purga se hace pasar a un extractor de vapor del condensado de purga.
4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que el extractor de vapor del condensado de purga es un extractor de baja presión
5. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, en el que el vapor del extractor de vapor del condensado de purga se condensa y los gases no condensables se emplean como combustible.
6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el condensado extraído de la etapa (d) se pasa al tratamiento con agua.
7. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el condensado de purga separado del extractor de vapor del condensado de purga se pasa al tratamiento con agua.
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