EA044078B1

EA044078B1 - HYDROGEN PURIFICATION

Info

Publication number: EA044078B1
Application number: EA202193333
Authority: EA
Inventors: Петер Мёльгаард Мортензен
Original assignee: Хальдор Топсёэ А/С
Priority date: 2019-05-31
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2023-07-21

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к установке и способу очистки водорода, которые включают стадию короткоцикловой адсорбции (КЦА) и рециркуляцию очищенных газообразных примесей.The invention relates to an installation and method for hydrogen purification, which includes the stage of short-cycle adsorption (SCA) and recirculation of purified gaseous impurities.

Уровень техникиState of the art

Для производства водорода с использованием процесса парового риформинга необходим этап очистки. При паровом риформинге очистку осуществляют путем абсорбции при переменном давлении (АПД). Однако в ходе АПД также удерживается часть водорода, поэтому, как правило, с помощью этой технологии обеспечивается выход водорода 80-90%. Оставшийся водород теряется в отходящем газе низкого давления, который лучше всего использовать для обогрева на других этапах установки.To produce hydrogen using the steam reforming process, a purification step is required. In steam reforming, purification is carried out by pressure swing absorption (PSA). However, during APD some of the hydrogen is also retained, therefore, as a rule, using this technology, a hydrogen yield of 80-90% is ensured. The remaining hydrogen is lost in the low-pressure off-gas, which is best used for heating in other stages of the plant.

Желательно обеспечить большую эффективность технологии сепарации водорода, чем обеспечивается с использованием АПД, при этом такая технология могла бы помочь избежать конструкционной избыточности установок парового риформинга.It would be desirable to achieve greater efficiency in hydrogen separation technology than is achieved using ADF, and such technology could help avoid design redundancy in steam reformers.

Краткое изложение сущности изобретенияSummary of the invention

Настоящим изобретением предоставляется установка получения газового потока с высоким содержанием H2 из углеводородного сырья, при этом указанная установка включает:The present invention provides a plant for producing a gas stream with a high H2 content from a hydrocarbon feedstock, said plant comprising:

секцию риформинга, выполненную с возможностью получения указанного углеводородного сырья и его риформинга в ходе, по меньшей мере, одного этапа риформинга, который осуществляют при первом давлении, с получением потока синтез-газа;a reforming section configured to produce said hydrocarbon feedstock and reform it during at least one reforming step, which is carried out at a first pressure, to produce a synthesis gas stream;

стадию удаления СО2, предусмотренную для получения потока синтез-газа из указанной секции риформинга и сепарации СО₂ от потока синтез-газа, с получением потока с высоким содержанием СО₂ и потока с низким содержанием СО2;a CO2 removal step for obtaining a synthesis gas stream from said reforming section and separating CO ₂ from the synthesis gas stream to produce a high CO ₂ content stream and a low CO 2 content stream;

стадию короткоцикловой адсорбции (КЦА), при этом указанная стадия КЦА содержит адсорбционный материал и первый продувочный поток, давление которого равно или выше первого давления; и предусмотрена для поступления потока с низким содержанием CO2 со стадии удаления СО2;a pressure swing adsorption (SSA) step, wherein the SSA step comprises an adsorption material and a first purge stream having a pressure equal to or higher than the first pressure; and is provided to receive a low CO2 content stream from the CO2 removal stage;

при этом указанная стадия КЦА включает первое состояние (А) и второе состояние (В), причем:wherein said stage of CCA includes the first state (A) and the second state (B), and:

в указанном первом состоянии (А), поток с низким содержанием СО₂ контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что:in said first state (A), the low CO ₂ stream is in contact with the adsorption material such that:

по меньшей мере, часть газообразных примесей из указанного потока с низким содержанием CO₂ и часть водорода из указанного потока с низким содержанием СО₂ адсорбируются на указанный адсорбционный материал, в результате чего получают поток с высоким содержанием H₂;at least a portion of the gaseous impurities from said low CO ₂ stream and a portion of the hydrogen from said low CO ₂ stream are adsorbed onto said adsorption material, resulting in a high H ₂ stream;

в указанном втором состоянии (В), первый продувочный поток контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть адсорбированных газообразных примесей и, по меньшей мере, часть указанного адсорбированного водорода высвобождаются из указанного адсорбционного материала в первый продувочный поток; в результате чего получают первый рециркулируемый поток, содержащий указанный первый продувочный поток, водород и указанные газообразные примеси;in said second state (B), the first purge stream contacts the adsorption material such that at least a portion of the adsorbed impurity gases and at least a portion of the adsorbed hydrogen are released from the adsorption material into the first purge stream; resulting in a first recycle stream containing said first purge stream, hydrogen and said gaseous impurities;

причем указанная установка выполнена с возможностью рециркуляции указанного первого рециркулируемого потока в секцию риформинга в качестве исходного потока для этапа риформинга.wherein said installation is configured to recycle said first recycle stream to the reforming section as a feed stream for the reforming step.

Настоящим изобретением также предоставляется способ получения газового потока с высоким содержанием H₂ из углеводородного сырья. Данный способ включает общие этапы:The present invention also provides a method for producing a gas stream with a high H ₂ content from a hydrocarbon feedstock. This method includes general steps:

i) предоставления установки в соответствии с описанием в настоящем документе;i) providing installation as described in this document;

ii) подачи углеводородного сырья в секцию риформинга и риформинг углеводородного сырья в ходе, по меньшей мере, одного этапа риформинга, который осуществляют при первом давлении, с получением потока синтез-газа;ii) supplying hydrocarbon feedstock to the reforming section and reforming the hydrocarbon feedstock during at least one reforming step, which is carried out at a first pressure, to produce a synthesis gas stream;

iii) подачи потока синтез-газа из указанной секции риформинга на стадию удаления CO2 и сепарации CO2 от потока синтез-газа, с получением потока с высоким содержанием CO2 и потока с низким содержанием СО2;iii) supplying the synthesis gas stream from said reforming section to a CO2 removal step and separating CO2 from the synthesis gas stream to produce a high CO2 stream and a low CO2 stream;

iv) подачи потока с низким содержанием CO2 со стадии удаления CO2 на стадию короткоцикловой адсорбции (КЦА), которая содержит адсорбционный материал и первый продувочный поток, давление которого равно или выше первого давления; при этом указанная стадия КЦА включает первое состояние (А) и второе состояние (В), причем:iv) supplying the low CO2 stream from the CO2 removal stage to a pressure swing adsorption (SSA) stage that contains an adsorption material and a first purge stream whose pressure is equal to or greater than the first pressure; wherein said stage of CCA includes the first state (A) and the second state (B), and:

в указанном первом состоянии, поток с низким содержанием CO2 контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что:in said first state, the low CO2 stream is in contact with the adsorption material such that:

по меньшей мере, часть газообразных примесей из указанного потока с низким содержанием CO₂ и часть водорода из указанного потока с низким содержанием СО2 адсорбируются на указанный адсорбционный материал, в результате чего получают поток с высоким содержанием H2;at least a portion of gaseous impurities from said low CO ₂ content stream and a portion of hydrogen from said low CO 2 content stream are adsorbed onto said adsorption material, resulting in a high H 2 content stream;

в указанном втором состоянии, первый продувочный поток контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть адсорбированных газообразных примесей и, по меньшей мере, часть указанного адсорбированного водорода высвобождаются из указанного адсорбционного материала в первый продувочный поток; в результате чего получают первый рециркулируемый поток, содержащий указанный первый продувочный поток, водород и указанные газообразные примеси;in said second state, the first purge stream contacts the adsorption material such that at least a portion of the adsorbed impurity gases and at least a portion of the adsorbed hydrogen are released from the adsorption material into the first purge stream; resulting in a first recycle stream containing said first purge stream, hydrogen and said gaseous impurities;

- 1 044078 и- 1 044078 and

v) рециркуляции указанного первого рециркулируемого потока в секцию риформинга в качестве исходного потока для этапа риформинга.v) recycling said first recycle stream to the reforming section as a feed stream for the reforming step.

Подробное описание изобретения приведено ниже в разделах Подробное описание изобретения, Чертежи и Формула изобретения.A detailed description of the invention is given below in the sections Detailed Description of the Invention, Drawings and Claims.

Описание чертежейDescription of drawings

На фигуре приведено схематичное изображение установки для получения водорода в соответствии с настоящим изобретением.The figure shows a schematic illustration of a plant for producing hydrogen in accordance with the present invention.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Когда секция, блок или стадия выполнены с возможностью получения определенного газа из другой секции, блока или стадии, как правило, такой газ поступает непосредственно в такую секцию, блок или на такую стадию. Тем не менее, при определенных обстоятельствах может присутствовать промежуточная секция, блок или стадия, через которые может проходить определенный газ.When a section, block or stage is configured to receive a particular gas from another section, block or stage, typically such gas is supplied directly to such section, block or stage. However, under certain circumstances there may be an intermediate section, block or stage through which a certain gas can pass.

Частные варианты осуществления изобретения.Particular embodiments of the invention.

Ниже по тексту аббревиатура об.% означает объемный процент газа.Below in the text the abbreviation vol.% means the volumetric percentage of gas.

Настоящим изобретением предоставляется установка получения водорода, т.е. установка для получения газового потока с высоким содержанием H2 из углеводородного сырья. Термин с высоким содержанием H2 означает, что содержание H2 составляет приблизительно 95 об.% или более.The present invention provides a hydrogen production plant, i.e. installation for producing a gas stream with a high H2 content from hydrocarbon feedstock. The term high H2 content means that the H2 content is approximately 95 vol.% or more.

Углеводородное сырье, как правило, выбрано из природного газа, городского газа, нафты или биогаза, предпочтительно углеводородное сырье представляет собой природный газ. Углеводородное сырье характеризуется тем, что более половины (т.е. более 50%) углеводородного сырья составляют углеводороды, например, метан, этан, пропан, бутан, и другие подобные углеводороды. Кроме того, помимо прочего, могут присутствовать азот, аргон и диоксид углерода. Обратите внимание, что внутри секции риформинга углеводородное сырье будет смешиваться с потоками, содержащими водород, пар, диоксид углерода и/или кислород, для способствования реакции риформинга.The hydrocarbon feedstock is typically selected from natural gas, city gas, naphtha or biogas, preferably the hydrocarbon feedstock is natural gas. Hydrocarbon feedstock is characterized by the fact that more than half (i.e., more than 50%) of the hydrocarbon feedstock is hydrocarbons, for example, methane, ethane, propane, butane, and other similar hydrocarbons. In addition, nitrogen, argon and carbon dioxide may be present, among others. Note that within the reforming section, hydrocarbon feedstock will be mixed with streams containing hydrogen, steam, carbon dioxide and/or oxygen to promote the reforming reaction.

В целом, установка включает:In general, the installation includes:

секцию риформинга;reforming section;

стадию удаления СО2; и стадию короткоцикловой адсорбции (КЦА).CO2 removal stage; and a pressure swing adsorption (SCA) stage.

Секция риформинга выполнена с возможностью поступления указанного углеводородного сырья и его риформинга в ходе, по меньшей мере, одного этапа риформинга с получением потока синтез-газа. Риформинг углеводородов с получением синтез-газа является известным процессом, и нет необходимости приводить его подробное описание.The reforming section is configured to receive said hydrocarbon feedstock and reform it during at least one reforming step to produce a synthesis gas stream. Reforming hydrocarbons to produce synthesis gas is a known process and there is no need to describe it in detail.

Обычно, как показано на фигуре, секция риформинга включает один или более блоков первичного риформинга и, при необходимости, один или более блоков предварительного риформинга, в которые подают углеводородное сырье по ходу процесса перед указанными блоками риформинга. Если блоки предварительного риформинга отсутствуют, углеводородное сырье поступает в установку первичного риформинга. Если блоки предварительного риформинга присутствуют, углеводородное сырье поступает в блоки предварительного риформинга. Один или более блоков первичного риформинга могут быть выбраны из автотермического реактора (АТР), реактора парового риформинга метана (ПРМ), реактора конвекционного риформинга и/или реактора риформинга по технологии каталитического окисления (САТОХ).Typically, as shown in the figure, the reforming section includes one or more primary reforming units and, if necessary, one or more pre-reforming units, into which hydrocarbon feedstock is fed downstream of said reforming units. If there are no pre-reforming units, the hydrocarbon feedstock enters the primary reformer. If pre-reformers are present, the hydrocarbon feedstock enters the pre-reformers. The one or more primary reforming units may be selected from an autothermal reactor (ATR), a steam methane reformer (SMR), a convection reformer, and/or a catalytic oxidation reformer (CATOX).

Стадия удаления СО2 предназначена для подачи потока синтез-газа из указанной секции риформинга и сепарации СО2 от потока синтез-газа, с получением потока с высоким содержанием СО2 и потока с низким содержанием СО2. Содержание СО2 в потоке с низким содержанием СО2 как правило, будет менее 2%, в то время как поток с высоким содержанием СО2 может содержать более 90% СО2. Под стадией удаления СО2 подразумевается блок, в котором осуществляют такой процесс для удаления СО2 из технологического газа, например, химическую абсорбцию. При химической абсорбции газ, содержащий СО2, проходит над растворителем, который вступает в реакцию с СО₂ и таким образом связывает его. Большинство химических растворителей представляют собой амины, классифицируемые как первичные амины, например, моноэтаноламин (МЕА) и дигликольамин (DGA), вторичные амины, такие как диэтаноламин (DEA) и диизопропаноламин (DIPA), или третичные амины, такие как триэтаноламин (TEA) и метилдиэтиланоламин (MDEA), но также могут быть использованы аммиак и жидкие карбонаты щелочных металлов, такие как K2CO3 и NaCO₃.The CO2 removal step is designed to supply a synthesis gas stream from said reforming section and separate the CO2 from the synthesis gas stream to produce a high CO2 stream and a low CO2 stream. The CO2 content of a low CO2 stream will typically be less than 2%, while a high CO2 stream may contain more than 90% CO2. By CO2 removal step is meant a unit in which a process for removing CO2 from a process gas, such as chemical absorption, is carried out. In chemical absorption, a gas containing CO2 passes over a solvent, which reacts with the _CO2 and thus binds it. Most chemical solvents are amines, classified as primary amines such as monoethanolamine (MEA) and diglycolamine (DGA), secondary amines such as diethanolamine (DEA) and diisopropanolamine (DIPA), or tertiary amines such as triethanolamine (TEA) and methyldiethylanolamine (MDEA), but ammonia and liquid alkali metal carbonates such as K2CO3 and _NaCO3 can also be used.

Стадия короткоцикловой адсорбции (КЦА) содержит адсорбционный материал и первый продувочный поток. Адсорбционный материал может быть выбран из цеолита, активированного угля, металлоорганической каркасной структуры, или их смесей. Как правило, адсорбционный материал находится на стадии КЦА в виде адсорбционного слоя. Под стадией короткоцикловой адсорбции подразумевается установка для адсорбции определенных соединений. В таком типе установки устанавливается динамическое равновесие между адсорбцией и десорбцией молекул газа на адсорбционном материале. Адсорбция молекул газа может быть вызвана стерическими, кинетическими или равновесными эффектами. Точный механизм будет зависеть от свойств используемого адсорбента, а равновесное насыщение будет зависетьThe pressure swing adsorption (SSA) stage contains an adsorption material and a first purge stream. The adsorption material may be selected from zeolite, activated carbon, metal-organic framework, or mixtures thereof. Typically, the adsorption material is at the PSA stage in the form of an adsorption layer. The pressure swing adsorption stage refers to an installation for the adsorption of certain compounds. In this type of installation, a dynamic equilibrium is established between the adsorption and desorption of gas molecules on the adsorption material. Adsorption of gas molecules can be caused by steric, kinetic or equilibrium effects. The exact mechanism will depend on the properties of the adsorbent used, and the equilibrium saturation will depend

- 2 044078 от температуры и давления. Как правило, адсорбирующий материал подвергают обработке в газовой смеси до почти полного насыщения наиболее тяжелыми соединениями, что потребует регенерации впоследствии. Регенерация может выполняться путем изменения давления или температуры или путем продувки другим потоком. На практике это означает, что используют процесс, по меньшей мере, с двумя блоками. Вначале в одном блоке осуществляют насыщение адсорбента при высоком давлении или низкой температуре, а затем происходит смена блока, и осуществляют десорбцию адсорбированных молекул путем уменьшения давления или увеличения температуры, или продувки другим потоком.- 2 044078 on temperature and pressure. As a rule, the adsorbent material is processed in a gas mixture until almost completely saturated with the heaviest compounds, which will subsequently require regeneration. Regeneration can be accomplished by changing pressure or temperature or by purging with a different flow. In practice this means that a process with at least two blocks is used. First, in one block the adsorbent is saturated at high pressure or low temperature, and then the block is changed, and the adsorbed molecules are desorption by decreasing the pressure or increasing the temperature, or blowing with a different flow.

Стадия КЦА предназначена для подачи потока с низким содержанием CO2 с указанной стадии удаления CO2. Стадия КЦА включает первое состояние (А) и второе состояние (В), при этом происходит чередование первого (А) и второго (В) состояний. Смена состояний может включать открытие или закрытие каналов, через которые потоки подают на стадию КЦА. В одном аспекте смена состояний включает изменение температуры стадии КЦА, то есть стадия КЦА представляет собой стадию адсорбции при переменной температуре (АПТ). В этом аспекте, следовательно, температура стадии КЦА во втором состоянии (В) выше, чем в указанном первом состоянии (А).The PSA stage is designed to supply a low CO2 content stream from said CO2 removal stage. The CCA stage includes the first state (A) and the second state (B), while the first (A) and second (B) states alternate. The change of state may involve opening or closing the channels through which flows are supplied to the PSA stage. In one aspect, the state transition involves changing the temperature of the PSA stage, that is, the PSA stage is a swing temperature adsorption (STA) stage. In this aspect, therefore, the temperature of the PCA stage in the second state (B) is higher than in the first state (A).

Соответственно, стадия КЦА выполнена с возможностью чередования первого (А) и второго (В) состояний. Для повышения эффективности и уменьшения вариаций производительности на стадии КЦА может происходить несколько параллельных реакций адсорбции, находящихся на разных стадиях (А, В) в определенный момент времени.Accordingly, the PCA stage is configured to alternate between the first (A) and second (B) states. To increase efficiency and reduce productivity variations, several parallel adsorption reactions can occur at the PSA stage, being at different stages (A, B) at a certain point in time.

В первом состоянии (А), поток с низким содержанием CO₂ контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что:In the first state (A), the low CO ₂ stream is in contact with the adsorption material in such a way that:

по меньшей мере, часть газообразных примесей (предпочтительно все газообразные примеси) из указанного потока с низким содержанием СО2 и часть водорода из указанного потока с низким содержанием CO2 адсорбируются на указанный адсорбционный материал. Поскольку адсорбируется только часть водорода из потока с низким содержанием CO2, неадсорбированное количество H2 остается на стадии КЦА, в результате чего получают поток с высоким содержанием H₂.at least a portion of the gaseous impurities (preferably all gaseous impurities) from said low CO2 stream and a portion of the hydrogen from said low CO2 stream are adsorbed onto said adsorption material. Since only a portion of the hydrogen from the low CO2 stream is adsorbed, the unadsorbed amount of H2 remains in the PSA step, resulting in a high _H2 stream.

Газообразными примесями, как правило, является один или более из следующих газов: СО2, СО, Ar, H2O, N2 и CH₄.Gaseous impurities are typically one or more of the following gases: CO2, CO, Ar, H2O, N2 and _CH4 .

Второе состояние (В) представляет собой состояние продувки, при котором примеси на адсорбционном материале будут удалены продувкой. В указанном втором состоянии (В) стадии КЦА, первый продувочный поток контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть адсорбированных газообразных примесей (предпочтительно все газообразные примеси) и, по меньшей мере, часть указанного адсорбированного водорода (предпочтительно весь водород) высвобождаются из указанного адсорбционного материала в первый продувочный поток. Таким образом, получают первый рециркулируемый поток, который содержит первый продувочный поток, водород и указанные газообразные примеси в смеси. Как показано на фигуре, установка выполнена с возможностью подачи первого рециркулируемого потока в секцию риформинга. Установка может быть выполнена с возможностью подачи первого рециркулируемого потока по ходу процесса перед одним или более блоками предварительного риформинга, при их наличии.The second state (B) is a blowing state in which impurities on the adsorption material will be removed by blowing. In said second state (B) of the PSA stage, the first purge stream contacts the adsorption material such that at least a portion of the adsorbed gaseous impurities (preferably all the gaseous impurities) and at least a portion of the adsorbed hydrogen (preferably all the hydrogen ) are released from said adsorption material into the first purge stream. Thus, a first recycle stream is obtained which contains the first purge stream, hydrogen and said gaseous impurities in the mixture. As shown in the figure, the installation is configured to supply the first recycle stream to the reforming section. The installation may be configured to supply a first recycle stream downstream of one or more pre-reformers, if present.

Стадия КЦА может содержать второй продувочный поток и третье состояние (С). В указанном третьем состоянии, второй продувочный поток предназначен для продувки путем контактирования с адсорбционным материалом после продувки первым рециркулируемым продувочным потоком таким образом, что, по меньшей мере, часть газообразных примесей высвобождается из указанного адсорбционного материала; в результате чего получают второй рециркулируемый поток, который рециркулируется по ходу процесса перед этапом риформинга указанной секции риформинга. Таким образом, осуществляют продувку адсорбционного материала предпочтительной газовой фазой перед возвратом в состояние А, следовательно, предотвращается загрязнение потока с высоким содержанием H2 первым продувочным потоком, используемым в состоянии В. Второй продувочный поток может предпочтительно представлять собой водород. В частном варианте осуществления давление второго продувочного потока равно или выше первого давления.The PSA stage may comprise a second purge stream and a third state (C). In said third state, the second purge stream is configured to purge by contacting the adsorption material after purge by the first recirculated purge stream such that at least a portion of the gaseous impurities is released from the adsorption material; resulting in a second recycle stream, which is recirculated during the process prior to the reforming step of said reforming section. This purges the adsorption material with a preferred gas phase before returning to State A, thereby preventing contamination of the H2-rich stream by the first purge stream used in State B. The second purge stream may preferably be hydrogen. In a particular embodiment, the pressure of the second purge stream is equal to or higher than the first pressure.

В одном предпочтительном аспекте первый продувочный поток представляет собой поток перегретого пара. Пар является особенно предпочтительным продувочным потоком, поскольку он требуется в качестве совместно подаваемого углеводородного сырья в секцию риформинга и, следовательно, поток, в котором объединены первый продувочный поток и водород и газообразные примеси, может рециркулироваться в секцию риформинга. Как показано на фигуре, в рециркулируемый поток может быть добавлено дополнительное количество пара, чтобы точно обеспечить необходимое количества пара, добавляемого в секцию риформинга. Еще одним преимуществом использования пара является простота его удаления впоследствии из потока с высоким содержанием H2 путем конденсации. Поток перегретого пара может обеспечивать, по меньшей мере, частичное повышение температуры на стадии КЦА при переходе от первого состояния (А) во второе состояние (В). Перегретый пар может быть получен в других установках на предприятии, например, в других блоках, например, в котле-утилизаторе избыточного тепла и/или в пароперегревателе в топочных нагревателях/ в секции отходящего тепла.In one preferred aspect, the first purge stream is a superheated steam stream. Steam is a particularly preferred purge stream because it is required as a hydrocarbon co-feed to the reforming section and, therefore, a stream in which the first purge stream and hydrogen and gaseous impurities are combined can be recycled to the reforming section. As shown in the figure, additional steam may be added to the recycle stream to precisely provide the required amount of steam added to the reforming section. Another advantage of using steam is the ease of its subsequent removal from a high-H2 stream by condensation. The superheated steam flow may provide at least a partial temperature increase in the PSA stage during the transition from the first state (A) to the second state (B). The superheated steam may be produced in other units in the plant, for example in other units such as the waste heat recovery boiler and/or the superheater in the combustion heaters/waste heat section.

- 3 044078- 3 044078

В альтернативном аспекте первый продувочный поток представляет собой фракцию углеводородного сырья в виде природного газа. В результате этого поток, в котором объединены первый продувочный поток и водород и газообразные примеси, может рециркулироваться в секцию риформинга.In an alternative aspect, the first purge stream is a fraction of the hydrocarbon feedstock in the form of natural gas. As a result, the stream in which the first purge stream and the hydrogen and gaseous impurities are combined can be recycled to the reforming section.

В еще одном аспекте первый и/или второй продувочные потоки представляют собой поток(и) водорода. Таким образом, предотвращается загрязнение потока с высоким содержанием H2 первым продувочным потоком, используемым в состоянии В.In yet another aspect, the first and/or second purge streams are hydrogen stream(s). This prevents the first purge stream used in state B from contaminating the H2-rich stream.

В предпочтительной конфигурации пар используют в качестве первого продувочного потока, без второго продувочного потока. В альтернативной предпочтительной конфигурации в качестве первого продувочного потока используют природный газ, а в качестве второго продувочного потока - водород.In a preferred configuration, steam is used as the first purge stream, without a second purge stream. An alternative preferred configuration uses natural gas as the first purge stream and hydrogen as the second purge stream.

Установка может дополнительно содержать секцию сдвига, в которую подают указанный поток синтез-газа, между указанной секцией риформинга и указанной стадией удаления CO2. Секция сдвига предназначена для регулирования содержания компонентов в потоке синтез-газа; в частности, отношения Н/СО, в зависимости от целевого результата и/или типа углеводородного сырья.The installation may further comprise a shift section into which said synthesis gas stream is supplied between said reforming section and said CO2 removal step. The shift section is designed to regulate the content of components in the synthesis gas stream; in particular, H/CO ratios, depending on the target result and/or type of hydrocarbon feedstock.

Обратите внимание, что для повышения эффективности процесса могут применяться соответствующие теплообменники/этапы регулирования температуры и этапы удаления воды. Подробная информация не приводится, поскольку специалист в области химических процессов сможет легко адаптировать такие устройства для процесса.Please note that appropriate heat exchangers/temperature control steps and water removal steps may be used to improve process efficiency. Details are not given because a person skilled in the chemical process would be able to easily adapt such devices to the process.

Настоящим изобретением также предоставляется способ получения газового потока с высоким содержанием H2 из углеводородного сырья. Данный способ включает общие этапы:The present invention also provides a method for producing a high H2 content gas stream from a hydrocarbon feedstock. This method includes general steps:

iii) подачи потока синтез-газа из указанной секции риформинга на стадию удаления CO2 и сепарации CO2 от потока синтез-газа, с получением потока с высоким содержанием CO2 и потока с низким содержанием СО₂;iii) supplying the synthesis gas stream from said reforming section to a CO2 removal step and separating CO2 from the synthesis gas stream to produce a high CO2 stream and a low _CO2 stream;

по меньшей мере, часть газообразных примесей из указанного потока с низким содержанием CO2 и часть водорода из указанного потока с низким содержанием СО2 адс орбируются на указанный адсорбционный материал, в результате чего получают поток с высоким содержанием H2;at least a portion of the gaseous impurities from said low CO2 content stream and a portion of the hydrogen from said low CO2 content stream are adsorbed onto said adsorption material, resulting in a high H2 content stream;

в указанном втором состоянии, первый продувочный поток контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть адсорбированных газообразных примесей и, по меньшей мере, часть указанного адсорбированного водорода высвобождаются из указанного адсорбционного материала в первый продувочный поток; в результате чего получают первый рециркулируемый поток, содержащий указанный первый продувочный поток, водород и указанные газообразные примеси; иin said second state, the first purge stream contacts the adsorption material such that at least a portion of the adsorbed impurity gases and at least a portion of the adsorbed hydrogen are released from the adsorption material into the first purge stream; resulting in a first recycle stream containing said first purge stream, hydrogen and said gaseous impurities; And

Соответственно, в указанном способе стадия КЦА первоначально находится в первом состоянии (А), а затем происходит чередование первого (А) и второго (В) состояний. Как указано выше, предпочтительно, чтобы температура стадии КЦА во втором состоянии (В) была выше, чем в указанном первом состоянии (А).Accordingly, in this method, the CCA stage is initially in the first state (A), and then the first (A) and second (B) states alternate. As stated above, it is preferable that the temperature of the PSA step in the second state (B) is higher than that in the first state (A).

Все подробности, приведенные выше в отношении установки, также относятся к описанному в настоящем документе способу, с учётом внесения необходимых изменений в толкование.All details given above regarding installation also apply to the method described herein, subject to necessary modifications.

Настоящее изобретение основано на признании того, что можно рециркулировать часть водорода, полученного на стадии короткоцикловой адсорбции, и использовать его в качестве сырья на стадии риформинга с целью увеличения общего выхода водорода в установке. Помимо этого, настоящее изобретение основано на признании того, что можно получить первый продувочный поток на стадии короткоцикловой адсорбции с давлением, равным или выше давления реакции риформинга, следовательно, рециркуляция потока с высоким содержанием водорода со стадии короткоцикловой адсорбции на этап риформинга может осуществляться без необходимости использования компрессора.The present invention is based on the recognition that it is possible to recycle a portion of the hydrogen produced in the swing adsorption step and use it as a feedstock in the reforming step to increase the overall hydrogen yield of the plant. In addition, the present invention is based on the recognition that it is possible to obtain the first purge stream from the swing adsorption step at a pressure equal to or higher than the reforming reaction pressure, therefore, recirculation of the hydrogen-rich stream from the swing adsorption step to the reforming step can be carried out without the need to use compressor.

В частности, первый продувочный поток может представлять собой фракцию углеводородного сырья, которое предназначено для подачи на этап риформинга, или часть перегретого пара, который предназначен для подачи на этап риформинга, и оба упомянутых потока могут быть получены с давлением, равным или выше давления этапа риформинга. Кроме того, первый продувочный поток может представлять собой поток водорода, который может, например, представлять собой поток высокого давления,In particular, the first purge stream may be a fraction of hydrocarbon feedstock that is intended to be supplied to the reforming step, or a portion of superheated steam that is intended to be supplied to the reforming step, both of which may be produced at a pressure equal to or higher than the pressure of the reforming step . In addition, the first purge stream may be a hydrogen stream, which may, for example, be a high pressure stream,

- 4 044078 полученный в ходе отдельного процесса, или часть первого потока с высоким содержанием водорода, рециркулиремого со стадии КЦА, который получен при давлении, равном или выше давления этапа риформинга, или при давлении немного ниже, чем давление этапа риформинга, в этом случае требуется незначительная компрессия.- 4 044078 obtained in a separate process, or part of the first high-hydrogen stream recycled from the PSA stage, which is obtained at a pressure equal to or higher than the pressure of the reforming stage, or at a pressure slightly lower than the pressure of the reforming stage, in which case it is required slight compression.

С помощью технологии по настоящему изобретению можно получить высокий выход H2, превышающий выход при использовании АПД на 85% и, возможно, на 95%. Таким образом, технология по настоящему изобретению обеспечивает более эффективный способ производства водорода. На основе общей схемы установки эта технология позволит построить больше установок контактного риформинга, поскольку повышенный выход означает, что для получения заданного количества H₂ нужно перерабатывать меньше газа. Это также означает, что технология обеспечивает более низкое потребление природного газа и меньшие выбросы СО2 по сравнению с современными стандартами.Using the technology of the present invention, high H2 yields can be achieved, up to 85% and possibly 95% higher than the ADF yield. Thus, the technology of the present invention provides a more efficient method for producing hydrogen. Based on the overall plant design, this technology will allow more contact reformers to be built because the increased yield means that less gas needs to be processed to produce a given amount of H ₂ . This also means that the technology provides lower natural gas consumption and lower CO2 emissions than current standards.

Может быть достигнут более высокий выход H2 по сравнению с использованием стадии адсорбции с переменным давлением. Это позволит строить более компактные установки парового риформинга, поскольку перепроизводство не будет проблемой.Higher H2 yield can be achieved compared to using a pressure swing adsorption step. This will allow steam reformers to be built more compactly, since overproduction will not be a problem.

Пример 1.Example 1.

В табл. 1 приведена сводная информация по примерам в соответствии с изобретением. Определенное количество углеводородного сырья (101) подвергают риформингу в секции (200) риформинга с получением потока (201) синтез-газа. СО2 удаляют из этого потока на стадии (300) удаления CO2 с получением потока (304) с низким содержанием CO2 и потока (303)с высоким содержанием CO2. Затем на стадии (400) КЦА осуществляют сепарацию потока (304) с низким содержанием СО₂, с получением потока (409) с высоким содержанием H₂. На стадии КЦА осуществляют продувку водяным паром (405), и 50% этого потока возвращают обратно в риформер, а вторую половину конденсируют в отходящий газ. Кроме того, в секцию риформинга добавляют водяной пар и немного водорода для способствования предварительному риформингу, а также для способствования риформингу в этой секции. Обратите внимание, что весь исходный поток, поступающий в риформер, представляет собой смесь углеводородного сырья (101), пара и водорода после предварительного риформинга.In table 1 provides a summary of examples in accordance with the invention. A certain amount of hydrocarbon feedstock (101) is reformed in a reforming section (200) to produce a synthesis gas stream (201). CO2 is removed from this stream in a CO2 removal step (300) to produce a low CO2 stream (304) and a high CO2 stream (303). The PSA step (400) then separates the low CO ₂ content stream (304) to produce a high H ₂ content stream (409). In the PSA stage, steam purge (405) is carried out, and 50% of this stream is returned back to the reformer, and the other half is condensed into an off-gas. In addition, steam and some hydrogen are added to the reforming section to promote pre-reforming as well as to promote reforming in this section. Note that the entire feed stream entering the reformer is a mixture of hydrocarbon feedstock (101), steam, and pre-reformed hydrogen.

Таблица 1Table 1

Углеводородное сырье (101) Hydrocarbon feedstock (101) Общий исходный поток, поступающий в риформер Total feed stream entering reformer Продукт риформинга Reformed product Синтез-газ, поступающий на стадию удаления СО2 Synthesis gas entering the CO2 removal stage Синтетический газ в КЦА (304) Syngas in PCA (304) Поток (409) с высоким содержанием Н2 Stream (409) with high H2 content Первый рециркулируемый поток (408) First recycle stream (408) Отходящий газ Exhaust gas Температура [°C] Temperature [°C] 40 40 650 650 920 920 40 40 40 40 45 45 410 410 30 thirty Давление [бар и.д.] Pressure [bar i.d.] 29,0 29.0 26,0 26.0 24,5 24.5 23,4 23.4 23,4 23.4 22,7 22.7 29 29 0,7 0.7 Расход [н.м³/ч]Flow [N.m ³ /h] 12784 12784 52318 52318 75775 75775 66195 66195 57143 57143 37830 37830 39752 39752 9657 9657 Состав [моль%] Composition [mol%] Диоксид углерода Carbon dioxide ОД OD 4,3 4.3 3,9 3.9 13,4 13.4 о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh Азот Nitrogen 1,0 1.0 0,4 0.4 о,з o, s о,з o, s 0,4 0.4 0,1 0.1 0,2 0.2 0,9 0.9 Метан Methane 96,6 96.6 28,6 28.6 4,2 4.2 4,8 4.8 5,6 5.6 о,о oh oh 4,0 4.0 16,6 16.6 Этан Ethane 1,8 1.8 о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh Пропан Propane о,з o, s о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh н-бутан n-butane ОД OD о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh Изобутан Isobutane ОД OD о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh н-гексан n-hexane ОД OD о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh Водород Hydrogen о,о oh oh 12,8 12.8 56,2 56.2 73,2 73.2 84,8 84.8 99,9 99.9 13,4 13.4 55,2 55.2 Монооксид углерода Carbon monoxide о,о oh oh 0,2 0.2 14,7 14.7 8,0 8.0 9,2 9.2 о,о oh oh 6,6 6.6 27,3 27.3 Вода Water о,о oh oh 53,7 53.7 20,7 20.7 о,з o, s о,о oh oh о,о oh oh 75,7 75.7 о,о oh oh

Пример 2.Example 2.

В табл. 2 приведена сводная информация по сравнительному примеру, в котором первый рециркулируемый поток 408 из блока КЦА не возвращается в секцию риформинга. Аналогично примеру 1, определенное количество углеводородного сырья (101) подвергают риформингу в секции (200) риформинга с получением потока (201) синтез-газа. CO2 удаляют из этого потока на стадии (300) удаления CO2 с получением потока (304) с низким содержанием CO2. Затем на стадии (400) КЦА осуществляют сепарацию с получением потока (409) с высоким содержанием H₂. КЦА в этом случае представляет собой обычную стадию АПД, где отходящий газ получают напрямую. Кроме того, в секцию риформинга добавляют водяной пар и немного водорода для способствования предварительному риформингу, а также для способствования риформингу в этой секции. Обратите внимание, что весь исходный поток, поступающий в риформер, представляет собой смесь углеводородного сырья (101), пара и водорода после предварительного риформинга.In table 2 provides a summary of a comparative example in which the first recycle stream 408 from the PSA unit is not returned to the reformer section. Similar to Example 1, a certain amount of hydrocarbon feedstock (101) is reformed in a reforming section (200) to produce a synthesis gas stream (201). CO2 is removed from this stream in a CO2 removal step (300) to produce a low CO2 content stream (304). The PSA step (400) then performs separation to produce a high H ₂ content stream (409). The PSA in this case is a conventional APD stage where the off-gas is produced directly. In addition, steam and some hydrogen are added to the reforming section to promote pre-reforming as well as to promote reforming in this section. Note that the entire feed stream entering the reformer is a mixture of hydrocarbon feedstock (101), steam, and pre-reformed hydrogen.

- 5 044078- 5 044078

Таблица 2table 2

Углеводородное сырье (101) Hydrocarbon feedstock (101) Общий исходный поток, поступающий в риформер Total feed stream entering reformer Продукт риформинга Reformed product Синтез-газ, поступающий на стадию удаления СО2 Synthesis gas entering the CO2 removal stage Синтетический газ в КЦА (304) Syngas in PCA (304) Поток (409) с высоким содержанием Н2 Stream (409) with high H2 content Отходящий газ Exhaust gas Температура [°C] Temperature [°C] 40,0 40.0 650,0 650.0 920,0 920.0 40,0 40.0 40,0 40.0 45,0 45.0 30,0 30.0 Давление [бар и.д.] Pressure [bar i.d.] 29,0 29.0 26,0 26.0 24,5 24.5 23,4 23.4 23,4 23.4 22,7 22.7 0,7 0.7 Расход [н.м³/ч]Flow [N.m ³ /h] 12784 12784 44442 44442 65501 65501 54494 54494 46560 46560 32103 32103 14458 14458 Состав [моль%] Composition [mol%] Диоксид углерода Carbon dioxide 0,1 0.1 1,5 1.5 4,2 4.2 14,2 14.2 о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh Азот Nitrogen 1,0 1.0 о,з o, s 0,2 0.2 0,2 0.2 о,з o, s 0,1 0.1 0,6 0.6 Метан Methane 96,6 96.6 28,0 28.0 2,9 2.9 3,5 3.5 4,1 4.1 о,о oh oh 13,2 13.2 Этан Ethane 1,8 1.8 о,о oh oh о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh о,о oh oh о,о oh oh Пропан Propane 0,3 0.3 о,о oh oh о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh н-бутан n-butane 0,1 0.1 о,о oh oh о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh Изобутан Isobutane 0,1 0.1 о,о oh oh о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh н-гексан n-hexane 0,1 0.1 о,о oh oh о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh 0,0 0.0 о,о oh oh Водород Hydrogen 0,0 0.0 5,4 5.4 55,1 55.1 75,5 75.5 88,3 88.3 99,9 99.9 62,6 62.6 Монооксид углерода Carbon monoxide 0,0 0.0 о,о oh oh 12,9 12.9 6,3 6.3 7,3 7.3 о,о oh oh 23,6 23.6 Вода Water 0,0 0.0 64,8 64.8 24,7 24.7 0,3 0.3 0,0 0.0 о,о oh oh о,о oh oh

Видно, что при использовании способа по изобретению, который описывается в примере 1, расход потока (409) с высоким содержанием H2 увеличивается с 32103 н.м³/ч (базовый пример 2) до 39752 н.м³/ч (пример 1). Таким образом, при применении способа по изобретению выход водорода из определенного количества углеводородного сырья (101) увеличивается на 24%. Путем увеличения степени использования продувочного потока (405) (с 50%) в соответствии с примером 1 выход может увеличен еще больше. Использование 70% продувочного потока приведет к увеличению выхода потока с высоким содержанием H2 (409) на 29%.It can be seen that when using the method according to the invention, which is described in example 1, the flow rate of the high H2 content stream (409) increases from 32103 Nm ³ /h (base example 2) to 39752 Nm ³ /h (example 1) . Thus, when using the method according to the invention, the yield of hydrogen from a certain amount of hydrocarbon feedstock (101) increases by 24%. By increasing the utilization rate of the purge stream (405) (from 50%) in accordance with Example 1, the yield can be increased even further. Using 70% of the purge stream will increase the yield of the high H2 stream (409) by 29%.

Прочие позиции на фигуре:Other positions on the figure:

секция 90 предварительного нагрева;preheating section 90;

газообразные продукты горения 220;gaseous combustion products 220;

блок 80 гидродесульфуризации (ГДС) и адсорбции серы;unit 80 for hydrodesulfurization (HDS) and sulfur adsorption;

теплообменное устройство/котел-утилизатор избыточного тепла 209;heat exchanger/excess heat recovery boiler 209;

поток 201' синтез-газа, прошедший этап реакции сдвига;synthesis gas stream 201' having undergone a shift reaction step;

секция 500 реакции сдвига.shear reaction section 500.

Несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылкой на несколько аспектов, примеров и вариантов осуществления, специалист может комбинировать указанные аспекты, примеры и варианты осуществления, не выходя за пределы объема изобретения.Although the present invention has been described with reference to several aspects, examples and embodiments, those skilled in the art may combine these aspects, examples and embodiments without departing from the scope of the invention.

Claims

1. Установка (100) для получения газового потока (409) с высоким содержанием H2 из углеводородного сырья (101), при этом указанная установка (100) включает:1. Installation (100) for producing a gas stream (409) with a high H2 content from hydrocarbon feedstock (101), wherein said installation (100) includes:

секцию (200) риформинга, выполненную с возможностью приема указанного углеводородного сырья (101) и его риформинга в ходе, по меньшей мере, одного этапа риформинга, который осуществляют при первом давлении, с получением потока (201) синтез-газа;a reforming section (200) configured to receive said hydrocarbon feedstock (101) and reform it in at least one reforming step, which is carried out at a first pressure, to produce a synthesis gas stream (201);

секцию (300) удаления CO2, предусмотренную для приема потока (201) синтез-газа из указанной секции (200) риформинга и сепарации СО₂ от потока (201) синтез-газа, с получением потока (303) с высоким содержанием CO2 и потока (304) с низким содержанием СО₂;a CO2 removal section (300) provided for receiving a synthesis gas stream (201) from said reforming section (200) and separating CO ₂ from the synthesis gas stream (201) to produce a high CO2 content stream (303) and a stream ( 304) with low CO ₂ content;

секцию (400) короткоцикловой адсорбции (КЦА), при этом указанная секция (400) КЦА содержит адсорбционный материал и первый продувочный поток (405), давление которого равно или выше первого давления; и предусмотрена для поступления потока (304) с низким содержанием CO2 со стадии (300) удаления CO2;a pressure swing adsorption (PSA) section (400), wherein said PSA section (400) contains an adsorption material and a first purge stream (405) the pressure of which is equal to or higher than the first pressure; and is provided to receive a low CO2 content stream (304) from the CO2 removal step (300);

причем указанная секция (400) КЦА выполнена с возможностью функционирования в первом режиме (А) и втором режиме (В), причем:wherein said section (400) of the PSA is configured to operate in the first mode (A) and the second mode (B), and:

в указанном первом режиме (А) поток (304) с низким содержанием CO2 контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что по меньшей мере, часть газообразных примесей из указанного потока (304) с низким содержанием СО₂ и часть водорода из указанного потока (304) с низким содержанием CO₂ адсорбируются на указанный адсорбционный материал, в результате чего получают поток (409) с высоким содержанием H₂;in said first mode (A), the low CO2 stream (304) is contacted with the adsorption material such that at least a portion of the gaseous impurities from said low _CO2 stream (304) and a portion of the hydrogen from said stream (304) low CO ₂ content are adsorbed onto said adsorption material, resulting in a high H ₂ content stream (409);

в указанном втором режиме (В) первый продувочный поток (405) контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть адсорбированных газообразных примесей и, поin said second mode (B), the first purge stream (405) contacts the adsorption material such that at least a portion of the adsorbed gaseous impurities and, accordingly,

- 6 044078 меньшей мере, часть указанного адсорбированного водорода высвобождаются из указанного адсорбционного материала в первый продувочный поток (405); в результате чего получают первый рециркулируемый поток (408), содержащий указанный первый продувочный поток (405), водород и указанные газообразные примеси;- 6 044078 at least a portion of said adsorbed hydrogen is released from said adsorption material into the first purge stream (405); resulting in a first recycle stream (408) containing said first purge stream (405), hydrogen and said gaseous impurities;

причем указанная установка (100) выполнена с возможностью рециркуляции указанного первого рециркулируемого потока (408) в секцию (200) риформинга в качестве исходного потока для этапа риформинга.wherein said installation (100) is configured to recycle said first recycle stream (408) to the reforming section (200) as a feed stream for the reforming step.

2. Установка (100) по п.1, отличающаяся тем, что секция (400) КЦА выполнена с возможностью чередования первого (А) и второго (В) режимов.2. Installation (100) according to claim 1, characterized in that the PSA section (400) is configured to alternate the first (A) and second (B) modes.

3. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что температура в секции КЦА во втором режиме (В) выше, чем в указанном первом режиме (А).3. Installation (100) according to any of the previous paragraphs, characterized in that the temperature in the PSA section in the second mode (B) is higher than in the specified first mode (A).

4. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что в секции (400) КЦА происходит несколько параллельных реакций адсорбции, находящихся на разных стадиях (А, В) в определенный момент времени.4. Installation (100) according to any of the previous paragraphs, characterized in that in the PSA section (400) several parallel adsorption reactions occur, located at different stages (A, B) at a certain point in time.

5. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что секция (400) КЦА включает второй продувочный поток (406) и включает третий режим (С), при котором второй продувочный поток (406) предназначен для продувки адсорбционного материала после продувки первым рециркулируемым продувочным потоком (405) таким образом, что, по меньшей мере, часть газообразных примесей высвобождается из указанного адсорбционного материала; в результате чего получают второй рециркулируемый поток, который рециркулируется по ходу процесса перед этапом риформинга указанной секции (200) риформинга.5. Installation (100) according to any of the previous paragraphs, characterized in that the PSA section (400) includes a second purge flow (406) and includes a third mode (C), in which the second purge flow (406) is intended for purging the adsorption material after purge with a first recirculated purge stream (405) such that at least a portion of the gaseous impurities are released from said adsorption material; resulting in a second recycle stream, which is recirculated during the process prior to the reforming step of said reforming section (200).

6. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что адсорбционный материал (301) выбран из цеолита, активированного угля или металлоорганической каркасной структуры, или их смесей.6. Plant (100) according to any of the preceding claims, characterized in that the adsorption material (301) is selected from zeolite, activated carbon or metal-organic framework structure, or mixtures thereof.

7. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что первый продувочный поток (405) представляет собой поток перегретого пара.7. Installation (100) according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the first purge stream (405) is a superheated steam stream.

8. Установка (100) по п.7, отличающаяся тем, что поток перегретого пара предназначен для обеспечения, по меньшей мере, частичного повышения температуры в секции (400) КЦА при переходе от первого режима во второй режим.8. Installation (100) according to claim 7, characterized in that the superheated steam flow is designed to provide at least a partial increase in temperature in the PSA section (400) during the transition from the first mode to the second mode.

9. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что первый продувочный поток (405) представляет собой фракцию углеводородного сырья в виде природного газа.9. Installation (100) according to any of the preceding paragraphs, characterized in that the first purge stream (405) is a fraction of hydrocarbon feedstock in the form of natural gas.

10. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что первый и/или второй продувочные потоки (405, 406) представляют собой поток(и) водорода.10. Installation (100) according to any of the preceding claims, characterized in that the first and/or second purge streams (405, 406) are hydrogen stream(s).

11. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанная секция (200) риформинга включает один или более блоков (220) первичного риформинга и, при необходимости, один или более блоков (221) предварительного риформинга, в которые подают углеводородное сырье (101) по ходу процесса перед указанным(и) блоком(ами) (220) риформинга, и причем указанная установка (100) предназначена для подачи указанного первого рециркулируемого потока (408) по ходу процесса перед одним или более блоками (221) предварительного риформинга.11. Installation (100) according to any of the preceding paragraphs, characterized in that said reforming section (200) includes one or more primary reforming units (220) and, if necessary, one or more preliminary reforming units (221), into which hydrocarbon feedstock (101) upstream of said reforming unit(s) (220), and wherein said unit (100) is configured to supply said first recycle stream (408) downstream of one or more units (221) pre-reforming.

12. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что один или более блоков (220) первичного риформинга выбраны из автотермического реактора (АТР), реактора парового риформинга метана (ПРМ), реактора конвекционного риформинга и/или реактора риформинга по технологии каталитического окисления (САТОХ).12. Installation (100) according to any of the preceding paragraphs, characterized in that one or more primary reforming units (220) are selected from an autothermal reactor (ATR), a steam methane reforming reactor (SMR), a convection reforming reactor and/or a reforming reactor according to catalytic oxidation technologies (CATOX).

13. Установка (100) по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающая секцию (500) сдвига, в которую подают указанный поток (201) синтез-газа, между указанной секцией (200) риформинга и указанной секцией (300) удаления СО₂.13. Installation (100) according to any one of the preceding paragraphs, further including a shift section (500), into which the specified synthesis gas stream (201) is supplied, between the specified reforming section (200) and the specified CO ₂ removal section (300).

14. Способ получения газового потока (405) с высоким содержанием H2 из углеводородного сырья (101) в установке (100) по любому из предшествующих пунктов, при этом указанный способ включает:14. A method for producing a gas stream (405) with a high H2 content from a hydrocarbon feedstock (101) in an installation (100) according to any of the preceding paragraphs, wherein said method includes:

i) подачу углеводородного сырья (101) в секцию (200) риформинга и риформинг углеводородного сырья в ходе, по меньшей мере, одного этапа риформинга, который осуществляют при первом давлении, с получением потока (201) синтез-газа;i) supplying hydrocarbon feedstock (101) to the reforming section (200) and reforming the hydrocarbon feedstock during at least one reforming step, which is carried out at a first pressure, to produce a synthesis gas stream (201);

ii) подачу потока (201) синтез-газа из указанной секции (200) риформинга в секцию (300) удаления СО₂ и сепарацию СО₂ от потока (201) синтез-газа, с получением потока (303) с высоким содержанием СО₂ и потока (304) с низким содержанием СО₂;ii) supplying a synthesis gas stream (201) from said reforming section (200) to a CO ₂ removal section (300) and separating CO ₂ from the synthesis gas stream (201) to obtain a high CO ₂ content stream (303) and stream (304) with low CO ₂ content;

iii) подачу потока (304) с низким содержанием СО₂ с секции (300) удаления СО₂ в секцию (400) короткоцикловой адсорбции (КЦА), содержащую адсорбционный материал и первый продувочный поток (405), давление которого равно или выше первого давления, причем указанная секция (400) КЦА выполнена с возможностью функционирования в первом режиме (А) и втором режиме (В), причем:iii) supplying a low CO ₂ content stream (304) from the CO ₂ removal section (300) to a pressure swing adsorption (PSA) section (400) containing the adsorption material and a first purge stream (405), the pressure of which is equal to or higher than the first pressure, wherein said section (400) of the PSA is configured to operate in the first mode (A) and the second mode (B), and:

в указанном первом режиме поток (304) с низким содержанием СО₂ контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть газообразных примесей из указанного потока (304) с низким содержанием СО₂ и часть водорода из указанного потока (304) с низким содержанием СО₂адсорбируются на указанный адсорбционный материал, в результате чего получают поток (409) с высоin the specified first mode, a stream (304) with a low CO ₂ content is in contact with the adsorption material in such a way that at least part of the gaseous impurities from the specified stream (304) with a low CO ₂ content and a part of the hydrogen from the specified stream (304) with low CO ₂ content are adsorbed onto the specified adsorption material, resulting in a stream (409) with a high

- 7 044078 ким содержанием Н₂;- 7 044078 high content of H ₂ ;

в указанном втором режиме первый продувочный поток (405) контактирует с адсорбционным материалом таким образом, что, по меньшей мере, часть адсорбированных газообразных примесей и, по меньшей мере, часть указанного адсорбированного водорода высвобождаются из указанного адсорбционного материала в первый продувочный поток (405); в результате чего получают первый рециркулируемый поток (408), содержащий указанный первый продувочный поток (405), водород и указанные газообразные примеси; и iv) рециркуляцию указанного первого рециркулируемого потока в секцию (200) риформинга в качестве исходного потока для этапа риформинга.in said second mode, the first purge stream (405) contacts the adsorption material such that at least a portion of the adsorbed gaseous impurities and at least a portion of the specified adsorbed hydrogen are released from the specified adsorption material into the first purge stream (405); resulting in a first recycle stream (408) containing said first purge stream (405), hydrogen and said gaseous impurities; and iv) recycling said first recycle stream to the reforming section (200) as a feed stream for the reforming step.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что секция (400) КЦА первоначально находится в первом режиме (А), а затем происходит чередование первого (А) и второго (В) режимов.15. The method according to claim 14, characterized in that the PSA section (400) is initially in the first mode (A), and then the first (A) and second (B) modes alternate.

16. Способ по любому из пи. 14, 15, отличающийся тем, что температура в секции КЦА во втором режиме (В) выше, чем в указанном первом режиме (А).16. Method according to any of pi. 14, 15, characterized in that the temperature in the PSA section in the second mode (B) is higher than in the specified first mode (A).