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Procédés de SMR avec des rendements améliorés pour la production d’hydrogène

IP.com Disclosure Number: IPCOM000234889D
Publication Date: 2014-Feb-12
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Procédés de SMR avec des rendements améliorés pour la production d’hydrogène

I - Etat de l’art

Les technologies de vapo-réformage (SMR) pour la production d’hydrogène sont très souvent basées sur des procédés dits à températures de réformage modérées (<850-880°C), forts ratios de S/C (>2.6-2.8), associés avec l’utilisation d’un réacteur de shift à haute température (HTS = High Temperature Shift).

Un des schémas de procédé les plus couramment utilisés est illustré dans la Figure 1. On voit notamment que le gaz de charge est préchauffé par le gaz de process en sortie du réacteur de HTS, avant d’être envoyé à une unité de désulfuration (HDS). Après cet échangeur, le gaz de process continue d’être refroidi par échange de chaleur avec la génération de vapeur et la préchauffe de l’eau d’alimentation de la chaudière (BFW) et de l’eau déminéralisée (DMW). Le même type d’arrangement existe pour d’autres schémas de procédé avec prereformer et/ou préchauffe d’air.

Figure 1. Exemple de schéma de procédé (sans préchauffe d’air ni prereformer).

Un des défauts de ces schémas couramment utilisés est que, dans le cas de l’utilisation de températures de réformage modérées et forts ratios de S/C, l’énergie contenue dans le gaz de synthèse est trop importante pour être récupérée d’une manière efficace. Ainsi, la température de gaz de synthèse avant le refroidissement final (par l’air et/ou l’eau de refroidissement) peut être supérieure à 120°C et les rendements correspondants sont moindres.

II – Description de la solution proposée.

Il est proposé ici d’améliorer les rendements énergétiques des schémas de procédé existants en ajoutant un échangeur supplémentaire placé juste avant le refroidissement final du gaz de synthèse pour effectuer une première préchauffe du gaz de charge, e.g., gaz naturel + vapeur (voir le schéma de la Figure 2). Après avoir été préchauffé à bas niveau thermique par le gaz de process, le gaz de charge est ensuite pr...