Purificació de l’hidrogen mitjançant una planta de hyco en una refineria.


El subministrament d’hidrogen d’alta puresa és crític per a moltes aplicacions industrials a on les impureses deterioren els rendiments. Es requereix per:

  • Producció química.
  • Refinat de metalls.
  • Refinat de petroli.
  • Processament d’aliments.
  • Fabricació de semiconductors.

Les refineries fan servir gas hidrogen en el seu procés de hidrocraqueig, d’aromatització o dessulfuració.
La recuperació i purificació d’hidrogen pur es pot realitzar de diferents corrents riques en hidrogen, com ara gasos de síntesi de reformat de vapor de gas natural o processos de gasificació.
El requisit de puresa de l’H2 és de fins a un 99,9999% en mols i s’aconsegueix amb un procés de purificació exigent.


Procés.

Com el seu nom indica, les plantes de HyCO produeixen grans quantitats d’hidrogen (H2) i monòxid de carboni (CO).
En aquest cas, el procés HyCO s’alimenta amb Gas Natural i Vapor (fig. 1).

Fig. 1 Diagrama de procés de la planta HYCO

És una planta de producció d’hidrogen que utilitza gas natural com a matèria primera. El gas natural reacciona amb vapor d’aigua en el reformador primari a una alta temperatura i pressió, obtenint-se un gas de síntesi, que és una barreja principalment d’H2 i CO.

Reacció 1: CH 4 + H2O ↔ 3H2 + CO

El gas de sortida és ric en hidrogen però conté una certa proporció de monòxid de carboni. En un altre reactor es converteix el CO, en hidrogen addicional mitjançant reacció amb vapor.

Reacció 2: CO + H2O ↔ H2 + CO2

El gas resultant té un contingut elevat d’hidrogen, al costat de diòxid de carboni.

El CO2 és un subproducte que necessita ser eliminat del procés. Això es deu al seu alt punt de congelació, que podria obstruir els processos de separació al refrigerador.

Per eliminar el CO2, es fa mitjançant l’absorció amb una solució d’amines. Després es passa per un assecador, per extreure la humitat, així com una mica de CO2 que hagi quedat del procés anterior. El refrigerador ens permetrà separar el H2 i el CO. El CO passa per 3 columnes al refrigerador de destil·lació abans que sigui un producte pur.

L’hidrogen separat es purifica a continuació en una unitat PSA (Pressure Swing Adsorption). El PSA és la part del procés que s’encarrega de purificar l’H2 per poder enviar-lo a la xarxa d’H2 de la refineria. Després de la unitat PSA és important conèixer la puresa de l’Hidrogen, i això pot realitzar-se mitjançant l’analitzador de gasos model LaserGas II MP .

Dades típics del procés:
Mesura CO i CH4 en H2 pur
Solució extractiva,
Rang CO: 0-10 ppm
Rang CH4: 0-20 ppm


Motius.

La contaminació de l’H2 ha de ser detectada. Les raons són les següents:
• Lliurar al client Hidrogen d’alta qualitat.
• Protegir els processos del client que utilitza l’hidrogen
• Optimitzar la durabilitat de l’absorber de la planta HYCO tant com sigui possible, per reducció de costos
• Realitzar el canvi de l’absorber només quan els valors límits s’han assolit
• Augment de l’eficiència de la planta
• Estalvi d’energia


Solució proposada per MATELCO.

Un Analitzador de gasos LaserGas II MP de l’empresa noruega NEO Monitors, que mesura el CO i CH4 simultàniament en hidrogen en rangs molt baixos (ppb).

Principi de mesura: Làser (TDLAS) espectroscòpia de línia simple

L’estabilitat del zero permet nivells d’alarma baixos i minimitza el risc de parades de planta per falses alarmes.
Usant aquest analitzador de gasos els costos de manteniment es redueixen significativament.


Avantatges de l’analitzador:

  • Mesura de gasos a nivell de traces (ppb), de manera extractiu, en un entorn controlat
  • Mesura en temps real altament fiable
  • Reducció d’emissions al medi ambient
  • Fàcil d’instal·lar i operar
  • Optimització del procés reduint els costos d’operació
  • estalvi energètic
  • Temps de resposta en segons (2 a 10 depenent del cabal)
  • Sense interferència de la resta de gasos de la mostra
  • Sense deriva del zero
  • Mínims costos de manteniment i funcionament
  • certificat ATEX

Si necessita resoldre qualsevol dubte o consulta que pugui tenir sobre l’analitzador de gasos, només ha d’enviar un correu electrònic des de la secció contacte i un dels nostres experts contactarà amb vostè el més aviat possible.