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"PROCrDF REMETTANT D'UTILISER L'HYDROGENE ET LA CHALEUR 6 1 c0ilT51flJS DAliS LE METHANE ET PRODUIT RESULTANT DE CE PROCEDEIT Convention internationale : Priorité des demandes de brevets déposées en Allemagne : le 6 décembre 1928-N R.76524 IVb/l2i le 26 janvier 1929-N R.77059 5/24e le 26 janvier 1929-N R.77060 IVa/12o le 26 janvier 1929-N R.77061 VI/26a 1
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le 26 janvier 1929-Td T.77086 IVa/'12o 1 le 26 janvier 1929-N R.77087 IVa/12o le 26 janvier 1929-1,!OR.77165 VI /26a le 16 février 1929-N W.81787 IVb/12i (déposée par Mr.Fritz WACHTER).
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Le développement économique progressif actuel oblige à utiliser rationnellement les réserves de combustibles.
Dans le traitement de ceux-ci, on produit chaque jour sur une très grande échelle des mélanges gazeux dont la compo- sition varie fortement suivant la matière de départ et l'uti- lisation. Los procédés utilisés autrefois, et qui le sont encore fréquemment aujourd'hui, procédés consistant à uti- liser directement comme combustibles les mélanges gazeux ainsi produits, qui contiennent des quantités de chaleur différentes, ont été reconnus peu pratiques eu n'ont pu se
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maintenir devant les efforts tendant à utiliser rationnelle- ment les combustibles.
Les principaux éléments des mélanges gazeux obtenus dans la distillation du charbon et de produits carboniques sont l'oxyde de carbone, l'hydrogène et des hydrocarbures aliphatiques et aromatiques. Les hydrocarbures aliphatiques sont représentés principalement par le méthane, et les hydro- carbures aromatiques par le benzol. Alors que les hydrocar- bures aromatiques, qui sont liquides dans les conditions nor- males, sont ordinairement extraits des mélanges gazeux par des procédés connus, l'extraction des hydrocarbures alipha- tiques, et en particulier celle du méthane, n'ont pas été reconnues pratiques. L'élimination du méthane, qui est chimi- quement extrêmement lent dans ses réactions, n'est essentielle ment possible que par le refroidissement à basse température, ce procédé entraînant avant tout des frais élevés.
Son ap- plication ne se justifierait que si l'industrie avait be- soin de grandes quantités de méthane et si celui-ci était payé suffisamment cher. Or, comme le méthane, ainsi qu'on vient de le dire, réagit chimiquement fort lentement, et comme il possède des propriétés de combustion défavorables lorsqu'il est brûlé seul, à cause de la faible vitesse de sa combustion, malgré son pouvoir calorifique élevé, on s'est vu obligé de renoncer à éliminer ce corps et de brûler tels quels, sans en extraire le méthane, les gaz riches en méthane obtenus sur une très grande échelle dans l'industrie.
Ces mélanges gazeux (ou le méthane brûlé seul ou dilué) ne peuvent servir de source de force motrice que dans des machines stationnaires, à cause de la difficulté de leur condensation. Or, actuellement on demande de plus en plus de combustibles pour des machines mobiles, en particulier pour des moteurs de véhicules. Il s'agit avant tout de combus- tibles liquides et principalement des essences des sortes les
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plus diverses, c'est-à-dire de liquides à bas point d'ébulli- tion, et aussi depuis quelque temps, dans une mesure crois- sante, de benzol et des mélanges des deux sortes qui vien- nent d'être mentionnées.
D'autre part, les gaz riches en méthane sont très abondants. C'est pourquoi il est très dési- rable qu'on trouve un moyen par lequel le méthane produit journellement en quantités extrêmement grandes puisse être transformé en produits très demandés tels que les combusti- bles liquides, en particulier des hydrocarbures pour l'in- dustrie chimique et d'autres industries.
Le méthane, qui est l'élément le plus bas de la série des hydrocarbures aliphatiques saturés, réunit les deux éléments constituant la base de la production indus- trielle de chaleur, c'est-à-dire le carbone et l'hydrogène.
Considéré à ce point de vue, le méthane serait un combusti- ble idéal. Toutefois sa lenteur de réaction chimique et sa faible vitesse de combustion empêchent de l'utiliser comme @ combustible. En outre, il paraît indiqué d'utiliser la gran- de quantité d'hydrogène contenue dans le méthane, non seule- ment comme combustible, mais aussi pour d'autres usages qui se présentent de plus en plus, par exemple la fixation de l'azote.
Il semble superflu de donner des indications parti- culières sur les avantages de l'utilisation de l'hydrogène contenu dans le méthane pour ces usages industriels actuelle- ment très répandus.
Lorsqu'on transforme le méthane en mélanges gazeux contenant de l'hydrogène ou en hydrogène, on peut utiliser commodément ces produits de la transformation pour le régla- ge du pouvoir calorifique vers le bas, c'est-à-dire pour abaisser le pouvoir calorifique de gaz ayant un pouvoir ca- lorifique très élevé, car on sait que sous le rapport du volume l'hydrogène a un pouvoir calorifique très bas. Par
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contre, lorsqu'il s'agira d'augmenter le pouvoir calorifique de gaz ayant un pouvoir calorifique peu élevé, on y ajoutera du méthane directement .
On sait qu'on peut extraire l'hydrogène contenu dans le méthane, ainsi que dans d'autres hydrocarbures aliphati- ques, par le chauffage ,et qu'on obtient simultanément un dépôt de carbone. Une telle utilisation du méthane est pres- que toujours peu pratique à cause du peu de valeur industriel- le du carbone solide ainsi formé. Récemment on a mis au point plusieurs procédés par lesquels on réussit à extraire par dissociation la majeure partie de l'hydrogène contenu dans le méthane et d'autres hydrocarbures en transformant simultanément le carbone en hydrocarbures liquides contenant peu d'hydrogène.
Il y a lieu de citer principalement les procédés de Franz Fischer et de ses collaborateurs, procédés par lesquels le méthane ou les gaz qui en contiennent sont transformés, par un court chauffage à des températures éle- vées ou par un autre traitement, en hydrocarbures solides ou liquides, notamment en hydrocarbures du benzol, avec une sé- paration simultanée de quantités proportionnelles d'hydrogène.
Les procédés indiqués ci-dessous pour l'utilisation de l'hydrogène et de la chaleur contenus dans le méthane pur ou dilué utilisent avant tout ceux qui viennent d'être cités. Il est essentiel que le méthane soit transformé, par une application unique ou répétée de ces procédés, en un mé- lange contenant plus ou moins d'hydrogène, tandis qu'une quantité correspondante du carbone contenu dans le méthane est transformée simultanément, non pas en carbone solide,mais en hydrocarbures contenant peu d'hydrogène, principalement en hydrocarbures du benzol et du goudron. Cela fait, le mé- lange modifié ou les différents éléments sont .utilisés, après la décomposition du mélange, en mélange quelconque ou indivi- duellement, comme combustible ou comme addition à des combus-
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tibles gazeux ou pour d'autres usages industriels.
Toutefois le présent procédé n'est pas limité à l'utilisation du méthane pour les usages indiqués ci-des- sous. On a reconnu par exemple que le rendement en hydro- carbures du benzol ou du goudron peut être augmenté dans tous les cas lorsqu'on ajoute au méthane ses homologues supérieurs tels que l'éthane et le.propage ou des corps de la série de ltéthylène ou de l'acétylène. Suivant la quanti- té et la nature des corps des séries homologues à non satu- ration simple ou multiple ; ajoutés au méthane ou le remplaçant partiellement ou complètement, il convient) pour obtenir le maximum de rendement, de régler particuliè- rement la température ainsi que la durée du chauffage en- visagé.
Les corps obtenus indépendamment du méthane et ap- partenant aux séries homologues en question, par des pro- cédés connus (par exemple le procédé Concordia-Linde- Bronn ), par exemple dans la décomposition du gaz de fours à coke et du gaz d'éclairage, peuvent aussi être soumis séparément ou mélangés entre eux sans méthane, à un procédé de transformation analogue à la transformation du méthane.
Si l'on part parexemple de méthane à 100% dans la dissociation du méthane, on obtient, après l'élimination des hydrocarbures du benzol et du goudron, un gaz composé essentiellement de méthane et d'hydrogène et d'une petite quantité d'hydrocarbures gazeux. Dans le procédé en question de décomposition du méthane, la continuation de la trans- formation est limitée par le fait que le rendement en hy- drocarbures du benzol et du goudron extraits du méthane dilué par exemple avec de l'hydrogène, diminue continuelle- ment, lorsqu'on utilise une même quantité de chaleur, au fur et à mesure que la dilution du méthane augmente, de sorte qu'il n'est pas possible d'obtenir économiquement une utilisation complète du méthane dans le traitement .
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On obtient un tel traitement intégral en concen- trant de nouveau le méthane dilué pendant la décomposition, résultat qu'on obtient en accouplant l'installation de dé- composition du méthane avec une installation de décomposi- tion de gaz pouvant fonctionner de façon connue, par exem- ple par le procédé Concordia-Linde-Bronn déjà cité ou par un autre procédé. On peut alors obtenir également, en sépa- rant les gaz qui diluent le méthane, un méthane dont la con- centration est égale ou semblable à celle du méthane de dé- part. de sorte qu'il peut être renvoyé, le cas échéant après addition de méthane frais, dans l'appareil de décomposition du méthane. En répétant ce procédé on arrive à traiter inté- gralement le méthane.
En pratique on peut aussi opérer de façon à prendre le gaz provenant de la décomposition du méthane, à le mélanger avec d'autres gaz contenant du métha- ne, par exemple du gaz de cokeries, et l'envoyer dans une installation de décomposition de gaz .
Ce procédé est surtout plein de promesses au point de vue économique lorsqu'on part dès le début d'un méthane obtenu dans un appareil de décomposition de gaz et ne con- tenant par conséquent que très peu d'impuretés. Transformé par le procédé cité, un tel méthane donne non seulement des hydrocarbures très purs, entre autres des hydrocarbures en- tièrement exempts de soufre, les uns à point d'ébullition bas 'et les autres à point d'ébullition élevé, l'hydrogène obtenu en plus du méthane dans la décomposition à concentra- tion des gaz de transformation est aussi d'une très grande pureté, ce qui est très précieux pour les usages industriels.
@ Le procédé ,décrit ci-dessus, de traitement inté- gral du méthane peut naturellement être utilisé aussi pour le traitement intégral de mélanges contenant, en plus du méthane ou au lieu du méthane, des homologues de celui-ci ainsi que de l'éthylène et de l'acétylène ou leurs homolo- gues
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Le procédé mentionné de dissociation du méthane et de gaz contenant du méthane ou de gaz contenant d'autres hydrocarbures aliphatiques en plus ou au lieu du méthane, est particulièrement intéressant en ce qui concerne la production de gaz d'éclairage ou de gaz combustibles ana- logues.
La production de ces gaz par la dissociation du méthane en carbone et en hydrogène est peu économique, par- ce que dans cette décomposition le pouvoir calorifique du gaz est réduit par la séparation de carlone selide de qua- lité médiocre pour le chauffage industriel. Ctest pourquoi ces procédés de décomposition du méthane n'ont une certaine importance que lorsqu'il s'agit d'utiliser l'hydrogène qui se dégage, soit dans des transformations catalytiques, soit dans d'autres usages de haute valeur pouvant supporter une telle charge économique, parce qu'un tel procédé aura tou- jours l'inconvénient, déjà mentionné, de la séparation du carbone sous une forme qui ntest pas rationnelle au point . de vue économique .
Par contre, par l'utilisation rationnelle du pro- cédé de dissociation du méthane ou d'autres hydrocarbures aliphatiques en hydrocarbures contenant peu d'hydrogène et en hydrogène, on réussit à utiliser les gaz cités plus haut pour la production de gaz d'éclairage ou de gaz combustibles analogues. Au lieu du méthane on peut également utiliser, pour la décomposition, des homologues du méthane ou des corps de la série de Méthylène ou de l'acétylène , soit individuellement sans méthane, soit mélangés de façon appro- priée sans méthane, soit encore mélangés avec du méthane.
On a constaté que si l'on part de gaz riches en hydrocarbu- res ce procédé permet d'obtenir de façon économique des gaz utilisables, contrairement au gaz de départ, pour assu- rer une distribution de gaz ou pour des usages analogues.
Ceci est important par exemple pour des villes ou des ré- gions dans lesquelles on dispose, pour une raison quelconque,
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de gaz riches en hydrocarbures, pouvant être transformés sui- vant la présente invention, ce qui permet parfois de se dis- penser d'installer une usine à gaz municipale.
Ce procédé est également plein de promesses en ce qutil permet par exemple une réduction des conduites d'une distribution de gaz à longue distance, en. envoyant par ces conduites,, jusqu'au point d'utilisation, du méthane de peu de volume et d'un grand pouvoir calorifique, et en ne trans- formant ce méthane qutau point d'utilisation ou de distri- bution, par le procédé indiqué, en un gaz combustible ap- proprié pour une distribution de gaz d'éclairage, gaz ayant un volume supérieur, un pouvoir calorifique inférieur et des propriétés de combustipn normales. On citera à titre dtexemple l'application suivante du procédé décrit , sans que cette application soit limitée toutefois à un gaz d'une telle composition.
En partant d'un gaz riche en méthane et ayant la composition suivante : acide carbonique 0,0%; hydrocarbures lourds 0,9%; oxygène 0,3%; oxyde de carbone 1,6% ; hydro- gène 0,8%; méthane 92%; azote 4,7%, on réussit, le carbone de décomposition mentionné étant extrait sous forme dthydro- carbures du goudron ou du benzol, qui ont une haute valeur, à obtenir un gaz ayant la composition suivante acide carbonique 0,6%; hydrocarbures lourds 3,4%; oxygène 0,2%; oxyde de carbone 1,0%; hydrogène 65,3%; méthane 26,2%; azote 3,5% , et correspondant à un excellent gaz d'éclaira- ge tout à fait normal ne contenant pas d'éléments inertes.
Le méthane utilisé pour la décomposition peut pro- venir de sources naturelles, d'une installation de décompo- sition de gaz ou d'autres opérations industrielles. Suivant la nature et la concentration des hydrocarbures du gaz. de départ on poussera le traitement thermique jusqu'à.ce qu'il en résulte un gaz correspondant à ce qu'on exige du gaz
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combustible normal. Les sous-produts tels que le benzol le goudron,etc. obtenus dans chaque cas envisagé, sont extraits de façon connue.
Il y a un problème dont on s'est occupé fréquemment; mais qui n'a reçu jusqu'ici aucune solution satisfaisante, c'est celui de la transformation de combustible solide en gaz tellement semblables aux gaz des distributions usuelles qu'ils peuvent servir directement pour les distributions de gaz. On a cherché par exemple, par une combinaison de procédés de distillation à basse température avec une gazéification ultérieure du demi-coke obtenu, à produire, dana des gazogènes de gaz à l'eau ou dans des gazogènes or- dinaires, des gaz ayant des propriétés analogues à celles du gaz d'éclairage. On obtient ainsi des gaz ayant le même pouvoir calorifique que le gaz d'éclairage, mais les proprié- tés de combustion sont totalement différentes de celles du gaz d'éclairage.
D'autres procédés n'ont également pas donné de résultats satisfaisants o
Or la fabrication de gaz d'éclairage ou de mélanges gazeux semblables au gaz d'éclairage avec l'utilisation in- tégrale de combustibles solides réussit de la façon sui- vante.
On gazéifie du charbon ou des combustibles carboni- ques solides dans le gazogène de gaz à l'eau, le cas échéant de façon continue, en utilisant de l'oxygène ou de l'air de combustion enrichi en oxygène. Les gaz ainsi obtenus, contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène, sont soumis, après épuration préalable, à un procédé connu de la synthèse de l'essence; à cet effet on fait par exemple passer les gaz, aux pressions ordinaires ou sous des pres- sions élevées et à une température élevée. sur des corps de contact ayant une action catalytique.
Dans cette trans- formation oh obtient, en plus d'hydrocarbures liquides
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base d'essence pouvant être extraits du gaz par des pro- cédés connus, des hydrocarbures aliphatiques volatilsy à moins qu'on ne préfère partir directement du méthane. On peut régler le cas échéant la concentration de ces hydro- carbures en intercalant, de façon à séparer les éléments non désirés du gaz, un appareil de décomposition de gaz fonctionnant suivant un procédé connu, par exemple une ins-
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tallation utilisa' le procédé Concordia#Linde#Bronn .
Les gaz ayant la concentration désirée en hydrocarbures sont ensuite décomposés en hydrogène et en hydrocarbures par l'un des procédés cités de dissociation du méthane. Par ce pro- cédé, en transformant une partie du méthane en hydrocarbures aromatiques solides ou liquides, de préférence en hydrocar- bures du benzol, on produit simultanément un gaz ayant par exemple la composition suivante 0,0% d'acide carbonique, 3,4% d'hydrocarbures lourds, 0,2% d'oxygène, 1,0% d'oxyde de carbone, 65,3% d'hydrogène, 26,2% de méthane, 3,5% d'azote et correspondant entièrement à un excellent gaz d'éclairage normal.
On peut donc, par l'utilisation primai- re de la gazéification de combustibles carboniques solides dans un gazogène de gaz à l'eau et la transformation secon- daire des gaz ainsi obtenus en méthane ou en gaz contenant du méthane, le cas échéant avec une production simultanée d'essence et une transformation ultérieure de ces gaz con- tenant du méthane et le cas échéant concentrés, transforma- tion accompagnée d'une production de benzol et d'autres hydrocarbures ayant une teneur en hydrogène réduite par rap- port au méthane, transformer intégralement les combustibles carboniques solides, par un procédé continu, en gaz d'éclai- rage de haute valeur ,
On sait qu'en partant de mélanges d'oxyde de car- bone et d'hydrogène ou de gaz contenant de l'oxyde de car- bone et de l'hydrogène,
on peut produire de l'essence ou des
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corps semblables à l'essence. On obtient ce résultat en faisant passer les gaz à la pression ordinaire ou sous une haute pression et à une température élevée sur des corps de contact ayant une action catalytique. Dans cette transformation il se produit; à partir d'oxyde de carbone et d'hydrogène , en plus de l'essence liquide extraite du gaz par le procédé connu, des hydrocarbures tels que le méthane ou des corps voisins du méthane, qui sont volatils à la température ordinaire. On sait aussi qu'en ajoutant du benzol à l'essence, on peut enlever à l'essence sa proprié- té désagréable de provoquer un léger cognement dans les moteurs.
Si l'on soumet des mélanges d'oxyde de carbone et d'hydrogène ou de gaz contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène d'abord à un procédé de fabrication d'hydrocar- bures de l'essence, et les gaz débarrassés de l'essence à un procédé de transformation des hydrocarbures incondensa- bles contenus dans les gaz en hydrocarbures du benzol et si l'on extrait le benzol de ces gaz, on obtient ,en mé- langeant les hydrocarbures de l'essence et les hydrocar- bures du benzol produit dans cette opération continue, un combustible moteur précieux très efficace dans les moteurs et ne faisant pas cogner ceux-ci.
Il s'agit dans bien des cas de régler le pouvoir calorifique d'un gaz combustible, par exemple du gaz d'éclai- rage, à une valeur donnée de façon à le maintenir constant) car l'utilisation économique du gaz augmente lorsque la na- ture du gaz est constante. En pareil cas; il est possible d'augmenter le pouvoir calorifique par les moyens connus qui sont, soit la carburation, soit l'addition deméthane ou de gaz de distillation à basse température.
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Toutefois on désire souvent aussi réduire le pou- voir calorifique, ou bien cela est nécessaire. Ceci se faisait jusqu'ici en ajoutant des gaz riches en azote et ayant un pouvoir calorifique peu élevé, par exemple du gaz à l'eau ou du gaz pauvre. Toutefois, l'addition de ces gaz augmente le poids spécifique du gaz combustible. On sait que lorsque le poids spécifique augmente les vitesses de sortie des gaz sortant des ajutages des brûleurs diminuent.
Les propriétés de combustion sont ainsi altérées et rendues plus mauvaises ; se produit parfois des retours de flamme , la combustion est imparfaite et vacillante.
On réussit de la façon suivante à régler le pou- voir calorifique du gaz sans modifier sensiblement ses pro- priétés de combustion.
On prélève une partie du courant de gaz total des- tiné à la combustion ou bien on prend à une autre source de gaz une proportion, aliquote à la quantité de gaz, d'un gaz de composition semblable. On envoie cette partie dans un appareil de décomposition du gaz. Si l'on utilise du gaz d'éclairage et si l'on applique ce procédé, on obtient des fractions de gaz riche contenant le propylène, l'éthylène, l'éthane ou le méthane et par suite la partie essentielle du gaz en ce qui concerne le pouvoir calorifique, ainsi que des fractions contenant l'oxyde de carbone et l'hydrogène et n'ayant qu'un pouvoir calorifique peu élevé. Les frac- tions pauvres en hydrogène du gaz riche sont transformées entièrement ou partiellement, par exemple par le chauffage sans pression ou par des catalyseurs, en mélanges gazeux à haute teneur en hydrogène.
Le goudron ainsi formé le cas échéant, ou le benzol, ou les autres composés solides ou liquides pouvant se produire, sont extraits du gaz par des procédés également connus. On mélange de nouveau avec cel- les des fractions de la décomposition du gaz qui ont un faible pouvoir calorifique les gaz ainsi obtenus contenant
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beaucoup d'hydrogène et n'ayant qu'un faible pouvoir calo- rifique, et on les ajoute le cas échéant de nouveau au gaz combustible, dont on peut ainsi faire varier le pouvoir calorifique à volonté, suivant la quantité détournée pour la décomposition, sans altérer ou diminuer sensiblement ses propriétés de combustion.
On peut aussi procéder d'autre façon en traitant en une d'autres usages une partie ou la totalité des frac- tions à pouvoir calorifique peu élevé ou riches en hydro- gène et en ajoutant de nouveau au gaz les fractions de gaz riche transformées entièrement ou partiellement. On peut toujours choisir la quantité ou le degré de transformation de façon à obtenir un gaz ayant les propriétés désirées. On peut aussi, par le procédé cité, transformer en gaz riches des gaz pauvres tels que le gaz de gazogène ou le gaz de hauts-fourneaux.
En ajoutant des gaz riches contenant primi- tivement beaucoup d'hydrocarbures et transformés totalement ou partiellement par le procédé cité, on obtient des gaz combustibles plus riches en hydrogène pouvant remplacer le gaz d'éclairage dans les usages envisagés.On voit que ce procédé permet donc de régler le pouvoir calorifique écono- miquement et suivant les besoins, sans modifier sensiblement de façon quelconque les propriétés de combustion du gaz.
Il est évident qu'on peut aussi utiliser ce procédé lors- qu'il s'agit simplementd'obtenir un enrichissement en hy- drogène .
On a proposé d'utiliser la forte chaleur de combus- tion du méthane pour le travail autogène des métaux. La réalisation pratique a échoué jusqu'ici parce que la vitesse de combustion du méthane est trop petite pour cet usage .
On a constaté par des essais qu'une addition d'hydrogène au méthane remédie suffisamment à cet inconvénient en aug- mentant la vitesse de combustion. Si le méthane nia cepen-
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dant pas pu être utilisé sur une grande échelle pour le tra- vail autogène des métaux, cela provient de ce qu'il fallait, pour obtenir l'effet désiré, par exemple dans la décomposi- tion du gaz de fours à coke, ajouter de nouveau au méthane, entièrement ou partiellement l'hydrogène préalablement sé- paré du méthane par une opération difficile. Lorsque le mé- thane est du gaz naturel, il faudrait même se procurer de l'hydrogène provenant d'une autre source, ce qui renchérirait considérablement le mélange gazeux .
Quant à la transformation du méthane pur en méthane ayant une teneur en hydrogène telle que le mélange gazeux puisse servir à la soudure, en évitant l'addition toujours coûteuse d'hydrogène, on peut la réaliser simplement en chauffant le méthane à une température de 9000 à 1200 pendant très peu de temps par un traitement simple ou répété, ou en le mettant en contact avec des surfaces ayant cette tempéra- ture. Pendant ce chauffage le méthane se décompose suivant la température, la durée du. chauffage et l'étendue de la sur- face active, de façon bien réglable telle que le gaz sortant contienne jusqu'à 60% d'hydrogène.
Pendant le-chauffage la chaleur du méthane sortant peut être transmise au gaz allant à la réaction, cette transmission se faisant par régénéra- tion, récupération ou sous une autre forme usuelle de l'é- change de température.
Le gaz sortant est essentiellement un mélange de méthane et d'hydrogène pouvant être mis dans des bouteilles en acier après refroidissement et traitement usuel par compression ou transporté jusqu'au point d'utilisation de toute autre façon usuelle.
Pour la fabrication de mélanges gazeux riches en hydrogène particulièrement propres au travail autogène des métaux, 'on pourrait aussi utiliser ,suivant le procédé dé- crit. des mélanges contenant en plus ou au lieu du méthane,
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des homologues du méthane ainsi que d'autres hydrocarbures aliphatiques.
Pour la dissociation d'hydrocarbures aliphatiques en hydrocarbures contenant peu dhydrogène aveo production simultanée d'hydrogène, on peut utiliser tous les procédés connus jusqu'ici . On a déjà dit à différentes reprises que le procédé, trouvé par Franz Fisoher et ses collabora- teurs, de dissociation d'hydrocarbures aliphatiques par un court chauffage à de hautes températures avec ou sans cata- lyseurs, convenait bien dans ce but.
On a d'alleurs constaté aussi qu'un autrprocédé convient également particulièrement bien, c'est le traitement d'hydrocarbures tels que le méthane; l'éthylène ou leurs homologues ou de mélanges qui en contien- nent (par exemple le gaz de fours à coke. le gaz naturel; le gaz résiduel de la synthèse du benzol ou des gaz contenant du méthane et produits par la transformation catalytique de mé- langes d'oxyde de carbone et d'hydrogène ), ces gaz ou mé- langes étant soumis à l'action de champs électriques (tels que des oscillations à haute fréquence sous une pression réglée suivant la nature de ces champs. Les hydrocarbures in- diqués séparent de l'hydrogène en même temps qu'il se pro- duit des produits de polymérisation pouvant être extraits le cas échéant.
On évite aussi dans ces conditions la diminu- tion de pouvoir calorifique extrêmement anti-économique pro- duite par exemple par la séparation de carbone solide de qua- lité médiocre, séparation inévitable dans le procédé de pyrolyse (cracking),généralement usité .
La séparation de l'hydrogène avec formation de produits de polymérisation pouvant être extraits est particu- lièrement franche et son rendement est bon, lorsque le traite- ment électrique est combiné avec le traitement thermique de façon que le chauffage soit accompagné par l'action simulta- née des champs électriques ou ait lieu immédiatement après
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cette action. Dans ce procédé combiné on réussit à augmen- ter sensiblement le rendement en hydrocarbures liquides et en hydrocarbures solides pouvant être extraits, par rapport au rendement des divers procédés pour la même dépense de chaleur ou d'énergie électrique .
Les gaz enrichis en hydrogène peuvent être soumis à un traitement ultérieur suivant l'usage envisagé, comme on l'a décrit plus haut .
On peut par exemple, par un procédé connu de re- froidissement à basse température ou un procédé analogue, débarrasser l'hydrogène des corps étrangers indésirables provenant de la décomposition, en utilisant ces corps éco- nomiquement, et l'utiliser pour la catalyse.
On peut aussi utiliser le procédé pour transformer le gaz riche en hydrocarbures provenant dtune décomposition de gaz de fours à coke ou d'une source naturelle, le cas échéant de façon à obtenir simultanément des produits de condensation pouvant être utilisés économiquement, en un gaz voisin du gaz d'éclairage quant à sa composition et ses propriétés d'utilisation et propre à être distribué.
Un autre but que le traitement proposé permet d'at- teindre consiste à utiliser le procédé en question pour ré- gler le pouvoir calorifique de gaz distribué à longue dis- tance en produisant, à partir de la totalité ou d'une par- tie de ce gaz, ou d'un autre gaz de composition analogue, dans une installation de décomposition de gaz dans laquelle on opère suivant des procédés connus; une fraction enrichie en hydrocarbures qu'on expose à l'action des champs électriques.
Après transformation on débarrasse les gaz provenant de la décomposition de leurs éléments indésirables par des procé- dés connus et on les mélange aux fractions de décomposition pauvres'en hydrocarbures ou on les ajoute seules au gaz distribué à longue distance dont on peut régler le pouvoir
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calorifique à volonté par ce procédé suivant la quantité de gaz prélevés et le degré décomposition . Enfin on peut transformer intégralement en hydrogène et en produits de condensation un gaz riche contenant des hydrocarbures et difficile à utiliser, en utilisant le procédé de traitement électrique à plusieurs reprises le cas échéant après épura- tion préalable avant chaque nouveau traitement .
Un fait qui a une grande importance au point de vue industriel, c'est que dans le traitement électrique des gaz la composition des gaz définitifs peut être adaptée de façons très différentes aux usages envisagés$ ce résultat étant obtenu par le réglage de la pression, de l'intensité ainsi que de la durée et de la nature de l'action des champs électriques. Par une épuration ultérieure suivant des pro- cédés connus, on peut éliminer du gaz provenant de la trans- formation les éléments indésirables pour l'usage définitif.
Il reste à dire que tous les modes d'utilisation indiqués plus haut pour des mélanges gazeux obtenus par la dissociation de méthane ou de mélanges gazeux contenant du méthane, s'appliquent aussi aux mélanges gazeux obtenus par la dissociation de l'éthylène et de l'acétylène ou de leurs homologues ou par un traitement, en vue du même but$ de mélanges gazeux contenant ces composés en plus ou au lieu de méthane .
On ajoutera également qu'on peut utiliser pour la catalyse ou des usages analogues après un traitement appropriée non seulement l'hydrogène produit par l'action de champs électriques à partir d'hydrocarbures ou de mélanges contenant des hydrocarbures, mais aussi celui qu'on obtient d'autre façon quelconque par la dissociation d'hydrocarbures.
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"PROCrDF RESETTING USING HYDROGEN AND HEAT 6 1 c0ilT51flJS DAliS METHANE AND PRODUCT RESULTING FROM THIS PROCEDURE International Convention: Priority of patent applications filed in Germany: December 6, 1928-N R.76524 IVb / l2i on 26 January 1929-N R.77059 5 / 24e January 26, 1929-N R.77060 IVa / 12o January 26, 1929-N R.77061 VI / 26a 1
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January 26, 1929-Td T.77086 IVa / '12o 1 January 26, 1929-N R.77087 IVa / 12o January 26, 1929-1,! OR.77165 VI / 26a February 16, 1929-N W.81787 IVb / 12i (filed by Mr. Fritz WACHTER).
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-f1-ff- (1-If-1I-li-tl-fT-t1-Tf-TT-I1-f1-
The current progressive economic development makes it necessary to use fuel reserves rationally.
In the processing of these, gas mixtures are produced daily on a very large scale, the composition of which varies greatly depending on the starting material and the use. The processes used formerly, and which are still frequently used today, processes consisting in using directly as fuels the gas mixtures thus produced, which contain different amounts of heat, have been recognized as impractical and have not been able to be found.
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maintain in the face of efforts aimed at the rational use of fuels.
The main elements of the gas mixtures obtained in the distillation of coal and carbon dioxide are carbon monoxide, hydrogen and aliphatic and aromatic hydrocarbons. Aliphatic hydrocarbons are represented mainly by methane, and aromatic hydrocarbons by benzol. While aromatic hydrocarbons, which are liquid under normal conditions, are ordinarily extracted from gas mixtures by known methods, the extraction of aliphatic hydrocarbons, and in particular that of methane, has not been recognized as practical. The removal of methane, which is chemically extremely slow in its reactions, is essentially possible only by cooling to low temperature, which above all involves high costs.
Its application would only be justified if the industry needed large quantities of methane and if it was paid for sufficiently dear. However, as methane, as we have just said, reacts chemically very slowly, and as it has unfavorable combustion properties when it is burned alone, because of the low speed of its combustion, despite its calorific value high, we were forced to give up eliminating this body and burn as such, without extracting methane, the methane-rich gases obtained on a very large scale in industry.
These gas mixtures (or methane burnt alone or diluted) can only serve as a source of motive power in stationary machines, because of the difficulty of their condensation. Now, there is an increasing demand for fuels for mobile machines, in particular for vehicle engines. These are above all liquid fuels and mainly gasolines of the most common types.
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more diverse, that is to say of liquids with a low boiling point, and also for some time, to an increasing extent, of benzol and mixtures of the two kinds which have just been mentioned .
On the other hand, gases rich in methane are very abundant. Therefore, it is very desirable that a means be found whereby the methane produced daily in extremely large quantities can be transformed into products in great demand such as liquid fuels, especially hydrocarbons for fuel. chemical industry and other industries.
Methane, which is the lowest element in the series of saturated aliphatic hydrocarbons, combines the two elements constituting the basis of industrial heat production, ie carbon and hydrogen.
Considered from this point of view, methane would be an ideal fuel. However, its slow chemical reaction and low combustion rate prevent it from being used as a fuel. In addition, it seems advisable to use the large quantity of hydrogen contained in methane, not only as fuel, but also for other uses which are appearing more and more, for example the fixation of the gas. 'nitrogen.
It seems superfluous to give any particular information on the advantages of using the hydrogen contained in methane for these industrial uses, which are currently very widespread.
When converting methane into gas mixtures containing hydrogen or into hydrogen, these transformation products can conveniently be used for the downward calorific value control, i.e. for lowering the calorific value. calorific value of gas having a very high calorific value, since it is known that in terms of volume hydrogen has a very low calorific value. Through
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on the other hand, when it comes to increasing the calorific value of gas having a low calorific value, methane will be added directly to it.
It is known that the hydrogen contained in methane, as well as in other aliphatic hydrocarbons, can be extracted by heating, and that a deposit of carbon is obtained simultaneously. Such a use of methane is almost always impractical because of the low industrial value of the solid carbon thus formed. Recently, several processes have been developed by which it is possible to extract by dissociation most of the hydrogen contained in methane and other hydrocarbons while simultaneously converting the carbon into liquid hydrocarbons containing little hydrogen.
These include mainly the processes of Franz Fischer and his collaborators, processes by which methane or the gases which contain it are transformed, by short heating at high temperatures or by other treatment, into solid hydrocarbons. or liquids, in particular hydrocarbons from benzol, with a simultaneous separation of proportional amounts of hydrogen.
The processes indicated below for the use of the hydrogen and the heat contained in pure or diluted methane primarily use those which have just been mentioned. It is essential that the methane is transformed, by a single or repeated application of these processes, into a mixture containing more or less hydrogen, while a corresponding amount of the carbon contained in the methane is transformed simultaneously, not in solid carbon, but in hydrocarbons containing little hydrogen, mainly in benzol and tar hydrocarbons. This done, the modified mixture or the individual elements are used, after the decomposition of the mixture, in any mixture or individually, as fuel or as an addition to fuels.
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gaseous pipes or for other industrial uses.
However, the present process is not limited to the use of methane for the uses indicated below. It has been recognized, for example, that the yield of hydrocarbons from benzol or tar can be increased in any case by adding to methane its higher counterparts such as ethane and propage or bodies of the ethylene series. or acetylene. According to the quantity and the nature of the fields of homologous series with simple or multiple unsaturation; added to methane or replacing it partially or completely, it is advisable) to obtain the maximum efficiency, to regulate the temperature and the duration of the heating envisaged in particular.
The bodies obtained independently of methane and belonging to the homologous series in question, by known processes (for example the Concordia-Linde-Bronn process), for example in the decomposition of coke oven gas and gas of lighting, can also be subjected separately or mixed together without methane, to a transformation process similar to the transformation of methane.
If we start for example with 100% methane in the dissociation of methane, we obtain, after the elimination of the hydrocarbons from the benzol and the tar, a gas composed essentially of methane and hydrogen and a small quantity of gaseous hydrocarbons. In the process in question for the decomposition of methane, the continuation of the transformation is limited by the fact that the yield of hydrocarbons from the benzol and the tar extracted from the methane diluted, for example with hydrogen, continuously decreases. , when the same amount of heat is used, as the dilution of the methane increases, so that it is not possible to economically obtain a complete use of the methane in the treatment.
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Such an integral treatment is obtained by concentrating again the diluted methane during the decomposition, a result which is obtained by coupling the methane decomposition plant with a gas decomposition plant which can operate in a known manner, for example by the Concordia-Linde-Bronn process already mentioned or by another process. It is then also possible to obtain, by separating the gases which dilute the methane, a methane whose concentration is equal or similar to that of the initial methane. so that it can be returned, if necessary after addition of fresh methane, to the methane decomposition apparatus. By repeating this process, the methane can be treated completely.
In practice, it is also possible to operate so as to take the gas resulting from the decomposition of methane, to mix it with other gases containing methane, for example coke oven gas, and to send it to a decomposition plant of gas.
This process is especially full of promises from the economic point of view when starting from the start with a methane obtained in a gas decomposition apparatus and consequently containing very few impurities. Converted by the process cited, such methane gives not only very pure hydrocarbons, among others hydrocarbons entirely free of sulfur, some of low boiling point and others of high boiling point, hydrogen. obtained in addition to methane in the concentrated decomposition of process gases is also of very high purity, which is very valuable for industrial uses.
@ The process, described above, for the integral treatment of methane can of course also be used for the integral treatment of mixtures containing, in addition to methane or instead of methane, homologues thereof as well as methane. ethylene and acetylene or their homologues
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The aforementioned process of dissociating methane from gases containing methane or from gases containing other aliphatic hydrocarbons in addition to or instead of methane, is of particular interest with regard to the production of lighting gas or ana- fuel gases. logues.
The production of these gases by the dissociation of methane into carbon and hydrogen is uneconomical, because in this decomposition the calorific value of the gas is reduced by the separation of carlone selide of poor quality for industrial heating. This is why these methane decomposition processes are only of some importance when it comes to using the hydrogen which is released, either in catalytic transformations or in other high-value uses that can withstand such economic burden, because such a process will always have the disadvantage, already mentioned, of the separation of carbon in a form which is not rational to the point. from an economic point of view.
On the other hand, by the rational use of the process of dissociation of methane or other aliphatic hydrocarbons into hydrocarbons containing little hydrogen and into hydrogen, it is possible to use the gases mentioned above for the production of lighting gases. or similar combustible gases. Instead of methane, it is also possible to use, for the decomposition, homologues of methane or bodies of the Methylene or acetylene series, either individually without methane, or suitably mixed without methane, or further mixed with. methane.
It has been observed that, if one starts from gases rich in hydrocarbons, this process makes it possible to economically obtain gases which can be used, unlike the starting gas, for ensuring gas distribution or for similar uses.
This is important, for example, for towns or regions where, for whatever reason, we have
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gas rich in hydrocarbons, which can be transformed according to the present invention, which sometimes makes it possible to dispense with the installation of a municipal gas plant.
This process is also full of promise in that it allows for example a reduction in the pipes of a long-distance gas distribution, in. sending through these pipes, up to the point of use, methane of small volume and high calorific value, and by only transforming this methane at the point of use or distribution, by the process indicated, as a combustible gas suitable for lighting gas distribution, a gas having a higher volume, lower calorific value and normal combustion properties. By way of example, the following application of the process described will be cited, without this application being however limited to a gas of such a composition.
Starting from a gas rich in methane and having the following composition: carbonic acid 0.0%; heavy hydrocarbons 0.9%; oxygen 0.3%; 1.6% carbon monoxide; 0.8% hydrogen; methane 92%; nitrogen 4.7%, the decomposition carbon mentioned being extracted in the form of hydrocarbons of tar or benzol, which have a high value, is succeeded in obtaining a gas having the following composition carbonic acid 0.6%; heavy hydrocarbons 3.4%; oxygen 0.2%; 1.0% carbon monoxide; hydrogen 65.3%; methane 26.2%; nitrogen 3.5%, and corresponding to an excellent completely normal lighting gas containing no inert elements.
The methane used for decomposition can come from natural sources, from a gas decomposition plant or from other industrial operations. Depending on the nature and the concentration of the hydrocarbons in the gas. from the start, the heat treatment will be carried out until the result is a gas corresponding to what is required of the gas
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normal fuel. By-products such as benzol, tar, etc. obtained in each case considered, are extracted in a known manner.
There is a problem that we have dealt with frequently; but which has so far received no satisfactory solution, it is that of the transformation of solid fuel into gas so similar to the gases of usual distributions that they can be used directly for gas distributions. It has been sought, for example, by a combination of low-temperature distillation processes with a subsequent gasification of the half-coke obtained, to produce, in water gas generators or in ordinary gasifiers, gases having properties similar to those of lighting gas. This gives gases having the same calorific value as the lighting gas, but the combustion properties are totally different from those of the lighting gas.
Other methods have also not given satisfactory results o
However, the manufacture of lighting gas or gas mixtures similar to lighting gas with the full use of solid fuels is successful in the following way.
Coal or solid carbonaceous fuels are gasified in the water gasifier, optionally continuously, using oxygen or oxygen enriched combustion air. The gases thus obtained, containing carbon monoxide and hydrogen, are subjected, after preliminary purification, to a known process for the synthesis of gasoline; for this purpose, for example, the gases are passed at ordinary pressures or at high pressures and at an elevated temperature. on contact bodies having a catalytic action.
In this trans- formation oh obtains, in addition to liquid hydrocarbons
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gasoline base extractable from gas by known methods, volatile aliphatic hydrocarbons unless it is preferred to start directly from methane. The concentration of these hydrocarbons can be adjusted, if necessary, by interposing, so as to separate the unwanted elements from the gas, a gas decomposition apparatus operating according to a known process, for example an installation.
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tallation used the Concordia # Linde # Bronn process.
The gases having the desired concentration of hydrocarbons are then decomposed into hydrogen and hydrocarbons by one of the aforementioned methods of dissociation of methane. By this process, by converting part of the methane into solid or liquid aromatic hydrocarbons, preferably into benzol hydrocarbons, a gas is simultaneously produced having for example the following composition 0.0% carbonic acid, 3, 4% heavy hydrocarbons, 0.2% oxygen, 1.0% carbon monoxide, 65.3% hydrogen, 26.2% methane, 3.5% nitrogen and fully corresponding to excellent normal lighting gas.
It is therefore possible, by the primary use of the gasification of solid carbonic fuels in a gasifier from water gas and the secondary transformation of the gases thus obtained into methane or into gas containing methane, where appropriate with simultaneous production of gasoline and subsequent transformation of these gases containing methane and, where appropriate, concentrates, transformation accompanied by production of benzol and other hydrocarbons having a reduced hydrogen content compared to methane, completely transforming solid carbonic fuels, by a continuous process, into high-value lighting gas,
We know that starting from mixtures of carbon monoxide and hydrogen or gases containing carbon monoxide and hydrogen,
we can produce gasoline or
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bodies similar to gasoline. This is achieved by passing the gases at ordinary pressure or at high pressure and at high temperature over contact bodies having catalytic action. In this transformation it occurs; from carbon monoxide and hydrogen, in addition to liquid gasoline extracted from gas by the known process, from hydrocarbons such as methane or from bodies neighboring methane, which are volatile at room temperature. It is also known that by adding benzol to gasoline, it is possible to remove from gasoline its unpleasant property of causing slight knocking in engines.
If mixtures of carbon monoxide and hydrogen or gases containing carbon monoxide and hydrogen are first subjected to a process for the manufacture of petroleum hydrocarbons, and the gases freed from gasoline in a process for transforming the non-condensable hydrocarbons contained in the gases into hydrocarbons of benzol and if one extracts the benzol from these gases, one obtains, by mixing the hydrocarbons of gasoline and the benzol hydrocarbons produced in this continuous operation, a valuable motor fuel which is very efficient and non-knocking in engines.
In many cases this involves adjusting the calorific value of a fuel gas, for example lighting gas, to a given value so as to keep it constant) since the economic use of gas increases when the nature of the gas is constant. In such a case; it is possible to increase the calorific value by the known means which are either carburization or the addition of methane or of low temperature distillation gas.
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However, it is often also desired to reduce the heat output, or it is necessary. This was done so far by adding gases rich in nitrogen and having a low calorific value, for example water gas or lean gas. However, the addition of these gases increases the specific gravity of the fuel gas. It is known that when the specific weight increases, the outlet speeds of the gases leaving the nozzles of the burners decrease.
The combustion properties are thus altered and made worse; flashbacks sometimes occur, combustion is imperfect and flickering.
In the following way, it is possible to regulate the calorific power of the gas without appreciably modifying its combustion properties.
A portion of the total gas stream for combustion is taken, or an aliquot of a gas of similar composition is taken from another gas source. This part is sent to a gas decomposition apparatus. If lighting gas is used and this process is applied, rich gas fractions are obtained containing propylene, ethylene, ethane or methane and therefore the essential part of the gas in this which concerns the calorific value, as well as fractions containing carbon monoxide and hydrogen and having only a low calorific value. The hydrogen-poor fractions of the rich gas are converted entirely or partially, for example by heating without pressure or by catalysts, into gas mixtures with a high hydrogen content.
The tar thus formed, if any, or the benzol, or the other solid or liquid compounds which may be produced, are extracted from the gas by also known methods. Fractions of the decomposition of the gas which have a low calorific value are mixed again with those gases thus obtained containing
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a lot of hydrogen and having only a low calorific value, and they are added if necessary again to the fuel gas, the calorific value of which can thus be varied at will, according to the quantity diverted for decomposition, without altering or significantly reducing its combustion properties.
It is also possible to proceed in another way by treating some or all of the low calorific or hydrogen-rich fractions in one other use and adding back to the gas the completely transformed rich gas fractions. or partially. One can always choose the quantity or the degree of transformation so as to obtain a gas having the desired properties. It is also possible, by the method cited, to transform lean gases such as gasifier gas or blast furnace gas into rich gases.
By adding rich gases initially containing a lot of hydrocarbons and totally or partially transformed by the aforementioned process, one obtains fuel gases richer in hydrogen which can replace the lighting gas in the envisaged uses. It can be seen that this process allows therefore to regulate the calorific value economically and according to requirements, without appreciably modifying in any way the combustion properties of the gas.
It is obvious that this method can also be used when it is simply a question of obtaining enrichment in hydrogen.
It has been proposed to use the high heat of combustion of methane for autogenous metalworking. The practical realization has so far failed because the burning rate of methane is too low for this purpose.
It has been found by tests that adding hydrogen to methane sufficiently overcomes this drawback by increasing the combustion rate. If the methane however denied
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Since it could not be used on a large scale for autogenous metalworking, this arises from the fact that, in order to obtain the desired effect, for example in the decomposition of coke oven gas, add new to methane, fully or partially hydrogen previously separated from methane by a difficult operation. When the methane is natural gas, it would even be necessary to obtain hydrogen from another source, which would considerably increase the cost of the gas mixture.
As for the transformation of pure methane into methane having a hydrogen content such that the gas mixture can be used for welding, avoiding the always costly addition of hydrogen, it can be carried out simply by heating the methane to a temperature of 9000 at 1200 for a very short time by simple or repeated treatment, or by contacting it with surfaces having that temperature. During this heating the methane decomposes according to the temperature, the duration of. heating and the extent of the active surface, in a well adjustable manner such that the outgoing gas contains up to 60% hydrogen.
During the heating the heat of the outgoing methane can be transmitted to the gas going to the reaction, this transmission taking place by regeneration, recovery or in some other customary form of the temperature change.
The outgoing gas is essentially a mixture of methane and hydrogen which can be placed in steel cylinders after cooling and the usual compression treatment or transported to the point of use in any other usual way.
For the manufacture of hydrogen-rich gas mixtures particularly suitable for autogenous metalworking, it is also possible to use, according to the method described. mixtures containing in addition or instead of methane,
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homologues of methane as well as other aliphatic hydrocarbons.
For the dissociation of aliphatic hydrocarbons into hydrocarbons containing little hydrogen with simultaneous production of hydrogen, all the methods known hitherto can be used. It has already been said on several occasions that the process, found by Franz Fisoher and his colleagues, of dissociating aliphatic hydrocarbons by short heating to high temperatures with or without catalysts, is well suited for this purpose.
It has also been found that an autrprocédé is also particularly suitable, it is the treatment of hydrocarbons such as methane; ethylene or their homologues or mixtures which contain it (for example coke oven gas, natural gas; residual gas from the synthesis of benzol or gases containing methane and produced by the catalytic transformation of metal. - diapers of carbon monoxide and hydrogen), these gases or mixtures being subjected to the action of electric fields (such as high frequency oscillations under a pressure regulated according to the nature of these fields. - Diques separate from hydrogen at the same time that polymerization products are produced which can be extracted if necessary.
The extremely uneconomical reduction in calorific value produced, for example, by the separation of solid carbon of poor quality, which is unavoidable in the pyrolysis process (cracking), which is generally used, is also avoided under these conditions.
The separation of hydrogen with the formation of extractable polymerization products is particularly straightforward and its efficiency is good, when the electrical treatment is combined with the heat treatment so that the heating is accompanied by the simultaneous action. - arises from electric fields or takes place immediately after
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this action. In this combined process, the yield of liquid hydrocarbons and solid hydrocarbons which can be extracted is substantially increased, relative to the yield of the various processes for the same expenditure of heat or electrical energy.
The gases enriched in hydrogen can be subjected to a subsequent treatment according to the intended use, as described above.
For example, it is possible, by a known low temperature cooling process or the like, to rid the hydrogen of unwanted foreign bodies arising from decomposition, using these bodies economically, and to use it for catalysis.
The process can also be used to convert the hydrocarbon-rich gas resulting from a decomposition of coke oven gas or from a natural source, if necessary so as to simultaneously obtain condensation products which can be used economically, into a neighboring gas. lighting gas in terms of its composition and its properties of use and suitable for distribution.
Another object which the proposed treatment allows to achieve is to use the process in question to control the calorific value of gas distributed over a long distance by producing, from all or part of the gas. this gas, or another gas of similar composition, in a gas decomposition plant in which the operation is carried out according to known methods; a fraction enriched in hydrocarbons which is exposed to the action of electric fields.
After transformation, the gases resulting from the decomposition are freed of their undesirable elements by known processes and they are mixed with the decomposition fractions poor in hydrocarbons or they are added alone to the gas distributed over a long distance, the power of which can be regulated.
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calorific at will by this process according to the quantity of gas taken and the degree of decomposition. Finally, a rich gas containing hydrocarbons and difficult to use can be completely transformed into hydrogen and condensation products, by using the electrical treatment process several times if necessary after preliminary purification before each new treatment.
A fact which is of great importance from an industrial point of view is that in the electrical treatment of gases the composition of the final gases can be adapted in very different ways to the envisaged uses, this result being obtained by adjusting the pressure, of the intensity as well as the duration and nature of the action of the electric fields. By subsequent scrubbing according to known methods, unwanted elements can be removed from the gas resulting from the transformation for final use.
It remains to say that all the modes of use indicated above for gas mixtures obtained by the dissociation of methane or gas mixtures containing methane, also apply to gas mixtures obtained by the dissociation of ethylene and l. acetylene or their homologues or by treatment for the same purpose of gas mixtures containing these compounds in addition to or instead of methane.
It will also be added that, after a suitable treatment, it is possible to use for catalysis or similar uses not only the hydrogen produced by the action of electric fields from hydrocarbons or mixtures containing hydrocarbons, but also that which is obtained in any other way by the dissociation of hydrocarbons.