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Procédé pour transformer le méthane ou d'autres hydrocarbures aliphatiques en hydrocarbures à poids moléculaire plus élevé.
La transformation sur une échelle industrielle du méthane ou d'autres hydrocarbures aliphatiques en hydrocar- bures à poids moléculaire plus élevé, notamment en hydrocap- bures aromatiques, tels que le benzène, par chauffage des ma- tières de départ à une température comprise entre environ 800 et 1200 C n'était pas très rénumératrice jusqu'à présent, parce qu'on n'atteignait que des rendements relativement médiocres et qu'on avait besoin d'appareils volumineux.
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Or, on a trouvé que l'on peut effectuer la trans- formation mentionnée de façon très économique, si l'on tire la chaleur nécessaire au chauffage des matières de départ d'un procédé de production de gaz. Ceci peut être réalisé par exemple en introduisant dans une chambre de four à coke vers la fin de la cuisson, donc une fois que la proportion de gaz de four à coke produite et la teneur de ce gaz en goudron, en benzène et en méthane diminuent, par le bas ou en un endroit opposé à l'orifice d'échappement du gaz, le méthane, etc., à transformer-à une vitesse telle qu'il séjourne suffisamment longtemps dans la chambre pour y être transformé. Les produits obtenus sont alors évacués conjointement avec le gaz provenant de la cokéfaction.
Les conduits à travers lesquels les gaz sont introduits dans la chambre sont de préférence placés parallèle- ment à la paroi de celle-ci. Comme, au fur et à mesure que progresse la cokéfaction, le coke se détache des parois de la chambre et qu'il se forme ainsi une fente plus ou moins étroite, selon les conditions de la cokéfaction et la nature des matiè- res à cokéfier, entre les parois de la chambre et le saumon de coke agglutiné, la majeure partie du gaz insufflé passe à tra- vers cette fente.
Dans cet espace situé entre le saumon de coke agglutiné et la paroi de la chambre, les conditions sont très favorables pour la transformation, parce que les gaz sont sou- mis en couches minces à l'action de la chaleur et qu'en consé- quence le chauffage et la transformation ont lieu très rapide- ment, d'autant plus que les gaz subissent déjà un chauffage préalable dans le conduit d'amenée.Ce:réchauffage peut être ren- du encore plus efficace de n'importe quelle manière, notamment par échange de température entre les gaz frais et les produits qui s'échappent. Si le courant gazeux est trop lent, la majeure
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partie des hydrocarbures se dédouble en carbone et en hydro- gène.
Si l'on dirige par exemple par heure un courant de 200 à 300 m3 de gaz de four à coke froid dans une chambre longue de 10 m, large de 0,55 m et haute de 2,2 m, garnie de coke et chauffée à une température de 1000 à 1100oC, les hydro- carbures contenus dans le gaz se dédoublent en carbone et en hydrogène. Si l'on réchauffe auparavant le gaz à environ 400 C, et qu'on emploie du méthane au lieu du gaz de four à coke, le dédoublement en carbone prédomine encore, même si la vites- se du courant est plus élevée (par exemple 500 m par heure).
La vitesse de courant nécessaire à la production d'hydrocar- bures à poids moléculaire élevé est plus grande, soit environ le double ou le triple de celle qui est indiquée plushaut, selon la composition du gaz et sa température.
Une autre possibilité de combiner intimement la transformation des hydrocarbures avec la cokéfaction consiste à ménager dans les parois des chambres de cokéfaction ou dans les cloisons de séparation des carneaux de chauffe, en des endroits 'appropriés, des espaces libres, notamment sous forme de fentes, à travers lesquels on fait passer les hydrocarbures.
La transformation a lieu dans ces fentes. La partie supérieure des fentes peut communiquer avec la chambre au moyen d'orifices, de sorte que dans ce cas également les gaz puissent entrer dans la chambre chaude. Il est préférable de placer les fentes de telle manière qu'on puisse de temps en temps brûler par l'air le carbone déposé. Dans certains cas, il est avantageux de loger dans les fentes des matières qui exercent une action catalytique.
La condensation des produits formés est effectuée de préférence conjointement avec la récupération du goudron et du benzol contenus dans le gaz de four à coke, aussi des dis-
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positifs particuliers pour cette condensation sont-ils super- flus, si l'on ne préfère pas pour des raisons particulières l'effectuer dans un dispositif distinct.
La transformation du méthane, etc., en hydrocarbures à poids moléculaire élevé peut aussi être combinée par exemple avec la production du gaz pauvre (mélange de gaz à l'eau et de gaz déclairage), donc avec la cokéfaction combinée avec la gazéification. Ceci peut être effectué notamment en insuf- flant pendant peu de temps, après le soufflage µ. l'air du ga- zogène, du méthane ou les autres gaz à soumettre à la transfor- mation dans la couche de coke chaude et en évacuant les gaz qui s'échappent à travers le chapeau de carbonisation à basse température du gazogène. On fait suivre ensuite la période de production de gaz. Dans ce cas également les hydrocarbures liquides produits peuvent être condensés conjointement avec le goudron.
La transformation des hydrocarbures peut être combinée en outre avec la production de gaz pour moteurs dans les gazo- gènes ordinaires; mais dans ce cas il faut installer un dis- positif de condensation particulier.
Le procédé de la présente invention seprête au traitement des mélanges gazeux les plus divers qui renferment du méthane ou des hydrocarbures similaires; on peut citer à titre d'exemple le méthane pur provenant des installations de liquéfaction du gaz de four à coke, le gaz naturel, le gaz d'huile, le gaz résultant du cracking, le gaz produit par car- bonisation à basse température, le gaz d'éclairage et le gaz de four à coke riche en méthane provenant de la première pério- de de la cokéfaction et débenzolé au préalable.
Le procédé de la présente invention peut être effec- tué avantageusement dans un four à coke tel qu'il est repré- senté sur les dessins 1-4 ci-joints. La Fig. 1 est une coupe
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longitudinale à travers une paroi du four à coke et les figures 2, 3 et 4 représentent des coupes transversales à travers une batterie de fours à coke. Les gaz ou les mélanges gazeux à soumettre au traitement sont dirigés à travers' la conduite 1 et le conduit 2, où a lieu le réchauffage, dans les conduits de distribution 3. De là le gaz passe à travers les conduits 4 dans les chambres à coke 5, qu'il traverse en montant et où il est transformé.
Le carbone qui se dépose alors le cas échéant reste attaché aux parois de la chambre à coke et au saumon de coke agglutinée il est évacué des chambres conjointement avec le coke, une fois la cokéfaction achevée. Les produits de la transformation s'accumulent en 6, d'où ils sont évacués par aspiration.
Le gaz qui se trouve dans le conduit de distribu- tion 3 peut également être dirigé dans les fentes 7 (v. Fig.3), qui sont ménagées dans les cloisons de séparation des carneaux de chauffe 8 et où la transformation a lieu. Les produits de transformation peuvent alors passer à travers les conduits de communication 9 dans les chambres à coke 5, ou bien (v. la Fig.
4) dans un conduit collecteur particulier 10, d'où ils sont évacués par aspiration. Si l'on veut favoriser la transforma- tion par l'action de catalyseurs, on peut en garnir les fentes à travers les orifices 11, de façon qu'ils reposent sur les fonds perforés 12 logés dans la partie inférieure des fentes 7.
Le catalyseur épuisé peut être évacué à travers les orifices 13. Une soupape 14 est ménagée pour l'introduction de l'air ou d'un autre gaz oxygéné servant à la combustion du carbone éventuellement déposé au cours d'une exploitation prolongée.