BE474086A

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Publication number: BE474086A
Authority: BE
Priority date: 1945-04-24
Also published as: NL124308C; FR923930A

Description

" Méthode de production d'oxyde de carbone et

tiques exposées dans la description et les revendications suivantes données avec référence au dessin ci-annexé.

La synthèse. d'hydrocarbures à partir d'oxyde de carbone

ancienne. Toutefois, une grande partie des travaux de recherche est à présent dirigée dans cette voie, dans de nombreux inté-

d'huiles hydrooarburées qui, par oe traitement, peuvent être converties ou transformées en produits commerciaux et indus-

de chauffage et des produits analogues.

Le gaz utilisé pour la synthèse d'hydrocarbures suivant la méthode indiquée plus haut consiste en un mélange sensiblement équimoléculaire d'oxyde de carbone et d'hydrogène. Toutefois, suivant les conditions de température , de pression, de durée de contact, de catalyseur et suivant le produit qu'on désire obtenir, le rapport de ces constituants peut varier quelque peu entre 1 : 1 et 1 : 2 parties de CO par partie d'hydrogène en volumes ou en molécules. Un tel mélange gezeux peut être préparé à partir de presque n'importe quelle matière carbonacée par des procédés appropriés; par exemple, le charbon, le pétrole,

le coke, le brai, le lignite, le gaz naturel ou les gaz provenant d'une raffinerie d'huile, peuvent être utilisés comme source de carbone. Lorsque la matière de départ est déficiente en hydrogène, le gaz est habituellement préparé par l'action de la vapeur sur du coke chaud ou une autre matière carbonacée chauffée, la vapeur fournissant ainsi l'hydrogène nécessaire. Dans

le cas de gaz naturel, toutefois, qui est formé pour une grande part, de méthane, il y a suffisamment d'hydrogène présent pour former le mélange de synthèse et, par conséquent, de la vapeur n'est théoriquement pas requise si l'hydrogène n'est pas consommé dans des réactions secondaires non désirées.

Une méthode de. production de gaz de synthèse à partir de gaz naturel, qui a été proposée précédemment, consiste à brûler des gaz naturels en présence d'une quantité limitée d'oxygène.

que, lorsque de l'air est utilisée, la teneur en azote de celui-.ci dilue le gaz de synthèse puisqu'il y a, en effet, environ quatre fois plus d'azote que d'oxygène dans l'air ordinaire.

La présence de l'azote indésirable complique le problème de purification et augmente l'équipement de manipulation de gaz requis. Dans un certain nombre de cas où le problème s'est présenté, on a trouvé plus économique d'employer de l'oxygène pur pour brûler le gaz naturel à la place d'air.

L'objet principal de l'invention consiste à fournir un mé-

portions convenables pour servir de gaz d'alimentation dans la synthèse d'hydrocarbures, d'une manière qui est moins coûteuse et plus rapide que celle employée antérieurement.

Un objet spécifique de l'invention est de produire un gaz d'alimentation pour la synthèse d'hydrocarbures à partir de gaz naturels dans un procédé dans lequel le gaz d'alimentation est obtenu à peu près non dilué par des constituants non désirés.

Comme corollaire de ce qui précède, un autre objet encore de l'invention consiste à produire un gaz de synthèse approprié comme matière d'alimentation dans la fabrication d'hydrocarbures, en une opération continue qui fournit un mélange de 00 et d'hydrogène pratiquement non dilué par des constituants non désirés, et, en même temps, un gaz constitué d'azote sensiblement pur.

Au dessin ci-annexé, on a représenté schématiquement les éléments essentiels de l'appareil représentant une forme de réalisation préférée de l'invention.

Si on se reporte en détail au dessin, dans la mise en . pratique de l'invention, on a prévu une chambre de réaction 1 brûlant du gaz naturel et un régénérateur de catalyseur 3. Dans

on provoque l'oxydation du gaz naturel'au moyen d'un oxyde réductible qui abandonne son oxygène dans ce but. On préfère réaliser cette réaction alors que l'oxyde réductible sous forme d'une poudre est en suspension, dans une suspension à phase dense dans le gaz oxydé ou brûlé. On charge donc par la conduite 10

subdivisée consistant en particules plus petites qu'environ 100 mailles, de préférence environ 400 mailles et pour chaque pied cube de méthane ou de gaz naturel ou d'équivalent converti dans la chambre de réaction 1 ( mesuré dans des conditions standard

limites de 1/4 à 5 pieds par seconde, de préférence 1 à 3 pieds par seconde, ce qui entraîne la formation d'une masse dense tur-

part, est entraîné par un tuyau vertical 16 portant un certain nombre de robinets 17, dans lesquels on peut injecter de la va- peur ou du méthane ou du gaz naturel dans le but d'augmenter la fluidité du fer. dans le tuyau, ce qui évite donc l'obstruction ou le bouchage dudit tuyau. Le courant de fer dans le tuyau ver-

cipal de la zone d'oxydation ou de combustion où les conditions d'écoulement de la matière gazeuse sont. fixées dans les limites mentionnées dans la chambre de 'réaction 1_, à savoir 1/4 à 5 pieds par seconde, de préférence '1-3 pieds par seconde. Cette vitesse d'écoulement amène la formation d'une suspension dense turbulente ou d'une masse de catalyseur analogue à (le l'air. Par le réglage soigné de la quantité d'air, le fer peut être

pur. Evidemment, cet azote à l'état pur est une matière précieuse, car il peut être employé. avec l'hydrogène dans la 'synthèse de l'ammoniac à partir de ses éléments.

L'azote gazeux est envoyé à l'emmagasinement ( non représenté ). La température régnant dans la zone de combustion ou la zone de réoxydation 3 est de l'ordre de 1200[deg.] F ou plus élevée, avec une température préférée de 1600[deg.] F par exemple.

invention en omettant cependant pour la clarté, une description des moyens et des méthodes classiques pour améliorer le procédé, tels que. l'emploi de compteurs d'écoulement, de pompes et analogues. On notera cependant que la chaleur générale nette de réaction, qui a un caractère exothermique dans la zone de rêoxydation et endothermique dans la zone de réaction, est d'environ
66 B. T. U. par pied cube de méthane ou de son équivalent. Cette, quantité de. chaleur n'est pas suffisante pour le chauffage de l'air et du gaz jusqu'aux températures de réaction et, pour cette raison, il est nécessaire de fournir celle-ci par échange de

deux moyens ou par un quelconque des moyens bien connus de fourniture de chaleur. Ceci cependant est un expédient pour lequel on peut compter sur l'ingénieur expérimenté pour la conception industrielle, et il n'est pas nécessaire d'illustrer et de

Claims

.décrire ici ces principes de construction connus parce qu'ils ne sont pas indispensables à l'invention. Toutefois, on notera

que lorsque de l'oxyde de fer est employé connue matière oxydan-

. te, il est souhaitable d'ajouter ou de comprendre dans celui-ci <EMI ID=16.1> <EMI ID=17.1>

oxyde de chrome, de l'oxyde de tungstène, de l'oxyde de cobalt

ou de l'oxyde de nickel, mais, comme on l'a indiqué, on préfère employer l'oxyde de fer activé par l'oxyde de nickel. Dans un

but de simplicité et d'explication, on a spécifié que le fer

<EMI ID=18.1>

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décrit antérieurement. Le tuyau vertical 30 porte un certain

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débité dans le but d'augmenter la fluidité du fer passant à tra-

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laquelle, la quantité d'oxyde de fer déchargée dans le courant

de gaz peut être contrôlée.

De nombreuses variantes de l'invention entrant dans le

cadre de celle-ci peuvent être faites par les personnes du métier sans qu'on s'écarte de l'essence de l'invention.

REVENDICATIONS.

<EMI ID=22.1>

et d'hydrogène pratiquement non dilués, qui comprend la mise en suspension dans un gaz, composé de manière prépondérante de. mé-

<EMI ID=23.1>

sous forme pulvérisée, le transport de la suspension vers une

zone de réaction, la caractéristique consistant à amener le gaz [pound] s'écouler vers la haut dans cette zone de réaction à une vi-

<EMI ID=24.1>

mation d'une masse dense, turbulente, fluidifiée d'un oxyde de métal lourd dans le gaz, la fixation de la température de la zone entre les limites de 1300[deg.] F à 20000 F, le'fait de, permettre au gaz de rester dans la zone de combustion pendant une période de temps suffisante pour amener des quantités importantes de sa teneur en méthane à être transformées en 00 et en hy-

<EMI ID=25.1>

partir de ladite zone de combustion, comme produit, l'enlèvement à l'état réduit de l'oxyde réductible, par la pesanteur, hors de la zone de combustion, la mise en suspension de l'oxyde réduit dans un gaz contenant de l'oxygène, la transport de la suspension vers une zone de réoxydation, le fait d'amener le gaz contenant de l'oxygène à s'écouler vers le haut dans la zone de réoxydation à une vitesse d'environ 1/2 à 5 pieds par seconde, oe qui provoque la formation d'une masse dense turbulente, fluidifiée, de métal lourd dans le gaz contenant de l'oxygène, la fixation de la température, dans la zone de réoxydation, suffisamment haut pour amener la réoxydation du métal lourd, l'enlèvement du métal lourd à l'état réoxyde hors de la zone de réoxydation, et la remise en suspension du métal réoxydé dans une

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l'oxyde métallique lourd est de l'oxyde de fer.

3.) La méthode-suivant la revendication 1, dans laquelle

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oxyde de nickel.

4.) La méthode suivant la revendication 1, dans laquelle le gaz d'alimentation de la zone de combustion est du gaz naturel.

5.) La méthode suivant la revendication 1, dans laquelle <EMI ID=28.1>