BE489073A - - Google Patents

Info

Publication number
BE489073A
BE489073A BE489073DA BE489073A BE 489073 A BE489073 A BE 489073A BE 489073D A BE489073D A BE 489073DA BE 489073 A BE489073 A BE 489073A
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
carbon monoxide
gas
synthesis
iron
catalyst
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Publication of BE489073A publication Critical patent/BE489073A/fr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516Multisteps
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1512Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by reaction conditions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/152Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the reactor used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/153Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases characterised by the catalyst used

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    "   Procédé de préparation d'alcools et en.particulier de méthanol ". 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   La présente invention est relative à la préparation d'alcools et en particulier de méthanol, au départ de gaz contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène, dans des appareillages en fer. 



   La synthèse connue en soi du méthanol nécessite deux molécules d'hydrogène pour chaque molécule d'oxyde de carbone . C'est pourquoi, les gaz de synthèse utilisés contiennent de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène sensi-   blement dans le rapport stoéchiométrique de 1 :2. plus,   ces gaz contiennent généralement aussi de petites quantités de constituants inertes, tels que l'azote et le méthane, dont une augmentation de la concentration au delà d'une valeur déterminée, généralement de l'ordre de 20 %, est em- pêchée par extraction d'une quantité correspondante de gaz du circuit. 



   L'introduction de gaz de synthèse frais dans le cir- cuit de l'appareillage de synthèse se fait ordinairement avant l'entrée du gaz de circuit dans l'échangeur de cha- leur, afin de laisser le gaz de synthèse frais participer à l'échange de chaleur et d 'obtenir, par une longue circu- lation de ce dernier gaz avec le gaz de circuit, un bon mélange de ces gaz, avant leur entrée dans la chambre de catalyse. Le gaz introduit dans le circuit présente la teneur en oxyde de carbone la plus élevée après l'addition du gaz de synthèse frais, c'est-à-dire lorsqu'il se dirige vers le catalyseur, tandis qu'il doit présenter la teneur en oxyde de carbone la moins élevée après sa sortie de la chambre de catalyse .

   La teneur en oxyde de carbone du gaz, au moment de sa venue en contact avec le catalyseur, se situe normalement entre 15 et 25 % et, de préférence, aux environs de 20%. A une teneur du gaz en oxyde de 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 carbone de 20 % correspond, à une pression opératoire de 300 atmosphères, une pression partielle de 60 atmosphères. 



   Les pressions ordinairement utilisées pour la synthèse, sous pression élevée, d'alcools sont supérieures à 100 at- mosphères et, de préférence, de l'ordre de 300 atmosphères. 



  Les gaz devant servir à la réaction sont chauffés, pendant leur passage à travers l'appareillage de synthèse, de la température normale à la température de réaction, qui se situe, en règle générale, au-dessus de   250 C.   Après la réaction, les gaz sont refroidis jusqu'à température norma- le, pour permettre la séparation des produits de la réac- tion sous forme liquide . Le gaz qui, en raison de l'état d'équilibre, n'a été que partiellement transformé, par un seul passage à travers le catalyseur, est renvoyé dans l'appareillage, après remplacement de la fraction utilisée par du gaz frais introduit dans le circuit. Entre le gaz entrant froid et le gaz sortant chaud a lieu un échange de chaleur.

   Comme la réaction de formation d'alcool est exothermique, il faut éliminer de la chaleur de la chambre de contact, ce qui peut, par exemple, se faire en provoquant une partie de l'échange calorifique dans la chambre de   catal,,   se ou en réalisant l'adduction du gaz froid au circuit dans cette chambre . Dans ce dernier cas, le catalyseur est, en général, divisé en plusieurs couches. 



   La synthèse à haute pression d'alcools se fait dans des conditions de température et de pression telles que l'oxyde de carbone et le fer réagissent l'un avec l'autre pour former du fer-pentacarbonyle, selon le schéma de réaction suivant : 
 EMI3.1 
 
Les conditions d'équilibre de la réaction de formation de fer-pentacarbonyle sont telles que la quantité de carbo- 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 nyle correspondant à l'équilibre augmente fortement, lorsqu'on fait croître la pression partielle d'oxyde de carbone, et diminue fortement, lorsqu'on fait croître la température . 



     -   La figure 1 représente graphiquement la dépendance entre, d'une part, la concentration d'équilibre du fer- pentacarbonyle dans des mélanges d'oxyde de carbone et d'hydrogène et, d'autre part, la pression partielle d'oxyde de carbone et la température desdits mélanges, pour la pression totale généralement appliquée de 300 atmosphères. 



  En abscisse, on a indiqué les pressions partielles d'oxyde de carbone en atmosphères, tandis qu'en ordonnée on a porté, en milligrammes de Fe (CO)5, les concentrations en fer- pentacarbonyle par m3 de gaz. Les courbes du graphique de la figure 1 correspondent respectivement (de haut en bas) à des températures de 200,250, 300,350 et 380 C. 



   Aux vitesses de circulation des gaz et aux pressions habituellement utilisées dans la synthèse à haute pression d'alcools, l'action de l'oxyde de carbone sur le fer devient sensible juste au-dessus de   100 C   et est la plus forte en- tre 200 et 250 C. Au-dessus de 250 C, .les équilibres théori- ques s'établissent. 



   Ces conditions montrent clairement pourquoi les appa- été reillages en fer n'ont pas/utilisés pour exécuter, en continu, et de manière économique, la synthèse technique d'alcools. Lorsqu'on prépare de l'alcool dans des condi- tions opératoires normales, dans un appareillage en fer, il se fait que le gaz de synthèse riche en oxyde de carbone atteint, aussi bien pendant son transfert vers la chambre de catalyse que pendant son éloignement de cette dernière, l'intervalle de températures allant de 100 à   250 C .   Il y a donc ainsi, à deux reprises, formation sensible de fer-pentacarbonyle,   qui'se   manifeste par une forte perte 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 de matière (fer), en particulier dans l'échangeur de cha- leur, constitué, en substance, de tubes à paroi mince.

   De plus, les parois, supportant la pression, de la chambre de catalyse risquent également d'être endommagées, étant donné que, même si on isole bien ces parois, il est impossible d'empêcher qu'une température supérieure à   100 C   y règne. 



  Le fer-pentacarbonyle, qui s'est formé sur le trajet du gaz vers la chambre de catalyse, se décompose en fer et en oxy- de de carbone, dès que, à mesure que s'accentue le chauffage, la concentration d'équilibre est dépassée . La décomposition du pentacarbonyle a lieu principalement dans la chambre de catalyse chaude et produit un   salissement   du catalyseur, qui affecte l'activité de celui-ci. De plus, le fer finement divisé, qui s'est déposé sur le catalyseur , favorise des réactions secondaires indésira- bles, en particulier la formation de méthane. Enfin, le fer-pentacarbonyle, formé sur le trajet de retour des gaz de la chambre de catalyse vers le refroidisseur, est dissous dans ce dernier appareil par les produits liquides de la synthèse et complique la purification de ces pro- duits. 



   L'importance de l'action destructrice exercée sur les appareillages en fer apparaît dans l'essai suivant, qui a été exécuté dans un appaeeillage en acier à teneur de 3% en chrome, à une pression de régime de 200 atmosphè- res, en employant un gaz de réaction contenant 15 % d'oxy- de de carbone . Le rendement de l'opération était de 2000 litres de méthanol par heure . Ce méthanol contenait jusqu'à 60 milligrammes de fer par litre . La quantité de fer enlevée à l'appareillage avec le méthanol obtenu s'élevait à environ 120 grammes par heure, soit environ 2,5 kilos par jour.

   Comme une quantité sensiblement égale de fer se séparait   ,s-ous   forme de fer-pentacarbonyle, sur le trajet des gaz de réaction vers la chambre de cata- 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 lyse, la perte journalière globale en fer de l'appareillage atteignait environ 5 kilos. A l'endroit du faisceau de tubes de l'échangeur de chaleur, on constatait, après un mois d'ex- ploitation, une diminution très sensible de l'épaisseur des parois des tubes, laquelle diminution eût été intolérable, s'il s'était agit d'une exploitation durable .

   Il est, dès lors, compréhensible qu'on ait dû utiliser jusqu'à ce jour, pour les réactions exécutées à pression élevée au moyen de gaz riches en oxyde de carbone, des appareillages , dans lesquels les parties sujettes à l'attaque de l'oxyde de car- bone sont constituées ou revêtues de métaux résistant à cet oxyde, tel que le cuivre ou les aciers à forte teneur en élé- ments spéciaux. Cette nécessité rend l'exécution pratique de la synthèse des alcools à partir des gaz contenant de l'oxyde de carbone coûteuse et difficile, surtout dans les pays ne disposant pas de ressources ensuivre et en métaux, qui consti- tuant les composants d'alliage des aciers spéciaux.

   Il est vrai que les efforts en vue de remplacer les matières résis- tant à l'oxyde de carbone susdites par des matières normales n'ont pas manqué, mais   jusqu t à   ce jour on n'est pas parvenu à obtenirdes résultats satisfaisants. 



   On a constaté à présent qu'on peut également préparer des alcools et, en particulier, du méthanol à partir de gaz contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène dans des appareillages en fer , en travaillant selon les conditions opératoires en vigueur dans le passé, mais à des pressions partielles d'oxyde de carbone telles qu'il ne se forme prati- quement pas de fer-pentacarbonyle. 



   Lors de la mise en oeuvre de l'invention, on a constaté, si l'on opère, par exemple, à une température de 250 C et sous des pressions de 300 à 600 atmosphères, lesquelles conditions sont favorables à la formation de pentacarbonyle, que l'en- dommagement par l'oxyde de carbone d'un appareillage en fer 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 ou en acier à faible teneur-en éléments spéciaux est à coup sûr empêché, lorsqu'on utilise des pressions partiel- les d'oxyde de carbone de 15 à 20 atmosphères. En opérant de la sorte, on constate que le gaz présente une teneur en fer-pentacarbonylede 4 milligrammes par mètre cube.

   La concentration d'équilibre du méthanol correspondant à ces pressions partielles d'oxyde de carbone, à la température opératoire habituelle du catalyseur de   350 C,   est environ de 5 % inférieure à la moitié de sa valeur habituelle dans la synthèse technique du méthanol. Cette concentration suffit, toutefois, pour permettre l'obtention d'alcools avec des rendements industriels convenables. Les résultats obtenus par le procédé défini ci-avant ne sont cependant pas entièrement satisfaisants.

   S'il est vrai que les pressions partielles d'oxyde de carbone appliquées ne don- nent lieu à aucun endommagement notable des appareillages en fer, elles donnent, par contre, lieu à l'obtention de produits, dont les teneurs en fer sont supérieures à celles que l'on obtient ordinairement dans les appareillages réali- sés en matériaux résistant à l'oxyde de carbone . C'est pourquoi, l'emploi de pressions partielles d'oxyde de carbone encore plus basses est souhaitable , si on attache du prix à une teneur en fer extrêmement faible du produit final. Toutefois, l'application de pressions partielles d'oxyde de carbone encore plus basses est peu souhaitable, parce que les rendements en méthanol deviennent insuffi- sants. 



   Partant de l'idée qu'on ne doit employer de faibles pressions partielles d'oxyde de carbone que dans les par- ties de l'appareillage froides et dont la température n'ex- cède pas 250 C.environ, tandis qu'on peut appliquer sans danger, dans les parties de l'appareillage chaudes et, en particulier, dans la chambre de catalyse, des pressions 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 partielles d'oxyde de carbone beaucoup plus élevées, (ainsi pour une pression partielle d'oxyde de carbone de 30 atmosphères, une pression totale de 300 atmosphères et une température de   350 C,   on ne trouve que 0,003 milli- gramme de Fe   (CO)   par centimètre cube de gaz), on a constaté, en outre, qu'on peut également exécuter la   syn-   thèse d'alcools dans des appareillages en fer,

   avec des rendements normaux et des concentrations d'équilibre élevées lorsqu'on   applique,uniquement   aux endroits de l'appareilla- ge, qui présentent des températures favorables à la forma- tion de fer-pentacarbonyle, de faibles pressions partielles d'oxyde de carbone, tandis qu'aux seuls endroits, où la tem- pérature excède la gamme de températures favorable à la for- mation de fer-pentacarbonyle, on applique des pressions partielles d'oxyde de carbone, dont l'ordre de grandeur peut atteindre les pressions normalement utilisées.

   On applique, dès lors, de faibles pressions partielles d'oxyde de carbone dans les parties froides de l'appareillage et, en particulier, dans les conduites de circulation des gaz et dans l'échangeur de chaleur, tandis que dans les parties de l'appareillage portées à une température d'au moins 250 C et, en particulier, dans la chambre de catalyse, on applique des pressions partielles d'oxyde de carbone plus élevées. 



   Pour réaliser ces conditions, le gaz de synthèse frais relativement riche en oxyde de carbone est introduit dans le cycle, tout au moins en proportions prépondérantes, non pas, comme il était d'usage jusqu'à présent, avant son entrée dans l'échangeur de chaleur, mais bien en un endroit de l'appareillage tel que, selon l'état d'équilibre de la réaction de formation de fer-pentacarbonyle, il ne puisse se former qu'une quantité insignifiante et pratiquement inconséquente de fer-pentacarbonyle. On peut introduire 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 le gaz de synthèse directement avant l'entrée du gaz de circuit dans la chambre de catalyse et/ou dans cette der- nière chambre.

   De cette façon, la pression partielle d'oxyde de carbone du gaz de circuit est établie à une valeur tellement basse, par exemple à 20 atmosphères, que, dans la partie plus froide de l'appareillage, des endommagements dus à l'action de l'oxyde de carbone sont évités. 



   Suivant une forme d'exécution particulièrement avan- tageuse du procédé suivant l'invention, le gaz de synthèse le plus riche en oxyde de carbone est introduit dans le catalyseur lui-même.. Dans ce cas, il convient de diviser le catalyseur en plusieurs couches et de faire arriver le gaz de synthèse sur la deuxième couche et sur les couches suivantes de catalyseur. Lorsque la chaleur de réaction est supérieure à la quantité de chaleur pouvant être ab- sorbée par le gaz de synthèse introduit, entre sa tempéra- ture d'entrée et la température régnant à l'endroit du catalyseur, la chaleur excédentaire est éliminée par un refroidissement supplémentaire, ce qui peut avantageusement se faire par l'adduction de gaz de circuit froid dans la chambre de catalyse. 



   Ainsi, on opère, par exemple,de façon que les pre- mières couches de contact reçoivent du gaz de synthèse frais et, de préférence, peu ou pas préchauffé et de façon que les couches suivantes reçoivent du gaz de circuit froid ou des mélanges de gaz de synthèse et de gaz de circuit. Il est recommandable de veiller à obtenir, avant chaque couche de contact, un bon mélange du gaz froid directement introduit et du courant principal de gaz de circuit chaud, de manière à bien équilibrer les tempéra- tures et les teneurs en oxyde de carbone des gaz. Ce mé- lange peut se faire à l'aide de dispositifs connus. 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 



   En respectant les conditions de la présente inven- tion, il est possible d'obtenir un multiple des concentra- tions d'équilibre en alcool, correspondant aux pressions partielles d'oxyde de carbone, qui doivent être maintenues dans les parties de l'appareillage plus froides et exposées, selon l'état d'équilibre de la réaction de formation de f er-pentacarbonyle, à l'attaque de l'oxyde de carbone. 



   Les avantages de la forme d'exécution principale de l'invention dans laquelle on opère dans les parties plus froides de l'appareillage à des pressions partielles d'oxyde de carbone différentes de celles appliquées dans les parties plus chaudes de l'appareillage, ressortissent de la figure 2 des dessins annexés au présent mémoire . Dans cette figure, sont comparées, pour des mélanges purs d'oxyde de carbone et d'hydrogène, pour une pression de 300 atmosphères et pour une température du catalyseur de 380 C et en admet- tant que l'on applique les mêmes pressions partielles d'oxy- de de carbone avant l'entrée des gaz dans la chambre de catalyse, les concentrations d'équilibre en méthanol, qui se présentent dans le procédé ordinaire et dans le procédé suivant l'invention. 



   Sur la figure   2,   on a porté en abscisse les pressions partielles d'oxyde de carbone, exprimées en atmosphères et régnant dans la partie de l'appareillage située en avant de la chambre de catalyse, tandis qu'en ordonnée, on a porté, d'une part, la concentration d'équilibre en méthanol (en mol.%) et, d'autre part, le rapport des concentrations d'équilibre obtenues dans le procédé ordinaire de la techni- que antérieure et dans le procédé suivant l'invention. 



   La courbe I indique les concentrations d'équilibre, qui se présentent dans les conditions opératoires habituel- les (technique antérieure). Dans ce cas, les pressions partielles d'oxyde de carbone portées en abscisse désignent 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 les pressions partielles utilisées dans la chambre de catalyse, étant donné que l'adduction de gaz de synthèse frais et riche en oxyde de carbone sur le trajet du gaz de circuit vers la chambre de catalyse a lieu avant son entrée dans l'échangeur de chaleur. 



   La courbe II indique les valeurs d'équilibre, qui sont fortement supérieures aux valeurs correspondantes de la courbe I et qui se présentent lorsqu'on applique la présente invention. Dans ce cas, les pressions par- tielles d'oxyde de carbone indiquées en abscisse sont celles régnant dans les gaz après leur passage sur le catalyseur. Ces valeurs seraient beaucoup plus élevées encore, si on avait porté en abscisse les pressions par- tielles d'oxyde de carbone régnant à l'endroit où se trouve le catalyseur, par l'adduction directe de gaz de synthèse avant ou dans la chambre de catalyse. 



   La courbe en traits interrompus III montre le rapport existant entre les concentrations d'équilibre obtenues, d'une part, lorsqu'on applique les conditions opératoires de la technique antérieure et, d'autre part, lorsqu'on se conforme aux conditions de la présente invention. Cette courbe montre clairement que le procédé suivant l'inven- tion est d'autant plus favorable que les pressions par- tielles d'oxyde de carbone sont plus faibles. 



   Dans la partie du gaz de circuit, qui est envoyée dans l'appareil de préchauffage, il se forme de petites quantités de   fer-pentacarbonyl e .   Ces quantités sont supé- rieures à la concentration d'équilibre théorique dans la chambre de catalyse chaude, en sorte qu'il doit se produi- re dans celle-ci une décomposition du pentacarbonyle et, dès lors, un   salissement   du catalyseur. Suivant l'inven- tion, on arrive à protéger la majeure partie du catalyseur en établissant dans une couche du catalyseur, placée en 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 avant de l'endroit, où se fait la première adduction de gaz frais, la température la plus élevée régnant dans la chambre de catalyse . De cette façon, seule cette couche de catalyseur subit une altération par le   dépçt   de fer.

   Dans les couches suivantes de catalyseur, il ne peut plus se produire de décomposition du pentacarbonyle, étant donné que, par suite du maintien d'une température plus basse et d'une pression partielle d'oxyde de carbone élevée, la concentration en fer-pentacarbonyle est infé- rieure à la valeur   d'équilibre .   De plus, le gaz de synthèse frais introduit dans le circuit est utilement débarrassé du fer-pentacarbonyle qui s'est normalement formé, lors du réchauffement, dans le compresseur. Cette purification du gaz de synthèse peut être exécutée de manière connue à l'aide de charbon actif.

   Pour éviter également la possibilité de formation de minimes quantités de carbonyle dans les conduits d'introduction de gaz de synthèse frais et de gaz de circuit froid, on peut réaliser ces conduites et éventuellement aussi les dispositifs servant au mélange du gaz frais introduit et du gaz de circuit chaud en matériaux résistants à l'oxyde de carbone et notamment en cuivre, ou en acier V2A (acier   chrome-nickel   austénitique 18 8). L'approvisionnement en petites quantités des matériaux spéciaux indiqués ci-avant ne peut présenter aucune difficulté. 



   Outre qu'il permet l'emploi d'appareillage en fer, le procédé suivant l'invention présente encore d'autres avantages. 



   Dans le circuit de gaz circule un gaz à teneur minime en oxyde de carbone . De cette façon, aucune surface de joint de l'appareillage n'est soumise à l'action de gaz riches en oxyde de carbone . Ainsi, les fuites habi- tuelles imputables à l'action de l'oxyde de carbone, de même que les pertes de gaz et les dangers pour le personne 

 <Desc/Clms Page number 13> 

 de service sont en grande partie éliminés . e service de l'appareillage est simplifié et la sécurité de fonctionnement de l'appareillage est sensible- ment augmentée, étant donné que la pression partielle d'oxyde de carbone peut directement être mise au point à l'endroit du catalyseur et qu'une interruption momentanée du déroulement de la réaction est possible, en cas de danger, par interruption de l'alimentation de gaz frais. 



   Enfin, le procédé suivant l'invention permet d'em- ployer, sans inconvénient, les appareillages ordinairement destinés à la synthèse,   soùs   pression élevée, d'essence et d'ammoniac et réalisés, ainsi qu'on le sait , en matériaux ne résistant pas à l'oxyde de carbone, pour la synthèse de méthanol ou d'autres alcools. 



   De plus, les gaz de synthèse et catalyseurs habituels peuvent être employés pour le procédé suivant l'invention. 



    EXEMPLE.   



   Le procédé suivant l'invention sera décrit à présent, en référence à la figure 3 des dessins ci-annexés, qui re- présente schématiquement une installation, que l'on a uti- lisée en pratique, sans interruption, pendant plus d'un an. 



   Sur la figure 3, la notation de référence 1 désigne un four de synthèse, dans lequel sont prévues six couches de catalyseur. Du gaz de circuit, qui a été chauffé à la température d'entrée de 325  dans un échangeur de chaleur 3, est amené dans le four 1 par un conduit 2. Le gaz sortan de l'échangeur de chaleur 3 est amené par le conduit 4 dans un préchauffeur 5, qui sert, au moment de la mise en marche de l'installation, à chauffer le gaz à forte. tempé- rature . Du préchauffeur 5, le gaz est envoyé par le con- duit 2 dans le four de contact 1. Du gaz frais est amené par un conduit 6 dans   unystème   de distribution 7, compor- 

 <Desc/Clms Page number 14> 

 tant plusieurs conduits pour l'adduction de gaz frais au four de contact. Au système de distribution 7 peut en- core être amené du gaz de circuit froid par un conduit 8. 



  Les gaz sortent du four de contact par un conduit 9 et sont conduits ainsi-à l'échangeur de chaleur 3. Dans ce- lui-ci, ces gaz abandonnent une partie de leur chaleur au gaz de circuit se dirigeant vers le four 1. En quittant l'échangeur de chaleur 3, les gaz sont amenés par un con- duit 10 et par un réfrigérant à eau 11 dans un séparateur 12, dans lequel le produit de la réaction liquéfié est séparé. Ce produit quitte le séparateur 12 par un con- duit   13.Quant   au gaz inaltéré, il est amené par un conduit 14 à la pompe de circulation 15, d'où il est envoyé en partie par un conduit 16 à l'échangeur 3 et en partie par le conduit 8 directement au système de distribution 7. 



  Par le conduit 17 une quantité appropriée de gaz est extraite du circuit, pour empêcher un enrichissement con- séquent en constituants inertes du gaz. 



   On décrira à présent les conditions appliquées et les résultats obtenus lors d'un essai pratique du procédé suivant l'invention. 



   La pression régnant dans l'installation est de 300 atmosphères. Le gaz frais contenant 30% d'oxyde de car- bone entre à raison de 9.500 m3 par heure dans le four de contact. Ce dernier contient 3.300 litres de cataly- seur , comprenant 75   %   d'oxyde de zinc et 25 % d'oxyde de chrome et réparti en six couches. L'adduction de gaz de synthèse frais se fait avant la seconde couche et avant les couches suivantes de catalyseur . Le gaz de cir cuit froid contenant 5% d'oxyde de carbone, introduit à raison de 10.000 m3 par heure, peut être amené sur les couches inférieures de catalyseur et sur la couche supérieure de catalyseur, de façon à permettre un ré- glage approprié des conditions de température devant régn 

 <Desc/Clms Page number 15> 

 dans le four de contact .

   Le courant principal de gaz de circuit préchauffé dans l'échangeur de chaleur et dans le préchauffeur, dont le débit est de 50.000 m3 par heure et a qui/également une teneur de 5% en   CO,   entre dans la chambre de catalyse à une température de 325 C. A la sortie de la première couche de catalyseur, la température du gaz atteint   370 .   Entre la première couche et la deuxième couche de cata- lyseur, le gaz de circuit est mélangé à la majeure partie de gaz de synthèse frais introduit et le mélange obtenu vient ensuite en contact avec la deuxième couche de catalyseur et quitte cette couche à une température de 350  . Les tem- pératures du mélange gazeux quittant les couches suivantes de catalyseur sont maintenues à la même valeur (350 ) .

   Ce réglage des températures se fait par le dosage adéquat des quantités de gaz de synthèse et/ou de gaz de circuit froid introduites avant chaque couche de catalyseur. Les produits de la réaction quittant la chambre de catalyse à une température de 350  sont envoyés dans l'échangeur de chaleur, où ils sont refroidis jusqu'à 120  environ par le gaz de circuit circulant à contre-courant dans le dit échangeur. Puis les produits de la réaction sont refroidis jusqu'à 25  dans le réfrigérant à eau. Dans le séparateur, on recueille 4 tonnes de méthanol à l'heure.

   La quantité de gaz de circuit sortant du séparateur s'élève environ à 61. 000 m3 par heure . 800 m3 de ce gaz de circuit sont extraits du circuit, pour empêcher un enrichissement ex- cessif du gaz de circuit en méthane, azote, etc.. 60.000 m3 de gaz sont ramenés dans l'appareillage de synthèse par la pompe de circulation. 



   Le rendement en méthanol, qui s'élève à 4 tonnes par heure, correspond à un rendement spécifique de catalyseur de 1,2 kg par litre et par heure. Après 12 mois , le cata- lyseur a maintenu sa pleine activité, même dans la première 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 couche servant au dépôt de fer. Le méthanol produit pré- sente toutes les propriétés et en particulier la même teneur en fer que les produits préparés dans les appareillages ordi- naires réalisés en matériaux résistant à l'oxyde de carbone. 



   REVENDICATIONS 
1. Procédé de préparation d'alcools et, en particulier de méthanol au départ de gaz contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène, caractérisé en ce qu'on opère dans des appareillages en fer ou en aciers à faible teneur en éléments spéciaux, ne résistant pas à l'oxyde de carbone, à des pres- sions partielles d'oxyde de carbone suffisamment   b-asses   pour qu'il ne se forme pratiquement que des quantités insigni- fiantes de fer-pentacarbonyle, notamment à une pression totale de 300 atmosphères et à une pression partielle d'oxyde de carbone égale au maximum à 20 atmosphères.

Claims (1)

  1. 2. Procédé suivant la revendication 1,caractérisé en ce que des faibles pressions partielles d'oxyde de carbone sont seulement appliquées dans les parties les plus froides de l'ap- pareillage exposées à l'attaque de l'oxyde de carbone, tandis que des pressions partielles d'oxyde de carbone plus élevées, par exemple de 30 atmosphères, sont appliquées dans les parties plus chaudes de l'appareillage.
    3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que '.les faibles pressions partielles de d'oxyde /carbone sont seulement appliquées dans les parties de l'appareillage chauffées, à une température inférieure à 250 , tandis que les pressions partielles d'oxyde de carbone habituelles sont appliquées dans la chambre de catalyse.
    .4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on introduit le gaz de synthèse riche en oxyde de carbone par rapport au gaz de circuit ou -des fractions importantes¯¯¯de ce gaz de synthèse dans la par- tie chaude de l'appareillage et, de préférence, dans la cham- bre de catalyse, sans faire passer ce gaz de synthèse dans les @ <Desc/Clms Page number 17> parties plus froides dudit appareillage.
    5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on introduit un gaz, dont la teneur en oxyde de carbone est supérieure à la teneur en oxyde de carbone du gaz de circuit, dans la partie chaude de l'appareil- lage et, de préférence, dans la chambre de catalyse, tandis qu'on introduit un gaz contenant moins d'oxyde de carbone que le gaz de circuit dans la partie plus froide de l'appareillage.
    6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on introduit, en outre, de manière connue en soi, une partie froide du gaz de circuit dans la partie chaude de l'appareillage et, de préférence, dans la chambre de catalyse, éventuellement en mélange avec le gaz de synthèse riche en oxyde de carbone.
    7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on divise le catalyseur, de manière connue en soi, en plusieurs couches distinctes et en ce qui'on fait arriver le gaz de synthèse sur la deuxième cou- che et sur les couches suivantes de catalyseur.
    8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on maintient dans la première cou- che de catalyseur la température la plus élevée régnant dans la chambre de catalyse, de façon à provoquer dans cette cou- che la décomposition du fer-pentacarbonyle contenu dans le gaz de circuit.
    9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on emploie pour la synthèse d'al- cools les appareillages servant ordinairement à la synthèse sous pression élevée d'essence ou d'ammoniac.
BE489073D BE489073A (fr)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BE489073A true BE489073A (fr)

Family

ID=134120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE489073D BE489073A (fr)

Country Status (1)

Country Link
BE (1) BE489073A (fr)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2895747A1 (fr) Procede pour produire des hydrocarbures a partir de gaz naturel.
FR2520002A1 (fr) Procede pour la fabrication simultanee de gaz de synthese de methanol et d&#39;ammoniac
CA1258373A (fr) Procede de fabrication de gaz de synthese utilisable notamment pour la production de methanol
CH436236A (fr) Procédé de fabrication d&#39;un gaz contenant du méthane
BE489073A (fr)
LU83366A1 (fr) Procede pour la fabrication d&#39;un melange&#34;qualite carburant&#34;de methanol et d&#39;alcools superieurs
FR2496078A1 (fr) Procede pour la fabrication de gaz de synthese pour l&#39;ammoniac
EP0318342B1 (fr) Procédé de reformage de méthanol impur et dispositif de mise en oeuvre
CA2316730C (fr) Installation et procede de production de gaz de synthese comprenant au moins une turbine a gaz
FR2489323A1 (fr) Procede de production d&#39;uree
WO2011148066A2 (fr) Procédé de production anaérobie d&#39;hydrogène
BE865319A (fr) Procede pour produire un gaz de synthese nettoye et purifie et un gaz riche en co
EP2231512B1 (fr) Procede et installation de production d&#39;un gaz de synthese refroidi et comprime
BE422184A (fr)
FR2897052A1 (fr) Procede de production d&#39;un gaz de synthese
BE1004477A4 (fr) Nouveau procede de production de gaz de synthese pour la fabrication de l&#39;ammoniac.
CA2353678A1 (fr) Procede de production d&#39;une atmosphere co/h2/n2 par oxydation d&#39;un hydrocarbure gazeux, et installation pour sa mise en oeuvre
FR2480268A1 (fr) Procede et appareil pour enrichir en fer-carbonyle un courant de gaz de recyclage
FR2671338A1 (fr) Procede d&#39;obtention d&#39;un melange gazeux azote-hydrogene pour la synthese de l&#39;ammoniac.
BE421443A (fr)
BE578424A (fr)
BE474683A (fr)
BE568622A (fr)
BE429113A (fr)
BE467740A (fr)