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  PROCEDE POUR LA   METHANISATION   CATALYTIQUE   '-DE   MELANGES DE GAZ
CONTENANT DES OXYDES DE CARBONES ET DE   L'HYDROGENE.   



   La gazéification de combustibles fossiles, par exemple de la houille de lignite ou de tourbe, réalisée industriellement selon divers procédés techniques, sur une très grande échelle, fournit des gaz combustibles dont le pouvoir calorifique est insuffisant pour un grand nombre d'applica- tions et nécessite une amélioration par des procédés additionnels. Il est souvent nécessaire d'élever encore le pouvoir calorifique, situé-entre 3,500 et 4.500 cala, du gaz d'éclairage, du gaz de four à coke et des gaz combus- tibles similaires, dès qu'on veut les utiliser par exemple comme carburants de véhiculée. 



   Afin d'élever le pouvoir calorifique des gaz industriels, con- tenant à côté des oxydes du carbone (oxyde de carbone et gaz carbonique) des¯quantités suffisantes d'hydrogène, on utilise le procédé dit de méthani- sation, transformant en méthane, par hydrogénation catalytique l'oxyde de carbone et l'anhydride   carbonique   présents.

   Selon ce procédé les gaz, de- vant subir une augmentation de leur pouvoir calorifique, sont, après élimi- nation,de toutes les impuretés nuisibles à l'action catalytique (telles que l'acide cyanhydrique, le cyanogène, les composés du soufre et les corps don- nant des résines) dirigés sur des masses de contact de méthanisation, consti- tués de préférence de nickel, d'oxyde de magnésium et de terre   d'infusoires   On utilise comme appareils à réaction, dans les petites installations, des fours verticaux de 1 mètre 50 de haut, équipés de tubes de 30 mm de diamètre intérieur. Le corps de contact pour la méthanisation se trouve à l'intérieur des tubes.

   Il est refroidi au moyen d'un courant réfrigérant, en particulier d'eau sous pression passant le long des parois extérieures des tubeso Dans ce dispositif la température du corps de contact se trouve être toujours de beaucoup plus élevée au point d'entrée du gaz qu'à son point de sortieo La 

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 quantité traitée atteint en général   1.000   litres de gaz par heure pour 1 li- tre de masse de contacta 
Actuellement la méthanisation industrielle est encore effectuée à   la   pression atmosphérique, ou à une pression supérieure allant jusqu'à 3 kg par cm2 environ. On a renoncé d'opérer à des pressions plus élevées par crainte de réactions secondaires indésirables, telles   que;,,   par exemple, les précipitations de carbone. 



   Lorsqu'il s'agit de grandes installations industrielles, d'un débit horaire de, par exemple   500000   m3, le procédé en usage devient non-éco- nomique, étant donné le nombre excessif de tubes de contact, qu'il faudrait employer dans les fours. 



   On a constaté que l'on peut surmonter ces difficultés en utili- sant des couches épaisses de masses de contact, atteignant de préférence 5 à 10 m de hauteur, des pressions de gaz dépassant 6 kg/cm2, situées de pré- férence entre 10 et 50 kg/cm2,ansi que des températures des masses de con- tact s'élevant progressivement dans le sens du courant gazeux. On obtient ainsi une utilisation uniforme de la totalité de la couche de contact. La quantité de gaz traitée peut être augmentée dans une mesure extraordinaire : jusqu'à   3.000   à   10.000   litres par heure, (et plus) de gaz sous pression nor- male, par litre de masse de contact, étant donné qu'il ne se produit pas de surchauffage local des masses de contact. 



   Les gaz à méthaniser peuvent traverser la masse de contact rem- plissant les fours, soit en se déplaçant de haut en bas, soit, au contraire, de bas en, haut Selon la direction du courant des gaz, le four de réaction aura donc sa température maxima dans les couches inférieures ou supérieures. 



  Au début du contact, c'est-à-dire au point d'entrée des gaz, on maintient la température plus basse que dans les procédés en usage jusqu'à présent, afin que les gaz frais ne puissent surmener et surchauffer le catalyseur. A la fin du contact, c'est-à-dir au point de sortie des gaz, la température est sensiblement plus élevée, en général d'environ 30 C de plus, que dans la mé- thanisation pratiquée actuellement afin d'obtenir une bonne réaction même avec des gaz déjà en grande partie épuisés. Dans certains cas d'espèce on peut élever la température de contact, au point de sortie des gaz, jusqu'aux abords de 300 C 
Le procédé selon l'invention est particulièrement avantageux dans le cas où les gaz à méthaniser ne possèdent pas un excès d'hydrogène suffisant, et, de ce fait, rendent nécessaire une conversion préalable.

   Lors de celle-ci il se forme de l'anhydride carbonique que l'on élimine par un la- vage à l'eau sous pression. On utilise à cette fin une pression d'environ 15-25 kg/cm2 que l'on peut aussitôt appliquer comme pression de   méthanisation.   



  On peut également procéder sous excès de pression à la désulfuration et à l'épuration générale des gaz à   méthanisero   
Lorsque les gaz méthanisés sont emmagasinés, dès qu'ils sont ob- tenus, dans des récipients sous haute pression, on peut utiliser la pression   de méthanisation comme palier initial pour la pression d'emmagasinage, de 200 à 250 kg/cm par exemple. De cette manière on obtient une économie apprécia-   ble en travail de compression, puisque la pression de synthèse est fournie par un degré intermédiaire de la pression d'emmagasinage. 



   Le procédé selon l'invention, consistant en l'élévation de la température de méthanisation dans le sens du courant des gaz, peut être réa- lisé de façons diverses et déjà connues. Lorsque les gaz à méthaniser tra- versent les masses de contact de haut en bas, on peut employer comme moyen réfrigérant, un mélange de composés organiques, comme par exemple un mélan- ge d'hydrocarbures possédant une marge d'ébullition assez élevée et dont les constituants à point d'ébullition élevé, s'enrichissent vers le bas, ceux à point   débullition   bas se concentrant vers le haut. On peut aussi bien ré- frigérer au moyen d'eau sous pression ou d'huile sous pression en courant ascendant uniforme rejoignant les gaz et refroidie à nouveau en dehors du four.

   On peut également obtenir une température de contact ascendante, tant pour des   courants   de gaz circulant de haut en bas que de bas en haut, au      

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 moyen d'un courant uniforme de vapeur d'eau accompagnant les gaz. 



   EXEMPLE 
Un gaz primaire, contenant (pour cent en volume) 2,0% d'anhy- dride carbonique, 61% d'oxyde de carbone, 30 % d'hydrogène, 1,7 % d'azote, 5 % de méthane et   0,3 %   d'hydrocarbures lourds, a été comprimé à 15 kg/cm2, puis débarrassé, au moyen de masses épuratrices de sa teneur en hydrogène sulfuré. Il a été conduit ensuite sur un catalyseur de conversion, qu'il quitta avec une composition de :   34,6 %   d'anhydride carbonique, 7,3 % d'oxy- de de carbone, 53,3 % d'hydrogène, 1,2 % d'azote,   3,4 %   de méthane et   0,2 %   d'hydrocarbures lourdso Ce mélange de gaz à été dirigé sur une masse de contact épuratrice pour y être débarrassé des composés du soufre résiduels, des composés du cyanogène et des substances résinifères.

   Le gaz fut lavé ensuite, sous une pression de 15   kg/cm2,   avec une quantité d'eau suffisante pour que sa teneur en anhydride carbonique fût ramenée à   2,8 %   seulement. 



   Le gaz converti, épuré et lavé a été dirigé sur un catalyseur de méthanisation, composé de 60 parties de nickel, 5 parties d'oxyde de ma- gnésium et 35 parties de terre d'infusoires. La charge de contact s'élevait à 50000 litres de gaz par heure et par litre de masse de contact. On a rem- pli avec cette masse de contact des tubes de 30 mm de diamètre et de 5 m de haut. Le gaz a été dirigé de bas en haut dans les tubes de contact, ceux-ci étant réfrigérés de l'extérieur et par de l'eau sous pression de telle façon que la température de contact s'établissait à 205 C au sommet du tube, alors qu'elle n'était que de   l65 C   à la base, c'est-à-dire au point d'entrée des gaz.

Claims

Le mélange des gaz méthanisés contenait 63,4 % d'hydrogène, 0,4 % d'éthane et de propane, 33,2 % de méthane et 3% de gaz inertes. Il pos=. sédait un pouvoir calorifique de 4,500 unités thermiques (calories) par m3 de gaz (normo), alors que le gaz initial n'en avait que 3,085 RESUME.

La présente invention apour objet un procédé pour la méthanisa- tion catalytique de mélanges de gaz contenant les oxydes du carbone et de l'hydrogène, ce'procédé étant caractérisé par les points suivants, considé- rés ensemble ou séparément 1 ) Des couches de masses de contact constituées par du nickel, de l'oxyde de magnésium et de la terre d'infusoires, très épaisses, de préfé- rence de 5 à 10 m de hauteur sont employées conjointement avec des pressions de gaz dépassant 6 kg/cm2 de préférence situées entre 10 et 50 kg/cm2 et avec des températures croissant dans le sens de la marche des gaz.

2 ) La charge de contact atteint 30000 à 10.000 litres de gaz par heure pour 1 litre de masse de contact.

3 ) Les masses de contact possèdent au point d'entrée des gaz, une température de 150 à 180 C environ, alors qu'au point de sortie des gaz la température atteint 180 à 300 C environ.

4 ) La désulfuration et l'épuration générale des gaz, la conver- sion éventuelle et la méthanisation sont effectuées à la pression de travail utilisée pour'le lavage d'élimination de l'anhydride carbonique.

5 ) Pour l'emmagasinage immédiat du gaz dans des bouteilles à haute pression de 200 à 350 kg/cm2, la pression de méthanisation est utili- sée comme pression de départ.