BE495086A - - Google Patents

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BE495086A
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    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/46Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using discontinuously preheated non-moving solid materials, e.g. blast and run

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Description

       

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  PROCEDE DE   TRANSFORMATION   D'HYDROCARBURES GAZEUX9 ET APPAREIL A CET EFFET- 
Cette invention se rapporte à la production d'un gaz propre, après enrichissement, à la distribution dans des canalisations de gaz de ville, à partir de matière hydrocarbonée gazeuse. Elle se rapporte plus particulière- ment à un procédé cyclique comprenant une réaction entre un hydrocarbure ga- zeux et de la vapeur   d'eau,   connue comme réaction de transformation, pour la fabrication d'un gaz qui est riche en hydrogène libre et en produits   d'oxy-   dation du carbone, principalement de l'oxyde de carbone   (00),et   qui, par en- richissement approprié par un gaz hydrocarboné,

   peut remplacer l'un quelcon- que des gaz fabriqués industriellement à l'heure actuelle et distribués dans des canalisations de gaz de ville. 



   On dispose de façon croissante de gaz naturel, l'un des hydrocar- bures gazeux les plus répandus, et, dans des endroits relativement voisins des régions à dégagement de gaz naturel,   où   le gaz est utilisé dans son état initial, tel qu'on le recueille, les divers appareils de combustion sont con- struits et réglés pour son utilisation et il n'est par conséquent pas néces- saire de traiter ou transformer le gaze Toutefois, dans des localités où on ne disposait pas précédemment de gaz naturel, divers appareils de combustion, tels que les brûleurs sur des réchauds à gaz, des appareils de production de froid et des appareils de chauffage, ont été construits et réglés pour brû- ler un certain type de gaz fabriqué industriellement, par exemple du gaz à l'eau ou du gaz de four à coke.

   Si on essayait d'introduire du gaz naturel dans un système muni d'appareils et de brûleurs construits et réglés pour la combustion de gaz naturel, la caractéristique de combustion plus lente de ce gaz naturel aurait pour résultat, si la flamme ne s'éteignait pas complètement, de produire une flamme paresseuse et fumeuse, qui serait dangereuse en raison de la combustion incomplète et du dégagement d'oxyde de carbone toxique.

   Le changement de tous les appareils, pour les adapter à brûler du gaz naturel dans son état initial, constitue une opération coûteuse et ne serait pas   prati-   que lorsque des pointes de froid en   hiver!   exigent une augmentation de   l'ali -   mentation par du gaz fabriqué industriellement , possédant une caractéristique 

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 de combustion plus rapide, parce que la construction de canalisations de dis- tribution de gaz naturel d'un capacité satisfaisante pour le service de poin- te est coûteuse à un degré prohibitif.

   Par conséquent, les quantités crois- santes de gaz naturel, dont on dispose comme source   d'alimentation   des systè- mes de distribution des Compagnies d'utilité publique pour les usages domes- tiques et industriels, ont conduit au problème de la transformation ou con- version de gaz naturel en un produit possédant des caractéristiques propres à permettre son utilisation comme constituant d'un gaz mixte pour la distri- bution avec du gaz fabriqué industriellement dans des canalisations de gaz de ville. L'avantage d'une telle transformation du gaz naturel en vue de l'obtention de caractéristiques de combustion appropriées s'applique égale- ment à d'autres hydrocarbures gazeux, tels que l'éthane, l'éthylène, le pro- pane, le butane et analogues, et à des gaz riches en hydrocarbures, tels que des gaz de   raffinerie.   



   On a jusqu'ici effectué la transformation d'un hydrocarbure ga- zeux, pour la plus grande partie, en le faisant passer à travers un feu de coke,de préférence avec mélange de vapeur d'eau. Il se produit de cette manière un cracking thermal, avec formation d'hydrogène et de carbone. Tou- tefois, une faible partie seulement, ou aucune partie du carbone contenu.

   dans l'hydrocarbure gazeux, est convertie directement en oxyde de carbone (CO) dans la phase vapeur, bien qu'une partie du carbone déposé puisse être transformée en oxyde de carbone et en hydrogène par réaction de la vapeur d'eau avec.le lit de coke chaud, Toutefois, en général, le carbone qui est déposé dans le lit est consumé par soufflage sur le fen D'autre part, le carbone qui sort avec le gaz engorge les canalisations de gaz et les appa- reils de condensation et doit être enlevé du gaz par de l'eau pulvérisée ou être précipité électriquement, avec des dépenses additionnelles considé- rables. En outre, ce carbone est évidemment perdu pour le procédé de fabrica- tion de gaz. 



   Il est connu qu'on peut faire réagir des hydrocarbures gazeux avec de la vapeur d'eau, pour mettre en liberté de   l'hydrogène   et en même temps former de l'oxyde de carbone par combinaison du carbone du gaz   hydro-   carboné avec l'oxygène de la vapeur d'eau, et mettre en liberté de l'hydro- gène additionnel à partir de la vapeur d'eau, mais les procédés existants présentent certains inconvénients.

   Par exemple, on a employé des catalyseurs pour permettre à la réaction d'avoir lieu   à   une température inférieure à celle à laquelle se produit le cracking thermale pour éviter la production de carbone comme produit final, L'installation employée jusqu'ici pour la conversion catalytique des hydrocarbures avec de la vapeur d'eau est très coûteuse, Elle consistait principalement en tubes ou. cornues en alliages de qualité, remplis de matière catalytique et chauffés de'l'extérieur dans un four, On fait passer de façon continue les gaz hydrocarbonés et la va- peur d'eau à travers la matière catalytique, avec production d'hydrogène, d'oxyde de carbone et de faibles proportions d'anhydride carbonique. Comme mentionné, le procédé, effectué dans une telle installation, présente cer- tains inconvénients.

   Ainsi, la température du catalyseur est maintenue par conduction, à travers les tubes, de la chaleur provenant du four, pour fournir la chaleur de formation du gaz et sa chaleur sensible, La conduc- tibilité de la matière catalytique à l'état de particules distinctes n'est pas élevée, de sorte que les tubes ou cornues métalliques, si le catalyseur est maintenu à une température élevée, par exemple de 870 C à 980 C doivent être portés à une température qui n'est pas très inférieure à la température maximum de sécurité des tubes en alliages les plus résistants, et qui est nécessairement supérieure à la température de réaction du catalyseur, En outre, comme la conduction de particle à particule du catalyseur est mau- vaise,

   la température du catalyseur à l'endroit le plus près de la paroi du tube ou cornue est plus élevée que la température au centre, en donnant une température non-uniforme à travers le tube ou cornue. En outre, les tu- bes en alliages de qualité sont non seulement coûteux et exigent- des frais considérables d'entretien, mais le grand nombre de tubes exige un grand nom- bre de raccords à valve et d'instruments de mesure de   l'écoulements.qui',de   leur côté, augmentent le prix de l'installation. 

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   En raison de ces   difficultés,   inhérentes à un procédé continu de transformation de gaz hydrocarboné par chauffage extérieur, il a été pro- posé de temps en.temps divers procédés cycliques. L'un de ces procédés com- prenait l'emploi d'un lit de catalyseur, sur lequel on soufflait alternati- vement des gaz en combustion, pour emmagasiner de la chaleur dans le cata-   lyseur,   après quoi on faisait passer l'hydrocarbure gazeux et de la vapeur d'eau à travers le lit de catalyseur pour effectuer la transformation.

   Tou- tefois,par ce   procédé,,   pour éviter la destruction du lit de catalyseur par des températures de combustion excessives, la quantité de chaleur em- magasinée dans le lit de catalyseur était limitée, ce qui avait pour résul- tat que la vapeur d'eau et le gaz hydrocarboné plus froids entrants, couplés avec les besoins élevés de chaleur de la réaction de transformation elle- même,refroidissaient rapidement le lit de catalyseur jusqu'à des tempéra- tures   inférieures   à la température de réaction et produisaient des varia- tions étendues et rapides de température,Comme la chaleur, nécessaire pour amener les réactifs à la température de réaction et pour la réaction endo- thermique résultante, était fournie par la chaleur emmagasinée dans le lit de catalyseur,

   des quantités excessivement grandes de catalyseur étaient nécessaires, ce qui est très   coûteux.   En outre, dans beaucoup de ces procé- dés cycliques antérieurs, des quantités relativement grandes de carbone et autres matières combustibles étaient déposées sur le catalyseur, ce qui di- minuait son activité et engorgeait les canaux de passage du gaz à travers le lit de catalyseur. 



   La présente invention a pour but   d'obtenir   un procédé pour le traitement de matière hydrocarbonée gazeuse, en particulier de gaz naturel, et de vapeur d'eau de manière à produire un gaz combustible propre à être utilisé comme élément constitutif d'un gaz pour la distribution dans des canalisations de gaz de ville dans lesquelles du gaz fabriqué industrielle- ment a précédemment été distribué, ce procédé ne présentant pas les 8inconvé- nients du procédé de cracking thermique ni des procédés de conversion cata- lytique actuellement connus. 



   L'invention a également pour but d'obtenir un procédé par lequel du gaz naturel peut être transformé de façon économique et efficace en un gaz propre, riche en hydrogène libre et dans lequel le carbone contenu dans l'hydrocarbure utilisé pour la réaction existe à l'état gazeux, principale- ment sous forme d'oxyde de carbone, et dans lequel il ne se forme pas de proportion notable de carbone libre ou autre matière combustible solide pen- dant le procédé,, 
L'invention a encore pour but   d'obtenir   un procédé pour la pro- duction d'un gaz combustible qui soit exempt de particules de carbone et qui puisse être mélangé avec un autre gaz de manière   à ,

  donner     un   produit gazeux qui pourra remplacer du gaz à l'eau ou du gaz de four à coke fabriqué indus-   triellement   dans les systèmes de distribution de gaz des Compagnies d'utili- té publique. 



   Un autre but encore de l'invention consiste à obtenir un appareil relativement peu coûteux, d'une capacité élevée, pour la réalisation du pro- cédé décrit   ci-dessus,   d'une construction à laquelle une installation exis- tante de fabrication de gaz peut être transformée facilement et économique- ment. 



   Conformément au procédé selon l'invention, on fait réagir cata- lytiquement avec de la vapeur   d'eau   une matière hydrocarboné qui est norma- lement gazeuse,   c'est-à-dire   existe à l'état gazeux dans les conditions de température et de pression atmosphériques, En outre, de l'air   participe   de préférence également à la réaction.Comme résultat de la réaction de trans- formation ou de conversion., on obtient un gaz riche en hydrogène libre et contenant du carbone sous la forme d'oxydes gazeux, principalement de   l'oxy-   de de carbone (CO- 
Le procédé implique l'utilisation d'un cycle comprenant un stade ou période d'emmagasinage de chaleur, dans lequel des gaz chauds de combus - 

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 tion, formés par la combustion d'un combustible fluide..

   sont entraînés à travers une matière d'emmagasinage de chaleur et ensuite à travers un lit de catalyseur pour la réaction de transformation,   c'est-à-dire   un catalyseur pour la réaction endothermique entre des hydrocarbures gazeux et de la va- peur d'eau, de manière à chauffer la matière   d'emmagasinage   de chaleur et le catalyseur par contact direct avec les gaz de combustion, - et un stade ou période de transformation, dans lequel les réactifs gazeux, c'est-à-dire le gaz hydrocarboné et la vapeur d'eau, ou le gaz hydrocarboné, la vapeur d'eau et l'air soitchauffés par la chaleur accumulée dans la matière d'emmagasinage de chaleur et réagissent ensuite en présence du catalyseur.

   Un tel mode opéra- toire peut être désigné comme un procédé cyclique, .ainsi, dans une partie du cycle, on brûle un combustible fluide dans une chambre de combustion et on fait passer les produits chauds de la combustion à travers une zone remplie de matière d'emmagasinage de chaleur et ensuite à travers une zone contenant le catalyseur, pour y emmagasiner de la chaleur et fournir la chaleur néces- saire pour le procédé.

   Dans l'autre partie du cycle, on fait passer le gaz hydrocarboné réactionnel, mélangé à de la vapeur d'eau, et, dans la forme de réalisation préférée, également à de l'air, d'abordà travers la zone conte- nant la matière d'emmagasinage de chaleur, qui sert de zone de chauffage préalable, pour élever la température du mélange jusqu'à la température de réaction, et ensuite à travers la zone contenant le catalyseur, dans laquel- le la réaction a lieu, en produisant un gaz propre, dans lequel 1'hydrogène de l'hydrocarbure réactionnel a été mis en liberté et le carbone de cet   by-   drocarbure a été combiné avec l'oxygène de la vapeur d'eau (et de l'air, si on utilise celui-ci),de manière à former de l'oxyde de carbone et de   l'anhy-   dride carbonique.

   On verra que, avant que les réactifs soient amenés en con- tact avec le catalyseur, ils sont mélangés et préalablement chauffés de façon uniforme dans une zone de chauffage préalable renfermant la matière   d'emma-   gasinage de chaleur, qui est chauffée par les gaz de combustion dans la pé- riode du cycle correspondant à l'emmagasinage de chaleur.

   Comme il sera discuté plus complètement ci-après, le gaz, produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, sera, avant distribu- tion comme gaz de ville, mélangé à une partie déterminée d'avance d'hydro- carbure normalement gazeux pour donner la valeur calorifique désirée, 
Le procédé comprend également certaines dispositions avantageu- ses, par lesquelles les produits chauds de la combustion, utilisés pour 1'em- magasinage de chaleur pendant la période du cycle correspondant à 1'emmaga- sinage de chaleur, sont réglés de manière   à   maintenir le catalyseur dans un état élevé d'activité, et par lesquelles des produits de la combustion, con- stitués avantageusement par des produits d'une combustion incomplète, for- més pendant la période d'emmagasinage de chaleur,

   sont mélangés dans des proportions déterminées avec le gaz transformé, produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, de manière à donner un mélange gazeux possédant des caractéristiques convenant pour la distri- bution dans des régions alimentées en gaz fabriqué industriellement, après enrichissement par un gaz hydrocarboné, 
Comme,dans le procédé selon la présente invention, l'apport de chaleur se fait de l'intérieur en ce qui concerne la matière   d'emmagasi-   nage de chaleur et le lit de catalyseur, des tubes ou cornues, chauffés de l'extérieur et coûteux, ne sont pas nécessaires pour contenir le catalyseur, et un ou deux grands récipients à revêtement réfractaire pour déterminer la chambre de combustion, l'enceinte d'emmagasinage de chaleur, et le lit de catalyseur,

   suffiront pour constituer une installation d'une grande capa- cité de production., En outre, comme les gaz de combustion et les gaz réac- tionnels suivent les mêmes trajets dans le même sens pendant les parties respectives du cycle, il ne faut pas de valves coûteuses à manoeuvrer à l'état chaud, qui ont donné lieu à de nombreux problèmes dans certains sys- tèmes antérieurs de production de   gaz.   Un petit nombre de grandes condui- tes remplaceront les collecteurs avec les raccordements multiples nécessai- res pour une installation comportant de nobreux tubes ou cornues.

   Les dis- positifs de commande sont de même simplifiés, et le changement cyclique de valves peut être produit par la méthode de commande automatique établie 

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 depuis de nombreuses années dans la technique du gaz à   1'eau..   En   outre,   le système cyclique est plus sensible à une commande thermique, parce que les températures peuvent être réglées en quelques minutes, contrairement à   ce   qui est le cas pour un four à tubes ou cornues chauffé de façon continue, par exemple, qui exige un temps considérable pour effectuer les changements désirés.

   Comme les réactifs subissent un chauffage préalable   jusqu'aux   tem- pératures de réaction avant   d'atteindre   le lit de catalyseur, des variations étendues et rapides de température dans le lit de catalyseur sont supprimées et il faut des quantités plus petites de catalyseur que ce serait le cas si on comptait sur la chaleur emmagasinée dans la masse de catalyseur, pour chauffer un ou plusieurs des gaz réactionnels aux températures de réaction et aussi pour fournir la chaleur nécessaire dans la réaction endothermique. 



   Un autre avantage du procédé décrit réside dans la facilité avec laquelle des installations existantes de fabrication de gaz à l'eau carburé peuvent être transformées convenablement et rapidement de façon à pouvoir être utilisées avec le procédé selon   l'invention.   



   Le dessin ci-joint représente schématiquement un appareil dans lequel on peut réaliser le procédé selon la présente invention. 



   Sur ce dessin, 1 représente une chambre garnie d'un revêtement réfractaire, qui peut être l'appareil de surchauffage d'une installation courante de gaz à l'eau avec des modifications appropriées ressortant du dessin. 2 représente la chambre de combustion, qui peut être simplement une enceinte précédant la zone 3 d'emmagasinage de chaleur. Cette zone 3 d'em- magasinage de chaleur consiste en corps réfractaires d'accumulation de cha- leur, tels que des briques réfractaires disposées en empilages de la manière habituelle, en 14ou en pièces de matière réfractaire   15,   disposées au hasard ou, comme représenté sur le dessin, en une combinaison de ces deux moyens.

   La matière d'emmagasinage de chaleur peut être supportée par une voûte en briques réfractaires 16 La zone 3 d'emmagasinage de chaleur con- siste avantageusement en couches de pièces réfractaires différentes   suppor-   tées sur une voûte constituée par un empilage de briques, les pièces situées le plus près de l'empilage étant des pièces relativement grossières et sup- portant une couche plus épaisse de pièces de plus petites dimensions, avan- tageusement en une matière d'une meilleure conductibilité   thermique,   telle que du carbure de silicium aggloméré.

   Le lit de catalyseur est représenté en   4   et peut être supporté par une voûte 17 en briques réfractaires.  5   et 6 re- présentent respectivement les conduites d'amenée d'air et de combustible fluide pour la combustion destinée à chauffer   l'appareil,   et 7 représente la valve de la cheminée par laquelle les gaz ayant servi au chauffage peu- vent être évacués dans l'atmosphère, ou être amenés à une chaudière chauf- fée par ces gaz (non représentée) avant d'être évacués dans   l'atmosphère..   



  Les conduites d'amenée de l'hydrocarbure gazeux naturel et de la vapeur   d'eau,   destinés à être introduits dans la zone de chauffage préalable en un endroit voisin de la zone de combustion, de sorte que les réactifs passent à travers le lit de matière de chauffage préalable et le lit de catalyseur dans le même sens que les produits chauds de la combustion, sont représentées en 8 et   9,   respectivement, et la conduite   d'amenée     d'air   pour le traitement, si on en   utilisée   est représentée en   10.   Le gaz sort de la chambre de.réac- tion par la conduite 11, passe à travers la caisse de lavage 12 et se rend par la conduite 13 à l'endroit   d'emmagasinage,   Conformément au mode opéra- toire connu de fabrication de gaz,

   le gaz quittant la chambre do réaction pour être emmagasiné peut passer à travers une chaudière chauffée par les gaz de la combustion (non représentée) avant   d 1 atteindre   la caisse de lava- ge. 



   L'opération est, comme spécifié, cyclique et le procédé comprend d'abord une période de chauffage ou soufflage, pendant laquelle de l'air et un fluide combustible sont admis par les conduites 5 et 6, respectivement, la combustion ayant lieu dans la chambre de combustion   2.   Les gaz de   combus-   tion chauds passent à travers la zone 3 de chauffage préalable ou d'emmaga- sinage de chaleur, ce qui porte celle-ci à une température supérieure à la 

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 température nécessaire pour la réaction de transformation, et passent 'ensuite à travers le lit de catalyseur à une température quelque peu réduite, et peuvent ensuite être évacués par la valve 7 de la cheminée. 



  Après que l'installation est chauffée à la température de fonctionnement, - on ferme la valve 7 de la cheminée et on ferme également les conduites 5 et 6 d'amenée d'air et de combustible fluide. En   même- temps,-  on ouvre les con- duites 8 et 9 pour admettre respectivement l'hydrocarbure gazeux et la va- peur d'eau destinée à réagir avec l'hydrocarbure. Si on le désire, et con- formément à la forme de réalisation préférée, on peut également admettre de l'air pour le traitement en ouvrant la conduite 8.

   L'utilisation de cet air présente l'avantage d'aider à maintenir les températures de fonctionnement, de maintenir la variation de température à un degré minimum et d'augmenter la production de gaz de   l'appareil.   Ces gaz réactionnels sont soumis à un chauffage préalable, sensiblement jusqu'à la température de réaction - qui, comme il sera discuté plus complètement ci-après, sera une température infé- rieure à celle à laquelle a lieu le cracking thermique - par leur passage à travers la zone de chauffage préalable ou d'emmagasinage de chaleur, en absorbant de la chaleur à partir de celle-ci.

   Après avoir quitté la zone de chauffage préalable ou zone d'emmagasinage de chaleur, les gaz réaction nels entrent dans le lit de catalyseur,   où   ont lieu les réactions typiques suivantes (pendant la transformation de gaz naturel) (1) avec de la vapeur d'eau: CH4   +   H20 =3H2   +   CO   49,45   calories par mol-gr. 



  (2) avec de l'air: CH4   +   1/2 O2   +   1,9 N2 2H2   +   CO   +   1,9N2= 7,33 calo- ries par   mol-gr.   



   Bien que le dessin ne représente qu'un seul appareil, il est bien entendu qu'on peut employer une installation comprenant deux ou trois de ces appareils en suivant les mêmes principes généraux décrits ci-dessus. Par exemple, on peut employer l'appareil de carburation et l'appareil de sur- chauffage d'une installation courante de fabrication de gaz à l'eau carburé, ces appareils étant reliés à leur partie inférieure par une conduite ouver- te, En réalisant le procédé selon l'invention avec cecte installation, on peut admettre le combustible fluide et l'air à la partie supérieure de l'ap- pareil de carburation, où la combustion a lieu, les produits chauds de la combustion descendant à travers l'appareil de carburation,

   passant par le conduit raccordant celui-ci à l'appareil de   surchauffage   et montant à tra- vers les zones de chauffage préalable et de catalyse, comme décrit. De ma- nière similaire,dans une telle installation, l'hydrocarbure gazeux réac- tionnel, la vapeur d'eau, et l'air de traitement si on en utilise, peuvent être admis à la partie supérieure de l'appareil de carburation, descendent à travers l'appareil de carburation, passent par la conduite raccordant ce- lui-ci à la partie inférieure de l'appareil de surchauffage et remontent à travers les zones de chauffage préalable et de catalyse, comme décrit.

   Un empilage quelconque contenu dans l'appareil de carburation fonctionnera com- me partie de la zone de chauffage préalable,De manière similaire, dans une installation à trois appareils, employant également le générateur d'une   in-   stallation courante de fabrication de gaz à l'eau carburé, le générateur peut servir comme chambre de combustion, et les diverses matières peuvent être admises dans le générateur, allant à la partie supérieure de   l'appa-   reil de carburation par la conduite ouverte raccordant les parties   supérieu-   res du générateur et de l'appareil de carburation, puis de ce dernier à l'appareil de surchauffage,  y comme   décrit. 



   On comprendra en outre que,   conformément   au mode opératoire cou rant de fabrication de gaz, on peut effectuer, et de préférence on effectue des purges à la vapeur d'eau entre les périodes du cycle correspondant au chauffage et à la production de gaz, ou entre les périodes du cycle corres- pondant à la production de gaz et au chauffage, ou à ces deux moments. Ces purges, comme il est bien connu dans la technique de la fabrication du gaz, servent à débarrasser le système de gaz indésirables, qui peuvent souiller le gaz produit, ou servent à refouler des gaz résiduels utiles vers   l'en-   

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 droit d'emmagasinage. 



   Les catalyseurs pour la réaction endothermique d'hydrocarbures gazeux avec de la vapeur   d'eau,   pour produire des mélanges gazeux compre- nant de l'hydrogène libre et de 1'oxyde de carbone, avec des proportions variables d'anhydride carbonique, sont bien connus. Les catalyseurs le plus fréquemment proposés dans ce but sont des métaux du groupe du fer, les ca- talyseurs à base de nickel et.de cobalt étant habituellement préférés, bien qu'on ait également employé d'autres métaux à point de fusion élevé,, tels que vanadium, chrome, platine et analogues. En ce qui concerne le nickel et le cobalt, les catalyseurs à base de nickel ont habituellement été employés, parce que la réaction est plus facile à régler et que les catalyseurs à ba- se de nickel sont moins coûteux. 



   On emploie fréquemment un support réfractaire approprié, sur la surface duquel la matière catalytique est déposée ou à travers lequel elle est répartie. Des oxydes difficilement réductibles, tels que alumine, sili- ce, magnésie, oxyde de calcium, oxyde de titane, oxyde de chrome, oxydes de métaux de terres rares tels que par exemple   l'oxyde   de thorium, l'oxyde de cérium et/ou   d'autres,   peuvent être présents. On peut employer des composés tels que des chromates. 



   Un procédé de préparation du catalyseur comprend la précipitation du catalyseur sous la forme d'un sel sur une matière de support finement di- visée, la calcination pour produire l'oxyde du métal catalytique,   l'agglomé-   ration sous forme de pelotes ou boules ou le façonnage à d'autres formes par extrusion à partir d'une pâte de la matière calcinée, et la réduction de l'oxyde à température élevée en catalyseur métallique, soit comme phase dans la préparation du catalyseur, soit après que celui-ci a été mis en place dans l'installation de traitement du gaz.

   Dans la préparation d'un autre type de catalyseur, on imprègne des corps réfractaires préalablement façonnés, tels que des boules d'alumdum et analogues, avec un sel du métal catalytique, et on calcine ensuite les corps façonnés ainsi imprégnés pour former   l'oxyde   du métal, qui est ensuite réduit. Le catalyseur employé peut être produit par tout procédé désiré qui ne fait pas partie de cette invention. 



   La matière hydrocarbonée gazeuse, transformée pendant la période du cycle correspondant à la production de gaz, peut consister en matière hydrocarbonée normalement gazeuse, telle que par exemple méthane, éthane, propane et/ou butane. Des hydrocarbures non saturés correspondants peuvent être présents en toute concentration désirée, par exemple sous forme d'éthy- lène, propylène, butylène, etc.. Les autres conditions étant les mêmes, il est préférable d'employer une matière hydrocarbonée saturée, de préférence une matière paraffinique Le gaz naturel, qui consiste principalement en méthane, et le gaz d'huile de raffinerie, qui consiste principalement en mé- thane et éthylène, sont parmi les matières hydrocarbonées qu'on peut emplo- yer.

   Le gaz naturel est particulièrement préféré comme hydrocarbure réac- tionnel, en raison du fait qu'on peut facilement s'en procurer. 



   En ce qui concerne le combustible employé pendant la période du cycle correspondant à 1'accumulation de chaleur, il peut consister en un com- bustible fluide quelconque,   c'est-à-dire   un combustible gazeux ou liquide. 



  Des hydrocarbures gazeux, tels que ceux mentionnés ci-dessus, et plus spé- cialement le gaz naturel, sont particulièrement satisfaisants, bien qu'on puisse également employer un combustible gazeux qui n'est pas riche en hydrocarbures, tel que du gaz à   l'eau,   du gaz de gazogène et analogue.   On   peut également, si on le désire, employer des hydrocarbures liquides, tels que fuel oil, gas oil, essence, kérosène, goudron et analogues. Dans le cas où on emploie un combustible liquide, -on, peut utiliser un dispositif de pulvérisation ou de vaporisation courant pour faciliter la combustion. 



   Les proportions d' hydrocarbure gazeux réactionnel et de vapeur d'eau,employées pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, varient généralement entre environ 0,8 mol et environ 5 mois, et de préférence entre environ 1,5 et environ   2,5   mols de vapeur d'eau pour 1 mol de carbone dans l'hydrocarbure réactionnel,, Lorsqu'on   em-   

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 ploie de l'air pendant la période du cycle correspondant à la réaction de 
 EMI8.1 
 transformation, on peut diminuer la proportion de vapeur d'eau à 1-lhydrocàr- bure et on peut descendre jusqu'à:

   environ 0,8 mol de vapeur d'eau pour 1 mol de carbone dans   l'hydrocarbure   gazeux réactionnel. 
 EMI8.2 
 Comme mentionné., contormément à la forme de réalisation préférée du procédé., on emploie un peu d'air pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation.. La proportion d'air ainsi employée sera in- 
 EMI8.3 
 férieure à environ 2 mols de celui-#Í. polir 1 mol de carbone dans l'hydrocar- bure gazeux   réactionnel.,   et, dans la plupart des cas., sera inférieure à en- 
 EMI8.4 
 viron 1 mol d'air pour 1 mol de carbone dans l'hydrocarbure réactionnel.- De préférence,, la proportion d'air, employée pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, est comprise entre environ 0,1 et environ 0,6 mol d'air pour 1 mol de carbone dans l'hydrocarbure réaction- nel. 



   En ce qui concerne les conditions de température employées pen- dant le cycle, les réactifs, comme mentionné, doivent être chauffés sensible- ment aux températures de réaction par leur pass-age à travers la zone d'accu- mulation de chaleur et avant leur passage à travers la zone de catalyse. Les considérations principales sont par conséquent que l'hydrocarbure gazeux réactionnel, tout en étant chauffé à un degré suffisant pour obtenir une ré- action sensiblement complète de celui-ci dans la zone de catalyse, ne soit 
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 pas chauffé à uh degré où il se produit 1J cracld....""1g thermique notable de celui-ci, avec formation d'une -quantîté- quelconque dé carbone dans la zone de chauffage préalable.

   Les   conditions   exactes de température déter- minant ces considérations dépendront en partie de l'hydrocarbure gazeux ré- actionnel particulier employé, Il a été constaté, par exemple, que, lors- que on transforme du gaz naturel, la température   moyenne   de la matière d'ac-   cumulation   de chaleur dans la zone de chauffage préalable ne doit pas dé- passer   1095 C   environ, ni ne doit descendre au-dessous de 760 C environ. 



  En d'autres mots,la matière d'emmagasinage de chaleur aura., au début de la 
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 période du cycle correspondant â 1a réaction de transformation, une tempéra- ture qui ne doit pas être supérieure à 1095 C environ, e'è;, à la fin de la période du cycle correspondant à cette réaction de tq :.zsfor..at.on9 une tem- pérature qui ne doit pas être inférieure à 760 C environ. Pour assurer une période de trw.sformation de longueur raisonnable, lorsqu' il s'agit de la transformation de gaz naturel,. la température moyenne de la matière d'accu- mulation de chaleur,, au début de la période du cycle correspondant à la ré- action de transformation, ne sera pas inférieure à 815 C environ.

   En raison du fait que les gaz chauds de combustion, pendant la période du cycle corres- pondant à 1'accumulation de chaleur., passent   d'abord   à travers la matière d'accumulation de chaleur, puis à travers la zone du catalyseur, la tempéra- ture du catalyseur., à un moment quelconque, sera normalement un peu infé- rieure à la température moyenne de la zone de chauffage préalable, et en général les températures dans le lit de catalyseur, au début de la période de transformation,, dans le cas de la transformation de gaz naturel et en se référant aux limites de température mentionnées ci-dessus,ne dépasseront pas environ   980 C   et peuvent,-descendre jusqu'à 705 C environ.

   Dans le cas de la transformation d'hydrocarbures gazeux plus lourds que le méthane, il 
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 peut gtrè avantageux d-lemplôyer des températures quelque peu plus basses dans la zone de chauffage préalable pour éviter un cracking thermique, étant donné que la transformation d' hydrocarbures plus lourds que le méthane peut ne pas exiger des températures aussi élevées que lorsqu'il s'agit de la transformation de méthane. Ainsi, pour la transformation d'hydrocarbures plus lourds que le méthane, on peut employer, dans la zone de chauffage préa- lable, des températures aussi basses que 537 C environ. 



   En référence plus particulièrement à la période du cycle corres- pondant à l'accumulation de   chaleur,   on conduit le présent procédé, comme mentionné., en brûlant un combustible fluide et en faisant passer les pro- duits chauds de la combustion en série à travers la zone d'accumulation de chaleur et la zone de catalyse, On peut conduire la période du cycle cor- respondant à l'accumulation de chaleur en brûlant le combustible avec un ex- 

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   ces     d'air,   ou avec   -j.1le   quantité d'air kinsuffisnat pour assurer une combus- tion complète, ou avec juste la quantité d'air théoriquement nécessaire pour une combustion complète, aussi longtemps que la matière d'accumulation de chaleur et le catalyseur sont portés aux températures nécessaires.

   Toutefois, selon une forme de réalisation préférée du procédé, on effectue au moins la dernière partie de la période du cycle correspondant au chauffage en brûlant le combustible avec une quantité d'air insuffisante pour assurer une combus- tion complète, en engendrant ainsi des produits de combustion sensiblement exempts d'oxygène libre et ayant une teneur importante en hydrogène et oxyde de carbone en outre de leur teneur en anhydride carbonique, vapeur d'eau et azote. Ceci assure le maintien du catalyseur   à   un état hautement actif.

   La proportion d'air, employée pendant une opération d'accumulation de chaleur de ce type, sera habituellement inférieure à 95 % de celle théoriquement né- cessaire pour la combustion complète du combustible particulier employé, et elle peut descendre   jusqu'à     70 %   environ de celle nécessaire pour la combustion complète, Les produits résultant de la combustion fournissent de la chaleur à la matière d'accumulation de chaleur et au catalyseur par con- tact direct avec ceux-ci, sans danger d'oxydation du catalyseur métallique. 



  De préférence, la combustion, pendant une opération d'accumulation de cha- leur de ce type, est suffisamment incomplète pour engendrer des produits de combustion qui sont réducteurs par rapport à l'oxyde du catalyseur   métalli-   que, dans le but de   favoriser   la présence, au début de la partie du cycle correspondant à la réaction de transformation, de surfaces de contact de catalyseur métallique élémentaire hautement actif, au lieu de l'oxyde de ce catalyseur métallique, tout en obtenant en même temps un bon rendement pra- tique dans l'emploi du   combustibl e.   Ainsi,

   la quantité d'air employée pen- dant une opération d'accumulation de ce typeest de préférence comprise entre 85 % environ et 93 % environ de celle théoriquement nécessaire pour la combustion complète du combustible particulier employé. 



   Comme indiqué ci-dessus, selon une forme de réalisation préférée du présent procédé, on conduit au moins la dernière partie de la période du cycle, correspondant à l'accumulation de chaleur, en brûlant le combustible avec une proportion d'air insuffisante pour la combustion complète, Bien qu'on puisse conduire de cette manière la période   entière   du cycle corres- pondant à l'accumulation de chaleur, il est particulièrement préférable de conduire la première partie de la période du cycle correspondant à l'accumu- lation de chaleur en brûlant le combustible avec de l'air en excès, de .sorte que les gaz de combustion contiennent de l'oxygène libre, et de conduire la dernière, partie de cette période d'accumulation de chaleur en brûlant le coin-- bustible avec une proportion d'air insuffisante pour assurer la combustion complète,

   comme décrit. Dans ce cas, la proportion d'air, employée pendant la première partie de la période d'accumulation de chaleur, sera habituelle- ment d'au moins 2   %   en excès de celle nécessaire pour la combustion complète du combustible, et peut dans certains cas aller jusqu'à 50 % environ en excès de celle nécessaire pour la combustion complète. Dans la plupart des cas, un excès d'air, dans une proportion comprise entre environ 5 % et environ 15% de celle théoriquement nécessaire pour la combustion complète du combustible, donne des résultats satisfaisants.

   L'emploi d'un excès d'air, dans la pre- mière partie de la période d'accumulation ,de chaleur, a en vue   d'obtenir   une efficacité maximum de combustion, de raccourcir la flamme et d'obtenir ainsi un dégagement plus grand de chaleur, dans la zone ,de combustion, et aussi d'as- surer l'élimination de toute trace de matière combustible qui peut s'être accidentellement déposée sur la matière réfractaire et le catalyseur,, Toute- fois, par le procédé selon l'invention, comme déjà mentionné, il se dépose très peu de matière combustible, ou pas du   tout.   De façon générale, dans cet- te période d'accumulation de chaleur en deux stades, le stade d'accumulation de chaleur, pendant lequel on emploie de 1-'air en excès pour la combustion,

   peut s'étendre sur une partie comprise entre 15 % environ et.50 % environ de la période totale du cycle correspondant à l'accumulation de chaleur. Le res- te de cette période du cycle correspondant à   l'accumulation   de chaleur sera, dans ce mode opératoire, le stade pendant lequel on emploie, comme décrit, une proportion d'air insuffisante pour assurer la combustion complète. 

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   En ce qui concerne le gaz produit pendant la période du cycle correspondant à la transformation du gaz, ce gaz comprend principalement de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone, avec des proportions petites mais va- riables d'hydrocarbures gazeux et d'anhydride carbonique et avec des propor- tions variables d'azotesuivant la proportion d'air employée pendant cette période du cycle correspondant à la transformation. Bien que ce gaz soit com- bustible,   il   ne possède pas les caractéristiques qui permettraient de   l'uti-   liser par lui-même comme gaz de ville. Par exemple, sa valeur calorifique sera inférieure à celle nécessaire pour l'utilisation dans des systèmes de distribution de gaz de ville.

   Par suite, avant que le gaz, produit pendant la période du cycle correspondant à la transformation, soit distribué comme gaz de ville, il doit être enrichi avec du gaz possédant une valeur calori- fique supérieure à celle désirée dans le gaz   mixte.   Une tel gaz   d'enrichis-   sement peut être constitué par l'un quelconque des hydrocarbures gazeux mentionnés ci-dessus et en particulier par du gaz naturel. 



   Toutefois, dans beaucoup de cas, le simple enrichissement du gaz, produit pendant la période du cycle correspondant à la transformation, avec un gaz d'une valeur calorifique plus élevée, ne donne pas un gaz mixte possé- dant toutes les caractéristiques exigées dans une région particulière. Par exemple, bien qu'on puisse obtenir   -un   gaz mixte, possédant la valeur calorifi- que désirée, en mélangeant, par exemple, du gaz naturel avec du gaz produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, le poids spécifique du gaz mixte peut encore être inférieur, et/ou le rapport de l'hydrogène aux constituants inertes peut encore être supérieur aux condi- tions exigées dans une région particulière.

   Ou bien, il peut être avantageux d'utiliser,comme constituant du gaz mixte distribué, du gaz de four à coke, en raison du fait qu'on peut facilement se procurer ce dernier dans une ré- gion particulière donnée. Comme le gaz de four à coke est relativement riche en hydrogène, son mélange avec le gaz, qui est produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation et qui est également riche en hydrogène, donnerait comme résultat un rapport entre 1'hydrogème et les constituants inertes bien supérieur à celui nécessaire. 



   Pour ces raisons, il est fréquemment désirable de mélanger égale- ment au gaz, produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, une quentité déterminée d'un gaz possédant un poids spéci- fique élevé et un faible rapport entre l'hydrogène et les constituants iner- tes. Un tel gaz peut être produit par la combustion' d'un hydrocarbure, de préférence en présence d'une proportion d'air insuffisante pour assurer une combustion complète. Un gaz particulièrement avantageux à ce point de vue est le produit de la combustion incomplète obtenu pendant le stade de la période décrite ci-dessus d'accumulation- de chaleur pendant lequel un combustible hydrocarboné fluide est brûlé en présence d'une proportion d'air insuffisante pour assurer une combustion complète.

   Par suite, conformément à une autre forme de réalisation de la présente invention, on mélange au moins une partie des gaz de chauffage, résultant de la combustion du combustible hydrocarboné fluide en présence d'une proportion d'air insuffisante pour assurer une com- bustion complète pendant la période du cycle correspondant à l'accumulation de chaleur, avec le gaz produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, de manière à obtenir un gaz mixte qui, lors- qu'il est enrichi, comme décrit ci-dessus, et qu'il est mélangé à du gaz de four à coke, si on le désire, satisfera aux conditions exigées dans la région où l'on utilise du gaz de ville fabriqué industriellement, et qui peut par conséquent remplacer le gaz de ville fabriqué industriellement.

   Selon cette forme de réalisation de l'invention, bien que les produits de la combustion incomplète, formés pendant la période d'accumulation de chaleur du cycle, puissent être évacués et amenés à un récipient d'emmagasinage, distinct de celui auquel est conduit le gaz produit pendant la période du cycle correspon- dant à la réaction de transformation, il est préférable de conduire la quan- tité désirée de ces produits de la combustion incomplète directement à un ré- cipient commun   d'emmagasinage,   de la même manière qu'on le fait pour le gaz produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transfor- 

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 mation,   c'est-à-dire   par la conduite 13 en passant par la conduite 11 et la caisse de lavage 12. 



   Les proportions exactes de gaz d'enrichissement, et de produits de la   combustion  si on en emploie., et de gaz de four à coke, si on en   em-   ploie, en mélange avec le gaz produit pendant la période du cycle correspon- dant à la réaction de transformation, pour obtenir un gaz final propre à la distribution comme gaz de ville., sont sujettes à variation, non seulement se- lon les conditions à satisfaire mais aussi selon les caractéristiques exac- tes du gaz d'enrichissement, et du gaz produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, et aussi des produits de com- bustion et du gaz de four à coke, si on en utilise.

   De façon générale, les gaz de ville fabriqués industriellement ont une valeur calorifique comprise entre environ   4.625   et   5.070   calories par   m3,   un poids spécifique compris entre environ 0,45 et environ 0,75 et un rapport entre l'hydrogène et les constituants inertes compris entre 1;1 environ et 6:1 environ.

   D'autre part, le gaz, produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation, aura, une valeur calorifique inférieure à celle mentionnée ci-dessus, par exemple environ   2.670   calories par m3, un poids spécifique compris dans ou quelque peu au-dessous de la gamme mentionnée ci-dessus (par exemple 0,35 et un rapport entre l'hydrogène et les constituants inertes compris dans ou quelque peu au-dessus de la gamme spécifiée ci-dessus (par exemple,   10:

  1).   Le gaz d'enrichissement aura une valeur calorifique bien au- dessus de celle exigée, le gaz naturel ayant une valeur calorifique   d'envi-   ron   9.340   calories par m3, un poids spécifique d'environ 0,61 - 0,63, et un rapport entre l'hydrogène et les constituants inertes égal à zéro, car il est habituellement exempt d'hydrogène. 



   Le produit de la combustion incomplète aura une valeur   calorifi-   que bien au-dessous de la gamme mentionnée ci-dessus et qui peut même être inférieure à 890 calories par m3; son poids spécifique sera bien au-dessus   de la gamme spécifiée, fréquemment voisin de 1 ; etson rapport entre l'hydro-   gène et les constituants inertes sera bien au-dessous de la gamme mentionnée. 



   On verra que, bien que les proportions des divers gaz à mélanger entre eux paissent varier dans une grande mesure., la, détermination des propor- tions exactes nécessaires dans un cas particulier quelconque n'offrira pas de difficulté au technicien de la fabrication du gaz et qu'on peut y arriver par un calcul simple. En faisant varier les proportions des réactifs, notam- ment de l'hydrocarbure gazeux et de la vapeur d'eau, ou de l'hydrocarbure gazeux, de la vapeur d'eau et de l'air, utilisés pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation., on peut déterminer comme on le désire les diverses caractéristiques du gaz résultant.

   En outre de ces va- riables, en faisant varier la proportion de produits de combustion, tels que les produits de la combustion incomplète formés pendant la période du cycle correspondant à l'accumulation de chaleurqu'on peut mélanger au gaz produit pendant la période du cycle correspondant à la réaction de transformation., on peut agir additionnellement sur les caractéristiques du gaz mixte résul- tant. En tout cas, on verra que la présente invention fournit un procédé d'une grande souplesse pour produire un gaz qui peut remplacer un gaz de ville fabriqué industriellement quelconque., ou qui est propre à être mélan- gé à d'autres gaz pour satisfaire à des conditions variables rencontrées dans l'industrie du gaz de ville. 



   L'invention dans son aspect plus général, ainsi que les formes de réalisation préférées décrites ci-dessus, seront mieux comprises par la des- cription des exemples particuliers, suivants,qui sont donnés uniquement à titre explicatif et qui ne sont en aucune manière destinés à limiter l'éten- due et le cadre de l'invention. 



    EXEMPLE   1 
L'appareil de réaction employé est l'appareil de surchauffage d'une installation courante de fabrication de gaz à l'eau carburé, le générateur et l'appareil de carburation étant supprimés; le combustible, l'air, la va- 

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 peur d'eau et l'hydrocarbure réactionnel sont admis à la partie inférieure de l'appareil de surchauffage, comme représenté sur le dessin. L'appareil de réaction contient   4,075   m3 de morceaux de carbure de silicium disposés au hasard, sur une profondeur de 0,685 m, supportés, sur une voûte en briques réfractaires, et 8,65m3 de corps réfractaires, imprégnés de nickel, sup- portés sur une voûte en briques réfractaires,,comme représenté sur le dessin. 



   On a utilisé un cycle de   1,5   minute, dont   44   % correspondaient à la période d'accumulation de chaleur;,51% correspondaientà la période de transformation de gaz, et 5 % correspondaient à une purge à la vapeur   d'eau.   



   Pendant la période d'accumulation de chaleur, de l'air et du gaz naturel étaient admis dans la chambre de combustion à la cadence de 237,5 m3 par minute et 28,3 m3 par minute, respectivement.   A   cette cadence,   la   quantité d'air était insuffisante pour assurer une combustion complète. Les produits chauds de la combustion passaient successivement à travers la zone d'accumu- lation de chaleur et la zone de catalyse et s'échappaient par la cheminée dans l'atmosphère. 



   Pendant la période de transformation, du gaz naturel, de la vapeur d'eau et de l'air étaient mélangés et admis dans l'enceinte au-dessous de la zone de chauffage préalable, aux cadences suivantes: gaz naturel, 61,4 m3 par minute; vapeur d'eau, 64,8 Kg par minute, air 118,8 m3 par minute. Ces gaz passaient à travers la zone d'accumulation de chaleur, ou ils étaient chauf- fés jusqu'aux températures de réaction,et ensuite à travers la zone de ca- talyse, où avait lieu la réaction de transformation. Les gaz transformés étaient conduits, en passant par la caisse de lavage, à l'endroit d'emmaga- sinage. 



   Pendant la purge, de la vapeur d'eau était admise dans la chambre de combustion à la cadence de   120,5   kg par minute, et cette vapeur d'eau re- foulait jusqu' à l'endroit d'emmagasinage les gaz transformés résiduels. 



   Les cycles ont continué pendant 24 heures; les températures moyen- nes pendant cette opération, dans les diverses parties de 1'appareil de ré- action, étaient les   suivantes-,   partie inférieure de la zone d'accumulation de   chaleur ......  805 C partie supérieure de la zone d'accumulation de chaleur   e a s e v  955 C partie inférieure de la zone de catalyse   @  971 c partie supérieure de la zone de catalyse   @  840 C 
Le gaz, produit pendant   la   période correspondant à la réaction de transformation, avait la composition et les caractéristiques suivantes:

   éléments éclairants 0 % 
CO 14   %   
H2   41,6 %   
CO2 4,4% 
CH4 5% 
C2H 2,7 % 
02   0,5 %   
N2 31,8% calories par m3   2483   poids spécifique   0,602   rapport: hydrogène/constituants inertes 1,6 
A ce gaz on a mélangé du gaz naturel, possédant une valeur calo- rifique de 9245 calories   par ,  en une proportion suffisante pour donner un gaz mixte possédant une valeur calorifique de   4.715   calories par m3 Le mé- lange consistait en 67 % du gaz ci-dessus et en 33 % de gaz naturel et pos- 

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 sédeit, outre une valeur calorifique de 4,715 calories par m3un poids spé- cifique de   0,607   et un rapport de 1,11 entre l'hydrogène et les constituants inertes. 



    EXEMPLE   11 
Dans cet exemple, on a employé le même appareil que pour 1'exem- ple I. Toutefois, le cycle avait une durée de 3 minutes, dont   34 %   correspon- daient à une période d'accumulation de chaleur, pendant laquelle les produits de la combustion étaient évacués par la cheminée dans l'atmosphère, - dont   16 %   correspondaient à une période d'emmagasinage de chaleur, pendant laquelle du gaz naturel était brûlé avec une proportion d'air insuffisante pour assurer une combustion complète et les produits résultant de cette combustion incom- plète étaient conduits à un endroit d'emmagasinage en passant par la caisse de lavage, - dont 45 % correspondaientà une période de transformation, - et dont 5% correspondaient à une purge à la vapeur d'eau. 



   Pendant la période   d'accumulation   de chaleur pendant laquelle les produits de la combustion étaient évacués par la cheminée dans l'atmosphère, de l'air et du gaz naturel étaient admis dans la chambre de combustion à la cadence de   304,8   m3 et 28,3 m3 par minute,respectivement, et étaient brûlés. 



  Pendant la période d'accumulation de chaleur pendant laquelle des produits d'une combustion incomplète étaient conduits à l'endroit   d'emmagasinage,   de   l'air   et du gaz naturel étaient admis dans la chambre de combustion à la ca- dence de   242,3   m3 et 27,7 m3 par minute, respectivement, et étaient brûlés 
Pendant la période de transformation, du gaz naturel, de la vapeur d'eau et de l'air étaient admis dans l'enceinte située en avant de la zone d'accumulation de chaleur, aux cadences suivantes: gaz naturel, 70,7 m3 par minuter vapeur d'eau,   99,7   kg par minute; air, 44,6 m3 par minute.

   Pendant la purge,   104,6   kg de vapeur d'eau par minute étaient admis dans la chambre de combustion et refoulaient vers   l'endroit   d'emmagasinage le gaz transformé résultant. 



   Les cycles ont continué pendant 24 heures;les températures moyen- nes pendant cette opération dans les diverses parties de l'appareil de réac- tion étaient les   suivantes-.   partie inférieure de la zone d'accumulation de   chaleur ......   981 C partie supérieure de la zone d'accumulation de   chaleur ......  1015 C   partie   inférieure de la zone de   catalyse .............     957 G   partie supérieure de la zone de   catalyse .............     803 C   
Le gaz mixte, produit comme résultat de la période de transforma- tion et de la partie de la période d'accumulation de chaleur pendant laquelle des produits de combustion incomplète étaient conduits   à   l'endroit d'emmaga- sinage,

   présentait la composition et les caractéristiques suivantes 
Eléments éclairants   @   0% 
CO 12,0 % 
H2   40,7 %   
CO2   5,4 %   
CH4   7,3 %   
C2H6   1,0 %   
O2   0,3 %   
N2 32,4% calories   par il?   2456 poids spécifique   0,604   rapport: hydrogène/constituants inertes 1,08 

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A ce gaz on a mélangé du gaz naturel, possédant une valeur calori- fique de 9.200 calories par m3 dans une proportion suffisante pour obtenir un gaz mixte possédant une valeur calorifique de   4.715   calories par m3. A cet effet, il fallait un mélange consistant en   33,5 %   de gaz naturel et   66,5 %   du gaz décrit ci-dessus.

   Ce mélange possédait, outre une valeur calorifique de   4.715   calories par m3 un poids spécifique de 0,61 et un rapport de   1,02   entre l'hydrogène et les constituants inertes. 



  EXEMPLE   III.-   
En utilisant le même appareil que celui employé dans les exemples 1 et   II,   on a appliqué un cycle de 3 minutes, dont 59 % correspondaient à une période d'accumulation de chaleur (pendant laquelle le combustible était brû- lé en présence d'une proportion d'air insuffisante pour assurer une combustion complète et les produits résultant de la combustion étaient conduits à l'en- droit d'emmagasinage en passant par la caisse de lavage), - dont 36   %   corres- pondaient à la période de transformation, - et dont   5 %   correspondaient à une purge à la vapeur d'eau. 



   Pendant la période d'accumulation de chaleur, de l'air et du gaz naturel étaient admis dans la chambre de combustion aux cadences de   166   m3 et 18m7 m3 par minute, respectivement, et étaient brûlés. Pendant la période de transformation, du gaz naturel, de la vapeur d'eau et de l'air étaient admis dans l'enceinte située en avant de la zone d'accumulation de chaleur, aux cadences suivantes: gaz naturel,   68   m3 par minute; vapeur d'eau, 81,5 kg par minute: air,   29,7   m3 par minute. Pendant la purge, 90,6 kg de vapeur d'eau par minute étaient admis dans la chambre de combustion, et refoulaient vers l'endroit d'emmagasinage le gaz transformé résiduel et en écartaient tout danger dû à la présence d'un mélange explosif au début de la période suivante d'accumulation de chaleur. 



   Les cycles ont continué pendant 24 heures; les températures moyen- nes pendant cette opération dans les diverses parties de l'appareil étaient les suivantes: partie inférieure de la zone d'accumulation de chaleur   @   961 C partie supérieure de la zone d'accumulation de chaleur   @   994 C partie inférieure de la zone de   catalyse .............    925 C   partie supérieure de la zone de   catalyse ...  788 C 
Le gaz mixte, produit comme résultat de la période de transforma- tion et de la période d'accumulation de chaleur, était conduit à l'endroit d'emmagasinage, et il est à remarquer qu'à aucun moment il n'est évacué de gaz dans l'atmosphère.

   Le gaz mixte résultant avait la composition et les caractéristiques   suivantes:   
Eléments   éclairants .................   0% 
CO 9,1% 
H2   27,5 %   
CO2   6,4 %   cH4 9,5 % 
C2H6   0,0   % 
02 0,4 % 
N2   46,6 %   
Calories par m3 1993 poids spécifique 0,72 rapport:

   hydrogène/constituants inertes 0,52 
Pour accroître la valeur calorifique de ce gaz jusqu'à celle néces- saire dans l'exemple particulier considéré, on a mélangé à ce gaz du gaz natu- 

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 rel, possédant une valeur calorifique de   9.200   calories par m3 de telle ma- nière que la. proportion de gaz naturel s'élevait à   378 %   du mélange gazeux   résultant.   de   mélange   gazeux enrichi possédait outre une valeur calorifique de 4,715 calories par m3 un poids spécifique   de, :

   :3 68   et le rapport entre 1'hydrogème et les constituants   inertes, restait   à 0,52 de gaz enrichi a ensuite été mélangé à du gaz de four à   coke, -   possédant une valeur calorifique de   4,715   calories par   ni , 3   un poids spécifi- que de 0,48 et un rapport de 3,72 entre l'hydrogène et les constituants in- ertes dans une proportion suffisante pour accroître jusqu'à 1,1 le rapport du mélange entre l'hydrogène et les constituants inertes. Ceci a exigé 22 parties en volume de gaz de four à coke pour 100 parties en volume du gaz   en-     richi.   



   Le mélange gazeux final possédait alors une valeur calorifiquede   4.715   calories par m3 un poids spécifique de   0,662   et était propre à être distribué comme gaz.de ville. 



   Il est bien entendu qu'on peut,sans s'écarter du cadre de l'in- vention, apporter de'nombreuses modifications dans le choix de l'hydrocar- bure gazeux réactionnel, du gaz combustible et des gaz de mélange, ainsi que dans les proportions des gaz   réactionnels   et des gaz de mélange. 



   REVENDICATIONS. 



   1. Procédé cyclique pour la fabrication d'un constituant d'un gaz combustible propre à être distribué dans des systèmes de distribution de gaz de   ville, -   ce procédé consistant, dans une période du cycle, à brûler un combustible fluide et à faire passer les produits chauds de la combustion successivement à travers   un   lit de matière   d'accumulation   de chaleur pour y accumuler de la chaleur., puis à travers un lit de catalyseurp our la réac- tion endothermique entre des hydrocarbures gazeux et de la vapeur   d'eau,   en vue d'y accumuler de la   chaleur, -   et, dans une.autre période du cycle., à faire passer un hydrocarbure normalement gazeux et de la vapeur d'eau (et éventuellement de l'air) à travers ce lit de matière d'accumulation de cha- leur,

   pour chauffer ces gaz à faire passer les gaz chauds à travers ce lit de catalyseur, pour effectuer la transformation de ces gaz en un gaz riche en hydrogène et en produits d'oxydation du carbone, - et à recueillir ce gaz riche en hydrogène et en produits d'oxydation du carbone.



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  PROCESS FOR TRANSFORMATION OF GAS HYDROCARBONS9 AND APPARATUS THEREFOR-
This invention relates to the production of clean gas, after enrichment, for distribution in town gas pipelines, from gaseous hydrocarbon material. It relates more particularly to a cyclic process comprising a reaction between a gaseous hydrocarbon and water vapor, known as a transformation reaction, for the manufacture of a gas which is rich in free hydrogen and in products. oxidation of carbon, mainly carbon monoxide (00), and which, by suitable enrichment with a hydrocarbon gas,

   can replace any of the gases produced industrially today and distributed in town gas pipes.



   Natural gas, one of the most common gaseous hydrocarbons, is increasingly available, and in places relatively close to natural gas-producing regions, where the gas is used in its original state, such as collects it, the various combustion apparatuses are constructed and adjusted for its use and it is therefore not necessary to treat or transform the gauze.However, in localities where natural gas was not previously available, various Combustion appliances, such as burners on gas stoves, cooling appliances and heaters, have been constructed and regulated to burn a certain type of industrially produced gas, for example gas in water or coke oven gas.

   If one were to attempt to introduce natural gas into a system with appliances and burners constructed and rated for the combustion of natural gas, the slower burning characteristic of that natural gas would result, if the flame did not go out. not completely, to produce a lazy, smoky flame, which would be dangerous due to incomplete combustion and the release of toxic carbon monoxide.

   Changing all the appliances to adapt them to burning natural gas in its initial state is an expensive operation and would not be practical when there are cold peaks in winter! require an increase in the supply of industrially produced gas having a characteristic

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 combustion faster, because the construction of natural gas distribution pipelines of satisfactory capacity for peak service is prohibitively expensive.

   Consequently, the increasing quantities of natural gas, available as a source of supply to the distribution systems of public utility companies for domestic and industrial uses, have led to the problem of transformation or con - version of natural gas in a product having characteristics suitable for its use as a component of a mixed gas for distribution with gas produced industrially in town gas pipelines. The advantage of such a transformation of natural gas with a view to obtaining suitable combustion characteristics also applies to other gaseous hydrocarbons, such as ethane, ethylene, propane, etc. butane and the like, and to gases rich in hydrocarbons, such as refinery gases.



   The transformation of a gaseous hydrocarbon has heretofore been carried out for the most part by passing it through a coke fire, preferably with a mixture of water vapor. In this way, thermal cracking occurs, with the formation of hydrogen and carbon. However, only a small part, or no part of the carbon contained.

   in the gaseous hydrocarbon, is converted directly to carbon monoxide (CO) in the vapor phase, although some of the deposited carbon can be converted to carbon monoxide and hydrogen by the reaction of water vapor with it. hot coke bed. However, in general, the carbon which is deposited in the bed is consumed by blowing on the window. On the other hand, the carbon which comes out with the gas clogs the gas pipes and the condensing devices and must be removed from the gas by water spray or be electrically precipitated, with considerable additional expense. Furthermore, this carbon is obviously lost to the gas manufacturing process.



   It is known that gaseous hydrocarbons can be reacted with water vapor to release hydrogen and at the same time form carbon monoxide by combining the carbon of the hydrocarbon gas with the carbon dioxide. oxygen from the water vapor, and releasing additional hydrogen from the water vapor, but the existing methods have certain disadvantages.

   For example, catalysts have been employed to allow the reaction to take place at a temperature below that at which thermal cracking occurs to avoid the production of carbon as a final product. The plant hitherto employed for the conversion catalytic hydrocarbons with water vapor is very expensive, It consisted mainly of tubes or. retorts made of quality alloys, filled with catalytic material and heated from the outside in a furnace. Hydrocarbon gases and water vapor are continuously passed through the catalytic material, with production of hydrogen, of carbon monoxide and small proportions of carbon dioxide. As mentioned, the process carried out in such an installation has certain drawbacks.

   Thus, the temperature of the catalyst is maintained by conduction, through the tubes, of heat from the furnace, to provide the heat of formation of the gas and its sensible heat. The conduc- tivity of the catalytic material in the state of particles separate is not high, so that the metal tubes or retorts, if the catalyst is kept at a high temperature, for example from 870 C to 980 C must be brought to a temperature which is not much lower than the temperature maximum safety of the tubes made of the most resistant alloys, and which is necessarily higher than the reaction temperature of the catalyst, In addition, since the particle-to-particle conduction of the catalyst is poor,

   the temperature of the catalyst at the location closest to the wall of the tube or retort is higher than the temperature at the center, giving a non-uniform temperature across the tube or retort. In addition, tubes made of quality alloys are not only expensive and require considerable maintenance costs, but the large number of tubes requires a large number of valve fittings and measuring instruments. flows which, in turn, increase the price of the installation.

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   Because of these difficulties inherent in a continuous process for converting hydrocarbon gas by external heating, various cyclic processes have been proposed from time to time. One of these methods involved the use of a catalyst bed, over which burning gases were alternately blown, to store heat in the catalyst, after which the hydrocarbon was passed. gas and water vapor through the catalyst bed to effect the transformation.

   However, by this method, in order to avoid destruction of the catalyst bed by excessive combustion temperatures, the amount of heat stored in the catalyst bed was limited, which resulted in the vapor d. The colder incoming water and hydrocarbon gas, coupled with the high heat requirements of the transformation reaction itself, rapidly cooled the catalyst bed to temperatures below the reaction temperature and produced variations. As the heat, necessary to bring the reactants to the reaction temperature and for the resulting endothermic reaction, was supplied by the heat stored in the catalyst bed.

   excessively large amounts of catalyst were needed, which is very expensive. In addition, in many of these earlier cyclic processes, relatively large amounts of carbon and other combustible materials were deposited on the catalyst, decreasing its activity and clogging the gas channels through the catalyst bed. .



   The object of the present invention is to obtain a process for the treatment of gaseous hydrocarbon material, in particular natural gas, and of water vapor so as to produce a combustible gas suitable for use as a constituent element of a gas for distribution in town gas pipelines in which industrially manufactured gas has previously been distributed, this process not having the disadvantages of the thermal cracking process or of the catalytic conversion processes currently known.



   Another object of the invention is to obtain a process by which natural gas can be converted economically and efficiently into a clean gas rich in free hydrogen and in which the carbon contained in the hydrocarbon used for the reaction exists at the gaseous state, mainly in the form of carbon monoxide, and in which no appreciable proportion of free carbon or other solid combustible material is formed during the process,
Another object of the invention is to obtain a process for the production of a fuel gas which is free from carbon particles and which can be mixed with another gas so as to:

  produce a gaseous product that can replace water-based gas or coke oven gas produced commercially in utility company gas distribution systems.



   Still another object of the invention is to obtain a relatively inexpensive apparatus of high capacity for carrying out the process described above of a construction in which an existing gas production plant. can be converted easily and economically.



   In accordance with the process according to the invention, a hydrocarbonaceous material which is normally gaseous, that is to say exists in the gaseous state under the conditions of temperature and is catalyzed with water vapor. atmospheric pressure. In addition, air preferably also participates in the reaction. As a result of the transformation or conversion reaction, a gas is obtained which is rich in free hydrogen and containing carbon in the form of. gaseous oxides, mainly carbon oxides (CO-
The process involves the use of a cycle comprising a stage or period of heat storage, in which hot combustion gases -

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 tion, formed by the combustion of a fluid fuel.

   are entrained through a heat storage material and then through a catalyst bed for the transformation reaction, i.e. a catalyst for the endothermic reaction between gaseous hydrocarbons and vapor. water, so as to heat the heat storage material and the catalyst by direct contact with the combustion gases, - and a stage or period of transformation, in which the gaseous reactants, i.e. the hydrocarbon gas and the water vapor, or hydrocarbon gas, water vapor and air are heated by the heat accumulated in the heat storage material and then react in the presence of the catalyst.

   Such a mode of operation may be referred to as a cyclic process, thus, in part of the cycle, fluid fuel is burned in a combustion chamber and the hot products of combustion are passed through a zone filled with material. heat storage and then through a zone containing the catalyst, to store heat therein and provide the heat necessary for the process.

   In the other part of the cycle, the reaction hydrocarbon gas, mixed with water vapor, and in the preferred embodiment also with air is passed first through the containing zone. the heat storage material, which serves as a pre-heating zone, to raise the temperature of the mixture to the reaction temperature, and then through the zone containing the catalyst, in which the reaction takes place, in producing a clean gas, in which the hydrogen of the reaction hydrocarbon has been set free and the carbon of this by-carbon has been combined with the oxygen of the water vapor (and of the air, if one uses this), so as to form carbon monoxide and carbon dioxide.

   It will be seen that before the reactants are brought into contact with the catalyst, they are mixed and preheated uniformly in a preheating zone containing the heat storage material, which is heated by the gases. of combustion in the period of the cycle corresponding to the heat storage.

   As will be discussed more fully below, the gas produced during the period of the cycle corresponding to the transformation reaction, will be, before distribution as town gas, mixed with a predetermined portion of hydrocarbon. normally gaseous to give the desired calorific value,
The method also includes certain advantageous arrangements, whereby the hot products of combustion, used for the heat storage during the cycle period corresponding to the heat storage, are controlled so as to maintain the heat storage. catalyst in a high state of activity, and by which the products of combustion, advantageously constituted by products of incomplete combustion, formed during the period of heat storage,

   are mixed in determined proportions with the transformed gas, produced during the period of the cycle corresponding to the transformation reaction, so as to give a gas mixture having characteristics suitable for distribution in regions supplied with industrially manufactured gas, after enrichment by a hydrocarbon gas,
As, in the process according to the present invention, the heat supply is from the inside with respect to the heat storage material and the catalyst bed, tubes or retorts, heated from the outside. and expensive, are not required to contain the catalyst, and one or two large refractory lined vessels to determine the combustion chamber, heat storage enclosure, and catalyst bed,

   will suffice to constitute a plant with a large production capacity., In addition, since the combustion gases and the reaction gases follow the same paths in the same direction during the respective parts of the cycle, no Expensive valves to operate in a hot state which have given rise to numerous problems in some prior gas production systems. A small number of large pipes will replace the manifolds with the multiple connections required for an installation with many tubes or retorts.

   The control devices are likewise simplified, and the cyclic change of valves can be produced by the established automatic control method.

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 for many years in the gas-to-water art. In addition, the cycle system is more sensitive to thermal control, because temperatures can be set within minutes, unlike a furnace. continuously heated tubes or retorts, for example, which requires considerable time to make the desired changes.

   As the reactants are preheated to reaction temperatures before reaching the catalyst bed, extensive and rapid temperature changes in the catalyst bed are suppressed and smaller amounts of catalyst are required than would be required. the case if one relied on the heat stored in the catalyst mass, to heat one or more of the reaction gases to the reaction temperatures and also to provide the heat necessary in the endothermic reaction.



   Another advantage of the method described lies in the ease with which existing installations for the production of gas with carburized water can be suitably and rapidly transformed so as to be able to be used with the method according to the invention.



   The accompanying drawing schematically shows an apparatus in which the method according to the present invention can be carried out.



   In this drawing, 1 shows a chamber lined with a refractory lining, which may be the superheating apparatus of a common gas-to-water installation with appropriate modifications appearing from the drawing. 2 represents the combustion chamber, which may simply be an enclosure preceding the heat storage zone 3. This heat storage zone 3 consists of heat accumulating refractory bodies, such as refractory bricks arranged in stacks in the usual way, in 14 or in pieces of refractory material 15, arranged at random or, as shown in the drawing, in a combination of these two means.

   The heat storage material can be supported by a vault made of refractory bricks 16 The heat storage zone 3 advantageously consists of layers of different refractory parts supported on a vault formed by a stack of bricks, the parts located closest to the stack being relatively coarse pieces and supporting a thicker layer of smaller pieces, advantageously of a material of better thermal conductivity, such as sintered silicon carbide.

   The catalyst bed is shown at 4 and can be supported by a vault 17 made of refractory bricks. 5 and 6 respectively represent the air and fluid fuel supply conduits for combustion intended to heat the appliance, and 7 represents the valve of the chimney through which the gases having been used for heating can be evacuated. in the atmosphere, or be brought to a boiler heated by these gases (not shown) before being discharged into the atmosphere.



  The supply lines for the natural gaseous hydrocarbon and the water vapor, intended to be introduced into the pre-heating zone at a place close to the combustion zone, so that the reactants pass through the bed of preheating material and the catalyst bed in the same direction as the hot combustion products, are shown at 8 and 9, respectively, and the air supply line for the treatment, if used, is shown in 10. The gas leaves the reaction chamber via line 11, passes through washing box 12 and goes via line 13 to the storage location. In accordance with the known manufacturing procedure. gas,

   the gas leaving the reaction chamber for storage may pass through a boiler heated by the combustion gases (not shown) before reaching the washing box.



   The operation is, as specified, cyclical and the method first comprises a heating or blowing period, during which air and a combustible fluid are admitted through lines 5 and 6, respectively, the combustion taking place in the combustion chamber. combustion chamber 2. The hot combustion gases pass through the pre-heating or heat storage zone 3, which brings it to a temperature above the

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 temperature necessary for the transformation reaction, and then pass through the catalyst bed at a somewhat reduced temperature, and can then be discharged through the valve 7 of the stack.



  After the installation is heated to operating temperature, - the valve 7 of the chimney is closed and the pipes 5 and 6 for supplying air and fluid fuel are also closed. At the same time, the conduits 8 and 9 are opened to admit respectively the gaseous hydrocarbon and the water vapor intended to react with the hydrocarbon. If desired, and in accordance with the preferred embodiment, air can also be admitted for treatment by opening line 8.

   The use of this air has the advantage of helping to maintain operating temperatures, to keep the temperature variation to a minimum and to increase the gas production of the apparatus. These reaction gases are subjected to preliminary heating, substantially up to the reaction temperature - which, as will be discussed more fully below, will be a temperature below that at which the thermal cracking takes place - by their passage. through the pre-heating or heat storage zone, absorbing heat therefrom.

   After leaving the preheating zone or heat storage zone, the reaction gases enter the catalyst bed, where the following typical reactions take place (during the transformation of natural gas) (1) with steam. 'water: CH4 + H2O = 3H2 + CO 49.45 calories per mol-gr.



  (2) with air: CH4 + 1/2 O2 + 1.9 N2 2H2 + CO + 1.9N2 = 7.33 calories per mol-gr.



   Although the drawing shows only one device, it is understood that an installation comprising two or three of these devices can be used by following the same general principles described above. For example, it is possible to use the carburizing apparatus and the superheating apparatus of a current installation for the production of gas with carburized water, these apparatuses being connected at their lower part by an open pipe. carrying out the process according to the invention with this installation, it is possible to admit the fluid fuel and the air to the upper part of the carburizing apparatus, where the combustion takes place, the hot products of the combustion descending through the 'carburetion device,

   passing through the conduit connecting this to the booster heater and rising through the preheating and catalysis zones, as described. Similarly, in such an installation, the reaction hydrocarbon gas, water vapor, and process air if used, can be admitted to the upper part of the fuel apparatus, descend through the carburizing apparatus, pass through the pipe connecting this to the lower part of the superheater and ascend through the preheating and catalysis zones, as described.

   Any stack contained in the carburizing apparatus will function as part of the preheating zone. Similarly, in a three apparatus plant, also employing the generator of a common gas production plant at the same time. If water is fueled, the generator can serve as a combustion chamber, and the various materials can be admitted into the generator, going to the upper part of the carburetion apparatus through the open pipe connecting the upper parts of the generator and from the carburizing unit, then from the latter to the superheating unit, as described therein.



   It will further be understood that, in accordance with the current gas production procedure, steam purges can be carried out, and preferably carried out between the periods of the cycle corresponding to the heating and to the production of gas, or between the periods of the cycle corresponding to gas production and heating, or both. These purges, as is well known in the gas manufacturing art, serve to rid the system of unwanted gases, which can contaminate the produced gas, or serve to discharge useful residual gases back to the environment.

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 right of storage.



   Catalysts for the endothermic reaction of gaseous hydrocarbons with water vapor to produce gas mixtures comprising free hydrogen and carbon monoxide, with varying proportions of carbon dioxide, are well suited. known. The catalysts most frequently proposed for this purpose are metals of the iron group, with nickel and cobalt based catalysts usually being preferred, although other high melting point metals have also been employed. , such as vanadium, chromium, platinum and the like. With regard to nickel and cobalt, nickel-based catalysts have usually been employed, because the reaction is easier to control and nickel-based catalysts are less expensive.



   Frequently, a suitable refractory support is employed, on the surface of which the catalytic material is deposited or through which it is distributed. Hardly reducible oxides, such as alumina, silica, magnesia, calcium oxide, titanium oxide, chromium oxide, oxides of rare earth metals such as, for example, thorium oxide, cerium oxide and / or others, may be present. Compounds such as chromates can be employed.



   A process for the preparation of the catalyst comprises precipitating the catalyst as a salt on a finely divided support material, calcining to produce the oxide of the catalytic metal, agglomeration in the form of balls or balls. or shaping to other shapes by extrusion from a paste of the calcined material, and reducing the oxide at elevated temperature to a metal catalyst, either as a phase in the preparation of the catalyst or after it was installed in the gas treatment plant.

   In the preparation of another type of catalyst, pre-shaped refractories, such as alumdum balls and the like, are impregnated with a salt of the catalytic metal, and the shaped bodies thus impregnated are then calcined to form the oxide. of the metal, which is then reduced. The catalyst employed can be produced by any desired process which does not form part of this invention.



   The gaseous hydrocarbon material, transformed during the period of the cycle corresponding to the production of gas, may consist of normally gaseous hydrocarbon material, such as for example methane, ethane, propane and / or butane. Corresponding unsaturated hydrocarbons can be present in any desired concentration, for example in the form of ethylene, propylene, butylene, etc. The other conditions being the same, it is preferable to employ a saturated hydrocarbon material, preferably. a paraffinic material Natural gas, which consists mainly of methane, and refinery oil gas, which consists mainly of methane and ethylene, are among the hydrocarbon materials that can be used.

   Natural gas is particularly preferred as the reaction hydrocarbon because of its readily available.



   As regards the fuel employed during the period of the cycle corresponding to the heat accumulation, it may consist of any fluid fuel, i.e. gaseous or liquid fuel.



  Gaseous hydrocarbons, such as those mentioned above, and more especially natural gas, are particularly satisfactory, although a gaseous fuel which is not rich in hydrocarbons, such as petroleum gas, can also be employed. water, gas generator and the like. Liquid hydrocarbons, such as fuel oil, gas oil, gasoline, kerosene, tar and the like can also be employed, if desired. In the event that a liquid fuel is employed, a common spray or vaporizer can be used to aid combustion.



   The proportions of reaction gas hydrocarbon and water vapor, employed during the cycle period corresponding to the transformation reaction, generally vary between about 0.8 mol and about 5 months, and preferably between about 1.5 and about. 2.5 mols of water vapor per 1 mol of carbon in the reaction hydrocarbon ,, When

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 air bends during the period of the cycle corresponding to the reaction of
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 transformation, we can reduce the proportion of water vapor to 1-hydrocarbide and we can go down to:

   about 0.8 mol of water vapor per 1 mol of carbon in the reaction gas hydrocarbon.
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 As mentioned., In accordance with the preferred embodiment of the process, a little air is employed during the cycle period corresponding to the transformation reaction. The proportion of air thus employed will be lower.
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 less than about 2 mols from this # Í. polish 1 mol of carbon in the gaseous hydrocarbon reaction., and, in most cases., will be less than en-
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 about 1 mol of air per 1 mol of carbon in the reaction hydrocarbon. Preferably, the proportion of air, employed during the period of the cycle corresponding to the transformation reaction, is between approximately 0.1 and approximately 0.6 mol of air per 1 mol of carbon in the reaction hydrocarbon.



   With regard to the temperature conditions employed during the cycle, the reactants, as mentioned, should be heated to substantially the reaction temperatures by passing them through the heat accumulating zone and prior to their being. passage through the catalysis zone. The main considerations are therefore that the reaction gas hydrocarbon, while being heated to a sufficient degree to achieve substantially complete reaction thereof in the catalysis zone, should not be.
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 not heated to a degree where there is a significant thermal cracking ... "" 1g thereof, with formation of any amount of carbon in the preheating zone.

   The exact temperature conditions determining these considerations will depend in part on the particular reaction hydrocarbon gas employed. It has been found, for example, that when natural gas is converted, the average temperature of the material d The heat build-up in the pre-heating zone should not exceed approx. 1095 C, nor should it drop below approx. 760 C.



  In other words, the heat-storing material will have., At the start of the
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 period of the cycle corresponding to the transformation reaction, a temperature which should not be higher than about 1095 ° C., at the end of the period of the cycle corresponding to this reaction of tq: .zsfor..at .on9 a temperature which must not be lower than approximately 760 C. In order to ensure a period of transformation of reasonable length, when it comes to the transformation of natural gas ,. the average temperature of the heat accumulating material at the start of the cycle period corresponding to the transformation reaction will not be less than about 815 ° C.

   Due to the fact that the hot combustion gases, during the cycle period corresponding to the heat build-up, pass first through the heat build-up material and then through the catalyst zone, the Catalyst temperature at any one time will normally be somewhat lower than the average preheating zone temperature, and generally the temperatures in the catalyst bed, at the start of the transformation period. in the case of the transformation of natural gas and with reference to the temperature limits mentioned above, will not exceed about 980 C and may, -down to about 705 C.

   In the case of the transformation of gaseous hydrocarbons heavier than methane, it
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 It may be advantageous to employ somewhat lower temperatures in the preheating zone to avoid thermal cracking, since the conversion of hydrocarbons heavier than methane may not require temperatures as high as when they are 'is the transformation of methane. Thus, for the conversion of hydrocarbons heavier than methane, temperatures as low as about 537 ° C. can be employed in the pre-heating zone.



   With particular reference to the cycle period corresponding to the heat build-up, the present process is carried out, as mentioned, by burning a fluid fuel and passing the hot products of combustion in series through. the heat accumulation zone and the catalysis zone. The period of the cycle corresponding to the heat accumulation can be carried out by burning the fuel with an ex-

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   these air, or with -j.1 the quantity of air insufficient to assure complete combustion, or with just the quantity of air theoretically necessary for complete combustion, as long as the heat accumulating material and the catalyst are brought to the necessary temperatures.

   However, according to a preferred embodiment of the process, at least the last part of the period of the cycle corresponding to the heating is carried out by burning the fuel with an insufficient quantity of air to ensure complete combustion, thus generating products. combustion substantially free of free oxygen and having a significant content of hydrogen and carbon monoxide in addition to their carbon dioxide, water vapor and nitrogen content. This ensures that the catalyst is maintained in a highly active state.

   The proportion of air employed during a heat storage operation of this type will usually be less than 95% of that theoretically required for the complete combustion of the particular fuel employed, and may drop to about 70%. of that required for complete combustion. The products resulting from combustion supply heat to the heat storage material and the catalyst by direct contact therewith, without danger of oxidation of the metal catalyst.



  Preferably, the combustion, during such a heat storage operation, is incomplete enough to produce combustion products which are reducing with respect to the oxide of the metal catalyst, in order to promote combustion. presence, at the start of the part of the cycle corresponding to the transformation reaction, of contact surfaces of highly active elementary metal catalyst, instead of the oxide of this metal catalyst, while at the same time obtaining a good practical yield in the use of fuel. So,

   the amount of air employed during such a storage operation is preferably between about 85% and about 93% of that theoretically required for complete combustion of the particular fuel employed.



   As indicated above, according to a preferred embodiment of the present process, at least the last part of the cycle period, corresponding to the heat accumulation, is carried out by burning the fuel with an insufficient proportion of air for the heating. Complete combustion, Although the entire period of the cycle corresponding to the heat accumulation can be conducted in this way, it is particularly preferable to conduct the first part of the cycle period corresponding to the heat accumulation by burning the fuel with excess air, so that the combustion gases contain free oxygen, and to conduct the last part of this period of heat accumulation by burning the corner - bustible with an insufficient proportion of air to ensure complete combustion,

   as described. In this case, the proportion of air employed during the first part of the heat accumulation period will usually be at least 2% in excess of that required for complete combustion of the fuel, and may in some cases case go up to about 50% in excess of that necessary for complete combustion. In most cases, an excess of air, in an amount between about 5% and about 15% of that theoretically necessary for the complete combustion of the fuel, gives satisfactory results.

   The use of an excess of air, in the first part of the period of accumulation, of heat, in order to obtain a maximum efficiency of combustion, to shorten the flame and thus to obtain greater heat in the zone of combustion, and also to ensure the removal of any traces of combustible material which may have accidentally settled on the refractory material and the catalyst, However, by the process according to the invention, as already mentioned, very little combustible material is deposited, or not at all. Generally speaking, in this two-stage heat build-up period, the heat build-up stage, in which excess air is used for combustion,

   can extend over a part between approximately 15% and approximately 50% of the total period of the cycle corresponding to the heat accumulation. The remainder of this period of the cycle corresponding to the heat accumulation will, in this procedure, be the stage during which, as described, an insufficient proportion of air is employed to ensure complete combustion.

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   With regard to the gas produced during the period of the cycle corresponding to the transformation of the gas, this gas mainly comprises hydrogen and carbon monoxide, with small but variable proportions of gaseous hydrocarbons and carbon dioxide and with variable proportions of nitrogen depending on the proportion of air used during this period of the cycle corresponding to the transformation. Although this gas is combustible, it does not have the characteristics which would allow it to be used by itself as town gas. For example, its calorific value will be lower than that required for use in town gas distribution systems.

   Therefore, before the gas produced during the cycle period corresponding to the transformation is distributed as town gas, it must be enriched with gas having a higher calorific value than that desired in the mixed gas. Such an enrichment gas may consist of any one of the gaseous hydrocarbons mentioned above and in particular of natural gas.



   However, in many cases the simple enrichment of the gas produced during the period of the cycle corresponding to the transformation with a gas of a higher calorific value does not give a mixed gas having all the characteristics required in a gas. particular region. For example, although one can obtain -a mixed gas, having the desired calorific value, by mixing, for example, natural gas with gas produced during the cycle period corresponding to the transformation reaction, the specific gravity mixed gas may still be less, and / or the ratio of hydrogen to inert components may still be greater than the conditions required in a particular region.

   Or, it may be advantageous to use, as a component of the mixed gas distributed, coke oven gas, due to the fact that the latter is readily available in a particular region. Since the coke oven gas is relatively rich in hydrogen, its mixture with the gas, which is produced during the cycle period corresponding to the transformation reaction and which is also rich in hydrogen, would result in a ratio of the hydrogem and the inert constituents much higher than necessary.



   For these reasons, it is frequently desirable to also mix with the gas produced during the cycle period corresponding to the transformation reaction a determined amount of a gas having a high specific weight and a low ratio of the gas to the gas. hydrogen and inert constituents. Such a gas can be produced by the combustion of a hydrocarbon, preferably in the presence of an insufficient proportion of air to ensure complete combustion. A particularly advantageous gas from this point of view is the product of incomplete combustion obtained during the stage of the heat accumulation period described above during which a fluid hydrocarbon fuel is burned in the presence of a proportion of air. insufficient to ensure complete combustion.

   Accordingly, in accordance with another embodiment of the present invention, at least a portion of the heating gases resulting from the combustion of the fluid hydrocarbon fuel is mixed in the presence of an insufficient proportion of air to ensure combustion. complete during the period of the cycle corresponding to the heat accumulation, with the gas produced during the period of the cycle corresponding to the transformation reaction, so as to obtain a mixed gas which, when enriched, as described herein above, and that it is mixed with coke oven gas, if desired, will satisfy the conditions required in the region where industrially manufactured town gas is used, and which can therefore replace industrially manufactured city.

   According to this embodiment of the invention, although the products of incomplete combustion, formed during the period of heat accumulation of the cycle, can be evacuated and brought to a storage vessel, separate from that to which the combustion is conducted. gas produced during the period of the cycle corresponding to the transformation reaction, it is preferable to conduct the desired amount of these products of incomplete combustion directly to a common storage vessel, in the same manner as this is done for the gas produced during the period of the cycle corresponding to the transformation reaction.

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 mation, that is to say through line 13 passing through line 11 and washing box 12.



   The exact proportions of enrichment gas, and combustion products, if any, and coke oven gas, if used, mixed with the gas produced during the corresponding cycle period to the transformation reaction, to obtain a final gas suitable for distribution as town gas., are subject to variation, not only according to the conditions to be satisfied but also according to the exact characteristics of the enrichment gas, and gas produced during the cycle period corresponding to the transformation reaction, and also combustion products and coke oven gas, if used.

   In general, town gases manufactured industrially have a calorific value of between approximately 4,625 and 5,070 calories per m3, a specific weight of between approximately 0.45 and approximately 0.75 and a ratio between hydrogen and inert constituents included between about 1; 1 and about 6: 1.

   On the other hand, the gas, produced during the period of the cycle corresponding to the transformation reaction, will have a calorific value lower than that mentioned above, for example about 2,670 calories per m3, a specific weight included in or somewhat below the range mentioned above (e.g. 0.35 and a ratio of hydrogen to inert constituents within or somewhat above the range specified above (e.g. 10:

  1). The enrichment gas will have a calorific value well above that required, the natural gas having a calorific value of approximately 9,340 calories per m3, a specific gravity of approximately 0.61 - 0.63, and a ratio of hydrogen to inert constituents equal to zero, since it is usually free of hydrogen.



   The product of incomplete combustion will have a calorific value well below the range mentioned above and which may even be less than 890 calories per m3; its specific weight will be well above the specified range, frequently close to 1; andits ratio of hydrogen to inert constituents will be well below the stated range.



   It will be seen that although the proportions of the various gases to be mixed with each other can vary to a great extent, determining the exact proportions required in any particular case will not present difficulty to the gas technician. and that we can get there by a simple calculation. By varying the proportions of the reactants, in particular the gaseous hydrocarbon and the water vapor, or the gaseous hydrocarbon, the water vapor and the air, used during the period of the corresponding cycle At the transformation reaction, the various characteristics of the resulting gas can be determined as desired.

   In addition to these variables, by varying the proportion of combustion products, such as the products of incomplete combustion formed during the period of the cycle corresponding to the accumulation of heat which can be mixed with the gas produced during the period of cycle corresponding to the transformation reaction, it is possible to act additionally on the characteristics of the resulting mixed gas. In any event, it will be seen that the present invention provides a very flexible process for producing a gas which can replace any industrially manufactured town gas, or which is suitable for being mixed with other gases to satisfy under varying conditions encountered in the town gas industry.



   The invention in its more general aspect, as well as the preferred embodiments described above, will be better understood by the description of the following specific examples, which are given for explanatory purposes only and which are not intended in any way. to limit the scope and the scope of the invention.



    EXAMPLE 1
The reaction apparatus employed is the superheating apparatus of a current installation for manufacturing gas with carburized water, the generator and the carburizing apparatus being omitted; fuel, air, va-

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 afraid of water and the reaction hydrocarbon are admitted to the lower part of the superheater, as shown in the drawing. The reaction apparatus contains 4.075 m3 of pieces of silicon carbide arranged at random, to a depth of 0.685 m, supported on a refractory brick vault, and 8.65m3 of refractory bodies, impregnated with nickel, supported on a refractory brick vault, as shown in the drawing.



   A 1.5 minute cycle was used, of which 44% corresponded to the heat build-up period, 51% corresponded to the gas transformation period, and 5% corresponded to a steam purge.



   During the period of heat accumulation, air and natural gas were admitted to the combustion chamber at the rate of 237.5 m3 per minute and 28.3 m3 per minute, respectively. At this rate, the quantity of air was insufficient to ensure complete combustion. The hot products of combustion passed successively through the heat accumulation zone and the catalysis zone and escaped through the chimney into the atmosphere.



   During the transformation period, natural gas, water vapor and air were mixed and admitted into the enclosure below the pre-heating zone, at the following rates: natural gas, 61.4 m3 per minute; water vapor, 64.8 Kg per minute, air 118.8 m3 per minute. These gases passed through the heat accumulation zone, where they were heated to reaction temperatures, and then through the catalysis zone, where the transformation reaction took place. The transformed gases were conducted, passing through the washing box, to the storage location.



   During the purge, water vapor was admitted into the combustion chamber at a rate of 120.5 kg per minute, and this water vapor returned to the storage location the residual transformed gases. .



   The cycles continued for 24 hours; the average temperatures during this operation, in the various parts of the reaction apparatus, were as follows - lower part of the heat accumulation zone ...... 805 C upper part of the zone heat buildup easev 955 C lower part of catalysis zone @ 971 c upper part of catalysis zone @ 840 C
The gas, produced during the period corresponding to the transformation reaction, had the following composition and characteristics:

   lighting elements 0%
CO 14%
H2 41.6%
CO2 4.4%
CH4 5%
C2H 2.7%
02 0.5%
N2 31.8% calories per m3 2483 specific weight 0.602 ratio: hydrogen / inert constituents 1.6
To this gas was mixed natural gas, having a calorific value of 9,245 calories per, in a proportion sufficient to give a mixed gas having a calorific value of 4,715 calories per m3. The mixture consisted of 67% of the gas. above and in 33% natural gas and pos-

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 besides a calorific value of 4.715 calories per m3, a specific weight of 0.607 and a ratio of 1.11 between hydrogen and inert constituents.



    EXAMPLE 11
In this example, the same apparatus was used as for Example I. However, the cycle had a duration of 3 minutes, 34% of which corresponded to a period of heat accumulation, during which the products of combustion were discharged through the chimney into the atmosphere, - 16% of which corresponded to a period of heat storage, during which natural gas was burned with an insufficient proportion of air to ensure complete combustion and the products resulting from this incomplete combustion was taken to a storage area, passing through the washing box, - 45% of which corresponded to a transformation period, - and 5% of which corresponded to a steam purge.



   During the heat accumulation period during which the combustion products were discharged through the chimney into the atmosphere, air and natural gas were admitted into the combustion chamber at the rate of 304.8 m3 and 28 , 3 m3 per minute, respectively, and were burned.



  During the period of heat accumulation during which the products of incomplete combustion were brought to the storage location, air and natural gas were admitted into the combustion chamber at the rate of 242, 3 m3 and 27.7 m3 per minute, respectively, and were burned
During the transformation period, natural gas, water vapor and air were admitted into the enclosure located in front of the heat accumulation zone, at the following rates: natural gas, 70.7 m3 per water vapor timer, 99.7 kg per minute; air, 44.6 m3 per minute.

   During the purging, 104.6 kg of water vapor per minute was admitted into the combustion chamber and discharged the resulting transformed gas to the storage location.



   The cycles continued for 24 hours, the average temperatures during this operation in the various parts of the reaction apparatus were as follows. lower part of the heat accumulation zone ...... 981 C upper part of the heat accumulation zone ...... 1015 C lower part of the catalysis zone ....... ...... 957 G upper part of the catalysis zone ............. 803 C
The mixed gas, produced as a result of the transformation period and that part of the heat accumulation period during which products of incomplete combustion were carried to the storage location,

   had the following composition and characteristics
Lighting elements @ 0%
CO 12.0%
H2 40.7%
CO2 5.4%
CH4 7.3%
C2H6 1.0%
O2 0.3%
N2 32.4% calories per it? 2456 specific gravity 0.604 ratio: hydrogen / inert constituents 1.08

 <Desc / Clms Page number 14>

 
Natural gas was mixed with this gas having a calorific value of 9,200 calories per m³ in a proportion sufficient to obtain a mixed gas having a calorific value of 4,715 calories per m³. For this purpose, a mixture consisting of 33.5% natural gas and 66.5% of the gas described above was required.

   This mixture had, in addition to a calorific value of 4,715 calories per m 3, a specific weight of 0.61 and a ratio of 1.02 between the hydrogen and the inert constituents.



  EXAMPLE III.-
Using the same apparatus as that employed in Examples 1 and II, a cycle of 3 minutes was applied, of which 59% corresponded to a period of heat accumulation (during which the fuel was burned in the presence of a insufficient proportion of air to ensure complete combustion and the products resulting from the combustion were taken to the storage area via the washing box), - 36% of which corresponded to the transformation period, - and of which 5% corresponded to a steam purge.



   During the period of heat accumulation, air and natural gas were admitted into the combustion chamber at rates of 166 m3 and 18m7 m3 per minute, respectively, and were burned. During the transformation period, natural gas, water vapor and air were admitted into the enclosure located in front of the heat accumulation zone, at the following rates: natural gas, 68 m3 per minute ; water vapor, 81.5 kg per minute: air, 29.7 m3 per minute. During the purge, 90.6 kg of water vapor per minute were admitted into the combustion chamber, and forced the residual transformed gas to the storage location and eliminated any danger due to the presence of an explosive mixture. at the start of the next period of heat accumulation.



   The cycles continued for 24 hours; the average temperatures during this operation in the various parts of the apparatus were as follows: lower part of the heat accumulation zone @ 961 C upper part of the heat accumulation zone @ 994 C lower part of the catalysis zone ............. 925 C upper part of the catalysis zone ... 788 C
The mixed gas, produced as a result of the transformation period and the heat accumulation period, was conducted to the storage location, and it should be noted that at no time was it vented from gases in the atmosphere.

   The resulting mixed gas had the following composition and characteristics:
Lighting elements ................. 0%
CO 9.1%
H2 27.5%
CO2 6.4% cH4 9.5%
C2H6 0.0%
02 0.4%
N2 46.6%
Calories per m3 1993 specific gravity 0.72 ratio:

   hydrogen / inert constituents 0.52
To increase the calorific value of this gas to that required in the particular example considered, natural gas was mixed with this gas.

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 rel, having a calorific value of 9,200 calories per m³ so that the. proportion of natural gas amounted to 378% of the resulting gas mixture. of enriched gas mixture had, in addition to a calorific value of 4.715 calories per m3, a specific weight of:

   : 368 and the ratio of the hydrogem to the inert constituents, remained at 0.52 of enriched gas was then mixed with coke oven gas, - having a calorific value of 4.715 calories per cubic meter, 3 a specified weight. - that of 0.48 and a ratio of 3.72 between the hydrogen and the inert constituents in a sufficient proportion to increase up to 1.1 the ratio of the mixture between the hydrogen and the inert constituents. This required 22 parts by volume of coke oven gas per 100 parts by volume of the enriched gas.



   The final gas mixture then had a calorific value of 4,715 calories per m3, a specific weight of 0.662 and was suitable for distribution as town gas.



   It is understood that, without departing from the scope of the invention, numerous modifications can be made in the choice of the reaction gas hydrocarbon, the fuel gas and the mixture gases, as well as in the proportions of the reaction gases and of the mixture gases.



   CLAIMS.



   1. Cyclic process for the manufacture of a constituent of a combustible gas suitable for distribution in town gas distribution systems, - this process consisting, in a period of the cycle, in burning a fluid fuel and passing the hot products of combustion successively through a bed of heat-accumulating material to accumulate heat therein, then through a bed of catalyst for the endothermic reaction between gaseous hydrocarbons and water vapor , in order to accumulate heat therein, - and, in another period of the cycle., to pass a normally gaseous hydrocarbon and water vapor (and possibly air) through this bed of matter of heat accumulation,

   to heat these gases to pass the hot gases through this catalyst bed, to transform these gases into a gas rich in hydrogen and carbon oxidation products, - and to collect this gas rich in hydrogen and carbon oxidation products.


    

Claims (1)

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la proportion de vapeur d'eau employée est comprise entre environ 0,8 et envi- ron 5 mois de celle-ci pour 1 mol de carbone dans l'hydrocarbure gazeux, et le catalyseur consiste en nickel. 2. Process according to Claim 1, characterized in that the proportion of water vapor used is between approximately 0.8 and approximately 5 months thereof for 1 mol of carbon in the gaseous hydrocarbon, and the catalyst. consists of nickel. 3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pro- portion de vapeur d'eau employée est comprise entre environ 0,8 et environ 5 mois de celle-ci pour 1 mol de carbone dans l'hydrocarbure ganeux, la pro- portion d'air employée est inférieure à environ 2 mois de ceuli-cik pour 1 mol de carbone dans l'hydrocarbure gazeux., - et le catalyseur consiste en nickel. 3. Process according to Claim 1, characterized in that the proportion of water vapor used is between approximately 0.8 and approximately 5 months thereof for 1 mol of carbon in the ganous hydrocarbon, the pro- portion. portion of air employed is less than about 2 months of ceuli-cik per 1 mol of carbon in the gaseous hydrocarbon., - and the catalyst consists of nickel. 4. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on effec- tue la combustion du combustible fluide, pendant la période du cycle corres- pondant à l'accumulation de chaleur, avec un excès d'air. 4. Method according to claim 1, characterized in that the combustion of the fluid fuel is carried out, during the period of the cycle corresponding to the heat accumulation, with an excess of air. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on effec- tue la combustion-dû combustible fluide, pendant la période du cycle corres- pondant à l'accumulation de.chaleur, avec juste la proportion d'air théori- quement nécessaire pour assurer la combustion complète. 5. Method according to claim 1, characterized in that the combustion of the fluid fuel is carried out during the period of the cycle corresponding to the accumulation of heat, with just the proportion of air theoretically necessary. to ensure complete combustion. 6. Procédé selon la revendication'l, caractérisé en ce qu'on ef- fectue cette combustion avec une proportion d'air insuffisante pour assurer la combustion complète. 6. Process according to claim 1, characterized in that this combustion is carried out with an insufficient proportion of air to ensure complete combustion. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au moins pendant la dernière partie de la période du cycle correspondant à la <Desc/Clms Page number 16> EMI16.1 combustion d'un combustible fi-uice peur l'acclli2ilatio de chaleur, on effec- tue cette combustion en pr'se?3ce é:.'"#}6 proportion d'air insuffisante pour assurer une cobuNt.on complète. 7. Method according to claim 1, characterized in that, at least during the last part of the period of the cycle corresponding to the <Desc / Clms Page number 16> EMI16.1 combustion of a hot fuel for acclimatization of heat, this combustion is carried out in pr'se? 3ce:. '"#} 6 insufficient air proportion to ensure complete cobuNt.on. 8. Procédé selon la reve.ccic.â-,ion 1., ceracûérisë en ce cue' da:.2s la période du cycle correspondant a l ' a,ccuaL=lation de chaleur, on brûle d'abord le combustib19 fluide en présence d'un excès d,' Ji1 , puis en présen- ce d'une proportion d'air insU:-fisé;:;6 pour assurer la combustion complète. 8. Process according to the reve.ccic.â-, ion 1., ceracûérisë in this cue 'da: .2s the period of the cycle corresponding to the a, ccuaL = heat lation, we first burn the combustible fluid in the presence of an excess of, 'Ji1, then in the presence of a proportion of insU: -fisé air;:; 6 to ensure complete combustion. 9. Procédé selon les revendications 1, 6, 7 et 8, caractérisé en EMI16.2 ce qu'on conduit à un endroit- d'emmagasinage au moins une partie des produits de la combustion incomplète, à leur sortie du lit du catalyseur, pendant la période du cycle correspondant à l'accumulation de chaleur, et on mélange ces produits de combustion incomplète avec le gaz, riche en hydrogène et en pro- duits d'oxydation du carbone, sortant du lit du catalyseur, pendant la pé- EMI16.3 riode du cycle correspondant 'Ci- la réaction de tra.1J.Sfoltion. 9. Method according to claims 1, 6, 7 and 8, characterized in EMI16.2 this is carried out to a storage location at least part of the products of incomplete combustion, as they leave the catalyst bed, during the period of the cycle corresponding to the heat accumulation, and these products of incomplete combustion with the gas, rich in hydrogen and in carbon oxidation products, leaving the catalyst bed, during the EMI16.3 period of the corresponding cycle 'Ci- the reaction of tra.1J.Sfoltion. 10. Procédé de fabrication d'un gaz combustible, propre à être distribué dans un système de distribution de gaz de ville desservant des appareils réglés pour la combustion de gaz fabriqué industriellement etpos- sédant des caractéristiques de combustion déterminées d'avance, - ce pro- cédé consistantà préparer un gaz riche en hydrogène dans un procède cyclin- EMI16.4 que, dans lequel, dàns une période du. 10. A method of manufacturing a combustible gas, suitable for being distributed in a town gas distribution system serving devices regulated for the combustion of industrially manufactured gas and having combustion characteristics determined in advance, - this pro - granted consisting in preparing a gas rich in hydrogen in a cyclic process EMI16.4 that, in which, in a period of. cyclea ro, brûle uri combust3ble flàid3 et on fait passer les produits chauds de la combustion a travers un lit de matiè re d'accumulation de chaleur,pour y accumuler de la chaleur, etensuite à EMI16.5 travers un lit de catalyseur pour la réaction enc!-other,Ci1ÏqLle entre des ,hydro- carbures gazeux et de la vapeur d'eau, pour y accumuler de la chaleur, - et, dans une autre période du cycle, on fait passer u hydrocarbure normalement gazeux et de la vapeur d'eau (et éventuellement de 1'air) à travers ce lit de matière d'accumulation de chaleur, pour chauffer ces gaz, et ensuite è. travers ce lit de catalyseur, pour effectuer la transformation de 1'hydro- gène et de la vapeur d'eau (et éventuellement de l'air) cyclea ro, burns a flàid3 combustible and the hot products of combustion are passed through a bed of heat accumulating material, to accumulate heat therein, and then to EMI16.5 through a bed of catalyst for the thermal reaction between gaseous hydrocarbons and water vapor, in order to accumulate heat therein, - and, in another period of the cycle, u normally gaseous hydrocarbon and water vapor (and possibly air) through this bed of heat storage material, to heat these gases, and then è. through this catalyst bed, to effect the transformation of hydrogen and water vapor (and possibly air) en un gaz riche en EMI16.6 hydrogène et en produits d-'o7-5Lydation du carbone, - et à enrichir ce gaz., riche en hydrogène et en produits d'oxydation du carbone en le mélangeant avec une proportion d'un hydrocarbure normalement gazeux, possédant une va- EMI16.7 leur l if .... 'll désirée d l ,"i -=-'- de ... leur calorifique supérieure celle désirée dans ¯-3 gaz de manière a produire un gaz mixte possédant des caractéris t W ^esde combustion compara- bles aux caractéristiques de combustion déterntiuèes d'avance du gaz fabriqué industriellement, de sorte que le gaz mixte résultant peut être distribué dans ce système de distribution de gaz de ville. in a gas rich in EMI16.6 hydrogen and carbon oxidation products, - and to enrich this gas., rich in hydrogen and carbon oxidation products by mixing it with a proportion of a normally gaseous hydrocarbon having a EMI16.7 their l if .... 'll desired dl, "i - = -'- de ... their calorific higher than that desired in ¯-3 gases so as to produce a mixed gas having comparative combustion characteristics. bles with the combustion characteristics determined in advance of the industrially produced gas, so that the resulting mixed gas can be distributed in this town gas distribution system. 11 Procédé selon la revendication 10, dans lequel, on conduit au moins la dernière partie de la combustion du.combustible fluide en pré- sence d'une proportion d'air insuffisante pour assurer la combustion complè- te et on amène à un endroit d'emmagasinage au moins une partie des produits de combustion incomplète, quittant le lit de catalyseur, pendant la première période du cycle, - et on mélange le gaz riche en hydrogène et en produits d'oxydation du carbone, obtenu pendant la deuxième période du cycle, avec ces produits de combustion incomplète et avec un gaz possédant une valeur calorifique supérieure à celle désirée dans le mélange résultant,dans des proportions propres à produire le gaz mixte pouvant être distribué dans un système de distribution de gaz de ville. 11 The method of claim 10, wherein at least the last part of the combustion of the fluid fuel is carried out in the presence of an insufficient proportion of air to ensure complete combustion and it is brought to a point of 'storing at least a part of the products of incomplete combustion, leaving the catalyst bed, during the first period of the cycle, - and mixing the gas rich in hydrogen and carbon oxidation products, obtained during the second period of the cycle , with these products of incomplete combustion and with a gas having a calorific value greater than that desired in the resulting mixture, in proportions suitable for producing the mixed gas which can be distributed in a town gas distribution system. 12. Appareil pour la fabrication, par un procédé cyclique, d'un constituant gazeux, riche en hydrogène et en produits d'oxydation du carbone, d'un gaz propre à être distribué dans des systèmes de distribution de gaz de ville, par la réaction catalytique d'un hydrocarbure gazeux avec de la vapeur d'eau (et éventuellement de l'air), - cet appareil comprenant une chambre de EMI16.8 combustion, un lit de matière d?' accumalation de chaleur et un lit de matière catalytique disposés à la suite l'un de l' autre dans des enceintes communi- quant librement entre elles, - des moyens pour introduire, pendant un in- tervalle de temps déterminé d'avance, un. mélange combustible de combustible gazeux et d' air dans .cette chambre de combustion, 12. Apparatus for the manufacture, by a cyclic process, of a gaseous component, rich in hydrogen and in carbon oxidation products, of a gas suitable for distribution in town gas distribution systems, by the catalytic reaction of a gaseous hydrocarbon with water vapor (and possibly air), - this apparatus comprising a EMI16.8 combustion, a bed of matter? accumulation of heat and a bed of catalytic material arranged one after the other in enclosures freely communicating with each other, - means for introducing, during a predetermined time interval, a. combustible mixture of gaseous fuel and air in this combustion chamber, - des moyenspour intro- duire, pendant un intervalle de temps déterminé d'avance, un hydrocarbure <Desc/Clms Page number 17> normalement gazeux et de la vapeur d'eau (et éventuellement de l'air) dans ce lit de matière d'accumulation de chaleur, à partir d'un endroit adjacent à la zone de combustion, - et des moyens pour évacuer des produits gazeux à partir de ce lit de matière catalytiquè. - means for introducing, during a predetermined time interval, a hydrocarbon <Desc / Clms Page number 17> normally gaseous and water vapor (and possibly air) in this bed of heat-accumulating material, from a location adjacent to the combustion zone, - and means for removing gaseous products from this bed of catalytic material.
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