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Description


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  PROCEDE POUR LA FABRICATION DE   L'HYDROGENE   EN PARTANT DU METHANE OU DE
GAZ CONTENANT DU METHANE. 



   On sait qu'on peut obtenir de l'hydrogène à partir du méthane en faisant passer le méthane sur du silicium, du nickel ou des catalyseurs contenant du nickel à une température relativement élevée. Les dépôts de suie exigent que le catalyseur soit renouvelé ou régénéré de temps à autre. On peut également procéder en introduisant avec le méthane de 1' oxygène ou de l'air pour empêcher de cette manière une désactivation prématurée du catalyseur. Malgré tout, il est encore nécessaire de renouveler ou de régénérer le catalyseur, quoique dans des intervalles plus longs. 



   Il est également connu de faire passer dans une chambre de réaction un mélange de méthane avec ou sans vapeur d'eau et oxygène à grande vitesse à des températures supérieures à 1.000 C. Dans ce procédé on obtient de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène avec des proportions négligeables d'acétylène. 



   L'objet de la présente invention est un procédé pour la   fabrï-   cation de l'hydrogène en partant du méthane ou de gaz contenant du méthane caractérisé par l'utilisation, comme catalyseur, d'un coke "vierge" c'est-   à-dire   d'un coke qui n'a pas encore subi le contact avec l'eau ni avec l'air Pour l'obtention de ce coke, on peut éventuellement utiliser un mélange de houille et de lignite, parce que ce dernier donne au coke une action,catalytique particulièrement forte grâce à sa haute teneur en cendres. Pour la préparation des catalyseurs, on peut utiliser d'une façon générale des charbons ou mélanges de charbons quelconques, à condition qu'ils donnent un coke poreux grâce à leur teneur en constituants volatils.

   On peut augmenter l'action catalytique, par une addition de catalyseurs, par exemple d' oxydes ou sels de fer, de l'aluminium, du tungstène, du molybdène, etc.., 

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 au charbon   qui   doit être cokéfié. 



   On a également trouvé qu'on peut combiner le processus de cokéfaction avec le procédé selon l'invention pour l'obtention de l'hy- drogène. 



   A cet effet, on peut procéder en faisant passer les hydrocar- bures sur le coke directement à sa sortie de la cokerie. On opère de pré- férence en présence de la vapeur d'eau, ce qui empêche ou réduit la sépara- tion du carbone et augmente le rendement en hydrogène. 



   La dissociation du méthane exige un apport de chaleur même si on opère en présence de la vapeur d'eau. On a trouvé complémentai- rement qu'on peut engendrer la chaleur nécessaire à cet effet en établis- sant un contact entre le coke et l'air en mélange avec le gaz à dissocier ou séparément le contact du coke avec le gaz et avec l'air. Ce dernier mo- de de mise en oeuvre offre l'avantage que seul le carbone résultant de la dissociation du méthane est brûlé ou consommé, et non pas le méthane ou le gaz contenant du méthane. 



   De préférence, on effectue la réaction de façon qu'elle ne dé- gage principalement que du monoxyde de carbone. 



   EXEMPLES. 



    1 ) 25 m3 de méthane (92,2% CH4) donnent, par dissociation sur un catalyseur en coke pur, à 1.000 C et en une heure, 47m3 de gaz dégagé,   ce qui correspond à un rendement de   77,8%.   



   Le gaz dégagé présente la composition suivante : 
 EMI2.1 
 G02 C 2 H 4 02 CO a# CH4 IT 2 0,2 1,0 0,2   7,0   74,4 10,3   6,4%   en   vol.   



   2 ) En partant de   100,17   m3 d'un gaz présentant un pouvoir calorifique supérieur de 5535 kcal/Nm3, et la composition suivante : 
 EMI2.2 
 Go 2 CZH4 O2 CO Hz C Tif 4 il 2 1,6 1,2 1,0   10,4   17,3   47,2     20,3%   en vol., qu'on fait passer sur le catalyseur de coke porté à 1.000 C, on obtient, en 3 heures, 148,5 m3 de gaz dissocié présentant un pouvoir calorifique supérieur de 3490 kcal/Nm3, et la composition suivante : 
 EMI2.3 
 Go2 c 2H 4 02 CO H2 GH N2 1,6 0,8   0,4   5,8 61,6   13,3     16,0%   en vol. 



   3 ) En partant de 15,0 m3 d'un gaz présentant la   composition :   
 EMI2.4 
 Go2 c 2H 4 02 CO % CH 4 PT2 -------------- r..... ---------------- . - 2,0 2,1 0,8 13,6 12,8   49,4   19,3% en   vol.,   on obtient avec   37,5   m3 d'air, en une heure et à une température de réaction d'environ 1.000 C,un volume de 92m3 de gaz dissocié, avec un rendement de dissociation de   73,3   et la composition suivante : 
 EMI2.5 
 C02 G 2 H 4 02 Go H2 CH 4 N2 

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 1,4 - 1,3   17,3   33,4 3,6 43,0% en vol. 



   4 )   44,06   m3 d'un gaz de départ présentant un pouvoir calorifique supérieur de   5443     kcal/Nm3,   et   la.   composition suivante : 
 EMI3.1 
 C02 C2H4 02 GO H2 GH4 N2 2,2 1,8 0,8 13,0   19,2   44,0 19,0% en vol. donnent, avec 50 kg de vapeur d'eau, en deux heures, à une température d' environ 1.100 C, un volume de 79,5 m3 de gaz dissocié, présentant   un,pou-   voir calorifique supérieur de   3029     kcal/Nm3,   et la composition suivante :   C02   C2H4 O2 GO H2 CH4 N2 1,4 0,2 0,3   15,9     60,7   7,0   14,5%   en   vol .   avec un rendement de   71,4%.   



   Pour tous ces exemples, on utilise   1.000   kg de coke. 



   5 ) Dans une chambre de cokéfaction, remplie de 19,6 t de charbon correspondant à   14,7   t de coke, et après une période de carbonisation d'une durée de 20 heures (5/6 de la période de carbonisation totale), on fait passer   427,5   m3 d'un gaz contenant 56,0% en vol. de méthane et 7,4%   en vol. d'hydrogène. Pour le CH4, ceci correspond à une quantité de 239,40 m3.   



   Il reste un mélange de 735 m3 de gaz de coke et de gaz dissocié   présentant la composition suivante : CO2 = 0,3% en vol; CO = 8,3% en vol; H2 = 73,8% en vol; CH4 = 10,3% en vol: N2 = 7,3% en vol. 



  Ce qui correspond à 75,71 m  pour le CH4.   



   A condition que la teneur en méthane ne se modifie pas, et pour   une quantité moyenne de gaz de 172,5 m3 avec 18,4 % en vol de CH4, la proportion de CH4 pour le gaz de coke est de 31,74 m3. 



  Le gaz résiduel contient donc encore 75,71 - 31,74 = 43,97 m3 de   CH4.

Claims

Il en résulte pour le rendement : 239,40 - 43,97 / 239,40 . 100 = 81,6% RESUME 1. Ce procédé pour la fabrication de l'hydrogène en partant du mé- thane ou de gaz contenant du méthane, consiste à utiliser, comme catalyseur, un coke "vierge".

2. On fait passer les hydrocarbures sur le coke sortant direc- tement de la cokerie.

3. On opère en présence de la vapeur d'eau.

4. On opère en présence de catalyseurs.

5. On apporte l'énergie calorifique nécessaire à la mise en oeu- vre de la réaction en faisant brûler le carbone formé par la dissolution. <Desc/Clms Page number 4> 6. On utilise un coke poreux.