BE559507A - - Google Patents

Description

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   Dans la méthanisation de mélanges d'anhydride carbonique et d'hydrogène, les gaz à transformer doivent présenter le degré de pureté nécessaire aux conversions catalytiques. Leur teneur totale en soufre,   c'est-à-dire   la quantité de composés soufrés inorgani- ques et/ou organiques   présents, ne   doit pas dépasser 0,5 g de S par   Ou   m3 du mélange   gazeux/calculés   dans les conditions normales, et de préférence elle doit être inférieure à u,3 g de S. 



   L'anhydride carbonique nécessaire aux mélanges gazeux à méthaniser peut être emprunté, par exemple, à des gaz qui se forment dans le grillage du calcaire, de la dolomie ou de carbo- 

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 nates similaires, Mais on peut aussi le séparer de gaz de pro- venance industrielle ou naturelle, grâce à des   procédés   de lavage en eux-mêmes connus, par exemple par lavage à l'eau sous   pression.   



  L'hydrogène nécessaire peut être obtenu, soit par électrolyse d'alcalis, soit par décomposition électrolytique de l'eau, soit encore par décomposition catalytique de la vapeur d'eau ou d'au- tres procédés en   eux-mêmes   connus. 



   Les gaz de cette provenance, surtout l'anhydride carbo- nique, possèdent presque toujours une très faible teneur en soufre, généralement inférieure à 1-2gde S par 100 m3 calculés dans les conditions normales. Cette teneur en soufre est constituée en majeure partie par des composés soufrés organiques. En pareil cas, il. est peu économique, ou techniquement impraticable, de désulfurer les gaz jusqu'à un degré de pureté de   0,3-0,5g   de S par 100   m3   calculés dans les conditions normales, en ayant recours à un procédé de lavage par voie humide, ou à des masses d'oxyde de fer alcalinisées. 



   L'élimination poussée du soufre, qui est nécessaire dans les mélanges d'anhydride carbonique et d'hydrogène en vue d'une méthanisation rationnelle, peut être obtenue de façon par- ticulièrement simple et économique si l'on utilise, pour purifier le mélange gazeux à méthaniser, le catalyseur usé dans la première étape (étape de purification) du procédé de méthanisation, en travaillant à des températures inférieures à 100 , de préférence inférieures à 60  Pour que la   méthanisation   en deux étapes qui suit soit économique, il est'très important que le catalyseur frais soit tout d'abord utilisé un certain temps dans le deuxième étage de méthanisation et soit transféré, alors seulement, à la première étape de méthanisation où il reste de préférence jusqu'à épuisement de son activité de méthanisation.

   Un catalyseur de méthanisation usé, qui contient par exemple 60% en poids de nickel, 30% en poids de kieselguhr et 10% en poids d'oxyde de magnésium:, 

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 convient excellement comme catalyseur de purification et de désul-   furation.   Mais on peut aussi utiliser d'autres   catalyseurs   au   nickel,   correspondant à l'état de la technique. On peut ainsi débarrasser en quasi-totalité, de leur teneur en soufre, soit le mélange d'anhydride carbonique et d'hydrogène, soit encore les   constituants 'individuels   du mélange. 



   Toutefois le catalyseur de méthanisation usé, qui sert alors à l'épuration   préalable,'présente   souvent un degré d'oxyda- tion indésirable parce que le pouvoir réducteur du catalyseur de méthanisation frais diminue, à cause de l'anhydride carbonique à méthaniser ou à cause de la vapeur d'eau formée en grande quantité dans la méthanisation de celui-ci. Dans ces cas, en utilisant pour la purification préalable le catalyseur de méthanisation usé, on ne peut pas obtenir une désulfuration suffisante des gaz à métha- niser. 



     'On   a trouvé que ces inconvénients ne se produisent pas si, avant d'utiliser le catalyseur de méthanisation usé comme catalyseur de désulfuration., on le soumet à un traitement par l'hydrogène. 



   A cet¯effet, on utilise les conditions de réduction usuelles pour les catalyseurs au nickel, de préférence des températures de 250- 
500  plus spécialement d'environ   300-4000,   et des vitesses   d'écou-   lement de gaz supérieures à environ 50 cm/s, de préférence supé- rieures à 100 cm/s. La réduction du catalyseur de méthanisation usé peut être opérée aussi bien avec de l'hydrogène ,pur qu'avec des gaz hydrogénés, par exemple avec un mélange gazeux usuel pour la synthèse de l'ammoniac et contenant environ 75 parties en volume d'hydrogène et 25 parties en volume d'azote. La durée de la ré- action peut être de 30 à 60 minutes. 



   Après le traitement réducteur préalable du catalyseur de méthanisation usé, sa teneur en nickel métallique réduit, par rapport à la totalité du nickel présent, est supérieure à 705 Le pouvoir réducteur atteint par exemple 80%, et des niveaux encore 

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 supérieurs, et par conséquent il possède un ordre de grandeur qui garantit, pour plusieurs mois, une désulfuration parfaite du mélange gazeux à traiter. 



   Dans le cas où la teneur en soufre est de 1 à 2 g de S par 100   m3   de gaz calculés dans les conditions normales, le nickel métallique réduit qui existe, en grande, quantité, dans le cataly- seur de méthanisation usé, a pour effet   d'éliminer   tous les com- posés soufrés inorganiques et organiques jusqu'à une teneur rési- duelle de 0,1-0,2 g de S par 100 m3 calculés dans les conditions normales. Pour cela, des températures inférieures à 1000 sont suffisantes, et plus spécialement des températures inférieures à 60  Lorsque les composés soufrés présents dans le mélange gazeux sont quasi-exclusivement formés de sulfure de carbone et d'oxysulfure de carbone, on obtient une désulfuration suffisante dès la température ambiante. 



   La capacité de charge du catalyseur utilisé à la. désulfu- ration suivant l'invention est à peu près aussi élevée que dans la méthanisation,   c'est-à-dire   de 500 à 2000 parties en volume de gaz environ, pour chaque partie en volume de catalyseur et par heure, le tout mesuré dans les conditions normales   (500-2000     V/V/h).   



  Cependant, la charge de gaz permise dépend dans une certaine mesure de la quantité de soufre présente dans le mélange gazeux, et elle diminue quand la teneur en soufre augmente. Le procédé suivant l'invention est applicable à la pression normale, nais des pres- sions de gaz de 5 à 25 kg/cm2 sont préférables.

Claims (1)

1. RESUME L'invention. a pour objet un procédé de préparation catalytique du méthane à partir de mélanges gazeux ne contenant sensiblement que de l'anhydride carbonique et de l'hydrogène, suivant le brevet principal, caractérisé par le fait que le cata- @ <Desc/Clms Page number 5> lyseur pratiquement usé dans la première étape du procédé sert à la désulfuration du mélange gazeux à méthaniser, suivant le premier perfectionnement au brevet principal, et caractérisé en outre par le fait qu'avant d'utiliser ce catalyseur usé pour la désulfuration, on le réduit, à l'aide d'hydrogène ou de mélanges hydrogène-azote, à 250-500 , de préférence à 300-400 avec des vitesses de gaz supérieures à 50 OMIS,

   de préférence supérieures à- 100 cm/s.