FR2545080A1 - PROCESS FOR PRODUCING ALCOHOLS FROM LIGHT HYDROCARBONS - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LE COUPLAGE D'UNE REACTION DE VAPOREFORMAGE EFFECTUEE DANS LA ZONE 14 (TRAITEMENT A LA VAPEUR DU METHANE NOTAMMENT) ET D'UNE REACTION DE SYNTHESE D'ALCOOLS (EFFECTUEE DANS LA ZONE 20) A PARTIR DU GAZ DE SYNTHESE PRODUIT DANS LA ZONE DE VAPOREFORMAGE. L'INVENTION EST CARACTERISEE PAR UN RECYCLAGE VERS LA ZONE DE VAPOREFORMAGE D'AU MOINS UNE PARTIE DU GAZ CARBONIQUE ET DES HYDROCARBURES LEGERS (PAR LA CONDUITE 3) PRESENTS DANS LA PHASE GAZEUSE SOUTIREE DE LA ZONE DE SYNTHESE D'ALCOOLS. L'INVENTION S'APPLIQUE A LA PRODUCTION DE METHANOL ET D'ALCOOLS HOMOLOGUES SUPERIEURS.THE INVENTION CONCERNS THE COUPLING OF A STEAMING REACTION CARRIED OUT IN ZONE 14 (STEAM TREATMENT OF METHANE IN PARTICULAR) AND OF AN ALCOHOLS SYNTHESIS REACTION (CARRIED OUT IN ZONE 20) FROM THE SYNTHETIC GAS PRODUCED IN THE VAPOREFORMING ZONE. THE INVENTION IS CHARACTERIZED BY A RECYCLING TO THE VAPOREFORMING ZONE OF AT LEAST PART OF THE CARBON GAS AND LIGHT HYDROCARBONS (BY LINE 3) PRESENT IN THE GASEOUS PHASE SOUL OF THE ALCOHOL SYNTHESIS ZONE. THE INVENTION APPLIES TO THE PRODUCTION OF METHANOL AND HIGHER APPROVED ALCOHOLS.
Description
254505 O254505 O
L'invention concerne un procédé de production d'au moins un alcool choisi parmi le méthanol et les alcools homologues supérieurs du méthanol linéaires et saturés, comportant par exemple 2 à 10 atomes de carbone par molécule et en particulier l'éthanol, le propanol, les butanols et les pentanols L'un ou l'autre de ces alcools, et généralement certains de ces alcools utilisés en mélange, possèdent la particularité de pouvoir être ajoutés directement à une essence composée essentiellement d'hydrocarbures(c'est-à-dire à une essence automobile de type normal ou de type super) pour pouvoir obtenir, par The invention relates to a process for the production of at least one alcohol chosen from methanol and the higher homologous alcohols of linear and saturated methanol, comprising, for example, 2 to 10 carbon atoms per molecule and in particular ethanol and propanol, butanols and pentanols One or other of these alcohols, and generally some of these alcohols used in a mixture, have the particularity of being able to be added directly to a gasoline composed essentially of hydrocarbons (that is to say to a motor gasoline type normal or super type) to be able to obtain, by
exemple, une essence automobile de prix modéré et d'excellente qualité. example, a moderately priced and excellent quality automotive gasoline.
Les méthodes d'obtention de tels mélanges d'alcools, à partir de gaz de synthèse en une ou plusieurs étapes, ont été largement décrites dans l'art antérieur, par exemple dans les demandes de brevet français 82/16 345 du 23 septembre 1982, 82/08 997 du 21 mai 1982, 82/05 368 du 26 mars 1982, 82/11 892 du 5 juillet 1982, et dans les brevets français N 2 369 234 (ou USP 4 122 110), 2 444 654 (ou USP The methods for obtaining such mixtures of alcohols, from synthesis gas in one or more steps, have been widely described in the prior art, for example in French patent applications 82/16 345 of 23 September 1982. , 82/08 997 of May 21, 1982, 82/05 368 of March 26, 1982, 82/11 892 of July 5, 1982, and in the French patents N 2 369 234 (or USP 4 122 110), 2 444 654 (or USP
4.291 126) N 2 453 125 et N 2 441 420. 4,291,126) Nos. 2,453,125 and 2,441,420.
Le procédé selon l'invention comporte deux étapes; la première étape est un steam-reforming (vaporeformage ou reforming ou reformage à la vapeur etc) c'est-à-dire la réaction de l'eau avec le méthane ou des gaz légers hydrocarbonés (LPG) de formule Cn H 2 n+ 2 avec n= 1 à 4 Cette réaction produit de l'oxyde de carbone, du dioxyde de carbone et de l'hydrogène, donc un gaz de synthèse à partir duquel The method according to the invention comprises two steps; the first step is a steam reforming (steam reforming or reforming or steam reforming etc) that is to say the reaction of water with methane or light hydrocarbon gases (LPG) of formula Cn H 2 n + 2 with n = 1 to 4 This reaction produces carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen, thus a synthesis gas from which
dans une deuxième étape, on produit un ou des alcools. in a second step, one or more alcohols are produced.
Un tel procédé ne parait pas à priori très raisonnable pour des considérations thermodynamiques En effet, la réaction ( 1) du reformage à l'eau du méthane: Such a process does not seem a priori very reasonable for thermodynamic considerations Indeed, the reaction (1) of methane water reforming:
CH 4 + H 20 CO + 3 H 2 ( 1)CH 4 + H 20 CO + 3H 2 (1)
s'accompagne de l'équilibre ( 2) Acomes with balance (2) A
CO + H 20 C 2 + H 2 ( 2)CO + H 20 C 2 + H 2 (2)
B Cet équilibre se déplace essentiellement dans le sens A en raison de l'excès d'eau utilisé dans ce type de réaction ( 1), excès nécessaire pour éviter le coking (par chauffage exagéré) du réacteur et du catalyseur, ce qui conduit à un rapport molaire H 2/CO très souvent compris entre 4,5 et 6 Le déplacement de l'équilibre ( 2) dans le sens A se traduit ainsi par une teneur trop élevée en hydrogène qui par la suite, dans la deuxième étape, entraîne une formation trop B This equilibrium moves essentially in direction A because of the excess of water used in this type of reaction (1), excess necessary to avoid the coking (by exaggerated heating) of the reactor and the catalyst, which leads to a molar ratio H 2 / CO very often between 4.5 and 6 The displacement of the equilibrium (2) in the direction A is thus reflected in an excessively high content of hydrogen which subsequently, in the second stage, results in training too
importante de méthane, au détriment des alcools recherchés. significant amount of methane, to the detriment of sought-after alcohols.
Ce déplacement dans le sens A est d'autant plus net, qu'aux températures généralement utilisées, même en l'absence d'un excès d'eau, la valeur Kp (sens Aj de l'équilibre est en faveur du déplacement dans le sens A, avec également, en conséquence, une production excédentaire This displacement in direction A is all the more clear, as at the temperatures generally used, even in the absence of an excess of water, the value Kp (equilibrium direction Aj is in favor of the displacement in the sense A, with consequent surplus production as well
et néfaste de CG 2.and harmful to CG 2.
On rappelle ci-dessous les diverses valeurs de Kp pour diverses températures: K = p CO 2 p H 2 p(sens A) p CG p H 20 The various values of Kp for various temperatures are recalled below: K = p CO 2 p H 2 p (A direction) p CG p H 20
Or précisément, l'invention est basee, pourtant, sur l'injec- But precisely, the invention is based, however, on the injection
tion dans le premier réacteur de CO 2 On peut utiliser comme source de C 02, pour cette injection, du C 02 provenant au moins en partie d'un stockage de C 02 comprimé ou d'une unité voisine (de synthèse d'ammoniac par exemple) ou d'un gisement, ou encore du C 02 récupéré sur les fumées de four de vaporeformage etc mais conformément à l'invention, une partie au moins du CO 2 provient avantageusement du C 02 soutiré de réacteur de synthèse du méthanol et/ou de ses alcools homologues Et utiliser ainsi le CO 2 en provenance du réacteur de synthèse d'alcools permet de remédier aux nombreux problèmes que pose généralement la présence du CO 2 dans les gaz soutirés du réacteur de synthèse: il est en effet recommandé de recycler ces gaz dans le réacteur de synthèse mais la présence de CO 2 dans ces gaz présente des inconvénients,pour les raisons suivantes: Pour réaliser la synthèse d'alcools à partir d'oxyde de carbone et d'hydrogène, il faut theoriquement 2 molécules d'hydrogène pour une molécule de CO, selon la réaction ( 1): ( 1) n CO + 2 N H 2 Cn H 2 n+l OH + (n-1) H 20 T K TC Log O l Kp K -P p In the first CO 2 reactor, C 02 can be used as the C 02 source, for this injection, C 02 originating at least in part from a compressed C 02 storage or from a neighboring unit (ammonia synthesis). example) or a deposit, or else the C 02 recovered on the fumes of steam reforming furnace etc but according to the invention, at least part of the CO 2 advantageously comes from the C02 withdrawn from the methanol synthesis reactor and / or its homologous alcohols And thus using the CO 2 from the alcohol synthesis reactor makes it possible to remedy the many problems generally posed by the presence of CO 2 in the gases drawn off from the synthesis reactor: it is indeed recommended to recycle these gases in the synthesis reactor but the presence of CO 2 in these gases has drawbacks, for the following reasons: To carry out the synthesis of alcohols from carbon monoxide and hydrogen, it is theoretically necessary to hydrogen lecules for a CO molecule, according to reaction (1): (1) n CO + 2 NH 2 C n H 2 n + 1 OH + (n-1) H 20 TK TC Log O l Kp K -P p
298 25 4,992 98175298 25 4.992 98175
300 27 4,947 88512300 27 4.947 88512
400 127 3,166 1466400 127 3,166 1466
500 227 2,114 130,0500 227 2.114 130.0
600 327 1,429 26,85600,327 1,429 26.85
700 427 0,952 8,95700,427 0,952 8,95
800 527 0,603 4,01800,527 0.603 4.01
900 627 0,341 2,19900 627 0.341 2.19
1000 727 0,136 1,371000 727 0.136 1.37
, ,,, ' ^L,, ,,, '^ L,
Ainsi, pour ce type de réaction, il est généralement souhai- Thus, for this type of reaction, it is generally desirable
table de devoir travailler avec un rapport molaire H 2/CO voisin de 2, par exemple entre 1,6 et 2,4 et, plus particulièrement, entre 1,8 et table having to work with a molar ratio H 2 / CO close to 2, for example between 1.6 and 2.4 and, more particularly, between 1.8 and
2,2, ce qui va être rendu possible par le procédé de l'invention. 2.2, which will be made possible by the method of the invention.
Dans les procédés de l'art antérieur, généralement le gaz de synthèse est obtenu par gazéification, soit de charbon, de coke, de résidus lourds pétroliers, de bitumes, etc, et sa composition ne correspond pas à la composition stoechiométrique pour l'obtention d'alcools, ce gaz de synthèse étant déficitaire en hydrogène; sa composition doit donc être ajustée par conversion de CO à la vapeur d'eau puis élimination de tout ou d'une partie du C 02 formé Mais dans ce cas, on n'a pas intérêt d'ailleurs à trop laisser de C 02 dans le gaz de synthèse car la synthèse d'alcools à partir de CO 2 exige plus d'hydrogène que dans le cas de la synthèse à partir de CO (réaction ( 2)): N CO 2 + 3 N H 2 C 2 n+H OH + ( 2 n-1)H 20 ( 2) Au cours de la synthèse des alcools, on récupère un effluent réactionnel qui contient des gaz non convertis (CO + H 2), du méthanol, de l'eau, des hydrocarbures (méthane et hydrocarbures plus lourds ayant donc au moins 2 atomes de carbone par molécule) et des alcools homologues du méthanol Tout cet effluent est refroidi de façon à condenser la majeure partie du méthanol et des alcools homologues et la majeure partie de l'eau La fraction non condensée renferme essentiellement In the processes of the prior art, generally the synthesis gas is obtained by gasification, that is to say coal, coke, petroleum heavy residues, bitumens, etc., and its composition does not correspond to the stoichiometric composition for obtaining of alcohols, this synthesis gas being deficient in hydrogen; its composition must therefore be adjusted by conversion of CO to water vapor and elimination of all or part of the C 02 formed But in this case, it is not beneficial to leave too much C 02 in synthesis gas because the synthesis of alcohols from CO 2 requires more hydrogen than in the case of synthesis from CO (reaction (2)): N CO 2 + 3 NH 2 C 2 n + H OH + (2 n-1) H (2) During the synthesis of the alcohols, a reaction effluent is recovered which contains unconverted gases (CO + H 2), methanol, water, hydrocarbons ( methane and heavier hydrocarbons thus having at least 2 carbon atoms per molecule) and alcohols homologous to methanol All this effluent is cooled so as to condense the major part of methanol and homologous alcohols and most of the water. not condensed contains essentially
de l'oxyde de carbone, de l'hydrogène, du méthane, d'autres hydro- carbon monoxide, hydrogen, methane, other hydro-
carbures et du gaz carbonique Cette fraction gazeuse,dans l'art antérieur, est recyclée au moins en partie à l'entrée du réacteur, à titre de gaz d'appoint pour élever le rapport molaire H 2/CO(à l'entrée du réacteur de synthèse) à une valeur d'environ au moins 1,8 et carbides and carbon dioxide This gaseous fraction, in the prior art, is recycled at least in part to the inlet of the reactor, as a make-up gas to raise the H 2 / CO molar ratio (at the inlet of the reactor). synthesis reactor) at a value of at least about 1.8 and
d'environ 2 de préférence.about 2, preferably.
Mais le procédé que l'on vient de décrire présente un incon- But the process just described has a disadvantage
vénient majeur qui est la présence de quantités relativement importan- major event which is the presence of relatively large quantities
tes de gaz carbonique dans les gaz soutirés du réacteur On a expliqué plus haut que la production d'alcools à partir de C 02 exige plus d'hydrogène qu'à partir de CO Un recyclage de C 02 est donc finalement néfaste En outre le recyclage de C 02 dans la zone de réaction nuit a la réaction équilibrée ( 2) qui existe également dans cette synthèse d'alcools A It has been explained above that the production of alcohols from C 02 requires more hydrogen than from CO. A recycling of C 02 is therefore ultimately detrimental. of C 02 in the reaction zone adversely affects the equilibrium reaction (2) which also exists in this synthesis of alcohols A
CO + H 20 = -CO 2+ H 2 ( 2)CO + H 20 = -CO 2+ H 2 (2)
BB
et se produit dans la zone réactionnelle. and occurs in the reaction zone.
Il s'en suit que dans l'art antérieur, il convenait de It follows that in the prior art it was necessary to
procéder à une décarbonatation souvent fastidieuse des gaz non conden- often time-consuming decarbonation of non-condensed gases
sables, d'o évidemment une perte non négligeable en carbone. sand, of course a significant loss of carbon.
L'idée de la présente invention est de n'effectuer aucune The idea of the present invention is not to perform any
décarbonatation des gaz non condensésé Come es gaz sont à une tempé- decarbonation of non-condensed gases As gases are at a
À yu uavan cagey rature de l'ordre de 100 à 20 O C,/'invetion consiste à les chauffer à une température de l'ordre de 650 à 950 C environ (de préférence entre 730 et 890 C) les recycler au moins partiellement vers le réacteur de vaporeformage qui va fonctionner précisément entre 650 et 950 C, de préférence entre 730 et 890 C, jouant ainsi sur la valeur du Kp en In the case of a cage structure of the order of 100 to 20 ° C., the invention involves heating them at a temperature of the order of 650 to 950 ° C. (preferably between 730 and 890 ° C.) to recycle them at least partially towards the steam reforming reactor which will operate precisely between 650 and 950 ° C., preferably between 730 and 890 ° C., thus playing on the value of Kp in
déplaçant avantageusement l'équilibre ( 2) dans le sens B - advantageously displacing the equilibrium (2) in the direction B -
L'idée de l'invention est donc de coupler (a) un steam reforming (vaporeformage) réalisé à haute température et nécessitant ainsi, aux températures choisies, l'apport benéfique de CO 2 et (b) une réaction de synthèse d'alcools fournissant du CO 2, néfaste à cette réaction, et des hydrocarbures légers mais que l'on recycle donc avantageusement au réacteur de steam-reforming Lesavantages essentiels du présent procédé sont ainsi les suivants: il n'est plus nécessaire de procéder à la décarbonatation des gaz non condensables issus du réacteur de synthèse d'alcools, The idea of the invention is thus to couple (a) a steam reforming (steam reforming) carried out at high temperature and thus requiring, at the chosen temperatures, the beneficial contribution of CO 2 and (b) a synthesis reaction of alcohols supplying CO 2, which is detrimental to this reaction, and light hydrocarbons which are therefore advantageously recycled to the steam reforming reactor. The essential advantages of the present process are thus as follows: it is no longer necessary to proceed with the decarbonation of non-condensable gases from the alcohol synthesis reactor,
2545 00 O2545 00 O
l'équilibre ( 2) de la réaction du steam-reforming est déplacé dans le sens B puisque le C 02 recyclé et injecté dans la zone de steam-reforming réagit avec l'hydrogène produit dans la réaction de steam-reforming Ce déplacement dans le sens B va diminuer le rapport molaire H 2/CO (généralement trop élevé, d'une valeur de 4,5 à 6) à une valeur de l'ordre de 2 à 3 (de préférence 2,2 à 2,8) de sorte qu'au the equilibrium (2) of the steam-reforming reaction is displaced in the B direction since the C 02 recycled and injected into the steam-reforming zone reacts with the hydrogen produced in the steam-reforming reaction. sense B will decrease the molar ratio H 2 / CO (generally too high, from a value of 4.5 to 6) to a value of the order of 2 to 3 (preferably 2.2 to 2.8) of so that
cours de cette réaction de première étape (steam-reforming), on produi- During this first-stage reaction (steam-reforming),
ra peu de C 02 mais essentiellement un mélange de CO et d'hydrogène dans un rapport molaire de 2 à 3 (de préférence 2,2 à 2,8) idéal pour être a little C 02 but essentially a mixture of CO and hydrogen in a molar ratio of 2 to 3 (preferably 2.2 to 2.8) ideal to be
utilisé comme gaz de synthèse d'alcools au cours de la deuxième étape. used as synthesis gas of alcohols during the second stage.
dans le bilan global des deux réactions (steam-reforming et synthèse d'alcools), le C 02 présent n'étant plus éliminé mais renvoyé à la première étape, n'occasionne pas de perte en carbone Dans le couplage des deux réactions, tout le carbone mis en jeu est transformé en alcools Enfin, les hydrocarbures légers, sous-produits de réaction qui peuvent être formés simultanément avec les alcools dans le réacteur de synthèse sont de la sorte avantageusement recyclés en même temps que le C 02, au réacteur de vaporeformage Ces hydrocarbures légers comprennent également le méthane non vaporeformé dans la section( 14) du shéma 1 l Le schéma 1 illustre le procédé selon l'invention La charge (gaz naturel, par exemple du méthane ou au moins un autre hydrocarbure léger ou un mélange de tels gaz) est envoyé par les conduites 1 et 5 dans la zone 14 de vaporeformage La conduite d'introduction de vapeur d'eau et celle de récupération du condensat ne sont pas indiquées Du gaz carbonique d'appoint, provenant au moins en partie du gisement de gaz naturel, est introduit par les conduites 2 et 26 Du gaz carbonique in the overall balance of the two reactions (steam-reforming and synthesis of alcohols), the C 02 present not being eliminated but returned to the first stage, does not cause loss of carbon In the coupling of the two reactions, all the carbon involved is converted into alcohols Finally, the light hydrocarbons, reaction by-products which can be formed simultaneously with the alcohols in the synthesis reactor are thus advantageously recycled together with the C 02, to the reactor of These light hydrocarbons also comprise methane not steam reformed in section (14) of Scheme 1. Scheme 1 illustrates the process according to the invention. The feedstock (natural gas, for example methane or at least one other light hydrocarbon or a mixture such gases) is sent through lines 1 and 5 in the steam reforming zone 14. The steam introduction pipe and the condensate recovery pipe are not indicated. Supplemental carbon dioxide, derived at least in part from the natural gas pool, is introduced through lines 2 and 26 of carbon dioxide
de recyclage et les hydrocarbures sous-produits de réaction sont intro- recycling and hydrocarbons reaction by-products are introduced.
duits par la conduite 3 Eventuellement, par la conduite 4, arrive by the pipe 3 Possibly, by the pipe 4, arrives
également du gaz carbonique récupéré à V'issue c I glia zone de vaporefor- carbon dioxide recovered at the same time from the vaporefor-
mage La zone de vaporeformage fonctionne/entre /3 u et 890 'C, sous une pression comprise entre 1 et 4 Megapascals et avec un débit de 2000 à 10 000 volumes de gaz (température et pression normales) par volume mage The steam reforming zone operates between / 3 and 890 ° C, under a pressure of between 1 and 4 Megapascals and with a flow rate of 2000 to 10,000 volumes of gas (normal temperature and pressure) per volume
de catalyseur et par heure.of catalyst and per hour.
2 L 545 O O2 L 545 O O
L'effluent de la zone de vaporeformage,soutiré par la condui- The effluent from the steam reforming zone, drawn off by the conduction
te 6,est envoyé par les conduites 7 et 8 dans un compresseur 19 Even- 6, is sent by lines 7 and 8 in a compressor 19 Even-
tuellement une partie de l'effluent chemine par les conduites 15 et 16 à travers une zone 18 dans laquelle on récupère par tout moyen adéquat une partie du gaz carbonique de l'effluent de vaporeformage, laquelle partie est au moins en partie renvoyée vers la zone 14 de vaporeformage par les conduites 4 et 26 L'effluent de la zone de vaporeformage, comprimé à la pression requise utilisée dans la zone 20 de synthèse des alcools {pression comprise généralement entre 5 et 20 Megapascals), J O pénètre par les conduites 17 et 9 dans la zone catalytique 20 de synthèse d'alcools fonctionnant entre 200 et 4000 C, et de préférence entre 250 et 3500 C. L'effluent de la zone 20, soutiré par la conduite 10 est séparé dans la zone 21 en d'une part une phase liquide renfermant de l'eau et des alcools, cette phase liquide étant soutirée par la conduite 12, et d'autre part une phase gazeuse renfermant des gaz non convertis, des hydrocarbures légers et du C 02, cette phase gazeuse étant soutirée part of the effluent runs through the pipes 15 and 16 through an area 18 in which any part of the carbon dioxide is recovered by any suitable means from the steam reforming effluent, which part is at least partially returned to the zone The effluent from the steam reforming zone, compressed to the required pressure used in the alcohol synthesis zone (pressure generally between 5 and 20 Megapascals), enters the pipe 17 and 9 in the catalytic synthesis zone 20 of alcohols operating between 200 and 4000 C, and preferably between 250 and 3500 C. The effluent of the zone 20, withdrawn via the pipe 10 is separated in the zone 21 in a part of a liquid phase containing water and alcohols, this liquid phase being withdrawn through line 12, and secondly a gaseous phase containing unconverted gases, light hydrocarbons and C 02, this gaseous phase being drawn off
par la conduite 22 Une partie au moins de cette phase gazeuse, éven- 22 At least part of this gaseous phase, possibly
tuellement portée a la température qui règne dans la zone 14 de vapo- the temperature prevailing in zone 14 of vapo-
reformageest recyclée dans cette zone 14 par la conduite 3 Généralement, on recycle ainsi en volume 2 % à 15 % et-de préférence 2,5 % à 10 % du Reforming is recycled in this zone 14 by the pipe 3 Generally, 2% to 15% by volume and preferably 2.5% to 10% by volume are recycled.
volume total de la phase gazeuse de la conduite 22. total volume of the gas phase of the pipe 22.
De préférence il peut être judicieux également de recycler une partie au moins de la phase gazeuse de la conduite 22, vers la zone 20 de synthèse d'alcools, par la conduite 11, le compresseur 24 et la conduite Enfin une partie de la phase gazeuse peut aussi être éliminée (purge) Preferably it may also be wise to recycle at least a portion of the gaseous phase of the pipe 22, to the zone 20 for synthesizing alcohols, via the pipe 11, the compressor 24 and the pipe Finally, part of the gaseous phase can also be eliminated (purge)
par la conduite 13.by driving 13.
La synthèse d'alcools est réalisée à une pression comprise entre 5 et 25 Megapascals, (M Pa) et préférentiellement entre 6 et 20 M Pa; The synthesis of alcohols is carried out at a pressure of between 5 and 25 Megapascals, (M Pa) and preferentially between 6 and 20 M Pa;
la température de réaction est comprise entre 200 et 4000 C et préféren- the reaction temperature is between 200 and 4000 C and preferably
tiellement entre 250 et 3500 C; la vitesse volumétrique horaire,, (exprimée en volumes T P N de mélange gazeux par volume de catalyseur et par heure) est usuellement comprise entre 1500 et 60 000 h 1 et de usually between 250 and 3500 C; the hourly volumetric velocity (expressed in volumes T P N of gaseous mixture per volume of catalyst and per hour) is usually between 1500 and 60 000 h 1 and
préférence entre 2000 et 20 000 h-l. preferably between 2000 and 20 000 h -1.
De nombreux types de catalyseurs ont été décrits pour cette réaction, notamment dans les brevets cités ci-dessus ils conviennent Many types of catalysts have been described for this reaction, in particular in the patents mentioned above they are suitable
parfaitement pour la mise en oeuvre de la présente invention, en parti- perfectly for the implementation of the present invention, in particular
culier les catalyseurs à base de cuivre, de cobalt et de divers autres métaux Les alcools homologues supérieurs obtenus dans le présent pro- cédé sont notamment l'éthanol, le propanol, le butanol, le pentanol, l'hexanol, l'heptanol, etc The higher homologous alcohols obtained in the present process are, for example, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, and the like.
Exemple.Example.
On opère le steam-reforming du méthane (zone 14) à une tempé- The steam-reforming of methane (zone 14) is carried out at a temperature of
rature de 880 C, une pression opératoire de 2 Megapascals, un rapport eau/méthane de 2,72 (en volume), une vitesse volumétrique horaire de 5000 h-1 (température et pression normales) Le réacteur de vaporeformage temperature of 880 C, operating pressure of 2 Megapascals, a water / methane ratio of 2.72 (by volume), an hourly volumetric velocity of 5000 h-1 (normal temperature and pressure) The steam reforming reactor
contient 50 tonnes de catalyseur nickel-alumine-calcium-potassium (envi- contains 50 tonnes of nickel-alumina-calcium-potassium catalyst (approx.
ron en poids: 20 % Ni O, 5 % potasse Ko H, 60 % d'alumine et 15 % de chaux by weight: 20% Ni O, 5% potassium hydroxide, 60% alumina and 15% lime
Ca (OH)2).Ca (OH) 2).
Il n'y a pas de purge (absence de la conduite 13) On recycle une partie de la phase gazeuse de la conduite 22 vers la première étape et une autre partie vers la deuxième étape Un recyclage de C 02 est There is no purge (absence of the pipe 13) Part of the gas phase of the pipe 22 is recycled to the first stage and another part to the second stage A recycle of C 02 is
effectué par la conduite 4.performed by driving 4.
La section réactionnelle de synthèse d'alcools (zone 20) comprend deuxréacteurs disposés en série, chacun d'eux comprend plusieurs lits de catalyseur, avec refroidissement intermédiaire Le catalyseur préparé selon l'enseignement de la demande de brevet français de la demanderesse NE 82/05 368, répond à la formule (en atomes) Cuo,8 Co 0,35 A 11,1 Zno 5 Lao 1 Nao 2 Il y a 6 tonnes de catalyseur par réacteur; The alcohol synthesis reaction section (zone 20) comprises two reactors arranged in series, each of them comprising several catalyst beds, with intermediate cooling. The catalyst prepared according to the teaching of the French patent application of the applicant NE 82 / 05 368, corresponds to the formula (in atoms) Cuo, 8 Co 0.35 To 11.1 Zno 5 Lao 1 Nao 2 There are 6 tons of catalyst per reactor;
La pression opératoire est de 13 Megapascals et la température 300 C. The operating pressure is 13 Megapascals and the temperature 300 C.
Rapport H 2/CO molaire à l'entrée de la zone 14 (c'est-à-dire dans la conduite 5): 1,81 Rapport H 2/CO molaire à l'entrée de la zone 20 (c'està-dire dans la conduite 9): 1,97 Molar H 2 / CO ratio at the entrance of zone 14 (ie in line 5): 1.81 Molar H 2 / CO ratio at the entrance of zone 20 (ie say in driving 9): 1.97
2545 C O2545 C O
9. Pourcentage de phase gazeuse recyclée dans la conduite 3 par rapport au total de la phase gazeuse de la conduite 22 3,25 % Pourcentage de CO recyclé dans la conduite 3 par rapport au total du CO 2 de la conduite 22: 3,25 % Pourcentage de CO 2 recyclé dans la conduite 3 par rapport au total du CO 2 de la conduite 5 (entrée du vaporeformage): 14,42 % Le tableau suivant traduit le bilan en kilomoles du procédé; la vapeur d'eau consommée en partie dans la section 14 n'a pas été indiquée. N (El) W) (il) ( 01) ( 6) ( 8) W ( 9) ( 9) W W W ( 1) LOI qÉ z OIi sol qz elq 9 CD lx') C> Ln %r 1.n i cà 9,11 zz LIS Or 6 Z 6 f, 19 OISEI 9. Percentage of gaseous phase recycled in line 3 to total gas phase of line 22 3.25% Percentage of CO recycled in line 3 to CO 2 total of line 22: 3.25 % Percentage of CO 2 recycled in line 3 to CO 2 total of line 5 (steam reforming input): 14.42% The following table shows the mileage budget for the process; the water vapor consumed partly in Section 14 has not been indicated. N (El) W) (il) (01) (6) (8) W (9) (9) WWW (1) LAW qE z OIi soil qz elq 9 CD lx ') C> Ln% r 1.ni c 9.11 zz LIS Gold 6 Z 6 f, 19 OISEI
91,90 Z91.90 Z
O Zr, 9 01, ti 6 '19O Zr, 9 01, ti 6 '19
06 SEI06 SEI
00691 1 ú 666 ú00691 1 ú 666 ú
SIIE 9 191 t'sil Viszi t E Zf'16 ú 1 OZ 61 Ozlo SIIE 9 191 you Viszi t E Zf'16 ú 1 OZ 61 Ozlo
9960 -9960 -
01 el t 01, 901 el t 01, 9
OE,191EO 191
9919 ú9919 ú
t', zitt ', zit
6 'ESI6 'ESI
81, Ssz 6 'úOg81, Ssz 6 'úOg
91 '9691 '96
si & Oif & O
0 ú 1110 ú 111
091,2 t091.2 t
ú 6 '1 úú 6 '1 ú
91, zi91, zi
00 " 6300 "63
00 '6 Z00 '6 Z
= 3 WWOS= 3 WWOS
z 0 H HO ci H 93z 0 H HO ci H 93
HOIIH 9 OHOIIH 9 O
HO 6 Ht 3HO 6 Ht 3
HO 1 HE OHO 1 HE O
HO 9 Hz 3 HOE HoHO 9 Hz 3 HOE Ho
(DH) 3(DH) 3
(OH)ú 3(OH) ú 3
(OH) 30(OH) 30
HO z 03 3 H 81 ZE Oslo oz, 1HO z 03 3 H 81 ZE Oslo oz, 1
9911 ú9911 ú
oz el 13 Si' O t 1 i úIO ZIO oz Il 1 oi r, O oalo 01 Il oz el 13 If 'O t 1 i úIO ZIO oz Il 1 oi r, O oalo 01 It
01 6 901 6 9
oc Il 91oc It 91
9919 C9919 C
1 1 9 o 6 '6 El1 1 9 o 6 '6 El
6 "úOZ6 "úOZ
6 89 E6 89 E
06 '0 Otil Oz It06 '0 Otil Oz It
08, 9308, 93
Ot', 9 04 il OISE Er izt 019 K 1411 z Ot ', 9 04 he OISE Er izt 019 K 1411 z
91 18 ú91 18 ú
si q Il il CD 1 i OCIII 09 El Z', t 6 9 SIZI oegi CZ Il il il if he There CD 1 i OCIII 09 El Z ', t 6 9 SIZI oegi CZ He il he
531 OWOID N 3 NVIA531 OWOID N 3 NVIA
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