FR2663563A2 - Reacteurs d'oxydation a differentiel de perte de charge et son utilisation. - Google Patents

Abstract

Réacteur (R) d'oxydation de forme allongée comprenant en combinaison: - un organe de mélange (3) comportant des moyens d'alimentation (2) en gaz oxydant et des moyens d'alimentation (1) en charge oxydable - un organe de réaction (4) faisant suite audit organe de mélange, et - un organe (5) et conduit (11) d'évacuation des produits réactionnels dans lequel l'organe de réaction (4) comprend une première partie, côté organe de mélange (3), dont la zone centrale a une section de surface inférieure à la surface de la section d'au moins une deuxième partie de ladite zone centrale, subséquente de ladite première partie, côté organe (5), d'évacuation des produits réactionnels, ladite zone centrale comportant un premier garnissage, et au moins une zone périphérique comportant un second garnissage (10), de sorte que la perte de charge dudit second garnissage est supérieure à celle dudit premier garnissage, ledit second garnissage formant un manchon, entourant ledit premier garnissage, réalisé à l'aide d'au moins un matériau réfractaire et isolant thermique. Ce réacteur comporte une enveloppe externe (8) en acier, une paroi (9) en béton et un élément en acier (13) entourant une série de monolithes (6) formant un organe de mélange (3) suivi de l'organe de réaction (4) comportant une série de monolithes (7) formant des canaux (12) juxtaposés. Utilisation du réacteur à l'oxydation ménagée d'une charge oxydable par un mélange de gaz comprenant un gaz oxydant.

Description

On a décrit dans la demande de brevet principal déposée le 12 septembre 1989 sous le numéro d'enregistrement national 89/12016 un réacteur d'oxydation à différentiel de perte de charge et son utilisation par exemple pour la mise en oeuvre de la réaction d'oxydation ménagée d'une charge oxydable par un gaz oxydant ou un mélange de gaz contenant au moins un gaz oxydant, c'est-à-dire un gaz permettant l'oxydation de ladite charge.

Le réacteur selon ce brevet principal comprend au moins un organe de mélange comportant des moyens d'alimentation en gaz oxydant et des moyens d'alimentation en charge oxydable, au moins un organe de réaction, faisant suite audit organe de mélange et situé à une distance de celui-ci au plus égale à la distance de coincement de la flamme, et au moins un organe d'évacuation des produits réactionnels connecté audit organe de réaction et dont la caractéristique principale porte sur un mode de réalisation de l'organe de réaction permettant d'obtenir un différentiel de perte de charge entre la zone centrale de l'organe de réaction et la zone périphérique dudit organe.

La conception de ce réacteur permet d'éviter que par conduction la chaleur dégagée lors de la réaction d'oxydation, notamment dans sa première phase conduisant à un maximum, ou pic, de température, ne vienne réchauffer trop fortement le mélangeur de gaz placé en amont de l'organe de réaction et risquer d'y provoquer un démarrage non voulu des réactions d'oxydation. Cette conception particulière permet par ailleurs d'éviter des déperditions thermiques excessives.

Même s'il est possible, grâce à cette conception particulière, de contrôler ces risques de démarrage indésirable, le fait de soumettre le mélangeur, et en particulier sa partie contiguë à l'organe de réaction, partie que l'on nomme parfois organe d'éjection, à des températures excessives peut provoquer des déformations dudit organe et imposer un remplacement précoce de tout l'organe de mélange.

C'est ainsi que pour la réalisation de la zone centrale de l'organe de réaction, on utilise de préférence des matériaux céramiques à faible coefficient de conduction thermique et à parois minces afin de limiter au maximum cette conduction et de faire en sorte que le profil de température obtenu dans l'organe de réaction soit tel que le pic de température soit aussi éloigné que possible de l'extrémité du mélangeur.

Une possibilité pour éloigner physiquement ce pic de température de l'extrémité du mélangeur contiguë à l'organe de réaction est d'imposer aux gaz d'avoir une très grande vitesse linéaire, ce qui leur permet, pendant la période d'induction des réactions d'oxydation et le temps de montée vers le pic de température, de s'éloigner suffisamment de ladite extrémité du mélangeur.

Cependant, une autre contrainte thermo-cinétique des réactions d'oxydation impose de disposer d'un temps de séjour suffisamment grand, le plus souvent de l'ordre de quelques secondes, pour permettre aux réactions de retour à l'équilibre, thermiques ou thermo-catalytiques, de s'effectuer et au mélange de gaz ainsi produit d'atteindre la composition d'équilibre telle que prévue par les calculs de la
1r thermodynamique.

Le réacteur décrit dans la demande de brevet principal permet, en partie au moins, de répondre à ces deux contraintes apparemment contradictoires.

Cependant, selon cette réalisation, plus la vitesse des gaz est élevée, plus il est nécessaire d'avoir une longueur de l'organe de réaction importante, ce qui peut conduire à des pertes de charge très importantes et risque en outre d'alourdir énormément le coût de fabrication du réacteur.

La présente addition a pour objet une amélioration de la conception du réacteur décrit dans la demande de brevet principal, et plus particulièrement de la conception de organe de réaction de ce réacteur, permettant de mieux répondre aux deux contraintes mentionnées ci-avant sans conduire à des pertes de charge inacceptables, ou simplement trop importantes. La conception du réacteur selon la présente addition permet en particulier de pouvoir travailler avec des vitesses de gaz à la sortie du mélangeur relativement grandes et donc d'éloigner le pic de température de l'organe de mélange, sans qu'il soit nécessaire d'augmenter énormément la longueur de l'organe de réaction, tout en limitant au maximum les pertes de charge.

La présente invention propose un réacteur d'oxydation (R) tel qe décrit dans le demande de brevet principal, caractérisé en ce que (voir figure 2) L'organe de réaction comprend une première partie, côté organe de mélange, dont la zone centrale a une section de surface inférieure à la surface de la section d'au moins une deuxième partie de ladite zone centrale, subséquente de ladite première partie, côté organe d'évacuation. Ainsi la zone centrale (4) dudit organe de réaction a une forme telle que, dans au moins une partie de ladite zone centrale, située à proximité de l'organe de mélange (3), la vitesse des gaz est plus élevée que dans au moins une partie subséquente de ladite zone centrale, située en amont, dans le sens de déplacement des gaz, habituellement à proximité de l'organe (5) d'évacuation des produits réactionnels.

L'invention sera mieux comprise par la description de quelques modes de réalisation, donnés à titre purement illustratif mais nullement limitatif, qui en sera faite ci-après à l'aide des figures annexées, sur lesquelles les organes similaires sont désignés par les mêmes chiffres et lettres de référence.

Sur la figure 1, la courbe 1 représente le profil de température (T "C en ordonnée), le long de l'axe XX' (longueur L en abcisse) d'un réacteur, tel que celui schématisé sur la figure 5 et qui correspond à un réacteur tel que décrit dans la demande de brevet principal, dans la zone centrale de l'organe de réaction, à partir de l'entrée E jusqu'à la sortie F dudit organe ; le point M est le point correspondant au maximum, ou pic, de température. Ce profil de température, représenté par la courbe 1 sur la figure 1, est le profil de température pour la réaction d'oxydation du méthane, par de l'air, en présence de vapeur d'eau. Ce profil a été enregistré à l'aide de 20 thermocouples disposés régulièrement tout au long de l'organe de réaction à une distance les uns des autres égale à U20 pour un organe de réaction de longueur L.Sur cette figure 1, la courbe 2 représente le profil de température obtenu pour la réaction d'oxydation du méthane, par de l'air, en présence d'eau, en utilisant un réacteur tel que celui schématisé sur la figure 2 ; le point M' est le point correspondant au maximum de température. Le réacteur utilisé pour tracer le profil de température représenté sur la courbe 2 avait un organe de réaction de même longueur que celui du réacteur utilisé pour tracer la courbe 1 et l'expérience a été conduite en conservant le temps de séjour global dans l'organe de réaction identique à celui que l'on avait choisi pour tracer la courbe 1 avec le réacteur schématisé sur la figure 5, c'est-à-dire en conservant le même volume réactionnel. A partir de la détermination de l'emplacement du pic de température
M, dans le cas de l'utilisation du réacteur schématisé sur la figure 5, on peut, en tenant compte du débit des gaz, déterminer le temps nécessaire pour atteindre ce pic. Si l'on utilise un réacteur tel que celui schématisé sur la figure 2 ayant le même volume réactionnel que celui schématisé sur la figure 5 et ayant servi à déterminer le temps nécessaire pour atteindre le pic de température, il est alors possible de calculer l'emplacement du pic de température M' dans ce réacteur tel que schématisé sur la figure 2.

- La figure 2 représente, suivant une coupe axiale, un réacteur selon un premier mode de réalisation de la présente invention.

- La figure 3 représente, suivant une coupe axiale, de façon plus détaillée que sur la figure 2, la partie inférieure d'un réacteur selon un premier mode de réalisation de l'invention.

- La figure 4 représente, suivant une coupe axiale, la partie inférieure d'un réacteur selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention.

- La figure 5 représente, suivant une coupe axiale, un réacteur selon la demande de brevet principal.

Sur la figure 2, on a représenté, selon un premier mode de réalisation de l'invention, un réacteur R vertical, cylindrique, de forme allongée, d'axe XX' comprenant une paroi externe 8 en acier, un manchon en béton réfractaire 9 et un manchon en fibre céramique 10 et sensiblement en son centre un organe de mélange 3 entouré d'une enveloppe métallique 13 étanche et comportant un moyen d'alimentation 1 en charge oxydable et un moyen d'alimentation 2 en gaz oxydant, ladite zone de mélange étant constituée par l'empilement d'une série de monolithes 6 de faible épaisseur, en céramique dure, à mailles décalées et à canaux croisés ; ce réacteur comprend un organe de réaction 4, ayant la forme globale d'une tuyère, et formé par la superposition d'une série de monolithes 7 de faible épaisseur, comportant chacun une pluralité de canaux de section sensiblement carrée, lesdits monolithes étant superposés de manière à ce que l'on forme une pluralité de canaux 12, juxtaposés et sensiblement parallèles, dont au moins une partie débouche dans l'organe 5 d'évacuation des produits réactionnels par le conduit 11. La forme globale de tuyère de l'organe de réaction confère à ce réacteur à gradiant de perte de charge la qualité d'être aussi à gradiant de vitesse de gaz.

Sur la figure 3, on a représenté plus en détail l'organe de réaction du réacteur schématisé sur la figure 2. Cet organe de réaction a la forme d'une tuyère de section, de forme quelconque, définie par une courbe fermée telle que par exemple un cercle, une ellipse ou un polygone tel qu'un rectangle ou un carré, dont la surface S1 est plus faible à proximité de l'organe de mélange qu'à proximité de l'organe d'évacuation où elle est égale à S2. Dans le mode de réalisation schématisé sur cette figure 3, la tuyère a une section sensiblement carrée.

Dans la forme de réalisation schématisée sur la figure 3, la zone centrale de l'organe de réaction a, à proximité de l'organe de mélange, la forme d'une tuyère dont la section a, au niveau de son raccordement à l'organe de mélange (3) et sur une longueur LI, une surface S1 inférieure ou égale à environ la surface S de la section de l'organe de mélange au niveau dudit raccordement, puis sur une longueur L2 la surface de la section augmente, de façon sensiblement régulière, jusqu'à une valeur S2 égale à environ 1,5 à 500 fois S1, de préférence de 2 à 200 fois S1, et le plus souvent de 5 à 100 fois Si, et est ensuite maintenue sensiblement constante sur une longueur L3, la somme L des longueurs L1, L2 et L3 étant de préférence sensiblement égale à la longueur de ladite zone centrale dudit organe de réaction.On ne sortirait pas du cadre de la présente invention dans le cas où la longueur L3 serait égale à zéro.

Habituellement, la longueur L1 est telle que pour la réaction d'oxydation considérée le maximum de température soit atteint à une distance de l'organe de mélange au moins sensiblement égale à 0,5 fois la valeur de cette longueur, de préférence au moins sensiblement égale à 0,8 fois la valeur de cette longueur et le plus souvent sensiblement comprise entre 0,8 et 1 fois la valeur de cette longueur, et la longueur
L2 est habituellement telle que l'angle alpha ( < x)de la tuyère soit d'environ 15 à environ 120 degrés d'angle, cet angle étant le plus souvent d'environ 20 à environ 90 degrés d'angle et de préférence d'environ 30 à environ 60 degrés d'angle.La longueur
L3 sera de préférence choisie de manière à ce que le temps de séjour total dans l'organe de réaction soit suffisant pour atteindre l'équilibre. II est possible de conserver constante et égale à S2 la surface de la section de la tuyère sur une longueur
L4, puis de diminuer ou d'augmenter progressivement cette section jusqu'à ce qu'elle ait une valeur S3 telle que le rapport de ces surfaces S2 :S3 soit par exemple d'environ 0,2 :1 à environ 5 :1, cette variation étant effectuée sur une longueur L5, la somme des longueurs L4 + L5 étant habituellement égale à la longueur L3 définie ci-avant. II est parfois souhaitable d'obtenir, à la sortie de l'organe de réaction, des gaz ayant une vitesse relativement élevée ; dans ce cas, on peut diminuer la surface de la section de la tuyère à proximité de l'organe d'évacuation des produits réactionnels et on peut dans ce cas éventuellement choisir de maintenir ensuite constante cette section, par exemple sur une longueur L6 telle que la somme des longueurs L4 + L5 +
L6 soit égale à la longueur L3 définie ci-avant.

Ainsi, en adoptant une section de passage relativement étroite en début de zone de
réaction, section de surface par exemple, à peu près équivalente à celle de l'organe de
mélange au niveau de son raccordement à l'organe de réaction ou à celle de l'organe
d'éjection (non représenté sur les figures) des gaz hors du mélangeur, puis en évasant
progressivement la partie interne tel que cela est représenté sur la figure 2, on
éloigne l'emplacement du pic de température dans le réacteur et donc on minimise les 'risques d'échauffement de l'organe de mélange et on diminue ainsi les risques de
déformation dudit organe et ceux de détérioration des matériaux qui le constituent.La
conception de l'organe de réaction selon la présente invention permet de pouvoir plus
préchauffer les gaz que l'on introduit dans l'organe de mélange, sans risque excessif
pour celui-ci puisque le pic de température est, grâce à cette conception,
relativement éloigné de l'extrêmité de l'organe de mélange, ce qui permet une
conversion améliorée tout en conservant une marge de sécurité largement suffisante.

L'organe d'éjection peut être un organe quelconque choisi parmi ceux bien connus de
l'homme du métier. Le plus souvent, cet organe d'éjection est une simple grille et il a
une section de surface à peu près équivalente à celle de l'organe de mélange au niveau
de son raccordement avec celui-ci.

Sans que cela soit limitatif, la forme de la tuyère sera de préférence telle que, en
début de zone de réaction, sa section ait une surface de passage S1 à peu près
équivalente à la surface de l'organe d'éjection des gaz hors du mélangeur, ceci afin de
limiter au maximum les turbulences à ce niveau.

Dans une forme de réalisation avantageuse, L'organe de réaction pourra par exemple dans au moins une partie de son volume et sur au moins une partie de la longueur L2
et/ou sur au moins une partie de la longueur L3 comprendre au moins un catalyseur tel que par exemple l'un des catalyseurs bien connu de l'homme du métier pour
favoriser les réactions endothermiques de retour à l'équilibre.

Selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention représenté sur la
figure 4, la zone centrale de l'organe de réaction a, au moins dans une première partie
située à proximité de l'organe de mélange, la forme d'un venturi comprenant un
convergent et un divergent séparés par un col de préférence sensiblement rectiligne.

Ce venturi est formé par la superposition d'une série de monolithes 7 de faible
épaisseur, comportant chacun une pluralité de canaux de section sensiblement carrée,
lesdits monolithes étant superposés de manière à ce que l'on forme une pluralité de
canaux 12 juxtaposés et sensiblement parallèles dont au moins une partie débouche
dans l'organe 5 d'évacuation des produits réactionnels par le conduit 11. Ces
monolithes ont chacun individuellement une section de surface qui va en diminuant
depuis une valeur de surface de préférence sensiblement égale à celle de la surface S
de l'organe de mélange au niveau de son raccordement à l'organe de réaction jusqu'à 1une valeur S4 inférieure à S.La diminution de la surface de la section est effectuée
sur une longueur L7 telle que l'angle bêta (ss) du convergent soit de préférence
d'environ 30 à 120 degrés d'angle. Le col du venturi a de préférence une section de
surface sensiblement constante et égale à S4 sur une longueur L8 telle que la somme
des longueur L7 + L8 soit sensiblement égale à la longueur L1 définie ci-avant. On ne
sortirait pas du cadre de la présente invention dans le cas où la longueur L7 serait
sensiblement égale à la longueur L1, la longueur L8 étant alors sensiblement égale à
zéro.Le divergent du venturi a habituellement à son extrémité une section dont la
surface S5 est supérieure à celle dudit col et est de préférence au moins égale à celle
de l'organe de mélange au niveau de son raccordement à l'organe de réaction.

L'augmentation de la surface de la section est effectuée sur une longueur L9 telle que
l'angle gamma (z) du divergent soit de préférence d'environ 15 à 120 degrés d'angle.

La somme des longueurs L1 + L9 peut être égale ou inférieure à la longueur L de
l'organe de réaction. Dans le cas où la somme des longueurs L1 + L9 est inférieure à la
longueur L de l'organe de réaction, la surface de la section à l'extrémité du divergent
du venturi peut être maintenue sensiblement constante et égale à S5 sur une longueur
L3 telle que la somme des longueurs LI + L9 + L3 soit égale à la longueur L de
l'organe de réaction.On ne sortirait pas du cadre de ce deuxième mode de réalisation en
conservant constante la valeur S5 de la surface de la section à l'extrémité du venturi
sur une longueur L4, puis en diminuant ou en augmentant progressivement cette
section jusqu'à ce qu'elle ait une valeur S6 telle que le rapport de ces surfaces S5 :S6
soit par exemple d'environ 0,2 :: 1 à environ 5 1, cette variation étant effectuée sur
une longueur L5, la somme des longueurs L4 + L5 étant habituellement égale à la
longueur L3 définie ci-avant. II est parfois souhaitable d'obtenir, à la sortie de
L'organe de réaction, des gaz ayant une vitesse relativement élevée et dans ce cas, on peut diminuer la surface de la section de l'organe de réaction à proximité de l'organe d'évacuation des produits réactionnels, ce qui revient à réaliser un deuxième convergent débouchant directement dans l'organe d'évacuation des produits réactionnels ou se prolongeant sur une longueur L6 avec une section de surface sensiblement constante jusqu'à l'organe d'évacuation des produits réactionnels, cette longueur L6 étant habituellement telle que la somme des longueurs L4 + L5 + L6 soit égale à la longueur L3 définie ci-avant. II est de même possible, comme dans le mode de réalisation précédent, d'introduire au moins un catalyseur par exemple dans au moins une partie du volume réactionnel de l'organe de réaction et en particulier sur au moins une partie de la longueur L8 et/ou sur au moins une partie de la longueur L9 et/ou L3.

Comme précisé ci-avant, il est préférable, aussi bien dans le cas de la tuyère que dans le cas du venturi, que pour la réaction d'oxydation considérée le maximum de température soit atteint à une distance de l'organe de mélange sensiblement au moins égale à 0,8 fois la valeur de la longueur L1 et de façon la plus préférée que ce maximum soit atteint à une distance sensiblement comprise entre 0,8 fois et 1 fois la valeur de ladite longueur L1.En effet, ce choix présente plusieurs avantages - le pic de température est en général repoussé relativement loin du mélangeur, surtout si la surface de la section de la zone de réaction est relativement faible et donc la vitesse des gaz relativement grande, - au niveau du pic de température, on aura ainsi une épaisseur du second garnissage formant un manchon (10) réalisé à l'aide d'un matériau réfractaire et isolant thermique, relativement importante, minimisant ainsi les pertes thermiques à ce niveau, - enfin, la section de passage étant resserrée au niveau du pic de température, la capacité à emmagasiner de la chaleur sera réduite, les gaz emportant un maximum de celle-ci vers la suite du réacteur pour les réactions de retour à l'équilibre.

La présente invention concerne également l'utilisation du réacteur décrit ci-avant.

Cette utilisation est identique à celle du réacteur décrit dans la demande principale. Le réacteur de la présente invention peut en particulier être employé pour l'oxydation ménagée d'une charge oxydable par un mélange de gaz comprenant au moins un gaz oxydant et, par exemple pour l'oxydation ménagée d'une charge d'hydrocarbures, par un mélange de gaz comprenant de l'oxygène.

Exemple
On réalise un réacteur R vertical de forme tubulaire comportant une enveloppe extérieure 8, métallique, supportant la pression, deux entrées 1 et 2 pour les gaz et une sortie 11 pour les effluents.

A l'intérieur de ladite enveloppe et sensiblement en son centre, on place un mélangeur de gaz entouré lui même d'une enveloppe métallique 13 étanche, cylindrique de 1 0-1 m de hauteur et de 4x10-2 m de diamètre (I'ensemble forme l'organe de
mélange 3). Ce mélangeur est formé par des disques 6 empilés les uns sur les autres comprenant des canaux croisés de type SULZER; ces disques et l'espace libre les surmontant sont remplis de poudre d'alumine de granulométrie comprise entre 5x10-5 m et 10-4 m (50 à 100 gm (micromètre)).

Dans l'organe de mélange, à son extrémité supérieure, deux conduits permettent d'apporter les deux fluides (méthane + vapeur d'eau d'un côté par le conduit 1, air de
l'autre par le conduit 2).

L'enveloppe cylindrique entourant le mélangeur est terminée par une trémie retenant
la poudre d'alumine placée sur une grille (non représentée sur la figure 2) comportant 16 trous de 4x10-5 m de diamètre disposés à l'intérieur d'un carré central de 10-2 m de côté. Cette grille joue le rôle de l'organe d'éjection des gaz depuis l'organe de mélange dans l'organe de réaction.

Les gaz sortant de l'organe de mélange pénètrent à travers la grille centrale dans la partie réactionnelle 4 qui est constituée par l'empilement de 50 pièces unitaires carrées en zircone mullite de section variable, mais de même épaisseur égale à 10-2 m. On rencontre d'abord un empilement de 12 pièces de 10-2 m de côté comportant 49 trous carrés de 10-3 m de côté, puis 10 pièces de section variable allant de 1,2 à 4,8 x10-2 m de côté avec un pas de 0,4 x10-2 m, puis 28 pièces de 5x1 0-2 m de côté comportant 1296 trous carrés de 10-3 m de côté.

L'enveloppe métallique 13 entourant le mélangeur et les monolithes 7 de la partie réactionnelle 4 sont enserrés dans un manchon en fibre d'alumine de diamètre externe 1 4x1 0-2 m. Ce manchon 10 en fibre est entouré d'un manchon 9 en béton réfractaire faisant la liaison avec la paroi métallique 8 formant l'enveloppe extérieure du réacteur R. Les fibres d'alumine utilisées pour fabriquer le manchon ont un diamètre moyen de 3x10-6 m et une longueur moyenne de 1 50x1 0-6 m.La densité apparente du manchon mesurée après 10 heures de fonctionnement du réacteur est de 0,3 et la dimension moyenne des espaces interfibres est de 6x1 0-6m. Dans le réacteur tel que décrit ci-avant et fonctionnant sous 4MPa, on introduit par la ligne 1 du méthane et de la vapeur d'eau, et par la ligne 2 de l'air en proportions telles que le mélange de gaz a la composition molaire suivante CH4 = 450
H20 = 900 2 = 290
N2 =1130
La température du mélange gazeux à l'entrée de l'organe de mélange est de 450"C. A la sortie Il du réacteur, on récupère un gaz à une température de 870 C, dont la composition molaire est, après condensation de l'eau, la suivante
CH4= 19
N2 = 1130 2 = 0
H2 = 894 oe = 248 CQ = 182
Après 5 heures de fonctionnement, les conditions thermiques sont stabilisées et la réaction a pu être effectuée durant 450 heures sans aucun problème. Le différentiel de perte de charge mesuré après 5 heures de fonctionnement est de 0,1 MPa. Au cours de ce fonctionnement, la température de la paroi métallique du réacteur mesurée sur sa face externe n'a pas dépassé 150 C. Après arrêt du test et démontage des divers éléments formant le réacteur, on n'a pas constaté de fissures dans la couche de béton, ni aucune détérioration ni du manchon fibreux ni des diverses pièces en céramique.

Par ailleurs, au cours de ce test, on a pu mesurer une teneur en coke égale à environ 8 milligrammes de coke par mètre cube de gaz (ramené à température et pression normales) à la sortie 1 1 du réacteur. Ces résultats montrent que l'on peut, sans problème majeur, travailler avec des gaz ayant une température d'entrée plus élevée et obtenir une meilleure conversion avec une diminution de la formation du coke par rapport à ce que l'on avait obtenu avec le réacteur selon la demande principale.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1- Réacteur d'oxydation (R) selon l'une des revendications 1 à 11 de la demande principale caractérisé en ce que l'organe de réaction comprend une première partie, côté organe de mélange, dont la zone centrale a une section de surface inférieure à la surface de la section d'au moins une deuxième partie de ladite zone centrale, subséquente de ladite première partie, côté organe d'évacuation.

2- Réacteur selon la revendication 1 dans lequel la zone centrale de l'organe de réaction a la forme d'une tuyère dont la surface de la section est plus faible à proximité de l'organe de mélange qu'à proximité de l'organe d'évacuation.

3- Réacteur selon la revendication I ou 2 dans lequel la zone centrale de l'organe de réaction a, à proximité de l'organe de mélange, la forme d'une tuyère dont la section a, au niveau de son raccordement à l'organe de mélange (3) et sur une longueur L1, une surface S1 inférieure ou égale à environ la surface S de la section de l'organe de mélange au niveau dudit raccordement, puis sur une longueur L2 la surface de la section augmente, de façon sensiblement régulière, jusqu'à une valeur S2 égale à environ 1,5 à 500 fois S1 et est ensuite maintenue sensiblement constante sur une longueur L3, la somme L des longueurs L1, L2 et L3 étant sensiblement égale à la longueur de ladite zone centrale.

4- Réacteur selon la revendication 3 dans lequel la longueur L1 est telle que pour la réaction d'oxydation considérée le maximum de température soit atteint à une distance de l'organe de mélange au moins sensiblement égale à 0,5 fois la valeur de cette longueur L1 et la longueur L2 est telle que l'angle alpha de la tuyère soit d'environ 15 à environ 120 degrés d'angle.

5- Réacteur selon la revendication 3 ou 4 dans lequel la longueur L1 est telle que pour la réaction d'oxydation considérée le maximum de température soit atteint à une distance de l'organe de mélange sensiblement comprise entre 0,8 fois et 1 fois la valeur de cette longueur L1.

6- Réacteur selon la revendication 1 dans lequel la zone centrale de l'organe de réaction a, à proximité de l'organe de mélange, la forme d'un venturi comprenant un

convergent et un divergent séparés par un col, et ayant une section au niveau de son

raccordement à l'organe de mélange de surface sensiblement égale à celle dudit organe

au niveau dudit raccordement, une section au niveau du col de surface inférieure à

celle de l'organe de mélange au niveau de son raccordement audit venturi et une section

à l'extrémité du divergent dont la surface est supérieure à celle dudit col.

7- Réacteur selon la revendication 6 dans lequel le venturi a, à partir de son

raccordement à l'organe de mélange jusqu'à l'extrémité du col relié au divergent, une

longueur L1 telle que pour la réaction d'oxydation considérée le maximum de

température soit atteint à une distance de l'organe de mélange au moins sensiblement

égale à 0,5 fois la valeur de cette longueur L1, L'angle bêta du convergent est d'environ 130 à environ 120 degrés d'angle et l'angle gamma du divergent est d'environ 15 à

environ 120 degrés d'angle.

8- Utilisation du réacteur selon l'une des revendications 1 à 7 à l'oxydation ménagée

d'une charge oxydable par un mélange de gaz comprenant au moins un gaz oxydant.

9- Utilisation du réacteur selon la revendication 8 à l'oxydation ménagée d'une charge

d'hydrocarbures par un mélange de gaz comprenant de l'oxygène.