FR2934174A1 - Procede de synthese fischer-tropsch sur plaques catalytiques comprenant un support de mousse de sic - Google Patents

Procede de synthese fischer-tropsch sur plaques catalytiques comprenant un support de mousse de sic Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un procédé de transformation d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone en effluent hydrocarboné, comprenant une étape de passage du mélange dans au moins une plaque catalytique (1) comprenant un compartiment catalytique (12) délimité par deux parties surfaciques (2a, 2b), l'épaisseur (e) du compartiment catalytique (12) étant supérieure ou égale à 15 mm, et le compartiment catalytique (12) contenant un matériau catalytique (3) comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium. L'invention concerne également des plaques catalytiques utiles pour la mise en oeuvre de ce procédé, un procédé de fabrication de ces plaques catalytiques, et un réacteur comportant de telles plaques.

Description

PROCEDE DE SYNTHESE FISCHER-TROPSCH SUR PLAQUES CATALYTIQUES COMPRENANT UN SUPPORT DE MOUSSE DE SiC
DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un procédé de synthèse Fischer-Tropsch catalysée par des plaques catalytiques comprenant un support de mousse de carbure de silicium (SiC). L'invention concerne également de telles plaques catalytiques ainsi qu'un réacteur adapté à la mise en œuvre de ce procédé.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE On connaît de nombreux documents décrivant la synthèse Fischer-Tropsch (FT) à l'aide de catalyseurs métalliques supportés sur divers supports catalytiques. Les documents WO 01/12323 et WO 01/54812 (Battelle) citent les carbures de façon générique comme support ou comme couche interfaciale de systèmes catalytiques pour synthèse FT. Il n'y a aucune mention du type de carbure susceptible d'être utilisé et plus particulièrement des phases cristallines et/ou de la nature de la mise en forme recommandée. Les brevets US 648312, US 5677257 et US 5710093 (Intevep) décrivent un support catalytique particulier adapté à la synthèse FT (susceptible d'être mise en oeuvre dans un lit fixe, un lit ébullisant ou en slurry ). L'espèce catalytique dans ces documents est un métal du groupe IVB ou VIII, ou un mélange, notamment zirconium et cobalt.
Le support utilisé dans les brevets ci-dessus est obtenu notamment par la formation d'une suspension de silice et de carbure de silicium dans une solution basique, la formation de gouttes puis leur séparation en R:\Brevets\27600\27661--080723-texte_depot.doc - 23 juillet 2008 sphères, puis le passage des sphères dans une solution acide pour conduire à un support catalytique comprenant un mélange sensiblement homogène de silice et de SiC. Les procédés de synthèse d'hydrocarbures à partir de gaz de synthèse utilisent ce support catalytique, qui se présente sous forme de sphères. Le document WO 2007/000506 décrit l'utilisation d'un catalyseur déposé sur un support à base de mousse de SiC, en particulier une mousse rigide de SiC (3. Le support garni du catalyseur est disposé dans les tubes d'un réacteur tubulaire. Par ailleurs, on connaît de façon très générale l'utilisation de réacteurs présentant une géométrie de plaques, pour la mise en œuvre de diverses réactions chimiques. Les documents US 6228341 et US 6869578 fournissent des exemples de tels réacteurs. Le document US 7084180 décrit un réacteur adapté à la synthèse Fischer-Tropsch, qui présente une structure de micro-canaux de dimension caractéristique inférieure à 10 mm. Au vu de l'art antérieur susmentionné, il existe toujours un besoin d'augmenter la productivité des réacteurs utilisés pour la synthèse Fischer-Tropsch pour un volume de réacteur constant, ou alternativement de réduire le volume des réacteurs à productivité constante.
RESUME DE L'INVENTION L'invention concerne en premier lieu un procédé de transformation d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone en effluent hydrocarboné, comprenant une étape de passage du mélange dans au moins une plaque catalytique comprenant un compartiment catalytique délimité par deux parties surfaciques, l'épaisseur du compartiment catalytique étant supérieure ou égale à 15 mm, et le compartiment catalytique contenant un matériau catalytique comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium. R:\Brevets\27600\27661--080723-texte depot.doc - 23 juillet 2008 Selon un mode de réalisation, l'épaisseur est comprise entre 15 mm et 50 mm, de préférence entre 15 mm et 30 mm. Selon un mode de réalisation, le matériau catalytique est au contact des parties surfaciques. Selon un mode de réalisation, la mousse de carbure de silicium comprend plus de 50% en poids, de préférence plus de 70% en poids, de manière plus particulièrement préférée plus de 90% en poids, idéalement plus de 95% en poids, voire plus de 98 % en poids, de carbure de silicium sous forme bêta. Selon un mode de réalisation, le catalyseur est choisi parmi un ou plusieurs métaux du groupe constitué par le cobalt, le fer ou le ruthénium, et dans lequel le catalyseur représente de 1 à 50%, plus particulièrement de 10 à 40% en poids, avantageusement de 20 à 30 % en poids, du matériau catalytique. Selon un mode de réalisation, le procédé susmentionné comprend au moins une étape ultérieure 20 d'hydroconversion sélective. Selon un mode de réalisation, le procédé susmentionné comprend une étape ultérieure de mélange de l'effluent hydrocarboné avec du pétrole brut. L'invention a également pour objet une plaque 25 catalytique comprenant un compartiment catalytique et une première partie surfacique, ledit compartiment catalytique contenant un matériau catalytique en contact avec la première partie surfacique et présentant une épaisseur supérieure ou égale à 15 mm, et ledit matériau 30 catalytique comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium. Selon un mode de réalisation, le compartiment catalytique est limité par une deuxième partie surfacique du côté opposé à la première partie surfacique, la 35 deuxième partie surfacique étant de préférence en contact avec le matériau catalytique. Rr\Brevets\27600\27661--080723-texte_depct.duc - 23 juillet 2008 Selon un mode de réalisation, le compartiment catalytique présente une épaisseur comprise entre 15 mm et 50 mm, de préférence entre 15 mm et 30 mm. Selon un mode de réalisation, les parties surfaciques sont constituées de composite en fibres de carbone, de SiC alpha, de graphite ou d'acier spécial. Selon un mode de réalisation, le matériau catalytique est tel que décrit ci-dessus. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une plaque catalytique comprenant : - la fourniture d'une première partie surfacique ; - la fixation sur la première partie surfacique d'un matériau catalytique comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium, de sorte à former un compartiment catalytique présentant une épaisseur supérieure ou égale à 15 mm. Selon un mode de réalisation, l'étape de fixation du matériau catalytique est effectuée par assemblage de 20 carreaux de matériau catalytique sur la première partie surfacique au moyen d'un ciment thermique. Selon un mode de réalisation, le procédé susmentionné comprend ultérieurement une étape de fixation d'une deuxième partie surfacique sur le côté du 25 compartiment catalytique opposé à la première partie surfacique, de préférence au moyen d'un ciment thermique. L'invention a également pour objet un procédé comprenant : l'assemblage de parties surfaciques ; suivi de 30 l'insertion entre les parties surfaciques assemblées d'un matériau catalytique comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium, de sorte à former un compartiment catalytique présentant une épaisseur supérieure 35 ou égale à 15 mm, ladite insertion s'effectuant de préférence sous la forme d'une insertion de carreaux dudit matériau catalytique. R:AErevets\27600\2366i--080?23-texte_depct.dec - 23 -uillet 2908 Selon un mode de réalisation, la plaque catalytique est telle que décrite ci-dessus. L'invention a également pour objet un réacteur comprenant une pluralité de plaques catalytiques, dans 5 lequel : - chaque plaque catalytique comprend un compartiment catalytique et deux parties surfaciques de part et d'autre du compartiment catalytique ; 10 chaque compartiment catalytique présente une épaisseur supérieure ou égale à 15 mm ; - chaque compartiment catalytique contient un matériau catalytique comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium ; 15 et - l'espace intercalaire entre les plaques catalytiques comprenant un fluide caloporteur. Selon un mode de réalisation, les plaques catalytiques sont telles que décrites ci-dessus. 20 Selon un mode de réalisation, les plaques catalytiques sont amovibles. Selon un mode de réalisation, le réacteur comprend une calandre de forme cylindrique à section circulaire. Selon un mode de réalisation, le réacteur comprend 25 une calandre de forme parallélépipédique. L'invention a également pour objet l'utilisation d'un réacteur tel que décrit ci-dessus pour la transformation d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone en effluent hydrocarboné. 30 La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé de synthèse Fischer- Tropsch, soit de meilleure productivité, soit de fonctionnement simplifié et impliquant un moindre volume 35 de réacteurs, par rapport à l'état de la technique. Ceci est accompli grâce à la mise au point de plaques catalytiques étendues, comportant une épaisseur de mousse de SiC supportant un catalyseur. 8:18re•:et5\27600\27661--080723-texte_depc'.dcc - 23 juillet 2008 Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente également au moins une, de préférence au moins deux ou plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-dessous.
Par rapport à un réacteur de type multitubulaire (ou de type colonne à bulles à slurry équipé de surfaces d'échange thermique interne), le réacteur proposé par l'invention permet de simplifier l'extrapolation de la taille de réacteur. En effet, les débits de gaz à traiter industriellement étant très élevés, les réacteurs industriels de synthèse Fischer-Tropsch sont généralement de grande taille (typiquement de 5 à 10 m de diamètre et de hauteur, avec au moins 50 000 tubes catalytiques). La productivité étant limitée par le transfert thermique entre l'intérieur du tube et le fluide caloporteur, il s'avère souvent nécessaire de réduire au maximum le diamètre de chaque tube. Donc si l'on souhaite multiplier par 2 la surface d'échange thermique d'un réacteur multitubulaire, il faut multiplier par 4 le nombre de tubes, mais il suffit de multiplier seulement par 2 le nombre de plaques catalytiques dans le cadre de l'invention. - Corrélativement, pour une surface d'échange thermique identique, le réacteur selon l'invention contient un nombre de plaques largement inférieur au nombre de tubes que contient un réacteur multitubulaire classiquement utilisé dans l'industrie pétrochimique. La différence peut être de l'ordre d'un facteur 10, 100 voire 1000. Ainsi, il est plus aisé d'obtenir une bonne distribution du gaz réactif à l'entrée du réacteur dans le cadre de l'invention, et le système de distribution est moins complexe. - Le réacteur selon l'invention est moins sensible qu'un réacteur multitubulaire à des déséquilibres éventuels de débits de gaz réactif. En effet, du k:\Brevets\27600\27661--060723-texte_depot.doc - 23 juillet 2CO8 fait de la large section disponible pour la réaction au sein de chaque compartiment (plaque) où se déroule la réaction chimique, on limite les problèmes éventuellement dus à une hétérogénéité locale du catalyseur ou de son support. En effet, des courts-circuits locaux de gaz peuvent s'établir naturellement et gommer ainsi des hétérogénéités latérales de vitesse axiale, ce qui n'est pas le cas dans un réacteur multitubulaire. L'efficacité de l'échange thermique est également améliorée dans le réacteur selon l'invention en ce que la géométrie de ce réacteur permet d'optimiser la vitesse du fluide caloporteur à la surface extérieure des compartiments de réaction et de rendre cette vitesse aussi uniforme que possible d'un compartiment à l'autre. En effet, la géométrie plus simple du réacteur selon l'invention par rapport aux réacteurs multitubulaires permet un meilleur écoulement forcé du fluide caloporteur, qui adopte un profil de circulation plus proche du profil piston idéal, et ce en limitant les courts-circuits défavorables au sein du fluide caloporteur.
L'invention permet de fabriquer un réacteur à partir de plaques catalytiques amovibles. Lorsque les plaques catalytiques présentes dans le réacteur sont des plaques amovibles, on simplifie considérablement l'opération de renouvellement du catalyseur. En effet, dans le cas d'un réacteur multitubulaire, il est nécessaire de vider chaque tube et de le remplir individuellement. Dans le cas de l'invention, le nombre de compartiments à traiter est considérablement réduit, et chaque plaque catalytique peut être retirée et directement remplacée par une plaque identique élaborée dans une usine spécialisée. On estime R:\Brevet=\27600\27661--080723-texte_deoct.doc - 23 io ic 2CC8. que le gain de temps correspondant permet un gain de productivité, par exemple de l'ordre de 10 - Pour une même qualité de catalyseur, le réacteur selon l'invention contient une plus grande quantité de catalyseur pour un même volume de réacteur, en comparaison d'un réacteur multitubulaire. Ceci correspond également à un gain de productivité.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 est une vue en perspective d'une plaque catalytique selon l'invention. Les figures 2 et 3 sont deux vues en perspective d'une plaque catalytique selon l'invention, à deux stades 15 successifs de sa fabrication. La figure 4 est une vue en coupe d'un réacteur multitubulaire pour synthèse Fischer-Tropsch selon l'état de la technique. La figure 5 est une vue en coupe d'un réacteur 20 pour synthèse Fischer-Tropsch selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 6 est une vue en coupe d'un réacteur pour synthèse Fischer-Tropsch selon un autre mode de réalisation de l'invention. 25 La figure 7 est une vue en perspective du réacteur pour synthèse Fischer-Tropsch selon le mode de réalisation de la figure 5. La figure 8 est une vue schématisée du réacteur pour synthèse Fischer-Tropsch selon l'invention. 30 La figure 9 est une vue en perspective d'un détail du réacteur pour synthèse Fischer-Tropsch selon l'invention. La figure 10 est une vue en coupe d'un réacteur pour synthèse Fischer-Tropsch selon un autre mode de 35 réalisation de l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION R:\Brevets\270^\27661--08^723-texte depuduc - 23 juillet 2008
Matériau catalytique Le matériau catalytique utilisé dans le cadre de l'invention comprend un métal et un support. Le support catalytique est tel que décrit dans le document WO 2007/000506, auquel il est fait référence, notamment aux pages 4 à 9. Ce support comprend (de préférence est constitué de) une mousse (monolithe) de SiC, en particulier SiC R.
La mousse est de préférence rigide. Ce support présente en général une structure macroscopique contrôlable à volonté constituée par un réseau interconnecté d'alvéoles de taille micrométrique ou millimétrique avec une porosité en général méso- et macroporeuse. De préférence, la taille des alvéoles est comprise entre 0,3 et 5 mm. La structure macroscopique, en particulier la structure alvéolaire, est générée directement lors de la synthèse du matériau sans besoin d'aucune mise en forme supplémentaire comme c'est généralement le cas avec des supports à base de SiC a où une mise en forme post- synthèse est nécessaire pour donner la structure macroscopique, ces derniers supports étant cependant utiles dans l'invention même s'ils ne sont pas préférés. On obtient ainsi, par rapport à l'art antérieur, un support de catalyseur particulièrement adapté à la réaction exothermique de la synthèse FT. Ce support offre de nombreux avantages, notamment en terme de paramètres opératoires. Il s'agit en effet d'un support inerte chimiquement, différent de l'alumine, par conséquent inapte à la formation d'aluminates métalliques qui sont souvent considérés comme la cause de la désactivation des catalyseurs. Il s'agit aussi d'un support constitué d'un matériau bon conducteur thermique, donc parfaitement apte à transférer la chaleur de réaction formée au sein de la masse catalytique et à limiter ainsi les risques de points chauds. De plus, sa mise en forme en tant que mousse rigide de structure connexe lui confère de meilleures propriétés de conduction de la chaleur que R:\Brevets\27600\27E6i--080723-texte de,cot.doc - 23 juillet 2008 s'il était simplement mis en forme de grains, lesquels sont utilisés empilés les uns contre les autres au sein du réacteur. L'épaisseur des ponts solides constituant la mousse rigide est relativement faible par rapport à celle d'un grain ou d'un extrudé. Ceci favorise la diffusion des réactifs vers les sites actifs et l'évacuation des produits liquides et gazeux hors des sites actifs, favorisant ainsi une meilleure activité par site. Dans le cas des supports sous forme de grains ou d'extrudés, la diffusion des produits de réaction à travers le réseau poreux d'épaisseur plus importante est plus faible et pourrait entraîner des problèmes de bouchage des sites, réduisant l'efficacité du catalyseur.
Le Sic a est largement connu dans l'art, sous des formes variées incluant la forme mousse. Une telle mousse est disponible notamment, par exemple, chez la société Ultramet, Pacoima, CA, USA. Le SiC R est préparé par une réaction gaz/solide entre du SiO sous forme vapeur généré in situ et du carbone solide intimement mélangés (sans liquide). Pour plus de détails sur le SiC 3, on pourra se référer aux demandes de brevets et brevets suivants, incorporés par référence à la présente demande: EP-A-0313480, EP-A-0440569, US-P-5217930, EP-A-0511919, EP-A-0543751 et EP-A-O 543752. Par rapport à la forme a, généralement obtenue sous forme de poudre nécessitant ainsi la présence de liants pour une mise en forme macroscopique finale, le SiC R synthétisé par le procédé décrit ci- dessus est obtenu sous diverses formes macroscopiques directement après synthèse sans qu'il y ait besoin d'ajouter de liants (liants qui pourraient modifier d'une manière significative la conductibilité thermique du matériau mais aussi sa microstructure ce qui serait néfaste pour le procédé catalytique envisagé). La mousse de SiC alpha, bien que n'étant pas préférée, est aussi utile. Les cristaux sont en général de type cubique face centrée, pour la variété R. En général, la surface 5:\E*evet\2700\27661--080723-texte_deoot.doc - 23 juillet 200e spécifique du SiC 13 est comprise entre 5 et 50 m2/g, plus particulièrement entre 5 et 40 m2/g et de préférence entre 10 et 25 m2/g. La porosité (c'est-à-dire la porosité du matériau constitutif de la mousse) est essentiellement constituée par des méso- et macropores sensiblement sans (moins de 5% en volume) présence de micropores qui peuvent engendrer des problèmes de diffusion des réactifs et des produits et qui sont donc néfastes pour la sélectivité vers des produits utiles dans le procédé visé. Le SiC j3 est préparé sous forme de mousse (alvéolaire). On pourra se reporter par exemple aux brevets EP-A-0543752, US-P-5449654, US-P-6251819. La mousse présente des ouvertures variables d'alvéoles, comprises entre 300 et 5000 pm, avantageusement entre 1000 et 3000 pm. La porosité (macroporosité) ouverte de la mousse de SiC peut varier de 30 à 95 %, de préférence de 30 à 90%, notamment de 50 à 85%.
Plus précisément, la mousse présente deux niveaux de porosité : 1) une porosité dite porosité alvéolaire avec des diamètres d'ouverture millimétrique compris entre 0,3 et 5 mm (avantageusement entre 1 et 3 mm), cette porosité alvéolaire de la mousse pouvant varier de 30 à 95%, de préférence de 30 à 90%, notamment de 50 à 85% ; 2) une porosité du SiC constitutif de la mousse avec des diamètres de pores correspondant à la surface spécifique mentionnée ci-dessus. Il est à noter l'existence d'un autre réseau poreux à l'intérieur des ponts rigides du support. Cette structure ouverte permet d'utiliser des vitesses spatiales élevées sans souffrir de perte de charge au travers du lit catalytique. Une perte de charge faible permet de réduire les coûts de compression et / ou de recyclage dans le procédé. Par ailleurs, la mousse de SiC, en particulier SiC 0, présente un temps de diffusion des réactifs qui est très faible, notamment inférieur à la seconde. La mousse permet donc d'obtenir des P:\Brevets\27600\27661--080723-texte depot.doc - 23 juillet 2008 productivités très élevées, notamment à vitesse spatiale élevée. Plus précisément, la structure alvéolaire permet d'utiliser des vitesses superficielles de gaz (rapport entre le débit total de gaz entrant dans le réacteur et la section droite de ce même réacteur considéré vide) élevées sans souffrir de perte de charge excessive au travers du lit catalytique. Si on compare cette mousse rigide de SiC (3 imprégnée à sa surface (imprégnation en coquille d'oeuf ou egg-shell) de métal catalytique actif à un empilement de grains de taille millimétrique imprégnés en masse de la même proportion de métal catalytique, on peut démontrer que le dépôt superficiel du métal catalytique déposé sur la mousse sera plus efficacement utilisé que la même quantité de ce métal imprégnant à cœur les grains de SiC 3. On sait en effet que la réaction de Fischer Tropsch a une productivité limitée par la diffusion intraparticulaire des espèces gazeuses réactives (CO et H2).
Ce SiC (3 a des propriétés mécaniques très bonnes permettant d'envisager son utilisation comme support de catalyseur dans les procédés en mode lit fixe ou slurry fixe . Du fait de sa très bonne conductivité thermique, en général très supérieure à celle des oxydes métalliques, on limite les points chauds à la surface du matériau catalytique. On peut améliorer ainsi la sélectivité vers les produits utiles et la sécurité du procédé. La structure mousse synthétisée selon les procédés décrits auparavant est interconnectée dans toute la structure du matériau. Ceci favorise ainsi le transfert de chaleur dans l'ensemble du matériau grâce à l'absence des zones isolantes comme ce pourrait être le cas d'une structure mise en forme en présence de liants inorganiques non conducteurs.
Du fait de la connexité de la structure mousse rigide et de la conductivité thermique élevée du matériau SiC (alpha ou beta), l'apparition de points chauds dus à l'exothermicité des réactions est moindre qu'avec les R:\Brevet\27600\27661--080723-texte_depot_. doc - 23 juillet 2008 catalyseurs granulaires en vrac déposés sur supports oxydes ou similaires. La plus grande uniformité spatiale de température obtenue par le meilleur transfert de chaleur est d'une part locale, du site catalytique vers le SiC support, d'autre part globale, sur l'étendue de la mousse rigide. Le dégagement de chaleur par unité de volume de mousse (ou par unité de volume de réacteur) est en outre d'autant plus faible que la porosité alvéolaire de la mousse est plus élevée ; ainsi la chaleur dégagée et ensuite évacuée au contact d'une paroi d'échangeur peut être réglée au moyen de cette porosité alvéolaire. Ces caractéristiques confèrent à la mousse rigide de l'invention des propriétés bien supérieures à celles d'un empilement aléatoire en lit fixe (dense ou non) de grains de catalyseur bien connu de l'art antérieur, et qui est davantage sujet à des points chauds du fait : 1) de la faible conductivité thermique aux points de contact entre grains et 2) d'une porosité intergranulaire fixée aux environs de 0,35-0,40. A ces avantages thermiques s'ajoute une résistance mécanique globale meilleure que celle des grains de catalyseurs usuels qui peuvent subir une usure par frottement mutuel soit au cours du chargement dans le réacteur soit au cours de l'exploitation du procédé.
Selon un mode de réalisation, l'absence de liant permet de conserver la conductibilité thermique du support en tous points du support. L'absence de liant évite une réaction avec l'espèce catalytique (ce qui sinon pourrait entraîner une perte de l'activité avec le temps). Selon un autre mode de réalisation, le support du catalyseur contient plus de 50% en poids de carbure de silicium sous forme bêta. Selon un mode de réalisation préféré, le support du catalyseur contient de 50 à sensiblement 100% en poids de mousse de carbure de silicium bêta, et de préférence sensiblement 100% du dit carbure de silicium. R:\Erevets\27600\27661--080723-texte_àepot.dec - 23 juillet 2008 Selon un mode de réalisation, la mousse rigide est constituée de carbure de silicium, ce dernier étant majoritairement sous forme bêta, et le complément sous forme alpha, auquel s'ajoutent les résidus de fabrication tels que carbone ou silicium ou composés de ceux-ci. Les propriétés catalytiques du matériau sont conférées par des traitements de surface et/ou déposition de phases chimiquement et/ou physiquement actives. Le matériau catalytique de l'invention est constitué dudit support précédemment défini auquel on ajoute un ou plusieurs métaux additionnés éventuellement de promoteurs, conférant l'activité catalytique. En tant que métal catalytique principal (métal catalytique actif principal), on peut utiliser de façon classique les métaux du groupe VIII, par exemple notamment le cobalt, le fer ou le ruthénium, le cobalt étant particulièrement préféré. Le fer est également particulièrement préféré. On peut aussi utiliser en même temps un promoteur, de façon classique. Parmi les promoteurs, on peut citer un autre métal du groupe VIII ou encore les métaux choisis dans le groupe consistant en Zr, K, Na, Mn, Sr, Cu, Cr, W, Re, Pt, Ir, Rh, Pd, Ru, Ta, V, Mo et leurs mélanges. Parmi ceux-ci, Mo et Zr sont préférés. La teneur en métal principal -ou espèce catalytique, c'est-à-dire espèce catalytique active-(notamment du groupe constitué par le cobalt, le fer ou le ruthénium), et en particulier cobalt, est en général de 1 à 50%, avantageusement de 10 à 40%, et en particulier de 20 à 30% en poids du poids final (poids total) du matériau catalytique. La teneur en promoteur, notamment molybdène, zirconium, ruthénium ou platine, est classiquement comprise entre 0,1 et 15% du poids final du matériau catalytique, en particulier entre 2 et 10% en poids. Un ratio en poids métal catalytique principal / promoteur est classiquement de 10:1 à 3:1, ce qui constitue une plage préférée. Le dépôt du métal catalytique se fait de façon conventionnelle. Par exemple on peut utiliser R:\Brevets\27600\2î661--080723-texte depct.dcc - 23 juillet 2008 l'imprégnation du volume poreux (le volume poreux du matériau mousse SiC R) par une solution d'un sel du métal, par exemple de nitrate de cobalt. On peut aussi utiliser la méthode de la goutte évaporée (dite aussi egg shell ), par goutte à goutte d'une solution de sel métallique à température ambiante sur un support à température élevée (c'est-à-dire le support mousse préalablement porté à température élevée), conduisant à un dépôt (c'est-à-dire un dépôt de précurseur métallique) essentiellement en surface, par exemple une solution de nitrate de cobalt sous air sur un support à 250°C. Une autre variante de la méthode d'imprégnation pourrait se faire en immergeant complètement le support à base de mousse de SiC dans une solution contenant le ou les sels précurseurs de la ou des phase(s) active(s) désirée(s) puis de ressortir la mousse imprégnée ensuite pour un séchage sous air (courant d'air). L'opération peut être répétée plusieurs fois jusqu'à épuisement de la solution contenant le sel de la phase active. L'opération peut également être répétée plusieurs fois jusqu'à obtention du taux d'imprégnation désiré du support. Le support ainsi imprégné est séché ensuite. Les supports imprégnés par les diverses méthodes décrites ci-dessus peuvent ensuite être traités de la manière suivante : séchage sous air à 100°C pendant 2 heures puis calcination sous air à 350°C pendant 2 heures afin de transformer le sel ou les sels précurseurs en son ou leurs oxydes correspondants. Le produit après calcination est réduit sous flux d'hydrogène à 400°C (ou entre 300 et 550°C) pendant 2 heures pour obtenir la forme métallique des constituants de la phase active ou au moins d'une partie des constituants de la phase active. Il est à noter que la réduction pourrait également être réalisée selon une autre variante à savoir en remplaçant le flux d'hydrogène par un flux réducteur qui pourrait être le flux réactionnel lui-même, c'est-à-dire CO et H2, avec des rapports CO:H2 variables (ajustables). La température de réduction pourrait R:\Brevets\27600\27661--080723-texte depct.dcc - 23 u:1:et 2008 également être variée sur une relativement large plage autour de 400°C ainsi que la pression de réduction qui pourrait être égale ou supérieure à la pression atmosphérique.
Plaques catalytiques On entend par plaque un objet comportant deux surfaces principales, essentiellement planes, entre lesquelles est définie une épaisseur. Cette épaisseur est inférieure d'un facteur supérieur à 5, voire supérieur à 10, voire supérieur à 50, voire supérieur à 100, par rapport à la dimension maximale de l'objet. Dans le cadre de l'invention, les plaques catalytiques peuvent être aussi bien des plaques qui sont uniquement assemblées in situ dans un réacteur, ou de préférence des plaques assemblées ex situ, indépendamment de tout réacteur, auquel cas les plaques catalytiques sont notamment transportables, commercialisables et utilisables individuellement.
En faisant référence à la figure 1, une plaque catalytique 1 selon l'invention comprend un compartiment catalytique 12. Le compartiment catalytique 12 contient un matériau catalytique 3, qui est le matériau catalytique décrit ci-25 dessus, à base de mousse de SiC. Il est possible de prévoir une plaque catalytique présentant uniquement le compartiment catalytique 12 et une seule partie surfacique 2a délimitant une face principale du compartiment catalytique 12. 30 Toutefois, il est préféré que le compartiment catalytique 12 soit délimité par deux parties surfaciques 2a, 2b disposées de part et d'autre du compartiment catalytique 12. Une plaque catalytique comportant une seule partie 35 surfacique 2a constitue en réalité une plaque catalytique primitive pré-assemblée, qui est destinée à obtenir une plaque catalytique finale par adjonction d'une autre R:\Brevets\23600\27661--083723-texte_depot.dec - 23 juillet 2008 partie surfacique 2b, in situ dans un réacteur ou ex situ. De préférence, le compartiment catalytique 12 présente une forme de parallélépipède rectangle (de forme aplatie). De préférence, l'une des dimensions caractéristiques du compartiment catalytique 12 (l'épaisseur e) est inférieure d'un facteur supérieur à 10 à chacune des deux autres dimensions caractéristiques (longueur et largeur) de ce compartiment catalytique 12.
Les parties surfaciques 2a, 2b délimitent alors les deux plus grandes surfaces (surfaces principales) du compartiment catalytique 12, de part et d'autre de l'épaisseur e. De préférence, une voire deux parties surfaciques secondaires 4a, 4b sont également disposées de part et d'autre de l'une des autres directions caractéristiques de la plaque 1, à savoir de part et d'autre de la longueur ou de la largeur, et délimitent ainsi une voire deux surfaces secondaires du compartiment catalytique 12.
En revanche les deux surfaces restantes du compartiment catalytique 12 ne sont pas délimitées et sont libres (apparentes), de sorte à permettre le passage d'un flux dans le compartiment catalytique 12. Des éléments discrets peuvent être présents, notamment des éléments délimitant les parois d'un éventuel système de distribution ou assurant éventuellement une rigidité. De tels éléments ne sont pas considérés comme délimitant la surface du compartiment catalytique 12. De préférence, la plaque catalytique 1 comprend deux parties surfaciques 2a, 2b se faisant face, et deux parties surfaciques secondaires 4a, 4b se faisant également face. De la sorte, la plaque catalytique 1 peut être directement positionnée dans un réacteur et permettre un écoulement unidirectionnel et étanche des réactifs et produits selon la direction définie par les deux faces libres du compartiment catalytique 12. Selon un mode particulier, les dimensions des parties surfaciques 2a, 2b sont telles que le matériau R:\Brevets\27600\27862--080723-texte_depot.doc - 23 juillet 2008 catalytique 3 recouvre complètement une face des parties surfaciques 2a, 2b. Mais selon un autre mode de réalisation, le matériau catalytique 3 ne recouvre pas complètement une face de l'une des parties surfaciques 2a, 2b ou des deux. Ceci peut être utile si l'on veut prévoir un système de distribution directement sur l'une des parties surfaciques 2a, 2b ou sur les deux, par exemple à une extrémité ou à deux extrémités opposées de ces parties surfaciques, un système de distribution pouvant être inclus dans l'espace entre les parties surfaciques 2a et 2b. Les parties surfaciques 2a, 2b et les parties surfaciques secondaires optionnelles 4a, 4b, qui constituent un support pour la plaque 1, sont de préférence composées de composite en fibres de carbone, de SiC alpha, de graphite, d'acier spécial, ou de tout autre matériau de coefficient de dilatation thermique adapté, c'est-à-dire de tout matériau présentant un coefficient de dilatation thermique proche de celui du SiC beta. De la sorte, on évite tout risque de jeu entre le matériau catalytique et la surface des plaques. On choisit également un matériau de support qui est étanche vis-à-vis de l'eau, du gaz de synthèse et de tous les produits formés en cours de synthèse. L'épaisseur e du compartiment catalytique 12 est de préférence supérieure ou égale à 15 mm, ou supérieure ou égale à 17 mm. Elle pourra par exemple être comprise entre 15 mm et 50 mm, notamment entre 15 mm et 30 mm. Une épaisseur d'environ 20 mm pourra être utilement adoptée. L'épaisseur de chacune des parties surfaciques 2a, 2b et des parties surfaciques secondaires optionnelles 4a, 4b, est de préférence comprise entre 1 et 10 mm, notamment entre 2 et 8 mm, plus particulièrement entre 2 et 5 mm. Le matériau catalytique 3 est de préférence en contact direct avec les parties surfaciques 2a et 2b, et de préférence il est fixé aux parties surfaciques 2a et R:\Brevets\27600\27661--080723-texte_deeot.dcc - 23 juillet 2008 2b. Mais il est aussi possible de prévoir une lumière entre le matériau catalytique 3 et une des parties surfaciques. Par exemple, la mousse de SiC peut être distante de 1 à 10 mm de l'une des surfaces.
La plaque catalytique 1 a de préférence une largeur et une longueur qui sont comprises entre 0,5 et 20 m, de préférence entre 1 et 15 m, plus particulièrement entre 3 et 10 m. Les parties surfaciques 2a, 2b présentent de préférence au moins une face plane, à savoir la face interne, qui est dirigée vers le compartiment catalytique 12. L'autre face des parties surfaciques 2a, 2b (c'est-à-dire la face exposée) peut également être essentiellement plane, ou bien présenter une structuration, c'est-à-dire un relief de surface, dont l'amplitude est de préférence inférieure ou égale à l'épaisseur de la partie surfacique. A titre de structuration, on peut par exemple utiliser des indentations ou tout autre forme connue par l'homme du métier comme favorisant les échanges thermiques. La plaque catalytique 1 peut être assemblée selon le procédé suivant. En faisant référence à la figure 2, on fournit une partie surfacique 2a, et on assemble sur la partie surfacique 2a : soit le matériau catalytique 3 en un seul bloc, soit de préférence des carreaux 5 de matériau catalytique 3, qui mis bout à bout forment par assemblage la totalité du matériau catalytique 3 de la plaque 1. Le recours à des carreaux 5 permet de régler les dimensions de la plaque catalytique 1 selon les nécessités d'utilisation, par simple juxtaposition d'un nombre approprié de carreaux 5. Eventuellement, l'épaisseur du compartiment catalytique 12 peut être ajustée en superposant des carreaux 5. En guise de comparaison, lorsqu'on utilise un réacteur multitubulaire garni de la même mousse, seule la longueur des tubes peut être réglée. R:\Brevet=_\27E00\27661--080723-texte_àepGt. dcc - 2 juillet 2G08 Les carreaux 5 peuvent par exemple avoir une forme de parallélépipèdes rectangles (aplatis), et de préférence une longueur et une largeur comprises entre 0,1 et 1 m, notamment entre 0,3 et 0,7 m. Au sujet de l'épaisseur des carreaux 5, on se reportera aux mentions ci-dessus au sujet du compartiment catalytique 12. De préférence le bloc unique ou les carreaux 5 de matériau catalytique 3 sont fixés sur la partie surfacique 2a au moyen d'un ciment thermique, c'est-à-dire d'un matériau liant résistant à la chaleur. L'invention porte donc également sur un carreau 5 de forme parallélépipédique et consistant en le matériau catalytique 3 décrit ci-dessus. Le carreau 5 qui fait l'objet de l'invention peut avoir les dimensions mentionnées ci-dessus. En guise de ciment thermique on peut notamment utiliser un ciment à base de SiC ou de SiC î. On peut également utiliser un enduit formé de billes de SiC dispersées dans un liant organique.
De préférence, si l'on utilise un assemblage de carreaux 5, ces carreaux sont assemblés directement bord à bord, sans utilisation de jointoiement. Ceci permet aux fluides de circuler librement lorsque la plaque est utilisée dans un réacteur.
Une fois la partie surfacique 2a garnie avec le matériau catalytique 3, la seconde partie surfacique 2b est de préférence fixée au matériau catalytique 3 du côté opposé à la partie surfacique 2a, par le même moyen. Ainsi, le compartiment catalytique 12 se trouve délimité entre les parties surfaciques 2a, 2b. Ensuite, selon un mode préféré, et en faisant référence à la figure 3, les parties surfaciques secondaires 4a, 4b sont également fixées à l'ensemble 6 préconstitué par le matériau catalytique 3 et les parties surfaciques 2a, 2b, par le même moyen. Une variante de fabrication de la plaque catalytique 1 consiste à solidariser l'ensemble des parties surfaciques 2a, 2b et des parties surfaciques R:\Brevets\27600\2766 080323-texte_deuct. doc - 23 juillet 2008 secondaires 4a, 4b, puis à glisser le bloc unique ou les carreaux 5 individuels de matériau catalytique 3 dans cet assemblage, sans adjonction de ciment ou liant. Dans ce cas, le matériau catalytique 3 est en contact avec une ou plusieurs, de préférence avec toutes les parties surfaciques 2a, 2b, 4a, 4b, sans y être fixé. Selon encore une autre variante, l'ensemble des parties surfaciques 2a, 2b et des parties surfaciques secondaires 4a, 4b est directement fabriqué sous forme d'une enveloppe solidaire présentant une cavité interne adaptée à former le compartiment catalytique 12. Dans ce cas, comme dans le cas précédent, on glisse le bloc unique ou les carreaux 5 individuels de matériau catalytique 3 dans l'enveloppe, sans adjonction de ciment ou liant. Selon encore une autre variante, on fabrique un premier ensemble d'une partie surfacique 2a et d'une partie surfacique secondaire 4a adjacente et un second ensemble d'une partie surfacique 2b et d'une partie surfacique secondaire 4b adjacente, sous forme de deux supports plans coudés en L. Puis on forme un préassemblage en fixant un ou des carreaux 5 sur le premier ensemble avant de fixer le second ensemble à ce préassemblage. Alternativement, on peut solidariser le premier ensemble et le second ensemble avant de glisser le ou les carreaux 5 à l'intérieur de cette structure.
Réacteur En faisant référence à la figure 4, un réacteur pour synthèse Fischer-Tropsh 7 connu de l'état de la technique comporte une calandre 8 (ou cuve de réacteur) cylindrique, dans laquelle sont disposés des tubes cylindriques 9 emplis de matériau catalytique. Ces tubes 9 sont régulièrement espacés selon les deux directions perpendiculaires à l'axe de la calandre 8 cylindrique. On en dénombre généralement plusieurs dizaines de milliers. L'espace inter-tubulaire 10 est destiné à la circulation d'un fluide caloporteur qui permet de refroidir les tubes R:\8reve,=\276C0\.2%661--080%23-texte depot.doc - 23 juillet 2008 9 au sein desquels se déroule la réaction de Fischer-Tropsch, fortement exothermique. En faisant référence aux figures 5 et 7, et selon un mode de réalisation particulier, un réacteur pour synthèse Fischer-Tropsh 11 conforme à l'invention comporte une calandre 8 cylindrique à section circulaire, dans laquelle sont disposés des plaques catalytiques 1 décrites ci-dessus. II est avantageux d'utiliser une calandre 8 10 cylindrique à section circulaire pour des raisons de résistance à la pression. La calandre 8 peut avoir une longueur comprise entre 0,5 et 20 m, de préférence entre 1 et 15 m, plus particulièrement entre 3 et 10 m. 15 La calandre 8 peut avoir un diamètre interne compris entre 0,5 et 20 m, de préférence entre 1 et 15 m, plus particulièrement entre 3 et 10 m. On dénomme longueur L la dimension de chaque plaque catalytique 1 qui est parallèle à l'axe de la calandre 20 cylindrique 8 (on se reportera à cet égard à la figure 7) ; et on dénomme largeur 1 la dimension de chaque plaque catalytique 1 qui est perpendiculaire à la fois à l'épaisseur e et à la longueur. Les plaques catalytiques 1 sont disposées 25 parallèlement les uns aux autres dans la calandre 8, c'est-à-dire que les parties surfaciques 2a, 2b des plaques catalytiques 1 successives sont disposées parallèlement les unes aux autres. Entre les plaques catalytiques 1 est prévu un 30 espace intercalaire 13 qui est destiné à la circulation du fluide caloporteur de refroidissement. On peut prévoir des éléments de chicanage dans l'espace intercalaire 13 pour améliorer l'efficacité du transfert de chaleur. 35 Les faces externes des plaques catalytiques 1 (faces externes des parties surfaciques 2a, 2b) délimitent l'espace intercalaire 13. Comme cela a été exposé ci-dessus, elles peuvent être essentiellement 5:\Brevet=\27600\27661--080723-texte_depct.dec - 23 juillet 2008 planes ou présenter une structuration ou un relief connu de l'homme du métier comme favorisant les échanges thermiques. Les parties surfaciques 2a, 2b des plaques catalytiques 1 conduisent donc la chaleur entre ces deux zones. Plus précisément, en faisant référence à la figure 9, l'espace intercalaire 13 est constitué d'une pluralité d'espaces inter-plaques 18 individuels. Chaque espace inter-plaques 18 présente une épaisseur (distance entre deux plaques successives) qui est de préférence comprise entre 5 et 100 mm, de manière plus particulièrement préférée entre 10 et 80 mm, avantageusement entre 20 et 50 mm, idéalement entre 25 et 40 mm. De préférence, les plaques catalytiques 1 sont d'abord assemblées hors du réacteur 11, puis elles sont insérées dans le réacteur 11. Elles peuvent être avantageusement maintenues en position à l'aide d'un partitionnement à chaque extrémité de la calandre 8 selon son axe longitudinal. A titre de partitionnement on peut par exemple recourir à des guides de positionnement, tels que des rails ou plots, permettant de maintenir les plaques parallèles les unes aux autres. De préférence, les plaques catalytiques 1 sont amovibles.
Ce mode est préféré car il permet de faciliter la maintenance du réacteur : lorsque le matériau catalytique 3 d'une plaque catalytique 1 est usagé, il suffit de prélever la plaque catalytique 1 correspondante en entier et de la remplacer par une plaque neuve.
Toutefois d'autres modes de réalisation sont également possibles. Par exemple la totalité de la calandre 8 peut être partitionnée par des parois fixes (solidaires de la calandre), qui forment alors l'ensemble des parties surfaciques 2a, 2b des plaques catalytiques 1 et délimitent les compartiments catalytiques 12. Les compartiments catalytiques 12 sont alors emplis de matériau catalytique 3 sous forme de carreaux glissés entre les parties surfaciques 2a, 2b respectives. Dans ce R.:\Brevets\27600\27661--080723-texte_depot.doc - 23 juillet 2008 cas, les plaques catalytiques sont construites in situ, directement dans le réacteur 11. Encore une autre possibilité consiste à ce que la totalité de la calandre 8 soit partitionnée par des parois, lesdites parois formant une partie surfacique 2b sur les deux que compte chaque plaque catalytique 1. Des plaques catalytiques primitives sont assemblées hors du réacteur ; elles comportent le compartiment catalytique 12 contenant le matériau catalytique 3, ainsi qu'une seule partie surfacique 2a fixée au matériau catalytique 3 ; ces plaques catalytiques primitives sont alors mises en place dans le réacteur 11, et maintenues en position par exemple au moyen d'une partition à chaque extrémité de la calandre 8.
Dans ce cas, chaque plaque catalytique 1 finale dans le réacteur 11 est constituée par une partie surfacique 2b qui est issue du partitionnement complet de la calandre 8, tandis que l'autre partie surfacique 2a est issue d'une plaque catalytique primitive assemblée hors du réacteur. Les mêmes variantes sont envisageables pour ce qui est des parties surfaciques secondaires 4a, 4b : celles-ci peuvent être pré-assemblées sur les plaques catalytiques en tout ou partie avant intégration des plaques dans le réacteur, ou elles peuvent provenir en tout ou partie d'une structuration de la calandre du réacteur elle-même. Dans tous les cas, il est souhaitable qu'un contact aussi régulier que possible soit établi entre le matériau catalytique 3 et chacune des deux parties surfaciques 2a, 2b, afin de favoriser les échanges thermiques, et ce que le matériau catalytique 3 soit fixé aux parties surfaciques 2a, 2b (ce qui peut être le cas lorsqu'on utilise des plaques catalytiques 1 pré-assemblées hors du réacteur) ou non. Selon un mode de réalisation particulier, chaque plaque catalytique 1 s'étend essentiellement d'un bord de la calandre 8 au bord opposé. Ainsi, selon la direction R:\Brevets\276C0\27661--080723-texte depct.dcc - 23 juillet 2008 perpendiculaire aux parties surfaciques 2a, 2b des plaques catalytiques 1, une unique plaque catalytique 1 est prévue à chaque position en parcourant la calandre selon son rayon comme c'est le cas sur les figures 5 et 7. Ainsi, les plaques catalytiques 1, qui ont de préférence toutes la même épaisseur e et la même longueur L, sont de largeur 1 croissante (donc de volume croissant) en partant de la périphérie de la calandre 8 vers son centre. Ce mode de réalisation permet de minimiser le nombre de plaques catalytiques et donc d'optimiser les avantages apportés par l'invention qui ont été énumérés ci-dessus. Selon un mode de réalisation alternatif, qui est représenté à la figure 10, on prévoit une pluralité de plaques catalytiques 1 distinctes adjacentes selon la largeur, de sorte à former des lignes de plaques 19. L'espace intercalaire 13 disponible pour la circulation du fluide caloporteur de refroidissement comprend alors à la fois l'espace entre les lignes de plaques 19 successives et l'espace entre les plaques successives au sein d'une même ligne de plaques 19. Ces deux espaces peuvent être chicanés. Ce mode de réalisation présente l'avantage de permettre l'utilisation de plaques catalytiques 1 présentant toutes les mêmes dimensions (épaisseur e, largeur 1, longueur L), ce qui simplifie les considérations logistiques et ce qui permet notamment une installation, une maintenance et un remplacement du matériau catalytique plus aisés. Dans ce cas, comme on peut le voir sur le schéma, les lignes de plaques 19 successives comprennent un nombre croissant de plaques catalytiques 1 en partant de la périphérie de la calandre 8 vers son centre, selon la direction perpendiculaire aux lignes de plaques 19 (c'est-à-dire selon la direction de l'épaisseur e des plaques). Toutefois, deux ou plusieurs lignes successives peuvent comporter le même nombre de plaques selon les contraintes géométriques. R:\8revets\27600\27667--080723-texte_depct.dcc - 23 jui ll et 2008 26
En faisant référence à la figure 6, selon un autre mode de réalisation, la calandre 8 est en forme de parallélépipède rectangle. Dans ce cas, les parties surfaciques 2a, 2b des plaques catalytiques 1 sont avantageusement parallèles à l'une des faces externes de la calandre 8. Ce mode de réalisation présente pour avantage qu'il est possible de prévoir des plaques catalytiques 1 ayant toutes les mêmes dimensions (longueur L, largeur 1, épaisseur e), tout en minimisant le nombre de plaques catalytiques 1. En faisant référence à la figure 8, le réacteur 11 comporte également, en entrée de la calandre 8, des moyens d'amenée de mélange réactif 14 ainsi qu'un système de distribution 15 du mélange réactif entre les différents compartiments catalytiques 12 des plaques catalytiques 1 respectives. En sortie de la calandre 8, on prévoit un système de récupération 16 du produit de la réaction, qui rassemble les différentes fractions de produit issues des compartiments catalytiques 12 des plaques catalytiques 1 respectives, ainsi que des moyens de soutirage de produit 17. Le réacteur 11 comporte également des moyens de distribution de fluide caloporteur dans l'espace interne 13 et des moyens de circulation de fluide caloporteur, non représentés ici. En guise de fluide caloporteur on utilise un fluide dont les paramètres de vaporisation sont compatibles avec les conditions de température et de pression du réacteur, afin d'employer utilement la chaleur latente de vaporisation du fluide. On peut par exemple utiliser de l'eau ou un sel fondu. La circulation du fluide caloporteur peut être effectuée à co-courant, à contre-courant ou transversalement par rapport à la circulation des réactifs et produits.
Procédé de synthèse Fischer-Tropsch R:\Brevets\27600\27661--080723-texte depot.dec - 23 ju let 2008 Le procédé de synthèse Fischer-Tropsch est mis en œuvre dans un réacteur tel que décrit ci-dessus. Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre de façon ascendante dans le réacteur ou de façon descendante, c'est-à-dire avec un flux gazeux réactif ascendant ou descendant dans le réacteur. Sur la figure 8, c'est le mode de réalisation descendant qui est représenté. Dans le cas de la mise en œuvre de façon ascendante, il est possible de régler les débits pour que la réaction soit mise en œuvre dans des conditions qui se rapprochent de celles de fonctionnement d'un réacteur slurry. Dans un réacteur à slurry conventionnel, le liquide est obtenu par surverse ou soutirage en pied dans le cas de la recirculation, avec entraînement de particules, le gaz injecté étant mis en contact avec du liquide au niveau des éléments de catalyseur. Ainsi, toujours dans un réacteur slurry conventionnel, le liquide produit par le réacteur est maintenu en recirculation interne naturelle au sein du réacteur et contient le catalyseur sous forme de fines particules qu'il faut séparer au sein du débit liquide qui est soutiré du réacteur, le gaz injecté étant simplement introduit au contact du liquide par un organe de distribution classique. La présente invention permet de régler les conditions pour obtenir un effet équivalent à un mode slurry (avec des contacts gaz/liquide maîtrisés), mais sans les inconvénients de l'entraînement de particules de catalyseur. Ce dernier point constitue un avantage particulièrement significatif dans la mesure où d'une part le catalyseur est très coûteux, et d'autre part la séparation des particules entraînées du liquide soutiré en aval (filtration) et la récupération des particules nécessitent la mise en œuvre de procédés délicats et eux aussi coûteux. Plus précisément, le principe du réacteur slurry conventionnel présente deux avantages et deux R:\Bres'et\27E00\27661--080723-texte_deoot.doc - 23 juillet 2008 inconvénients majeurs. Les avantages sont que le catalyseur utilisé est une poudre fine (dp5O compris entre 30 et 200 pm) dont les performances catalytiques ne sont en principe pas susceptibles d'être limitées par le transfert de matière interne. L'autre avantage est que la phase continue au sein du réacteur est liquide et qu'ainsi la capacité de transfert de la chaleur de réaction au sein de ce réacteur est relativement bonne et notamment bien meilleure que dans le cas d'une mise en oeuvre de réacteur à lit fixe à flux gazeux continu descendant. Un inconvénient majeur du réacteur de type slurry conventionnel est qu'il faut absolument éviter que ce catalyseur (très coûteux) en poudre fine ne soit entraîné - donc perdu - avec le soutirage de la phase liquide hors du réacteur, ce qui est indispensable puisque cette phase liquide est précisément le produit de la synthèse Fischer Tropsch. Le second inconvénient est le rétromélange de la suspension liquide-solide induit par le gaz qui limite la conversion par unité de volume, et la coalescence des bulles de gaz qui limite le transfert gaz-liquide et par conséquent la productivité. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention avec utilisation d'un flux gazeux réactif ascendant dans le réacteur permet de conserver l'un des avantages du réacteur slurry conventionnel, c'est-à-dire la bonne capacité d'évacuer la chaleur de réaction puisque la phase continue du réacteur est également liquide. Dans le cas où le métal catalytique actif principal déposé sur la mousse est maintenu en couche mince (inférieure à 100 p), le risque de limitation par le transfert interne de matière est très faible comme dans le cas du réacteur slurry conventionnel. Mais ce faisant, le désavantage de ce dernier dû au risque de perdre le catalyseur par entraînement dans le soutirage du liquide n'existe plus puisque le catalyseur est fixé sur la mousse rigide de SiC qui remplit les compartiments catalytiques du réacteur. En outre la structure alvéolaire de la mousse rigide limite la taille des bulles de gaz et est donc P:\Brevets\27600\27661--080723-texte depct.doc - 23 juillet 2008 favorable à une aire interfaciale gaz-liquide élevée favorisant ainsi le transfert gaz-liquide et donc la productivité. La dimension moyenne modeste (inférieure au cm environ) des alvéoles de la mousse rigide limite le rétromélange du liquide induit par les bulles ce qui est généralement favorable à la productivité. En outre, si l'on prévoit d'utiliser une pompe pour favoriser la recirculation du liquide de la partie supérieure vers la partie inférieure du réacteur, il devient possible de choisir et d'imposer une vitesse superficielle du liquide, ce qui est impossible dans un système de type colonnes à bulles classique pour lequel la vitesse de recirculation de liquide dépend étroitement de la vitesse ascendante du gaz réactif. Pour mettre en oeuvre cette recirculation forcée du liquide, on peut prévoir un dispositif de séparation gaz / liquide, comme une surverse, en amont de la conduite d'alimentation de la pompe. Toujours dans le cas du mode de réalisation avec un flux gazeux réactif ascendant, l'usure mécanique de l'ensemble support / catalyseur (immobile dans ce cas) est réduite par rapport à un système slurry classique, dans lequel les fines particules de support / catalyseur (mobile dans ce cas) sont soumises à des contraintes mécaniques sévères, donc à de l'usure par attrition du fait notamment de l'éclatement des bulles de gaz. Les coûts liés au catalyseur s'en trouvent donc diminués. La mise en oeuvre de façon descendante correspond à ce qui est en général pratiqué lors de réactions en lit fixe qui conduisent à former les liquides à partir de gaz. Plus précisément, la mise en oeuvre du procédé de l'invention avec un réacteur à flux gazeux réactif descendant correspond à ce qui est en général pratiqué avec des réacteurs catalytiques à lit fixe et pour des réactions très exothermiques. Dans un réacteur multitubulaire classique contenant un matériau P.:\Brevets\27600\27661--080723-texte depot.dcc - 23 ju!'1et 2008 catalytique sous forme de grains, le potentiel d'élimination de la chaleur de la réaction générée au sein des tubes dépend de la vitesse du gaz mais aussi de la conductivité thermique effective de l'ensemble des grains entassés au sein de chaque tube. Dans le cadre de la présente invention, à la place des tubes emplis de grains de catalyseur, on utilise des plaques catalytiques comportant des compartiments catalytiques emplis de mousse rigide de SiC. Celle-ci forme un continuum de phase solide dans chaque compartiment, alors que l'utilisation d'un lit de catalyseur sous forme de grains induit une faible interface de contact thermique entre grains (discontinuités entre éléments de la phase solide). Ceci a pour conséquence que la conductivité thermique de la mousse rigide de SiC imprégnée de catalyseur est meilleure que celle d'un ensemble de grains. L'utilisation de mousse permet donc de garantir l'efficacité des transferts de chaleur depuis les compartiments catalytiques où se déroule la réaction vers le fluide caloporteur et d'éviter tout risque de points chauds au sein de la masse catalytique, dont on sait qu'ils sont la cause de perte de sélectivité et de possibles pertes de contrôle de la sécurité du réacteur.
En outre, si l'on utilise une forte porosité, associée à une faible vitesse pour assurer la conversion, on bénéficie toujours, en compensation, de la conductivité thermique élevée de la mousse. En d'autres termes, l'invention permet d'élargir la gamme des conditions opératoires possibles. Dans le même ordre d'idée, en augmentant la porosité alvéolaire de la mousse, on réduit le dégagement de chaleur de réaction par unité de volume de réacteur. Ainsi la mousse utilisée selon l'invention permet de parvenir au même résultat que lorsqu'on utilise un diluant solide granulaire inerte conjointement avec les grains de catalyseur traditionnels, mais sans augmenter la perte de charge sur le réacteur catalytique. R:ABrevetA260(\2 661--080"723-texte depot.doc - 23 jui!iet 2608 Dans le contexte d'un catalyseur en grains, la diffusion interne dans la phase support / catalyseur est un facteur limitant du fait de la taille millimétrique des grains utilisés. Une parade consiste à déposer le métal actif en périphérie des grains. Dans le cadre de l'invention, on peut employer la même technique d'imprégnation périphérique avec la mousse rigide. Un autre avantage de l'invention par rapport au système à lit fixe classique est que la perte de charge y est déterminée par la porosité alvéolaire de la mousse rigide, et que celle-ci est réglable de façon indépendante de la vitesse superficielle du gaz réactif. On peut utiliser une mousse uniforme dans les compartiments catalytiques des plaques catalytiques du réacteur, ou selon un mode de réalisation utiliser une mousse présentant un gradient d'imprégnation de catalyseur. Ceci peut par exemple être réalisé en utilisant au sein d'une même plaque catalytique des carreaux de matériau catalytique, ayant chacun une qualité uniforme, mais présentant des degrés d'imprégnation en catalyseur différents les uns par rapport aux autres. Par exemple le degré d'imprégnation peut varier entre 1 et 50 de préférence entre 10 et 30 entre l'entrée et la sortie du réacteur. Ceci permet une meilleure maîtrise thermique du procédé. On rappelle que les GHSV et WHSV sont définis (et calculés dans les exemples) comme suit (le gaz comprend pour le calcul des GHSV et WHSV à la fois le CO et H2, dans les conditions normales de température et de pression): GHSV = Débit volumique gaz (CO + H2) (cc/min) x 60/volume de réacteur occupé par le matériau catalytique (cc). WHSV = Débit massique gaz (CO + H2) (g/min) x 60/masse de métal catalytique principal (g). Dans les définitions ci-dessus, on ne tient pas compte des gaz inertes. Les définitions sont précisées à température et pression normales (TPN). R:`.Rrevets\27500\27EE1--080723-texte depct.dcc - 23 juillet 2008 La réaction de synthèse de Fischer-Tropsch est en général réalisée dans les conditions opératoires suivantes: - pression totale: 10 à 100, de préférence 20 à 5 50 atmosphères; - température de réaction: 160 à 260, particulièrement 160 à 250, de préférence 180 à 250 et plus particulièrement 180 à 230°C; ratio H2/CO du gaz de synthèse de départ 10 compris entre 1,2 et 2,8, de préférence entre 1,7 et 2,3. Des conditions opératoires particulières sont fournies, qui permettent d'obtenir de très bons résultats: 15 - GHSV variant de 100 à 5000 h-1, de préférence de 150 à 3000 h-1; et - WHSV variant de 1 à 100 h-1, de préférence 1 (avantageusement 5) à 50 h-1. Le temps de contact est défini comme étant le 20 rapport du volume de réacteur occupé par le matériau catalytique sur le débit volumique total en TPN. Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des productivités (ou Space Time Yield, STY) qui sont très élevées, que ce soit sur toutes les espèces hydrocarbures 25 ou seulement pour la coupe en C5+. Les productivités (ou Space Time Yield, STY) sont exprimées en mole de CO converti en produit par mole de métal catalytique principal et par heure, soit encore : STY = Débit molaire d'alimentation en CO 30 (mol/min) x conversion de CO / nombre moles d'espèce catalytique (mol) x 60. La productivité en hydrocarbures C5+ est définie par STYC5+ = STY x sélectivité en C5+. La sélectivité en C5+ est elle-même définie comme étant le rapport de 35 nombre de moles de carbone en sortie sous forme d'hydrocarbures C5+ au nombre de moles de CO converti. P.:\Brevets`.27600\27861--080723-texte_depot. doc - 23 juillet 2008 Selon un mode de réalisation, le procédé selon l'invention est mis en oeuvre dans les conditions opératoires suivantes: - productivité en hydrocarbures (STY) comprise 5 entre 1 et 100 h-1, et - productivité en hydrocarbures C5+ (STYc5+) comprise entre 1 et 50 h-1. Selon l'invention le temps de contact est de préférence inférieur à 10 s, notamment inférieur à 5 s. 10 Dans le procédé selon l'invention, le produit de la réaction du monoxyde de carbone et de l'hydrogène est un effluent hydrocarboné (essentiellement paraffinique si le catalyseur contient du cobalt ; partiellement oxygéné s'il s'agit de fer ou de ruthénium). 15 Dans le cas où l'on utilise du cobalt, l'effluent hydrocarboné contient de préférence plus de 70% en mole d'un mélange comprenant de 50 à 90% en mole d'hydrocarbures de C6 à C12 et de 10 à 50% d'hydrocarbures de C13 à C24. L'effluent peut contenir plus de 80, de 20 préférence plus de 90% en mole d'un mélange de C6 à C25. Dans le procédé selon l'invention, l'effluent hydrocarboné peut contenir en général au plus 10% en mole d'oléfines et d'hydrocarbures ramifiés, et/ou moins de 2% en mole d'alcool en C1 à 020. 25 Dans le procédé selon l'invention, dans l'effluent hydrocarboné la teneur en méthane et en CO2 peut être inférieure à 20% en mole. Avantageusement, la sélectivité en méthane est inférieure à 25%. 30 Dans le procédé selon l'invention, l'effluent hydrocarboné peut contenir au plus 10% en mole d'oléfines et d'hydrocarbures ramifiés, et/ou moins de 2% en mole d'alcool en C1 à C20 Dans le procédé selon l'invention, l'effluent 35 hydrocarboné peut contenir plus de 80%, de préférence plus de 90% en mole d'un mélange de C6 à C25. R:\?re.ets\27600\27661--080723-texte_depot. doc - 23 juillet 2008 Dans le procédé selon l'invention, l'effluent hydrocarboné peut contenir des taux supérieurs à 6% pour les C-, C8, C9, C10, CH, C12 et C13. Dans le procédé selon l'invention, l'effluent 5 hydrocarboné peut contenir des taux supérieurs à 8% pour les C8, C9, C10i et Cu. Dans le procédé selon l'invention, l'effluent hydrocarboné peut contenir une concentration des hydrocarbures oléfiniques inférieure à 1%. 10 Dans le procédé selon l'invention, l'effluent hydrocarboné peut avoir une teneur en méthane et en CO2 inférieure à 20% en mole. Enfin, le procédé selon l'invention peut aussi comprendre une étape d'upgrading nécessaire pour la 15 production de carburant pour tout moteur. Cette étape consiste à transformer l'effluent paraffinique lourd produit par le réacteur de synthèse FT (cas du Co) en paraffines plus légères tout en produisant le moins possible d'hydrocarbures gazeux et d'isomères ramifiés. 20 Il s'agit donc là d'une étape d'hydroconversion sélective destinée à maximiser le rendement du procédé en carburant essence ou diesel oil. Dans la demande, les ratios sont molaires sauf mention du contraire. 25 EXEMPLES Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
30 Exemple 1 - comparatif Cet exemple comparatif correspond à la description d'un réacteur typique appartenant à un étage d'une unité industrielle Fischer-Tropsch conforme à l'état de la technique, ladite unité étant appropriée pour fournir une 35 production moyenne de 30000 barils/jour de composés C5+. Le réacteur est un réacteur multitubulaire lit fixe, dont les tubes sont emplis d'un matériau catalytique constitué d'un support en mousse monolithe de R:\Brevets\27600\27661--080723-texte_depot.dcc - 23 juillet 2008 SiC (3 additionné d'un catalyseur (cobalt). La mousse de carbure de silicium présente une porosité alvéolaire de 0,77 et une masse volumique de 713 kg/m3. La teneur en cobalt est de 30 %.
Les caractéristiques géométriques du réacteur sont les suivantes . Diamètre extérieur du réacteur : 5,16 m. Epaisseur de la calandre : 10 cm. Longueur du réacteur : 15,75 m.
Volume du réacteur : 329,2 m3. Volume de catalyseur : 53,7 m3. Nombre de tubes : 2970. Maillage : carré. Entraxe des tubes : 81 mm.
Facteur de design des tubes (rapport du diamètre interne sur l'entraxe) : 0,546. Espace libre entre les tubes : 32 mm. Diamètre interne d'un tube : 44 mm. Diamètre externe d'un tube : 49 mm.
Longueur d'un tube : 11,90 m. Surface spécifique d'échange : 101,2 m2/m3 de catalyseur. Volume d'acier de la calandre du réacteur : 29,2 m3.
Volume d'acier des tubes : 12,9 m3. Volume d'acier : 42,1 m3.
Exemple 2 - invention Cet exemple est obtenu en concevant un réacteur du type représenté à la Figure 5, présentant les mêmes paramètres de fonctionnement, la même production de composés C5+ et la même quantité totale de matériau catalytique que celui de l'exemple 1. Dans le présent exemple, on conserve en outre le même facteur de design que dans le cas de l'exemple 1 ainsi que la même surface spécifique d'échange. Par analogie, le facteur de design est ici égal au rapport de l'épaisseur de la couche de matériau catalytique des R:\B_evets\27600\27E6:--080723-texte_depot. doc - 23 juillet 2008 plaques à l'entraxe des plaques (égal à 0,546). Plus précisément, l'épaisseur de compartiment catalytique est fixée à 20 mm, et l'espace entre les plaques catalytiques à 12 mm. On a également choisi de conserver la même longueur de réacteur que dans l'exemple 1. On en déduit l'ensemble des paramètres géométriques du réacteur. Pour ce faire, on passe par un intermédiaire de calcul, à savoir un réacteur (à plaques) du type de la Figure 6, et à section carrée. On suppose que les plaques constitutives du volume utile en géométrie de section circulaire peuvent être représentées en moyenne par la plaque unitaire de la géométrie à section utile carrée correspondante. Cette correspondance est définie par l'égalité des aires des sections carrées et circulaires des réacteurs. On définit ainsi une plaque catalytique équivalente moyenne. Ce raisonnement permet de calculer dans un premier temps les caractéristiques du réacteur à section utile carrée et dans un second temps celles du réacteur à section utile circulaire dont la plaque équivalente constitue le représentant moyen. Le nombre de plaques réel dans une géométrie de section circulaire est supérieur au nombre de plaques équivalentes dans la géométrie de section carrée correspondante. Un calcul élémentaire permet d'établir que le nombre de plaques supplémentaires dans la géométrie de section circulaire par rapport à la géométrie de section carrée est égal à la partie entière de (2/(n)1/2-1)xN, où N désigne le nombre de plaques dans la géométrie de section carrée.
L'épaisseur en m ec de la calandre est évaluée selon la formule suivante : ec=Plimxd/2000, où Plim désigne la pression limite de travail en bar (que l'on fixe à 38 bar) et d désigne le diamètre extérieur du réacteur en m.
Finalement, les caractéristiques géométriques obtenues pour le réacteur sont les suivantes : - Diamètre extérieur du réacteur : 4,30 m. Epaisseur de la calandre : 8,2 cm. R:\Brevets\27600\27661--080723-texte_depot.doc - 23 juillet 2CCE Longueur du réacteur : 15,75 m. Volume du réacteur : 228,20 m3. Volume de catalyseur : 53,7 m3. - Nombre de plaques catalytiques : 89.
Entraxe des plaques : 37 mm. Facteur de design des plaques (rapport de l'épaisseur de la couche de matériau catalytique sur l'entraxe) : 0,546. Espace libre entre les plaques 13 mm.
Epaisseur du compartiment catalytique : 20 mm. Epaisseur du support de plaque : 2 mm. Longueur de plaque catalytique 11,90 m. Largeur de plaque catalytique (équivalente moyenne) : 2,88 m.
Surface spécifique d'échange : 100,8 m2/m3 de catalyseur. Volume d'acier de la calandre : 19,38 m3. Volume d'acier des supports : 10,8 m3. Volume total d'acier : 30,18 m3.
On constate qu'un faible nombre de plaques est nécessaire à la mise en oeuvre de la réaction et que le réacteur présente une taille modeste. Plus précisément, la quantité d'acier nécessaire à la fabrication du réacteur est réduite d'environ 30 % par rapport à l'exemple 1. Les structures catalytiques à manipuler (plaques et non plus tubes) sont en nombre considérablement réduit par rapport à l'exemple 1 {89 contre 2970), ce qui simplifie les problèmes de distribution des réactifs et de collecte des produits.
Exemple 3 - invention Dans cet exemple, on procède comme à l'exemple 2, mais on réduit l'épaisseur du compartiment catalytique à 15 mm et l'espace libre inter-plaques à 10 mm.
Les caractéristiques géométriques obtenues pour le réacteur sont les suivantes : Diamètre extérieur du réacteur 4,41 m. Epaisseur de la calandre : 8,4 cm. R:\Brevet8\27600\27667--080723-texte depct.doc - 23 juillet 2008 5 10 15 20 25 38
Longueur du réacteur 15,75 m. Volume du réacteur : 240,4 m3. Volume de catalyseur 53,7 m3. - Nombre de plaques catalytiques : 115. - Entraxe des plaques : 29 mm. Facteur de design des plaques (rapport de l'épaisseur de la couche de matériau catalytique sur l'entraxe) : 0,518. Espace libre entre les plaques : 10 mm. Epaisseur du compartiment catalytique : 15 mm. Epaisseur du support de plaque : 2 mm. - Longueur de plaque catalytique : 11,90 m. Largeur de plaque catalytique (équivalente moyenne) : 2,95 m. Surface spécifique d'échange : 134,2 m2/m3 de catalyseur. Volume d'acier de la calandre : 20,48 m3. Volume d'acier des supports des plaques 14,41 m3. Volume total d'acier 34,89 m3. On constate que cet exemple permet d'accroître la surface spécifique d'échange par rapport à l'exemple 2, tout en conservant en grande partie les avantages mentionnés à l'exemple 2 (quantité d'acier et compacité). R:\6reve*_s\2360C\27EE]--G0723-texte depct.doc - 23 juillet 2C08

Claims (18)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de transformation d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone en effluent hydrocarboné, comprenant une étape de passage du mélange dans au moins une plaque catalytique (1) comprenant un compartiment catalytique (12) délimité par deux parties surfaciques (2a, 2b), l'épaisseur (e) du compartiment catalytique (12) étant supérieure ou égale à 15 mm, et le compartiment catalytique (12) contenant un matériau catalytique (3) comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'épaisseur (e) est comprise entre 15 mm et 50 mm, de préférence entre 15 mm et 30 mm.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le matériau catalytique (3) est au contact des parties surfaciques (2a, 2b).
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la mousse de carbure de silicium comprend plus de 50% en poids, de préférence plus de 70% en poids, de manière plus particulièrement préférée plus de 90% en poids, idéalement plus de 95% en poids, voire plus de 98 % en poids, de carbure de silicium sous forme bêta.
  5. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le catalyseur est choisi parmi un ou plusieurs métaux du groupe constitué par le cobalt, le fer ou le ruthénium, et dans lequel le catalyseur représente de 1 à 50%, plus particulièrement de 10 à 40% en poids, avantageusement de 20 à 30 % en poids, du matériau catalytique. R:\Brevets\27E00\27661--080723-texte_depot.doc - 23 juillet 200E
  6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant au moins une étape ultérieure d'hydroconversion sélective.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant une étape ultérieure de mélange de l'effluent hydrocarboné avec du pétrole brut.
  8. 8. Plaque catalytique (1) comprenant un compartiment catalytique (12) et une première partie surfacique (2a), ledit compartiment catalytique (12) contenant un matériau catalytique (3) en contact avec la première partie surfacique (2a) et présentant une épaisseur (e) supérieure ou égale à 15 mm, et ledit matériau catalytique (3) comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium.
  9. 9. Plaque catalytique (1) selon la revendication 8, dans laquelle le compartiment catalytique (12) est limité par une deuxième partie surfacique (2b) du côté opposé à la première partie surfacique (2a), la deuxième partie surfacique (2b) étant de préférence en contact avec le matériau catalytique (3) .
  10. 10. Plaque catalytique (1) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle le compartiment catalytique (12) présente une épaisseur (e) comprise entre 15 mm et 50 mm, de préférence entre 15 mm et 30 mm.
  11. 11. Plaque catalytique (1) selon l'une des revendications 8 à 10, dans laquelle les parties surfaciques (2a, 2b) sont constituées de composite en fibres de carbone, de SiC alpha, de graphite ou d'acier spécial.
  12. 12. Plaque catalytique (1) selon l'une des revendications 8 à 11, dans laquelle le matériau R:\Brevets\27600\27661--080723-texte depct.dcc - 23 juillet 2008 catalytique (3) est tel que décrit dans l'une des revendications 4 ou 5.
  13. 13. Procédé de fabrication d'une plaque catalytique (1) comprenant : - la fourniture d'une première partie surfacique (2a) ; - la fixation sur la première partie surfacique (2a) d'un matériau catalytique (3) comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium, de sorte à former un compartiment catalytique (12) présentant une épaisseur (e) supérieure ou égale à 15 mm.
  14. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel l'étape de fixation du matériau catalytique (3) est effectuée par assemblage de carreaux (5) de matériau catalytique (3) sur la première partie surfacique (2a) au moyen d'un ciment thermique.
  15. 15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, comprenant ultérieurement une étape de fixation d'une deuxième partie surfacique (2b) sur le côté du compartiment catalytique (12) opposé à la première partie surfacique (2a), de préférence au moyen d'un ciment thermique.
  16. 16. Procédé de fabrication d'une plaque catalytique (1) comprenant : - l'assemblage de parties surfaciques (2a, 2b, 4a, 4b) ; suivi de l'insertion entre les parties surfaciques (2a, 2b, 4a, 4b) assemblées d'un matériau catalytique (3) comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium, de sorte à former un compartiment catalytique (12) présentant une épaisseur (e) supérieure ou égale à 15 mm, ladite insertion s'effectuant de préférence sous R:\Brevets\27600\27661--C80723-texte cepct.doc - 2.3 julet 2008 la forme d'une insertion de carreaux (5) dudit matériau catalytique (3).
  17. 17. Procédé selon l'une des revendications 13 à 16, dans lequel la plaque catalytique (1) est selon l'une des revendications 8 à 12.
  18. 18. Réacteur (11) comprenant une pluralité de plaques catalytiques (1), dans lequel : chaque plaque catalytique (1) comprend un compartiment catalytique (12) et deux parties surfaciques (2a, 2b) de part et d'autre du compartiment catalytique (12) ; - chaque compartiment catalytique (12) présente une épaisseur (e) supérieure ou égale à 15 mm ; - chaque compartiment catalytique {12) contient un matériau catalytique (3) comprenant un catalyseur supporté sur une mousse de carbure de silicium ; et l'espace intercalaire (13) entre les plaques catalytiques (1) comprenant un fluide caloporteur. 21. Réacteur (11) selon la revendication 18, dans lequel 25 les plaques catalytiques (1) sont selon l'une des revendications 8 à 12. 22. Réacteur (11) selon la revendication 18 ou 19, dans lequel les plaques catalytiques (1) sont amovibles. 23. Réacteur (11) selon l'une des revendications 18 à 20, comprenant une calandre (8) de forme cylindrique à section circulaire. 35 22. Réacteur (11) selon l'une des revendications 18 à 20, comprenant une calandre (8) de forme parallélépipédique. 15 20 30 x.\°revett.\27622\27661--G80723-texte depet.ccc - 23 juillet 2C08 523. Utilisation d'un réacteur selon l'une des revendications 18 à 22, pour la transformation d'un mélange d'hydrogène et de monoxyde de carbone en effluent hydrocarboné. 8:\Brevets\27600\27661--;80723-texte depot.doc - 23 juillet 2008
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