BE331467A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour l'utilisation du méthane. 



   Le   méthane,qui   constitue le gaz hydrocarbure le plus commun, soit qu'on le trouve à l'état de gaz naturel   s'échappant   du sol dans les terrains carbonifères ou pétrolières, soit qu'il forme la partie la plus importante (après l'hydrogène) des gaz de distil- lation de la houille, soit qu'il résulte de toute autre réaction chimique naturelle ou artificielle, n'a encore été utilisé indus- triellement que par combustion aussi complète que possible pour l'éclairage et le chauffage ou par chloruration. 



   On a bien indiqué sa transformation en alcool méthylique ou formaldéhyde par oxydation plus ou moins ménagée par l'action de l'oxygène moléculaire mais ce procédé n'a pas abouti jusqu'ici à des résultats industriels sous la forme où il a été proposé. 



   Or,on a   trouve,par   la présente   invention,un   procédé indirect mais sûr pour réaliser avec le méthane une combinaison chimique de grande valeur.A cet effet,le méthane est d'abord brûlé incomplète- ment par un volume d'oxygène égal ou très légèrement supérieur à la moitié de son propre volume; on obtient ainsi la combustion 

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 incomplète représentée par l'équation :

   
 EMI2.1 
 (1) OH4t-1/20 = 00 -t- 2 H-r-lJ.t4 calories et le mélange (C0-<-3 H2) ainsi obtenu est utilisé lui- même pour la production de l'alcool méthylique ou des composés oxygénés du carbone homologues par catalyse sous pression, suivant des procédés connus, selon des ré- actions représentées par une équation de la forme 
 EMI2.2 
 (2 ) nC0 -rnH2 C n H 2n2 ,0 + (n-l) R 2. 0 qui, pour n = 1,   foutnit   l'alcool méthylique, de sorte qu'on se trouve avoir réalisé, en deux stades, la réac- t ion : 
 EMI2.3 
 z ) noH + n/P.02 = u R 0 +- (n-l) x o qui, pour n m 1, donne OH4:-I- 1/2 02 m 4'T40 (alcool méthy- lique) réaction dont il a été question précédemment mais qui ne peut être réalisée directement sans certaines difficultés pratiques! des pas sérieuses . 



   Pour obtenir régulièrement la combustion incomplète 
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 du méthane suivant l'ëqu.--ation (1), certaine.-précautions spéciales sont à prendre, selon la présente invention ; en particulier, il convient que cette combustion s'opère en présence d'une masse maintenue à très haute tempéra- ture (1.000  C.

   environ) de façon à éviter que 1* oxygène ne se combine de préférence à l'hydrogène pour donner de la vapeur d'eau avec dépôt de carbone ou que, d'autre part, le carbone ne s'oxyde à l'état d'acide carbonique plutôt que d'oxyde decarbone ,Pour éviter ces deux in- convénients le moyen le plus pratique consiste à injecter le mélange des deux gaz (méthane et oxygène) dans les proportions précédemment indiquées, sur une masse incan- descente qui pourra être constituée par une substance réfractaire quelconque mais qui sera, de préférence, formée d'un produit combustible solide tel que du bois, du charbon de bois, de la houille mais plutôt de ooke de houille.

   Les gaz traversent cette masse incandescente sur une épaisseur convenable   (0,50   m. à 0,75 m. par exem- 

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 ple)et, de préfère,ce, dans le sens horizontal, entre deux ouvertures placées symétriquement à la base d'un récipient, aussi volumineux qu'on voudra, dans lequel sera contenu le combustible, par exemple le coke.

   On recueillera ainsi, à l'ouverture de sortie des gaz, un produit gazeux répondant très sensiblement à la composi- tion indiquée de deux volumes d'hydrogène pour un volume d'oxyde de carbone et porté à une température de 800 à 
1.000  c environ ; s'il y a un petit excès d'oxyde de carbone, il sera facile de le compenser, le cas échéant, par une addition   correspondante   d'hydrogène, provenait soit d'une autre source soit du   traite.nent   par tout procédé connu de tout ou partie du gaz primitivement obtenu.

   La chaleur dégagée par la combustion, même incom- plète, du méthane suffira, en général, pour compenser les pertes de calorique et maintenir la masse (coke) à l'incandescence C'est pour le cas ou il   n'en   serait pas ainsi qu'il convient de constituer cette masse par un combustible car il suffit alors d'augmenter légèrement en conséquencedans le gaz insufflé, la proportion d'o xygène, quitte à accroître proportionnellement la   pro-   portion d'hydrogène   d'appoint ,   
A ce point de vue, il sera avantageux de chauffer préalablement les gaz employés (méthane et oxygène) à la plus haute température possible, de préférence par échange de températures avec les gaz chauds sortant de l'appareil.

   On pourra, d'autre part, empêcher l'échauf fement exagéré des tuyères d'injection du mélange de ces gaz par circulation d'eau autour de ces tuyères . 



   Le coke (ou le combustible employé pour constituer la masse incandescente) servira, en même temps, pour compenser, par combustion d'une fraction correspondante, les pertes de calorique qui pourraient se produire mais qui devront, si l'opération est bien conduite, être très faibles de sorte que' la quantité de combustible ainsi 

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 consommée sera très minime . 



   Quand aux cendres ainsi engendrées par cette com- bustion, elles pourront soit être entraînées par le courant gazeux (et être retenues ensuite par des procédés connus) soit fondues directement dans l'appareil par une injection périodique d'un excès d'oxygène et retirées sous forme liquide par une tubulure convenablement placée à la base du récipient de combustible ,Dans ce dernier cas, il conviendra de mélanger un peu de fondant suivant la composition des cendres du combustible employé . 



   Dans le cas où, comme cela se produit quelquefois dans la synthèse catalytique des alcools à haute   tempé-   rature, il se formerait de nouvelles quantités de méthane au cours de l'opération de combinaison de l'oxyde de! carbone et de l'hydrogène, ce méthane pourrait, après séparation par tous procédés connus (par exemple la liquéfaction partielle) être traité comme il a été dit ,précédemment pour, reconstituer du mélange d'hydrogène et d'oxyde de carbone . 



   REVENDICATIONS   1 )   Procédé d'utilisation du méthane par transfor- mation en composé hydro-oxygéné du carbone caractérisé en ce qu'il oonsiste d'abord à effectuer une combustion incomplète du méthane de manière à obtenir un mélange gazeux contenant approximativement deux molécules d'hy drogène pour une molécule d'oxyde de carbone, puis à combiner cet hydrogène et cet oxyde de carbone par tous procédés connus, par exemple par catalyse sous pression, pour obtenir un ou des produits hydro-oxygénés du car- bone . 



   2 ) Procédé suivant 1  caractérisé en ce que la combustion incomplète du méthane est effectuée en pré- sence d'une masse réfractaire maintenue à très haute température, par exemple environ 1,000  C. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. @ 3 ) Prooédé suivant 2 ' caractérisé en ce que le <Desc/Clms Page number 5> mélange de méthane et d'oxygène est injecté sur une masse portée à l'incandescence et traverse cette masse de préférence horizontalement.

   4 Procédé suivant 3 caractérisé en ce que la dite masse est constituée par un combustible solide, par exemple par du coke de houille , 5 Procédé suivant 1 caractérisé en oe qu'on. ajoute eu mélange gazeux provenant de' la combustion incomplète du méthane, une quantité supplémentaire d'hydrogène pour compenser l'excès éventuel d'oxyde de oarbone .

   6 Prooédé suivant 4 ou 5 caractérisé en oe qu'on ajoute au mélange initial de méthane et d'oxygène une quantité supplémentaire d'oxygène pour brûler une fraction déterminée de la masse combustible, en augmen- tant éventuellement la quantité supplémentaire d'hydro- gène , 7 ) Procédé suivant 1 caractérisé en ce que les gaz initiaux (méthane et oxygène) sont chauffés au préa- lable à la plus haute température possible .

   8 Procédé suivant 6 caractérisé en ce qu'on ihjec te périodiquement une nouvelle quantité supplémentaire d'oxygène pour assurer la fusion des cendres provenant de la combustion de la masse incandescente , 9 Procédé d'utilisation du méthane en substance comme décrit .