BE344853A - - Google Patents

Description

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   Procédé et dispositifs pour l'épuration et l'en- richissement des gaz et vapeurs de distillation de matières de moindre valeur, destinées à être transformées, par cata- lyse, en carburants synthétiques. 
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La demanderesse   a, dans   de précédents brevets, dé- crit des procédés pour la transformation, en carburants syn- thétiques,des gaz provenant de la distillation de combusti- bles ou autres matières de départ de moindre valeur (ligni- tes, tourbes, schistes, goudrons, huiles lourdes etc....). 



   Ces procédés coraportent, à la suite de l'opéra- tion de gazéification- dans un appareil où les gaz de distillation sont enrichis en hydrogène par des gaz addi- tionnels tels que des gaz résiduaires d'une précédente 

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 opération et du gaz à l'eau fabriqué à l'aide des semi- cokes provenant également des opérations précédentes - une épuration, où les gaz sont en majeure partie débar- rassés de leurs impuretés et surtout du soufre, avant qu'ils ne soient soumis à la catalyse méthodique. L'épu- ration est elle-même une manière de catalyse préalable ; elle s'opère en présence d'oxydes métalliques tels que des oxydes de nickel par exemple, lesquels retiennent le soufre à   l'état     de-sulfure   de nickel, avec .mise en liber- té d'hydrogène naissant. 



   Au bout d'un certain temps, les Métaux des oxy- des   épurants   se sulfurent au point   qu'il   devient indispen- sable de les régénérer. 



   A cet effet, l'on a déjà proposé de se servir   -d*un   courant d'air ou d'un courant de gaz à   l'eau,   et la demanderesse a elle-même indiqué qufil convenait de ré- chauffer au préalable l'agent régénérateur. 



   Dans ces procédés connus, pour la régénération des épurateurs, le gaz à l'eau sert exclusivement à la formation d'hydrogène sulfuré avec le soufre des sulfures métalliques. 



   La demanderesse a reconnu que, dans certains cas et à un certain stade de la fabrication des carburants, le gaz à   l'eau   régénérateur peut être utilisé plus complè tement. 



   La présente invention a pour objet un procédé d'épuration comportant une régénération des agents épura- teurs au moyen du gaz à l'eau, et qui non seulement per- met une utilisation complète de ce gaz régénérateur, mais assure, en outre, une marche plus régulière du cycle com- plet de transformation des gaz de distillation en carbu- rants synthétiques,   14'invention   comporte d'ailleurs un dispositif particulier pour l'application du nouveau 

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 procé dé . 



   Conformément à l'invention, les épurateurs' dis- posés entre l'appareil producteur de gaz et les cataly-   seurs,et   organisés de manière à être alternativement en période d'activité épuratrice et en période de régénéra- tion, sont régénérés par les passages consécutifs d'un courant d'air chaud et d'un courant de gaz à l'eau ré- chauffé. Le courant d'air détermine la production   d'aoi-   de sulfureux que l'on élimine, en même temps il laisse le métal épurateur, le nickel par exemple, sous la forme d'un oxyde, trop fixe pour qu'il puisse jouer convenable- ment le rôle d'épurateur,   c'est-à-dire   d'agent de décom- position de l'hydrogène sulfuré. 



   La régénération à l'air seul, pour la raison qui vient d'être indiquée, serait impropre. Si, conformé- ment à l'invention, elle est suivie par une régénération au moyen de gaz à l'eau, celui-ci peut jouer, dans cette opération succédant à la régénération   par l'air,   un rôle extraordinairement important et avantageux, .et tous les éléments de ce gaz restent utilisés dans le cycle ; il va d'abord .chasser l'air restant dans l'épurateur ; puis, se substituant à lui, il va ramener l'épurateur à la tempé- rature voulue, en même temps qu'il transformera l'oxyde métallique trop stable, insuffisamment actif (l'oxyde de nickel, NiO par exemple) en un sous-oxyde tel que .

   Ni 2 03 ou   N1304,   parfaitement apte à décomposer l'hydrogène sul- furé,   c'est-à-dire   à retenir le soufre et à mettre l'hy- drogène en liberté. 



   Il arrivera même, le plus généralement, que le gaz à   l'eau   ramènera à l'état de métal les oxydes inaptes à l'épuration. L'hydrogène naissant mis en liberté par la décomposition de   l'H2S   pourra, dans ce cas, agir sur les gaz à épurer qui, dans la marche continue de 

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 l'épuration, viendront prendre la place du gaz à l'eau; il se fixera de préférence sur les hydrocarbures des gaz de distillation, pour les   hydrogén er.   



   Il en résulte un bénéfice appréciable; vu que l'hydrogène naissant, provenant de la décomposition de   l'H2S,   au lieu d'avoir à jouer   un.,rôle   réducteur sur les oxydes épurateurs, devient entièrement disponible pour la synthèse des hydrocarbures . 



   Le. gaz à l'eau, en ayant joué le rôle qui vient d'être indiqué, ne sera d'ailleurs pas entièrement évacué hors de l'appareil épurateur. Assurément une par- tie de son hydrogène aura servi à transformer les .oxydes métalliques, par réduction;mais l'hydrogène restant et l'oxyde de carbone rentrent dans le cycle. Le courant de gaz à l'eau continue alors de traverser l'élément épurateur régénéré,et sert maintenant exclusivement d'a- gent d'enrichissement avec tous ses éléments constitu- tifs, en chassant devant soi l'hydrogène restant et l'o- xyde de carbone de la masse de gaz à l'eau qui vient de servir à la régénération. De cette façon, le gaz à l'eau d'enrichissement, en continuant à  jcuer   son   rôle,   s'épure préalablement. 



   Pratiquement, l'installation pour l'épuration en série, par un courant d'air suivi d'un courant de gaz à l'eau, sera de préférence établie, comme le montre le dessin annexé, dans lequel la fig, 1 est un schéma de l'ensemble d'une installation pour la fabrication de   se-   mi-produits suivant le cycle Prudhomme, organisée pour l'application du nouveau procédé. 



   La fig. 2 est une vue en perspective schémati- que des trois batteries d'épurateurs et des tuyauteries. 



   Dans la fig. 1,   A'   désigne un appareil   produc-   teur de gaz destinés à être transformés-en carburants 

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 synthétiques. Cet appareil pourra être, par exemple, un four pour la distillation de combustibles pauvres tels que des lignites, des tourbes ou des schistes et qui se- ront introduits dans ledit four après passage au travers d'un appareil de dessiccation B. 



   La distillation des gaz provenant du combusti- ble pourra être facilitée ou provoquée par l'action d'un courant de gaz additionnels, tels que des gaz résiduaires d'une précédente opération et provenant du dernier élé- ment (M) de l'installation d'ensemble qui permet d'obte- nir les semi-produits, lesquels seront, dans un autre cy- cle, transformés en produit final utilisable comme carbu- rant liquide. 



     . La   masse intégrale des gaz émanant de A, char- gée des vapeurs de goudrons utiles distillant au-dessous de 400  C. environ (les autres ayant été séparées par con- densation dans un déflegmateur C) parvient, grâce au maintien d'une température convenable dans les conduits D, aux batteries d'épurateurs.

   (Chacune de ces batteries comporte trois séries d'éléments (El,E2, E3) chargés d' un agent catalyseur épurateur tel qu'un oxyde de nickel par exemple, séries qui seront successivement et alterna-   t iv ement :    a/ en période d'activité   épuratrice ;   b/ en période de régénération préalable par un courant d'air, avec évacuation de l'acide sulfureux ; c/ en période de régénération subséquente par du gaz à l'eau, avec évacuation de l'air restant et ré- duction, partielle ou totale, de l'oxyde métallique trop fixe, pour sa transformation en un sous-oxyde plus ap- proprié à la catalyse épuratrice. 



   Les gaz à épurer passent, en marche normale, par exemple, d'abord dans la série d'épurateurs E1, à 

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 nombre d'éléments variables à volonté; le robinet d'arri- vée e1 étant ouvert, et sortent par le conduit   ffl,   à travers le robinet F1, pour se rendre aux catalyseurs 
H1, H2, H3. Pendant ce temps, les robinets e2,   ±3 et   
F2, F3 sont fermés, 
Tandis que l'épuration s'opère dans les élé- ments El où les gaz entrent par le robinet ouvert e1, l'accès des gaz à épurer aux éléments E2 et E3 est fermé par les robinets   e,   E3. 



   Les éléments E2 et E3 sont en voie de régé- nération. Le premier stade de régénèration s'opère par exemple dans les éléments E2,où l'air, chauffé dans un serpentin par exemple, accède à travers un robinet ou- vert i2; les robinets il , i3 d'arrivée d'air chaud aux éléments E1 et E3 sont alors fermés. L'air char- gé d'acide sulfureux et aspiré par un appareil approprié, sort du dernier élément E2, par le robinet I2, alors ouvert ; les robinets correspondants Il et I3 des deux autres séries d'éléments étant fermés pendant ce temps,l'acide sulfureux étant finalement recueilli dans un bac pour la récupération du soufre. 



   Pendant ce temps, dans les éléments E3 s'ac-   cortiplit   le second stade de la   régénération. Du   gaz à l'eau, provenant d'un conduit J, pourvu d'un compteur J1, et relié à un gazomètre K, chargé par un gazogène L, est admis, par le robinet j3 alors ouvert (les robinets jl et j2 sont fermés}, dans les éléments E3, qui viennent de subir le soufflage par l'air. L'air restant dans les éléments E3 est chassé par le gaz   à   l'eau qui s'y substitue à lui.

   La combustion du soufre, sa transformation en acide sulfureux avait déterminé dans ces éléments une élévation de température, que va compenser, par un abaissement correspondant, le passage 

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 du gaz à   l' eau.   Tout en se substituant à l'air évacué, le gaz à l'eau opère, par son hydrogène, urie réduction de l'oxyde trop fixe (NiO par exemple) que laisse l'épu- ration par l'air, et la transformation, comme 11 a été dit ci-dessus, de cet oxyde en un sous-oxyde (Ni2 03 ou 
Ni3 O4) et même en métal (Ni).. 



   Quand l'air a été évacué, on ferme le robinet de sortie d'air I3, et l'on ouvre le robinet de sortie 
F3 de mélange de gaz épuré. On peut dès lors fermer le robinet j3 d'entrée de gaz à l'eau, et ouvrir le robi- net e3 d'entrée de mélange à épurer. 



   Les éléments E3 se retrouveront dans la pé- riode d'épuration. 



   Cependant les agents épurateurs se seront sul- furés dans les éléments E1. On ferme- maintenant les ro- biinets e1 et F1, et l'on ouvre, en même temps, les robinets d'entrée et de sortie d'air i1 et Il. 



   Dans le même temps, le stade de régénération 'par l'air chaud sera terminé dans les éléments E2, et l'on pourra procéder à la deuxième étape, c'est-à-dire à la régénération par le gaz à l'eau. Il suffira, à cet effet, de fermer les robinets i 2 et I2 et d'ou- vrir les robinets j2 et F2 
Puis on reproduit le cycle décrit, les élé- ments E1,E2   E3 se   trouvant alternativement en pério- de d'activité, de régénération préalable par l'air chaud, et de régénération subséquente par le gaz à l'eau. 



     ,On   pourra bien entendu prévoir une commande au- tomatique et périodique des robinets.

Claims (1)

1. -: REVENDICATIONS :- 1 Procédé pour 1'épuration, et l'enrichisse- ment des gaz et vapeurs de distillation de matières de moindre valeur, destinés à être transformés, par cataly- se, en carburants synthétiques, comportant une épuration catalytique entre l'appareil générateur et les cataly- seurs, le procédé étant caractérisé en ce que chaque élé- ment d'épurateur, chargé d'un oxyde métallique et disposé pour être alternativement en période d'activité et en pé- riode de régénération, est, en vue de cette régénération, traversé successivement par un courant d'air déterminant une évacuation au dehors de l'acide sulfureux formé, puis, par un courant de gaz à l'eau;

   le courant de gaz à l'eau ayant pour effet d'évacuer l'air.dont l'épurateur restait chargé, de faire redescendre la température de l'élément épurateur à la valeur voulue pour l'épura- tion, et de transformer l'oxyde métallique, régénéré par l'air, en métal ou en un sous-oxyde approprié au rôle d'épurateur, en laissant disponible l'hydrogène naissant émanant de l'H2S, cependant que la portion d'hydrogène et l'oxyde de carbone du gaz à l'eau, non employés à la régénération, sont conservés dans le cycle où ils s'ajou- tent aux gaz additionnels d'enrichissement;

   les portions successives d'un courant continu de gaz à l'eau servant ainsi d'abord partiellement à la régénération et à lien-' richissement, puis uniquement à l'enrichissement, l'agent épurateur agissant alors à la fois pour épurer les gaz de distillation et le gaz à l'eau additionnel.

   2 Pour l'application du procédé suivant le paragraphe 1 , un appareil épurateur comportant trois sé- ries d'éléments épurateurs dont l'une peut toujours être en période d'activité, l'une des deux autres subissant <Desc/Clms Page number 9> la régénération par un courant d'air, et la troisième la régénération subséquente par un courant de gaz à l'eau;

   le fond d'entrée du premier des éléments de chaque série comportant une tubulure avec robinet (e1, e2, e3) d'ad- mission du gaz à épurer, une tubulure avec robinet (il, i2,i3) d'admission d'air chaud, et une tubulure avec robinet (j1, j2,j3) d'admission de gaz à l'eau, tandis que le fond de sortie du dernier élément de chaque sé rie comporte une tubulure avec robinet de sortie du gaz épuré (F1, F2, F3) et une tubulure avec robinet de sor- tie (il, I2, I3) de l'air qui vient de servir à la régé- nération.