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Procédé pour l'obtention d'un gaz de grande valeur à forte teneur en hydrogène. on a déjà proposé de transformer des hydrocarbures en mélanges d'oxyde de carbone et d'hydrogène en les brûlant ou en les faisant passer sur des substances de contacta, en pré- sence de vapeur d'eau, d'acide carbonique ou d'air. Ainsi, .-. suivant un procédé connu, on transforme des mélanges gazeux ' Hydrocarbures en présence d'une quantit4 d'oxygène et dair insuffisante pour provoquer la combustion, en mélanges de @ gaz à l'eau, on traite par la vapeur d'eau les gaz provenant.
@ de cette réaction après les avoir refroidi et on élimine de';'
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la façon connue l'acide carbonique produit. En général, le traitement des hydrocarbures par les procédés connus a pour but d'obtenir de l'hydrogène, des mélanges d'hydrogène et d'azote ou du gaz à l'eau pour la synthèse de l'ammoniaque ou la fabrication du méthanol. Ce mode opératoire n'est ap- paremment pas contrecarré par la méthane qui ne disparaît pas entièrement malgré plusieurs transformations.
Toutefois, si l'on veut opérer des réductions à l'aide d'un pareil mé- lange gazeux, pour obtenir par exemple des métaux en partant de minerais oxydés, on arrive bien à réduire le minerai, c'est-à-dire le métal oxydé ou chargé d'oxydes, mais en même temps par l'effet du méthane contenu dans le mélange gazeux employé, il se produit une telle carburation qu'il devient nécessaire de soumettre le produit obtenu à un traitement spécial.
L'invention a pour objet un procédé pour transformer des gaz de distillation, des hydrocarbures ou des mélanges gazeux hydrocarbures en un gaz à forte teneur en hydrogène, qui ne renferme aucun hydrocarbure et qui pour cette raison convient très bien pour la réduction de minerais oxydés, d'o- xydes ou de métaux chargés d'oxydes.
On réalise le procédé en faisant passer les gaz avec de la vapeur d'eau surchauffé à 1000 ou davantage sur des catalyseurs. Comme catalyseurs on peut employer notamment le fer, le cobalt, le nickel, le chrome, l'aluminium, le manganèse, le silicium, le carbone, le cuivre, le vanadium, le tungstène, ainsi que leurs combinaisons ou leurs mélan- ges cristallins. La réaction peut avantageusement être effec- tuée dans un conduit en matière réfractaire chauffé extérieu- rement. On a constaté que la carborundum constituait une excellente matière réfractaire pour cet usage et avait en
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outre une action catalytique extrêmement favorable sur la marche de l'opération.
On peut toutefois aussi faire l'essai en disposant dans un conduit en maçonnerie réfractaire des tubes en matière résistant à la chaleur. On remplit ces tu- bes de catalyseur.de fagon que les actions catalytiques des surfaces de chauffe et de la substance de contact se complè- tent mutuellement. Pour pallier à la diminution de résistan- ce de la matière qui se produit aux hautes températures employées, on peut monter les tubes sur des dés de support en matière réfraotaire. Il n'est pas nécessaire que les tu- bes soient supportée sur toute leur longueur, mais seulement en certains points dont la distance est déterminée suivant . les températures employées et les propriétés de la matière.
Les tubes supportés de cette manière sont chauffés extérieu- rement et peuvent être combinés avec leurs supports de manière à assurer un guidage positif des gaz de chauffage.
Pour obtenir la température propice à la réaction, on peut produire la chaleur directement dans la chambre de réac- tion, en se servant par exemple de courants à haute tension et haute fréquence agissant par induction. on peut alors opé- rer soit en faisant absorber l'énergie électrique directe- ment par la matière employée comme catalyseur qui s'échauffe alors à la température désirée, soit en disposant dans la chambre de réaction des corps métalliques de forme appro- priée qui sont principalement destinée à absorber l'énergie électrique et à la transmettre sous forme de chaleur au ca- talyseur et au mélange de réaction.
Pour obtenir un meilleur rendement, il convient de chauffer préalablement la matière première sans provoquer de changement notable dans la compo- sition du mélange initial. La chaleur nécessaire pour effec- tuer le chauffage préalable est de préférence empruntée aux
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gaz dégagés au cours de l'opération. Avant d'introduire la matière première dans la chambre de réaction, on la débar- rasse d'une manière connue des combinaisons sulfureuses.
Le nouveau procédé permet d'obtenir à partir de gaz de distillation, d'hydrocarbures ou de mélanges gazeux by- drooarburés un gaz convenant très bien pour des procédés de réduction. Il se distingue des mélanges obtenus par les procédés connus, par l'absence complète de tout hydrocarbure.
L'oxyde de carbone formé en même temps exerce également, par suite de sa concentration élevée, une action favorable sur 'la réaction. Le mélange obtenu par le nouveau procédé con- vient non seulement comme agent de réduction, mais aussi pour produire de l'hydrogène pur ou des mélanges d'azote et d'hydrogène pour la fabrication synthétique de l'ammoniaque et la production du méthanol. temple : On fait passer 50m3 de gaz de coke (2,6 CO2' 2,2 % S.K.W., 1.0 02, 6,0 00, 22,4 CH4, 53,7 % H2 et 14,1 % N2) avec 12 kg, de vapeur d'eau surchauffée sur un catalyseur chrome-aluminium activé à une température de 1100 , Il se dégage un gaz ayant la composition suivante:
20 % 00, 71 % H2 et 10 % N2.
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Process for obtaining a high-value gas with a high hydrogen content. it has already been proposed to transform hydrocarbons into mixtures of carbon monoxide and hydrogen by burning them or passing them over contact substances, in the presence of water vapor, carbonic acid or carbon dioxide. air. So, .-. according to a known process, gaseous mixtures of hydrocarbons are converted in the presence of an insufficient quantity of oxygen and air to induce combustion, into gas mixtures with water, the gases originating from them are treated with water vapor. .
@ of this reaction after having cooled them and one eliminates of ';'
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the known way carbonic acid produces. In general, the treatment of hydrocarbons by known processes aims to obtain hydrogen, mixtures of hydrogen and nitrogen or gas in water for the synthesis of ammonia or the manufacture of methanol. . This procedure is apparently not thwarted by the methane, which does not disappear entirely despite several transformations.
However, if one wishes to operate reductions using such a gaseous mixture, for example to obtain metals starting from oxidized ores, one succeeds in reducing the ore, that is to say the metal oxidized or charged with oxides, but at the same time by the effect of the methane contained in the gas mixture employed, such carburization occurs that it becomes necessary to subject the product obtained to a special treatment.
The subject of the invention is a process for converting distillation gases, hydrocarbons or gas mixtures of hydrocarbons into a gas with a high hydrogen content, which contains no hydrocarbons and which for this reason is very suitable for the reduction of oxidized ores. , oxides or metals charged with oxides.
The process is carried out by passing the gases with superheated water vapor to 1000 or more over catalysts. As catalysts, iron, cobalt, nickel, chromium, aluminum, manganese, silicon, carbon, copper, vanadium, tungsten, as well as their combinations or their crystalline mixtures, can be used in particular. . The reaction can advantageously be carried out in an externally heated refractory duct. Carborundum has been found to be an excellent refractory material for this purpose and has
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in addition to an extremely favorable catalytic action on the progress of the operation.
However, the test can also be carried out by placing heat-resistant material tubes in a refractory masonry duct. These tubes are filled with catalyst so that the catalytic actions of the heating surfaces and the contact substance complement each other. To compensate for the decrease in resistance of the material which occurs at the high temperatures employed, the tubes can be mounted on support dice made of refractory material. It is not necessary that the tubes be supported over their entire length, but only at certain points, the distance of which is determined below. the temperatures used and the properties of the material.
The tubes supported in this way are heated externally and can be combined with their supports so as to provide positive guidance of the heating gases.
To obtain the temperature suitable for the reaction, heat can be produced directly in the reaction chamber, for example using high voltage and high frequency currents acting by induction. it is then possible to operate either by having the electric energy absorbed directly by the material used as catalyst which then heats up to the desired temperature, or by placing in the reaction chamber metal bodies of suitable shape which are primarily intended to absorb electrical energy and transmit it in the form of heat to the catalyst and reaction mixture.
In order to obtain a better yield, the raw material should be heated beforehand without causing any appreciable change in the composition of the initial mixture. The heat required to effect the preheating is preferably borrowed from the
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gases released during the operation. Before introducing the raw material into the reaction chamber, it is freed in a known manner from sulphurous combinations.
The new process makes it possible to obtain, from distillation gases, hydrocarbons or by-drooarburized gas mixtures, a gas which is very suitable for reduction processes. It differs from mixtures obtained by known processes, by the complete absence of any hydrocarbon.
Due to its high concentration, the carbon monoxide formed at the same time also exerts a favorable action on the reaction. The mixture obtained by the new process is suitable not only as a reducing agent, but also to produce pure hydrogen or mixtures of nitrogen and hydrogen for the synthetic manufacture of ammonia and the production of methanol. temple: We pass 50m3 of coke gas (2.6 CO2 '2.2% SKW, 1.0 02, 6.0 00, 22.4 CH4, 53.7% H2 and 14.1% N2) with 12 kg , water vapor superheated on a chromium-aluminum catalyst activated at a temperature of 1100, a gas is released having the following composition:
20% 00, 71% H2 and 10% N2.
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