BE437459A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour convertir catalytiquement le monoxyde de carbone en hydrocarbures dont la molécule renferme plus d'un atome de carbone. 



   Il est déjà connu, pour transformer au moyen d'hydrogène le monoxyde de carbone   en   hydrocarbures liquides, solides ou gazeux (ou en plusieurs de ceux-ci) dont la molécule renferme plus d'un atome de carbone, d'employer des catalyseurs constitués par du fer ou en contenant. Pour la préparation de ces catalyseurs on a déjà proposé plusieurs procédés et c'est ainsi, par exemple., qu'à partir de solutions de sels de fer on a précipité de l'hydroxyde de fer 

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 qu'ultérieurement on a réduit, par traitement au moyen de gaz réducteurs tels que l'hydrogène, à des températures su- périeures à 500 C. et assez élevées pour qu'il se produise une agglutination, ou bien, partant de poudre de fer obte- nue par décomposition du ferro-carbonyle, on l'a transfor- mée par agglutination en une masse solide poreuse.

   On a d'autre part, préparé lesdits catalyseurs en brûlant du fer dans un courant d'oxygène et en réduisant ensuite l'oxy- de de fer fondu ainsi obtenu. 



   On va utiliser dans ce qui suit l'expression "fer compact" en entendant par là du fer non poreux et sous for- me de fragments dont deux dimensions au moins sont respectivement de 2 et 1 millimètres. 



   Or on a trouvé que la transformation précitée du monoxyde de carbone au moyen d'hydrogène peut s'effectuer d'une manière particulièrement avantageuse en présence de catalyseurs à base de fer préparés en traitant du fer compact au moyen de gaz oxydants à des températures élevées telles que l'oxyde de fer soit obtenu sans fusion du fer ou de l'oxyde de fer obtenu,puis en réduisant ledit oxyde de ferà l'état métallique par traitement au moyen de gaz réducteurs. 



   Suivant le procédé visé par la présente invention on prépare des catalyseurs en partant de matières ferrugi- neuses très peu coûteuses et aisément disponibles puisqu'on peut utiliser n'importe quel fer compact approprié. Une ma- tière première de choix est le fer compact dont deux dimen- sions sont supérieures à environ 5 mm. et la troisième su- périeure à 0,1 mm. On emploiera avantageusement de la tôle de fer, par exemple sous forme d'anneaux de Raschig ou d'autres corps creux. Le fer compact traité peut en partie se trouver déjà présent sous forme d'oxydes. 



   Ledit traitement au moyen de gaz oxydants, l'air par A 

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 exemple, peut s'effectuer dans une large zone de températures au-dessous du point de fusion du fer, de préférence entre
700 et 800 C., et on le poursuit jusqu'à ce que le fer soit à peu prèsconverti en oxyde de fer. 



   Quant à l'autre traitement au moyen de gaz réducteurs, on peut   l'effectuer   à des températures quelconques convenables pour la réduction de l'oxyde de fer. On emploiera de pré- férence une température d'environ 500"C. ou plus..Afin d'aug- menter la résistance mécanique du catalyseur on peut, après la réduction de l'oxyde de fer, poursuivre ledit traitement au moyen de gaz réducteurs à la même ou à de plus fortes températures inférieures au point de fusion du fer, par exemple de 600 à environ 1000 C., comme on peut aussi effectuer la- dite réduction auxdites températures plus fortes. 



   .Au cours des traitements en question   :au   moyen de gaz oxydants et de gaz réducteurs la forme primitive des objets de fer compact demeure   sensiblement   inchangée. 



   Les catalyseurs obtenus suivant le présent pro- cédé et notamment ceux qu'on prépare à partir de fer com- pact sous forme d'objets creux ainsi qu'il a été dit pré-   cédemment   conviennent éminemment lorsque de grandes vites- ses d'écoulement sont employées pour les gaz dans ladite transformation du monoxyde de carbone au moyen d'hydrogè- ne,car ils n'offrent qu'une faible résistance à la circula- tion des gaz de sorte qu'ils ne donnent lieu à aucune indési- rable différence de pression entre l'entrée et la sortie de l'espace catalytique.

     Il   s'ensuit que ces catalyseurs peu- vent avantageusement   s'enployer   par exemple pour   transformer   le monoxyde de carbone au moyen d'hydrogène par le procédé décrit au brevet belge   434.524   du 24 mai   1939.   



   On peut augmenter l'activité desdits catalyseurs par des adjonctions de composés métalliques alcalins, par      

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 exemple de halogénures, de phosphates ou de borates de potassium, de sodium, de lithium ou de caesium par exemple en proportions pondérales de 0,1 à 10% ou plus. Ces composés peuvent s'ajouter aux catalyseurs à l'état sec pendant ou aprèsle traitement en question au moyen de gaz réducteurs, ou sous forme de solutions aqueuses avant ou après ledit traitement.

   On peut accroître encore l'activité des catalyseurs par l'adjonction d'autres substances en outre desdits composés métalliques alcalins, par exemple de l'oxyde d'aluminium, de l'hydroxyde d'aluminium, du dioxyde de silicium, de la terre d'infusoires, etc., ou bien des composés du cuivre, du titane, du manganèse, du tungstène, du molybdène, du chrome, du thorium, du cérium, du zirconium ou d'autres terres rares, ou encore les uns et les autres à la fois. 



   Comme matières premières pour ladite transformation du monoxyde de carbone au moyen d'hydrogène on peut employer des mélanges gazeux contenant lesdits gaz en quantités volumétriques sensiblement égales. Toutefois et comme on le sait, lesdits mélanges peuvent également contenir des proportions considérablement plus fortes de monoxyde de carbone ou d'hydrogène. De plus, lesdits mélanges gazeux peuvent contenir des gaz diluants comme l'azote, l'anhydride carbonique, le méthane, etc. Si l'on veut on peut ajouter pendant ladite transformation des quantités supplémentaires de monoxyde de carbone ou d'hydrogène ou des deux. 



   Ladite conversion du monoxyde de carbone au moyen d'hydrogène peut s'effectuer dans la phase vapeur ou dans la phase liquide. Lorsqu'on opère dans la phase vapeur, ladite conversion s'effectuera de préférence au moyen de gaz circulants, par exemple ainsi qu'il a été dit au brevet précité. Lorsque ladite transformation a lieu dans la phase liquide on emploiera comme milieu   liquide   des hydrocarbures li- 

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   quides   ou fusibles convenables, comme par exemple des huiles minérales ou leurs fractions, des huiles de goudron, de la cire de paraffine, des produits obtenus par hydrogénation   destruc- .   tive de matières carbonées, etc.

   On emploiera   avantageusement ,   comme milieu liquide des huiles obtenues par transformation du monoxyde de carbone au moyen d'hydrogène, utilement des huiles provenant d'une conversion -antérieure effectuée dans des conditions sensiblement identiques. 



   Cette transformation du monoxyde de carbone au moyen d'hydrogène peut s'effectuer à n'importe quelle tem- pérature appropriée, de préférence comprise dans la zone qui s'étend d'environ 180 à environ 450 C., et sous pression réduite,normale ou élevée, par exemple de 5, 10,   20.,   50, 
100   atm.   ou plus. 



   L'exemple suivant, auquel l'invention n'est cepen- dant pas limitée, montrera mieux comment   celle-ci   peut être mi se en oeuvre. 



   EXEMPLE : 
Traiter au moyen d'air à une température de 700 C., des .anneaux de Raschig ayant un diamètre de 10 mm. et faits de tôle de fer de 1,5 mm. d'épaisseur jusqu'à ce que le fer soit complètement oxydé. Réduire ensuite Les .anneaux au moyen d'hydrogène à une température de   600"C.   et les traiter ensuite au moyen d'une solution de borax de manière que le catalyseur préparé contienne en poids 1% de borax.

   Sur ce catalyseur faire passer, en une opération cyclique telle qu'elle est décrite audit Brevet précité, en opérant à une température de 320 C. et sous une pression de 20 atm., du gaz à   l'eau   contenant du monoxyde de carbone et de   l'hydrogène   en pro- portions volumétriques de 4 : 5, auquel cas   80% en   volume du gaz à   l'eau   sont transformés en hydrocarbures bouillant sensiblement dans la zone d'ébullition de   l'essence.       

Claims (1)

1. RESUME.

   1. Procédé pour convertir le monoxyde de carbone au moyen d'hydrogène en hydrocarbures dont la molécule renferme plus d'un atome de carbone, l'opération s'effectuant en présence de catalyseurs à base de fer, consistant à employer des ca- talyseurs préparés en traitant du fer compact au moyen de gaz oxydants à des températures élevées telles que l'oxyde de fer soit obtenu sans fusion du fer ou de l'oxyde de fer obtenu, puis réduisant ledit oxyde de fer à fêtât métallique par traitement au moyen de gaz réducteurs.

   2.- On emploie du fer compact dont deux dimensions sont supérieures à 5 mm. et une troisième supérieure à 0.1 mm.

   3.- On emploie de la tôle de fer, par exemple sous forme d'anneaux de Raschig ou d'autres objets creux.

   4.- On effectue le traitement au moyen de gaz oxydants à des températures comprises entre 700 et 800 C.

   5.- On effectue le traitement au moyen de gaz réducteurs à une température de 500 C. ou plus.

   6.- Après la réduction de l'oxyde de fer on poursuit le traitement au moyen de gaz réducteurs à la même température ou à des températures plus élevées inférieures au point de fusion de fer.

   7.- titre de produits industriels nouveaux, les hydrocarbures dont la molécule renferme plus d'un atome de carbone obtenus par le procédé ci-dessus défini.