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"Procédé de production d'hydrogène" La présente invention se rapporte à la production d'hyrogène,
Dergais plusieurs années, il est utilisé, dans l'industrie du pétrole, un procédé comprenant l'hydrotraitement de différentes fractions de pétrole en vue d'en éliminer le soufre.
L'hydrotraitement a recensent été développa et couvre tout aussi bien l'élimination de l'azote, L'hydrocraquage a également occupe une place importante dans le raffinage du pétrole. A l'origine, les raffineries ont utilisé l'hydrogène sous-produit dans les procédés d'hydrotraitement. Toutefois, depuisleur introduction, le nombre '.-: procède d'nydrotraitement a apidement augmenté. En outre, des procèdes ont été mis au point pour l'hydrogénation des huiles lubrifiantes.
En présence de cette situation les raffineries ont
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constaté qu'elles disposaient de quantités insuffisantes d'hydrogène et ont dû procéder à la instruction d'installations de production d'hydrogène supplémentaire. Ces installations sont, dans une grande mesure, des unités de reformage classique du gaz à la vapeur d'eau. En raison des besoins en hydrogène, ces installations sont ordinairement très grandes et disposent d'une capacité de 25 à 70 millions de pied3 cubes standard par jour (MMSCFD) (soit 700.000 à 1.960.000 m3/jour). Par conséquent, la présente invention se rapporta à des perfectionnements apportés au procède de rotor-,nage classique utilise généralement dans des installations de reformage de gaz.
Dans le procédé de production d'hydrogène par le reformage du gaz la vapeur d'eau, un hydrocarbure saturé gazeux, tel que le méthane, passe tout d'abord sur une manière absorbante, comme par exemple du carbone active, en vue d'en éliminer le soufre, et est ensuite reformé à l'aide de vapeur d'eau pour donner un gaz de synthèse. Ce gaz de synthèse contient de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène en combinaison avec des quantités moindres d'autres gaz de sortie quittant un four de reformage du gaz à la vapeur d'eau. Le four contient ordinairement un catalyseur au nickel.
Dans ce procédé de production d'hydrogène, le gaz de synthèse est traité à l'aide de vapeur d'eau supplémentaire en présence d'un catalyseur différent pour transformer l'oxyde de carbone en bioxyde do carbone et produire encore plus d'hydrogène.
Cette réaction, dite réaction de conversion du gaz à l'eau, néces- site la plus grande quantité de catalyseur utilisé à la production d'hydrogène. Après la réaction de conversion du gaz à l'eau, le gaz passe par un laveur de bioxyde de carbone, en vue d'éliminer en substance la totalité de celui-ci. Après l'élimination du bioxyde de carbone, il est nécessaire de transformer l'oxyde de carbone restant en méthane. Cette méthanisation est provoquée par une Alréduction ot par l'utilisation d'un catalyseur au nickel sur de
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l'alumine ou de la terre d'infusoires.
Le procédé de reformage est décrit ci-après en so référant aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est un schéma simplifié d'un procédé de reformage de gaz, auquel l'invention se réfère; la figure 2 est un schéma similaire modifié par la mise en oeuvre de la présente invention.
Sur les dessina, les pompes, les appareils de mesure, les van- nes et autres, ont été supprimés dans un but de simplification. Le gaz d'alimentation est tout d'abord désulfuré dans le récipiont 2.
Le reformage de l'hydrocarbure saturé gazeux comprend un procédé pour maintenir le catalyseur à des températures suffisamment élevées! au moyen d'une source de chaleur extérieure, de façon que les gaz soient chauffés à des températures comprises entre 1200 et 2000 F 1 (649 et 1093 C) au cours de la réaction de reformage. En général, les températures à l'intérieur du tube sont comprises entre 1400 et 1600 F (760 et 871 C). Ces conditions sont appliquées dans un four 4 conçu de telle sorte qu'il puisse être chauffé à l'aide d'huile ou de gaz. L'hydrocarbure et la vapeur d'eau passent par un collecteur et le mélange est réparti et introduit à travers une série de tubes parallèles 6 qui sont remplis du cata- lyseur de reformage.
Le mélange vapeur d'eau-hydrocarbure passe par les tubes 6 du réacteur à des vitesses spatiales de 400 à 600, en général 500, cette vitesse spatiale étant définie par le volume de gaz s'écoulant dans des conditions normales do température et de pression par unité de volume de catalyseur par heure, D'autre part, les pressions sont de l'ordre de 30 à 3000 psig (2,1 à 210,9 kg/cm2), la pression atmosphérique de 700 psig (49,2 kg/cm2) étant ' en général utilisée.
En se référant spécifiquement à la figure 1, les gaz sortant du reformeur 11, c'est-à-dire les gaz de sortie, contiennent ordi- nairement (sur une base sèche) un pourcentage important d'hydrogène '
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et des quantités moindres de méthane, d'oxyde de carbone et de bioxyde de carbone. Ce gaz de sortie est refroidi au point 8 et amené dans un convertisseur classique de réaction 10, où l'oxyde de carbone du gaz est transformé en hydrogène et bioxydo de carbone par réaction avec de la vapeur d'eau supplémentaire. Le gaz sor- tant du convertisseur de réaction contient en général de l'hydro- gène et du bioxyde de carbone, ainsi que 1 à 2 % de méthane et 1 à 2 % d'oxyde de carbone.
Le bioxyde de carbone est virtuellement éliminé par lavage dans l'absorbeur 14, L'oxyde de carbone (et tou- te quantité de bioxyde de carbone ) sont transformés en méthane dans¯ le réacteur 20 par réaction avec de l'hydrogène. Un gaz contenant 94 à 99 % d'hydrogène environ est prélevé du méthaniseur 20. Le rapport de la vapeur d'eau à l'hydrocarbone dans le gaz d'alimenta- tion est en général d'environ 2 à 10 moles de vapeur d'eau par mole de méthane ou par atome de carbone dans d'autres hydrocarbu- res, en fonction de la transformation en % à obtenir.
Comme on peut le voir, la pureté de l'hydrocarbure dépend de la fuite de méthane du reformeur et de la fuite de l'oxyde de carbonedu convertisseur du réaction. Par fuite de méthane ou d'oxyde de carbone on entend le méthane ou l'oxyde de carbone du gaz qui n'est pas transformé par le procédé de conversion particulier. Expo-' sé différemment, le bioxyde de carbone est éliminé du système par lavage. Puisque le méthane s'échappantde la réaction de reformage et le méthane formé à partir de l'oxyde de carbone au cours de la méthanisation sont présents dans l'hydrogène, seules la fuite de méthane et la fuite d'oxyde de carbone nécessitent, en dehors des gaz inertes, d'être considérées comme affectant la pureté de l'hy- drogène.
Dès lors, la présente invention se rapporta la relation de ces deux paramètres. L'invention établit un rapport entre ces pa- ramètres par l'emploi d'un catalyseur de conversion à basse tempérenure
Au cours de la production d'hydrogène, une conversion maximum a été jusqu'ici en équilibre avec un reformage maximum. Ainsi,
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le procédé de reformage a été mis en oeuvre dans des conditions d'équilibre de reformage minimisant la fuite de m6thane et le procédé de conversion a été réalisé dans le but de minimiser 1- fuite d'oxyd de carbone, tout en produisant de l'hydrogène @ @ pureté maximum.
Des procèdes d'un type antérieur ont été concernés par la mise en action du reformeur qui a résulté en un abaissement aussi has que possible, avant la conversion, du méthane non trans- formé dans ce reformeur. Par la mise en oeuvre de la présente invention, un rapport différent est établi entre les paramètres de la conversion et du reformage.
L'invention a pour but (a) de minimiser la teneur en oxyde de- carbone de l'effluent transformé et (b) d'augmenter la teneur en méthane de l'effluent du reformeur, ' le rapport entre les paramètres (a) et (b) étant établi de telle sorte que le méthane Lotal contenu dans le gaz méthanisé soit de 2 à 10 %, cette relation résultant en une réduction de la vapeur d'eau, des tubes du reformeur, du combustible et des diverses combi- naisons de ceux-ci.
Ainsi, la présente invention est relative à un procédé qui ; s'écarte des processus antérieurs. En raison du procédé de réaction à basse température, le fonctionnement du reformeur est tel que le gaz reformé produit contient plus de méthane qu'il n'en est obtenu ordinairement par ce procédé. Les catalyseurs de réaction à basse température sont décrits dans la demande de brevet n 330.542, introduite le 16 décembre 1963. Les catalyseurs décrits dans cette demande de brevet sont des catalyseurs de réaction à l'oxyde de zincoxyde de cuivre contenant de l'oxyde de zinc et de cuivre, en tant que constituants actifs après la réduction, dans un rapport de poids, basé sur le méthane, de 0,5 à 3 zinc pour 1 cui- vre.
Ces catalyseurs sont préparés en coprécipitant le cuivre et le zinc, sous la forme de leurs carbonates, à partir d'une solution aqueuse composée de leurs sels solubles, par une réaction de double décomposition avec du carbonate de sodium. Les sels de sodium sont
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éliminés, de façon que le niveau du sodium, calculé à partir de l'oxyde de sodium après calcination jusqu'aux oxydes, soit inférieur à 0,2 %. Le précipitat, contenant des carbonates de zinc et d cuivre et du carbonate de sodium, est ensuite calciné pour former les oxydes. Des catalyseurs de réaction à basse température sont également décrits dans le brevet américain n 1.797.426.
En se référant de nouveau au dessin, il n'est pas essentiel en général, pour la plupart dos procédés d'hydrogénation, que l'hy- drogène utilisé présente une pureté élevée. Des installations ont été construites pour produire de l'hydrogène dont la pureté se situe approximativement au-dessus de 90 %, ordinairement au-delà de 94 à 98 %, le reste étant du méthane. Dans une installation classique, telle que celle représentée sur la figure 1, la fuite du méthane du reformeur 4 est de 2 à 3 % et la fuite de l'oxyde de carbone du convertisseur 10 est 1 à 3 %. Grâce à la présente invention, un catalyseur de réaction à basse température, situé dans le convertisseur de réaction 10, réduit l'oxyde de carbone à moins de 1 %.
Le convertisseur est mis en action à une température inférieure à 600 F (316 C), de préférence,350 à 500 F (177 à 262 C) au lieu de la température habituelle de 650 à 800 F (343 à 427 C).
Le rapport vapeur d'eau - gaz du convertisseur de transformation à basse température est de 0,4 : 1 à 2 :1. Le méthane et la vapeur d'eau, se trouvant dans le reformeur 4, réagissent par conséquent dans dos conditions d'équilibre de reformage plus modérées, c'est-à- dire dans des conditions d'équilibre résultant en une teneur en mé- thane plus élevée dans l'effluent du reformeur. Il est ainsi établi entre les paramètres un rapport tel que l'hydrogène total du gaz méthanisé est de 90 à 98 %. La pureté de l'hydrogène, obtenu par le procédé de reformage décrit ci-avant, est également affectée par les deux paramètres.
Par conséquent, pour une pureté donnée, soit 94 %, le degré de conversion de l'oxyde de carbone, qui peut être affecté, détermine la quantité de méthane qui peut être auto-
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risée à fuir par le reformeur. L'invention est fondée sur une augmentation voulue d'un des deux paramètres, par exemple celui de la fuite de méthane du reformeur, ce qui détermine la pureté de l'hydrogène. Cette modification peut être appoitëe sous plusieurs formes, comme par exemple une réduction de la vapeur d'eau, une réduction du combustible, une réduction du nombre de tubes utilisés dans le reformeur, une réduction de l'hydro- carbure, ou plusieurs de celles-ci.
Un autre aspect de la présente invention est représenté sur la figure 2. Le désulfureur 2 et le r?formeur 4 sont tels qu'ils ont été décrits. Toutefois, deux stades de transformation à basse température 22 et 24, avec uniquement un refroidissement 23 entre ceux-ci, sont représentés. Ce procédé est par conséquent un procédé plus efficace que celui reproduit sur la figure 1. Le gaz, provenant de l'absorbeur du bioxyde de carbone, est bien entendu m6thanisé de la manière habituelle.
Les économies, permises par la présente invention, sont davantage valorisées par des exemples typiques d'installations d'hydrogène conçues pour produire de l'hydrogène d'une pureté de 4,79 % se trouvant sous une pression de 300psig (21,09 kg/cm2). Les constituants restants se composent de 4,97de méthane et de 0,24 n'azote, Le reformeur contient un catalyseur de reformage classique pour les procédés A et B.
Ce catalyseur de reformage classique a la composition suivante:
EMI7.1
<tb> Constituants <SEP> ; <SEP> en <SEP> poids <SEP>
<tb>
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> nickel <SEP> 34
<tb> aluminate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> sous <SEP> forme <SEP> de
<tb> ciment66
<tb>
<tb> 100
<tb>
Dans le procédé A, le catalyseur de réaction est également classique et est composé comme suit:
<Desc/Clms Page number 8>
EMI8.1
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Constituants <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fe203 <SEP> 79
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Cr203 <SEP> 10
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Graphite <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> 8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100
<tb>
Dans le procédé B, un catalyseur au cuivre-zinc à basse température est utilisé en liaison avec le même catalyseur de reformage classique employé dans le procédé A.
Le catalyseur de réaction à basse température est préparé conformé- ment à l'exemple I de la demande de brevet n 330.540, introduite le 16 décembre 1963.
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Tableau a
EMI9.1
<tb> A <SEP> B
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Action <SEP> et <SEP> des- <SEP> Catalyseur <SEP> classique <SEP> Catalyseur <SEP> classique
<tb>
EMI9.2
cription du cata,,rj).r à la fois dans le dans le reformeur et convertisseur et 10 catalyseur de r6:. re f\)I'T'ieur à basse tempérn: 1J"().
....---- --- -- - 0:- --- --...
: roduit 1)' : ",'112 6 ,joiS.;F': ( 1.480.000 60 f.1HSCFD (1.480.000 1 -'/ jour) m3/jour) 3Jx d'aliIT:0,,ù,tion 470.15 SCFH 670-159 SCFH au reforx,:.,r (18.764,452m3/heure) (18 764,452m3/heure) Vapeur -.'eau au 2G7,>Q'5 livres/heure 203.000 livres/heure reformc-ur (12:,la tornr..)s/heure) (92,07 tonnes/heure) Sortie du retormeur.
Température 14500f (ic3b C) 14500P (788 C) re5ion 300 psig (2lpO9kg/cm2) 300 pais (21,09kg/cm2) Volume de gaz sec 3.2rJ.q') 3C'H 3.077.303 SCFH (fil,"'U"1,14 /heure) (88,164,48 m /heure)
EMI9.3
<tb> Rapport <SEP> vapèur <SEP> d'eau
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> au <SEP> gaz <SEP> de <SEP> 1,3532 <SEP> 1,0433
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> moles:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CO2 <SEP> 14,36 <SEP> 13,14
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CO <SEP> 7,35 <SEP> 8,55
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> H2 <SEP> 75,63 <SEP> 74,13
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CH4 <SEP> 2,46 <SEP> 3,97
<tb>
EMI9.4
lf2 0,20 0,21 Eau ou vapeur d'eau 100, û0 100, 00
EMI9.5
<tb> ajoutée <SEP> au <SEP> reformeur
<tb>
<tb> Effluent <SEP> pour <SEP> la <SEP> réac-
<tb>
<tb> tion <SEP> de <SEP> conversion <SEP> néant <SEP> néant
<tb>
<tb> Température <SEP> d'entrée
<tb>
EMI9.6
au convertisseur 703 P (372 C) 3800p (193 C)
EMI9.7
<tb> Température <SEP> de <SEP> sortie
<tb> du <SEP> convertisseur <SEP> 750 F <SEP> (399 C) <SEP> 460 F <SEP> (238 C)
<tb> Volume <SEP> du <SEP> gaz <SEP> de <SEP> sortie <SEP> 3.462.550 <SEP> SCFH <SEP> 3.332.104 <SEP> SCFH
<tb>
EMI9.8
(96.951,4 m3/heure) (93 298,91 m3/heure)
EMI9.9
<tb> Rapport <SEP> vapeur <SEP> d'eau- <SEP> 1,223 <SEP> 0,887
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> gaz <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Composition <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> % <SEP> de <SEP> moles
<tb>
EMI9.10
<tb> CO2 <SEP> 19,17 <SEP> 19,78
<tb> CO <SEP> 1,32 <SEP> 0,25
<tb>
<tb> H2 <SEP> 77,00 <SEP> 76,11
<tb>
EMI9.11
N2 ù,19 0,19 c4 2,32 3,67 100 00 100000 Volume de gaz sec après 2.ào4.164 SCFH 2.b73.919 SC?H
EMI9.12
<tb> 61imination <SEP> du <SEP> C02 <SEP> au <SEP> (78.516,59 <SEP> m3/heure) <SEP> (74.869,73 <SEP> m/heure)
<tb>
EMI9.13
méthaniscur
EMI9.14
<tb> Volume <SEP> de <SEP> gaz <SEP> produit <SEP> 2,644,607 <SEP> SCFH <SEP> 2.644.607 <SEP> SCFH
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> après <SEP> le <SEP> méthaniseur <SEP> (74.048,99 <SEP> m3/heure) <SEP> (74.048,
99 <SEP> m3/heure)
<tb>
EMI9.15
Analyses du produit 94,79 1 H2 94,79 1 i12 0,2Q li 0,24 il 4:97 rr2 4:97 ; C?14 4,97 CH4 4,97 Cfi4 Dimension des tubes du 411(diamètre int6rieur)4"{diam tre intérieur)
EMI9.16
<tb> reformeur <SEP> CO,16 <SEP> cm) <SEP> (10,16 <SEP> cm)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Longueur <SEP> des <SEP> tubes <SEP> du <SEP> 32 <SEP> pieds <SEP> (9,74 <SEP> m) <SEP> 32 <SEP> pieds <SEP> (9,74 <SEP> m)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> reformeur
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> tubes <SEP> néces- <SEP> 476 <SEP> 373
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> sités
<tb>
<Desc/Clms Page number 10>
Le tableau ci-avant montre que 373 tubes sont utilisés dans le reformeur du procédé B, tandis que 476 tubes sont employés dans le reformeur du procédé A.
La dimension et le coût @ un four de reformage, c'est-à-dire la plus grande dépense d'une unité de production d'hydrogêne, est déterminée par le nombre de tubes. Une économie de 103 tubes est par conséquent substantielle. En outre, il est économisé également 64.000 livres d'eau par heure (29,02 tonnes), ce qui réduit fortement les frais de fabrication. En se référant au tableau, il est visible que dans le procédé B, plus de 1% de CO et 1 et 1/2 % de méthane passent en plus par le reformeur.
Toutefois, après la méthanisation, le produit contient 94,79 , d'hydrogène (4,97 % de méthane) dans les deux cas. Ainsi, confor- mément à l'invention, un rapport est établi entre la fuite de méthane du reformeur et la transformation de l'oxyde de carbone dans le procédé de conversion.
Dans l'un de ses aspects, l'invention comprend l'utilisation d'un catalyseur de reformage spécial en combinaison avec le stade de la conversion à basse température. Ce catalyseur de reformage est décrit dans la demande de brevet n 357.800, introduite le 6 avril 1964. Le c talyseur de reformage ae compose d'une manière bien déterminée de particules d'une base réfractaire de ciment hydraulique imprégné de nickel sous la forme d'anneaux Raschig d'une hauteur de 3/8 de pouce (0,95 cm), d'un diamètre de 5/8 de pouce (1,58 cm) et dont l'ouverture centrale est de 1/4 de pouce (0,63 cm). La quantité de nickel métallique est de 15 à 30 % en poids, 1 à 10 % de nickel étant enduit sur le catalyseur subséquem- ment à la calcination. L'utilisation de ce catalyseur est décrite dans les tableaux ci-après.
Les catalyseurs, utilisés dans le procédé du tableu b, se com- posent du catalyseur de reformage classique au nickel et du cataly- seur de conversion classique au chrome-fer,
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Tableau b.
Conditions de fonctionnement du reformeur rapport vapeur d'eau-carbone dans le Eaz d'alimentation 7,35 Rapport vapeur d'eau-gaz à la sortie du reformeur 1,37
EMI11.1
Température du gaz à l'cntrée ?00 F(371 c) Température du gaz à la sortie 1N>0 t'('i;
ia C) Composition du gaz sec de sortie provenant du reformeur
EMI11.2
<tb> CH4 <SEP> 2,07 <SEP>
<tb> CO <SEP> 7,2" <SEP> %
<tb> CO2 <SEP> 14,07%
<tb> H2 <SEP> 76,27 <SEP> %
<tb> N2 <SEP> 0,36%
<tb>
EMI11.3
Conditi r opératoires du four de reformage Diamètre des tubes 3" (7,62cm) Longueur des tubes dans la zone chauffée 30' ( 9,1 m) Echange thermique (BTU/pied2/heure) 11.378
EMI11.4
(30.72p calorics/mS) Catalyseur chargé (en pieds cubes) 688 ( lJ,2 n3) Nombre de tubes 438 Conditions opératoires du convertisseur de réaction
EMI11.5
Température du gaz à l'entrée 701 b' (37u C) Température du gaz à la sortie 75üop (3990C) :
Quantité de catalyseur dans le convertisseur de réaction:1008 pieds3' de conprinés de 1/tl" (28,22 m3 de comprimés de 0 63 am) t Composition du gaz entrant dans le convertisseur de réaction:
EMI11.6
<tb> CH4 <SEP> 2,07 <SEP> %
<tb>
<tb> CO <SEP> 7,23 <SEP> %
<tb>
<tb> C02 <SEP> 14,07 <SEP> %
<tb>
<tb> H2 <SEP> 76,27 <SEP> % <SEP> ;
<tb>
EMI11.7
:1-:, o, 36 :
EMI11.8
<tb> Composition <SEP> du <SEP> gaz <SEP> sec <SEP> sortant <SEP> du <SEP> convertisseur <SEP> de <SEP> réaction:
<tb> CH4 <SEP> 1,95 <SEP> %
<tb> CO <SEP> 1,31
<tb> CO2 <SEP> 18,80
<tb> H2 <SEP> 77,60 <SEP> %
<tb> N2 <SEP> 0,34 <SEP> %
<tb>
EMI11.9
Condit ions opératoires du méthaniseur
EMI11.10
<tb> Température <SEP> du <SEP> gaz <SEP> à <SEP> l'entrée <SEP> 500 F <SEP> (260 C)
<tb>
<tb> Température <SEP> du <SEP> gaz <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie <SEP> 730 F <SEP> (338 C)
<tb>
EMI11.11
Quantité de catalyseur dans le m6than i seur 337 pieds cabea ;
EMI11.12
<tb> de <SEP> comprimés <SEP> de <SEP> 1/4" <SEP> (9,43 <SEP> m <SEP> de <SEP> comprimés <SEP> de <SEP> 0,63 <SEP> cm)
<tb>
EMI11.13
Composition du gaz entrant dans le méthaniacur
EMI11.14
<tb> CH4 <SEP> 2,54 <SEP> %
<tb>
<tb> CO <SEP> 1,61 <SEP> %
<tb>
<tb> CO2 <SEP> 0,20 <SEP> %
<tb>
<tb> H2 <SEP> 95,23 <SEP> %
<tb>
EMI11.15
IJ2 0142 x
EMI11.16
<tb> Composition <SEP> du <SEP> gaz <SEP> sortant <SEP> du <SEP> méthaniseur: <SEP> 4,!!9 <SEP> ;
<tb>
<tb>
<tb> CH4 <SEP> 4,49 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> CO <SEP> + <SEP> C02 <SEP> <10 <SEP> ppm
<tb>
<tb>
<tb> H2 <SEP> 95,09 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> N2 <SEP> 0,42 <SEP> %
<tb>
Le nombre do tubes du four utilisé, décrit dans le tableau b, est de 438.
Le tableau suivant donne le nombre de tubes et d'autres conditions résultant de l'emploi du catalyseur de l'exemple 1 de la
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demande de brevet n 357. 800 et du catalyseur de réaction à basse température de l'exemple 1 de la demande de brevet n 330.540.
Tableau c.
Conditions opératoire!; du reformeur Rapport vapeur d'eau-carbone dans le gaz d'alimentation 5,50 Rapport vapeur d'eau-gaz à la sortie du reformeur 1,02 Température du gaz à l'entrée 7000P (371 C) Température du gaz à la sortie 1475 F (802 C) Pression à la sortie du reformeur 275 psig (17,33 kg/cm2) Composition du gaz sec sortant du reformeur:
EMI12.1
<tb> CH4 <SEP> 3,22%
<tb> CO <SEP> 8,93 <SEP> %
<tb> C02 <SEP> 12,49 <SEP> %
<tb> H2 <SEP> 74,98 <SEP> %
<tb> N2 <SEP> 0,38 <SEP> %
<tb>
Conditions opératoires du four de reformake Diamètre des tubes 3" (7,62 cm) Longueur des tubes dans la zone chauffée cal/m2) m ) Echange thermique (BTU/pied /heure) 20. 085 (54.229 calm2) Nombre de tubes 224 Catalyseur chargé (pied cube) 352 (9,85 m3) Conditions opératoires du convertisseur de réaction Température du gaz à l'entrée 475 F (246 C) Température du gaz à la sortie 510 F (266 C) Quantité de catalyseur dans le convertisseur de réaction:821 pieds' de comprimés de 1/4" (22,98 m3 de comprimés de 0,63 cm) Composition du gaz entrant dans le convertisseur de réaction:
similaire à celui sortant du reformeur Composition du gaz sec sortant du convertisseur de réaction :
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<tb> CH4 <SEP> 2,97 <SEP> %
<tb> CO <SEP> 0,40
<tb> CO2 <SEP> 19,40 <SEP> %
<tb> H2 <SEP> 76,88 <SEP> %
<tb> N2 <SEP> 0,35 <SEP> %
<tb>
Conditions de fonctionnement du méthaniseur Température du gaz à l'entrée 500 F (260 C) Température du gaz à la sortie 730 F (388 C) Quantité du catalyseur dans le méthaniseur 337 pieds3 de comprimés de 1/4" (9,43 m3 de comprimés de 0,63 cm) Composition du gaz sortant du méthaniseur:
EMI12.3
<tb> CH4 <SEP> 4,49% <SEP> %
<tb>
<tb> CO <SEP> + <SEP> C02 <SEP> <10 <SEP> ppm
<tb>
<tb> H2 <SEP> 95,09 <SEP> %
<tb>
<tb> N2 <SEP> 0,42 <SEP> %
<tb>
En comparant les deux cas mentionnés ci-avant, il peut être observé que le four de reformage, qui représente la plus grande dépense d'une installation de ce type, a été réduit de près de la moitié
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en ce qui concerne sa dimension. Ceci peut être réalise en tirant profit des caractéristiques des deux catalyseurs et en appliquant les principes de- a résente invention.
En outre, le besoin en
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vapeur d'C3.'.l 3 t¯ réduit, 'lL partant d'un rapport vapeur d" - -,;a : î,35 . ±='j,>, ";0 qui cons;,itue une réductiorÚe 25% de vapeur ' .,au :é3 - '" 'It n une C, ol0:;,le très substantielle quant aux frais de fabr: .;,ion, Il est évident que différentes combinaisons sont possibles aussi longtemps que le catalyseur de réaction à basse température est utilisé. Ainsi, en l,lus des deux stades de conver- sion à basse température, il peut être utilisé, d'une part, un premier stade de convers'.on à haute température (point 22 à la fi-
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gure 2) suivi d'un l'0fl', dissem<:nt.
(point 23) et d'autre part un stade de conversion à basse température (point 24). Dès lors, grâce à l'utilisation d'un staie de conversion classique à haute température, suivi d'une conversion de réaction à basse température, la teneur en oxyde de carbone peut être réduite de 7 à 14 % à moins de 0,5 %, ce qui permet de nouveau une augmentation de la teneur en méthane dans le gaz de sortie du reformeur et une diminu- tion simultanée des conditions du reformeur permettant une r6duction de la vapeur d'eau, du nombre de tutes du reformeur, du combustible, de l'eau, etc.
Bien entenàu, certaines modifications, rentrant dans le cadre de la présente invention, peuvent être apportées à celle -ci, Ces modifications ou variations relèvent notamment de la technique décrite et sembleront normales aux hommes de métier spécialisés dans ce domaine.
REVENDICATIONS.
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