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Perfectionnements apportés à la production d'acétylène.1 La présente invention concerne un procédé de production d'acétylène à partir de matières hydrocarbonées, notam- . ment à partir d'un hydrocarbure, au moyen d'énergie électrique, plus particulièrementà l'aide d'un réacteur à arc électrique.
A l'heure actuelle, pour produire de l'acétylène par des réactions du type pyrolytique, on a habituellement recours .soit au procédé dit "à oxydation partielle" soit au procède "à arc électrique". Le procédé d'oxydation partielle comprend la combustion d'hydrocarbures, en particulier d'un hydrocarbure paraffinique, le méthane, en présence d'oxygène. Le procedé d'oxydation partielle consiste fondamentalement à préchauffer séparément l'hydrocarbure et l'oxygène, à mélanger les gaz chauds dans une chambre de mélange et à décharger les gaz mélangés dans un réacteur dans lequel oh entretient une flamme et on effectue la réaction à une température comprise entre environ 1500 et 2500 C.
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Bien que la réaction semble simple, la mise en oeuvre du procédé dans des conditions qui assurent de bons rendements en acétylène est' difficile.
Dans le procédé d'oxydation partielle, sont mis en
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, O)(YCI ne1. jeu les constituants atomiques hydrogène, et carbone. Aux tem- pératures de réaction qu'on utilise dans ce procédé, les consi- dérations d'équilibre chimique sembleraient imposer la limitation de la quasi-totalité des produits gazeux aux seuls constituants
H2, H2O, CO et C02 .Or, l'acétylène apparaît presque entièrement sous forme d'un constituant intermédiaire, et il convient donc d'interrompre la réaction par refroidissement brusque avant l'éta- blissement de l'équilibre chimique, tandis que l'acétylène est à un niveau de pointe. En refroidissant brusquement les produits de réaction alors que l'acétylène est à un niveau de pointe, on limite à un minimum la décomposition de 1!acétylène.
Toutefois, malgré ce refroidissement, les gaz de sortie des réacteurs indus- triels contiennent sensiblement moins de 10 % en volume d'acétylène, le complément étant principalement de l'hydrogène, de l'oxyde de carbone, de la vapeur d'eau et des produits carbonés indésirables.
Les facteurs économiques, dans un tel procédé, sont fâcheusement affectés par ces faibles concentrations d'acétylène et par la pré- sence des matières carbonées gênantes, ce qui complique la récupéra- tion et la purification de l'acétylène.
Dans le procédé d'oxydation partielle, .on fait rapide- ment un apport de chaleur à la charge d'hydrocarbure qui n'd pas été consommée par les réactions d'oxydation, et les réactions de pyrolyse débutent rapidement avec formation d'acétylène à titre
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de produit inie'rmédiai.re. Cependant, les réactions de ,Iécompoai tion de l'acétylène commencent dès la formation de l'acétylène. .
Le caractère endothermique de ces réactions d'oxydation et de
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pyrolyse abaisse rapidement la température de réaction et, avec la baisse de la température, la vitesse relative de la réaction de décomposition de l'acétylène augmente par rapport aux réactions de formation d'acétylène. En plus d'un type de combustion variable dans la réaction à la flamme, d'un type d'écoulement variable dans le réacteur et de la difficulté de refroidissement des produits ,. de réaction à un moment optimal par suite de ces modes de com- bustion et d'écoulement, cet effet limite encore le conversion en acétylène que l'on peut atteindre. En outre, le rendement en acétylène est fonction du dégré de préchauffage, du rapport de l'oxygène à l'hydrocarbure, de la durée de la réaction et de la pression à laquelle cette dernière est effectuée.
A des pressions élevées, c'est-à-dire supérieures à la pression atmosphérique, le taux de décomposition de l'acétylène est grandement accru.
Fondamentalement, le procédé à l'arc électrique '' selon la technique antérieure consiste à faire passer un gaz qui contient habituellement une charge hydrocarbonée , normale- ment en présence d'un gaz diluant tel que l'hydrogène, l'argon etc (qu'on appellera ci-après "gaz d'arc") à travers une zone d'arc électrique qui est établie entre deux électrodes, c'est-à-dire une anode et une cathode, et à décomposer la charge hydrocarbonée pour former de l'acétylène, de l'hydrogène et du carbone, en un laps de temps très bref (habituellement de l'ordre d'une frac- tion de milliseconde).
Dans les conditions de pression supérieure à la pression atmosphérique, qui vont être décrites plus en détail ci-après, ce laps de,temps est en général de l'ordre d'une fraction de milliseconde ou même moins, par exemple de 0,01 à 0,5 milliseconde, afin d'empêcher la décomposition de l'acéty- lène, bien qu'pn puisse choisir des temps plus longs, surtout si l'on désire une production simultanée de carbone. La zone d'arc
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, électrique est la zone définie entre la cathode et l'anode, au sein de laquelle est concentrée l'énergie électrique de l'arc, se terminant en un ou plusieurs points d'amorçage d'arc, ou venant frapper ce ou ces points.
Le point d'amorçage d'arc peut varier en fonction d'un certain nombre de facteurs, parmi les- quels on mentionnera la forme ou la construction du réacteur (y compris les champs magnétiques externes), l'apport d'énergie, la vitesse du gaz d'arc etc. Cependant, il est facile pour un spécialiste de déterminer ce point avec n'importe quelle cons- truction du réacteur, pour tout apport d'énergie, vitesse du .gaz d'arc etc. La nature de l'arc électrique est telle que le gaz d'arc est ionisé dans la zone d'arc électrique et forme un courant gazeux de décharge, que l'on apperllera ci-après "courant de gaz ionisé" ou "courant de plasma". De façon analogue, les réacteurs à arc qui produisent un "courant de plasma" fortement ionisé sont souvent appelés "réacteurs à plasma".
L'arc électrique produit des températures qui sont comprises entre environ 800 C au voisinage de la surface des électrodes et plus de 5.000 C au sein de la zone de l'arc élec- trique, en établissant ainsi des niveaux d'énergie variables dans la zone d'arc, se traduisant par une discontinuité qui modifie brutalement l'énergie des éléments gazeux dans la zone .d'arc, ,ayant pour résultat des degrés variables de conversion chimique de la charge hydrocarbonée. Les gaz aux plus faibles températures ne sont que légèrement ionisés, tandis que les gaz aux températu- res plus élevées sont fortement dissociés et ionisés, ce qui risque de se traduire par une production minimum d'acétylène et la formation de quantités relativement importantes de carbone.
:
Seuls les constituants atomiques, le carbone et l'hydrogène, sont mis en jeu dans le procédé.à l'arc électrique,
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et on élimine de ce fait le problème fâcheux d'équilibre dont il a été question plus haut à propos d'un système carbone-hydrogène- oxygène.Cependant, à la seule exception du problème du modèle de flamme variable qui se pose dans le procédé d'oxydation partielle, on sé heurte aux mêmes facteurs dans les procédés connus à l'arc électrique, particulièrement, aux réactions antagonistes de décomposition des molécules de l'hydrocarbure en acétylène, hydrogène et carbone et à la tendance des produits de décompo- sition à se recombiner en formant un hydrocarbure et du carbone.
De même que dans le procédé d'oxydation partielle, le rendement net en acétylène de tout procédé à l'arc est critiquernent tri- butaire de l'efficacité et de la vitesse du refroidissement du courant de produit gazeux, à des températures bien inférieures à l'intervalle,de décomposition rapide. En conséquence, une grande partie des travaux qui ont été entrepris jusqu'à présent ont été dirigés vers des recherches poussées de divers type,,-, de , procédés de refroidissement brusque afin d'amener la température des produits gazeux au-dessous des températures de décomposition de l'acétylène et de "bloquer" ainsi la réaction de décomposition au moment où les produits gazeux conviennent à la proportion ma- ximale d'acétylène.
La Demanderesse a trouvé un procédé permettant d'obtenir une production maximum-d'acétylène à partir d'hydro- carbures dans un réacteur à arc électrique par conversion de l'hy- drocarbure en acétylène au moyen de l'énergie électrique dans la zone de réaction, procédé selon lequel on soumet la charge hyaro- carbonée, dans la zone de réaction, à une température maintenue entre 1.100 et 4.200 C environ et sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, pouvant atteindre environ 20 oars '' et comprise de préférence entre 2,5 et 10 bars 'environ, pendant
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une durée suffisante pour effectuer la conversion de la charge hydrocarbonée en acétylène.
On a trouvé que la conversion d'un hydrocarbure en acétylène, dans un réacteur à arc électrique,est voisine du rendement quantitatif, selon la température et la pres- sion mises en oeuvre, si l'on amène et maintient l'hydrocarbure, dans la zone de réaction du réacteur à arc électrique, dans l'in- tervalle précité de températures et de pressions.
Plus particu- lièrement la Demanderesse a trouvé que lorsqu'on soumet une charge hydrocarbonée à un courant de plasma au sein d'une zone qui fait suite à la zone d'arc dans le réacteur à arc électrique, ou lors- qu'on fait réagir l'hydrocarbure et le courant de plasma dans la zone d'arc électrique d'un réacteur, on obtient des conversions de
80 % ou plus de la charge hydrocarbonée en acétylène, ce qui équivaut auxprocédés antérieurs à arc électrique exécutés à la , pression atmosphérique ou au-dessous, si l'on soumet la charge hydrocarbonée à une température comprise entre environ 1100 et 42000C et, de préférence entre 1100 et 2500 C, quand la charge hydrocarbonée est soumise à un courant de plasma dans la zone fai - ;
sant suite à la zone d'arc du réacteur, avec des pressions qui peuvent atteindre 20 bars mais qui sont de préférence comprises entre 2,5 et 10 bars. La zone qui fait suite à la zone d'arc est définie comme étant la zone qui suit immédiatement le point d'amor- çage ou de jaillissement ou point terminal de la séné d'arc, et dans laquelle la majeure partie du gaz d'arc est à peu près entière-. ment à l'état ionisé en tenant compte des fluctuations normales du point de jaillissement de l'arc dues à la turbulence du gaz.
La zone de réaction qui suit la zone d'arc, dans laquelle la charge hydro- carbonée est soumise à un courant de plasma, débute au point de jaillissement de l'arc et se termine au point où les produits gazeux sont brusquement refroidis. La zone de réaction, pour un courant de plasma hydrocarboné que l'on fait réagir dans la zone d'arc électrique, débute au point de contact entre la charge hydrocar- bonée et l'arc électrique et se termine à l'endroit où les produits gazeux sont refroidie.
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En réglant l'apport d'énergie dans l'appareil à arc électrique de façon à établir une température de réaction moderne) ------- dans la zone de réaction, comprise dans l'intervalle pré- cité, c'est-à-dire 1100 à 4200 C, et de préférence 1100 à 2500 C, afin de soumettre une charge hydrocarbonée, dans la zone qui suit l'arc, à un courant de plasma, on obtient des rendements en acétylène à partir de la charge hydrocarbonée, à des pressions pouvant atteindre 20 bars, qui sont sensiblement équivalents à ou plus élevés que les rendements en acétylène obtenus dans les appareils connus à arc électrique qui fonctionnent à la pression atmosphérique ou au-dessous.
Grâce à la possibilité de pouvoir travailler à ces pressions plus élevées, on bénéficie de cer- tains avantages, et, par exemple, on peut utiliser des appareils et des canalisations d'une plus petite dimension d'une façon plus commode que ce n'est généralement le cas dans les opéra- tions à arc électrique que l'on exécute à la pression atmosphé- rique ou au-dessous, le.travail de compression est réduit avant la récupération et la purification de l'acétylène et on bénéficie d'une meilleure récupération de la chaleur aux pressions plus élevées.
Comme les gaz produits doivent être ultérieurement con- ) primés afin de séparer l'acétylène des autres produits, la conduite du procédé,à une pression supérieure à la pression atmosphérique ' permet également d'effectuer des économies de frais opératoires et de la consommation d'énergie par comparaison avec les opéra- tions qui sont conduites à la pression atmosphérique ou au-des- sous.
De plus, comme les produits gazeux qui sortent de la zone suivant l'arc doivent être rapidement refroidis à une température inférieure à 1.000 C environ et de préférence au-dessous d'en- viron 600 C, à l'aide d'un fluide de refroidissement tel que l'eau, afin d'éviter la décomposition de l'acétylène, on peut
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récupérer la chaleur du milieu de refroidissement et l'utiliser pour le chauffage dans le procédé, ce qui procure une économie de vapeur.
En outre, en exécutant le procédé à une pression pouvant atteindre 20 bars, et plus particulièrement à une pres- sion de 2,5 à 10 bars, on facilite l'élimination de la suie résiduelle et la séparation des matières organiques indésira- bles, par exemple du naphtalène et des dérivés acéthyléniques lourds, du produit gazeux, avant sa compression. En d'autres termes, le fait de travailler à une pression supérieure à la pres. sion atmosphérique simplifie les stades de récupération et de pu- rification de l'acétylène , ainsi que la récupération de la chaleur.
Comme il a déjà été dit, le gaz d'arc est en général su- jet à des variations importantes de température et sa tempéra- ture n'est pas facile à régler. On peut toutefois régler l'ap- port d'énergie à l'arc électrique de façon que, pour un courant d'hydrocarbure et de plasma dans la zone d'arc électrique, ou pour une charge d'hydrocarbure soumise à un courant de plasma dans la zone qui suit l'arc, la température moyenne dans la zone de réaction puisse être maintenue dans l'intervalle voulu. :
Dans l'exécution de.la présente invention, le gaz d'arc ; peut être composé ou bien du seul gaz diluant, c'est-à-dire l'hy-.: drogène, l'argon etc... ou bien de la charge hydrocarbonée qui doit être convertie en acétylène.
Si le seul constituant du gaz d'arc est un gaz diluant, on introduit la charge hydrocar- bonée dans l'appareil sensiblement au point d'éclatement de l'arc par le gaz dans la zone d'arc, et de préférence immédia- tement en aval de ce pôint. La turbulence de la charge hydrocar- d'ailleurs bonée, qui peu e re renforcée par la fluctuation au point d'éclatement de l'arc., ainsi que la turbulence normale du gaz
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d'arc, contribuent à réaliser un mélange uniforme du courant de plasma et de la charge hydrocarbonée pour former un gaz de réaction dans la zone qui suit l'arc,
dans laquelle on main- tient une température qui est avantageusement comprise entre environ 1100 et 2500 C et une pression supérieure à la pres- sion atmosphérique. Si le gaz d'arc est uniquement composé de la charge hydrocarbonée, la majeure partie de l'hydrocarbure qui sera converti en acétylène est de préférence le gaz d'arc, dont la conversion se fera dans la zone.do réaction, à une tem- pérature comprise entre 1100 et 4200 0 et sous une pression supérieure à la pression atmosphérique, mais une faible propor- tion de l'hydrocarbure servant à la conversion en acétylène pourra'cependant être introduite dans le réacteur à peu près au point de faiblissement de l'arc, et de préférence immédiate- ment en aval de ce point,
en vue de sa conversion dans la zone qui suit l'arc. Habituellement, sans introduction d'une faible proportion de l'hydrocarbure au voisinage du point do jaillisse- ment, on maintient le gaz dans la zone de réaction pendant une durée inférieure à environ 0,5 milliseconde et de préférence pendant environ 0,2 milliseconde ou même moins, afin de suppri- mer la formation de carbone.
Lorsque pratiquement la totalité de la charge hydrocar- bonée à convertir en acétylène est introduite dans l'appareil sensiblement au point de jaillissement de l'arc, le gaz d'arc comprend de préférence un-mélange d'un gaz diluant et de la char- ge hydrocarbonée, et une composition spécialement avantageuse sera un mélange d'hydrogène et d'hydrocarbure, hydrocarbure cons- tituant environ 1 à 95 %, et de préférence do 3 à 15 %, du vo- lume total de la charge hydrocarbonée à convertir en acétylène.
On introduit le restant d'hydrocarbure dans-le réacteur sensi-
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élément au point de jaillissement ,de l'arc. En réalisant un mélange uniforme du courant de plasma et de la charge hydrocar- bonée dans la zone de réaction, on obtient avantageusement une conversion importante en acétylène en moins de 0,5 milli- seconde et, de préférence, entre environ 0,1 et 0,25 milli- seconde,.
On réalise des conversions élevées de l'hydrocarbure en acétylène (à une pression supérieure à la pression atmosphéri- que et dans les intervalles indiqués do température et de temps) sans formation de carbone libre pouvant influer de façon no- table sur la composition du produit de réaction. Il est facile de calculer l'état d'équilibre de toute charge hydrocarbonéo par des procédés bien connus qui consistent à établir un rapport entre l'apport d'énergie calorifique, la quantité du courant: d'hydrocarbure et la composition de ce courant.
Un tel procédé est décrit dans Journal of Chemical Physics, Vol. 28, no 5,
751-755, "Free Energy Minimization Method", et dans Chemical
Engineering, 19 février 1962, 121-128. En utilisant ce procédé, on peut régler l'apport d'énergie, les débits de la charge ga- zeuse et sa composition, de façon à obtenir la composition finale' désirée du gaz.
On peut utiliser tout type de réacteur à arc électrique, y compris celui qu'on appelle "à jet de plasma", c'est-à-dire un réacteur qui produit un courant de "plasma" fortement ionisé, dans lequel le point d'amorçage de l'arc électrique peut être déterminé ou est connu, et qui est capable de supporter les pressions élevées mises en jeu.
Attendu que l'on doit maintenir les températures dans la zone de réaction dans les limites indiquées, à des pressions supérieures à la pression athosphé- rique, afin d'obtenir la conversion maximum de la charge hy- drocarbonée en acétylène et un minimum de conversion en car-
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bone, il est souhaitable de réduire les pertes de chaleur dans la zone de réaction en utilisant des matériaux d'une faible con- ductibilité thermique, par exemple du tungstène, du carbone etc.., comme matériaux de construction do cette partie de l'appareil à arc.
Une fois l'équilibre établi pour la conversion dans une zone de réaction qui suit l'arc ou pour la conversion directe rapidement dans la zone d'arc électrique, il convient de refroidir rapiée prc- duit gazeux pour éviter la décomposition de 1'acétylène en car- bone et/ou la polymérisation du produit contenant l'acétylène) ne ce qui ne peut manquer de se produire si on laisse la température du gaz ne baisser que lentement. On doit effectuer ce refroi- dissement du produit gazeux en quelques micro-secondes, àune température inférieure à environ 1000 C et, de préférence, in- férieure à 600 C. On peut alors poursuivre le refroidissement jusqu'à la température ambiante un peu plus lentement et plus normalement.
Afin de réaliser la vitesse élevée de refroidis- sement initial, on utilise normalement l'injection d'un gaz ou d'un liquide froid, c'est-à-dire d'un hydrocarbure, d'eau etc... dans le produit gazeux. On préfère évidemment que le gaz ou le liquide entraîné avec les produits gazeux chauds, ou mélangé à ces derniers, soit de nature à ne pas contaminer le courant du produit avec des gaz difficiles à éliminer. On a trouvé que l'eau constitue le fluide de refroidissement le plus avantageux pour la présente invention.
Les charges d'hydrocarbures qui conviennent peur le présent procédé peuvent être des hydrocarbures saturés ou non saturés et des produits aromatiques contenant jusqu'à 8 atomes . de carbone ou plus. Parmi leshydrocarbures saturés, on citera le méthane, l'éthane,.le propane}. l'isopropane, le butane,
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l'isobutane, le pentane etc... ; parmi les hydrocarbures non saturés, on citera, l'éthylène, les propylènes, les butylènes etc... et, parmi les produits aromatiques, on citera le benzène; le toluène et les xylènes.
Les charges hydrocarbonées préfé- rées sont les hydrocarbures aliphatiques saturés contenant de 1 à 4 atomes de carbone, avec une préférence particulière pour le méthane. La charge hydrocarbonée, par exemple le ma- thane, n'a pas besoin d'être pure et on peut par exemple, faire appel aux sources industrielles de méthane, telles que le gaz naturel et les gaz d'échappement, qui contiennent de petites proportions d'autres hydrocarbures. La concentration de l'acétylène par rapport à la conversion de la charge varie selon la quantité du gaz diluant utilisé, qui est de préférence l'hydrogène.
La rapport atomique de l'hydrogène au carbone doit être maintenu entre environ 4 et 10 afin de réaliser les rendements maximum en acétylène et empêcher une dilution excessive, qui compliquerait la récupération do l'acétylène.
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Les exemples suivants servent illustrer l'invention, sans aucunement en limiter la portée.
EXEMPLE 1 :
Dans un réacteur à arc électrique du type à jet de plasma, fonctionnant sous une pression d'environ 4 bars, on introduit 33 m3/heure d'hydrogène (débit mesuré sous 1 bar à 25 C) et 16,5 m/heure de gaz naturel (1 bar/25 C). On préchauffe séparément les courants d'hydrogène et de gaz naturel à 600- 650 C, on les combine et on les introduit dans le réacteur . comme gaz d'arc servant à établir l'arc électrique entre la ca- thode et l'anode du réacteur.
On introduit dans le réacteur, sensiblement au point d'amorçage de l'arc, une quantité supplé- mentaire de 16,5 m3/heure (1 bar/25 C) de gaz 'naturel préchauffé à 600 C. On obtient un mélange uniforme entre le courant de gaz naturel et le courant de plasma. Le rapport atomique de l'hydrogène au carbone est d'environ 5,7. On maintient le mélange des gaz de réaction dans la zone de réaction pendant environ
0,25 milliseconde et ce mélange traverse un intervalle de tem- pératures d'environ 2600 à 1100 C à mesure que les gaz se rapprochent du point de refroidiseement, après quoi on refroidit rapidement le courant gazeux avec de l'eau jusqu'à une tempéra- ture d'environ 150 C. En plus de la chaleur apportée pour pféchauffer le courant gazeux, on fournit environ 117 Kwh d'énergie électrique au réacteur.
La perte de chaleur au profit de l'eau do refroidissement équivaut à environ 18 Kwh.
On constate que l'effluent produit contient environ
14,33 kg d'acétylène (production horaire), ce qui équivaut une concentration d'acétylène dans le produit gazeux, à l'état sec,de 14,6%-en volume.
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EXEMPLE 2 :
Dans un réactour à arc électrique du type à jet de plasma, fonctionnant sous une pression d'environ 5 bars, on introduit 39,5 m3/heure (débit mesuré sous 1 bar/25 C) d'hy- drogène et 2 m3/heure (1 bar/25 C) de gaz naturel. On préchauffe séparément les courants d'hydrogène et de gaz naturel à environ
600 C, on les 'combina et on les introduit dans le réacteur comme gaz d'arc servant à établir l'arc électrique entre la cathode et l'anode. On introduit dans le réacteur, sensiblement au point d'amorçage de l'arc, une quantité supplémentaire de
37,5 m/heuro de gaz naturel (1 bar/25 C)préchauffé à 500 C.
On obtient un mélange uniforme entre le courant do gaz naturel et le courant de plasma. Le rapport atomique de l'hydrogène au carbone est. d'environ 5,7. On maintient ce mélange de réac- . tion dans la zone qui suit l'arc du réacteur à une température comprise entre environ 2600 et 1100 C, pendant environ 0,25 milliseconde, après quoi on refroidit rapidement le produit gazeux par de l'eau jusqu'à une température d'environ 150 C.
En plus de la chaleur apportée avec les courants gazeux pré- chauffés; on fournit environ 141 Kwh d'énergie électrique au réacteur. La perte de chaleur au profit de l'eau de refroidisse- ment équivaut à pou près à 21 Kwh.
On constate que l'effluent produit contient environ 16,33 kg d'acétylène (production horaire), ce qui équivaut à une concentration d'acétylène, à l'état sec, de 14,1% dans le produit gazeux..
EXEMPLE 3 :
On effectue une série d'essais suivant le même processus que,dans les doux exemples précédents, dans un réac- teur à arc électrique du type à jet de plasma et en utilisant
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du méthane sans diluant comme charge hydrocarbonée. On opère à diverses températures de réaction, quo l'on règle on modi- fiant l'apport d'énergie, ainsi qu'à des pressions différen- bos dans la zone de réaction. Le rapport atomique de l'hydro- gène au carbone est légèrement inférieur à 4. Dans le tableau
1 ci-dessous, on indique la conversion en acétylène aux di- verses températures et-pressions.
TABLEAU 1
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<tb> Pression <SEP> Taux <SEP> de <SEP> conversion <SEP> Taux <SEP> do <SEP> conversion <SEP> Taux <SEP> de <SEP> conversi@@
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<tb> bars) <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> en <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> en <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> charge
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acétylène acétylènen en acé tyicno à env. '127 C à env. 202'7 C à c;nr. ?2 C
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1 8918 8216 77.. 6
EMI15.5
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<tb> 83,2 <SEP> . <SEP> 85,8 <SEP> 81,6
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<tb> 'la <SEP> 76,4 <SEP> 85,0 <SEP> 83,0
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<tb> 15 <SEP> - <SEP> 83,6 <SEP> 83,4
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Teneur en carbone de l'hydrocarbure des gaz d'ali- mentation par rapport à la teneur en carbone de l'acétylène dans le produit gazeux.
On voit immédiatement, à l'examen de ces résultats qu'avec une température de réaction élevée, la conversion on acétylène est aussi bonne ou meilleure sous une pression éle-
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vée, C'est-à-dire 5, fla ou fil5 bars, qu'à la pression atmosphé- rique .
EXEMPLE 4
On effectue une autre série d'essais suivant le même processus que dans les exemples précédents, à des tempé- ratures différentes et à des pressions différentes dans la zone de :-réaction, à la seule exception que l'on utilise de l'hydrogène comme gaz diluant et que le rapport atomique de l'hydrogène
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Ru carbone i. 5. lo Ga do r?.5.ct.o. ';s'!? é.aj. ô, l'ei. :J5:1?#eBà:L":1
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on acétylène aux diverses températures et pressions est indiquée dans le tableau II ci-dessous :
T A B L E A U II
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<tb> Taux <SEP> do <SEP> conversion <SEP> Taux <SEP> do <SEP> conversion <SEP> Taux <SEP> de <SEP> convor-
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<tb> Pression <SEP> % <SEP> de <SEP> la <SEP> charge <SEP> en <SEP> % <SEP> do <SEP> la <SEP> charge <SEP> on <SEP> sion <SEP> % <SEP> de <SEP> la
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<tb> Pression <SEP> acétylène* <SEP> acétylène <SEP> * <SEP> charge <SEP> en <SEP> acétylène
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<tb> (bars) <SEP> à <SEP> env. <SEP> 1727 C <SEP> à <SEP> env. <SEP> 2027 C <SEP> a <SEP> env.
<SEP> 2227 C
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<tb> 1 <SEP> 92,8 <SEP> 88,4 <SEP> 81,0
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<tb> 5 <SEP> 84,4 <SEP> 90,2 <SEP> 87,2
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<tb>
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<tb> 10 <SEP> 75,6 <SEP> 91,6 <SEP> 87,8
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 15 <SEP> -- <SEP> 93,4 <SEP> 87,6
<tb>
Ces résultats montrant également que l'on obtient une conversion élevée on acétylène à dos pressions élevées, dans un réacteur à arc électrique, à la condition de maintenir la température, dans la zone de réaction, dans l'intervalle prescrit.
EXEMPLE 5 :
Dans un réacteur à are électrique fnctionnant sous une pression de 4 bars, on introduit 245 m3/hcure (débit mesuré à 1 bar/25 C) do gaz naturel. On n'introduit aucun autre gaz.
On préchauffe le gaz naturel à environ 500 C et sa durée de séjour dans le réacteur, à partir de son exposition initiale à l'arc jusqu'au moment du refroidissement, estinférieure à 0,1 millisoconde. Depuis le moment de son exposition initiale à l'arc et jusqu'au refroidissement, on maintient la tempéra- ture dans la gamme d'environ 4000- et 1100 C (juste avant le refroidissement)..
Outre la chaleur apportée au courant gazeux lors do son préchauffage, on fait un apport d'environ 730 Kwh d'énor- gio électrique'au réacteur. La porto de chaleur par les parois du réacteur équivaut à 125 Kwh. On trouve que le produit gazeux
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' contient environ 95,25 kg d'acétylène, soit environ 23% d'acéty- 1ène on volumo,à l'état sec.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportéos aux modes d'exécution qui viennent d'être décrits notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour.¯cela du cadre de la présente invention.