<Desc/Clms Page number 1>
Procédé pour préparer des hydrocarbures paraffiniques à partir de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène.
Il est connu de préparer des hydrocarbures paraffiniques à partir de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène en opérant à température élevée, en présence de catalyseurs et sous la pression normale. Suivant la nature du catalyseur il se produit alors tôt ou tard une diminution de l'activité de ce dernier, imputable au dépôt sur lui d'hydrocarbures paraffiniques à poids moléculaire élevé, en particulier solides. Ces catalyseurs sont en général, suivant le procédé connu, disposés à demeure dans de minces tubes ou
<Desc/Clms Page number 2>
poches fixes qu'on réfrigère extérieurement afin d'éliminer la chaleur de ' réaction. Comme les dépôts de paraffine sur le catalyseur gênent fortement à la longue le passage des gaz il se produit facilement des excès de chauffage et par suite des détériotations du catalyseur et du rendement.
C'est pourquoi on s'était efforcé jusqu'à ce jour d'employer des catalyseurs qui, pour un rendement en essence et en huile moyenne aussi élevé que possible, fournissaient un rendement minime en paraffines à poids moléculaire élevé et par conséquent demeurent actifs le plus longtemps possible.
Or on a trouvé que la réaction susindiquée, qui se produit dans la phase gazeuse, peut s'effectuer d'une manière très avantageuse en faisant passer sans arrêt pendant la réaction le catalyseur solide à travers la chambre de réaction et en le débarrassant totalement ou en partie de la paraffine à l'extérieur de la chambre de réaction pour le réintroduire ensuite dans celle-ci, le cas échéant après l'avoir complémentairement régénéré.
-
A la différence des tendances antérieures à obtenir des rendements en essence aussi élevés que possible, on a constaté qu'en opérant suivant la présente invention les catalyseurs qui sont particulièrements avantageux sont ceux qui donnent un rendement en paraffine aussi élevé que possible et qui de ce fait, suivant le procédé antérieur, paraissaient très médiocrement convenables à cause de la perte prématurée de leur efficacité et nécessitaient en conséquence une rapide interruption de l'opération. Comme catalyseurs de ce genre on envisagera en particulier les métaux du 8e groupe du système périodique, comme par exemple le fer ou le nickel alcalisé, le cas échéant en présence aussi d'autres métaux
<Desc/Clms Page number 3>
ou oxydes métalliques, en employant ou non des supports.
Des chambres de réaction qui conviennent pour le présent procédé sont les fours dits à plateaux, dans lesquels le catalyseur est acheminé en couche mince par des bras balayeurs sur des plaques ou plateaux superposés. Le catalyseur passe alors d'un plateau sur l'autre et traverse finalement la chambre de réaction tout entière. En vue d'éliminer la chaleur de réaction ces poteaux peuvent alors être parcourus par un agent réfrigérant, par exemple de l'huile. On introduit les gaz de réaction en un point convenable dans la chambre de réaction, par exemple à contresens du déplacement du catalyseur, et l'on évacue dans les appareils de condensation ou d'absorption appropriés les produits de réaction formés, afin de les séparer des gaz.
Comme chambre de réaction on peut aussi employer des fours à faisceau tubulaire, par exemple disposés obliquement, avec ou sans dispositif intérieur à vis sans fin. Grâce à la mince couche de catalyseur qui se forme dans les tubes au cours de la rotation du four on parvient d'une manière particulièrement facile à maintenir favorablement la température de réaction; il est particulièrement facile aussi de réaliser mécaniquement ce mode opératoire. En agissant sur l'angle de pente ou sur la vitesse de rotation on peut s'adapter dans une large mesure aux conditions optima. Pour éviter les dérangements mécaniques on peut par exemple employer des chaînes de fer ou d'autres dispositifs mécaniques d'ameublissement.
On peut aussi acheminer les catalyseurs à travers la chambre de réaction au moyen d'une bande mobile, celle-ci pouvant glisser le long d'un support inferieur réfrigéré.
On peut amener le catalyseur à la chambre de réaction par l'intermédiaire d'un dispositif de dosage ou d'éclu-
<Desc/Clms Page number 4>
sage, de préférence en le chauffant au préalable à l'aide des gaz perdus, etc.
L'évacuation du catalyseur présent dans le récipient de réaction peut s'effectuer d'une manière analogue à son introduction.
L'élimination de la paraffine formée sur le catalyseur peut s'effectuer dans le dispositif d'évacuation lui-même ou en dehors de lui, par exemple par extraction à l'aide de solvants appropriés.
On soumettra au besoin le catalyseur à une régénération spéciale et on le réintroduira dans la chambre de réaction le cas échéant avec adjonction de catalyseur neuf.
Les gaz de réaction, avec lesquels s'échappent les hydrocarbures volatils simultanément formés, seront amenés à l'installation de condensation ou d'absorption de préférence après qu'on aura utilisé leur chaleur pour réchauffer les gaz neufs.
La chaleur dont s'est chargé le réfrigérant amené à la chambre de réaction peut être utilisée pour produire de la vapeur ou d'autres formes d'énergie.
Le présent procédé ne convient pas seulement pour la préparation de paraffine dure ou molle de grande valeur, car on peut aussi l'appliquer avantageusement lorsqu'on emploie des catalyseurs particulièrement propres à la préparation de l'essence et de l'huile mais perdent rapidement leur activité primitivement bonne.
EXEMPLE.
(voir le dessin annexé)
Par le dispositif d'éclusage A on introduit le catalyseur B dans le récipient de réaction C. Dans ce dernier sont disposés au-dessus les uns des autres des plateaux
<Desc/Clms Page number 5>
creux D. On fait cheminer le catalyseur en mince couche sur les plateaux à l'aide des bras balayeurs F fixés sur l'arbre E et il passe de cette façon à travers la chambre de réaction. On règle la vitesse de cheminement de façon que la proportion de paraffines à poids moléculaire élevé augmente sur le catalyseur. Le catalyseur enrichi en paraffine sort du récipient de réaction dans le dispositif d'évacuation H.
Dans le récipient J qui lui fait suite il est débarrassé en totalité ou en partie, par extraction au moyen de solvants, de la¯ paraffine qui y adhère, après quoi il est amené par la,bis transporteuse K à l'élévateur à godets L et par suite réintroduit dans le récipient alimenteur A.
Lorsqu'on opère à contre-courant., les gaz de réaction arrivent dans l'appareil en M et le quittent en N.
A travers les plateaux évidés on fait passer un agent réfrigérant approprié provenant de 0 et auquel on affectera de préférence un circuit distinct. Dans l'échangeur de température P a lieu l'utilisation de la chaleur résiduelle de cet agent réfrigérant.
<Desc / Clms Page number 1>
Process for preparing paraffinic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen.
It is known to prepare paraffinic hydrocarbons from carbon monoxide and hydrogen by operating at high temperature, in the presence of catalysts and under normal pressure. Depending on the nature of the catalyst, a decrease in the activity of the latter then occurs sooner or later, attributable to the deposition on it of paraffinic hydrocarbons of high molecular weight, in particular solid. These catalysts are generally, according to the known process, permanently placed in thin tubes or
<Desc / Clms Page number 2>
fixed bags which are refrigerated externally in order to remove the heat of reaction. As the deposits of paraffin on the catalyst seriously hamper the passage of gases over time, overheating easily occurs and as a result of deterioration of the catalyst and of the efficiency.
For this reason, attempts have been made to date to employ catalysts which, for as high a gasoline and average oil yield as possible, provide a minimal yield of high molecular weight paraffins and therefore remain active. the longest time possible.
However, it has been found that the above-mentioned reaction, which takes place in the gas phase, can be carried out in a very advantageous manner by continuously passing the solid catalyst during the reaction through the reaction chamber and by completely removing it or part of the paraffin outside the reaction chamber in order to then reintroduce it into the latter, if necessary after having additionally regenerated it.
-
Unlike previous tendencies to obtain gasoline yields as high as possible, it has been found that by operating according to the present invention the catalysts which are particularly advantageous are those which give a paraffin yield as high as possible and which therefore made, according to the previous method, appeared very poorly suitable because of the premature loss of their effectiveness and consequently necessitated a rapid interruption of the operation. As catalysts of this type, the metals of the 8th group of the periodic system, such as for example iron or alkalized nickel, where appropriate in the presence also of other metals, will be considered.
<Desc / Clms Page number 3>
or metal oxides, with or without the use of supports.
Suitable reaction chambers for the present process are the so-called tray furnaces, in which the catalyst is conveyed in a thin layer by sweeping arms on superimposed plates or trays. The catalyst then passes from one tray to the other and finally passes through the entire reaction chamber. In order to eliminate the heat of reaction, these poles can then be traversed by a refrigerant, for example oil. The reaction gases are introduced at a suitable point in the reaction chamber, for example against the movement of the catalyst, and the reaction products formed are discharged into the appropriate condensation or absorption devices in order to separate them. gases.
As the reaction chamber, it is also possible to use tube bundle furnaces, for example arranged obliquely, with or without an internal worm screw device. Thanks to the thin layer of catalyst which forms in the tubes during the rotation of the furnace, it is particularly easy to maintain the reaction temperature favorably; it is also particularly easy to carry out this procedure mechanically. By acting on the slope angle or on the speed of rotation, it is possible to adapt to a large extent to optimum conditions. To avoid mechanical disturbances, for example, iron chains or other mechanical loosening devices can be used.
The catalysts can also be conveyed through the reaction chamber by means of a movable belt, the latter being able to slide along a refrigerated lower support.
The catalyst can be supplied to the reaction chamber by means of a metering or slurry device.
<Desc / Clms Page number 4>
wise, preferably by heating it beforehand using waste gases, etc.
The evacuation of the catalyst present in the reaction vessel can be carried out in a manner analogous to its introduction.
The removal of the paraffin formed on the catalyst can take place in the discharge device itself or outside it, for example by extraction with the aid of suitable solvents.
If necessary, the catalyst will be subjected to a special regeneration and it will be reintroduced into the reaction chamber if necessary with the addition of new catalyst.
The reaction gases, with which the volatile hydrocarbons formed simultaneously escape, will be brought to the condensation or absorption plant, preferably after their heat has been used to reheat the new gases.
The heat charged to the refrigerant supplied to the reaction chamber can be used to generate steam or other forms of energy.
The present process is not only suitable for the preparation of hard or soft paraffin of great value, because it can also be applied to advantage when using catalysts particularly suitable for the preparation of gasoline and oil but lose quickly. their originally good activity.
EXAMPLE.
(see attached drawing)
Catalyst B is introduced through the locking device A into the reaction vessel C. In the latter are arranged above each other trays.
<Desc / Clms Page number 5>
hollow D. The catalyst is made to travel in a thin layer on the plates using the sweeping arms F fixed on the shaft E and it passes in this way through the reaction chamber. The flow rate is adjusted so that the proportion of high molecular weight paraffins increases on the catalyst. The paraffin-enriched catalyst exits the reaction vessel into the discharge device H.
In the receptacle J which follows it, it is completely or partially freed, by extraction with solvents, of the paraffin which adheres to it, after which it is brought by the conveyor bis K to the bucket elevator L and consequently reintroduced into the feeding container A.
When operating against the current, the reaction gases arrive in the apparatus in M and leave it in N.
A suitable coolant from 0 is passed through the hollowed-out trays, to which a separate circuit will preferably be assigned. In the temperature exchanger P, the residual heat of this coolant is used.