FR2607804A1 - Procede de conversion du methane en hydrocarbures superieurs - Google Patents
Procede de conversion du methane en hydrocarbures superieurs Download PDFInfo
- Publication number
- FR2607804A1 FR2607804A1 FR8617259A FR8617259A FR2607804A1 FR 2607804 A1 FR2607804 A1 FR 2607804A1 FR 8617259 A FR8617259 A FR 8617259A FR 8617259 A FR8617259 A FR 8617259A FR 2607804 A1 FR2607804 A1 FR 2607804A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sep
- methane
- process according
- inorganic
- monolith
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/76—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
- C07C2/82—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen oxidative coupling
- C07C2/84—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen oxidative coupling catalytic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2523/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
- C07C2523/02—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
- C07C2523/04—Alkali metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE DE CONVERSION DU METHANE EN HYDROCARBURES SUPERIEURS. IL EST CARACTERISE PAR L'EMPLOI D'UN CATALYSEUR CONSTITUE PAR AU MOINS UN COMPOSE INORGANIQUE DE METAL A L'ETAT FONDU, CE COMPOSE ETANT DE PREFERENCE UN HYDROXYDE DE METAL ALCALIN TEL QU'UN HYDROXYDE DE LITHIUM, DE SODIUM, DE POTASSIUM, DE RUBIDIUM OU DE CESIUM, OU UN MELANGE EUTECTIQUE D'HALOGENURES ALCALINS DEPOSE SUR UN SUPPORT OXYDE REFRACTAIRE TEL QU'UN MONOLITHE.
Description
La présente invention concerne un procédé de conversion oxydante du méthane ou du gaz naturel en hydrocarbures supérieurs, caractérisé en ce que l'on fait passer à température élevée un mélange de méthane et d'oxygène au contact d'un catalyseur constitué d'au moins un composé métallique ou un sel à l'état fondu déposé à l'intérieur des pores d'un support inorganique ou des canaux de monolithes constitués de matériaux réfractaires.
Le gaz naturel est une matière première fossile abondante constituée essentiellement de méthane, dont les réserves prouvées actuellement, de l'ordre de 1014 n représentent environ 50 années de consommation mondiale. Les gisements de gaz se trouvent souvent très éloignés des lieux de consommation, ce qui nécessite un transport coûteux par réseaux de canalisations ou par navires méthaniers dans lesquels le gaz naturel est transporté sou forme de gaz liquéfié à -1620C,
La transformation du méthane en homologues hydrocarbonés supérieurs liquides sur le site de production serait donc infiniment avantageuse.
La transformation du méthane en homologues hydrocarbonés supérieurs liquides sur le site de production serait donc infiniment avantageuse.
Elle se heurte toutefois au problème de l'inertie chimique considérable du méthane et à la thermodynamique peu favorable de sa transformation.
La plupart des méthodes de transformation du gaz naturel passent par sa conversion en gaz de synthèse (C0 + H2), laquelle représente une réaction très endothermique grosse consommatrice d'énergie. Le gaz de synthèse est généralement converti en méthanol, lequel est ensuite déshydraté en éther diméthylique qui est lui-même converti en hydrocarbures aromatiques sur Zeolite ZSM5.
La transformation directe du méthane en éthylène serait un objectif hautement désirable, l'éthylène pouvant servir de matière première pour de nombreuses synthèses de produits importants.
<tb> <SEP> 02.
<tb>
<tb>
<SEP> 2
<tb> 4 <SEP> ) <SEP> CH3-CH3 <SEP> + <SEP> CH2 <SEP> + <SEP> CH2 <SEP> + <SEP> c <SEP> hydrocarbures <SEP> + <SEP> C02 <SEP> + <SEP> CG <SEP> +H <SEP> O
<tb> <SEP> 2
<tb> et peut s'effectuer, selon la nature du catalyseur utilisé, en mode simultané (balayage du catalyseur par un mélange CH4 + 02) ou séquentiel (oxydation du méthane en hydrocarbures supérieurs par le catalyseur, suivie de la réoxydation du catalyseur par l'oxygène de l'air), - Keller et Bhasin (J. Catalysis 1982, 73, 9) ont montré que les
oxydes de plomb, d'étain, de bismuth, de tellure et de cadmium
déposés sur alumine catalysent le couplage du méthane en mélange
éthylène-éthane à 7500C et pression atmosphérique en mode séquen
tiel. La conversion du méthane est très faible (2 %) et la
sélectivité en C2 + est de l'ordre de 50-55 %.
<tb> 4 <SEP> ) <SEP> CH3-CH3 <SEP> + <SEP> CH2 <SEP> + <SEP> CH2 <SEP> + <SEP> c <SEP> hydrocarbures <SEP> + <SEP> C02 <SEP> + <SEP> CG <SEP> +H <SEP> O
<tb> <SEP> 2
<tb> et peut s'effectuer, selon la nature du catalyseur utilisé, en mode simultané (balayage du catalyseur par un mélange CH4 + 02) ou séquentiel (oxydation du méthane en hydrocarbures supérieurs par le catalyseur, suivie de la réoxydation du catalyseur par l'oxygène de l'air), - Keller et Bhasin (J. Catalysis 1982, 73, 9) ont montré que les
oxydes de plomb, d'étain, de bismuth, de tellure et de cadmium
déposés sur alumine catalysent le couplage du méthane en mélange
éthylène-éthane à 7500C et pression atmosphérique en mode séquen
tiel. La conversion du méthane est très faible (2 %) et la
sélectivité en C2 + est de l'ordre de 50-55 %.
- Hinsen et Baerns (Chem. Zeitung, 1983, 107, 223) ont réalisé le
couplage oxydant du méthane en mode simultané ou séquentiel en
utilisant des catalyseurs à base d'oxyde de plomb sur silice ou
alumine. La sélectivité en C2 + est de 50-55 %. Le catalyseur se
désactive rapidement à cause de la perte de PbO du catalyseur.
couplage oxydant du méthane en mode simultané ou séquentiel en
utilisant des catalyseurs à base d'oxyde de plomb sur silice ou
alumine. La sélectivité en C2 + est de 50-55 %. Le catalyseur se
désactive rapidement à cause de la perte de PbO du catalyseur.
- Otsuka et collaborateurs (Chem. Letters, 1985, 449) ont utilisé une
série d'oxydes de terres rares parmi lesquels l'oxyde de samarium
est le plus sélectif.
série d'oxydes de terres rares parmi lesquels l'oxyde de samarium
est le plus sélectif.
- La société Arco a revendiqué dans un grand nombre de brevets
(US 4 499 323, 4 499 324, 4 489 215, 4 495 374, 4 443 648,4 443 645,
4 444 984, 4 443 649, 4 443 647, 4 443 646, 4 523 050, 4 523 049)
l'utilisation d'oxydes métalliques aussi divers que Pr6011, CeO2,
Ru02, BaO-MnO2/SiO2, GeO2, In203, Mnb04, PbO, Bi203, MnSiO3 pour le
couplage oxydant du méthane à 700-8000C.
(US 4 499 323, 4 499 324, 4 489 215, 4 495 374, 4 443 648,4 443 645,
4 444 984, 4 443 649, 4 443 647, 4 443 646, 4 523 050, 4 523 049)
l'utilisation d'oxydes métalliques aussi divers que Pr6011, CeO2,
Ru02, BaO-MnO2/SiO2, GeO2, In203, Mnb04, PbO, Bi203, MnSiO3 pour le
couplage oxydant du méthane à 700-8000C.
- Lunsford et collaborateurs (J. Am. Chem. Soc., 1985, 107, 58) ont
montré que l'oxyde (ou le carbonate) de lithium déposé sur magnésie
catalyse de manière efficace le couplage oxydant du méthane en
mélange éthylène-éthane à 700-750 C et pression atmosphérique. La sélectivité obtenue en C2 + est de 50 % environ pour une conversion
de CH4 de 30 à 40 % avec des temps de contact élevés.
montré que l'oxyde (ou le carbonate) de lithium déposé sur magnésie
catalyse de manière efficace le couplage oxydant du méthane en
mélange éthylène-éthane à 700-750 C et pression atmosphérique. La sélectivité obtenue en C2 + est de 50 % environ pour une conversion
de CH4 de 30 à 40 % avec des temps de contact élevés.
Un des inconvénients de l'utilisation des catalyseurs sus-désignés tient à leur manque de stabilité dû à des problèmes de frittage ou de volatilité des constituants du catalyseur à la température élevée à laquelle est effectuée la réaction. D'autre part, l'évacuation des calories dégagées par la réaction de couplage (80 à 120 kJ/mole de CH4 converti) est difficile et entraîne une surchauffe du catalyseur conduisant à la formation de quantités de CO et de C02 croissantes.
L'utilisation de composés inorganiques de métaux fondus comme catalyseurs de couplage oxydant du méthane permet d'obtenir une activité et une sélectivité de la réaction très accrues par rapport à celle des catalyseurs solides.
L'utilisation des composés fondus définis ci-dessus permet en outre d'assurer un contrôle aisé de la température de réaction et d'éliminer facilement les calories dégagées par la réaction de couplage.
D'autre part, les phénomènes d'empoisonnement des catalyseurs par le )coke formé comme sous-produit de la réaction de couplage, apparaissent beaucoup moins génants dans le cas de catalyseurs à l'état fondu.
L'empoisonnement par le coke (rencontré par exemple dans les procédés de réformage ou de craquage catalytique d'hydrocarbures) nécessite la régénération du catalyseur par brûlage dans un appareillage complexe.
Dans ce cas des catalyseurs fondus, le coke éventuellement formé se sépare naturellement du milieu réactionnel et peut donc s'éliminer facilement.
L'utilisation de milieu sels fondus pour la conversion du méthane à température élevée présente cependant des inconvénients a) Les sels fondus constituent des milieux très corrosifs qui, à température élevée et en atmosphère oxydante, s'attaquent aux parois des réacteurs. D'autre part, les sels fondus ont tendance à se solidifier dans les parties froides du réacteur, entrainant des phénomènes de bouchage des canalisations.
b) Compte-tenu de la très faible solubilité des réactifs gazeux en milieu sel fondu, la surface de contact gaz-liquide est souvent très faible, ce qui diminue l'efficacité de la réaction.
On a maintenant découvert que l'on pouvait grandement améliorer la conversion du méthane et orienter la réaction de couplage vers la production d'hydrocarbures aromatiques en déposant le sel fondu à l'intérieur des pores d'un support solide inorganique ou des canaux de monolithes constitués de matériaux réfractaires. La mise sur support du sel fondu a pour effet d'augmenter considérablement la surface de contact entre les subtrats gazeux et le catalyseur fondu, et donc de pouvoir obtenir une conversion plus importante pour une vitesse horaire spatiale des réactifs plus élevée.
Comme supports inorganiques appropriés selon l'invention, on peut citer comme exemples, l'alumine, la silice, les silice-alumines, les zeolites, la magnésie, la thorine, l'oxyde de titane, l'oxyde de bismuth, l'oxyde d'antimoine, les oxydes de métaux de terre rare, ou toute combinaison de ces oxydes.
On peut également déposer les composés inorganiques fondus à l'intérieur des canaux de supports monolithes constitués de matériaux réfractaires tels que l'alumine, la cordiérite, la thorine, le nitrure de silicium, le carbure de silicium, la mullite, etc...
Par monolithe, on entend une structure céramique rigide comprenant une pluralité de canaux sensiblement parallèles les uns aux autres ; selon l'invention tous les canaux sont utilisés pour effectuer la réaction, ou bien certains d'entre eux seulement sont utilisés pour effectuer la réaction et les autres pour faire passer un fluide de chauffage ou de refroidissement.
Le dépôt des sels fondus sur le support approprié peut s'effectuer simplement par immersion du solide dans un bain de sels ou autres composés inorganiques fondus. On peut également immerger le support solide dans une solution aqueuse de ces sels, et éliminer l'eau par évaporation.
Le composé inorganique de métal fondu est de préférence constitué par un ou plusieurs sels, oxydes ou hydroxydes de métaux appartenant aux groupes Ia (alcalins : Li, Na, K, Rb, Cs,) IIa (alcalino-terreux : Mg,
Ca, Sr, Ba), IIIa (lanthanides), IIb (Zn, Cd), IIIb (Al, Ga, In, Tl),
IVb (Sn, Pb) et Vb (Sb, Bi). Ces composés répondent le plus souvent à la formule MXn dans laquelle M représente le métal sus-désigné, n est un nombre entier de 1 à 4, et X un anion choisi de préférence parmi les ions chlorures, bromures, iodures, hydroxydes, carbonate ou oxydes. Lorsque n est supérieur à 1, les symboles X peuvent être de nature identique ou différente. On préfère les sels de métaux alcalins ou alcalino-terreux.
Ca, Sr, Ba), IIIa (lanthanides), IIb (Zn, Cd), IIIb (Al, Ga, In, Tl),
IVb (Sn, Pb) et Vb (Sb, Bi). Ces composés répondent le plus souvent à la formule MXn dans laquelle M représente le métal sus-désigné, n est un nombre entier de 1 à 4, et X un anion choisi de préférence parmi les ions chlorures, bromures, iodures, hydroxydes, carbonate ou oxydes. Lorsque n est supérieur à 1, les symboles X peuvent être de nature identique ou différente. On préfère les sels de métaux alcalins ou alcalino-terreux.
Le tableau 1 donne une liste non exhaustive des composés utilisables comme catalyseur dans la présente invention, ainsi que leur point de fusion et leur point d'ébullition.
<tb>
COMPOSE <SEP> FORMULE <SEP> T <SEP> FUSION <SEP> T <SEP> EBULLITION
<tb> C <SEP> C
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> lithium <SEP> LiOH <SEP> 450 <SEP> 925
<tb> J <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> lithium <SEP> J <SEP> LiCl <SEP> 1 <SEP> 650 <SEP> 1 <SEP> 1325 <SEP> | <SEP>
<tb> J <SEP> Bromure <SEP> de <SEP> lithium <SEP> J <SEP> LiBr <SEP> 1 <SEP> 550 <SEP> 1 <SEP> 1265 <SEP> | <SEP>
<tb> Iodure <SEP> de <SEP> lithium <SEP> LiI <SEP> 450 <SEP> 1180
<tb> J <SEP> Hydroxyde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> | <SEP> NaOH <SEP> 1 <SEP> 318 <SEP> 1 <SEP> 1390 <SEP> | <SEP>
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> | <SEP> NaI <SEP> 1 <SEP> 660 <SEP> 1 <SEP> 1304
<tb> hydroxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> KOH <SEP> 360 <SEP> 1324
<tb> I <SEP> Hydroxyde <SEP> de <SEP> cesium <SEP> i <SEP> CsOH <SEP> | <SEP> 272 <SEP> | <SEP> - <SEP> I
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> de <SEP> cesium <SEP> J <SEP> CsI <SEP> 1 <SEP> 626 <SEP> 1 <SEP> 1280 <SEP> | <SEP>
<tb> J <SEP> Hydroxyde <SEP> de <SEP> rubidium <SEP> J <SEP> RbOH <SEP> t <SEP> 301 <SEP> j <SEP> - <SEP> I
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> magnesium <SEP> MgCO3 <SEP> 350 <SEP> 900
<tb> Iodure <SEP> de <SEP> thallium <SEP> TlI <SEP> 440 <SEP> 823
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> de <SEP> zinc <SEP> J <SEP> ZnI2 <SEP> 1 <SEP> 446 <SEP> 1 <SEP> 624 <SEP> | <SEP>
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> de <SEP> cadmium <SEP> | <SEP> CdI2 <SEP> 1 <SEP> 387 <SEP> 1 <SEP> 796 <SEP> | <SEP>
<tb> Iodure <SEP> de <SEP> plomb <SEP> PbI2 <SEP> 402 <SEP> 954
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> d'étain <SEP> J <SEP> SnI2 <SEP> 1 <SEP> 320 <SEP> t <SEP> 717 <SEP> | <SEP>
<tb>
On peut également utiliser des mélanges entectiques de composés métalliques ayant un point de fusion inférieur à celui de chacun des constituants, par exemple ceux donnés dans la liste non exhaustive suivante : les chiffres entre parenthèses représentent les pourcentages molaires de chacun des constituants, et TF la température de fusion du mélange entectique.
<tb> C <SEP> C
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> lithium <SEP> LiOH <SEP> 450 <SEP> 925
<tb> J <SEP> Chlorure <SEP> de <SEP> lithium <SEP> J <SEP> LiCl <SEP> 1 <SEP> 650 <SEP> 1 <SEP> 1325 <SEP> | <SEP>
<tb> J <SEP> Bromure <SEP> de <SEP> lithium <SEP> J <SEP> LiBr <SEP> 1 <SEP> 550 <SEP> 1 <SEP> 1265 <SEP> | <SEP>
<tb> Iodure <SEP> de <SEP> lithium <SEP> LiI <SEP> 450 <SEP> 1180
<tb> J <SEP> Hydroxyde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> | <SEP> NaOH <SEP> 1 <SEP> 318 <SEP> 1 <SEP> 1390 <SEP> | <SEP>
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> | <SEP> NaI <SEP> 1 <SEP> 660 <SEP> 1 <SEP> 1304
<tb> hydroxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> KOH <SEP> 360 <SEP> 1324
<tb> I <SEP> Hydroxyde <SEP> de <SEP> cesium <SEP> i <SEP> CsOH <SEP> | <SEP> 272 <SEP> | <SEP> - <SEP> I
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> de <SEP> cesium <SEP> J <SEP> CsI <SEP> 1 <SEP> 626 <SEP> 1 <SEP> 1280 <SEP> | <SEP>
<tb> J <SEP> Hydroxyde <SEP> de <SEP> rubidium <SEP> J <SEP> RbOH <SEP> t <SEP> 301 <SEP> j <SEP> - <SEP> I
<tb> Carbonate <SEP> de <SEP> magnesium <SEP> MgCO3 <SEP> 350 <SEP> 900
<tb> Iodure <SEP> de <SEP> thallium <SEP> TlI <SEP> 440 <SEP> 823
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> de <SEP> zinc <SEP> J <SEP> ZnI2 <SEP> 1 <SEP> 446 <SEP> 1 <SEP> 624 <SEP> | <SEP>
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> de <SEP> cadmium <SEP> | <SEP> CdI2 <SEP> 1 <SEP> 387 <SEP> 1 <SEP> 796 <SEP> | <SEP>
<tb> Iodure <SEP> de <SEP> plomb <SEP> PbI2 <SEP> 402 <SEP> 954
<tb> J <SEP> Iodure <SEP> d'étain <SEP> J <SEP> SnI2 <SEP> 1 <SEP> 320 <SEP> t <SEP> 717 <SEP> | <SEP>
<tb>
On peut également utiliser des mélanges entectiques de composés métalliques ayant un point de fusion inférieur à celui de chacun des constituants, par exemple ceux donnés dans la liste non exhaustive suivante : les chiffres entre parenthèses représentent les pourcentages molaires de chacun des constituants, et TF la température de fusion du mélange entectique.
KC1 (42) - Licol (58) TF = 3480C
KBr (60) - LiBr (40) TF = 3180C
LiBr (55) - LiOH(45) TF = 2750C
NaBr (78) - NaOH (22) TF = 26G0C
CsBr (48,5) - LiBr (51,5) TF = 2300C
KBr (25) - KOH (75) TF = 300 C
CdBr2 (54) - KBr (46) TF = 3380C
CdBr2 (46) - NaBr (54) TF = 670C
NaCl (51) - SmC13 (49) TF = 3900C
MgBr2 (59) - NaBr (41) TF = 4310C
BaBr2 (25) - LiBr (75) TF = 4830C
CaBr2 (60) - NaBr (40) TF = 5120C MgCl2 (44) - NaCl (56) TF = 4420C
NaBr (25) - TlBr (75) TF = 4520C
LiBr (59) - RbBr (41) TF = 2590C
CsBr (37,5) - LiBr (62,5) TF = 2620C
LiBr (45) - LiCl (31) - LIF (22) TF = 4300C
La proportion de sels fondus ou de mélange entectique de sels par rapport au support ou monolithe est comprise entre 0,1 et 200 % poids, de préférence entre 10 et 100 % poids.
KBr (60) - LiBr (40) TF = 3180C
LiBr (55) - LiOH(45) TF = 2750C
NaBr (78) - NaOH (22) TF = 26G0C
CsBr (48,5) - LiBr (51,5) TF = 2300C
KBr (25) - KOH (75) TF = 300 C
CdBr2 (54) - KBr (46) TF = 3380C
CdBr2 (46) - NaBr (54) TF = 670C
NaCl (51) - SmC13 (49) TF = 3900C
MgBr2 (59) - NaBr (41) TF = 4310C
BaBr2 (25) - LiBr (75) TF = 4830C
CaBr2 (60) - NaBr (40) TF = 5120C MgCl2 (44) - NaCl (56) TF = 4420C
NaBr (25) - TlBr (75) TF = 4520C
LiBr (59) - RbBr (41) TF = 2590C
CsBr (37,5) - LiBr (62,5) TF = 2620C
LiBr (45) - LiCl (31) - LIF (22) TF = 4300C
La proportion de sels fondus ou de mélange entectique de sels par rapport au support ou monolithe est comprise entre 0,1 et 200 % poids, de préférence entre 10 et 100 % poids.
La réaction selon l'invention procède par passage d'un mélange méthane (ou gaz naturel) - oxygène à travers le catalyseur à l'état fondu déposé sur support. Pour des raisons de sécurité, on préfère opérer avec des teneurs en oxygène dans le méthane inférieures à 10 % en mole, par exemple 1-10 % en mole. Toutefois, on peut dépasser cette teneur de 10 %, et donc augmenter la conversion de la réaction, en opérant en présence d'un gaz inerte tel que l'azote, et donc utiliser l'oxygène contenu dans l'air.
La température de réaction est généralement élevée, comprise entre 300 et 1000 C, de préférence entre 500 et 9G00C.
La pression totale dans le réacteur peut être par exemple de 1 à 100 bars, et notamment de 1 à 5 bars. Le temps de contact est, de préférence, de 10 sec à 10 sec.
EXEMPLE N01
On trempe pendant 10 minutes un cylindre de monolithe constitué de cordierite (dimensions : longueur = 64 mm - diamètre = 14 mm-poids = 4,15 g) dans un bain d'un mélange eutectique de bromure de lithium (40 % molaire) et de bromure de potassium (60 % molaire) porté à la température de 3180C. On sort le monolithe du bain de sel fondu et on envoie un courant d'air à travers les canaux afin d'éliminer le sel fondu en excès qui obstrue les canaux.
On trempe pendant 10 minutes un cylindre de monolithe constitué de cordierite (dimensions : longueur = 64 mm - diamètre = 14 mm-poids = 4,15 g) dans un bain d'un mélange eutectique de bromure de lithium (40 % molaire) et de bromure de potassium (60 % molaire) porté à la température de 3180C. On sort le monolithe du bain de sel fondu et on envoie un courant d'air à travers les canaux afin d'éliminer le sel fondu en excès qui obstrue les canaux.
La quantité de sel fondu déposée sur le monolithe et de 3,77 g, ce qui représente le dépôt d'une couche d'environ 50 microns dans les canaux.
Le monolithe imprégné est alors introduit dans un réacteur tubulaire en alumine de 600 mm de long, de 15 mm de diamètre intérieur et de 25 mm de diamètre extérieur.
Le réacteur est alors introduit dans un four tubulaire horizontal, puis porté à la température de 7500C. On fait passer alors un mélange gazeux de méthane et d'oxygène avec des débits respectifs de 50 ml/minute et 5 ml/minute.
L'analyse chromatographique du mélange à la sortie révèle que 7,5 % du méthane est converti. On forme de l'éthylène avec une sélectivité molaire (s.m) de 49 %, de l'éthane (s.m = 8 %), des hydrocarbures
C3-C5 (s.m = 3 %), du benzène (s.m = 14 %), du CG2 (s.m = 14 %) et du CO (s.m = 12 %), ainsi que de l'hydrogène. La conversion du méthane et les sélectivités en produits C2 restent relativement constantes pendant 8 heures de marche.
C3-C5 (s.m = 3 %), du benzène (s.m = 14 %), du CG2 (s.m = 14 %) et du CO (s.m = 12 %), ainsi que de l'hydrogène. La conversion du méthane et les sélectivités en produits C2 restent relativement constantes pendant 8 heures de marche.
EXEMPLE N02
On prépare un catalyseur comme dans l'exemple 1 en trempant un monolithe de cordierite de mêmes dimensions dans un bain de sel fondu constitué d'un mélange eutectique LiBr (59 % mol) - RbBr (41 % mol).
On prépare un catalyseur comme dans l'exemple 1 en trempant un monolithe de cordierite de mêmes dimensions dans un bain de sel fondu constitué d'un mélange eutectique LiBr (59 % mol) - RbBr (41 % mol).
On dépose ainsi 5,4 g de sel fondu dans les canaux de 4,2 g de cordierite.
Le catalyseur est alors introduit dans le réacteur tubulaire, puis porté à la température de 6300C. On fait passer alors un mélange de méthane (50 ml/min) et d'oxygène (5 ml/min) à travers le monolithe imprégné.
L'analyse des effluents gazeux à la sortie montre que l'on convertit 7,2 % de méthane et qu'il se forme de l'éthylène (s.m = 52 %), de l'éthane (s.m = 10 %), des hydrocarbures C3-C5 (s.m = 4 %), du benzène (s.m = 18 %), du C02 (s.m = 12 %) et du CO (s.m = 4 %) ainsi que de l'hydrogène.
EXEMPLE N03
On procède comme dans l'exemple 1 en imprégnant un monolithe dans un bain de sel fondu constitué d'un mélange eutectique LiBr (62,5 % mol) - CsBr (37,5 % mol) porté à 2620C. On dépose ainsi 4,8 g de mélange eutectique sur 4,28 g de monolithe.
On procède comme dans l'exemple 1 en imprégnant un monolithe dans un bain de sel fondu constitué d'un mélange eutectique LiBr (62,5 % mol) - CsBr (37,5 % mol) porté à 2620C. On dépose ainsi 4,8 g de mélange eutectique sur 4,28 g de monolithe.
Le catalyseur est introduit dans le réacteur tubulaire, puis porté à 62G0C. On fait alors passer un mélange de méthane (50 ml/min) et d'oxygène (5 ml/min) au travers du monolithe imprégné.
L'analyse des effluents gazeux montre que l'on convertit 5,8% du méthane et qu'il se forme de l'éthylène (s.m = 48%), de l'éthane (s.m = 14%), des hydrocarbures C3-C5 (3%), du benzène (6%), du CO2 (12%) et du CO (10%), ainsi que de l'hydrogène.
EXEMPLE N04
On procède comme dans l'exemple 1 en imprégnant un monolithe de cordierite dans un bain de sel fondu constitué d'un mélange eutectique
LiBr (47 % mol) LiCl (31 % mol) - LiF (22 % mol) porté à la température de 4300C. On dépose ainsi 6,6 g de sel fondu sur 4,2 g de monolithe.
On procède comme dans l'exemple 1 en imprégnant un monolithe de cordierite dans un bain de sel fondu constitué d'un mélange eutectique
LiBr (47 % mol) LiCl (31 % mol) - LiF (22 % mol) porté à la température de 4300C. On dépose ainsi 6,6 g de sel fondu sur 4,2 g de monolithe.
Le catalyseur est introduit dans le réacteur tubulaire, puis porté à 6700C. On fait alors passer un mélange de méthane (50 ml/min) et d'oxygène (5 ml/m) au travers du monolithe.
L'analyse des effluents gazeux montre que l'on convertit 5,8 / du méthane et qu'il se forme de l'éthylène (s.m = 48 %), de l'éthane (8 %), des hydrocarbures C -C (5,5 %), du benzène (6 %), du C02 (6 %) et du CO (24 %), ainsi que de l'hydrogène.
Claims (10)
1 - Procédé de conversion du méthane en hydrocarbures supérieurs
caractérisé en ce que l'on fait passer un gaz renfermant du
méthane et de l'oxygène au contact d'un catalyseur constitué par
au moins un composé inorganique de métal à l'état fondu disposé
dans les pores d'un support solide inorganique ou dans les canaux
d'un monolithe de matériau réfractaire.
2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel le composé
inorganique est un sel de métal, un oxyde de métal ou un hydroxyde
de métal ou un mélange de plusieurs de ces composés.
3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le métal du
composé est choisi parmi les métaux des groupes la, IIa, IIIa,
IIb, IVb et Vb.
4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le
composé inorganique est l'hydroxyde de lithium, l'hydroxyde de
sodium ou l'hydroxyde de potassium.
5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le
composé inorganique est un eutectique d'un mélange de sels.
6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel le
rapport molaire oxygène/méthane est de 1 à 10 %.
7 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la
température est de 300 à 1000 C et la pression de 1 à 100 bars.
8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la
température est de 500 à 8000C.
9 - Procédé selon l'une des rev. 1 à 8, dans lequel la proportion de
composé inorganique par rapport au support ou au monolithe est de
0,1 à 200 % en poids.
10 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le
temps de contact est de 10 sec. à 10 sec.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8617259A FR2607804B1 (fr) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Procede de conversion du methane en hydrocarbures superieurs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8617259A FR2607804B1 (fr) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Procede de conversion du methane en hydrocarbures superieurs |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2607804A1 true FR2607804A1 (fr) | 1988-06-10 |
FR2607804B1 FR2607804B1 (fr) | 1989-03-24 |
Family
ID=9341739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8617259A Expired FR2607804B1 (fr) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | Procede de conversion du methane en hydrocarbures superieurs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FR (1) | FR2607804B1 (fr) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3503664A1 (de) * | 1985-02-04 | 1986-08-07 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Verfahren zur herstellung von ethylen-ethan-gemischen |
-
1986
- 1986-12-08 FR FR8617259A patent/FR2607804B1/fr not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3503664A1 (de) * | 1985-02-04 | 1986-08-07 | Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal | Verfahren zur herstellung von ethylen-ethan-gemischen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2607804B1 (fr) | 1989-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0336823B1 (fr) | Procédé de production d'olefines à partir du gaz naturel | |
JP7407129B2 (ja) | 溶融塩による化学物質および電力への天然ガスの変換 | |
EP0516507A1 (fr) | Procédé de production d'hydrocarbures liquides à partir du gaz naturel, en présence d'un catalyseur à base de zéolithe et de gallium | |
KR101740419B1 (ko) | 천연 가스를 액체 탄화수소로 변환시키는 연속 공정 | |
US4665261A (en) | Hydrocarbon conversion process using a molten salt | |
US8912381B2 (en) | Process for the oxidative coupling of methane | |
FR2641531A1 (fr) | Procede de production d'olefines a partir du gaz naturel | |
JPH04501873A (ja) | 酸化結合用の銀含有触媒 | |
EP0227750A1 (fr) | Procede et catalyseur pour la conversion du methane | |
WO1991004237A1 (fr) | Catalyseurs de basse temperature pour procedes de couplage par oxydation | |
EP0652197A1 (fr) | Procédé de production d'au moins un alkyl tertiobutyl éther à partir du gaz naturel | |
FR2937566A1 (fr) | Catalyseur d'hydrogenation, notamment de sulfure de carbone | |
US5026945A (en) | Perovskite catalysts for oxidative coupling | |
US4704496A (en) | Process for converting light hydrocarbons to more readily transportable materials | |
FR2607804A1 (fr) | Procede de conversion du methane en hydrocarbures superieurs | |
US4769507A (en) | Process for making higher hydrocarbons from methane | |
Minachev et al. | Oxidative Condensation of Methane—a New Pathway to the Synthesis of Ethane, Ethylene, and Other Hydrocarbons | |
FR2720063A1 (fr) | Catalyseur à base d'hétéropolyacide et son utilisation pour la préparation d'acide acétique par oxydation ménagée de l'éthane. | |
EP0283379B1 (fr) | Procédé de conversion du méthane en hydrocarbures supérieurs | |
EP0516506B1 (fr) | Procédé catalytique de production d'hydrocarbures liquides à partir du gaz naturel | |
JP3837482B2 (ja) | 水素製造用触媒及びそれを用いた水素の製造方法 | |
FR2688000A1 (fr) | Procede de deshydrogenation d'hydrocarbures aliphatiques satures en hydrocarbures olefiniques. | |
JP4174589B2 (ja) | 水素製造用触媒及びそれを用いた水素の製造方法 | |
RU2778109C2 (ru) | Способ получения пропилена из пропана под действием сверхкритического CO2 | |
FR2499552A1 (fr) | Procede de synthese catalytique d'hydrocarbures, et en particulier de methane, a partir d'hydrogene et de monoxyde de carbone |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |