Brevet FR2169961A1 — publié le 19730914

L'invention concerne le reformage catalytique à vapeur des hydrocarbures par action de vapeur d'eau ou de vapeur d'eau et d'anhydride carbonique, sur un catalyseur solide. Cette réac tion est endothermique et elle demande une alimentation en va peur. Les procédés de reformage connus consistent à chauffer le volume de réaction contenant le catalyseur avec des gaz de com bustion, à travers la paroi séparant ce volume de l'espace par le quel s'écoulent les gaz chauffants. Dans les dispositifs de reformage connus le volume de réac tion est constitué, soit par l'intérieur d'un ensemble de tuyaux, chauffés de l'extérieur par des gaz chauds, soit par l'espace se trouvant en dehors de ces tuyaux. Dans ce dernier le chauffage s'effectue par les gaz chauffés circulant à l'intérieur des tu yaux. le volume de réaction de ces dispositifs est rempli de ca talyseur, par exemple sous forme de granulés, boulettes etc.. Le mélange réactif de gaz se réchauffe au contact de la paroi du tuyau, et renvoie la chaleur au catalyseur, sur la surface duquel s'effectue la réaction endothermique. Il résulte de ce sytème d'alimentation en chaleur à partir de la paroi au catalyseur, que la température moyenne de la sur face du catalyseur qui est considérée comme température de réaction, est inférieur à la température de la paroi. Il a été calculé que l'on observe une différence sensible entre la température du catalyseur et celle du tuyau sur la face située vers l'intérieur du volume de réaction0 La grande différence de température entre le catalyseur et la paroi du tuyau limite la température de réaction, et constitue un défaut des procédés de reformage connus0 Au contraire, le maintien de cette température à un niveau élevé favorise une augmentation sensible du rendement de la réaction.Cependant, du fait du phénomène décrit ci-dessus la température de réaction doit être sensiblement inférieure à la température de la paroi. La température de la paroi est elle-meme limitée à une certaine valeur infranchissable, au-dessus de laquelle la résistance de la matière de la paroi est insuffisante. Le but de l'invention est de procéder au reformage à une température sensiblement égale à la température de la paroi transférant la chaleur. Selon l'invention ce but est atteint par la modification du système de transmission de chaleur à partir de la surface de la paroi en contact avec le milieu chauffant du catalyseur, en remplaçant la transmission de chaleur, par convection dans le gaz réactif par la conduction à travers des corps solides. Dans ce but comme catalyseur on utilise la paroi séparant le milieu chauffant du volume de réaction. Cette paroi possède des propriétés de catalyseur du coté situé vers le volume de réaction. Pour celà, elle est formée de deux couches, l'une constituée par des matières résistant à,l'effet de pression et l'autre constituée par une fine couche de catalyseur appliauée sur la première; Cette dernière couche peut âtre constituée de divers catalyseurs appropriés à la réaction envisagée. le dispositif selon l'invention possède un ensemble de tuyaux semblable à celui des dispositifs connus, mais différents en ce que les parois des tuyaux possèdent des propriétés de catalyseurs et que ; par conséquent l'espace à l'intérieur ou à l-'ex- térieur des tuyaux, surnommé volume de réaction, n'est pas rempli de catalyseur, mais forme une voie libre pour 1 'écoulement du gaz de réaction. Pour augmenter la surface catalytique des tuyaux on peut utiliser des tuyaux à nervures. Dans le procédé et le dispositif selon l'invention la chaleur est transférée au catalyseur à travers des corps solides, et par conséquent sans perte de température comme dans les autres procédés et dispositifs connus. Ainsi l'application du procédé et du dispositif selon l'invention permet d'obtenir, par rapport aux procédés et dispositifs connus, une température de catalyseur supérieure pour la méme température de paroi, ou une température de paroi inférieure pour la mdme température de catalyseur. Dans le premier cas, les conditions de la réaction sont plus avantageuses, et dans le second cas, il est possible d'abaisser le coft des tuyaux par une utilisation de matière moins onéreuse. On a constaté que du fait de l'amélioration des conditions de réaction, et de l'équilibre chimique, ainsi que de l'augmentation de la vitesse de réaction, il est possible d'utiliser une surface de catalyseur beaucoup plus réduite que dans les dispositifs connus. L'utilisation d'une surface catalytique réduite et la possibilité de faire passer à grande vitesse le gaz par le volume de réaction procurent l'avantage de diminuer sensiblement 1 'en combrement, le poids et, par conséquent,le coft du dispositif. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de reformage catalytique à vapeur des hydrocarbures par action de vapeur d'eau, ou de vapeur d'eau et d'anhydride carbonique, en présence d'un catalyseur solide et avec une alimentation en chaleur de la réaction endothermique à partir de la surface de la paroi séparant le milieu chauffant, du mélange réactif, caractérisé en ce que la chaleur est amenée au catalyseur à partir de la-dite paroi uniquement par conduc tion à travers des corps solides. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendi cation 1 caractérisé en ce que la paroi séparant le milieu chauffant du mélange réactif, du côté tourné vers le volume de réaction, constitue le catalyseur de la réaction de reformage. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la paroi séparant le milieu chauffant du mélange réactif est cons tituée d'une couche de matière résistant à l'effet de pression et d'une fine couche de catalyseur appliquée sur cette premiè re. 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que la paroi séparant le milieu chauffant et le mélange de réaction est constituée par les parois de tuyaux à nervures.