Brevet FR2159217A1 — publié le 19730622

L'invention concerne un procédé et un appareil de reformage d'une charge contenant de l'hydrogène, caractérisés en ce qu'on traite des hydrocarbures par oxydation partielle non catalytique suivIe d'un reformage catalytique à la vapeur d'eau. L'hydrogène et les mélanges d'hydrogène et d'orydes de carbone trouvent des applications étendues en tant que produits de synthèse dans la préparation de divers composés organiques et minéraux. On prépare par exemple l'ammoniac par combinaison d'hydrogène et d'azote,en présence dlun catalyseur. Par ailleurs, les mélanges d'hydrogène et d'oxyde de carbone sont utiles d la synthèse d'hydrocarbures, tels que ceux ayant des points d'ébullition de l'ordre de ceux de l'essence, et d'hy- drocarbures oxygénés tels que les alcools et les cétones, On fabrique généralement l'hydrogène et les mélanges d'hydrogène et d'oxydes de carbone en reformant une charge contenant des hydrocarbures, en présence d'un agent oxydant. On dispose de plusieurs procédés de reformage, tant catalytiques que non catalytiques. Ces procédés comportent l'utilisation de divers agents oxydants comme par exemple l'eau, l'anhydride carbonique, l'oxygène et les gaz contenant de l'oxygène. En général, lorsque l'agent oxydant est l'oxygène ou des gaz contenant de l'oxygène, les réactions chimiques qui entrent en jeu au cours du reformage des hydrocarbures sont très différentes de celles qui interviennent lorsqu'on utilise d'autres agents oxydants. Ainsi la réaction d'hydrocarbures avec l'oxo gène produit de la chaleur et est fréquemment accompagnée de la formation d'une flamme, tandis que les réactions avec d'autres agents oxydants absorbent de la chaleur et sont sans flamme. En conséquence, lorsqu' on utilise l'oxygène on donne généralement au procédé le nom d'oxydation partielle ou de combustion partielle. Un procédé généralement utilisé pour transformer un courant d'alimentation contenant des hydrocarbures en hydrogène et en oxydes de carbone consiste à combiner par voie non catalytique, la charge avec un courant contenant l'oxygène, de façon à faire réagir une fraction des hydrocarbures avec l'oxygène selon la réaction Cmn + (m/2)02 = mCO = n2 . H2 Cette réaction produit des quantités importantes de chaleur et entraîne des températures élevées et généralement la formation d'une flamme.Puis on introduit le mélange à température élevée dans un lit de catalyseur dans lequel on convertit encore les hydrocarbures de l'alimentation en hydrogène et en oxydes de carbone grace à une réaction d'oxydation endothermique, la chaleur nécessaire à cette réaction endothermique étant produite par la réaction d'oxydation partielle décrite ci-dessus. On sait dans la technique que, lorsqu'on emploie le procédé décrit ci-dessus, il est nécessaire de limiter la durée pendant laquelle la flamme, produite par la réaction d'oxydation partielle, entre en contact avec les parois du réacteur, alors mEme que les substances réagissantes ne sont pas encore en contact avec le catalyseur.Cette nécessité est due au fait que,en premier lieu, il se produit des températures locales extremement élevées (températures de la flamme) comprises entre environ 15380C et environ 22009C, qui risqueraient de détériorer les parois du réacteur et nécessitent donc l'emploi de réfractaires très motteux. En second lieu, lorsqu'on fait réagir les hydrocarbures avec une quantité limitée d'oxygène, il peut se produire un craquage accompagné de la formation de carbone qui risquerait d'altérer le système en se déposant sur les parois relativement froides du réacteur ou dans le lit de catalyseur, ce qui provoque le colmatage.Ce dépôt de carbone est très gênant, car il provoque le colmatage de l'équipement, des pertes de charge élevées et enfin des arrets de l'installation coûteux et une perte de la production. En conséquence, on pensait jusqu'ici que le mélange de la charge contenant les hydrocarbures avec le gaz contenant l'oxy- gène devait se produire en un point du réacteur aussi voisin que possible du point d'entrée des substances réagissantes dans le lit de catalyseur afin de réduire au minimum le temps de contact de la réaction non catalytique avec l'oxygène. Dans un procédé qui est révélateur de l'état d'esprit des hommes de l'art sous ce rapport, il est fourni un carburateur ou mélangeur d'air qui s'étend jusqu'à un point situé exactement au-dessus du lit de catalyseur de façon à ce que le mélange et la combustion partielle se trouvent retardais jusqu'à ce que les gaz soient mélangés au niveau du lit de catalyseur.Toutefois, ce procédé présente l'inconvénient que le mélangeur d'air ou carburateur "grille" souvent au bout de très peu de temps et qu'il faut en conséquence arrêter l'installation tout entière et remplacer une partie coûteuse de cette installation. En outre1 le procédé ci-dessus a l'inconvénient que, par suite du mélange imparfait, des zones locales de surchauffage dangereux peuvent se produire au niveau du lit du catalyseur (par exemple des températures supérieures à 13700C), ce qui altère le catalyseur et provoque une désactivation prématurée du catalyseur ou tout autre mauvais fonctionnement dt à la chaleur excessive. Selon cette invention, il est souhaitable que le mélange et l'oxydation partielle de la charge d'hydrocarbures avec le gaz contenant de l'oxygène se produisent d'une manière con tôlée et pratiquement simultanée, de façon à assurer une diffusion et un entraSnement progressifs des hydrocarbures, présents dans la charge, dans la masse principale du courant gazeux contenant l'oxygène de façon à ce qu'il se produise une combustion progressive et étendue sur tout l'axe longitudinal de l'enceinte, ce qui évite ainsi des gradients de température importants dans le sens longitudinal et des températures locales longitudinales élevées sur les parois de l'enceinte. I1 est également souhaitable, selon l'invention,qu'on introduise le courant de charge contenant les hydrocarbures ainsi que le gaz contenant l'oxygène dans l'enceinte à des vitesses et quantités de mouvement tels et sous une orientation telle qu'on empêche la flamme qui s'est formée et qui est entretenue dans l'enceinte d'entrer réellement en contact avec les parois de l'enceinte, ce qui supprime les inconvénients qu'on rencontrait dans les procédés de la technique antérieure. Selon le procédé de cette invention, on effectue la diffusion progressive ainsi que l'entraînement de l'alimentation contenant les hydrocarbures dans la masse du gaz contenant l'oxygène, en introduisant tout d'abord le gaz contenant les hydrocarbures dans l'enceinte de mélange et de combustion à une vitesse longitudinale théorique des gaz relativexent basse (à savoir une vitesse basée sur le volume réel de gaz d'alimentation,dans les conditions d'admission de l'alimentation, et sur la surface transversale de l'enceinte de combustion et de mélange, lorsque la surface transversale A est définie par l'équation :: A = V , où V est le volume intérieur réel de l'enceinte et L est la longueur longitudinale de l'enceinte de combustion et de mélange, mesurée entre la position longitudinale où on introduit l'alimentation dans l'enceinte et la position longitudinale où l'effluent partiellement oxydé quitte l'enceinte). On introduit, en second lieu,le courant contenant l'oxygène à une vitesse longitudinale relativement élevée, ce qui assure une pénétration du courant contenant l'oxygène dans l'alimentation à déplacement plus lent et ce qui crée un noyau central de gaz contenant l'oxygène entouré par une enveloppe constituée par l'alimentation contenant les hydrocarbures à déplacement plus lent, enveloppe qui est à son tour entourée par les parois de l'enceinte de mélange et de combustion.Le gaz contenant les hydrocarbures sert ainsi.de pare-flamme aux parois intérieures de l'enceinte de mélange et de combustion. Le mélange des hydrocarbures de l'alimentation avec le gaz contenant l'oxygène est favorisé par les vitesses relatives de ces deux masses de gaz qui s'écoulent. Ces vitesses relatives créent un effet de cisaillement & à l'interface des deux courants gazeux mobiles, ce qui fournit les forces de turbulence et de traînée nécessaires au mélange et à l'entraÎnement. La diffusion des hydrocarbures dans le courant contenant oxygène est favorisée par le gradient de concentration des hydrocarbures dans le sens radial, gradient qui est créé par la pénétration de la charge d'hydrocarbures dans la masse du gaz contenant l'oxygène. On peut régler la vitesse de mélange et de diffusion enrèglant les quantités d mouvement relatives et les vitesses des courants distincts introduits dans 1' enceinte.On a déterminé que les hydrecar- bures gazeux doivent s'écouler dans l'enceinte de mélange et de combustion à une vitesse de gaz théorique d'environ 4,5 mètres par seconde à environ 18 mètres par seconde (les mètres par seconde seront plus loin abrégés en m/s) et de préférence d'environ 7,5 mètres par seconde à environ 10,5 mètres par seconde. En conséquence, étant donné une quantité définie de gaz d'alimentation contenant des hydrocarbures, on peut déterminer le diamètre de l'enceinte. On a en outre déterminé que la vitessse du gaz contenant l'oxygène pénétrant dans l'enceinte devait être égale à environ 4 à 16 fois la vitesse théorique de la charge contenant les hydrocarbures. La vitesse du gaz contenant l'oxygène pénétrant dans 11 enceinte est de préférence comprise entre environ 6 et 9 fois la vitesse théorique de la charge d'alimentation. Afin d'assurer une consommation pratiquement complète de l'oxygène libre et une régulation correcte de l'oxydation qui se produit dans l'enceinte et afin de maintenir des gradients de diffusion intéressants dans le sens radial, on préfère que l'enceinte soit conçue (dans les limites imposées par la relation des vitesses de gaz précitée) de telle façon que le rapport de la longueur au diamètre équivalent (L/D) soit d'au moins 1;5 : 1, la longueur étant la longueur longitudinale de l'enceinte telle que définie ci-dessus et le diamètre équivalent étant défini par l'équation où A est tel que défini ci-dessus. Le rapport L/D doit de préférence être égal d au moins 4 et peut wEme dépasser 30.En outre, l'enceinte de mélange et de combustion est conçue de telle façon que le diamètre intérieur de l'orifice d'entrée de la charge contenant l'oxygène ne soit pas supérieur à un 1/3 du diamètre intérieur de l'enceinte ; et de préférence non supérieur à 1/4 du diamètre de l'enceinte de mélange et de combustion. Le temps de séjour de la charge dans la section de mélange et de combustion varie entre environ 0,05 seconde et environ 2,0 secondes, selon la configuration réelle ainsi que les dimensions choisies de l'enceinte. On préfère que le temps de séjour soit compris entre environ 0,1 seconde et environ 0,7 seconde. Lorsqu'on travaille selon les procédés décrits ci-dessus de cette invention, il se produit progressivement un mélange et une diffusion régulés des hydrocarbures de l'alimentation jusqué dans le noyau central de gaz contenant l'oxygène et la réaction d'oxydation partielle se poursuit d'une manière contralée, et on évite en outre une soudaine combinaison des hydrocarbures et de l'oxygène, ce qui produirait des températures locales élevées au niveau des parois de l'enceinte. Toutefois, en dépit de ce qui précède, il existe un gradient de température dans le sens radial pour chaque position longitudinale de l'enceinte, par suite de la façon dont le mélange se produit (comparer la description).A ltinterface du courant, au déplacement lent, contenant les hydrocarbures et du noyau de gaz contenant l'oxygène (position radiale où existent les concentrations les plus élevées des substances réagissantes mélangées), on trouve les températures les plus élevées. Ces températures maximales peuvent parfois dépasser 22000C. En conséquence, pour limiter l'effet nuisible de ces températures maximales sur les parois de l'enceinte, on s'arrange pour rapporcher sensiblement l'interface précitée de l'axe longitudinal de l'enceinte de combustion jusqu'à ce que soit atteint un mélange uniforme des substances réagissantes en un point proche de la sortie de l'enceinte de mélange et de combustion.Au cours de leur passage dans l'enceinte, il se produit une diffusion et un remélange progressifs des substances réagissantes, si bien que dans la partie inférieure de l'enceinte de mélange et de combustion, on obtient progressivement un mélange sensiblement uniforme des courants gazeux et une consommation pratiquement complète de l'oxygène libre. Selon les enseignements de cette invention, on parvient au résultat souhaité, à savoir rapprocher le noyau central de gaz contenant l'oxygène (et par ld-meme l'interface précitée) de 11 axe longitudinal de l'enceinte de combustion, en limitant la relation des quantités de mouvement du courant d'alimentation contenant les hydrocarbures et du courant contenant l'oxygène, au fur et à mesure de leur introduction dans l'enceinte. Par quantité de mouvement, on entend ici le produit de la vitesse d'entrée du courant gazeux et de la densité du gaz d'entré, Outre sa grandeur, cette valeur a également une direction et 'est donc une grandeur vectorielle.Sauf spécification contraire, on entend par le terme direction la direction d'écoulement du gaz donné, dans son conduit respectif, immédiatement avant qu'il ne pénètre dans l'enceinte. Comme toute grandeur vectorielle, la quantité de mcuvement de chaque courant de gaz a une composante vecteur dans une quelconque drec- tion donnée. On a découvert qu'on peut maintenir le noyau central sensiblement dans le centre axial longitudinal de l'enceinte de combustion et qu'on peut doncéloigner les températures maximales des parois de l'enceinte en maintenant une relation spéciale entre les composantes particulières des vecteurs quantité de mouvement des deux courants de gaz, Plus spécialement, la composante du vecteur quantité de mouvement gazeux contenant l'oxygène, dans un sens parallèle à l'axe longitudinal de l'enceinte, doit être au moins trois fois égale à la composante du vecteur quantité de mouvement du gaz d'alimentation contenant les hydrocarbures, dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'enceinte. Ce rapport des composantes respectives doit être de préférence au oins 6:1 ou mieux encore d'au mois 8 : 1. Lorsqu'on opère de cette manière, le noyau central se trouve sensiblement limité à l'axe de l'enceinte et les températures maximales sont maintenues éloignées de la paroi intérieure de l'enceinte, ce qui empêche le dépôt de carbone sur la paroi et prolonge la durée de vie de l'enceinte. L'appareil de l'invention comprend un réacteur dont la partie supérieure constitue l'enceinte de mélange et de combustion et dont la partie inférieure est formée par un lit de catalyseur, ladite partie inférieure s'élargissant sur sa longueur par rapport à ladite partie supérieure, le point d'élargissement étant contigu et débouchant dans ladite partie supérieure, ce qui permet au fluide de s'écouler de ladite partie supérieure à ladite partie inférieure. Dans la partie supérieure sont ménagées deux entrées orientées de façon à permettre à la charge d'hydrocarbure et au gaz contenant l'oxygène de s 'écouler séparément dans ladite enceinte, le long de l'axe longitudinal de ladite enceinte de combustion, puis de s'écouler, au niveau de l'élargissement, dans ledit lit de catalyseur contenu dans la partie inférieure.La section droite de chaque entrée a une grandeur telle que la vitesse du gaz contenant l'oxygène, tandis qu'il se dirige le long de l'axe longitudinal de l'enceinte de combustion, est sensiblement supérieure à la vitesse de la charge contenant des hydrocarbures. En outre, la section droite de chaque entrée et l'orientation de chaque entrée sont telles que la composante du vecteur quantité de mouvement du gaz contenant l'oxygène dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'enceinte de combustion est sensiblement supérieure a la composante du vecteur quantité de mouvement de la charge contenant les hydrocarbures, dans une direction perpendiculaire a l'enceinte de combustion. Dans la réalisation de ces conditions, le diamètre intérieur de l'orifice d'entrée du gaz d'oxydation ne dépasse pas le 1/3 du diamètre intérieur de la zone de combustion et le rapport longueur-diamètre équivalent de la zone de combustion est de préférence d'au moins 1,5 : 1. On va maintenant décrire l'invention avec référence au dessin annexé La Figure 1 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation de l'appareil de cette invention La Figure 2 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne 2-2 de la Figure 1, le lit de catalyseur ayant étk supprimé pour plus de clarté ; et La Figure 3 est une vue fragmentaire d'un autre mode de réalisation de cette invention. Reportons-nous à la Figure 1 : une charge contenant les hydrocarbures pénétre dans la partie supérieure 21 d'un réacteur 11 par un conduit 1. Cette charge d'hydrocarbures peut être un constituant pur ou un mélange de constituants. On préfère des mélanges partiellement reformés tels que ceux tirés du gaz naturel, du gaz de raffinerie, du gaz de pétrole liquéfié ou du naphta. On peut également utiliser d'autres charges contenant des hydrocarbures bien connues des hommes de l'art. Outre les hydrocarbures, le courant de charge peut contenir divers autres constituants tels que par exemple l'hydrogène, l'oxyde de carbone, le gaz carbonique, l'azote, l'argon ou la vapeur d'eau. Une application particulièrement intéressante de cette invention consiste à mettre en oeuvre les procédés décrits ici pour achever le reformage d'une charge d'hydrocarbures qui a dé3 à été partiellement reformée par quelque autre procédé. Dans un procédé de fabrication de gaz de synthèse pour la production d'ammoniac par exemple, on reforme partiellement tout d'abord par voie endothermique une charge hydrocarbonée en utilisant comme oxydant de la vapeur d'eau. L'effluent du procédé de reformage à la vapeur d'eau peut alors constituer la charge contenant les hydrocarbures à utiliser dans le procédé de reformage de cette invention. En général, la charge dans le présent procédé est à une température d'au moins 4000C et plus et est généralement comprise entre environ 5000C et environ 1000ex. Quoiqu'il en soit, la charge contenant les hydrocarbures pénétre dans la partie supérieure 21 du réacteur ll par le conduit 1, ledit conduit 1 étant calibré de façon à ce que la charge contenant les hydrocarbures s'écoule à une vitesse comprise entre environ 4,5 m et environ 18 m/sec. Un gaz contenant l'oxygène pénétre également dans ladite partie supérieure 21 par un second conduit 5 dont le diamètre est le quart du diamètre de l'enceinte de combustion. Ce gaz contenant l'oxygène peut etre de l'oxygène pur, ou des mélanges d'oxygène et d'autres gaz comme par exemple l'air ou l'air enrichi en oxygène. Le second conduit 5 est calibré de façon à ce que le gaz contenant l'oxygène quittant le second conduit 5 s'écoule à une vitesse d'au moins 4 à 16 fois la vitesse théorique du gaz contenant les hydrocarbures, telle qu'elle a été précédemment définie. Si on le désire, on peut également introduire de la vapeur d'eau dans la partie supérieure 21 en même temps que le gaz contenant l'oxygène. La production de la vapeur d'eau a pou but d'assurer un écoulement positif des vapeurs pour empêcher le reflux des gaz combustibles dans le conduit d'alimentation de l'oxygène 5 au cas où la source d'alimentation d'oxygène aurait un défaut, et/ou pour refroidir les fours (non représentés3 qui préchauffent le gaz contenant oxygène dans le cas d'une telle panne. La quantité de vapeur d'eau utilisée doit être suffisante pour empêcher ce reflux, mais pas assez grande pour gêner la formation et l'entretien d'une flamme stable dans la partie supérieure 21 du réacteur 11.En général la quantité de vapeur d'eau varie d'environ 5 moles pour cent à environ 15 moles pour cent et est de préférence de 10 moles pour cent, basées sur la quantité de gaz contenant l'oxygène traversant le conduit 5. Les conduits 1 et 5 soit dimensionnés et orientés de façon à assurer les relations de quantités de mouvement précitées entre la charge contenant les hydrocarbures et le gaz contenant l'oxygène. Plus spécialement, la composante du vecteur quantité de mouvement du gaz contenant l'oxygène dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'enceinte de mélange et de combustion (d savoir la partie supérieure 21 du réacteur 11) a une valeur au moins trois fois plus grande que celle de la cürlposante du vecteur quantité de mouvement de la charge contenant les hydrocarbures dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de ladite partie supérieure 21.Le rapport du vecteur quantité de mouvement du gaz contenant l'oxygène à celui de la charge contenant les hydrocarbures peut être compris entre 9:1 et 20:1 selon la longueur de la zone de combustion. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur la Figure 1, le ccnduit d'admission de la charge contenant les nydrocarbures 1 est perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie supérieure, et donc la composante du vecteur quantité de mouvement de la charge, dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal, est tout simplement la quantité de mouvement de la charge.De même, dans le mode de réalisation préféré, le conduit 5 d'admission de gaz contenant l'oxygène est parallèle à l'axe longitudinal de la partie supérieure, et en conséquence la composante du vecteur quantité de mouvement de ce cotant gazeux, dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de la partie supérieure,est tout simple- ment la quantité de mouvement de ce gaz.On peut donc écrire la relation désirée de façon plus simple dans ce mode de réalisation préfé ré de la façon suivante : (U)?/ (uy) 3 où (p)hest le produit de la vitesse d'entrée et de la densité de la charge contenant les hydrocarbures et (d , est le produit de la vitesse d'entrée et de la densité du gaz contenant l'oxygène. Comme décrit précédemment, le rapport de la longueur au diamètre équivalent (L/D) de la partie supérieure 21 est d'au moins 1,5:1. La longueur est mesurée entre la hauteur moyenne du point d'entrée de la charge contenant les hydrocarbures et le point d'élargissement 29 du réacteur Il et est reperée sur la Figure 1 par la dimension L. Le diamètre équivalent est, dans le mode de réalisation préféré (forme cylindrique de la chambre supérieure), repéré sur la Figure 1 par la Dimension D. Lorsqu'on opère selon les procédés de cette invention, le gaz contenant l'oxygène s'écoule hors du seccnd conduit 5 et pénètre dans la charge contenant l'hydrocarbure à déplacement plus lent, formant ainsi, dans la partie supérieure 21, un noyau central de gaz contenant l'oxygène, entouré par un gaz contenant l'hydrocarbure qui à son tour est entouré par la paroi intérieure 27 de la partie supérieure 21 du réacteur. En outre, étant donné la relation des quantités de mouvement, les températures maximales qui existent à l'interface des deux masses mobiles de gaz sont maintenues éloignées de la paroi 27 de la partie supérieure 21 du réacteur. Pratiquement, la totalité de l'oxygène est conscmmée dans la partie supérieure du réacteur 21,et le mélange de gaz ou effluent de ladite partie supérieure se trouve à une températ=^e élevée par rapport aux températures d'entrée des charges, par suite de la réaction exothermique de l'oxygène avec les combustibles de la charge (surtout l'hydrogène, l'oxyde de carbone et/ou l'hydrocarbure). J.'efEluent gazeux traverse alors le point d'élargissement 29 et s'écoule dans la partie inférieure 9 du réacteur 11 dans lequel ledit gaz entre alors en contact avec le catalyseur en s'écoulant à travers le lit de catalyseur 31 et c'est dans cette partie que la réaction de reformage endothermique se produit. Le catalyseur utilisé dans ce procédé peut store très variable et dépend dans une certaine mesure de la charge d'hydrocarbures utilisée ainsi que de la température choisie. Parmi les agents catalytiques qu'on peut utiliser, citons le fer, l'oxyde de fer, le nickel, l2oxyde de nickel, le cobalt, l'oxyde de cobalt, l'oxyde de molybdène, etc. Si on le désire, la partie supérieure du lit de catalyseur peut être constituée par environ 5 pour cent à environ 30 pour cent d'un catalyseur à l'oxyde de chrome qui peut résister à des températures beaucoup plus élevées que celles qui existent normalement à la sortie de la partie supérieure 21 du réacteur. Le reste du lit de catalyseur peut Outre constitué du même catalyseur à l'oxyde de chrome ou peut être constitué par un catalyseur diLérent tel que les catalyseurs précités.La partie la plus inférieure située au-dessous du lit de catalyseur 31 peut être constituée de billes en alumine 33 telles que les réractaires moulables à teneur élevée en alumine qui servent de support au lit de catalyseur. Dans un mode de réalisation de cette invention, représentée sur la Figure 3, le lit de catalyseur 31' peut être déposé sur un support de catalyseur 41 en òrme de dôme qui est en contact avec la paroi intérieure 43 de la partie inférieure 9, comme le montre la Figure 3. Ce support de catalyseur 41 en forme de dome est concave par rapport à la partie inférieur 45 du réacteur 11', ce qui assure que les brusques à-coups de pression qui se propagent vers le bas dans tout le système ne risquent pas de rompre ou de détruire le support de catalyseur en forme de dôme 41.En d'autres mots, par suite de la concavité du support de catalyseur 41 en forme de dame, le dme se trouve constamment comprimé et les brusques à-coups de pression dans le système servent seulement à augmenter la compression et ainsi à bloquer le dôme et à l'empêcher de s'effondrer. Les billes d'alumine 33' se trouvent normalement disposées à la partie supérieure du dôme 41 pour empêcher la perte de fractions du lit de catalyseur 31' par les sorties 47. Le support de catalyseur 41 en forme de dôme représenté sur la Figure 3 peut être composé d'une série de produits réfractaires de type brique disposés à la façon d'une voûte à clef de volte tes éléments de type brique qui forment le dôme concave sont en contact les uns avec les autres, et au moins certains de ces éléments présentent des entailles qui forment des sorties 47 pour l'hydrocarbure reformé à sa sortie du lit de catalyseur. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 1 et partiellement représenté sur la Figure 2, on utilise davantage le volume intérieur de la partie inférieure 9 du réacteur 11 en abaissant le lit de catalyseur et en le rapprochant de la partie inférieure 35 du réacteur 11. On parvient à ce résultat, en dépit de la nécessité de supporter le catalyseur et de fournir une enceinte pour l'effluent gazeux qui a traversé le lit de catalyseur, en fournissant un moyen de support de catalyseur 15, concave par rapport à la paroi 37 de la partie inférieure 9. La disposition concave qu'on vient de décrire délimite une enceinte annulaire 17 permettant l'écoulement de l'effluent gazeux sortant du lit de catalyseur.Dans ce moyen concave 15 sont ménagées des ouvertures 39 qui permettent au gaz de sortir du lit de catalyseur et de s'écouler dans l'enceinte annulaire, puis dans le conduit de sortie 19. Les parois intérieures 37 et 43 du réacteur 11 et 11' sont respectivement fabriquées en un matériau réfractaire à faible teneur en silice tel que les briques à teneur élevée en alumine, les réfractaires moulables à teneur élevée en alumine, etc. La paroi intérieure 27 de la portion supérieure 21 est de préférence constituée de briques denses cuites à teneur élevée en alumine dont la température de ramollissement plastique correspond aux températures qui existent au niveau des parois 27. L'élément en forme de dôme 41 ou 1' élément concave 15 peuvent être constitués de plaques de revêtement ou de briques a teneur élevée en alumine ou de tout autre produit réfractaire approprié, etc. Les parois extérieures du réacteur 11 et 11' sont en général constituées par de l'acier au carbone ou par tout autre matériau approprié. Pour mettre en oeuvre le procédé de cette invention, on peut employer une large gamme de compositions, de températures et de pressions. En général, les valeurs choisies pour ces paramètres sont déterminées par des facteurs tels que la nature de la charge, la nature de l'alimentation en oxygène, et la nature du gaz produit désiré. Par exemple, dans la production du gaz servant à la synthèse de l'ammoniac, comme mentionné précédemment, on peut utiliser le procédé de cette invention pour reformer encore l'effluent gazeux sortant d'un réacteur de reformage à la vapeur d'eau. Dans ce cas, une fraction prépondérante de la charge (par exemple 90%) a déjà été transformée en hydrogène et en oxydes de carbone, et donc la charge contenant l'hydrocarbure destinée au procédé de cette invention est relativement pauvre en hydrocarbures.En outre, le gaz reformé partiellement est généralement lourdement chargé de vapeur d'eau. Le gaz reformé partiellement se trouve à des pressions effectives d'environ C,S à 6E, atmosphères ou plus généralement k des pressions effectives de 20,4 à 40,8 atmosphères et à des températures d'environ 590*C i 9B0-C ou plus fréquemment a des températures de 760-C i 930-C. En général, on utilise l'air comice un gaz contenant de l'oxygène pour le procédé et on le préchauffe i des températures de 310-C a 8700C et de préférence d'environ 430-C b environ S2OC. te rapport molaire de l'oxygène contenu dans le gaz contenant l'oxygène aux combustibles contenus dans le gaz partiellement reformé pénétrant dans la partie supérieure 21 varie entre environ 0,02 et environ 0,2, et de préférence entre environ 0,05 et environ 0,1 Le gaz partiellement reformé et l'air se mélangent et réagissent dans la partie supérieure 21, selon les procédés de cette invention.Les températures des gaz sortant de la partie supérieure 21 peuvent varier entre environ 10400C et environ 13700C. L'effluent gazeux provenant de la partie supérieure, qui est alors pratiquement débarrassé de l'oxygène et se trouve aux températures élevées précitées, pénètre dans le lit de catalyseur 31 dans lequel le reformage d'hydrocarbures résiduels est complété par la réaction endothermique desdits hydrocarbures avec la vapeur d'eau, la chaleur nécessaire à ladite réaction endothermique ayant été produite dans la partie supérieure 21, En conséquence de cette réaction endothermique, la température de effluent gazeux du lit de catalyseur s'est généralement abaissée à environ 81COC-11000C, et de préférence à environ 930 C-1040 C. La teneur en hydrocarbures résiduels du gaz se trouve de même abaissée dans la composition du gaz de sortie qui contient entre environ 0,2 et 0,6 pour cent de méthane. Le procédé de cette invention permet le reformage d'une charge contenant des hydrocarbures par oxydation partielle et sans prolongation du temps de contact des substances réagissantes avec les parois du réacteur. Le rapport longueur-diamètre de la zone de mélange et de combustion, qui forme une cavité où la circulation des gaz n'est pratiquement ; obstruée en aucun point de sa longueur, est tel que le mélange et la combustion peuvent se faire progressivement sans qu'il se développe de gradients de température élevés dans le sens longitudinal, au niveau des parois de l'enceinte de combustion.En outre,les quan- tifsde mouvaxn4ksvitesses et la disposition des orifices d'entrée utilisés permettent au mélange et à la combustion de se produire tout en évitant les températures de flamme maximales au niveau de la paroi intérieure 27 de la partie supérieure 21 si bien que ladite paroi intérieure 27 n'est pas détériorée. En outre, grâce au procédé et a l'appareil de cette invention, on élimine le surchauffage local du lit de catalyseur et la désactivation prématurée qui en résulte ainsi que tout autre détérioration du catalyseur. Le mode de réalisation de l'invention dans lequel un élément concave entre en contact avec la partie inférieure et la paroi du réacteur, est utile en ce qu'il permet l'abaissement du lit de catalyseur si bien qu'on peut augmenter le rapport longueur-diamètre équivalent de la partie supérieure 21 bien au-delà de ce qu'on pouvait concevoir, en construisant un réacteur de reformage secondaire avec un dôme conventionnel, dans les cas où la hauteur hors tout est limitée. REVENDICATIONS 1. Procédé de reformage d'une charge contenant des hydrocarbures et facultativement d'autres gaz, tels que l'hydrogène et les oxydes de carbone, qui consiste à combiner ladite charge avec un gaz contenant de l'oxygène de manière à ce qu'elle soit partiellement oxydée dans une zone de mélange et de combustion, et à mettre en contact le mélange gazeux partiellement oxydé avec un catalyseur pour reformer ladite charge contenant les hydrocarbures, caractérisé en ce qu'on fait s'écouler la charge contenant les hydrocarbures à une vitesse longitudinale théorique comprise entre environ 4,5 et environ 18 mètres par seconde le long de l'axe longitudinal de la zone de mélange et de combustion, et qu'on introduit la charge de gaz contenant oxygène dans ladite zone à une vitesse longitudinale comprise entre environ 4 et environ 16 fois la vitesse théorique de la -charge contenant les hydrocarbures, ce qui assure la pénétration du courant contenant l'oxygène dans la charge à écoulement plus lent et ce qui crée un noyau central de gaz contenant l'oxygène entouré par une charge contenant les hydrocarbures à écoulement plus lent, une flamme stable étant formée et entretenue dans la zone interfaciale du courant contenant les hydrocarbures et du courant contenant l'oxygène dans au moins une partie importante de ladite zone de mélange et de combustion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la charge contenant les hydrocarbures s'écoule dans la zone de mélange et de combustion à une vitesse de gaz théorique comprise entre environ 7,5 et environ 10,5 mètres par seconde. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la composante du vecteur quantité de mouvement du gaz contenant l'oxygène àans une direction parallèle à l'axe longitudinal de la zone de mélange et de combustion est au moins 3 fois, et de préférence au moins 6 fois, plus grande que la composante du vecteur quantité de mouvement du gaz d'alimentation contenant les hydrocarbures,dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de la zone de mélange et de combustion. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la charge introduite dans la zone de mélange et de combustion est un mélange contenant des hydrocarbures, partiellement reformé, et qu'on soumet ladite charge à un reformage secondaire dans la zone de mélange et de combustion. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on transforme en hydrogène et en un oxyde de carbone, dans la zone de mélange et de combustion, jusqu'à 70 pour cent des hydrocarbures de la charge contenant les hydrocarbures avant qu'elle ne pénètre dans la zone de reformage catalytique, et qu'on maintient la zone de mélange et de combustion sous une pression effective non supérieure à 10,2 atmosphères. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le gaz contenant l'oxygène contient de l'air et, éventuellement, de la vapeur d'eau. 7. Appareil pour effectuer une oxydation partielle combinée a un reformage catalytique d'hydrocarbures, constitué par un réacteuroemportant une enceinte délimitée par sa partie supérieure et un lit de catalyseur dans sa partie inférieure, ladite partie inférieure ayant par rapport à ladite partie supérieure une section droite élargie le long de son axe longitudinal, le point d'élargissement étant contigu à ladite partie supérieure pour permettre au fluide de s'écouler de ladite partie supérieure à ladite partie inférieure, ladite partie supérieure comportant une arrivée de charge d'hydrocarbures et une arrivée d'oxygène de façon à permettre à une charge contenant des hydrocarbures et à un gaz contenant de 1'oxygène de s'écouler séparément dans ladite enceinte le long de l'axe longitudinal de ladite enceinte, caractérisé par le fait que la partie supérieure a une section droite d'écoulement dimensionnée pour assurer une vitesse longitudinale théorique de la charge contenant les hydrocarbures d'environ 4,5 à environ 18 mètres par seconde, ladite arrivée d'oxygène ayant une section droite d'écoulement dimensionnée de façon à assurer une vitesse longitudinale du gaz contenant l'oxygène d'environ 4 à environ 16 fois la vitesse théorique de la charge contenant les hydrocarbures, et ladite arrivée d'oxygène ayant un diamètre non supérieur.au tiers du diamètre de ladite partie supérieure, 8.Appareil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les arrivées sont dimensionnées et orientées de façon à assurer une relation entre les quantités de mouvement telle que la composante du vecteur quantité de mouvement du gaz contenant l'oxygène, dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'enceinte,soit au moins 3 fois plus grande que la composante du vecteur quantité de mouvement du courant de charge contenant les hydrocarbures,dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de la partie supérieure. 9, Appareil selon la revendication 8, caractérisé par le fait ge le rapport de la longueur au diamètre équivalent de la partie supérieure est d'au moins 1,5. 10. Appareil selon la revendication 7, 8 ou 9, caractérisé par le fait que le diamètre de l'arrivée d'oxygène n'est pas supérieur au quart du diamètre de ladite partie supérieure.