Brevet FR2315479A1 — publié le 19770121

La présente invention concerne un four de reformage à la vapeur en continu permettant de traiter alternativement dans un même four différentes charges d'hydrocarbures. Le reformage à la vapeur est un procédé bien connu de préparation de gaz de synthèse dans lequel on traite un hydrocarbure par de la vapeur d'eau en présence d'un catalyseur pour obtenir un gaz contenant de l'hydrogène, de l'oxyde de carbone et de l'anhydride carbonique. Dans le cas du méthane les réactions globales peuvent s'écrire Ces réactions sont fortement endothermiques et le mélange réactionnel doit btre chauffé. Les hydrocarbures traités peuvent être du méthane, du gaz naturel, du propane, du butane, des gaz de raffinerie ou des naph tas. Le reformage est effectué dans un four constitué par une enceinte de base circulaire ou, le plus souvent, rectangulaire qui contient des tubes porte-catalyseur verticaux. Dans le cas des fours à base rectangulaire ces tubes sont disposés en nappes parallèles. Les tubes porte-catalyseur sont chauffés par des brûleurs alimentés en gaz naturel ou en hydrocarbure liquide qui sont disposés sur la sole, la voûte ou les parois du four. En général, l'hydrocarbure à traiter est introduit à la partie supérieure du four et le gaz de reformage est collecté à la partie inférieure, Jusqu'à récemment il fallait un catalyseur de composition et de structure différente selon que l'on traitait un hydrocarbure gazeux ou liquide.Par conséquent, quand pour des raisons d'approvisionnement, il fallait passer de l'un à l'autre on était obligé de changer le catalyseur. Or une charge de catalyseur est coûteuse. D'autre part la vidange et le remplissage des tubes porte-catalyseur étant une opération longue et difficile, l'installation de reformage doit être arretée pendant plusieurs semaines. La demanderesse a mis au point un catalyseur qui permet de traiter aussi bien le-gaz naturel que des hydrocarbures supérieurs et, en particulier les naphtas Ce catalyseur comprend un support préformé contenant plus de 70 de magnésie libre sur lequel on dépose par imprégnation du nickel comme métal catalytique. Le support contient moins de 3019 de spinelles obtenues par combinaison de magnésie avec un oxyde d'aluminium, de chrome ou de titane et éventuellement un silicate alumineux en proportion telle que la quantité de silice (Si02) présente ne dépasse pas S en poids du support. Une fraction du nickel peut être introduite dans le support.La quantité totale de métal actif exprimée en NiO ne dépasse pas 20, la quantité introduite par imprégnation seule ne dépassant pas 12 en poids de la composition. Ce catalyseur fait l'objet du brevet français 69 07428 du 20 mars 1969. Quand on utilise le catalyseur défini ci-dessus le problème est de trouver un dispositif de chauffage qui permette d'adapter le chauffage du four à l'hydrocarbure traité : gaz naturel, gaz de raffinerie ou naphta. La présente demande concerne un mode adapté de chauffage d'un four parallélépipédique dans lequel les brûleurs sont disposés sur la sole. Les brûleurs sont ainsi dans une zone peu chargée en matériel, ce qui rend les interventions de démarrage ainsi que les contrôles et réglages d'exploitation plus faciles donc plus suivis. Par ailleurs une fuite éventuelle du combustible alimentant les brûleurs, plus particulièrement du combustible liquide, risque moins de provoquer un incendie, comme c'est le cas lorsque les brûleurs sont placés sur la voûte. De plus on évite de fragiliser la voûte. Dans les fours où des brûleurs sont disposés sur la sole les produits de combustion circulent de bas en haut. La température des tubes porte-catalyseur diminue donc progressivement du bas vers le haut. On a constaté que ce type de chauffage permet d'effectuer sans problème le réformage de gaz naturel. Par contre quand on traite des hydrocarbures supérieurs, en particulier des naphtas, il y a des risques de formation de carbone à l'entrée du tube porte-catalyseur, c'est-à-dire à sa partie supérieure. La présente invention concerne un dispositif de chauffage permettant de traiter alternativement dans un même four différentes charges d'hydrocarbures allant du gaz naturel aux naphtas. La présente invention concerne un four de reformage à la vapeur en continu constitué par une enceinte parallélépipédique contenant des nappes parallèles de tubes porte-catalyseur, permettant d'effectuer alternativement le reformage d'hydrocarbures allant du gaz naturel aux naphtas sur un catalyseur unique comprenant un support préformé contenant au moins 70% de magnésie libre imprégné par du nickel comme métal catalytique caractérisé par le fait que le four comporte à la fois des brûleurs disposés sur la sole et des brûleurs disposés sur les parois latérales du four, entre deux nappes de tubes porte-catalyseur, à égale distance de celles-ci et dans le quart supérieur de la hauteur chauffée à partir de la sole. On a en effet trouvé que la présence de brûleur dans le quart supérieur permet de traiter les naphtas sans risque de formation de carbone La courbe (a) donnée dans la figure annexée montre la variation de la température à l'intérieur du tube porte-catalyseur depuis la sole (point 0) jusqu'à sa partie supérieure (point 100) lorsque seuls les brûleurs disposés sur la sole sont allumés. La courbe (b) montre la variation de température lorsque les brûleurs latéraux sont allumés. On voit que la courbe de chauffage (b) est modifiée de façon que la température croisse plus rapidement à la partie supérieure c 'est-à-dire à 1 entrée des tubes porte-catalyseur. Des brûleurs situés plus bas provoquent des surchauffes locales et par conséquent risquent de provoquer la déformation des tubes ou une dégradation-du catalyseur. Par conséquent selon la présente invention on allume les brûleurs disposés sur les parois latérales du four quand on traite des naphtas. Par contre quand on traite du gaz naturel ces brûleurs sont de préférence éteints. Cependant il peut être également avantageux d'allumer les brûleurs disposés sur les parois latérales quand on traite du gaz naturel. En effet on peut ainsi remédier à des variations dans la composition du gaz distribué dues à la diversité des sources des réseaux de distribution. On peut également pallier les inconvénients dûs à une évolution de l'activité des charges catalytiques.De plus la présence des brt- leurs latéraux permet d'augmenter la vitesse spatiale de la chte de gaz dans les tubes et par conséquent d'accroître la capacité de l'installation. De toute façon la présence des brûleurs latéraux que l'on peut allumer ou éteindre sans interrompre la marche du four donne une grande souplesse à l1installation REVENDICATION Four de reformage des hydrocarbures à la vapeur en continu constitué par une enceinte parallélépipédique contenant des nappes parallèles de tubes porte-catalyseur, permettant d'effectuer alternativement le reformage d'hydrocarbures allant du gaz naturel aux naphtas sur un catalyseur unique comprenant un support préformé contenant au moint 70% de magnésie libre imprégné par du nickel comme métal catalytique carattérisé par le fait que le four comporte à la fois des brûleurs disposés sur la sole et des brûleurs disposés sur les parois latérales du four, entre deux nappes de tubes porte-catalyseur, à égale distance de celles-ci, et dans le quart supérieur de la hauteur chauffée à partir de la sole.