Brevet FR2877950A1 — publié le 20060519

Domaine de l'invention L'invention concerne le domaine des dispositifs de production d'hydrocarbures liquides par synthèse Fischer-Tropsch équipés de moyens de filtration permettant de séparer les produits liquides, issus de la réaction de synthèse, des particules solides de catalyseur. Elle concerne, plus particulièrement, un dispositif dans lequel les moyens de filtration sont mis en oeuvre à l'intérieur même d'un réacteur à lit triphasique. Art antérieur La synthèse d'hydrocarbures à partir d'un mélange comportant du monoxyde de carbone et de l'hydrogène, plus communément appelé gaz de synthèse, est connue depuis longtemps. On peut citer, en particulier, les travaux de F. Fischer et H. Tropsch qui, dès 1923, ont donné leur nom à cette transformation chimique, bien connue sous le nom de synthèse Fischer-Tropsch. La synthèse FischerTropsch est une réaction qui permet de synthétiser des hydrocarbures liquides paraffiniques, oléfiniques et/ou des dérivés oxygénés à partir d'un gaz de synthèse, ce dernier étant par exemple obtenu à partir de gaz naturel ou de charbon. Cette réaction, exploitée industriellement en Europe pendant la seconde guerre mondiale et également en Afrique du Sud depuis les années 1950, a retrouvé un spectaculaire regain d'intérêt depuis les années 1980 à 1990, suite aux évolutions des coûts du pétrole et du gaz, mais aussi pour des aspects environnementaux. Les dispositifs de production utilisés pour la synthèse Fischer-Tropsch comportent généralement des moyens permettant de séparer le produit liquide de synthèse du catalyseur qui se présente sous la forme de particules solides. Le brevet américain US 5,844,006 décrit un procédé de production d'un liquide par réaction d'un gaz sur un catalyseur maintenu en suspension par ce liquide dans un réacteur de type colonne à bulles, plus communément connu sous l'expression anglo-saxonne slurry bed reactor , dans lequel le produit liquide est séparé des particules solides de catalyseur par passage, dans une zone de filtration du lit, du produit liquide à travers un média filtrant dans une première direction de filtration de façon à former un gâteau de particules solide sur ledit média filtrant. Ce brevet décrit plus particulièrement, une séquence comportant le passage du liquide dans la première direction de filtration, l'interruption du passage du liquide et le rinçage par passage d'un fluide de rinçage dans une deuxième direction opposée à la première. Ce brevet divulgue, en particulier, des cartouches filtrantes présentant une forme cylindrique et comportant un média filtrant renfermant une zone de collecte des produits liquides. Ces cartouches sont localisées dans une zone de filtration qui est, a priori, située n'importe où dans le réacteur. Résumé de l'invention Un objet de la présente invention est de fournir des moyens de filtration mettant en oeuvre au moins une cartouche filtrante localisée à l'intérieur même du réacteur à lit triphasique et permettant de minimiser, voire d'éliminer, la formation d'un gâteau de particules solides à la surface du filtre. Un autre objet de l'invention est de tirer partie des régimes d'écoulement au sein du lit triphasique pour améliorer l'opération des cartouches filtrantes, et en particulier, maximiser l'érosion du gâteau de particules solides éventuellement formé à la surface du filtre. Un autre objet de l'invention est de stabiliser le débit de filtrat s'écoulant à travers les filtres. Un objet d'un mode de réalisation de l'invention est d'optimiser le compromis entre une maximisation de la surface de filtration et une minimisation de l'encombrement des cartouches filtrantes dans le lit triphasique. L'invention porte donc sur un dispositif de production d'hydrocarbures liquides par synthèse Fischer-Tropsch, sur des particules solides de catalyseur, dans un réacteur à lit triphasique, ledit dispositif étant équipé de moyens de filtration destinés à séparer un filtrat desdites particules solides de catalyseur à l'aide d'au moins une cartouche filtrante disposée dans le lit triphasique. La ou chacune des cartouches filtrantes de l'invention présente une configuration améliorée conférant au dispositif la réalisation d'au moins un des objets précités. Un mode de réalisation préférée du dispositif de l'invention porte sur un positionnement spécifique de la, ou de chaque, cartouche à l'intérieur du réacteur, conférant au dispositif des avantages supplémentaires répondant à au moins un des objets précités. La description et les figures présentées ci-après permettent d'illustrer plus clairement les modes de réalisation du dispositif de l'invention et font apparaître l'ensemble des avantages associés à la mise en oeuvre du dispositif. Brève description des figures Les Figures 1.a et 1.b représentent, de manière non limitative, un mode de réalisation simplifié d'une cartouche filtrante du dispositif de l'invention. La Figure 2 représente, de manière non limitative, un mode de réalisation du dispositif de l'invention comportant le réacteur à lit triphasique et la disposition sur quatre niveaux d'une pluralité de cartouches filtrantes à l'intérieur de ce lit. La Figure 3 représente, de manière non limitative, un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention dans lequel les cartouches sont disposées sur un seul niveau à l'intérieur du lit triphasique. Description détaillée de l'invention L'invention porte donc sur un dispositif de production d'hydrocarbures liquides par synthèse Fischer-Tropsch sur des particules solides de catalyseur dans un réacteur à lit triphasique, le dispositif étant équipé de moyens de filtration destinés à séparer un filtrat des particules solides de catalyseur, lesdits moyens comportant au moins une cartouche filtrante montée dans une zone de filtration à l'intérieur dudit réacteur, la cartouche filtrante comportant: un filtre destiné à séparer le filtrat des particules solides de catalyseur, une enveloppe cylindrique, un élément interne ayant la forme d'un cylindre creux ouvert à ses extrémités et 30 monté de façon substantiellement coaxiale par rapport à l'axe longitudinal de l'enveloppe, une chambre annulaire délimitée par l'enveloppe et les parois de l'élément interne, ladite chambre étant destinée à recueillir le filtrat, et un conduit d'évacuation dudit filtrat. Dans le dispositif selon l'invention, les parois de l'élément interne de la cartouche filtrante sont, au moins en partie, constituées par le filtre de la cartouche. En d'autres termes, les parois de l'élément interne constituent, au moins partiellement, les parois filtrantes de la cartouche. Par filtre, on entend généralement le matériau filtrant ou le média filtrant en tant que tel, celui-ci se présentant généralement sous la forme d'une couche ou de plusieurs couches de matériaux ayant la capacité de laisser passer le filtrat et d'arrêter les particules solides de catalyseur. Par filtrat, on entend généralement les composés passant à travers le filtre, c'est à dire, entre autres, les hydrocarbures liquides produits par synthèse Fischer-Tropsch. Le filtrat peut également inclure d'autres composés liquides ou gazeux, par exemple le gaz de synthèse utilisé comme réactif, ainsi que d'éventuelles particules solides présentant généralement une taille très inférieure à la taille moyenne des particules solides du lit de catalyseur. La notion de filtrat est intimement liée au filtre utilisé qui peut être plus ou moins sélectif par rapport aux composés dudit filtrat. La cartouche filtrante du dispositif de l'invention est configurée de manière à diriger l'écoulement des hydrocarbures liquides et des particules solides de catalyseur tangentiellement aux parois filtrantes de l'élément interne de la cartouche de sorte que, dans le cas où un gâteau de particules solides se formerait, le siège d'un tel gâteau serait les parois filtrantes de l'élément interne à l'intérieur même de la cartouche. La cartouche filtrante de l'invention peut être ainsi qualifiée de Interne-Externe , pour mettre en avant que le filtrat passe de l'intérieur de la cartouche, à travers les parois filtrantes de l'élément interne, avant d'être évacué vers l'extérieur dans la chambre annulaire. Ce type de cartouche est bien différent de celui de l'art antérieur, qui peut être qualifiées de Externe-Interne , c'est à dire pour lequel le filtrat circule de l'extérieur de la cartouche, à travers les parois filtrantes de l'enveloppe de celle-ci, avant d'être évacué vers l'intérieur dans une chambre de collecte du filtrat. 2877950 5 Par cette configuration Interne-Externe spécifique à l'invention, la formation d'un gâteau peut être évitée, ou tout au moins limitée, grâce au confinement régnant à l'intérieur dudit élément interne et grâce aux turbulences générées par le régime d'écoulement régnant dans la zone de filtration du réacteur. Cette configuration de la cartouche filtrante permet également de stabiliser le débit de filtrat au cours du temps. En effet, l'absence de formation d'un gâteau, ou la limitation de l'épaisseur de ce dernier, permet de limiter les variations de la pression différentielle à travers le filtre. Selon un mode préférée de l'invention, la cartouche filtrante est positionnée de manière à ce que son axe longitudinal soit parallèle à l'axe longitudinal du réacteur. Dans cette configuration, la circulation des hydrocarbures liquides et des particules solides de catalyseur est réalisée de manière substantiellement tangentielle par rapport à l'axe longitudinal de la cartouche filtrante, ce qui permet un balayage continu des parois de l'élément interne. Ainsi, la formation du gâteau peut être évitée ou tout au moins minimisée. Selon un mode encore plus préféré de l'invention, la zone de filtration correspond à un espace annulaire dans le lit triphasique dudit réacteur, ledit espace annulaire étant délimité par un rayon, déterminé par rapport à l'axe longitudinal du réacteur, compris entre 0,7*R et R, R étant le rayon interne du réacteur. Ce mode préférentiel permet de maximiser le balayage des parois filtrantes de l'élément interne. En effet, sans faire référence à une quelconque théorie, il a été remarqué que les flux de particules solides et d'hydrocarbures liquides dans la partie périphérique du lit triphasique sont généralement descendants, ce qui permet d'accélérer l'érosion de tout gâteau de particules solides qui aurait tendance à se former à l'intérieur de la cartouche filtrante. Ce mode de réalisation permet également d'optimiser le compromis entre une surface de filtration maximisée et un encombrement minimisé des cartouches dans le lit triphasique. De manière générale, le régime d'écoulement dans le réacteur est celui d'un lit triphasique. Par lit triphasique on entend une zone comportant une phase liquide, une phase gazeuse et une phase solide, en l'occurrence le catalyseur, dans lesquels le solide est maintenu en suspension. II peut s'agir, par exemple, d'un lit fluidisé ou d'un lit bouillonnant. Il peut s'agir avantageusement d'un lit de type slurry , plus connu sous l'appellation anglo-saxonne de slurry bed , ou d'une colonne à bulles, dans lequel les particules solides sont généralement réparties sur toute la hauteur du lit. Le dispositif de l'invention comporte généralement une pluralité de cartouches filtrantes. Le nombre de cartouches peut être déterminé en fonction, entre autres, de la surface de filtration nécessaire, de la taille des cartouches et de l'encombrement de ces cartouches dans le réacteur. De préférence, une pluralité de cartouches filtrantes est répartie autour de l'axe longitudinal du réacteur, en périphérie dudit réacteur et sur une même position radiale. Ce positionnement permet d'assurer des conditions hydrodynamiques identiques autour de chaque cartouche. Le rayon de la position des cartouches, par rapport à l'axe longitudinal du réacteur, peut être optimisé en prenant en compte les profils de vitesse d'écoulement des hydrocarbures liquides et des particules solides. Il peut également être envisagé de répartir les cartouches filtrantes sur deux ou plusieurs positions radiales autour de l'axe longitudinal du réacteur. Selon un mode de réalisation, plusieurs étages de cartouches filtrantes sont répartis à différents niveaux dans le lit du réacteur. Selon un autre mode de réalisation, les cartouches filtrantes sont réparties sur un seul niveau. De manière encore plus préférée, l'étage ou chaque étage de cartouches filtrantes est disposé dans la partie haute du lit. Les étages de cartouches filtrantes sont avantageusement disposés dans les trois quarts supérieurs du lit, voire dans la moitié supérieure du lit, ou encore dans le quart supérieur du lit. Les réacteurs de synthèse Fischer-Tropsch comportent généralement un ou plusieurs échangeurs de chaleur. Ces échangeurs sont, de préférence, tubulaires. Afin de permettre le démantèlement des faisceaux de tubes pour effectuer la maintenance de ces échangeurs, on préfère localiser le ou les échangeurs de chaleur le long de l'axe longitudinal du réacteur, et disposer les cartouches à la périphérie du lit triphasique dudit réacteur. Il peut être avantageux de localiser les cartouches filtrantes de manière à minimiser toute perturbation des conditions hydrodynamiques du lit triphasique. De préférence, les cartouches filtrantes sont positionnées à la proche périphérie du ou des échangeurs de chaleur. De préférence, l'écartement entre les cartouches filtrantes et les tubes du ou des échangeurs est compris entre 1 et 15 cm, de manière préférée entre 3 et 10 cm, par exemple entre 5 et 8 cm. Pour mettre en oeuvre le dispositif de l'invention il peut être nécessaire de déterminer la surface totale de filtre ou surface totale de filtration. Cette surface peut être déterminée en 15 fonction du flux de filtration des filtres, à savoir le débit de filtrat par unité de surface de filtre. Le flux de filtration des cartouches filtrantes utilisées peut varier de 250 à 1000 I/h.m2 (litre par heure et par mètre carré), de préférence de 350 à 700 I/h.m2, de manière plus préférée de 400 à 600 I/h.m2. Le filtre peut être réalisé à partir de tout matériau filtrant connu de l'homme du métier, en particulier ceux résistant à une température pouvant aller jusqu'à 300 C. De préférence, le filtre est réalisé dans un ou plusieurs matériaux choisis dans le groupe constitués par les inox ou les aciers carbone. Le filtre peut être, par exemple, réalisé en toile métallique tissée, en fibres métalliques frittées ou spiralées, en toile perforée, en toile de particules métalliques frittées, ou bien encore en céramique poreuse. Ces filtres peuvent être caractérisés par un seuil de filtration. Le choix du seuil de filtration est généralement réalisé en tenant compte de la taille des grains de catalyseur à retenir. Le seuil de filtration du filtre est, de préférence, compris entre 1 et 100 pm, de manière plus préférée entre 5 et 20 pm. Lors de la mise en oeuvre du dispositif de l'invention, la formation d'un gâteau de particules solides de catalyseur sur les parois filtrantes de l'élément interne est évitée, ou au moins limitée, du fait de l'érosion générée par l'écoulement tangentiel des hydrocarbures liquides et des particules solides le long desdites parois. La vitesse d'écoulement tangentiel le long des parois du filtre de l'élément interne peut aller de 0,5 à 10 mètres par seconde (m/s), de préférence de 1 à 7 m/s, de manière plus préférée de 2 à 5 m/s. Les particules solides de catalyseur dans le gâteau déposées sur les parois filtrantes de l'élément interne ne participent généralement pas à la réaction de synthèse Fischer- Tropsch, ce qui entraîne une diminution de la conversion. Lors de la mise en oeuvre du dispositif, la proportion de particules solides de catalyseur dans le gâteau par rapport à la totalité du catalyseur dans le réacteur est, de préférence inférieure à 2 %, de manière plus préférée inférieure à 1 %, de manière encore plus préférée inférieure à 0,5 % en poids. Le catalyseur mis en oeuvre dans le réacteur est généralement tout solide catalytique connu de l'homme du métier permettant de réaliser la synthèse Fischer-Tropsch. De préférence, le catalyseur est à base de cobalt ou de fer, de manière plus préférée à base de cobalt. Le catalyseur mis en oeuvre dans le réacteur est généralement un catalyseur supporté. Le support peut être, à titre d'exemple, à base d'alumine, de silice ou de titane. En plus des cartouches filtrantes, les moyens de filtration selon l'invention peuvent comporter une conduite de soutirage du filtrat et une recette pour collecter ledit filtrat. Un avantage du dispositif selon l'invention est que les moyens de filtration sont montés à l'intérieur même du réacteur, ce qui permet d'éviter l'utilisation d'une boucle de circulation extérieure, cette dernière pouvant être source de bouchage, de perte de catalyseur et d'attrition du catalyseur. Un autre avantage du dispositif selon l'invention est lié à la stabilité du débit de filtrat et à la minimisation du nombre de rinçages ou de rétro-lavages par circulation d'un fluide à travers le filtre dans le sens opposé à celui de la filtration. Un avantage supplémentaire du dispositif de l'invention est lié à la réduction des coûts de l'ensemble des équipements par rapport aux schémas de l'art antérieur. 5 Description détaillée des figures Les Figures 1.a et 1.b représentent une cartouche filtrante 1 du dispositif de l'invention. Les Figures 1.a et 1.b sont des vues en coupe de la cartouche filtrante respectivement longitudinale et transversale. La cartouche 1 comporte une enveloppe externe 2 de forme cylindrique et un élément interne 3 qui correspond à un tube creux ouvert à ses extrémités. L'élément interne 3 est disposé de manière coaxiale par rapport à l'enveloppe 2. La cartouche comporte, en outre, un conduit d'évacuation 4. Une chambre annulaire 5 est formée dans l'espace délimité par les parois de 15 l'élément interne 3 et celles de l'enveloppe externe 2 de la cartouche. La chambre 5 est fermée à ses deux extrémités 6 et 7. Le filtre est, dans ce mode de réalisation, constitué par les parois cylindriques de l'élément interne 3. Les hydrocarbures liquides et les particules solides de catalyseur circulent, grâce à l'écoulement en lit triphasique, vers l'intérieur du cylindre que constitue l'élément interne 3 selon une direction représentée par la flèche 11. Une partie du flux de liquide 11 passe à travers le filtre de la paroi de l'élément interne. Dans le cas de figure représenté, un gâteau 12 de particules solides est formé sur les parois filtrantes de l'élément interne de la cartouche. La partie non filtrée du flux d'hydrocarbures liquide ainsi que le flux de particules solides contribuent à l'érosion du gâteau à l'intérieur même de la cartouche, en limitant ainsi son épaisseur. Un flux de filtrat 13 est évacué via la chambre 5, par l'intermédiaire du conduit 4. La Figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif de l'invention comportant le réacteur 101 de synthèse Fischer-Tropsch à lit triphasique 102 et un ensemble de cartouches filtrantes 1 disposé sur quatre niveaux à l'intérieur de ce lit. Le réacteur 101 comporte une enceinte 103, un conduit d'alimentation 104 en gaz de synthèse et un conduit d'évacuation 106 des gaz. A l'intérieur du réacteur sont disposés des échangeurs de chaleur tubulaires 107 sur toute la hauteur dudit réacteur. Le lit 102 est expansé par l'effet de la vitesse de gaz. Le lit 102 est couvert par une zone gazeuse 108 localisée au-dessus de l'interface 109. Les cartouches filtrantes 1 sont disposées sur quatre niveaux près de la circonférence du réacteur 101. Chacune des cartouches est équipée d'une conduite d'évacuation 110 du filtrat de la chambre annulaire de ladite cartouche 1 vers l'extérieur du réacteur 101. Les conduites d'évacuation 110 sont elles-mêmes dotées de vannes 111 à ouverture rapide. Les conduites 110 sont reliées, par l'intermédiaire de conduites 112 dotées de vannes 113, à une recette 114 de collecte du filtrat. Les cartouches filtrantes sont réparties sur un cercle, centré par rapport à l'axe longitudinal du réacteur, dont le rayon est compris entre 0,7 * R et R, R étant le rayon interne du réacteur. La Figure 3 représente un autre mode de réalisation du dispositif de l'invention dans lequel les cartouches sont disposées sur un seul niveau à l'intérieur du lit. Un grand nombre des composantes de la Figure 2 sont reproduites et référencées de la même façon. Exemple: Les performances du dispositif de l'invention ont été évaluées à partir d'une extrapolation numérique sur la base du dispositif de la Figure 2 et d'expériences menées sur 25 une maquette. Lors de la partie expérimentale, une cartouche filtrante a été testée dans une maquette reproduisant la plupart des caractéristiques d'écoulement dans le réacteur de synthèse Fischer-Tropsch. La cartouche filtrante ainsi testée présente une hauteur de 1 mètre et un diamètre de 0,07 mètre. Le filtre utilisé recouvre complètement les parois cylindriques de l'élément interne de la cartouche ou constitue l'essentiel de celles-ci. Le filtre est essentiellement constitué par une toile de filtration en inox. Le seuil de filtration du filtre est compris entre 0,5 et 50 pm. La vitesse d'écoulement tangentiel des fluides liquides et des particules solides, au niveau de l'élément interne de la cartouche, a été maintenue entre 0,2 et 0,5 m/s. Cette expérience a permis de déterminer le flux de filtration des cartouches filtrantes ainsi testées qui est d'environ 0, 245 m3/h.m2 (245 litres par heure et par mètre carré). Cette expérience a été menée dans des conditions conservatrices du fait que la vitesse d'écoulement tangentiel des fluides liquides et des particules solides dans un réacteur industriel est voisine de 2 m/s, voire au-delà, ce qui devrait générer une érosion encore plus grande de l'éventuel gâteau. Ce résultat a permis l'extrapolation à un réacteur présentant une hauteur de 30 mètres et un diamètre interne de 10 mètres. Pour un débit de circulation d'hydrocarbures liquides de 30 tonnes par heure, le réacteur est équipé de 817 cartouches filtrantes, ce qui correspond à une surface totale de filtration de 180 m2. Ces cartouches sont réparties sur 4 niveaux, dans la partie supérieure du lit triphasique, autour d'un cercle, centré par rapport à l'axe longitudinal du réacteur, de 9,6 mètres de diamètre. Sur un même niveau, les cartouches sont espacées d'une distance de 0,07 mètre. Les niveaux sont, quant à eux, espacés l'un par rapport à l'autre d'une hauteur de 0,3 mètre. En supposant qu'un gâteau se forme au niveau de chaque cartouche filtrante et que ce gâteau ait une épaisseur comprise entre 1 mm et 3 cm, la masse totale de catalyseur dans le gâteau est comprise entre 180 et 5400 kg. En considérant que la masse de catalyseur utilisé dans un réacteur de 30 mètres de haut et 10 mètres de large est d'environ 500 tonnes, le pourcentage de particules solides de catalyseur dans le gâteau est compris entre 0,036 % et 1,1 % en poids. De tels pourcentages n'ont que très peu d'impact sur la conversion. 12 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la production d'hydrocarbures liquides par synthèse Fischer-Tropsch sur des particules solides de catalyseur dans un réacteur à lit triphasique, ledit dispositif étant équipé de moyens de filtration destinés à séparer un filtrat des particules solides de catalyseur, lesdits moyens comportant au moins une cartouche filtrante montée dans une zone de filtration à l'intérieur dudit réacteur, la cartouche filtrante comportant: un filtre destiné à séparer le filtrat des particules solides de catalyseur, une enveloppe cylindrique, un élément interne ayant la forme d'un cylindre creux ouvert à ses extrémités et monté de façon substantiellement coaxiale par rapport à l'axe longitudinal de l'enveloppe, une chambre annulaire délimitée par l'enveloppe et les parois de l'élément interne, ladite chambre étant destinée à recueillir le filtrat, et un conduit d'évacuation dudit filtrat, dans lequel en ce que les parois de l'élément interne de la cartouche filtrante sont, au moins en partie, constituées par le filtre de la cartouche. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la cartouche filtrante est positionnée de manière à ce que son axe longitudinal soit parallèle à l'axe longitudinal du réacteur. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la zone de filtration correspond à un espace annulaire dans le lit triphasique dudit réacteur, ledit espace annulaire étant délimité par un rayon, déterminé par rapport à l'axe longitudinal du réacteur, compris entre 0,7*R et R, R étant le rayon interne du réacteur. 4. Dispositif selon l'une quelconques des revendications 1 à 3, dans lequel une pluralité de cartouches filtrantes est répartie autour de l'axe longitudinal du réacteur, en périphérie dudit réacteur et sur une même position radiale. 5. Dispositif selon l'une quelconques des revendications 1 à 4, dans lequel plusieurs étages de cartouches filtrantes sont répartis à différents niveaux dans le lit du réacteur. 6. Dispositif selon l'une quelconques des revendications 1 à 4, dans lequel les 13 cartouches filtrantes sont réparties sur un seul niveau. 7. Dispositif selon l'une quelconques des revendications 1 à 6, dans lequel l'étage ou chaque étage de cartouches filtrantes est disposé dans la partie haute du lit. 8. Dispositif selon l'une quelconques des revendications 1 à 7, dans lequel le réacteur comporte un ou plusieurs échangeurs de chaleur. 9. Dispositif selon, la revendication 8, dans lequel le ou les échangeurs sont tubulaires. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, dans lequel le ou les échangeurs de chaleur sont localisés le long de l'axe longitudinal du réacteur, et les cartouches filtrantes sont disposées à la périphérie du lit triphasique dudit réacteur. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le flux de filtration des cartouches filtrantes peut varier de 250 à 1000 I/h.m2. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le filtre est réalisé dans un ou plusieurs matériaux choisis dans le groupe constitués par les inox ou les aciers carbone. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans lequel le seuil de filtration du filtre est compris entre 1 et 100 pm. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel la vitesse d'écoulement tangentiel le long des parois du filtre de l'élément interne varie de 0,5 à 10 m/s. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel il se forme un gâteau de particules solides, et la proportion de particules solides de catalyseur dans ledit gâteau par rapport à la totalité du catalyseur dans le réacteur est inférieure à 2 %. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel le catalyseur est à base de cobalt ou de fer.