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"Perfectionnements à la production d'ammoniaque au moyen de gaz de synthèse."
La présente invention concerne la synthèse de l'ammoniaque et en particulier la phase dans laquelle l'am- moniaque est extraite des gaz qui ont passé sur le cataly- seur. Les procédés bien connus applicables à cette phase sont l.) La séparation de l'ammoniaque à l'état d'am- moniaque liquide anhydre et
2.) La séparation à l'état de solution aqueuse d'ammoniaque.
- Chacun de ces procédés a ses avantages et ses
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inconvénients particuliers. Le premier procédé nécessite des appareils réfrigérants spéciaux et coûteux, mais d'au- tre part il fournit un produit très commode, aussi bien pour ce qui concerne les manipulations que comme source excellente de gaz ammoniac. L'extraction de l'ammoniaque synthétique à l'état de solution aqueuse nécessite l'in- jection dans le système de quantités d'eau à haute pres- sion, vu que les gaz à traiter sont généralement sous la pression initiale élevée de catalyse; la solution la plus concentrée qui est stable aux température et aux pres- s ions ordinaires contient 35 %de NH3.
Dans une sembla- ble solution, l'ammoniaque est à l'état relativement di- lué, mais néanmoins, ce liquide trouve des applications adéquates, par exemple pour la fabrication de sels d'am- monium, qui est généralement effectuée en solution. suivant la présente invention, il est possible d'obtenir différents avantages de chacun de ces deux pro- cédés de séparation de l'ammoniaque de mélanges gazeux, et en même temps de réaliser des économies notables dans les frais de l'opération. A cet effet, on soumet les gaz chargés d'ammoniaque fraîchement formée par synthèse à l'action d'un courant d'eau à haute pression) mais on limite la quantité d'eau dans une mesure telle qu'on produit un li- quide qui contient approximativement de 50 à environ 70 % d'ammoniaque (NE ).
On peut de cette manière réaliser une très grande économie, soit plus de 50 % des frais d'in- jection de l'eau nécessaire. Le liquide est recueilli alors qu'il est encore sous une pression élevée et envoyé alors dans un récipient spécial à faible pression au moyen de @
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soupapes réductrices. Dans ce récipient règne par exemple la pression atmosphérique, et en subissant la chute de pression, le liquide concentré formé sous la pression initiale élevée des gaz dégage du gaz ammoniac et sa con- centration descend à environ 35 %, la tension partielle de NH3 au-dessus de ce liquide étant d'une atmosphère.
Le gaz ammoniac mis en liberté contient pratiquement 100 % de NH3 et comme tell , il peut être employé dans un grand nombre de traitements.
L'ammoniaque est souvent nécessaire sous la forme gazeuse par exemple en vue du mélange avec de l'air avant l'oxydation pour la formation d'oxydes d'azotes et la pré- paration subséquente d'acide nitrique. Le gaz ammoniac ain- si développé peut avantageusement être employé de cette manière, si au contraire toute l'ammoniaque doit être ob- tenue en solution aqueuse, le gaz peut être envoyé dans une tour d'absorption où il peut être entièrement absorbé sous la pression atmosphérique. La quantité d'eau employéepour
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cette a.bsorpt1Qtl.paut.a.lemel1t être réglée de façon à permet- tre la production d'une solution de n'importe quelle con- centration désirée et le liquide à 35 % obtenu dans le ré- cipient à faible pression peut être mélangé à cette solu- tion si on le désire.
On peut également diluer la solution concentrée au moyen d'eau, sans permettre de fuites importantes de gaz ammoniac, en laissant par exemple s'écouler la solution à pression élevée dans une masse d'eau à la pression at- mosphérique.
On pourrait croire qu'en préparant dans la tour
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d'absorption un liquide d'une concentration d'au moins 30 %, on permettrait à une quantité excessive d'ammonia- que de s'échapper avec le mélange d'azote et d'hydrogène et de retourner ainsi dans le cycle catalytique;
or d'une manière générale, il est désirable qu'il n'y ait pas plus de 0,5 % d'ammoniaque qui retournent aux convertisseurs, vu que la présence d'une plus grande quantité d'ammoniaque dans les gaz de synthèse, est préjudiciable à, la production nette d'ammoniaque dans le système Il est toutefois remar- quable qua lorsqu'on prépare une solution à 50 %, la quan- tité d'ammoniaque s'échappant de la tour d'absorption (en contre-courant avec la solution) n'est que d'environ 0,3% du mélange total de gaz. lias dessins annexés montrent à titre d'exemple un mode de réalisation du procédé. Des gaz ammoniacaux provenant des convertisseurs sont introduits par A dans la partie inférieure d'une tour d'absorption X dans laquelle de l'eau sous une pression élevée est injectée par le dessus.
La quantité d'eau est réglée de façon à former une solu- tion ammoniacale d'environ 50 % de concentration, et dans ces conditions il n'y a que très peu de gaz ammoniac qui s'échappe par B avec l'azote et l'hydrogène non transformés.
Par suite de la chaleur dégagée par la dissolution du gaz ammoniac, la solution formée en X est chaude et si on dé- sire produire dans la suite en Y aussi peu de gaz ammoniac que possible, c'est-à-dire lorsque l'ammoniaque doit être obtenue en solution seulement, la solution s'écoulant de X peut être refroidie dans le serpentin D. Des moyens de re- froidissement appropriés,, extérieurs ou autres,peuvent éga-
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lement être prévus pour la tour X lorsque c'est nécessaire.
Lorsqu'on envisage la fabrication de gaz ammoniac pour l'emploi direct comme tel, le refroidissement en D est évidemment supprimé vu que la production de gaz est favo- risée par une température plus élevée, La solution passe par une ou plusieurs soupapes réductrices E dansle réci- pient à faible pression Y ou le gaz ammoniac se dégage par évaporât ion et est évacué par le tuyau F, soit pour être utilise directement comme gaz, soit vers une autre tour d'absorption z fonctionnant à la pression atmosphérique.
Lorsque le gaz s'échappe par ébullition du liquide en- trant dans Y, la température du système s'abaisse et la mise en liberté de NH3 se ralentit. Si par conséquent on doit obtenir plus de gaz, il faut fournir de la chaleur au liquide froid. L'absorption de chaleur de E à Y est la contre-partie exacte de la chaleur dégagée dans la tour X et le liquide en Y pourrait par conséquent être maintenu à la température normale en utilisant cette source de cha- leur, mais il est plus commode de produire le chauffage en Y, si c'est nécessaire, au moyen d'un serpentin G chauffé à la vapeur.
Si alors Y est maintenu à la température or- dinaire, le liquide restant dans ce récipient aura une te- neur d'environ 35 % de NH3, et, de l'ammoniaque totale absorbée en X, le liquide comprendra environ la moitié tan- dis que le gaz sortant de Y constitue le restant. Même si l'on n'a recours à aucun chauffage de Y, il y aura toujours mise en liberté, à l'état de gaz, d'environ 10 % de l'ammo- niaque totale, et 90 % de l'ammoniaque totale restent en solution à la pression atmosphérique et naturellement à une
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température réduite.
Ce liquide peut être mélangé à de l'eau pour produira une solution de toute concentration désirée,' concentration qui en général sera inférieure à 35 %, vu qu'au-dessus de solutions plus concentrées que 35 %, la tension de vapeur de l'ammoniaque dépasse une atmosphère.
Lorsqu'on a mentionné l'emploi d'eau pour laver les gaz, il faut comprendre également l'emploi de liquides dilués contenant de l'ammoniaque, lesquels peuvent être amenés de cette manière à leur pleine concentration.
Les gaz lavés doivent être séchés avant d'être soumis de nouveau à la catalyse et à cet effet on peut fai- re en sorte que ces gaz, contenant encore par exemple de 0,01 à 0,1 % de NH3 (ou plus) soinet soumis à un refroi- dissement à une température inférieure à 0 C., l'humidité étant alcre enlevée sous la forme liquide à l'état de solution d'ammoniaque; on peut effectuer ainsi un sé- chage très complet en employant une température suffisam- ment basse, Ce procédé de séchage fait l'objet d'un brevet séparé mais sa combinaison avec le présent procédé présen- te de l'importance.
REVENDICATIONS -:- - :-:-:-:-
1.- Procédé pour extraire l'ammoniaque de gaz de synthèse comprimés, consistant à laver les gaz sous un pression élevée au moyen d'eau en quantité limitée de fa- çon à former une solution contenant d'environ 50 % à 70 % d'ammoniaque (NH3).
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