<Desc/Clms Page number 1>
Procédé pour la fabrication synthétique d'ammoniaque au moyen de catalyseurs.
Dans la description du brevet belge N2 323112 on a déjà indiqué que le procédé qui y est décrit de synthèse de 1' ammo- niaque par combinaison peut être réalisé également en circuit fermé,
Ce procédé en circuit fermé n'est toutefois pas économi- que pour différentes raisons. L'une de celles-ci est qu'il est inutilisable quand on emploie des mélanges galeux impurs.
Par contre, dans le procédé décrit ci.après, on peut utiliser avantageusement également suivant le procédé de synthèse à haute et b asse pression décrit dans le brevet 323112 des gaz impurs riches en hydrogène,.par exemple les gaz perdus des co- keries, au lieu d'hydrogène,
Le procédé lui-même est réalisé, de préférence, de la manière suivante ;
Après la réunion des mélanges gazeux utilisés spécifiés
<Desc/Clms Page number 2>
dans le brevet 323112 sous la désignation de courant à haute pression et de courant à basse pression (appelés ci-après briè- vement courants de combinaison) et après séparation par conden- sation de l'ammoniaque formée, les gaz restants sont amenés avec le, pression des courants réunis, dans la chambre tubulai- re à basse pression d'un second appareil de combinaison, tan- dis que la partie encore restante du mélange gazeux est aspi- rée d'une manière quelconque, par exemple au moyen d'une pom- pe à gaz, et amenée à la pression de la chambre tubulaire à haute pression.
Comme la pression de la chambre tubulaire à basse pression de la seconde batterie correspond à peu près à celle de la chambre basse pression du premier système, une partie seulement dû mélange gazeux qui s'est détendu jus- qu'à la basse pression est recueillie, tandis que la partie restante est amenée des réservoirs de détente au moyen d'une pompe à gaz aux chambres tubulaires à haute pression qui sont reliées entr' elles par des soupapes de réglage, de telle façon que les chambres tubulaires à haute pression des appareils de combinaison subséquents aient également a peu près la même pression que les chambres tubulaires de la première batterie.
Grace au fait que l'on met un certain nombre d' appareils dE combinaison de ce genre en parallèle et que l'on dispose en série les groupes montés en parallèle , le nombre des éléments de la batterie suivante allant en diminuant en proportion de la quantité de gaz transformée en ammoniaque après chaque passage des gaz par une batterie, il est possible dans le cas de gaz purs de transformer en ammoniaque la quantité initiale des gaz, sans aucun résidu et dans le cas de gaz impurs on peut pousser la transformation aussi loin que le permettent les éléments étrangers du mélange gazeux, le résidu du mélan- ge gazeux étant dans ce cas détendu après passage par le der- nier système de combinaison et étant utilisé par exemple dans des buts thermo-techniques ou d'autres buts.
<Desc/Clms Page number 3>
Ce montage simultané en parallèle et en série des diffé- rents appareils de combinaison peut se faire de diverses ma- nières, Toutefois, comme pour des raisons économiques, il doit règner dans tous les appareils de combinaison montés en série toujours à peu près la même pression et aussi à peu près la même vitesse de gaz, on peut satisfaire dans ce cas-ci surtout à la dernière condition, comme cela se fait déjà dans des pro- cédés connus, par une diminution de la section des différentes chambres de contact, mais cette condition peut être bien mieux atteinte, en diminuant le nombre des appareils de combinaison montés en parallèle, de série en série en,proportion de la quantité de gaz transformée en ammoniaque
Comme déjà dit,
le montage en série de ces appareils peut avoir lieu jusqu'à transformation complète du mélange gazeux utilisé. Ceci se produira principalement quand on dis- pose de gaz purs* Dans ce cas, il est nécessaire en vue de mair tenir approximativement des pressions égales et des vitesses égales de passage pour les gaz d'aspirer dans les dernières chambres à haute pression du gaz frais des récipients d'emma- gasinement.
Si l'on dispose seulement de gaz impurs, comme par exem- ple de gaz perdus des cokeries pour lesquels cette invention entre en ligne de compte en premier lieu, on ne réalisera le montage en série que jusqu'à une certaine limite et on déten- dra le reste des gaz et l'utilisera pour des buts thermo-tech- niques comme par exemple pour la concentration de liquides et de solutions salines.
Be procédé actuel trouve donc toujours son utilisation lors de l'établissement et de la construction d'installations relativement grandes de synthèse de l'ammoniaque, parce que précisément il est nécessaire dans ce cas de monter un nombre relativement grand d'appareils de combinaison. Néanmoins, afin de transformer complètement les gaz résiduairfs en ammoniaque,
<Desc/Clms Page number 4>
après liquéfaction de l'ammoniaque qui y est contenue, égale- ment dans le cas de petites installations pour la production desquelles un appareil de combinaison unique est généralement suffisant, on conduit ces gaz résiduaires avec grand avantage, spécialement lors de l'emploi de gaz impurs, à travers un ap- pareil à haute pression intercale dans le circuit fermé.
Dans cet appareil a haute pression se rassemblent naturellement les impuretés éventuellement encore présentes dans le mélange gazeux. C'est pourquoi, il est nécessaire de renouveler de temps à autre, le catalyseur de cet appareil et cela même plus souvent que dans les autres, mais on obtient de cette fa- çon que les autres appareils de contact ne soient pas soumis à 3''influence nuisible des impuretés.
Mais, même pour de gran- des installations dans lesquelles plusieurs appareils de com- binaison doivent être montés en parralèle et en série, on peut utiliser la manière de procéder mentionnée ci-dessus. on dis- pose dans ce cas'l'appareil à haute pression du circuit fermé derrière la dernière batterie ou à la place de celle-ci de sor- te que l'on peut supprimer ainsi un appareil de combinaison et que l'on obtient en outre également une transformation complête des gaz.
Un autre avantage de cette combinaison de montage en sé- rie et de circuit fermé consiste en ce que,dans le cas présent, les dépenses d'installation sont fortement réduites. Il est évident que cette combinaison de ce montage en série et de circuit fermé, peut être utilisée avec le même avantage éga- lement dans d'autres procédés de fabrication d'ammoniaque qui prévoient un montage en série d'appareils de contact.
Un avantage du nouveau procédé vis à vis des procédés con- nus de ce genre, consiste en ce que la transformation de quan- tités de gaz relativement élevées a lieu rapidement et à des pressions assez basses et en utilisant seulement un nombre peu élevé d'appareils de contact; grâce à quoi il se fait que l'am.
<Desc/Clms Page number 5>
moniaque formée est obtenue à l'état liquide sans employer d'a- gent d'absorption.
Les exemples ci-après sont destinés à expliquer de plus près le procédé :
1 - Exemple pour mélanges gazeux purs.
5 appareils de combinaison du genre de ceux décrits plus complètement dans le brevet belge 323112 sont montés en paral- lèle* on envoie par heure à travers chacune des chambres à hauteet à basse pression, 50 m3 de mélange gazeux. La pres- sion dans la chambre à basse pression s'élève par exemple à 300 atmosphères, celle dans la chambre à haute pression à 600 atmosphères* Supposons que les concentrations en ammoniaque soient dans les deux systèmes pour une pression de 30 atmos- phères de 2% en volume.
Lors du premier passage du . mélange gazeux à travers les appareils montés en parallèle - étant donné que dans la synthèse de l'ammoniaque, le rendement en ammoniaque augmente en général à peu près proportionnellement à la pression - on transforme dans la chambre à basse pression à 300 atmosphères environ 10 X 2 m3 c'est à dire 20 m3,de mé- lange gazeux et dans la chambre à haute pression 10 X 4 = 40m3 soit en tout environ 60 m3 par appareil de combinaison, de sor. te qu'il reste ainsi un résidu de 40 m3,c'est à dire 200 m5 pour les 5 appareils montés en parallèle.
Cette quantité de gaz résiduaire, après réunion des courants de combinaison et leur détente jusqu'à 300 atmosphères et aussi après la sépara- tion par condensation de l'ammoniaque formée, passe dans la seconde série de chambres de contact mise en circuit derrière la première. Cette série ne se compose plus comme la première de 5 appareils de combinaison, mais seulement de 2 Les gaz passent dans ce cas ci également avec approximativement la mê- me vitesse et à peu près à la même pression à travers les dif- férentes chambres tubulaires de contact. Alors/que les gaz
<Desc/Clms Page number 6>
entrent dans la chambre à basse pression avec la pression des courants gazeux réunis, les gaz destinés à la chambre à haute pression sont amenés à l'aide de pompes, à la pression corres- pondante.
Comme dans cette seconde série, la vitesse des gaz dans les différentes chambres est de nouveau d'envioron 50 m3 par chambre, sur la base d'une concentration en ammoniaque d'envi- ron 2% à 30 atmosphères de pression on transforme de nouveau er. ammoniaque dans la chambre à basse pression 10 X 2 = 20 m5 et dans la chambre à haute pression : 10 X 4 = 40 m3 en tout donc ; 60 m3;
soit pour les deux appareils une transformation de 130 m3, de mélange gazeux en ammoniaque, de sorte qu'il res- te aunprésidu de 80 m3
Cette quantité passe alors dans la troisième série qui consiste seulement en un seul appareil de combinaison,les quantités manquantes de gaz étant aspirées des récipients d'approvisionnement à l'aide de la pompe destinée à cet effet en vue de maintenir la vitesse initiale des gaz pour la chambre tubulaire à haute pression. Le résidu des gaz encore présent après ce passage est soit dilaté et ramené au réci- pient d'approvisionnement, ou amené à un appareil à haute pression à circuit fermé afin de. le transformer completement,
2 - Exemple pour le cas de mélanges gazeux impur s.
La disposition de l'appareillage est dans ce cas ci la même que dans l'exemple 1 sauf que le mélange gazeux, après passage par la seconde ou dernière batterie, est amené avec un avantage spécial à travers l'appareil à circuit fermé. on paeviant ainsi, suivant le nouveau procédé, à trans- former en peu de temps de grandes quantités de gaz en ammonia- et que/en même temps de l'obtenir à l'état liquide, en faisant usage d'un nombre minime de chambres de contact, avec une vi- tesse des gaz relativement minime des pressions assez faibles
<Desc/Clms Page number 7>
et une économie importante de matière et en utilisant les cha.
leurs de réaction ainsi que les gaz résiduaires riches en hy- drogène à la place d'hydrogène, tout en obtenant encore une économie appréciable des dépenses d'installation.
Revendications,
EMI7.1
=+=>r=+=+=+=+=+=+=+=+=+= 1/ Procédé pour la fabrication synthétique d'ammoniaque au moyen de catalyseurs consistant en ce que les courants à haute et à basse pression de plusieurs appareils de combinaison montés en parallèle sont conduits à travers deux ou trois bat.-. teries montées en série, les deux courants gazeux étant réunis entre chaque batterie en vue de condenser par un refroidisse. ment ordinaire l'aide d'eau, l'ammoniaque formée,en un cou- rant unique, ayant la pression totale résltant des deux cou- rants et les gaz restants étant admis dans la, batterie suivan.,. te éventuellement après addition de gaz frais.