BE370989A - - Google Patents

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BE370989A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/69Sulfur trioxide; Sulfuric acid
    • C01B17/74Preparation
    • C01B17/82Preparation of sulfuric acid using a nitrogen oxide process
    • C01B17/86Tower process

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  " Perfectionnements apportés à la fabrication d'acide sul-   fariqae   ". 



   La présente invention concerne des perfectionnements à la fabrication d'acide   sulfurique.   



   Dans le procédé bien connu de fabrication d'acide sul- farique   aa   moyen de chambres de plomb, l'acide   sulfureux   est   oxyd6   par le gaz nitreax ( AzO2 et AzO) et transformé en acide   sulfurique   anhydre qui est ensuite   dissoab   dans l'eaa poar donner l'acide sulfurique. D'une façon générale, ces réactions sont conformes aax équations suivantes . 



   1) SO2 + AzO2 = SO3   + AzO   
2) SO3 + H2O = H2SO4   L'cxyde   d'azote (AzO) formé aa   coars   de la réaction 1 est oxydé par l'oxygène contenu dans le gaz, les gaz ni-   treux     participant   la réaction étant ainsi régénérés : 
3) AzO +   0 =   AzO2. 



   Les gaz nitreax ainsi obtenas sent utilisés de nouveau et servent d'agents dtoxydation jusqu'à ce qae tout le SO2 

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 soit oxydé. Les-gaz sortant de la dernière chambre de plomb contiennent donc de très petites quantités de SO2, mais des 
 EMI2.1 
 quantités considérables d'AzO 3 et an pea d'AzO. Ceux-ci sont absorbés dans les tours de Gay-Lassac dans de l'acide sulfurique concentré poar former de la " nitrose ".

   Lorsque cette solution est diluée avec de   l'eau,   ce qui a lieu dans la tour de Glover, AzO et AzO2 sont libérés et renvoyés dais la première chambre de plomb où ils rentrent dans l'opéra-   ti.on.   Les réactions qui se produisent dans les tours de 
 EMI2.2 
 Ga3T-Zassac et de Glover correspondent généralement aax équations : Gay-Lnssac : S ESQ + z03 = 2 RSAzO 5 + H 2 0 Glover: 2 HSAZO 5 + H0 = 2 ESO + Az 0 LAz 0 = Az02 +AO 
Les opinions divergent cependant beaucoup quant aux ré- actions qai ont lien dans la fabrication de l'acide salfa- 
 EMI2.3 
 riqaa par le procédé des chambres de plomb.

   Toutefois, l'hydratation de l'acide sulariqae anhydre suivent la réaction 2 se fait très lentement et ceci est pré- 
 EMI2.4 
 aisément l'un des inconvénients du procédé des chambres de plomb, car   i1   faut de très grandes chambres de réaction (les chambres de plomb) pour la mise en pratique du procédé, 
 EMI2.5 
 Ainsi n'obtient-àn que 15 Kg d'acide salfari(!ae ayant une densité de   1,530   par mètre   cabe   et par 24 heures par le pro- cédé des chambres de plomb.

   D'antres inconvénients consis- 
 EMI2.6 
 tent en ce qutane quantité considérable d'oxydes nitreux ust perdue (dans l'acide sortant des chambres de plomb et dans les gaz sortant des toars de Gay-Lussao) et que les systèmes de toars de   Gay-Lassac   et de Glover, qui sont ab- 
 EMI2.7 
 solamsnt nécessaires pour le procédé des chambres de plomb, sont   colite ax et   très volumineux. 
 EMI2.8 
 Il es1vrai que d'autres procédés ont donné de bons résultats en augmentant le rendement en acide sulfurique par unité de volame et de temps ;

   c'est ainsi que le procédé 
 EMI2.9 
 Schmieclel-Kloncke aarait produit un rendement d'envi.non 

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300 Kg d'acide sulfurique d'une densité de   1,530     pnr   mètre cube et par 24 heures, mais il a   fallu   pour cela une très grande proportion d'oxydes nitreux dans le gaz, ainsique l'installation de pulvérisateurs rotatifs ou dispositifs 'analogues. Toutefois, la grande proportion d'oxydes ni-   treax   a une action très corrosive sur les feuilles de plomb et tontes les pièces mobiles sont a priori impropres dans les procédés de ce genre.

   En outre , dans le procédé Schmiedel 
Klencke, il faut que la concentration de l'acide sulfari- que utilisé pour l'absorption soit maintenue assez haute pour que des quantités considérables d'oxydes nitreux y soient dissoutes, quantités qa'il faut ensuite séparer de l'acide   sulfurique   par des moyens appropriés. 



   D'autre, part dans d'autres procédés, le gaz contenant l'acide sulfureux a été introduit dans les tours dans les- qaelles il a été mis en contact avec de l'acide sulfurique qui traverse la toar et qui contient de l'acide nitrosyl- sulfurique ou de l'acide nitriqae. Toutefois, même avec ces procédés, on n'a pu éliminer que partiellement les   inconvé-   nients déjà mentionnés et on n'a pu obtenir qu'une faible augmentation de la rapidité de la réaction. 



   La présente invention a poar bat d'éliminer les   incon-   vénients des procédés antérieurs en ce sens qu'elle permet d'augmenter la rapidité de la réaction et elle consiste es- sentiellement à effectuerl'hydratation de l'acide   sulfari-   qae essentiellement dans la phase liquide en conduisant,   refoulant,   aspirant ou faisant passer le gaz de toate autre façon, à travers 'la   gaache   de liquide. On peut faire passer le gaz à travers toute la couche de liquide   à   partir du fond et de bas en haut. 



   Afin que la réaction puisse se poursuivre dans le sens voulu, c'est-à-dire de gauche à droite, il faut que la con- centration de SO3 soit maintenue faible. Toutefois, comme la tension de vapeur de SO3 est élevée, il faut, pour obte- 

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 nir une variation de la concentration, qu'il soit   immédia-   tement absorbé oa converti dans an fluide quelconque rédui- sant efficacement la pression de   vapear.

   Dans   le procédé des chambres de plomb, cependant, dans lequel   l'eau   est in-   trodaite   dans les chambres à l'état très finement divisé   (au   moyen de pulvérisateurs) pour augmenter la rapidité de la réaction entre SO3 et l'eau., il est impossible d'obtenir rapidement une réaction complète entre SO3 et l'eaa et par saite ane grande rapidité de réaction, parce que le volume de   l'eau   par rapport   aa   volame du gaz est très   faible.   Or en a constaté qae le SO3 est absorbé facilement et rapidement par de l'acide sulfurique, par exemple de l'acide à   50%,et   qae la pression de vapeur de SO3 est ainsi pratiquement réduite à zéro, l'acide à   50%   ne produisant pas de vapeur de SO3.

   L'hydratation de SO3   aara   donc lieu dans l'acide atilisé, c'est-à-dire dans la phase liquide. Le SO3 est d'a- bord absorbé dans l'acide sulfurique, pais il réagit avec l'eau de l'acide pour former de l'acide sulfurique. La con- centration de l'acide est ainsi augmentée et poar maintenir constamment la concentration la plus favorable à   l'absorp-   tion et à la réaction, il faut ajouter de   l'eau.   



   Conformément à l'invention, il- est possible d'effectuer    3, non seulement l'hydrotation de SO3', mais aussi l'oxydation   de l'acide sulfureux, sensiblement dans la phase liquide, en conduisant,   refoalant,   aspirant ou faisant passer le gaz de toate   aatre   façon, travers la coache de liquide. Dans ce cas également, on peat faire passer le gaz à travers tou-   te   la couche de liquide partir du fond et de bas en haut. 



    L'hydratation   aussibien qae 1'oxydation et l'hydratation, peuvent être effectuées en deux ou plus de deax opérations, par exemple dans des vases de réaction comportant des fonds superposés. Dans la mise en pratiqae da procédé le gaz à hydrater , oa à oxyder et à hydrater, est conduit, refoule ou aspiré dans un état de fine division à travers une ou 

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 plusieurs couches dd   liqaide .   En donnant au gaz une vi- tesse suffisamment grande il est possible d'obtenir une fi- ne sabdivision du gaz et du   liquidc= '  la fois.

   Il   faat   chercher à obtenir sartoat une division fine du gaz,   (..or   le problème consiste non seulement à obtenir une grande surface de contact entre le gaz et le liquide   dans   un sers   absolu,   mais encore   ane   grande surface de contact par vo- lame de gaz. 



   Dans la réalisation de   l'oxydation,   aussi bien que de l'hydratation suivant la présente invention, l'agent d'absorption utilisé est de préférence de l'acide sulfuri- que dont la densité est choisie de manière à s'adapter à chaque cas particulier. L'agent d'oxydation peut être de l'acide nitrique ou de l'acide nitrosyl-sulfurique. Le ou les gaz contenant de l'acide sulfureux sont ainsi conduits, refoalés oa aspirés dans an état de fine divi- sion à travers   ane   on plusieurs couches de liqaide conte- nant de l'acide sulfurique et de l'acide nitrique ou de l'acide nitrosyl-sulfurique, l'oxydation de l'acide sul- fureux et l'hydratation de SO3 ayant lieu simultanément dans la phase liquide.

   Les réactions ont lieu très rapide- ment et de cette façon la fabrication peut être rendue beancoup plus intense que cela n'était possible jusqu'ici. 



  Ainsi qu'on l'a déjà dit, l'eau nécessaire pour l'hydra- tation est ajoatée à l'acide utilisé pour l'oxydation et l'hydratation et non aa gaz,   comme   dans le procédé des chambres de plomb. En oatre la concentration du mélange d'acide nitrique et d'acide salfariqae servant d'agent d'absorption, est réglée de préférence de manière à obtenir la plas grande vitesse d'absorption et de réaction. 



   Les grandes vitesses de réaction susceptibles   d'être   obtenues par la réalisation de l'hydratation de SO3 de la façon indiquée, ainsi qae l'importance d'an mélange inti- me de gaz et de liquide, peavent être illustrées par ce 

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 qui   sait .   



   Si le mélange des éléments constitutifs est bon, il 
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 est possible, avec 10% de SO 2 et environ 3 jô de AzO dans le gaz, d'obtenir un rendement de 600 à 700 Kg d'acide ayant une densité de 1,530 par mètre cube et par 24 hea- res. Moins le mélange de'gaz et de liquide est intime, lorsque moins la vitesse de conversion sera grande.   Ainsi$7%   mélange est moins bon, la conversion tombe'à environ 
 EMI6.2 
 300-250. Kg. 



  Des essais ont également montré qae lorsqae les con- 
 EMI6.3 
 dictions varient le même mélange donne des vitesses oa rendements de conversion différentes. Cela est vrai pour les variations de températare aassi bien qae les varia- tions de concentration de l'acide,comme le montre le ta- bleau suivant, qai indiqae en kg la quantité d'acide d'a- ne densité de   1,530   obtenue par mètre carré et par   24   
 EMI6.4 
 he are s :

  ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 
 EMI6.5 
 té de ¯¯¯¯¯ampératare de réaction en l'acide 40 5Q 60 70 80.¯¯¯¯¯¯ 1, 615 - zou 42 495 390 
 EMI6.6 
 
<tb> 1,530 <SEP> 500 <SEP> 5QO <SEP> 430 <SEP> 355 <SEP> 270
<tb> 
<tb> 1,453 <SEP> 470 <SEP> 675 <SEP> 565- <SEP> -
<tb> 
<tb> 1,383 <SEP> - <SEP> - <SEP> 53Q <SEP> -
<tb> 
 
La vitesse ou rendement de conversion dépend aussi des concentrations de SO2 et de AzO dans le gaz. La con- 
2 centration de 30 ne peut pas dépasser une certaine valoir initiale, après laquelle la concentration doit forcément baisser pendant la conversion. Il n'est donc pas possible de maintenir continuellement une   haate   concentration en SO2 pour obtenir une grande vitesse de conversion.

   D'au- tre part, il est possible, en maintenant de grandes quan-   tjtés   de gaz nitreax en circulation dans le   système,de   maintenir la concentration de AzO élevée. Le diagramme de la fig. 1 des dessins ci-joints montre comment cette concentration influe sur la vitesse de la réaction. Ce 

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 diagramme indique l'importance   qa'il y   a à maintenir la tenear en gaz nitreux des gaz de réaction aussi élevée qae possible. Les courbes montrent la quantité d'acide sulfurique d'une densité de 1,530   obtenae   par mètre cube et par 24   heares   lorsqu'on remue bien et avec 5 et 10% d'acide sulfureux en volume et des pourcentages variables de gaz nitreax calculés en AzO dans le gaz.

   Lans lp pro- daction de l'acide sulfurique par le procédé des chambres de plomb, il n'est toutefois pas possible   d'augmenter   la proportion d'oxydes nitreux au delà de celle qui est em- ployée actuellement, car dans ce cas, la concentration de l'acide   sulfurique   concentré utilisé pour l'absorption dans la toar de   Gay-Lassac   serait   beaacoap   trop élevée et d'aatre part les chambres de plomb seraient fortement corrodées. Lorsqu'on opère conformément aa présent   procé-   dé il est par contre possible d'utiliser sans difficulté cette forte tenear en oxydes nitreux. 



   Dans l'oxydation de l'acide sulfureux au moyen d'a- cide nitrique, il se forme des gaz nitreux et, suivant l'invention, ces gaz peuvent être récupérés par a bsorptim dans l'eaa oa de préférence dans l'acide nitrique oa l'a- cide sulfurique étenda pour former de l'acide nitrique on de l'acide nitrosyl-sulfurique ou des mélanges   d'aciae     nitriqae   et d'acide sulfurique, l'acide nitrique ou l'a- cide nitrosyl-sulfurique   oa   le mélange d'acide nitrique et d'acide   sulfurique   ainsi obtenas étant renvoyés dans le système pour servir d'agent d'oxydation.

   L'eau néces- saire poar l'hydratation est fournie  aa   système, en tota- lité oa en partie, avec l'acide ou le mélange d'acides servant à l'oxydation.   En   oatre,   l'eau,   seale ou mélangée avec l'acide nitriqae oa des mélanges d'acide nitrique et d'acide sulfurique, peat être amenée dans la dernière phase d'oxydation on dans les différentes phases d'oxy- dation. 

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   L'acide sulfurique formé contiendra de petites quan- tités d'acide nitrique et il peat contenir aussi des gaz   nitreux     qa'on   peut éliminer, suivant l'invention, en conduisant, refoalant, aspirant oa faisant passer de toute antre façon à travers des coaches de cet acide sul- furique un gaz qui ne soit pas condensable   à   la tempéra- tare régnante, par exemple de l'acide sulfureux ou de l'air on an mélange des deax, ou. encore par distillation à une pression partielle réduite de l'acide   nitrique.   



   On décrira maintenant an mode de réalisation de l'in vention en se référant aux dessins ci-joints. 



   Dans la fig. 2, A est an appareil (vase de réaction) dans lequel de l'acide sulfurique est formé par oxydation au moyen d'acide nitrique et hydratation, et B est an appareil dans   lequel   les gaz nitreux sont absorbés. Dans leur passage de A en B les gaz traversent an réfrigérant C. Pour le transport des gaz on utilise les ventilateurs D et E. Les appareils A et B sont constitués par des tours d'absorption comportant des fonds c (crépines) présentant des trous', des fentes, des alvéoles on. leur équivalent et agencés de façon que les gaz passent à travers le li- 'laide qui se trouve sar ces fonds. Le principe directeur dans la   uonstraction   des tours d'absorption, est que le gaz doit être finement divisé dans le liquide. 



   Le gaz des fours à soufre ou à pyrites contenant en- viron 10 % en volame de SO2 entre en a et il est intro- duit dans A en b, puis il passe travers les fonds c. 



  Le gazrencontre le   liqaide   qai coule d'an fond supérieur sur an fond   infériear   et qui est constitué par de l'acide nitrique (ou de l'acide nitrosyl-sulfurique ou an mélange d'acide sulfurique et d'acide nitrique) introduit en m. 



  L'acide   nitriqae   entre en réaction avec SO2 de la façon saivante : 

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 EMI9.1 
 2 H zO 3 = H 2 0 + 3AzO+ 3 0 3 a + 3 S02 = 3 S03 3 so3 + 3 Hzo - 3 n2so4 
En   conséquence   la proportion d'acide nitriqae conte- nue dans le liquide ira successivement en diminuant dans la tour A et la tenear d'acide sulfurique ira en augmen- tant. Comme le liquide coule d'un fond supérieur sur an fond   inférieur,   la proportion d'acide sulfurique ira -en augmentant de haut en bas sur chaque   fond ,   de sorte qu'on obtiendra à la sortie n de l'acide   sulfurique   de haute concentration contenant   ane   très faible quantité d'acide nitriqae. 



   Au cours de l'oxydation il se forme AzO qui, avec   l'oxygène   de l'air, donne AzO2 qui oxyde à son tour l'aci- de   sulfureux,   mais cette oxydation est assez lents et en conséquence l'oxydation de l'acide sulfureux a lieu principalement à l'aide de l'acide nitrique. Lette oxyda- tion a lieu dans la phase liquide et elle estinfiniment plus rapide que dans la phase gazease. Des expériences ont montré qae, lorsqu'on fait passer le gaz à travers les coaches de   liqaide     saivant   l'invention et avec   la %1   en volame de SO2 dans le gaz, la réaction dans la phase liquide peat atteindre   25.000   à 50.000 Kg d'acide   d'une   densité de 1,530 par mètre cube et 24 heures.

   C'est cette nouvelle observation qui a renda pcssible an rendement beaacoap pins élevé, par unité de volume et de temps, que celai qu'on poavait obtenir jusqu'ici. faire 
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 Il faatlarriver en m assez d'acide nitrique pour que l'ixydation de 902 soit complète, de sorte qa'il y aara   une.   assez grande quantité de AzO et de AzO2 dans les gaz sortant de A à la sortie d. Les gaz passent alors à travers les tabes d-e jusqu'en B avec   l'air   et une très petite quantité de SOS non oxydé et la quantité de vapeur 
 EMI9.3 
 d'eaa qai, à la températare régna¯lte- correspond à la 

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 pression de' vapeur au-dessus du liquide sar le fond sa.- périear de A.

   Pour maintenir une température appropriée dans B, un réfrigérant est monté de préférence entre A et B et le produit condensé ainsi obtena est évacaé   en ±   et renvoyé dans A au moyen de la pompe 1, pour servir d'agent d'oxydation. On fait arriver de   l'eau   au besoin par le tube t. 



   Le liquida d'absorption, par exemple de l'acide sulfurique, est maintenu à la concentration la plus appro- priée pour la réaction dans   cha que   phase, en faisant ar- river par exemple de l'acide sulfurique de concentration   approp r iée .    



   Dans l'appareil B les gaz   montent,à   travers les fonds f et rencontrent de l'eaa, de l'acide nitrique dilué oa de l'acide sulfurique introduits en i et s'écoulant des bords supérieurs sur les bords infériears, les gaz nitreux étant absorbés avec formation d'acide nitriqae ou d'acide nitrosyl-sulfurique ou de mélanges d'acide ni- trique et d'acide sulfurique qui sortent en k et qu'on en- voie dans   A   sa moyen de la pompe 1. Les gaz, qui sont alors exempts d'acide sulfureux et d'oxydes nitreux, sor- tent en g à travers E et h. 



   Si l'oxydation a lieu dans A suivant les équations données plus haut, on aura : 
2 H AzO3 - 3 SO2- 2 AzO- 2AzOO2 c'est-à-dire qu'il y aara poar 3 volumes de SO2 2 volumes de AzO ou de AzO2.   S'il   y a an débat 10 % en   volume   de SO2 dans le gaz, il n'y aara pas plus de   2/3   de 10, c'est à-dire   6,7 %   en volume de AzO ou AzO2.

   Mais si la tempé- rature est élevée, l'acide nitrique peat se décomposer de sorte qu'AzO et AzO2 seront aassi produits de cette façon, En règle générale, toutefois, l'oxydation n'a pas lieu complètement dans la phase liquide, elle a lieu aassi suivant l'équation : 

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 EMI11.1 
 SOS + Az02 = 503 + AzO dans la phase gazease, de sorte qa'on obtiendra   moins   de 6,7 % d'oxydes nitreux, par exemple   5 à   6 % en volume. 



  Toutefois cette proportion d'oxydes   nitreax   est considé- rablement plus élevée que celle   qai   peut être utilisée dans le procédé des chambres de plomb. En conséquence il y aura aussi une oxydation effective dans le gaz entre les fonds,   c'est-à-dire   dans la phase gazease,   saivant   l'équation : 
 EMI11.2 
 802 + Az02 = S03 + AzO après qaoi AzO est oxydé par l'oxygène de l'air, de telle sorte qa'on obtient de noaveaa AzO2. Cette oxydation de SO2 dans la phase gazeuse a une importance particulière poar assurer l'oxydation de SO2 en présence dans le gaz sortant de A.

   Il est même possible d'oxyder un peu de SO2 dans l'appareil B,   c'est-à-dire   que les dernières traces de SO2 contenaes dans le gaz sont absorbées par l'eau dans B et qu'elles sont immédiatement oxydées par l'acide   nitriqae   qui s'y troave. De cette façon la perte de   802 dans   le gaz qui s'échappe peut être   rédaite   à ane très faible quantité, ce qu'il n'est pas facile d'obtenir dans les systèmes actaellement en usage. 



   Un autre avantage da présent procédé consiste en ce qae les oxydes nitreux et l'acide nitrique sont récupérés plas complètement que dans les systèmes usuels. Dans l'appareil d'absorption B les oxydes   nitre 112:   peuvent être absorbés pratiquement complètement, ce qui n'est pas le 
 EMI11.3 
 cas dans les tours de Gay-àssec actuellement en asage. 



   L'acide nitrique et, s'il y a liea,. les gaz nitreux en présence , sont de préférence éliminés de l'acide sul- furique avant qae celai-ci ne soit extrait da système en n. Si l'acide sulfurique n'est pas complètement débarras- sé de l'acide   nitriqae,   ce dernier et les gaz   nitrea-¯   pea- vent être éliminés dans an appareil distinct, comme on l'a 

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 déjà dit, en insufflant da gaz à travers l'acide, par exemple de l'air ou da gaz venant de B. Les gaz nitreux extraits sont de préférence renvoyés dans le   système,par   exemple dans la phase d'oxydation, poar y servir d'agent d'oxydation, ou après la phase d'oxydation, mais avant la phase d'absorption, pour être oxydés et   @   récupérés sous forme d'acide nitriqae. 



   Il est très important de maintenir une température appropriée dans les différentes parties de l'appareil A. 



  Les gaz qui entrent en b ont ordinairement une   températu-   re assez élevée et la réaction chimique est aussi   accompa-   gnée d'un dégagement de chaleurùqui peut faire monter la température plus que cela n'est désirable. Le refroidis- sement peut être indirect ; le gaz peut être refroidi par exemple avant son entrée dans l'appareil en   b   ou bien le gaz ou le liquide peuvent être refroidis dans une par- tie quelconque de A. Toutefois ce mode de refroidissement n'est pas particulièrement approprié, car l'acide corro- dera facilement la matière constituant le réfrigérant. 



  Un mode de refroidissement simple peut consister à intro-   daire   de l'air ou des gaz froids en avant de l'appareil   A   par exemple dans les gaz qui entrent, ou dans l'appareil A à une hauteur appropriée. On augmente ainsi l'évapora- tion de   l'eau   contenue dans le liquide et la chalear est absorbée, ce qui produit an abaissement de température Cet air ou ce gaz introduit en   A   en vae du refroidissement:

   peut provenir de l'air extérieur, mais on peut prendre aassi du gaz qui a traversé C (gaz refroidi) comme le montre la fig. 3, oa de prendre du gaz de B à un   niveau   quelconque ou encore le gaz venant da   ventilateur     E.   Lors- qu'on utilise le gaz qui a traversé C( comme le montre la fig. 3), on a aussi l'avantage de pouvoir maintenir en A une forte teneur en oxydes nitreux. Il est en entre poss i- ble d'introduire de l'eau dans la phase d'oxydation en 

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 vue du refroidissement. 



   Il est évident que l'acide nitrique peat être intro- duit non seulement sur le fond supérieur de A (en m dans la fig. 2), mais aussi à volonté sur un ou plusieurs fonds de A. Une partie du gaz de A   petit   aassi être refoulée à partir d'une chambre plus élevée q, fig. 3, dans une cham- bre plus basse r. Il est ainsi possible d'augmenter légè- rement la teneur en gaz nitreux dans certaines parties de 
A. 



   Lorsqu'on opère avec une orte concentration en SO2 dans les gaz de foars, ce mode est particulièrement ap- proprie, car dans ce cas la tenear en oxygène dans les gaz est peu élevée, ce qui fait que l'oxydation de AzO est lente. Cela est toutefois sans importance, car l'oxydation de l'acide sulfurique est obtenue au moyen d'acide nitri- que. Il faut toutefois oxyder AzO pour le convertir en AzO2 avant qu'il puisse être absorbé dans B, et pour que cela soit possible, il faut introduire de l'air pour l'oxydation, par exemple en s dans la fig. 3. cet air peut naturellement être introduit dans le système en un endroit quelconque, mais il faut qu'il soit introduit de telle façon que   AzO   soit oxydé avant d'arriver à l'appa- reil d'absorption B. 



   Le diagramme de la fig. 4 est un exemple de l'augmen- tation de la rapidité avec laquelle l'oxydation de SO2 a lieu dans la couche de liquide.   @e   diagramme montre la proportion de SO2 contenue dans le gaz et transformée en H2SO4 sur un fond lorsque la teneur en SO2 du gaz in- trodait est de 10 % en volume et lorsqu'on fait barboter le gaz à travers une couche d'acide: dans un cas H AzO3 de différentes concentrations; dans un autre cas, aveu H2SO4 à 10% + AzO3 de différentes concentrations et dans an troisième cas avec H2SO4 à   30%   + H Az O3 de différen- tes concentrations. On constate qu'il doit y avoir de préférence de   25   à 27% de H AzO3 dans l'acide   nitrique   

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 introduit dans A.

   Lorsque la teneur en H AzO3 diminue, la teneur en H2SO4 augmente et ce fait se répète d'un fond à 1'autre, Il est évident qa'en introduisantde l'acide nitrique ou de l'acide sulfurique concentré en quantités appropriées, on peut obtenir sur chaque fond un mélange d'acides qui donnera sur ce fond le pourcentage le plus élevé de conversion de SO2 en H2SO4. 



   On voit par le diagramme représenté en fig. 5 que la conversion varie lorsque la teneur du gaz en SO2 varie. La courbe montre la proportion de SO convertie sar an fond, l'acide utilisé pour l'absorption contenant 30% de H AzO3 et pas de H2SO4, la vitesse du gaz étant de 5,5 mètre cubes par minute et par mètre carré.

Claims (1)

  1. RESUME ------------- L'invention a poar objet : 1. Un procédé de fabrication d'acide sulfurique par oxydation d'acide sulfureux et hydratation de l'acide sulfurique anhydre formé, caractérisé par ce fait qae l'on effectue essentiellement l'hydratation dans la phase liquide en conduisant, refoalant, aspirant le gaz ou en le faisant passer de toate autre façon à travers la cou- che de liquide.
    Le procédé comporte en outre les caractéristiques suivantes : a) Le gaz est amené à travers toute la couche de liquide à partir da fond et de bas en haut; b) l'oxydation de l'acide sulfureux peut également être effectués essentiellement dans la phase liquide; c) l'hydratation ou l'oxydation et l'hydratation sont effectuées dans deux ou plus de deux phases, par exemple dans des phases de réaction comportant des fonds sape !:'posés; d) le gaz à hydrater ou à oxyder et à hydrater est conduit . refoulé ou aspiré à l'état finement divisé <Desc/Clms Page number 15> à travers une oa plusieurs coaches de liquide;
    e) l'agent d'oxydation est par exemple de l'acide nitrique ou de l'acide nitrosyl-sulfurique et les gaz contèrent de l'acide sulfureux sont conduits , refoulés ou aspirés à l'état finement divisé à travers une ou plu- sieurs coaches de liquide contenant de l'acide sulfuri- que et de Itacide nitrique ou de l'acide nitrosyl-sulfu- riqae;
    f) les gaz nitreux dégagés au cours de la réaction sont récupérés par absorption dans de l'eau ou de préfé- rence de l'acide nitrique on de l'acide sulfurique dilués avec formation d'acide nitrique ou d'acide nitrosyl-sulfu- riqae ou de mélanges d'acide nitrique et d'acide sulfuri- qae, l'acide nitriqae ou l'acide nitrosyl-sulfurique ou le mélange d'acide nitrique et d'acide sulfurique ainsi obtenu étant renvoyés dans l'opération pour servir d'agent d'oxydation; g) 1'eau nécessaire poar l'hydratation peat être apportée entièrement oa partiellement avec l'acide nitri- que ou des mélanges d'acide nitriqae et d'acide sulfuri- que utilisés pour l'oxydation;
    elle peat être dans la der- nière phase d'oxydation sur le fond supérieur ou dans différentes phases d'oxydation sur différents fonds; h) les gaz sont refroidis avant l'hydratation oa avant l'oxydation et l'hydratation; ils peuvent aussi être refroidis après l'oxydation mais avant l'absorption des gaz nitreux de façon qu'on obtienne an produit conden'-- sé avec ou sans addition d'eau; i) le/produit condenséainsiobtenu est renvoyé dans l'opération pour servir d'agent d'oxydation;
    j) le liquide d'absorption, par exemple de l'acide sulfurique, est maintenu dans chaque phase à la concen- tration la plus appropriée pour l'hydratation ou l'oxyda- tion et l'hydratation dans cette phase, par exemple par <Desc/Clms Page number 16> an apport d'acide sulfurique de concentration appropriée;
    k) pour débarasser l'acide sulfurique obtenu de l'acide nitrique et, s'il y a lieu, des gaz nitreux en présence, on conduit, refoule, aspire ou fait passer de/toute autre façon à travers des couches de cet acide sulfurique un gaz non condensable à la température ambian- te par exemple de l'acide sulfureux ou de l'air ou un mélange des à deux, 1) les gaz nitreux extraits sont renvoyés dans le système, par exemple dans la phase d'oxydation, et peuvent servir d'agent d'oxydation, ou après la phase d'oxydation mais avant la phase d'absorption pour être oxydée et récu- pérés sous forme à d'acide nitrique; m) l'acide sulfurique obtenu est débarrassé de l'a- cide nitrique par distillation sous une pression partiel- le réduite de l'acide nitriqae;
    n) pour assure le refroidissement, on introduit du gaz, par exemple de l'air, avant la phase d'oxydation (par exemple dans les gaz qui arrivent), ou pendant la phase d'oxydation; les gaz introduits pour le refroidisse- ment pouvent être constitaés par des gaz refroidis sortant delà phase d'oxydation, le refroidissement peut aussi être assuré par introduction; o) on peat introdaire de l'air dans le système avant la phase d'absorption pour l'oxydation des gaz nitreux;
    p) l'oxydation est effectuée en deux oa plus de deux phases, par exemple dans des vases de réaction comportant des fonds supesposés, et pour augmenter la teneur en gaz nitreux dans une phase d'oxydation antérieure, une partie du gaz est extraite d'une phase d'oxydation postérieure et introduite dans la phase d'oxydation antérieure ou ex- traite(d'un fond supérieur et envoyée sur un fond inférieur, 2) Un appareil pour amener, reioaler, aspirer le gaz ou le faire passer de toute autre façon à travers la <Desc/Clms Page number 17> couche ou les couches de liquide conformément aa procédé ci-dessus caractérisé par un ou. plusieurs vases destinés à.
    contenir le liquide en une oa plusieurs couches et com- portant une conduite d'arrivée pour 1'introduction da gaz atz fond oa près da fond des couches de liquide.
    L'appareil petit comporter les caractéristiques sui- vantes : a) le gaz et le liquide peuvent être amenés à passer en contre-courant; b) l'appareil comporte des organes pour diviser finement le gaz à son entrée dans le liquide , par exem- ple une ou plusieurs crépines ainsi que des organes per- mettant de faire arriver le gaz d'an côté; CI) desorganes sont prévus pour faire arriver le liquide de l'extérieur à une ou plasiears couches de liqui- de séparément et pour faire passer le gaz de l'enceinte à gaz qui se trouve au-dessus d'une couche de liquide à l'enceinte à gaz qui se trouve au-dessus d'une antre couche de liquide;
    d) pour le refroidissement, des organes sont prévas et servent à l' introdact ion, dans ane ou plusieurs phases, d'an liqaide ou d'un gaz ; e) l'appareil comporte an ou plusieurs vases pour l'oxydation et l'hydratation du gaz et an ou plusieurs vases servant à la récupération des gaz nitreux, et reliés aux vases précédents an moyen d'ane conduite de gaz de type quelconque; f) an dispositif de refroidissement sert à refroidir le gaz passant da vase oa des vases d'oxydation et d'hy- dratation au vase ou aax vases de récupération des gaz nitreux; g) une conduite d'arrivée d'eaa débouche en avant da dispositif de refroidissement dans la condoite montée entre le vase oa les vases d'oxydation et d'hydratation et le vase oa les vases de récupération des gaz nitreux;
    <Desc/Clms Page number 18> h) une conduite de retoar du lipide, permet, par exemple au moyen d'une pompe on d'un autre dispositif approprié, le retoar à partir du vase ou des vases de ré- cupération des gaz nitreux jusqu'au vase oa aux vases d'oxydation et d'hydratation ,de préférence à partir de la première phase de récupération jusqu'à la dernière phase d'oxydation et d'hydratation; i) une conduite sert au retour du produit condensé obtenu pendant le refroidissement aa vase ou aux vases d'oxydation et d'hydratation et une autre conduite au retour da gaz refroidi par le dispositif de refroidisse- ment à une oa plusieurs phases d'oxydation et d'hydrata- tion;
    une conduite d'arrivée sert à 1' introduction d'air ou de gaz dans la conduite de gaz entre le vase ou les vases d'oxydation et d'hydratation et le vase ou les vases de récupération des gaz nitreux.
    3. Le prodait obtenu par le procédé et l'appareil ci-dessus décrits.
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