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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Procédé pour la fabrication de sels d'ammoniaque. 



   La tendance que l'on a actuellement à rendre utilisable le soufre contenu dans les gaz industriels,par exemple les gaz de cokerie, les gaz de distillation, les gaz de   gazogène,etc',   pour l'employer par exemple en remplacement de l'acide sulfu- rique en vue de le combiner à l'ammoniaque contenue en même temps dans beaucoup de gaz, a dejà suscité des recherches pour la solution de cette   questiono   On se rappellera les travaux de Walter Feld et de Burkheiser.

   Ces essais ont échoué dans leur application à la grande industriel 
Dans ces dernières années on a recherché de nouveau une solution de cette question avec un procédé catalytique pour 

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 éliminer le soufre du gaz moyennant une oxydation ,tandis que lorsque de   l'ammoniaque   est présente en même temps, il se for- me des sels de celle-ci. Mais ici également des difficultés se sont présentées dans l'application à la grande industrie. 



   Par suite du développement considérable de l'industrie de l'azote dans ces dernières années, la demande en acide sulfu- rique a fortement augmenté. La conséquence en est une   augmen-   tation continuelle de son prix. D'autre part les prix des sels d'engrais diminuent de plus en plus. L'intérêt non seu- lement de l'industrie de l'azote synthétique mais aussi de l'exploitation des mines qui obtient de l'ammoniaque comme sous-produit, se porte de nouveau fortement vers la découver- te d'un moyen de remplacer l'acide sulfurique, en utilisant autant que possible le soufre existant dans le gaz. 



   Suivant la présente invention en est parvenu à trouver des catalyseurs qui permettent de transformer commodément en oxyde de soufre les composés sulfurés exempts d'oxygène, par exemple l'hydrogène sulfuré. Ces catalyseurs se caractérisent par la simplicité de leur fabrication, leur faible prix de revient, leur grande stabilité et une action avantageuse dé jà des températures relativement basses. 



   De semblables catalyseurs peuvent ,se fabriquer par exemple à partir de composés du calcium insolubles ou   peu so-   lubles dans   l'eau.   Ces composés ne doivent pas être chimique- ment purs, au contraire leur qualité industrielle suffit. On peut employer par exemple du plâtre qui est finement broyé, mélangé à des oxydes du nickel ou du cobalt, mis en suspen- sion dans 1' eau, séché et granulé ou préparé d'une autre ma   nière.   



     .On   obtient des catalyseurs à action analogue lorsqu'on traite les oxydes du cobalt ou du nickel, séparément ou en mélange ensemble, par des composés du baryum, du silicium ou du magnésium qui sont peu ou pas solubles dans l'eau, isolé,. 

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 ment ou en mélange entre eux, et en les préparant d'une ma- nière analoguecelle indiquée pour les composés du calcium. 



   Si l'on fait passer sur de semblables catalyseurs des gaz se trouvant à la pression ordinaire ou sous une pression éle- vée et contenant des composés du Soufre exempts d'oxygène, par exemple de l'hydrogène sulfuré, et de l'ammoniaque, avec addition d'oxygène ou de gaz ou de vapeurs contenant de l'o- xygène ou cédant de l'oxygène par dissociation, il se sépare, en partie déjà un peu au-dessus de 100 C, des sels d'ammonia- que blancs. 



   La température du gaz à envoyer sur un catalyseur peut aller jusque 400 C. 



   La séparation des sels après les catalyseurs se fait de préférence par un simple refroidissement ou par des filtres électriques. 



   On peut également travailler suivant le procédé indirect, en extrayant d'abord   1  ammoniaque   du courant de gaz par la- vage et en envoyant cette solution aqueuse dans un appareil d'expulsion pour obtenir de nouveau le gaz d'ammoniaque à l'état libre, ou bien on élimine d'abord le soufre du gaz à employer en le faisant passer d'une manière connue à l'état d'un composé, par exemple le sulfure de fer, à partir duquel on peut facilement le récupérer à l'état de H2S.

   On peut alors faire passer sur les catalyseurs mentionnés plus haut le gaz NH3 expulsé et le H2S obtenu d'une manière quelconque, en mélange avec la quantité d'air nécessaire, et obtenir ainsi directement des sels   dhmmoniaque   Lorsque le gaz en lui-même ne contient pas l'hydrogène sulfuré cécessaire pour se   combi-   ner à la totalité de l'ammoniaque, on peut en fabriquer des quantités supplémentaires au moyen de matières premières appropriées. 



   On trouvera ci-dessous des exemples concernant le pro- cédé et les   catalyseurs,.,   

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1.) 98 gr, de plâtre sont mélangés intimement à 2 gr. d'o- xyde de cobalt, agités avec de l'eau pour former une bouillie, puis séchés et granulés. Sur ce catalyseur on envoie, avec une vitesse d'écoulement de 4 cm sec, un mélange de 90% de gaz de coke dégoudronné contenant de l'ammoniaque et de   l'hy-     drogène   sulfuré, et de 10% d'air. A environ 190 C on ne peut plus déceler d'hydrogène sulfuré. Dans un récipient situé en dehors du four de contact et à travers lequel on fait pas- ser le gaz sortant, il se précipite un sel blanc qui consiste en des composés de l'ammoniaque et d'oxydes de soufre. 



   2.) 4 gr. d'oxyde de magnésium sont mélangés intimement à 2   gr.   d'oxyde de-nickel, sont agités avec de l'eau pour former une bouillie, sont séchés et granulés. Sur le cataly- seur ainsi préparé, on fait passer du gaz de coke contenant de l'ammoniaque et de l'hydrogène sulfuré. La vitesse est de 6 cm/sec et la température de 245 C. Du gaz sortant se   sépa-   rent des sels d'ammoniaque blancs. L'hydrogène sulfuré n'est plus   décelable.   



   L'action des catalyseurs à des températures différentes sur des gaz qui contiennent des quantités différentes d'ammo- niaque et d'hydrogène sulfuré, va être expliquée par les exem- ples numériques suivants:   Exemple 1:    
 EMI4.1 
 Gaz de coke. Teneur en Hes avant le catalyseur 5,23 gr/m3 après " 06 ---- Teneur en NE 3avant le catalyseur 5,01 gr/m après " " Température de travail 3002C. 
 EMI4.2 
 



  Catalyseur 98 de CaO 2 % de N16 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 
 EMI5.1 
 
<tb> En <SEP> outre:
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Avant <SEP> le <SEP> catalyseur <SEP> après <SEP> le <SEP> catalyseur
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> CO2 <SEP> le <SEP> 6 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume <SEP> 2,0 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> CH <SEP> 2,6 <SEP> % <SEP> " <SEP> " <SEP> 2,7% <SEP> " <SEP> "
<tb> 
 
 EMI5.2 
 o 2 3 ' 3 $ Y9 " 12"& 3' " CO 4) 5% se " 4'l % " " H2 53e8 % " " 52,2 % " " CH4 22, '7 %" " 24,2 % es N2 11, 5 %" 13, 6 $ " " Rendement par m3 de gaz de coke, environ-.   4,5   gr   (NH4)2   SO4. 
 EMI5.3 
 



  .1, 8 2p 4 2 3 Exemple 20. 



  Gaz de coke. Teneur en Hes avant le cataiyseuro 5,23 gr lm 3 
 EMI5.4 
 
<tb> après <SEP> " <SEP> " <SEP> : <SEP> ----
<tb> 
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> NH, <SEP> avant <SEP> " <SEP> " <SEP> : <SEP> 3,18 <SEP> gr/m3
<tb> 
<tb> 
<tb> après <SEP> " <SEP> ---
<tb> 
 Température de travail 250 C. 



  Catalyseur 98% de CaO 
2% de NiO En   outre:   
 EMI5.5 
 
<tb> avant <SEP> le <SEP> catalyseur <SEP> après <SEP> le <SEP> catalyseur
<tb> 
<tb> CO2 <SEP> 1,7 <SEP> % <SEP> eh <SEP> volume <SEP> 1,9 <SEP> % <SEP> en <SEP> v <SEP> olume <SEP> 
<tb> 
 
 EMI5.6 
 Cn 2,8 % " 99 2,9 % " 99 0 3,0 % " 99 1 4 1" 99 CO 6,1 % 99 6,2% " 99 H2 53 ' 0 %" 99 54,0 % 99   CH s39 d/ 99 99 23,8 99 89 N- 1 , 0 %" " 9,8 % " 9 
 EMI5.7 
 Rendemant par m 3 de gaz de coke, environ; 4 6 gr (N134) 250 5, 8 ir (R4) 03 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 Exemple 3. 
 EMI6.1 
 
<tb> Gaz <SEP> de <SEP> coke. <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> H2S <SEP> avant <SEP> le <SEP> catalyseur: <SEP> 6,91 <SEP> gr/m3
<tb> après <SEP> Il <SEP> " <SEP> - <SEP> - <SEP> 
<tb> 
 
 EMI6.2 
 Teneur en NH 3 avant " " .:

   4,42 gr lm 3 
 EMI6.3 
 
<tb> après <SEP> " <SEP> " <SEP> - <SEP> - <SEP> 
<tb> 
 Température de travail 320 C. 



  Catalyseur   98,5 %   de CaO 
1,5% de CoO. 



  En outre: 
 EMI6.4 
 
<tb> avant <SEP> le <SEP> catalyseur <SEP> après <SEP> le <SEP> catalyseur
<tb> 
<tb> CO2 <SEP> les <SEP> % <SEP> en <SEP> volume <SEP> 2,9 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> 
 
 EMI6.5 
 CnHm 2910" " 2, 8 $ " " 
 EMI6.6 
 
<tb> 02 <SEP> 3,1 <SEP> % <SEP> " <SEP> " <SEP> 1,8 <SEP> % <SEP> " <SEP> "
<tb> 
 
 EMI6.7 
 co- 5y 7 e>   5,9 % n H 2 ble 4 % " Si,8 po " " CH4 22,9 '/a n s 23,5 'la n " 
 EMI6.8 
 
<tb> N <SEP> 2 <SEP> 12,2% <SEP> " <SEP> " <SEP> 12,2 <SEP> % <SEP> " <SEP> "
<tb> 
 
 EMI6.9 
 Rendement par m3 de gaz de coke, environ: bzz gr (NH ) S04 
 EMI6.10 
 
<tb> 6,3 <SEP> il <SEP> (NH4)2 <SEP> sa <SEP> :3 <SEP> 
<tb> 
 exemple 4: 
 EMI6.11 
 Gaz de coke.

   Teneur en H2S ayant le catalyseur; 5,83 É);r/M3 
 EMI6.12 
 
<tb> apcès <SEP> " <SEP> ----
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> NH3 <SEP> avant <SEP> " <SEP> " <SEP> 3,40 <SEP> gr/m3
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> après <SEP> il <SEP> "
<tb> 
 Température de travail 280 C. 



  Catalyseur 98% de   CaO )   après quatre semaines   d'emploi.   



   2% de NiO) En outre: 
 EMI6.13 
 avant le catalyseur nprùs lo c-,ti.,,Iy,3uur C02 il 4 yô en volume il 9 % 0 il v oluiae CH 23 ra % le   2?c!" " 0 2 3e 0 % il il 1, 8 " 3) CO 5, 6 % il si 5! 4 n " E 2 49, 6 % -3) m 51f 'la" m 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
 EMI7.1 
 
<tb> avant <SEP> le <SEP> catalyseur <SEP> Après <SEP> le <SEP> catalyseur
<tb> 
<tb> CH, <SEP> 24,1 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume <SEP> 23,9 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb> 
 
 EMI7.2 
 Ng 13,7% " 89 13 3 "b" " Rendema,nt par m3 de gaz de coke, environs 4,0 gr (NH4)2SO4
6,8 " (NH4)2SO3

Claims

EMI7.3 R e v e n d i c a t i o n s =+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+= 1/ Procédé pour la fabrication de sels d'ammoniaque au moyen de gaz qui contiennent simultanément de l'ammoniaque et des composés du Soufre exempts d'oxygène, par exemple de l'hydro- gène sulfuré, caractérisé en ce que ces gaz sont conduits en même temps que de l'oxygène ou des gaz ou des vapeurs contenani de l'oxygène ou cédant de l'oxygène par dissociation, à des températures allant jusqu'à 400 C, à la pression ordinaire' ou sous une pression élevée, sur des catalyseurs qui consistent en un mélange d'oxydes de cobalt ou de nickel, qui peuvent de - leur côté être seuls ou mélangés ensemble, dans des composés peu solubles ou insolubles dans l'eau, du calcium, du baryum,

du silicium ou du magnésium, seuls ou en mélangée 2/ Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ammoniaque est d'abord extraite par lavage du courant de gaz principal et les vapeurs d'ammoniaque expulsées du concen- trat sont traitées suivant le procédé d'après la revendication 3/ Procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le soufre du gaz est enlevé au courant de gaz princi- pal par transformation en un composé sulfuré facilement disso- ciable, par exemple du Sulfure de fer,est ramené à l'état gazeux à partir de ce composé et est ajouté au mélange de EMI7.4 réaction d'après le procédé suivant les reaendicationslet 2 4/ Procédé suivant les revendications 1 à 3,

cractérisé en <Desc/Clms Page number 8> ce que les quantités manquantes de composés sulfurés exempts d'oxygène, par exemple d'hydrogène sulfuré, sont produites au moyen d'autres matières premières appropriées et ajoutées au mélange de réaction.

5/ Procédé suivant les revendications l à 4, caractérisé en ce que de l'ammoniaque et des composés sulfurés exempts d'o- xygènem, par exemple de l'hydrogène sulfuré, sont produits cha- cun séparément suivant des procédés particuliers, sont ensuis te mélangés et sont conduits,dans les conditions indiquées sur des catalyseurs, avec de l'oxygène ou des gaz ou des va- peurs contenant de 1'oxygène ou cédant de l'oxygène par dis- sociation.