BE391881A - - Google Patents

Description

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  BREVET   D'INVENTION     Procédé de fabrication simultanée des acides sulfurique @   et nitrique. 



   Dans les procédés connus des chambres ou des tours de plomb la formation de l'acide sulfurique se produit par l'oxydation da S02 en SO3 en présence des oxydes d'azote. Ces derniers fonctionnent généralement en cycle fermé et permettent, théoriquement, l'oxydation d'une quantité de SO2 illimitée. 



   On sait qu'avec la concentration croissante des oxydes d'azote dans le circuit, la vitesse des réactions augmente considérablement, mais dans les procédés ci-dessus mentionnés, par suite de la nécessité de récupérer les vapeurs nitreuses la quantité des oxydes d'azote à introduire est limitée.Il est évident, que cette condition limitative de la concentration des vapeurs nitreuses est la cause principale d'une part, de la réalisation du procédé à une température assez élévée, et d'autre part, d'une capacité assez faible de fabrication de l'acide sulfurique. 



  En outre, les réactions complexes de format--ion de SO4H2 et de la récupération des oxydes d'azote exigent la présence dans le mélange gazeux d'une teneur en oxygène beaucoup plus élevée que 

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 celle nécessaire pour produire théoriquement la réaction. En conséquence, l'efficacité du procédé et le rendement par m3 d'espace d'absorption sont relativement faibles, même dans   les  conditions les plus favorables. 



   D'autre part, l'acide nitrique synthétique formé à partir de gaz nitreux des fours à arc ou de   l'oxydation   de l'ammoniaque, est fabriqué actuellement au moyen d'une absorption des oxydes d'azote par l'eau. Dans cette dernière opération s'effectuent des réactions compliquées dont le terme final est l'acide azotique, mais avec des oxydations et des desoxydations successives de l'oxyde azotique NO.

   Toutes ces réactions intermédiaires sont en général très rentes, surtout en queue du système d'absorption où la concentration en NO est très   f aible.   Par conséquent, la transformation des oxydes d'azote exige toujours un espace de réaction énorme et coûteux pour aboutir finalement à un acide nitrique dilué, dont la concentration en monohydrate, par exemple, exige une distillation supplémentaire dt un emploi de substances   déshydra-   tantes (de l'acide sulfurique, par exemple). 



   Il se trouve, pourtant, que tous ces inconvénients peuvent être facilement supprimée en combinant les divers processus iso-   lés, c'est-à-dire en réalisant simultanément : laformation de   l'acide sulfurique, la préparation de l'acide nitrique et sa concentration, dans un seul procédé qui condense boutes les réac-    tions dans un même appareillage : acides sulfuriques et nitri-   ques peuvent être alors obtenus simultanément dans lee proportions relatives et avec des concentrations individuelles arbitrairement choisies. En particulier, on pourrait considérer l'un quelconque de ces produits comme fondamentql et l'autre comme secondaire. 



   Une des particularités de la méthode proposée consiste en ce que les oxydes d'azote introduits sont retirés immédiatement après la réaction, du système d'absorption et ne circulent pas en cycle fermé:ils sortent constamment du circuit sous forme d'acide nitrique. D'autre part on modifie la marche et la direction de la réaction fondamentale génératrice de l'acide sulfurique, en ne 

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 formant, pendant l'absorption de SO2 et N0, que du sulfate de ni- trosyle ou la solution de ce dernier dans l'acide sulfurique con- centré. Ce sulfate de nitrosyle est ensuite transformé, par une opération supplémentaire, en acides sulfurique et nitrique isolés séparément. 



   L'expérience montre que l'absorption simultanée de SO2 et N2 03 s'effectue rapidement et entièrement dans une limite assez large de température (de 15  à 100 , par exemple), et en outre, cette absopption n'exige qu'un excès minimum d'oxygène. 



   La dénitration du sulfate de nitrosyle est obtenue sans dif-   filcuté par une simple dilution ; àchaud, du mélange acide avec   la vapeur d'eau   et.l'eau   ou par la vapeur d'eau et l'acide nitri- que dilué, obtenu, par exemple, lors de la récupération de va- peurs nitreuses dégagées du sulfate de nitrosyle. 



   Pratiquement on peut réaliser le nouveau procédé de la manière suivante: 
On introduit simultanément, après le refroidissement préala- ble, le gaz sulfureux (provenant par exemple des fours à pyrite) et le gaz nitreux (formé par exemple par l'oxydation catalytique de l'ammoniaque), dans un sustème composé d'une seule ou de plu- sieurs tours d'absorption arrosées par de l'acide sulfurique plus ou moins chargé de sulfate de nitrosyle. Les constituants du mélange gazeux, aide sulfureux, vapeurs nitreuses, oxygène ainsi que l'eau du liquide absorbant, réagissant immédiatement et complètement en formant de l'acide sulfurique et du sulfate de nitrosyle au sein de l'acide sulfurique en circulation. La concentration de ce dernier augmente donc progresseivement. Elle peut osciller dans des limites assez larges, par exemple, de 65 à 95% d'acide normal.

   On réalise ainsi un système de combinaison intensif avec une énorme capacité de production pouvant attein- dre par exemple I tonne par mètre cube jour. 



   Les proportions relatives d'acide sulfurique et de sulfate de nitrosyle ainsi formés peuvent varier arbitrairement suivant les rapports des volumes des deux courants gazeux initiaux et leur composition respective. 



   Dans la colonne ou les colonnes d'absorption on pourra faire   @   

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 circuler de préférence les gaz et lesliquides absorbante dans le même sens. 



   Le gaz sulfureux peut provenir du grillage des pyrites, de la blende, des minerais cuivreux ou de toute autre source; les gaz nitreux peuvent être obtenus par oxydation catalytique de l'ammoniaque, par oxydation de l'azote dans la flamme électrique ou pro-   nenir   de toute autre origine. 



   La solution de sulfate de nitrosyle obtenue à la sortie du système d'absorption est envoyée dans une colonne à dénitration où elle est décomposée, à chaud, par de l'eau et de la vapeur d'eau ou par de l'acide nitrique dilué et de la vapeur d'eau; on introduit en même temps dans le circuit une quantité déterminée d'air. 



  Le sulfate de nitrosyle se décompose par l'eau et la vapeur d'eau et cette décomposition est favorisée par l'élévation de température. Il s'effectue en même temps une concentration de l'acide nitrique dilué introduit. 



   Les vapeurs qui sortent de la colonne sont constituées par de l'acide nitrique immédiatement condensable par refroidissement, et des vapeurs nitreuses, concentrées, déjà en partie oxydées. 



   Quant à   l'acide   sulfurique dénitré ou partiellement dénitré, qu'on retire de cette colonne, il sera envoyé dans un dispositif du type Glover, où s'achèvera, sous l'influence du courant sulfureux chaud initial, sa dénitration et sa concentration. C'est ici que sort l'acide sulfurique commercial dont la concentration peut atteindre jusqu'à 92% d'acide normal. Une autre fraction du même acide sortant de la colonne de dénitration pourrait être envoyéedans la colonne d'absorption. 



   L'acide nitrique condensé à la sortie de la colonne de dénitration forme lui-aussi un acide dont la concentration dépend de la quantité d'eau totale introduite dans cette colonne et peut varier par conséquent dans des limites assez étendues jusqu'à atteindre celle de l'acide monohydraté. 



   La colonne de dénitration est encore   !.ici   un appareil à allure intensive à cause de la concentration élevée de la phase liquide eh sulfate de nitrosyle et de celle de la phase gazeux en oxyde d'azote. 

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   Les vapeurs nitreuses, sortent de la colonne de dénitration, grâce àleur haute concentration et à l'oxydation avancée, sont rapidement absorbées par l'eau dans des colonnes appropriées elles forment de l'acide nitrique dilué qui peut être utilisé comme tel ou alimenter en eau la colonne de dénitration. On voit en consé- quence que tout l'acide nitrique peut sortir du circuit, à l'état plus ou moins concentré, par condensation après la colonne de dé- nitration. 



   D'un tel ensemble de réactions se dégage le fait que la plus grande partie de l'eau nécessaire pour la formation des acides sulfurique et nitrique fabriquée est introduite dans le colonne de dénitration,   c'est-à-dire   en dehors du système d'absorption fondamental. En somme ce procédé est caractérisé par une produc- tion intensive et simultanée des acides sulfurique.-,- et nitrique grâce à la grande vitesse obtenue dans la réalisation de toutes les réactiohs gégératrices; il entraine par conséquent une dépen- se très réduite dans les installations capables de produire un      tonnage déterminé des deux acides.

Claims (1)

1. RESUME L'invention vise un procédé de fabrication simultanée des aci- des sulfurique et nitrique caractérisé en ce que: I -Un courant de gaz sulfureux et un courant de vapeurs nitreuses sont introduite dans un circuit enmmun en vue de la fabrication si- multanée et intensive des acides sulfurique et nitrique.

   2 -Le gaz sulfureux et le gaz nitreux arrivent tous deux dans des colonnes ou chambres d'absorption arrosées par un liquide sulfuri- que plus ou moins chargé de sulfate de nitrosyle,qui les absorbe ra. pidement et complètement en même temps que 1/concentration en acide sulfurique et en sulfate de nitrosyle augmente de ce fait progres- sivement.

   3 -Le liquide sulfurique chargé de sulfate de nitrosyle obtenu est décomposé par de l'eau et de la vapeur d'eau dans une colon- ne de dénitration.L'eau liquide peut être remplacée avantageuse- ment par l'acide nitrique dilué.Dansce dernier cas on réàlise simultanément la dénitration du sulfate de nitrosyle, la concen- tration de l'acide nitrique dilué, l'oxydation des vapeurs ni- <Desc/Clms Page number 6> treusas et la distillation d'acide nitrique.

   4 -Les wapeurs d'acide nitrique sortant de la colonne de dénitration peuvent être immédiatement condensées en acide dont la concentration peut être réglée d'une façon arbitraire et atteindre, par exemple, une valeur voisine de celle de l'acide fumant monobvdraté.

   5 -Les vapeurs nitreuses concentres et oxydées sont absorbées par de l'eau avec formation d'acide nitrique dilué qui peut être envoyé, s'il n'est pas utilisé tel quel, dans la colonne de dénitration.

   6 )Le liquide sulfubique sortant de la colonne de dénitration peut être envoyé dans un appareil du type du Glover, avec circulation des gaz sulfureux chauds, pour sa concentration et sa dénitration déf initive.

   7 - La plus grande partie de l'eau nécessaire pour la formation de l'acide sulfurique final ou du sulfate de nitrosyle intermédiaire est introduite dans la colonne de dénitration., c'est- à-dire en dehors du système d'absorption fondamental.