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BREVET D'INVENTION PROCEDE DE SYNTHESE DE L'AMMONIAQUE
Dans tous les procédas de synthèse de l'ammoniaque con- nus jusqu'à ce jour, on emploie toujours un mélange d'azote et d'hy- drogène, renfermant le moins possible de gaz étrangers et débarras- sé de toutes impuretés pouvant agir comme "poisons" de catalyseurs.
Cela conduit à des frais de préparation et de purification du mé- lange gazeux réactionnel assez élevés.
Il serait évidemment très intéressant de pouvoir obte,- nir la formation d'ammoniaque directement à partir de gaz Indus- triels bruts, tels que du gaz de four à ooke, du gaz à l'eau, du gaz de haut-fourneau, ou de tout autre gaz plus ou moins riohe en hy- drogène, sans séparation des gaz étrangers et sans autres purifi- cations que celles qui peuvent être imposées par des considéra- tions d'ordre mécanique, telles que l'attaque des compresseurs ou le bouchage de canalisation par condensation.
L'utilisation direo- te de ces gaz,après simple addition,s'il y a lieu, d'une quantité convenable d'azote qui peut d'ailleurs être introduite également sous forme de gaz sans grande valeur,tels que du gaz de fumée ou
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du gaz de gazogène, permettrait d'avoir à un prix très bas les ma- tières premières nécessaires à la synthèse envisagée.
Jusqu'à présent, l'utilisation directe de semblables mé- langes gazeux était rendue impossible par l'empoisonnement rapide des catalyseurs. Les demandeurs ont découvert qu'en opérant à des pressions supérieures à 1500 kg/cm2 et de préférence supérieures à 2000 kg/om2 et à des températures oomprises entre 450 et 1200 0, presque tous les corps étaient susceptibles de provoquer la réac- tion, même en présence de corps considérés comme extrêmement dange- reux pour les catalyseurs employés aux pressions plus basses. Aux très hautes pressions, la production d'ammoniaque a même lieu sim- plement en chauffant les gaz et sans rien mettre dans la chambre à réaction.
On pourrait donc. penser qu'aux pressions expérimentées par les demandeurs, o'est-à-dire entre 2000 et 4000 kg/om, ou au- dessus, la réaction soit purement thermique. Il serait toutefois prématuré de l'affirmer, car l'on peut toujours invoquer une action catalytique possible des parois de la chambre de réaotion, En fait, les demandeurs ont toujours constaté une production importante d'ammoniaque, quels que soient les matériaux utilisés pour oonsti- tuer les appareils.
Il y a d'ailleurs toujours intérêt à ne pas laisser vi- de la chambre à réaction, ne serait-ce que pour assurer une meilleu- re répartition des températures. Pratiquement, il est toujours avantageux de remplir la ohambre à réaction avec des corps tels que par exemple de l'amiante, de la terre réfractaire, de la paille de fer qui permettent toujours d'augmenter plus ou moins la capa- cité de production des appareils. Ces catalyseurs, si réellement on peut employer ce mot, n'ont en tout cas, absolument rien de commun avec les catalyseurs spéciaux employés jusqu'à ce jour,et peuvent fonctionner très longtemps en produisant toujours des quantités importantes d'ammoniaque, même en présence de quantités très fortes d'impuretés.
On peut bien entendu utiliser également, comme corps de
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remplissage, les catalyseurs spéciaux employés aux pressions plus basses, la caractéristique essentielle de l'invention étant l'em- ploi de gaz très impurs, comme ceux qui ont été mentionnés plus haut emploi rendu possible par les très hautes pressions.
Exemple 1 - Dans une chambre à réaotion constituée par un tube de quartz garni intérieurement d'amiante, chauffé à 800 0, et placé dans une enceinte supportant la pression, on fait passer sous une pression de 4000 kgs/om, un mélange gazeux ayant la composition suivante :
EMI3.1
H2S .......... 5.3 p en volume
EMI3.2
<tb> 0 <SEP> ............ <SEP> 0,6 <SEP> % <SEP> H.... <SEP> 71,2%Az <SEP> ........... <SEP> 22.9 <SEP> % <SEP> - <SEP>
<tb>
On observe à la sortie de l'appareil une production im- portante d'ammoniaque, même lorsque l'amiante a été lavée à l'eau régale, jusqu'à disparition complète de toute trace de fer,et cette production reste sensiblement constante pendant toute la durée des essais.
Exemple II - En opérant dans les mêmes conditions que pré- cédemment avec un mélange gazeux préparé à partir de gaz d'éclaira- ge brut et ayant la oomposition suivante :
EMI3.3
<tb> H2S <SEP> 1.1 <SEP> % <SEP> en <SEP> volume
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C02... <SEP> 1%-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CH4...11,5 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Autres <SEP> hydro-
<tb>
EMI3.4
Autres hydro- carbures.. 0.2 % - -
EMI3.5
<tb> Co.... <SEP> 6,3%
<tb> ............ <SEP> 64,5 <SEP>
<tb> Az <SEP> ........... <SEP> 15,4%-
<tb>
les mêmes résultats peuvent être obtenus.
Ces compositions de gaz ne sont données qu'à titre d'exemple, et beaucoup d'autres mélanges gazeux du même genre ont pu être utilisés par les demandeurs avec le même succès. La tempé- rature de 800 0 indiquée, qui se trouve être la température opti- ma dans les cas envisagés,peut aussi être différente, et il est difficile d'indiquer d'une façon générale une température optima, qui est assez variable suivant les diverses conditions opératoires.
Avec de telles matières premières, on observe générale- ment la formation simultanée de produits organiques liquides, dont
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la nature varie suivant la oomposition chimique du mélange employé, et les diverses autres conditions. Ces produits ont souvent une grande valeur et généralement leur production compense largement les frais supplémentaires de compression dus d'une part à l'emploi de pressions plus élevées, d'autre part à la présence de gaz étrangers.