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"PROCEDE DE SYNTHESE DE L'ESSENCE"
On sait que la synthèse des carbures d'hydrogène par réduction des oxydes du carbone à l'aid.e d'hydrogène est une réaction extraordinairement sensible à la chaleur, de sorte que, pour réaliser cette synthèse, il est nécessaire d'avoir des dispositifs d'échange de chaleur particuliers.
Ainsi, par exemple, on utilise des fours de contact qui con- sistent en un système de tables en tôle disposées parallèle- ment à peu de distance les unes des autres et à travers les- quelles, perpendiculairement aux tables en tôle, passent des tubes parallèles, disposés à côté et en dessous les uns des autres. Pour évacuer la chaleur de la réaction se produisant lors de la transformation du mélange d'oxyde de carbone et d'hydrogène, on fait passer dans les tubes un réfrigérant ,
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par exemple de l'eau sous pression.
On obtient de cette fa- çon un bon refroidissement, cependant, on ne peut pas empê- cher complètement de petites variations de température à l'intérieur du four car, à l'aide du fluide réfrigérant mis en circulation par pompage, on évacue de la chaleur non seu- lement aux endroits les plus cnauds, mais encore aux endroits les plus froids du four de contact où de plus petites quan- tités de chaleur sont libérées, par exemple du fait de la moindre efficacité du catalyseur.
Suivant le procédé de la présente invention, les extrémités des tubes de refroidissement débouchent dans des caisses à eau communes à tous les tubes. L'eau de refroidis- sement, venant de la chaudière à vapeur, pénètre dans l'une des caisses à eau et va, après avoir passé dans les tubes de refroidissement, à la caisse à eau placée à l'autre extrémi- té de ces tubes de refroidissement, pour aller ensuite à la chaudière à vapeur disposée au-dessus .
L'avantage essentiel que donne la présente inven- tion consiste en ce que l'eau de refroidissement ne pénètre dans les différents tubes de refroidissement que dans la me- sure où l'eau chauffée dans les tubes, par enlèvement de la chaleur de réaction, peut monter à la chaudière à vapeur.
Elle ne peut cependant revenir à la chaudière à vapeur que lorsqu'elle a atteint une température qui est supérieure à celle qui règne dans cette cnaudière. Cet avantage se fait sentir plus particulièrement lors de la mise en marche de l'appareil. Comme il peut se faire que la masse de contact ne donne pas des résultats uniformes à toutes les tempéra- tures, il pourrait arriver dans le cas d'un enlèvement conti- nuel de chaleur au moyen d'un réfrigérant mis en circulation
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par une pompe, que la masse de contact ne serait absolument pas chauffée à la température de réaction nécessaire aux en- droits où se produit un dégagement de chaleur plus faible, de sorte qu'il ne se produirait pas non plus un effet cata- lytique, dans la mesure nécessaire.
Etant donné que, confor- mément à la présente invention, l'écoulement d'eau de refroi- dissement dans chacun des tubes est réglé automatiquement par la quantité de chaleur de réaction dégagée localement, la quantité de chaleur produite s'accumule aux points les plus froids jusqu'à ce que ceux-ci aient pris également la tempé- rature de réaction. Il est, par suite, absolument impossible d'avoir un trop grand refroidissement, qui serait nuisible, comme il pouvait s'en produire jusqu'ici dans certains cas par écoulement d'une quantité d'eau déterminée constante dans chacun des tubes.
La meilleure constance de température obtenue à l'intérieur de tout le four de contact du fait du réglage automatique de la quantité de chaleur qui passe, se répercute naturellement de façon favorable sur le rendement obtenu, de sorte que l'on obtient une augmentation de rende- ment des fours de contact qui n'est pas négligeable. On a encore un autre avantage consistant en simplifications, sen- sibles de construction du dispositif d'échange de chaleur utilisé pour la mise en oeuvre de ce procédé, du fait qu'il est absolument inutile d'avoir un dispositif mécanique spé- cial pour la mise en circulation du réfrigérant par pompage.
On va expliquer l'invention à titre d'exemple en se référant au dessin annexé .
Sur la figure 1 on voit un four de réaction A qui est traversé par un grand nombre de tubes B dont seuls quel- ques-uns ont été représentés sur le dessin pour plus de sim-
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plicité. Les tubes B sont dudgeonnés à leurs extrémités dans des plaques d'extrémité communes C1 et C2. Sur chacune des plaques d'extrémité C1 et 02 est montée une chambre collec- crice Dl et D2 pour le réfrigérant qui entre et qui sort et qui va de la chaudière à vapeur E, par la canalisation F, à la chambre collectrice Dl à réfrigérant et qui revient à la chaudière à vapeur E par la canalisation G, en venant de la chambre collectrice D2 .
Au lieu d'avoir une chambre collectrice unique pour le réfrigérant, dans laquelle débouchent tous les tubes B, on peut également, comme le montre la figure 2 en plan , utiliser un système, constitué par exemple de tubes rectangu- laires, de caisses collectrices à réfrigérant H dans chacune desquelles débouche seulement une partie des tubes B et qui sont reliés par de courtes canalisations secondaires J aux collecteurs K1 et K2, lesquels, de leur côté, sont branchés sur les canalisations F, G allant à la chaudière à vapeur E .
Le dispositif d'échange de chaleur selon l'inven- tion fonctionne de la façon suivante : L'eau de refroidisse- ment, qui est par exemple utilisée, arrive dans la chambre à eau Dl par le bas, passe dans les tubes à eau de refroidisse- ment B et arrive dans la deuxième chambre commune à eau D2 placée aux extrémités des tubes, quitte celle-ci à l'extré- mité supérieure et passe dans une canalisation G allant à la chaudière à vapeur E. La masse de contact est disposée entre les tubes B.
L'eau sous pression se réchauffe dans les tubes B de façon correspondant à la quantité de chaleur produite localement dans la masse de contact, monte dans la caisse à eau D2 et dans la canalisation G allant à la chaudière à va- peur E du fait de la plus faible densité de l'eau chaude et
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donne de la vapeur dans la chaudière à vapeur E dans la me- sure de la quantité de chaleur enlevée et de la pression de vapeur qui règne. De façon correspondant à la quantité de chaleur utilisée pour la formation de vapeur, on injecte dans la chaudière à vapeur E une quantité correspondante d'eau fraiche, par L .
Grâce à l'établissement automatique de la pression dans la chaudière à vapeur E, l'eau qui n'est pas vaporisée est maintenue toujours à température constante, laquelle correspond à la température de transformation néces- saire dans l'appareil de contact. Cette eau contenue dans la chaudière à vapeur, qui est plus froide que celle qui remonte dans la chaudière à vapeur retourne, par une deuxiè- me canalisation F au four de contact A et pénètre de nouveau, par le bas, dans la première caisse à eau D1. De cette fa- çon, il se produit automatiquement une circulation d'eau par simple effet de thermosiphon.
Il est surprenant que malgré la faible différence de température qui doit exister entre l'eau de la chaudière et l'eau de refroidissement des tubes, eu égard à un régla- ge uniforme de la température dans la chambre de réaction, il soit possible d'obtenir une circulation d'eau sans emploi de pompe. La simplification des appareils qui a été mention- née ci-dessus consiste avant tout dans le fait que les tubes débouchent directement dans les caisses à eau et ne doivent pas être réunies à l'extérieur du four, à l'aide de diffé- rents coudes, à un système de serpentins pour faire entrer dans l'appareil de contact et sortir de celui-ci l'eau qui se trouve dans des tubes placés à une même hauteur.
Le procédé selon l'invention présente encore l'avantage que, pour cha- que four de contact, il suffit, dans chaque cas, d'une cana-
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lisation d'amenée et d'une canalisation de sortie pour l'eau de refroidissement, tandis que dans les appareils actuels, il était nécessaire d'avoir des canalisations secondaires allant aux différents serpentins. Avec le dispositif selon l'invention, il est en outre possible, lorsque les tubes perdent de leur étanchéité, d'accéder à chacun des tubes en ouvrant les caisses à eau et de rétablir l'étanchéité en insérant un manchon, tandis que dans les appareils utilisés jusqu'ici, on devait couper tous le.3 coudes appartenant à un serpentin de façon à essayer à l'étanchéité, les diffé- rents tubes.
Grâce à cette simplification de l'appareil, on obtient en même temps un fonctionnement plus simple et plus sûr.
On a constaté qu'il était particulièrement avan- tageux de disposer obliquement les fours de contact de fa- çon que le réfrigérant qui s'échauffe dans les tubes puisse monter vers la caisse collectrice se trouvant du côté sor- tie des tubes. Ceci favorise l'effet de thermosiphon et évite, en même temps, la formation dans les tubes de tampons de vapeur, ce qui entraînerait un plus faible enlèvement de la chaleur de la réaction par le fluide réfrigérant, car les bulles de vapeur qui se forment montent directement , grâce à la position inclinée des tubes ,dans la chambre collectrice qui se trouve du côté sortie des tubes .
Il est en outre avantageux de brancher plusieurs fours de contact sur une chaudière à vapeur commune, comme cela est représenté sur la figure 3. En outre, les chau- dières à vapeur sont réunies les unes aux autres de façon à égaliser la pression. Ce mode de refroidissement présente, par rapport au mode de fonctionnement actuel, le grand avan-
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tage que, indépendamment de la chaleur développée dans les différents fours, tous les fours de contact sont maintenus à la même température de réaction.
La plus grande uniformi- té de la température de réaction ainsi obtenue agit de façon particulièrement favorable sur le rendement que l'on peut obtenir en carbures d'hydrogène liquides, rendements sur lequel agissent défavorablement de faibles variations de tem- pérature, et dans le cas de la réaction qui, ainsi qu'on le sait, est extraordinairement sensible à la température.
Le montage, selon l'invention, des fours de con- tacts présente encore l'avantage que, en même temps, pendant la synthèse on peut régénérer à la température de synthèse un four de contact dont le catalyseur a perdu de son effi- cacité ou doit être régénéré, avant qu'il se produise une réduction de rendement nuisible, sans qu'il soit nécessaire d'un apport de chaleur spécial, car la chaleur de réaction produite dans les autres fours de synthèse est absolument suffisante pour'maintenir à la température de synthèse le four dont le catalyseur doit être régénéré.
Comme les fours de contact sont réunis à une seule et même chaudière à vapeur, ou comme les chaudières à vapeur appartenant à une batterie de fours de contact sont réunies les unes aux au- tres et comme la pression de vapeur est réglée en un seul point central, il n'est pas nécessaire d'avoir un réglage spécial de l'arrivée d'eau sous pression pour le four à ré- générer. Ceci présente le grand avantage de simplifier extra- ordinairement la marche et la surveillance .