BE436184A - - Google Patents

Description

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    PROCEDE   POUR L'ACCOMPLISSEMENT DE REACTIONS CHIMIQUES 
AU SEIN DE MASSES FONDUES. 



   Cette invention a pour objet un procédé pour   Inaccomplis**   sement de réactions chimiques, qui consiste à introduire un par-   tioipant   à la   réaotion,   sous forme de gaz ou de vapeur, dans une masse fondue servant de support de chaleur, ayant éventuellement une action   catalysante   ou renfermant des catalyseurs et possédant une température appropriée à l'accomplissement de la réaction, cette introduction étant faite de telle manière que l'action des gaz ou vapeurs introduits donne lieu à un brassage continu, intime et uniforme, de la masse fondue et des corps introduits,

   En observant ces conditions il devient possible de maintenir constamment toute la masse en fusion à une température particulièrement favorable à la réaction et d'amener les participants à la réaction en contact aussi intime que possible entre eux et avec la masse en fusion ou les catalyseurs, en sorte que par suite de l'uniformité de la température et du brassage continuel et Intime de la masse en fusion la réaction recherchée s'effectue 

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 uniformément en tous points de la masse et de la façon la meilleure.

   Comme conséquence de la grande capacité   calorifique   du sel fondu par rapport à la quantité de participants à la réaction, relativement faible par rapport à la quantité de la masse en fusion, toutes les réaotions ohimiques possibles seront isothermes, même si les réactions en elle-mêmes ont des modulations de chaleur fortement négatives ou positives. Par suite du brassage continuel de la masse fondue par les participants de réaction sous forme de gaz ou de vapeurs, il se forme oonstamment entre la masse fondue et les participants à la réaotion des surfaces de contact nouvelles de convection de chaleur ou à aotion oatalytique. 



   L'introduction, dans la masse fondue, des participants à la réaction, gazeux et/ou sous forme de vapeurs, peut être effectuée au moyen de tuyères ou dispositifs agissant de façon semblable, Dans certains cas on.peut renforoer de toute manière désirée l'aotion de brassage par l'introduction d'un produit de départ, par exemple gazeux, en excès et éventuellement fortement en excès. Selon un mode de réalisation de l'invention on introduit encore dans la masse fondue, en plus de participants à la réaction gazeux ou sous forme de vapeurs, des gaz inertes ou des vapeurs comme par exemple l'aoide carbonique, la vapeur d'eau ou similaire, dans le but de renforcer l'action de brassage. 



   L'invention stapplique à l'accomplissement de réactions diverses, comme par exemple apport d'eau, séparations d'eau, hydrurations, déshydrurations, oxydations, dissociations,   polymé-   risations, etc. Des composés organiques de natures les plus diverses, par exemple des hydrocarbures, des composés renfermant de l'oxygène, tels que des alcools, aldéhydes, acide   oarboxyli-   que, cétones, phénols, amines et similaires, peuvent être introduits dans la masse fondue pour y être transformés* De même, des réactions de nature anorganique comme par exemple l'obtention de 

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 l'acide oyanhydrique à l'aide d'oxyde de carbone et d'ammoniac, la fabrication de SO3 et similaires, peuvent se faire dans des masses en fusion, selon la présente invention. 



   On dispose d'une multitude de corps pour composer les masses en fusion à employer conformément à la présente invention, et notamment: les nitrates, les nitrures, chromâtes, acétates, chlorures, cyanures, bromures, en outre des oxydes, hydroxydes, sulfates etc. de métaux alcalins, métaux alcalino-terreux, métaux de terres rares, terres rares, comme le chlorure de   oérite,   En outre des carbonates, phosphates, borates, silicates, par exemple du verre ou de l'acide   silioique   lui-même, des oyanates, de l'acide urique ou autres Corps organiques tels que des hydrocarbures à point d'ébullition ou de fusion élevé, par exemple la paraffine, la naphtaline, la   déoahydronaphtaline,   la naphtaline halogénée, l'oxyde de diphényle, le nitrobenzol et similaires,

  
Les composés et corps indiqués ci-dessus comme exemples peuvent être employés en partie seuls, mais en général on fera des mélanges de ces divers composés et possédant une aptitude particulière au but proposé et spécialement appropriés aux températures envisagées, En général on choisira la composition de la masse fondue de telle sorte que la température de réaction ne soit, d'une part, pas trop voisine du point de solidification ni d'autre part, trop près du point d'évaporation,   EXEMPLES.   



  I. - Nitrates
30 KNO3 + 70   LINO 3   1300 C
55 KNO3 + 48 NaNO3 2180 C
50 KNO3 + 50 NaNO3 140  C 
 EMI3.1 
 30 NANO3 + 50 NaN03 220 cl Il. - Chlorures a) 31 BaOl2 + 48 CaOl 2 + 21 Nat31 4300 C 50 Ba(312 + 30 KCl + 20 NaCl 5400 0 

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 b) Chlorures + Carbonates
50 KCl + 50   Na2C03   5600 C c) Chlorures + Fluorures 
 EMI4.1 
 85 CaC12 + 15 CaFl 64511 C d) Chlorures + Sulfates
35 NaCl + 65 Na2SO4 620  C e) Chlorures + Phosphates
35 K3PO4 + 67 KCl 720  C f) Chlorurés + Borates 
 EMI4.2 
 86 BaC12 + 7 NazB407 + 5 MgO 9800 a g) Chlorures   + Carbonatés   + Sulfates
40 NaCl + 20   Na2C03   + 40 Na2SO4 500  C III. - Chromates
50   %Or 207   + 50 Na2Cr2O7 300  C IV. - Sulfates 
 EMI4.3 
 25 S04 + 75 Na,280", 8300 e V. - Phosphates
70 Na4P2O7 + 30 K4P2O7 8750 C 
 EMI4.4 
 .

   - 44 K4P207 + 56 KP04 6150 C   VI. '-   Silicates
45 BaSiO3 + 55 Na2SiO3 9050 C VII. - Borates
50 NaBO2 + 50 LiBO2 6480 C VIII.- Bromures
50 KBr   + 50 NaBr   640  C
L'établissement et le maintien de la température favorable à la réaction à effectuer peuvent se faire par chauffage extérieur, De préférence on emploiera le chauffage intérieur. 



  Dans le cas de réactions exothermiques on pourra utiliser la chaleur dégagée pour le   chauffage   intérieur, par exemple en combinant avec la transformation à exécuter une autre réaction exothermique ou une combustion. Pour le chauffage interne on 

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 peut employer avantageusement des tubes à flammes ou des brûleurs immergés, ces derniers étant de préférence installés dans un espace communiquant aveo la chambre de réaction et de manière à éviter que les gaz de la combustion se mélangent avec les produite de la réaction. Le chauffage peut aussi se faire élentriquement par exemple par résistance ou par électrodes, auquel cas on emploiera un sel fondu comme électrolyte, tandis que le courant pourra être amené par les électrodes en contact avec   l'électro-   lyte.

   On peut également combiner entre eux des moyens de chauffage différents, par exemple en faisant   l'adduation   principale de chaleur par brûleurs immergés ou tubes à flammes et en effectuant le fin réglage par chauffage par résistance ou électrodes. 



  Le chauffage intérieur présente entre autres avantages celui que la paroi du récipient du bain peut être faite aussi bien en   subs   tances métalliques qu'en corps céramiques et être adaptée pour le mieux aux sollicitations thermiques et chimiques. 



   Lors du ohauffage par électrodes on peut employer des électrodes capables de participer chimiquement ou oatalytiquement aux transformations recherchées ou de les influencer favorablement de toute autre manière. Ainsi par exemple, dans la fabrioation d'acide cyanhydrique à l'aide d'oxyde de carbone et d'ammoniac on peut employer des électrodes en graphite pouvant servir d'une part à fournir du oarbone,et d'autre part à éliminer   l'oxy   gène non désirable. 



   Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention les corps à introduire dans la masse fondue sont soumis à un chauffage préalable à une température appropriée et ainsi rendus utilisables pour le ohauffage interne ou le réglage de la température. 



  Pour le chauffage des corps à introduire dans la masse fondue on peut facilement utiliser la chaleur de rayonnement de l'installation, par exemple la chaleur des gaz brûlés sortant des tubes à flammes. D'autre part, par l'introduotion d'un excès de 

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 participants à la réaotion ou par l'adduction supplémentaire de gaz inertes ou de corps sous forme de vapeurs, on pourra éliminer au degré voulu la chaleur en excès. 



   Enfin on peut aussi utiliser   l'introduction   de corps gazeux ou de vapeurs dans la masse fondue pour insuffler dans cette dernière des corps liquides ou des corps solides dans un état finement divisé. 



   Ainsi qu'il a déjà été dit, on peut employer des masses fondues ou en établir la composition de telle sorte qu'elles produisent par elles-mêmes des   aotions   spécifiques ou catalytiques. Par exemple, par une certaine teneur de la masse fondue en acide borique ou en borates ou en composés du baryum il est possible de favoriser certaines réactions d'oxydation. On peut aussi employer directement ou en plus, des oatalyseurs à aotion spécifique insolubles dans la masse fondue, par exemple en les mettant en suspension à l'état finement divisé ou finement pulvérisé   dons   la masse fondue. Les catalyseurs qui ont tendance à se déposer au fond de la masse, ou à monter peuvent être précipités sur des supports appropriés n'ayant pas tendance à la séparation et être ainsi suspendus dans la masse. 



   Comme catalyseurs on peut.envisager les éléments et composés les plus divers, par exemple des métaux, composés   métalli   ques, acides terreux, ou des sels. On peut par exemple provoquer des hydrogénations par l'action conjointe de catalyseurs   hydro-   génants connus et usuels tels que le nickel, le fer, le molybdène, le tungstène, l'oxyde de zinc, de même que l'on peut provoquer des oxydations en présence de catalyseurs d'oxydation comme l'oxyde de fer, l'aoide vanadique etc., et des séparations d'eau en présence d'oxyde d'aluminium, de bioxyde de titanium, de phosphates   alcaline-terreux.   Comme supports pour catalyseurs ayant tendance à se déposer on peut envisager des corps comme l'argile, de l'aoide silioique volumineux ou aotif, de l'amiante, 

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 de l'oxyde de magnésium,

   oxyde de gluoynium, du charbon de bois, du charbon actif, et comme supports pour des catalyseurs ayant tendance à remonter, des métaux lourds tels par exemple que le tungstène, le cuivre, etc. 



   Le procédé s'applique particulièrement à l'obtention de réactions demandant d'une part de hautes températures, d'autre part une constance de température dans la mesure du possible, par exemple à la fabrication d'acétylène à l'aide de méthane. 



  Le prooédé convient en outre d'une façon remarquable à la conduite de réactions d'oxydation partielles, par exemple à la fabrioation d'acide phtalique ou d'acide maléique par oxydation d'hydrocarbures aromatiques; en outre pour la fabrication d'acide oarboxylique, cétones, aldéhydes ou alcools par oxydation partielle de méthane ou ses homologues.

Claims (1)

1. Le procédé peut être mis en oeuvre sous pression ordinaire, sous vide ou en surpression, même sous de fortes et très fortes pressions. Dans les cas où des quantités appréciables de la masse fondue sont entraînées avec les produits de la réaction sous la forme par exemple de vapeurs ou de brouillards, ces quantités peuvent être reoueillies dans un récipient séparé puis retournées dans celui renfermant la masse, Les masses fondues ou les catalyseurs qu'elles contiennent peuvent aussi être régénérées pendant le fonctionnement, par exemple en faisant passer une partie ,de la masse fondue dans un espace communiquant avec la ohambre de réaction, en l'y soumettant à un traitement de régénération par exemple par l'action de vapeur d'eau ou des gaz oxydants, et en la retournant ensuite dans la chambre de réaction,

   REVENDICATIONS ET RESUME.

   1. Procédé pour l'accomplissement de réactions chimiques se produisant à haute température, plus particulièrement de réacs tions demandant dans la mesure du possible une constance de température, et comportant l'emploi direot ou additionnel de <Desc/Clms Page number 8> participants à la réaction gazeux et/ou sous forme de vapeurs, dans des masses fondues servant de supports de chaleur, procédé caractérisé en ce que les participants à la réaction, gazeux ou sous forme de vapeurs, sont introduits dans la masse fondue ayant éventuellement une action catalysante ou renfermant des catalyseurs, de telle manière qu'il se produise un malaxage continu et intime de la masse fondue et que celle-ci soit constamment maintenue à la température la plus favorable pour la réaction.

   2. Procédé tel que revendiqué sous 1, caractérisé en ce que pour la mise en oeuvre de ce procédé, on utilise des masses fondues non métalliques, ou de préférence des masses formées de sels ou de mélanges de sels ou de corps organiques à haut point de fusion ou mélanges de ces derniers, la composition de la masse fondue étant de préférence choisie de telle sorte que le point de solidification et le point d'évaporation ne soient pas trop près de la température à laquelle la réaction doit être effectuée.

   3. Procédé tel que revendiqué sous 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on fait passer à travers les masses fondues un grand excès de participants à la réaction, sous forme gazeuse et/ou de vapeurs.

   4. Procédé tel que revendiqué sous 1 à 3, caractérisé en ce qu'on introduit dans la masse fondue, en plus des participants gazeux ou sous forme de vapeurs, des gaz ou vapeurs inertes.

   5. Procédé tel que revendiqué sous 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est fait usage d'un chauffage interne en vue de l'établissement et du maintien de la température favorable à la réaction.

   6. Procédé tel que revendiqué sous 1 à 5, caractérisé en ce que les corps sous forme gazeuse et/ou de vapeurs à introduire dans la masse en fusion sont soumis à un chauffage préalable, la chaleur qui abandonne le vase de réaotion étant de préférence utilisée pour ce réchauffage. <Desc/Clms Page number 9>

   7. Procédé tel que.revendiqué sous 1 à 6, caractérisé en ce que l'introduction de corps sous forme gazeuse et/ou de vapeurs est utilisée pour insuffler dans la masse en fusion des corps liqui- des ou solides à l'état finement divisé.

   8, Procédé tel que revendiqué sous 1 à 7, caractérisé en ce que des catalyseurs insolubles à l'état finement ou très finement pulvérisé sont mis en suspension dans la masse fondue et placés éventuellement sur des supports n'ayant pas tendanoe à séparation.