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"INSTALLATION POUR LA FABRICATION DE'L'ACIDE SULFURIQUE SUIVANT LE PROCEDE DE CONTACT".
Jusqu'à présent on emploie exclusivement du fer industriel comme matière première pour la construction du récipient de con- tact, ou de la cuve de contact pour la fabrication de l'acide sul- furique. Particulièrement les tubes servant à recevoir la masse de contact et d'autres éléments disposés dans le récipient de contact,comme les fonds,les tamis,les couvercles,etc.,sont cons- truits en fer. A l'intérieur du récipient de contact le matériau est exposé,durant le fonctionnement à Inaction nuisible desgaz réactionnels chauds,ce qui entraine une forte corrosion,ou un fort encroutement par des pailles d'oxyde de fer, des tubes et des parois intérieures du récipient de contact.
La forte couche de pailles d'oxyde de fer sur les parois des tubes empêche l'échan-
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ge thermique au fur et à mesure qu'elle devient plus épaisse et après un certain temps elle diminue considérablement le pou- voir d'échange thermique de l'appareillage de contact.Un inconvénient ultérieur se produit par le fait que des morceaux de paillesd'oxyde de fer,s'écaillant et tombant du couvercle et des tubes,couvrent des extrémités ouvertes de tubes,ou encras- sent et obstruent les tamis dans la partie inférieure de l'appa- reil. De ce fuit,le passage des gaz par les tamis et les tubes s est rendu difficile, voir même empêche @@ endroits de sorte que les tubes correspondants sont mis hors service.
Le fonc- tionnement du récipient de contact devient irrégulier et son' débit diminue progressivement,jusqu'à ce qu'on soit oblige d'in- terrompre la fabrication,d'ouvrir l'appareil et de nettoyer les tamis et les tubes des pailles d'oxyde de fer. Si les gaz réac- tionnels sont humides, la formation de pailles d'oxyde de fer et la corrosion de l'acier sont encore plus considérables.
On a bien essayé de surmonter ces défauts par l'emploi d'aciers spéciaux,résistant à la.. corrosion et à la chaleur,mais ces propositions n'ont pas trouvé une application dans la pra- tique à cause du coût élevé qu'entraînent les frais d'acquisition et le traitement des alliages d'acier à hautes teneurs, pour cet- te raison on emploie encore zujourd'hui des aciers carbures or- dinaires pour la construction de l'appareillage de contact.
Or,suivant la. présente invention ces désavantages sont @car- tés par le T'ait que les parties constitutives,respectivement les surfaces,de l'appareillage de contact,partioulierement dans le récipient de contact,telles que les tubes ou d'autres élé- ments intérieurs du récipient de contact,respectivement les revêtements, sont construits avec un large emploi d'aluminium.
Par aluminium dans le sens de l'invention il faut comprendre avant tout l'aluminium métallique industriel,avec 99.3-99,9% d'aluminium,ensuite aussi tous les alliages d'aluminium faconna- bles ou malléables,qui se laissent bien étirer,laminer,forcer et appliquer en couche compacte.
Quoique la littérature spécialisée la plus ..moderne con-
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tienne des endroits suivant lesquels l'aluminium serait stable par rapport aux actions de l'anhydride sulfureux sec et, à la température ordinaire, aussi par rapport à l'anhydride sulfuri- que,on ne trouve pas d'indications exactes sur le comportement de l'aluminium par rapport aux mélanges gazeux des deux anhydri- des, sulfureux et sulfurique,éventuellement avec de l'oxygène, surtout à des températures accrues.
Jusqu'ici,les avis des spé- cialistes étaient en conformité d'accord en ce que l'aluminium semble ne pas convenir pour la fabrication de l'acide sulfuri- que.'Ainsi par exemple Lichtenberg écrit dans le journal"Chemis- che Apparatur", année 1939, page 318,première colonne,alinéa 6, que l'acide chlorhydrique et d'autres hydracides attaquent l'a- luminium,en toutes concentrations,de sorte qu'il n'est pas uti- lisable dans cette branche de l'industrie chimique. Il en serait de même, dans une mesure plus ou moins grande,pour l'acide sulfu- rique,l'acide sulfureux , ou l'acide phosphorique.
En outre Bitter indique dans son livre "Tables de corrosion pour maté- riau métalliques",de l'année 1937, à la page 152,que pour l'an- hydride sulfurique à 20 C l'aluminium est utilisable,mais qu'à des températures plus élevées il faut utiliser le fer forgé.
Quoique le brevet allemand N 602814 indique que l'aluminium résiste à la corrosion par les dérivés halogénés de l'acide sul- furique, des essaient montré que cette indication n'est juse que dans les cas restreints où ces dérivés sont complètement libres d'humidité ou de traces d'acide chlorhydrique.
Or, suivant llinvention on a fait la constatation tout à fait surprenante,'que par exemple des tubes en aluminium,dans lesquels on réalisa l'oxydation de gaz d'anhydride sulfureux,même humides, en anhydride sulfurique,ne subirent aucune corrosion et aucune formation d'écaillés d'oxyde,malgré qu'ils fûrent soumis pendant plusieurs heures aux températures de réaction de 400-550 C. Dans cette zone de température,régnant usuellement dans l'espace ou chambre de contact,les tubes d'aluminium résistent complètement aux efforts chimiques et thermiques de la réaction,sans perdre de
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leurs qualités de résistance nécessaires dans des buts de construction.
Contre toute attente.même les gaz ---réactionnels complètement charges d'humidité n'attaquent pas l'aluminium aux températures mentionnées.
Il a été trouvé en outre que drus le récipient de contact et dans d'autres parties de l'appareillage la liaison de l'alu- minium avec du fer étain possible, sana voir ; à eraindre la cor- rosion ou un rongeage des métaux aux endroits de liaison. Ici également la vapeur d'eau qui est le cas échéant présente dans les gaz de grillage,n'agit pas d'une maniére gênante.
L'emploi de l'aluminium pour la construction de récipients de contact et d'autres dispositifs pour la fabrication d'aeide sul ùrique offre de grands avantages inattendus.Comme il a été déjà mentionné,la surface d'aluminium supprime complètement la forma- tion gênante d'écailles d'oxyde aux tubes et aux couvercles. Ceci contribue à l'uniformisation du travail et le nettoyagefréquent du récipient de contact des écailles d'oxyde,autrement nécessaire est complètement supprimé.
Par suite de l'excellente conductibilité de chaleur de l'aluminium,la chaleur de réaction est tres bien propagée le long des parois des tubes et est uniformément répartie de cette manière, des endroits très chauds, où la réaction est la plus vive, aux endroitsplus froids du trajetdes gaz. De ce fait l'a- luminium amené une meilleure égalisation de la température, aussi bien dans la direction du courant.des gaz,quden sens oppo- sé à ce dernier.
Le faible poids spécifique de l'aluminium permet d'exécuter la construction intérieure du récipient de contact plus légère que celle en fer, ou, en conservant le même poids,l'appareillage en aluminium peut être construit en dimensions correspondamment plus grandes.
Dans le'développement ultérieur de l'invention on a trouvé que l'aluminium sous forme de bandes, ou de bagues , ou de ron- delles, peut être employé avantageusement aussi à l'étanchement des parties constitutives du dispositifs de réaction. Autrefois on @
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utilisa pour l'étanchementlpar exempleJàu couvercle du récipient de contact,des garnitures en amiante,qui étaient détruites en peu de temps par l'action des gaz et des températures élevées. Pour cette raison on abandonna complètement dans la construction moderne des récipients de contact les joints d'étanchéité en amiante et on souda le, couvercle au bord du récipient de con- tact savant toute la circonféremce.
De cette manière on obtint un.: étanchement complet et permanent,mais ceci pas sans les dif- ficultés qu'apporte tout soudage d'endroits de jonction compor- tant des mètres de longueur,,,et non sans le danger que des tensions intérieures,causées par la soudure,puissent provoquer la formation de fissures.En tout cas ce genre de jonction s'est avéré oomme bien embarrassant et cause des pertes de temps en cas d'ouverture temporaire,ou dans-le but du contrôle ou de la réparation de l'intérieur du récipient de contact.
Or,l'emploi d'aluminium pour l'étanohement du récipient de contact réunit en soi les avantages des deux méthodes antérieures, à savoir,de l'étanchement à l'amiante et du soudage ,.sans leurs désavantages. Cet étanchement à l'aluminium ,est hautement ef- ficace et durable, il n'est pas détruit par les actions chimi- ques et thermiques des gaz et assure toujours la possibilité d'une ouverture rapide et facile du récipient de contact,d'où tout contrôle à l'intérieur de ce derni.er est considérablement f acilité.
Similairement à l'emploi pour la construction de l'appareil de contact et à l'étanchement du couvercle du récipient de con- tact,l'aluminium peut être employé pour différentes parties de l'appareillage,aussi sous forme d'une couche compacte là où il s'agit de la protection contre les actions nuisibles des gaz réactionnels chauds.On l'emploie avantageusement par exemple pour la construction de l'échangeur thermique monté en amont du réci- pient de contact, ou pour l'étanchement des tuyauteries sur tout le trajet que suivant les gaz purifiés.