BE444777A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE ET APPAREIL POUR L'EXECUTION DE FACTIONS CATALYTIQUES" 
L'invention est relative à des   perfectionnements'apportés   aux procédés et   appareils     pour   l'exécution de réactions catalyti- ques, entre autres pour la production des dérivés de l'acétylène, tels   que :

    acétaldéhyde, alcool éthyliqus,   paraldéhyde,   métal-   déhyde,   acide acétique, éther sulfurique, acétate d'éthyle, etc.. ces   perfectionnements     permettant   notamment de supprimer les pertes de   Matières   chimique  intervenant   dans les réactions, de réduire l'usure, à considérer comme étant négligeable, des catalysants, et   d'augmenter   la vitesse des gaz réactifs et la 

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 concentration des liqueurs obtenues, en réalisant U11 cycle de fabrication particulièrement GCOflOml(-!u8, avec un r:Jil(1.8,,3nt effectif plus élevé que celui obtenu jusqu'à présent. 



  L'invention couverte i1o"liail1JJlent un appareil c5:.±é ,l j"uc.oi" dans lequel l'agent catalyseur, dont l'aire, la nature zut le vOlU,:16 .J.. At e .Jéi ri ;5s , t.., Gll , J 1=e cc x ,s 1.i i a , i> i,c ;1 e s , peuvent s'tre varies, est dispose couc.s successives, cpacsea, supportées par dus supports )eri1^.2.J¯2 c.,yl"01Jr1 N, par C.Cei.li.8 en toile de platine couverte par <41eetrolyse de noir de platine ou de palladium, qui forment chacune un él;41,izi-it le catalyse et dont le noubre et la position relative peuvent être r .\..:

   :;0 àr façori à réaliser les .J16noü;f;il6s cle catalysa dans les conditions les pluH favorables dans clio-que cas particulier, notai.Ment e11 influençant l'aire des catalysants, ainsi que le volui-ie et la derlsité des cônes de projection des gaz et des liquides frayer-* zant, en contre-courant, le-3 couches successives d'agents cataly- seur6. 



  Suivant l'invention, on peut i..s.CO.îyJFl.¯ile la réaction cnLji- que d'une électrolyse du liquide se trouvant dans l'a,,y:;.reil cata- lysour, cette électrolyse, et 1l0t.tlJl.lÓllt le dVt;lOA),.)Oi<111t d'nydro- gène résultant de, celle"ci, ayant pour 61'1'6 t ü' C-1C;C '..(. I'(3r et ci' s."él iorer 1< rend-ouent <,tu tr"j t."JI.l61,t cat.lytidueo D'autres particularibés et avantages de l'invontion ressorti- ront de la description donnée ci-après, avec référence aux de ssirls achÓ1úatilJ.ues annexes, de certains e.i8t.iileii C1.'.'. réalisation de l'in- vention, concernant spécialement la préparation de arrives do l'acétylène.

   Ds.ns ces dessins : Fig. l montre un scheua d'installation d'E:ns6;JJle; Fi. 2 est une vue e11 coupe d'un catalyseur svivieit l'inven- 
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 tion; 
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 Piu. 3 est une vue en coupe suivant li, li me IIIIII de '1; 2, et Fiég. 4 est une vue en coupe d'un catalyseur avec 41ecti"olyaeo 

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Dans ses   grandes     lignes,   la   préparation   catalytique,   notam-   ment d'acétaldéhyde en   partant     (l'acétylène,     s'effectue   comme suit. 



   Le   gaz   d'acétylène, obtenu dans le générateur A   par   l'action d'eau sur le carbure de calcium, est amené, sous l'action de la force de   propension   naturelle et à l'abri de l'air, dans le catalyseur 0, après avoir traverse l'épurateur B. L'acide s'écoule d'un réservoir 
D   d'un   système régulateur du débit de l'acide pouvant   remplir   partiellement ou totalement l'appareil dès le début ou au cours de l'opération) dans le catalyseur, encontre-*courant par rapport à l'acéthylène, dont lapartie qui n'a pas réagi retourne dans le circuit d'alimentation.

   L'acide est récupéré dans un récipient E, tandis que les produits résultant de la réaction traversent le rectificateur F, le produit final, en l'occurrence   l'acétaldéhyde,   étant recueilli dans le réservoir G ou analogue. 



   Le catalyseur est établi sous la forme d'une colonne étanche   comportant   un corps 1, par exemple en fonte ou tôle émaillée, ou recouverte d'une autre couche protectrice, dans lequel la matière catalysante, dont l'aire, la nature et le volume peuvent être variés, est disposée en couches successives espacées, formant chacune un élément de catalyse 2. Chaque élément de catalyse est supporté par un   support   perméable approprié, comportant par exem- ple une ou deux toiles 3, 4 en trame et chaîne de   platine'(ou   demétal platiné) couvert par électrolyse de noir de platine ou de palladium ou d'une autre matière appropriée.

   Les toiles 3, 4 sont serties entre les   bagues   de pression 5,   6, 7   en matière chimiquement inerte, la quantité voulue de matière   catalysante   étant placée dans l'espace ainsi délimité. Cette matière cataly- santé est constituée de platine, soit en fils, en copeaux, etc..,   recouvert   par   électrolyse   de noir de   platire   ou de palladium, ou   autres     Matières     possédant   les   propriétés   requises. 



   Les bagues 5,6 et   éventuellement   la bague 7 sont Munies d'oreilles ou projections 8, au nombre de huit dans   l'exemple   

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   illustre,   qui s'engagent dans des rainure   longitudinales  9 de forme correspondante, prévuesdans la face   intérieure   du corps 1. 



  Ces oreilles et rainures ont   par     croupis   une section carrée,   serai-   circulaire, en queue d'aronde,   etc..,   et   permettent   le coulissa- 
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 lil611t aes 1;¯ieutN de catalyse ci uN la colonno. 18 ré:2l<J.ce de la position de,.,) divers éléments t leur lX:.Í1:

  tien ,iii place peut être   réalisé   à l'aide de tous   noyons     mécaniques     appropriés     comportant     des     supports mobiles     pour     ces     éléments,   par   exemple des pièces   intercalaires de longueur   variable,   des tiges à broches ou clavet- tes à position réglable, des vis sansfin à pas différents,   etc..,   
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 tous ces Moyens étant établis en hiatiëre chimquenient inopérante et inattaquable. 



  De cette u.anièrG, oii peut faire varier le nombre d'uleuenta de catalyse et/ou régler leur position relative, de façon à favo- riser les 1J1lîotaG'tiU de catalyse dans les divers traitements qui peuvent être effectues à l'aide de l'appareil suivant l'invention, notamment par l'accroissement de l'aire des catalysants, 1W r le réglage de la vitesse des saz, et pr.xr 1< variation du volume et de la densité dos cônes le projection des Gaz et  es liqueurs. 



  Afin d6 permettre la iiàse on place, 10. v:i.si te et l'entretien. des divers organes intérieurs, le corps 1 du catalyseur est sectionné lon;ituclüx-Nle.¯eut en deux parties 10, 11 assemblées par des cllaniiérei 12 et des boulons 13 ou 8.lkÙO:Sû6S, et pourvues de moyens de calfeutrage assurant l'ét9.nch'ité cle.l'en3euble. 



  Une tête ou chapeau 14 et une sole ou semelle 15 sont montés herJi1stiqueuent, par exeuple par vissage, sur le corps du cata- lyseur. 



   Les   gaz   d'acétylène sont introduits   par   le tuyau 16, avants.-   geuseuent   muni d'un diffuseur 17, et traversent les couches   succes-   
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 sives d'agents catalyseurs, tandis que l'acide, par 6-c6I.lple de l'acide nitrique ou sulfurique, contenu   dans   un réservoir 18 et   présentant   la concentration voulue,   pénètre   par le tuyau 19 et 

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 peut être réparti, par arrosage plus ou moins intense à l'aide du dispositif 20,   commandé   en 21. L'acide humecte successivement les diverses couches de catalyseurs.

   L'excès d'acétylène s'échappe par le tuyau   22 et   est ramené dans le   conduit principal   16, ali- mentant le catalyseur, ce qui   permet   d'utiliser efficacement toute la production d'acétylène pour la réaction catalyticlue. L'acide et les liqueurs de, transformation de l'acétylène sont évacués par le conduit 23, l'acide étant récupéré d'une   manière   intégrale dans le récipient E (Fig. 1), tandis que les dites liqueurs sont amendes dans le rectificateur   F,   à la sortie duquel le produit final, par exemple l'acétaldéhyde, est recueilli. 



     .Suivant   l'invention, le catalyseur à éléments réglables ou non, peut être pourvu   d'un   système d'électrolyse   comportant   une source 24 de courant continu qui est contrôlée par un rhéostat 
25 et dont le pôle positif est relié à l'anode 26, en   métal   inattaquable, plongeant dans la masse liquide, tandis que le pôle négatif 27 est connecté aux. éléments de catalyse   2     (Fig.   4). 



   L'électrolyse de la solution présente sur ceux-ci et dans le corps du catalyseur, produit un   dégagement   d'hydrogène qui accélère la réaction, permet d'obtenir des liqueurs plus riches et améliore le rendement économique. 



   Pour permettre la séparation da l'oxygène, se dégageant à. 



  1'anode 26, celle-ci est placée dans une chambre 28 entourant l'armature 29 qui supporte les   éléments   de catalyse, l'oxygène étant évacué par le conduit 30. Cette armature, qui comporte dans ce cas les moyens, de guidage et de réglage des éléments de   cata-   lyse, peut être suspendue au couvercle 3l du catalyseur. Pour ne pas entraver les   mouvements   des éléments de catalyse, leur liaison au pôle négatif de la source de courant peut être réalisée à l'aide de   moyens   extensibles. 



   Leprocédéet   l'appareil   suivant l'invention   permettent   d'obtenir une production rationnelle, entre autres, des divers 

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 dérivés de l'acétylène, le produit résultant   d'une     réaction   catalytique pouvant servir de matière de   départ     pour   la   production   d'un 
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 autre dorivé de l'acctylène, par une opération ultérieure effectuée   dans le   même ou un autre   appareil,   avec ou sans   application   de l'électrolyse et en utilisant un acide   approprié.   
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  Ainsi, par exemple, un traitehient catalytique i:Jt1.l'.1S électro.. lyse, on partant rl'ao!,téÜdrSl1yde, permet d'obtenir du paraldéhyde ou du 1étaldÓhyde, selon les conditions de travail. 



  Par ailleurs, de l'alcool ethylique rulter:'. el' un tra-iteiùont catalytique, avec électrolyse, de l'aoétaldéhydo. 



  Il convient encore de noter que divers C.?"flv ü ;::UCC83<Jifs de l'acétylène pourraient être produits ':.1..1X :1': iGilt; d¯e catalyse' successifs d'un 1;J'3Je catalyseur, nota LIent selon la présence plus ou   moins     abondante     d'hydrogène.     Ces    divers     produits peuvent   être   sépara     (le   la solution   acide,   par   affiliation.   
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 lri:aaleL16nt, il importe encore de noter '-lul3 le yu:.ïdlCC'ljClC et l'alcool éthylique, pouvant être i'a,'1>ritiué>s d'une manière écono- mique selon l'invention, forment, en iù;1 la,< >j ,.Le proportions conve- nables, un excellent carburant de r011.Jhèce,.lellt pour l' e8uenee de pétrole.

   Le 7a.rU.lcieiJcie peut é:;0.1e"ÍGllt âtre J.lh'!lb8 à des hydrocarbures liquides, ou à des   hydrocarbures   liquides et à l'alcool, pour   fonder     des   mélanges   tertiaires, quaternaires,   etc... 
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  Il A'G S U :J1 . 



  ---------------- L'invention e Jt relative à des perfectioljnements apportés aux   procèdes   et   appareils   pour   l'exécution   de   réactions   catalyti- 
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 tiques, specialehient pour la production de dérives de l'acétylène, et couporte essentiellement los particularités ci-après, prise a 8!:}aréwent ou en combinai a on : 
1 ) un appareil catalyseur   comportant   des couches successives espacées de   Matières   catalysantes,   supportées   par des   supporta   perméables   appropriés,   par exemple en toile de platine platiné, 

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 qui foraient chacune un élément de catalyse et dont le nombre et la position relative peuvent être réglés à volonté;

   
2 ) un appareil catalyseur comportant des couches successives de   matières     catalysantes   composées de platine en fils, copeaux, etc.., couvert par électrolyse de noir de platine ou de palladium,   fondant     chacune   un élément de catalyse, insérées entre des toiles en platine elles-mêmes couvertes par électrolyse de noir de pla- tine ou de palladium, espacées, qui sont montées à, coulissement dans le corps du catalyseur et dont le nombre et la, position relative peuvent être réglés à volonté ;

   
3 ) chaque élément de catalyse est serti entre des bagues de serrage et espacé par une bague intercalaire, une au moins de ces bagues, qui sont établies en matière inerte,étant pourvue d'oreilles ou projections qui s'engagent dans des rainures longi-   tudinales   de forme correspondante formées dans la face intérieure du corps du catalyseur;

   
4 ) la position des éléments de catalyse peut être réglée par des   moyens     mécaniques     supportant   ces éléments de catalyse, tels que pièces intercalaires, tiges à broches ou clavettes, vis sans fin, etc.., établis en ébonite ou analogues, 
50) le corps du catalyseur est sectionné   longitudinalement   en deux parties   assemblées   hermétiquement par charnièreset bou" lons ou analogues, un couvercle et une sole, comportant les conduits d'amenée des substances réactives et d'évacuation des liqueurs de transformation, étant montés hermétiquement sur ce. corps, par exem- ple par vissage;

   
6 ) procédé de réactions catalytiques suivant le 2 , au moyen de toile de,. platine couverte par électrolyse de noir de platine ou de   palladium,   accompagnées d'une usure négligeable du catalyseur, sans   perte   de produits et permettant l'obtention au premier stade de produit définitif, sans passer par une fabrication intermédiaire, comme par exemple l'obtention directe d'alcool 

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 éthylique en partant   d'acétylène;     70)     procède   de réalisation de réactions catalytiques, avec application de l'électrolyse des liquides présents sur les éléments de catalyse et dans le corps du catalyseur;

   
8 ) un catalyseur muni d'un système d'électrolyse comportant une source de courant continu, contrôlée par un rhéostat, dont le pôle négatif est relié aux éléments de catalyse et le pôle positif à une électrode plongeant dans le liquide contenu dans le cataly- seur; 
9 ) un catalyseur dans lequelleséléments de catalyse sont   agencés   dans un support suspendu   au   couvercle du catalyseur, l'anode étant   disposée   dans une chambre entourant le dit   support,   un conduit pour 1'évacuation de l'oxygène dégagé étant prévu   à.   la partie supérieure de la dite chambre; 
10 ) un carburant formé par du paraldéhyde mélangé, en proportions convenables, avec de l'alcool éthylique ou des hydro- carbures liquides.