BE549451A - - Google Patents

Description

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   La présente invention a pour objet un procédé pour débarrasser les gaz ou les vapeurs d'impuretés, notam- ment par traitement avec descomposés de cuivre qui ont été précipités avec des composés de magnésium, de fer et/ou de manganèse, et, le cas échéantde cobalt et/ou de nickel, ou qui ont été déposés sur des composés précipités   de ma-   gnésium, de fer et/ou de manganèse , et/ou, le cas échéant, de cobalt et/ou de nickel. 



   Comme impuretés qui peuventêcre éliminées de cette manière, on peut citer, par exemple, les composés de soufre minéraux ou organiques, l'oxygène, le formaldéhyde, les acétylènes, les halogènes et leurs composés, l'acide   cyanhydrioue ,   la pyridine, le peroxyde d'azote, l'acide ni- trique, l'oxyde de carbone, les métaux carbonyles et/ou l'ammoniac. 



   Comme gaz ou vapeurs qui peuvent être épurés selon le présent procédé, on peut citer, par exemple, l'a- zote, l'anhydride carbonique,Méthylène ou d'autres hydro- carbures gazeux saturés ou non saturés, ainsi que leurs dérivés, l'hydrogène ou des gaz de synthèse ou des gaz de craquage qui renferment de l'hydrogène, par exemple à côté d'azote ou d'oxyde de carbone. Il est aussi possible d'épu- rer selon ce procédé, à l'état de vapeur, des hydrocarbures liquides à la température ambiante, tels que l'essence ou le benzène . 



   Comme composés métalliques appropriés, on peut envisager, par exemple, les hydroxydes, les oxydes, les carbonates et les silicates de ces métaux.   C'est   ainsi qu'on peut faire précipiter, par exemple, du silicate de magnésium conjointement avec des composés do cuivre, ou 

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 déposer des composés de cuivre sur du silicate do magné- sium précipité- Dans certains cas, il est indiqué, après le lavage et le séchage, de malaxer encore la masse avec une quantité pas trop élevée d'une solution de silicate al- calin et de la façonner après nouveau séchage, à des tempé- ratures, autant que possible, pas trop élevées. Une addi- tion d'une trop forte quantité de silicate alcalin peut, le cas échéant, conduire à des réactions secondaires indé- sirables.

   C'est pourquoi, il est parfois indiqué de ne trai- ter les catalyseurs qu'après le façonnage brièvement avec une solution de silicate de soude diluée . On peut égale- ment encore ajouter d'autres substances renfermant de l'a- cide silicique . 



   Selon l'usage envisagé, il peut être recommandé, en vue d'augmenter l'effet catalytique, d'ajouter de fai- bles quantités de composés des métaux alcalino-terreux, du zinc, du cadmium, du chrome,   du   molybdène, du tungstène, du vanadium, de l'uranium, du titane et/ou du thorium, sépa- rément ou en mélange entre eux, avant ou après la précipi- tation. Par rapport aux catalyseurs où le cuivre est pré- cipité sur des supports inactifs solides, les nouveaux ca- talyseurs présentent l'avantage particulier de permettre u- ne augmentation sensible de la teneur en cuivre. 



   Le rapport pondéral entre le cuivre et les autres   métaux peut varier entre environ 1 :20 20:1. Il se situe   avantageusement entre environ 1:2 et 2 :1 . 



   Les précipitations peuvent déjà être effectuées à température ordinaire, en brassant. L'application de températures plus élevées n'occasionne en général pas de dérangements. Il peut parfois être avantageux,   avant l'em-   ploi, de.chauffer les masses lavées, séchées et concassées à des températures assez élevées. On peut de la sorte   au.-   

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 menter la résistance à la pression et éviter un   rétré-     cissement   ultérieur. 



   Il est aussi possible d'appliquer les masses précipitées sur des supports. Dans ce cas, il est recomman- dé d'utiliser des supports qui renferment déjà la propor- tion nécessaire   d'un   des constituants, par exemple les déchets provenant de la fabrication   d '.aluminium.   



   Pour augmenter l'activité, les mélanges renfer-   mant   du cuivre, obtenus par précipitation, sont,de préfé-   rence,   réduits.. La réduction peut'être effectuée avec de l'hydrogène, à des températures de 80 C   ou,'   avantageuse- ment, à des températures plus élevées, allant par exemple jusqu'à 150 C. A la place d'hydrogène, on peut utiliser de l'oxyde de carbone, du gaz de ville, du gaz de générateur, de l'éthylène, du propane technique ou d'autres substances à effet réducteur.

   Peuvent également servir comme agents réducteurs des substances - telles que le méthanol - qui, à température élevée, se décomposent en oxyde de carbone et en   hydrogène.     La   température à appliquer dépend dans ce cas   de la substance mise en oeuvre : avecemploi de méthanol,   on opérera, par exemple, à   180-ce   avec l'emploi d'éthylène ou de propane, à environ 280 C. Pour éliminer l'acétylène de l'éthylène à une température de   100 C   et au-dessus, on peut également s'abstenir d'une réduction préalable,.' 
L'épuration des gaz ou des vapeurs peut s'effec- tuer sous une pression quelconque ou sous   dépression   à température ordinaire et même à destempératures inférieu- res à 0 C.

   Dans certains cas, il est indiqué d'opérer à une température plus élevée . Lorsque les gaz renferment une forte proportion d'oxygène, comme par exemple dans le cas d'air, on réussit également, avec une charge de 600 1 d'air par litre de masse renfermant du cuivre et par heure, à éli-      

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 miner l'oxygène jusqu'à quelques millièmes de %, sans ap- port de chaleur. La chaleur qui se dégage, lorsqu'on dirige de l'air sur les masses réduites, peut être utilisée pour la régénération des masses épuisées, qu'on effectue à en- viron   150 C,   de sorte que la consommation de calories est relativement faible . 



   Ce procédé peut également être appliqué pour dé- barrasser les gaz de très faibles proportions d'oxygène. 



   C'est ainsi que la teneur en oxygène de l'azote peut, à tem- pérature ordinaire, avec une charge de 5500 1 de gaz par litre de masse renfermant du cuivre et par heure, être ré- duite de 0,007 à 0,001 %. Avec une plus faible charge,   l'oxy.   gène est éliminé à un degré tel que sa présence ne peut plus être décelée par les méthodes usuelles . 



   Si   l'on   veut éliminer l'oxygène de l'hydrogène, il est indiqué d'opérer à une température qui est sensible- ment inférieure à la température de réduction, c'est-à-dire à environ 20 C. 



   L'hydrogène peut, à l'aide des masses actives   obte-   nues selon la présente invention, également être débarrassé de l'oxygène par voie catalytique, à une température de 30 C pu à des températures encore plus élevées. Les composés de soufre, par exemple l'acide sulfhydrique, l'oxysulfure de Carbone et le thiophène, peuvent également être éliminée à température ordianire, à un degré' tel qu'on ne peut plus les déceler par analyse 
Egalement l'élimination de l'oxygène, en plus d'acétylène, contenue dans l'éthylène technique, peut déjà se faire à température ordinaire. Avec une charge de 400 1 de gaz par litre de masse renfermant du cuivre et par heure, la teneur en oxygène de l'éthylène peut être réduite de   0,009%   à   0,002%,   l'acétylène étant complètement éliminé. 



  D'autres impuretés, telles que l'acide sulffydrique et des 
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 éliminées. Il est indiqué d'opérer à environ 100 C ou davantage . 



   La   usasse   épuisée renfermant du cuivre peut Être facilement régénérée par traiteront avec un gaz réducteur, à environ   150 C.   Une masse ne permettant plus d'éliminer complètement l'acétylène, peut être rendue de nouveau uti- lisable en faisant passer dessus de l'azote. Les   masses,  qui t'enferment des composés de cuivre non réduites, peuvent ê- tre régénérées en faisant passer dessus un courant d'air à 100 C ou à des températures encore plus élevées. 



   Dans certains cas, il est recommandé de faire précéder le traitement avec des gaz réducteurs par un trai- tement avec de l'air. 



   Les parties indiquées dans les exemples suivants sont des parties en poids . 



   EXEMPLE   1.-   
Après avoir lavé 80 cm3 d'un dépôt de carbonate de cuivre basique sur du silicate de magnésium précipité (teneur en Ou environ 26% en poids) et après lavoir   mi s   en forme, on le traite à 130 C avec de l'hydrogène jusqu'à ce que la masse soit uniformément d'un noir brunâtre.En diri- geant sur la masse ainsi préalablement traitée 6 litres   d'air   par heure,  à   température ordinaire,  l'oxygène   est   éliminé     jusqu'à   un reste d'environ 0,00255,avec élévation de la température. 



   En opérant dans les mêmes conditions avec un ca- talyseur de cuivre-chrome-gel de silice   de   type commercial,   il   ne se produit pas de réaction. Ce   n'est   qu'à des tempo- ratures supérieures à   110 C   que le catalyseur commence à devenir faiblement efficace. 

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   EXEMPLE   2..,     \   
Les solutions aqueuses de 128 parties de nitrate de magnésium et de 97 parties de silicate de potassium      sont mélangées en brassant, après quoi on ajoute au silica- te de magnésium fraîchement précipité, une solutionaqueuse de 141 parties de nitrate de cuivre, de 2,6 parties de ni- trate de baryum, de 2,2 parties de nitrate de zinc et de 
6,3 parties de nitrate de chrome, solution qui a été addi- tionnée peu avant d'une solution de 78 parties de carbonate de sodium dans 1000 parties d'eau. Après lavage et essorage par succion, on empâte avec 15 parties d'une solution de silicate de soude technique à 25%, on met en forme, on sèche à 60 C et on réduit à   130  C   avec de   l'hydrogène .   



   On diriges cette masse, à 100 C et avec une charge de 400 1 par litre de masse et par heure, un éthylène tech- nique qui renferme environ   0,09%   d'oxygène,   0,11%   d'acétylè- ne et des traces d'acide sulfhydrique. Le gaz est pratique- ment complètement débarrassé des impuretés qu'il renferme. 



   On régénère la masse utilisée par traitement, à 136 C, avec de l'hydrogène ou de l'oxyde de carbone. 



   On peut,de façon analogue, également épurer du propylène . 



   En utilisant la même masse pour épurer de l'éthy- léne qui ne renferme qu'une quantité minime d'impuretés, il suffit d'opérer à température ordinaire . 



   EXEMPLE 3.- 
Sur une masse de cuivre-silicate de magnésium, comme décrit à l'exemple 2, on dirige, à température ordi-   naire,   sans réduction préalable de la masse, de   l'anhydride   carbonique qui renferme 1% en volume d'acide   sulfhvdrique.   



  Avec une charge de 200 1 par litre de masse et par heure, 

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 on   obtient   un gaz dans lequel ou   ne     peut   plus déceler d'a- cide sulfhydrique . 



   EXMEMPLE 4. - 
Sur une masse obtenue en précipitant 300 parties de ferro-sulfate technique et 150 parties de sulfate de cui- vre avec 148 parties d'hydroxyde de sodium, on dirige, a- près lavage et séchage de la niasse, pendant environ 6 heu- res, à 75 C, puis par la suite à 50 C, un courant d'hydro- gène qui renferme 0,02% en volume d'oxygène, la charge ap-   pliquée   étant de 900 1 par litre de masse . La teneur en oxygène descend au-dessous de 0,02%, avec formation d'eau. 



   En utilisant une masse obtenue par précipitation de 60 parties d'hydroxyde de cuivre sur 79 parties de dé- chets provenant de la fabrication d'aluminium, qui renfer- ment 36% Fe203 et 31%   A1203   on réalise, dans les mêmes conditions, une épuration de l'hydrogène telle qu'on ne peut plus déceler d'oxygène selon les méthodes connues. 



   EXEMPLE   5.-   
Un mélange obtenu par précipitation des hydroxy- des de cuivre, de fer et de nickel et renfermant les métaux dans un rapport de   1,4:1:0,6,   est lavé, puis séché à 200 C et granulé, après quoi on le réduit avec de l'hydrogène à   140 C.   En dirigeant sur cette masse sans apport de chaleur de l'extérieur, un courant d'air avec une charge de   600 1   par litre de masse et par heure , la teneur en oxygène tombe à 0,002% en volume. Le nickel peut également être   remplacé   par du   cobalt .   



     On   obtient un résultat aussi favorable avec un   mélange   qui a été obtenu par précipitation de 150 parties de nitrate de cuivre, de 30u parties de nitrate de fer et de 440 parties de silicate de soude avec 94 parties d'hy- droxyde de sodium. 

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   EXEMPLE 6. -      
Un mélange obtenu par précipitation simultanée des hydroxydes de cuivre et'de manganèse et renfermant ces mé- taux dans un'rapport pondéral de 3:2, est réduit à 150-160 C avec de l'hydrogène. En dirigeant sur cette masse, à tempé- rature ordinaire, de l'éthylène technique qui renferme 0,1% en volume d'acétylène et 0,1%'en volume d'oxygène, avec une charge   de-'200   litres d'éthylène par litre de masse et par heure, les impuretés sont éliminées presque complètement   en   élevant la température de réaction à 100    C   la charge peut encore être sensiblement augmentée. 



   EXEMPLE   7. -   
Une masse d'épuration préparée selon l'exemple 2, phauffée à 300 C, puis réduite à   136 C,   peut éliminer com- plètement, pendant plusieurs mois, en opérant à température ordinaire, sous une pression de 220 atmosphères et avec une charge de 15000 à 16500 litres ( à l'état fondu) ), envi- ron 25 gr de soufre organique par mètre cube . 



   EXEMPLE 8.- 
Sur une masse préparée comme indiqué dans l'exem- ple 2, on dirige, par litre et par heure, sous une pression de 100 atmosphères, à 130 C, 0,6 kg de benzène d'une teneur en thiophène de 2,2 mg par 100 g, simultanément avec 1000 1 d'hydrogène. La teneur du benzène en thiophène tombe ainsi à   0,1   mg par 100 g. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVEND!CATIONS .- 1.- Procédé pour débarrasser les gaz d'impuretés, Caractérisé en ce qu'en dirige le gaz à épurer sur des composés de cuivre qui ont été précipités conjointe- ment avec des composés de magnésium , de fer et/ou de man- ganèse et, le cas échéant, de cobalt et/ou de nickel ou qui ont été déposés sur des composés précipités de magnésium, <Desc/Clms Page number 9> de fer et/ou do manganèse et, le cas échéant, de cobalt; et/ou de nickel.

   2.- Procédé suivant la revendication 1, c a - r a c t é r i s é en ce qu'on utilise les composé métalli- ques précipités sur des supports .

   3. - Procédé suivent la revendication 1 et 2, caractérisé en ce qu'on réduit les composés métalliques précipités avant l'emploi