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Info

Publication number: BE559697A
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Description


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   La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de l'acide cyanhydrique 
Il a déjà été proposé de préparer l'acide cyanhydrique par synthèse directe en faisant passer sur un arc électrique un mélange d'hydrocarbure, d'hydrogène et d'azote ou d'hydrocarbure et d'ammoniac ,Mais on n'a obtenu jusqu'à présent par ce procédé, dans les meilleures conditions, tant avec un arc   continu,   qu'avec un arc alimenté en courant alternatif, que des rendements médiocres, la consommation d'énergie électrique étant au Minimum de l'ordre de 30 à 40 Kwh par Kg.

   d'acide cyanhydrique produit , 
La présente invention a pour objet un procédé qui permet d'améliorer considérablement la quantité d'acide   cyanhydri-   que produit par rapport à l'énergie électrique consommée, tout en 

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 conservant un rendement satisfaisant en acide cyanhydrique par rapport aux matières premières mises en oeuvre . 



   Ce procédé consiste à faire passer un mélange gazeux d'ammoniac et d'hydrocarbure sur un arc électrique sous une pres-. sion comprise entre 50 et 120 m/m de meroure, et de préférence entre 70 et 80 m/m de mercure, le débit du mélange gazeux étant proportionné à la puissance électrique dissipée dans l'arc de façon à être de l'ordre de 180 à 350 litres par heure (volume évalué à 0  et 760 m/m de mercure) pour 1 Kw de puissance dissipée dans l'aro, la durée de contact des gaz avec l'aro étant d'au moins 1/1000 de seconde , et de préférence comprise entre 1/100 et 1/1000 de seconde la Demanderesse a reconnu que la pression du mélange gazeux pouvait être abaissée jusqu'à 40 mm de mercure,

   et que la durée de contact des gaz   avec l'arc   pouvait être   accrue   jusqu'à 1/25 de   seconde   la valeur optimum du débit du   ce lange   gazeux varie, comme il sera indiqué plus loin, selon la nature de l'hydrocarbure utilisé. 



  Les hydrocarbures que l'on peut utiliser en   ±lange   avec l'ammoniac pour la mise en oeuvre de l'invention sont le méthane,   l'éthane,   le propane, le butane, l'éthylène,.le propylène, le butylène, ainsi que leurs divers isomères . On peut utiliser des gaz purs mais aussi des mélanges de ces gaz , en particulier lesmélanges industriels' que l'on trouve dans le commerce .  Il   est seulement essentiel que le mélange gazeux ne contienne pas d'oxygène car delui-oi abaisse consi- dérablement le rendement par suite de la production de 00, CO2, H2O,et d'oxydes d'azote aux dépens de l'acide   cyanhydrique ,   
Pratiquement, pour obtenir les meilleurs résultats , on      choisira, selon le type d'hydrocarbure utilisé, les débits suivants pour le mélange gaaeux :

   - Four le méthane ,270 à 350 litres par heure par Kw de puissance' oonsommé dans   l'arc ,   - Pour les hydrocarbures en C2 240 à 260 litres par heure par   KW   de 

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 puissance consommé dans   l'arc .   



   Pour -le s hydrocarbures en C3   et   plus,, 180 à 240 litres par heure par   Et?   de puissance consommé dans l'arc 
Sur le dessin annexé on a représenté schématiquement et   exemplativemènt   un réacteur pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention       
Le réacteur 15 est pourvu d'une double paroi 16 formant chemise d'eau, et des moyens d'évacuation qui sont bien connus et n'ont pas été représentés .

   Le mélange gazeux pénètre dans le réacteur par 1 ajutage 17 Les électrodes 18 et 19 sont de préfé- rence disposées obliquement entre elles, et pénètrent dans le réac- teur à travers des parois isolantes 18a et 19a ; elles sont pourvu es de rotors 8,8' qui les font tourner autour de leurs axes,et équipées de dispositifs 7 et 7' grâce auxquels elles peuvent être rapprochées ou écartées l'une de l'autre les détails de ces dispositifs sont   connus   et ne sont pas indiqués sur le dessin . 



   Le courant d'alimentation pour l'arc est amené aux électrodes par les bornes 14 et 14' 
Les gaz contesant l'acide cyanhydrique sortent du   réac-   teur en 20 et sont envoyés à un appareil de refroidissement et de récupération de l'acide cyanhydrique Un tel appareil est en lui-même   connu,   et n'a pas été représenté . 



   On donne ci-après quelques exemples de réalisation de l'dnvention s Exemple 1   .-   
On utilise un réacteur dans lequel les électrodes sont en cuivre et distantes de 85   m/m.   On fait passer dans le réacteur , sous une pression absolue de 88 m/m de mercure; 500 litres par heure d'ammoniac et 495 litres par heure de méthane ,  volu s '   mesurés dans les conditions normales . La tension dans l'arc était de   2.400   à   20500   volts. L'intensité dans l'aro était de   1,8   1,9 ampères .Le cos moyen dé l'arc était de 0,65, correspondant 

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 aune puissance dissipée dans l'arc de 2,95 Kw, soit une puissance de 1 Kw pour un débit gazeux de 337 1/h (conditions normales) la quantité d'acide cyanhydrique recueillie est de 360 g/h.

   La consommation d'énergie dans l'arc est ainsi de 8,2 Kwh par kilo- gramme d'acide cyanhydrique produit et les indications de compteur branché sur la ligne montrent une consommation du 10,2 Kwh par kilogramme d'acide cyanhydrique   Parallèlement   on a consommé 1 Kg de méthane et 1,1 Kg d'ammoniac , soit un rendement en méthane de   59,5 % ;   pour l'ammoniac 57,1 % sont transformésen acide cyanhydrique et 34% sont récupérables sous forme de sulfate d'ammoniaque par exemple . 



  Exemple 2.- 
Dans le réacteur de l'exemple 1 , on envoie sous une pres- sion absolue de 64 m/m de mercure ,500 litres par heure d'ammoniac et 155 1/h de propylène mesurés dans les conditions normales. 



  L'arc est alimenté sous une tension de 2. 600 volts avec un courant de 1,75   amples .  Le   cosde     l'arc   est de 0,62 et la puissance dissipée de 2,8 Kw , soit une puissance de 1 Kw pour un débit gazeux de 234   1/h .   Dans ces   conditions ,   il a été produit 320 g par heure d'acide oyanhydrique .La consommation   d' énergie   dans   l'arc   est alors de 8 Kwh par kilogramme d'acide cyanhydrique et la consomma. tion à la ligne est de 9,8 Kwh. Il a été consommé en matière 900 g de propylène et 1.180 g d'ammoniac pour un kilogramme d'acide cyanhydrique Le rendement en hydrocarbure est ainsi de 57,6 % et de 53.4% en ammoniac transormé, 37% de l'ammoniacm is en oeuvre sont récupérables . 



   Exemple 3.- . Dans le réacteur de l'exemple 1 , on fait passer sous une pression absolue de 68 m/m de mercure, 500 litres par heure d'am- moniac et 125 litres par heure de butane, mesurés dans les   condi-   tions normales .   L'arc   est alimenté   sous   une différence de poten- tiel de 2.520 volts par un courant d'intensité 1,80 ampères 

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 Le   cos #   de cet arc est de 0,66 et la puissance dissipée   de..,:

  1   kw, soit une puissance de 1 kw pour un débit gazeux de 208   1/h .   On a alors produit par heure 327 g d'acide cyanhydrique sous forme d'un gaz'titrant 21 % HCN mélangé d'hydrogène et d'un excès   d'ammoniac ,   La consommation d'énergie dans l'arc est de 8,55 Kwh par kilogramme d'HCN, l'énergie enregistrée, consommée à la ligne s'élevant à 10,4 Kwh par kg HCN. La quantité de butane consommée est de 1 kg et oelle de l'ammoniac de 1,15 kg par kilogramme d'acide cyanhydri- que . Le rendement en hydrocarbure est donc de   53,6  %;   54,9   % d'ammoniac sont transformés en HCN et 35   %   d'ammoniac mis en oeuvre sont récupérables Exemple 4 .- 
Le réaoteur utilisé maintenant comporte deux électrodes de. tungstène distantes de 95 mm.

   Les gaz arrivent dans le réacteur sous la pression absolue de   70'mm   de mercure à raison de 500 litres par heure d'ammoniao et de 178 litres par heure de propane ,mesu- rés à 0  et 760 mm. L'arc est alimenté sous   2a400   volts par un courant d'intensité 1,8   ampères .  0 le   cos #   de l'arc est de 0,82 , la puissance dissipée de 3,3 Kw, soit une puissance de 1   Kw   pour un débit gazeux de 205 1/h . La quantité d'acide cyanhydrique produite s'élève à 381 g par heure sous forme d'un gaz à 23 % d'HCN mélangé d'hydrogène et d'ammoniac en excès   ?,'énergie   nécessaire pour produire 1 kilogramme d'acide cyanhydrique a été dans   l'arc -de   8,15 Kwh avec une quantité d'énergie consommée à la ligne de 9,9 Kwh .

   Il a été oonsommé par kilogramme d'acide oyan- hydrique 880 g. de propane et   1,000   g.   d'ammoniac .   Le rendement en propane était ainsi de   61,8 % ,  celui de l'ammoniac transformé en acide cyanhydrique de 63 % avec une proportion d'ammoniac      réoupérable de 27 % .

Claims

EMI6.1

R ID V D, N D 1 0 -k T I 0¯T3 -S 1.- Un procédé de fabrication de l'acide cyanhydrique oonsistant à faire passer un mélange gazeux d'ammoniac et d'hydre- carbure sur un arc électrique, le débit du mélange gazeux étant de l'ordre de 180 à 350 litres par heure ( volume évalué à 0 et 760 mm de mercure ) par 1 Kw de puissance dissipée dans l'arc , la durée de contact des gaz avec l'arc étant d'au moins 1/1000 de seconde et pouvant être comprise entre 1/100 et 1/1000 de seconde.

2..- Un procédé selon la revendication 1 , dans lequel le mélange gazeux est passé sur l'arc électrique sons une pression comprise entre 50 et 120 mm de mercure ,et pouvant être oomprise entre 70 et 80 mm de mercure 3.- Un procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le débit du mélange gazeux est réduit jusqu'à être de l'ordre de 120 litres par heure pour 1 Kw de puissance dissipée dans l'aro.

4.- Un procédé selon une au moins des revendications 1 à 3, dans lequel la durée de contact des gaz avec l'arc est augmentée jusqu'à être de l'ordre de 1/25 de seconde 5.- Un procédé selon'une au moins des revendications 1 à 4, dans lequel la pression utilisée est réduite jusqu'à être de l' ordre dé 40 mm de mercure .

6.- Un procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel EMI6.2 on utilise comme hydrocarbure.dm méthane et le débit du né lange gazeux est compris entre 270:et 350 litres par heure par Kw de puissance dissipée dans l'arc 7.- Un procédé selon la revendication¯6 dans lequel la durée de contact est augmentée jusqu'à être de l'ordre de 1/25 de seconde et, ou la pression utilisée est réduite jusqu'à être de 1'ordre de 40 mm de mercure 8.- Un procédé selon la revendication 1 ou 2, dans le quel on utilise comme hydrocarbure des hydrocarbures en C et le débit du mélange gazeux est compris entre 240 et 260 litres par heure <Desc/Clms Page number 7> par Kw de puissance dissipée gans l'arc 9.- Un procédé selon la revendication 8,

dans lequel la durée de contact est augmentée jusqu'à être de l'ordre dp 1/25 de seconde et, ou la pression utilisée est réduite jusqu'à être de l'ordre de 40 mm de mercure .

10.- Un procédé selon la revendication 1 ou 2 , dans lequel on utilise comme hydrocarbure des hydrocarbures en C3 ou contenant un plus grand nombre d'atomes de carbone dans la molécules et le débit du mélange gazeux est compris entre 180 et 240 litres par heure par Kw de puissance dissipée dans l'arc EMI7.1 11. Un procédé selon la revendiil18.tion 10, dans lequel la durée 'du contact est augmentée jusqu'à être de l'ordre de 1/25 de seconde et, ou la pression utilisée est réduite jusqu'à être de l'ordre de 40 mm de mercure .

12.- Un procédé de fabrication de l'acide cyanhydrique en substance tel que décrit .

13.- Un procédé de fabrication de l'acide oyanhydrique exécuté en substance conformément à l'un quelconque des exemples donnés .