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Publication number: BE633265A
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Description


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  Procède pour   la.   préparation de gaz ammoniac et de chlore gazeux   à   partir de chlorure   d'ammonium.   



     La   présente invention concerne un procédé de préparation catalytique de gaz ammoniac et de chlore gazeux à partir de chlorure d'ammonium. 



   Cn connaît divers   procédés,   tant physiques que chimiques, permettant d'obtenir à la fois de l'ammoniac et du chore en partant de chlorure d'ammonium. Cependant il est difficile par ces procédés d'obtenir des rendements très élevés à la fois en ammoniac et en chlore. On arrive, en effet, en prenant de   grandes     précautions, à   obtenir dans certains cas des rendements assez satisfaisants en ammoniac lorsqu'on utilise des masses catalyti- ques forcées d'oxydes   métalliques   mais, en revanche, les   rende   

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 ments en chlore gazeux sont généralement médiocres. Ceci provient du fait que l'on obtient en même temps que du chlore une forte 
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 proportiqn diacide chlorhydrique.

   Pour libérer le chlore, il est alors nécessaire de faire appel à un procédé catalytique du type   "Deacon",   capable de transformer l'acide chlorhydrique en chlore. Généralement on ne peut transformer en chlore qu'une 
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 fraction de l'acide chlorhydrique libérée 70 75% par exemple. 



  Le procédé de l'invention permet de réaliser, par voie thermique, en deux étapes successives, la préparation d'auunoniao et de chlore gazeux avec des rendements Ólov6s ù partir de chlo- rure d'a.amonium. Ce procédé consiste à effectuer la dcompoai- tion du chlorure d'ammonium au .Moyen d'une seule et aime masse catalytique activée et facilement régénérable, formée essentielle- ment d'un oxyde métallique réduit, c'est-à-dire dont le taux d'oxydation est compris entre le taux maximum et le taux minimum, 
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 associ4 à un sol de métal alcalin.

   Eventuellement, on ajoute à cette   zasse   catalytique un diluant solide chimiquement inerte, tel que de la silice, ainsi qu'un promoteur d'activation, tel un sel du groupe des terres rares (cérium,   lanthane,     pras6odyme,   
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 SA.'Inrium) - De préférence, la masse utilisée dans la }\lee en oeuvre du procédé de l'invention est constituée d'un mélange intime soit de sesquioxyde de fer Fe0<,, soit de sesquioxyde de manganèse *"2 " et de chlorure de potassium dans des rapports moléculaires 
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 LU ou KÇ1 compris entre 0,3 et 0,4. 



  Fe203 Kn20) 
Selon une autre caractéristique de l'invention,   l'activa    tion de ladite   masse   catalytique est obtenue en portant celle-ci 
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 à une température comprise entre 500 et 53000 dans un courant de gaz réducteurs tels que de   l'oxyde   de carbone ou du   gaz   d'éclairage, 
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 pendant in tenps très court, ce qui amène l'oxyde métallique à un degré plus faible d'oxydatn. Les sesquîoxydes de fer ou de manganèse cités sont ainsi trt'"tforéa en un mélange soit d'oxyde. 

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 de fer, soit   d'oxydée   de manganèse partiellement   réduits.? - .   
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  La'masse activée ainsi préparée est mélangée au calorure d'ammonium à l'état solide. 



  . Dans la première étape du procédé de l'invention,'eu cours de laquelle a lieu la libération de l'ammoniac, on'oh-suffe entre 360 et 4200C le mélange constitué par la masse activée et le chlorure d'ammonium à l'état solide, dans un courant d'oxyde de carbone ou d'azote, pour.entrainer,l*am.--o-niac libéré.

   AU cours du chauffage, les oxydes métalliques réduits se transforment .-  partiellement en chlorures et on récupère l'ammoniac gazeux au fur et   a mesure   de sa libération.   Des   que le dégagement de l'am- moniac est termine , commence la deuxième étape.du   procède.     On   fait passer un léger courent   d'oxygène,   ou un   courant   d'air suroxygéné sec, au contact de la masse, ce qui   provoque   une élévation de la température au sein du réacteur par suite de   l'oxy-   dation des chlorures et des. oxydes réduits non   transformés   puis 
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 on porte la température entre 4g7-:

     afin de décomposer les chlorures métalliques forméu au cours de la phase de dégageaient ' bzz de l'ammoniac. Le chlore qui se dégage est à son tour recup4ré. 



  Lorsque l'opération de déchlorafion est terml4nèe,.en procède à la régénération de la masse catalytique en maintenant ia temps- rature au voisinage de 500-530*Ce tout en faisant esa or4,Ïta - courant de gaz réducteur, par exempla d'oxyde de e ant#@an contact de la masse. Au bout d'un temps assez court, ae..1 , ,se trouve régénérée et peut être réutilisée plusioa>rî foif âpirl|i régénération, dans les conditions opératoire  dél-à écrites,  ta . que l'on constate une dégradation quelconque de ta ïub.- ctiit. 



  Le procédé de l'invention permet d'obtenir des randï:t en gaz ammoniac de l'ordre de 6b et des rendements en 4Z'lre galeux de l'ordre de 90 à 98. environ. Par rapport aux pibo4de-P <y<ynîMW de préparation deaunoniac et de oniore à partir de teloruie dftmâ monium, le procédé objet de l'invention présente V*"9a S d,îu4l . liser des températures   relativenerit   basses et de ne   nécessiter   

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 qu'un seul réacteur pour les deux étapes du procédé. 



   Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre en utilisant plusieurs réacteurs disposés en série, les uns étant en cours de travail et les autres en cours de régénération de la massecatalytique. 
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  On donne ci-après des exemples de mise en oeuvrefdu procédé ' de l'invention. Il doit, bien entendu, être compris q ces* exemples ne peuvent en aucun cas être considérés comme >1 ue limi- tation du domaine et de l'esprit de ladite invention. 



    EXEMPLE 1 -    
On prépare une masse catalytique en mélangeant, sous agita- tion rapide, 80 g de sesquioxyde de fer F32O3 et 14 g de chlorure . de potassium. On active ce mélange en faisait passer environ 10 litres d'oxyde de carbone tandis que l'on maintient la températu- re à   500-520'C.   On laisse refroidir cette masse à l'abri de   l'air,   et on ajoute sous agitation rapide, 12 g de chlorure d'am- monium que l'on mélange   intimement   à la masse, puis on place le mélange dans un réacteur. On chauffe ensuite entre 400-420 C et l'on fait passer un léger courant d'oxyde de carbone pour en- traîner l'ammoniac que l'on recueille. 



   On purge l'appareil de l'oxyde de carbone en excès par le passage d'un rapide courant d'azote, puis on fait passer de l'oxy- gène ; la température s'élève   peu à   peu et les oxydes inférieurs et les chlorures sont oxydés. On chauffe la masse entre 500-520 C pour libérer le chlore. 



   Dans cette opération, sur une masse activée, on récupère   98,6%   de gaz ammoniac et 90% de chlore à l'état gazeux. 



   EXEMPLE 2.- 
La masse catalytique est préparée à partir de 80 g de 
Fe2O3 que l'on mélange avec 14 g de chlorure de potassium. On traite la masse par 10 litres de gaz d'éclairage en la maintenant à une température de   500 C.   On ajoute ensuite 12 g de chlorure d'ammonium et poursuit l'opération ainsi que décrit dans l'exemple       

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<tb> Ammoniac <SEP> récupéré <SEP> 99%
<tb> 
 
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 Chlore récupéré 93,,8 % /, #., >',X: 
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 ffCEUPLE 3. ,\ , On prépare une masse catalytique de même com.po,.11t1B'rt que dans l'exemple 1 à partir de 80 g de 'uqu10XY'd. de fer et 14 g de chlorure de potassium ; on l'active par passage d'un courant 
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 d'oxyde de,carbone entre 500 et 520*C et le mélange imsuîte avec- 12 g de chlorure d'ammonium.

   On applique au mélange le   traitement   décrit dans l'exemple 1 pour libérer l'ammoniac et le chloré et réutilise plusieurs fois la même masse en la réactivant par régé- 
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 nération & chaque opération et en ltuné1angeant à chaque TepriM avec 12 g .de chlorure d'a:won1um. 



    On -obtient   les rendements   ci-après;   
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<tb> Ammoniac <SEP> Chlore <SEP> @
<tb> 
<tb> @ <SEP> récupéré <SEP> rocupéré
<tb> 
 
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 #. " ¯tn $ , - sur masse activée . 98,6 , 9.0-),. >2- .. après lre régénération 93,8 '2,.' .,\. 



  - après 2eme régénération 98,5 - après 3érae régénération -f 98,5 t 92,2 . 



  - après 4ème régénération * 98,7 .. après 5Jne régénération 98,6 ¯ .8 r 
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<tb> 
<tb> 
      
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 REMpiCAT.l.9.H&. 



   1.- Procédé de préparation d'ammoniac et de chlore gazeux à partir de chlorure d'ammonium, en deux étapes   successives,     caractérisé   en ce qu'on   effectue   la décomposition du chlorure 
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 d'ammonium par chauffage au contact d'une masse catalytique acta- vée formée essentiellement d'un oxyde métallique partiellement réduit associé à un sel de métal alcalin. .'':>\

Claims

2.- Procédé suivait la revendication 1 , caractérisé en ce que,la masse catalytique est additionnée d'un diluant follet Inerte tel que de la silice. @ , <Desc/Clms Page number 6> 3.- Procédé vivant la revendication 1 ou 2, caractérisa en ce qu'on ajoute à la masse catalytique un promoteur d'activation. tel qu'un sel du groupe des terres rares.

4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisa en ce que la masse catalytique est réal!- sée à partir soit de sesquioxyde de fer, soit de sesquioxyde , de manganèse, et de chlorure de,potassium dansdes rapports mole- EMI6.1 culaires ±Ç1 ou -- XCI. compris entre 0,& e'< 0,4. Fe2o 'JU KC1. COpri8 tro o, e'l 0,4.

5.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'cctivation de la masse cata- lytique est réalisée en la portant à une température comprise entre 500 et 530 C dans un courant de gaz réducteurs tels que de l'oxyde de carbone ou du gaz d'éclairage.

6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la libération de l'ammoniac gazeux est réalisée par chauffage du chlorure d'ammonium et de la masse catalytique activée à une température de 360 et 420 C sur courant entraîneur d'oxyde de carbone ou d'azote.

7.- Procédé suivant l'une quelconque dés revendications précédentes, caractérisé en ce que la décomposition des chlorures métalliques formés au sein du milieu réactionnel est obtenue par passage d'un courant de gaz oxydant, tel que l'oxygène ou de l'air suroxygéné sec et. chauffage à une température comprise entre 480 et 520 C.

8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse catalytique est ré- générée après emploi, selon le processus d'activation suivant la revendication 5, et est réutilisée au cours d'une nouvelle opéra- tion de décomposition du chlorure d'ammonium.

9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on effectue la réaction de dé- composition du chlorure d'ammonium en masse, à l'état statique.