CH102751A - Procédé et installation pour la production d'ammoniaque synthétique. - Google Patents

Description

  Procédé et installation pour la production d'ammoniaque synthétique.    On connaît<B>déjà</B> des procédés pour la pro  duction synthétique de l'ammoniaque, dans  lesquels on fait circuler un mélange d'azote  et d'hydrogène sous     presgion   <B>à</B> travers des  catalyseurs maintenus a, une température com  prise entre     500--700   <B>' 0,</B> et fait absorber  l'ammoniaque produite par de l'eau injectée  sous pression.  



  Dans le procédé suivant la présente in  vention, on ajouté de l'eau     ait    mélange des  gaz avant     quon    les comprime, cette eau     ser-          vaut    d'abord à la lubrification du compres  seur et ensuite<B>à</B> l'absorption de l'ammonia  que produite, et on utilise la chaleur des gaz  sortant de la chambre de catalyse pour dis  tiller la solution ammoniacale dans le but       d*obtenir    de l'ammoniaque anhydre.  



  Pour la mise en     ceuvre    de ce procédé, on  petit se servir d'une installation se composant de:  Un compresseur comprimant en même temps  gaz et eau<B>à</B> de hautes pressions;  une colonne pour la synthèse,     oit    les gaz  comprimés se transforment partiellement en    ammoniaque par le passage sur un     cataly-          une    colonne oh a lieu la séparation<B>de</B>  l'eau entraînée par les gaz lors de la com  pression et l'absorption de l'ammoniaque<B>dé-</B>  veloppée;       ,_-Une    pompe de circulation, qui sert<B>à</B> faire  circuler les gaz sous pression dans les appa  reils nommés;

    Lin distillateur de la solution ammoniacale  dans lequel     J'ammoniaque    est dégagée en uti  lisant la chaleur des gaz qui sortent de la  colonne de synthèse.  



  Dans le dessin annexé, on a représenté<B>à</B>  titre d'exemple et schématiquement une forme  d'exécution de l'installation en coupe longitu  dinale verticale.  



       Coiiil -esseuî-.    Le compresseur est d'un type  quelconque. Le mélange de gaz (hydrogène  et azote) est aspiré dans le compresseur par  une conduite<B>A',</B> dans laquelle débouche,<B>à</B>  proximité de l'entrée dans le compresseur, un  tuyau<B>A</B> par lequel de l'eau<B>J</B> est amenée.

        <I>Colonne de synthèse.<B>El</B></I>     Ile    se     éompose   <B>de</B>  trois parties: une chambre inférieure<B>E</B> re  froidie extérieurement, qui sert<B>à</B> condenser  les     petites-gouttes    d'eau entraînées éventuel  lement par le courant gazeux;

   une partie cen  trale occupée par l'échangeur de température  <B>L</B> et enfin titre partie supérieure,     qui    renferme       la    chambre de réaction L.- Cette dernière     par-          tic    est disposée sur la partie centrale, de, ma  nière     ainovible,    Lin joint métallique<B>9</B> étant       interposô    entre, la partie centrale et la partie  supérieure. Les trois parties de la colonne  sont réunies au moyen d'une série de.     boit-          lons   <B>1,</B> qui serrent les parties de<B>la</B> colonne  entre deux couvercles 2 et     Il).     



  Comme on voit clairement dans le dessin,  le diamètre intérieur<B>d'</B> de la chambre K  est plus grand que le diamètre intérieur (1,2  de la partie centrale, et le couvercle inférieur       li     S petit glisser dans la chambre 17, comme  titi piston d'une presse hydraulique.  



  Ceci a pour but de permettre de     coin-          penser    les différences de dilatation de la co  lonne et des boulons<B>1.</B> Il en résulte que la  pression que supporte le joint métallique<B>y</B>       sr        ,cra        égale   <B>à
EMI0002.0019  
  </B><B>À</B>     étant        la        pres-          sion    intérieure exprimée en<B>kg</B> par Cette  pression augmente avec l'augmentation de     la     pression intérieure et elle est nulle, quand, la  pression se réduit<B>à</B> zéro.

   Cette     Jisposifion     de la colonne permet une grande rapidité et  facilité dans le démontage de la chambre<B>de</B>  réaction L, quand on doit renouveler périodi  quement le catalyseur, ou     potir    le remplace  ment éventuel de cette chambre. Le cataly  seur est placé dans l'espace L.

   Une spirale       thérmoélectrique   <B>N</B> sert au commencement  pour porter la température dans les limites  exigées par la réaction     (500-700        11).    Cette  température est ensuite entretenue par     la    cha  leur dégagée par la réaction.     'Une    pince     th#rmo-          électrique   <B>M</B> permet de contrôler la tempéra  ture des gaz dans la chambre L.  



  <I>Colonne de</I>     sél)aralioîï   <I>de</I>     eeau   <I>entraînée</I>       1)ar   <I>les gaz et</I>     dabsorption   <I>de</I>     Vanwioièiaque.     Cette colonne est représentée en<I>F;</I> elle est    de construction     uquelle    et munie<B>à</B>     Vintérieur     de chicanes inclinées P.  



       Ponil)e   <I>de</I>     circ#f(atiiw.    Cette pompe L est  constituée     de'deux    cylindres coaxiaux et     dia-          niétralement    opposés, de sorte que les deux  pistons sont actionnés par une seule     marri-          velle   <B>El</B> placée dans la partie centrale<B>E</B> de       la    boîte de<B>la</B> pompe. Cette partie centrale<B>E</B>  est remplie     dhuile,    qui sert à lubrifier les  organes en mouvement. L'huile qui passe<B>à</B>  travers les segment.,; des pistons revient dans  la chambre centrale par le tuyau Z.  



  <I>Distillateur de la solution,</I>     aininoniarale.   <B><I>Il</I></B>  <B>a</B> le but d'utiliser<B>la,</B> chaleur des gaz cata  lyses pour distiller la solution ammoniacale,  afin d'obtenir de l'ammoniaque anhydre -,airs       une    dépense ultérieure de combustible. L'opéra  tion a lieu dans titi appareil de distillation P  fortement calorifugé. Celui-ci contient un fais  ceau multitubulaire parcouru de haut en bas  par les gaz chauds, lesquels cèdent leur chaleur  à l'eau ammoniacale qui les entouré.

   L'am  moniaque libérée après avoir traversé     une     colonne<B>à</B> plateaux 4 est refroidie dans un ré  frigérant R, plongé dans la solution     ainmo-          niacale    froide provenant d'un réservoir<B>S.</B> et  est envoyée dans des gazomètres expressé  ment préparés, taudis que l'eau     coiidens#e    est       rectieillie    par le     syphon        T    et renvoyée<B>à</B> la  distillation.

   L'eau ammoniacale subit titi     pré-          mier        préréchauffement    dans le réfrigérant R;  de<B>là,</B> suivant la route indiquée dans le     clés-          sin,    elle passe à l'échangeur de température  <B>Q,</B> où elle est réchauffée aux dépens de l'eau  épuisée, et enfin elle entre dans la colonne  <B>à</B> plateaux 4.     Air    contraire, la solution<B>épui-</B>  sée, après avoir<B>cédé</B> sa propre chaleur dans  la     serpention    du réservoir<B>Q,</B> sort par le tube     (T.     



  La mise en     oeuvre    du procédé au moyen  de l'installation décrite a lieu de     la    manière  suivante:  Dans la conduite d'aspiration<B>A'</B> du     coin-          presseur,    on introduit par le tube<B>À</B> une     cer-          taille    quantité d'eau, laquelle, outre qu'elle  sert<B>à</B> la lubrification du compresseur est des  tinée aussi<B>à</B> l'absorption de     Fainmoniaque     produite, et en cela le présent procédé diffère  des -procédés connus, dans lesquels l'eau est      injectée dans les colonnes de dissolution par  des pompes hydrauliques<B>à</B> haute pression.

    En entrant dans la conduite A' l'eau se mé  lange aux gaz aspirés par ladite conduite.  Le mélange des gaz est constitué par 1/4     d'a-          7ote    et par     '/4d'hydrogène;    le mélange d'eau  et de gaz est successivement comprimé dans  les cylindres du compresseur et de<B>là</B> il passe  dans la colonne     F.    Ici, l'eau se sépare des       ,craz,    et est     rectieillie    sur le fond de la colonne,  <B>1</B>  pendant que le mélange d'hydrogène et d'a  zote est aspiré par la pompe<B>de</B> circulation,  et suivant la route indiquée dans le dessin  par des flèches, il est envoyé<B>à</B>     la    colonne  de synthèse.  



  Le mélange des gaz entrant d'abord dans  la chambre inférieure K est dirigé après avoir  parcouru l'échangeur de température I<B>à</B> l'ex  térieur de la chambre de réaction L pour ab  sorber la chaleur irradiée de celle-ci, ensuite  il entre dans cette chambre, L et passe<B>à</B> tra  vers le catalyseur.  



  D'ici, les gaz, qui se sont partiellement  transformés en ammoniaque, sont envoyés  dans l'intérieur du récupérateur<B>1</B> et sortent  de la colonne de     synthàse    a     nue    température  de<B>100 0</B> environ. Ils cèdent leur chaleur dans  l'appareil de distillation     F,    après ils sont  ultérieurement refroidis dans le serpentin X,  et enfin ils entrent dans la colonne d'absorp  tion     F.    Comme il a été<B>déjà</B> expliqué, cette  colonne sert aussi pour la séparation de l'eau  de lubrification, laquelle pleut en haut, au  contraire,

   les gaz catalysés montent d'en bas  et cèdent<B>à</B> celle-là leur ammoniaque.<B>A</B>     me-          mesure    que la concentration de l'ammoniaque  dans les gaz diminue, diminue aussi la con  centration de l'ammoniaque dans l'eau, de  sorte que, grâce aussi<B>à</B> la haute pression,  on réalise une complète absorption de l'am  moniaque, laquelle se ressemble     sur    le fond  de la colonne. Les gaz qui n'ont pas pris part  <B>à</B> la réaction, sont aspirés de nouveau par la  pompe de circulation et ils retournent au cycle.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS: I Procédé pour prodtkire de l'ammoniaque synthétique en catalysant un mélange d'a- zote et d'hydrog#ne comprimé<B>à</B> une haute pression, caractérisé en ce que Fon ajoute de l'eau au mélange des gaz avant qu'on <B>le</B> comprime, cette eau servant d'abord<B>à</B> la lubrification du compresseur et ensuite <B>à</B> l'absorption de l'amnioniaque produite, et qu'on utilise la chaleur des gaz sortant <B>de</B> la chambre de catalysation pour distil <I>ler</I> la solution ammoniacale dans le but d'obtenir de l'ammoniaque anhydre.

   II Installation pour la mise en ceuvre du pro <B>cédé</B> suivant la revendication I, caractérisée en ce qu'elle comporte -. <B>-</B> tir) compresseur comprimant en même temps gaz et eau<B>a</B> de hautes pressions; une colonne pour la synthèse, où les gaz comprimés se transforment partielle ment en ammoniaque par le passage. sur un catalyseur approprié; une colonne où a lieu la séparation<B>de</B> l'eau entraînée par le gaz et l'absorption de l'ammoniaque développée; une pompe de circulation, qui sert<B>à</B> faire circuler les gaz sous pression dans les ap pareils nommés Lin distillateur de la solution ammonia cale, dans lequel l'ammoniaque est dégagée en utilisant la chaleur des gaz qui sortent <B>de</B> la colonne de synthèse.

   SOUS-REVE <B>.</B> NDICATIONS: <B>1</B> Installation suivant la revendication Il, caractérisée en ce que la colonne de syn thèse est constituée par trois parties super posées, réunies entre elles par des bou lons, qui les serrent entre deux couvercles, la partie supérieure de la colonne étant constituée par la chambre de catalysation disposée de manière amovible sur la partie moyenne, qui renferme un échangeur de température, le tout dans le but de pouvoir démonter rapidement la partie supérieure de la colonne pour le renouvellement<B>pé-</B> riodique du catalysateur et pour pouvoir remplacer la chambre de catalysation' par une autre.

   2 Installation suivant la revendication II et la sous-revendication <B>1,</B> caractérisée en ce que le couvercle inMrieur présente une partie centrale, qui s'engage comme un piston dans la partie inférieure de la co lonne, constituôe par une chambre de con densation pour les gouttes d'eau entraînées par le courant de gaz, dans le but de per- mettre de compen##er les diffôrences de dilatation de la colonne et des boulons qui réunissent les couvercles.