CH108485A - Procédé de fabrication d'un mélange de sels ammoniacaux, composé principalement de sulfate d'ammonium et d'un peu de sulfite d'ammonium. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication d'un mélange de sels ammoniacaux, composé principalement  de sulfate d'ammonium et d'un peu de sulfite d'ammonium.    L'invention est relative à la fabrication  d'un mélange de sels     ammoniacaux    composé  principalement de sulfate d'ammonium et d'un  peu de sulfite d'ammonium, directement à  partir de l'ammoniaque et de l'anhydride  sulfureux, évitant ainsi l'emploi d'acide sul  furique pour l'absorption de l'ammoniaque,  ainsi que la production de liquides qui ont  besoin d'être évaporés ou d'être soumis à la  cristallisation afin d'obtenir le sulfate d'am  monium à l'état solide. Le procédé est spé  cialement applicable à l'utilisation de l'am  moniaque synthétique et de l'ammoniaque  comme sous-produit récupéré des usines à  gaz, des fours à coke, des gazogènes, etc.  



  Conformément à la présente invention, on  mélange de l'anhydride sulfureux, de l'air,  de l'ammoniaque et de l'eau, soit à l'état de  vapeur, soit à l'état liquide finement divisé,  de telle manière que l'ammoniaque et l'an  hydride sulfureux ne soient mis en contact  l'un avec l'autre qu'en présence de l'air de  dilution, la température des substances réa-         gissantes    étant maintenue au-dessous de 100 o C,  et les proportions relatives des substances ci  dessus mentionnées employées étant telles  que:  a) La proportion de l'anhydride sulfureux  présent dans le mélange au point     oii    le mé  lange est     effectué    ne dépasse pas 4,2  /o du  volume total des gaz mélangés.  



  b)     L'amuioniaque    est présente en quantité  telle que le mélange de réaction est soit  neutre, soit légèrement alcalin, et  c) la quantité d'eau employée est suffi  sante pour rendre le sulfite     d*ammonium,    qui  est produit -au début par suite de la réaction,  sensible à     une    oxydation rapide, mais insuf  fisante     pour    l'hydrater sensiblement après  refroidissement des produits de la réaction,  de sorte que ces produits sont obtenus, après  refroidissement du mélange, à l'état solide  et en principe sec et dans une condition per  mettant l'oxydation rapide d'une grande  partie du sulfite d'ammonium qu'il renferme  pour le transformer     @    en sulfate     d'ammonium,

           Dans la réalisation dit procédé, les quan  tités voulues de vapeur- et de gaz ammoniac,  peuvent être obtenues de source séparées, ou  simultanément, en utilisant par exemple un  appareil de distillation. Si une partie de l'eau  est exigée à l'état liquide, elle     petit    être in  troduite sous la forme d'une solution aqueuse       d'ammoniaque    à l'état de fine division obtenue  en pulvérisant ladite solution, ce mode d'in  troduction d'eau, lorsque sa présence est dé  sirée, étant employé en combinaison avec  l'une ou l'autre des méthodes ci-dessus men  tionnées pour obtenir le mélange de vapeur  et de gaz ammoniac.

   L'anhydride sulfureux       petit    être obtenu par n'importe lequel des  procédés usuels par exemple en brûlant du  soufre, des pyrites ou la matière connue sous  le nom "d'oxyde     épuisé",-    ou on peut em  ployer les gaz produits dans le grillage de  minerais contenant des sulfures.  



  Les réactions qui se produisent pour la  synthèse du sulfite et du sulfate d'ammonium  suivant le présent procédé peuvent être     indi-          quées-comme    étant les suivantes:    <B>2</B>     AZH3        -I-_        SO2        +        HIO    =     (AZHr)2SO3     2     (AzH4)2    S03     +    02 = 2     (AZH-1)2S04.       Les proportions relatives des substances  employées entrant en réaction sont réglées  de façon à maintenir la température dans  les limites requises, suivant le degré de di  lution des gaz de réaction avec l'air,

   de  manière à obtenir     tin    produit solide et en  principe sec consistant     presqu'entièrement     en     titi    mélange de sulfite d'ammonium et de  sulfate d'ammonium, tout en évitant la for  mation de substances indésirables qui rendent  le produit finalement obtenu impropre comme  fertilisant.

   Il est à remarquer que la pré  sence d'air est nécessaire principalement pour  éviter des températures trop élevées qui  autrement seraient atteintes en raison de la  chaleur de réaction; dans ce but, la concen  tration de l'anhydride sulfureux ne doit pas       dépasser        4,2        %        du        volume        total        de        gaz          comme    mentionné précédemment,     niais    avoir  des concentrations un peu plus faibles que       ce        chiffre,

          par        exemple,        3,3        %        tandis        que        la       quantité d'ammoniaque employée est de pré  férence telle qu'elle donne     titi    excès aussi  faible que possible, par exemple un     excès    de       0,1        %        au-dessus        de        la        quantité        requise        pour     qu'elle se combine avec l'anhydride sulfureux.

    En outre, la quantité d'eau employée devra  également être en excès sur celle exigée pour  la réaction- une quantité appropriée d'eau  étant par exemple 1,2 à 1,4 fois la quantité  théoriquement requise, mais la     quantité    d'eau  utilisée doit être insuffisante pour rendre le  produit     résultant    de la réaction sensiblement  humide après     refroidissement.    En conformité  avec ce qui vient d'être dit,

   les proportions  de gaz     ammoniac    et d'anhydride sulfureux  sont de préférence réglées de façon que les  gaz     sortant    de la     chambre    ou récipient dans  lequel la réaction est     effectuée    soient en  principe exempts d'anhydride sulfureux, la  quantité     d'ammoniaque    en excès étant main  tenue aussi faible que possible.  



  En mélangeant les diverses substances,  il faut prendre soin que la quantité requise  d'air de dilution soit présente avant que  l'ammoniaque et l'anhydride sulfureux entrent  en contact. Dans ce but, on peut opérer:  soit en     mélangeaut    une partie de l'air total  nécessaire avec l'anhydride sulfureux avant  l'addition à ce dernier de l'ammoniaque;  soit en     mélangeant    une partie (par exemple       l0-20        %)        de        la        quantité        requise        d'air        avec     l'ammoniaque et le reste de l'air avec l'an  hydride sulfureux.  



  L'addition d'air ayant pour effet d'abaisser  la     température    dans le récipient où est effec  tuée la réaction (cette dernière étant exother  mique), la température à laquelle s'effectue  la réaction est de préférence maintenue à       titre    valeur d'environ<B>75"</B> C, pour obtenir un  état d'équilibre entre la phase gazeuse et le  produit solide séparé, ainsi qu'il est indiqué  par la première des équations ci-dessus men  tionnées.  



  Afin     d'obtenir    le plus grand rendement  possible en produit solide, il est     nécessaire     de refroidir le mélange à une température à  laquelle la     pression    de dissociation du sulfite       d'ammonium    devient très faible. Ceci     petit         être     réali#é    en refroidissant à l'aide d'air ou  d'eau     l'extérieur    du récipient     oû    est     effectuée     la réaction, ou partiellement par l'introduc  tion d'eau comme décrit ci-dessus.

   La     tem-          p@rature    à laquelle le mélange doit être re  froidi dépend des proportions des diverses  substances en présence et notamment de la  quantité de vapeur en excès employée.  



  Toutefois en général, après que le mélange  des substances entrant en réaction a été       effectué    à l'entrée du récipient employé à la  mise en     pauvre    du procédé, le     Çusdit    mélange  est immédiatement refroidi à une température  n'excédant pas 40' C, bien qu'il soit préfé  rable de refroidir le mélange quand cela est  possible à une température dans le voisinage  de<B>20-250</B> C. En tout cas, le refroidissement  doit être réglé de manière à ne pas conden  ser une quantité suffisante de la vapeur en  excès pour rendre le produit de réaction  humide.  



  La plus grande partie du produit solide  est précipitée à l'intérieur du récipient utilisé  pour la réalisation du procédé, mais une  faible proportion restante de ce produit, sous  la forme de fumées, ainsi que les très faibles  quantités     d'anhydride    sulfureux et d'ammo  niaque qui restent non combinées s'échappe  ront avec les gaz sortant du récipient. Afin  d'éviter toute perte du produit, les gaz,  s'échappant     dudit    récipient, peuvent être sou  mis au champ électrostatique d'un     précipita-          teur        Cotterell,    ou on peut les. faire passer à  travers un filtre approprié, ou encore em  ployer ces deux moyens.

   Un filtre de ce  genre peut consister en une couche de sul  fate     d'ammoniaque,    ayant une épaisseur de  quelques centimètres, supportée sur     unie    plaque  perforée à l'intérieur d'un récipient approprié,  des moyens mécaniques étant prévus pour  briser la pellicule de produit solide finement  divisé qui se dépose sur la surface du sul  fate et tend au bout d'un certain temps à  empêcher le passage du gaz.  



  Après avoir passé à travers un précipita  teur     Cotterell    et un filtre, ou l'un de ces  deux appareils, ou peut faire passer les gaz  à travers un     scrubber    garni d'une matière    appropriée telle que du coke, à travers lequel  on fait circuler de Veau, de manière à dis  soudre l'ammoniaque, l'anhydride sulfureux  ou le sulfite d'ammonium pouvant rester.  On peut faire circuler cette solution à travers  le     scrubber,        jusqu'à    ce que sa concentration,  par rapport à l'ammoniaque ou aux sels  ammoniacaux, ou aux deux, devienne suffi  samment élevée pour qu'elle puisse être trai  tée convenablement dans un appareil de  distillation, afin de récupérer l'ammoniaque.  



  En ajoutant aux gaz, pendant la réaction,       une    quantité d'eau ou de vapeur d'eau un  peu plus grande que la proportion théorique  ment nécessaire à la réaction elle-même, le  produit solide est préparé de telle manière  que le sulfite d'ammonium se trouve dans un  état propice à une oxydation rapide par l'air.

    L'oxydation de cette matière rendue sensible  à     Foxydation    peut être assurée assez rapide  ment en la laissant reposer dans l'air; dans       c.-    but, la matière peut être disposée en tas  d'une dimension convenable et suffisamment  importante pour éviter une dissipation trop  rapide de la chaleur produite par l'oxydation,  les tas étant doucement ratissés et retournés  à intervalles convenables, de façon à exposer  graduellement à l'air toutes les parties de la  masse totale de matière, ou l'oxydation peut  être avantageusement réalisée à. l'aide de  moyens mécaniques ou autres disposés de  manière à obtenir les résultats désirés. Dans  ces conditions, la matière s'échauffe rapide  ment et peut atteindre une température de  plus de<B>1001</B> C, en un quart d'heure ou  moins.

   L'oxydation peut ainsi être poussée  suffisamment loin pour réaliser le procédé  industriellement en une heure ou moins, tan  dis que     l'oxydation    du sulfite d'ammonium  préparé par d'autres procédés exige un cer  tain nombre de jours afin d'être achevée.  



  Il est entendu que lorsque l'ammoniaque  est tirée de solutions contenant des gaz, ou  de solutions analogues contenant de l'am  moniaque brute, il est nécessaire de purifier  l'ammoniaque, avant de l'utiliser dans le  procédé. jusqu'au degré voulu nécessaire pour  empêcher tout effet nuisible se produisant du      fait de la présence d'impuretés sur la pré  paration du sulfite d'ammonium dans     titi    état       'Zensible    à une oxydation rapide.  



  Le produit     finalement    obtenu par le pro  cédé     précédemment    décrit consiste principale  ment en sulfate d'ammonium neutre sec et  sous une forme convenable pour pouvoir l'em  ployer comme fertilisant.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication d'un mélange de sels ammoniacaux composé principalement de sulfate d'ammonium et d'un peu de sulfite d'ammonium, caractérisé cri ce que l'on mé lange de l'anhydride sulfureux, de l'air, de l'ammoniaque et de l'eau de telle manière que l'ammoniaque et l'anhydride sulfureux ne soient iris cri contact l'un avec l'autre qu'en pré#ence de l'air de dilution, la température (les substances réagissantes étant maintenue au-dessous de l00 C, et les proportions relatives des diverses substances ci-dessus mentionnées employées étant telles que:

   a) La proportion de l'anhydride sulfureux présent dans le mélange air point oit le mé lange est effectué rie dépasse pas 4,2"/o du volume total des gaz, L) l'ammoniaque est présente en quantités telles que le mélange de réaction est, soit neutre soit légèrement alcalin, et c) la quantité d'eau employée est suffi sante pour rendre sensible à une rapide oxy dation le sulfite d'ammonium qui est.

   produit en premier comme résultat de la réaction, mais est insuffisante pour l'hydratation sen sible après refroidissement des produits de la réaction, de sorte que ces produirs sont obtenus, api-ès refroidissement du mélange, à l'état solide et en principe sec et dans une condition de sensibilité permettant une rapide oxydation d'une grande proportion du sulfite d'ammonium qu'ils contiennent, en sulfate d'ammonium. SOUS -REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication, dans lequel l'eau est employée à l'état de vapeur.

   2 Procédé selon la revendication, dans lequel l'eau est employée en partie à l'état de vapeur et en partie comme liquide < i l'état finement divisé. 3 Procédé selon la revendication et la sous revendication 1, dans lequel l'ammoniaque et la vapeur d'eau sont mélangés à titi mélange gazeux contenant de l'anhydride sulfureux et de l'air.

   4 Procédé selon la revendication et la sous- revendication 1, dans lequel l'ammoniaque, la vapeur d'eau et une partie de l'air de dilution sont mélangés avec tan mélange gazeux contenant de l'anhydride sulfureux et le reste do l'air de dilution. 5 Procédé selon la revendication, dans lequel la température des substances réagissantes, juste après leur mélange et au début de la réaction, est dans le voisinage de<B>751</B> C.

   6 Procédé selon la revendication, dans lequel apràs que les diverses substances ont été mélangées ensemble, elles sont refroidies à la température d'environ 20-400, la pres sion de dissociation du sulfite d'ammonium étant faible à cette température.