Procédé pour la fabrication synthétique, par catalyse, de l'alcool méthylique. La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication synthétique, par catalyse, de l'alcool méthylique en partant d'un mélange d'oxyde de carbone et d'hydro gène.
Il est connu que, en soumettant un tel mélange à l'action de catalyseurs, -de préfé rence sous une haute pression et à une haute température, il est possible d'obtenir des car bures :d'hydrogène ou des composés organi ques oxygénés (méthane, alcool méthylique, alcools supérieurs, .aldéhydes, acides, éthers, etc.) dans des proportions et avec des rende ments très divers selon les conditions expéri mentales et suivant la nature de la substance catâlysatrice. Quelques impuretés, présentes même en relativement petite quantité dans cette substance,
peuvent altérer radicalement l'allure de la synthèse: elles peuvent par exemple donner du méthane au lieu -d'alcools.
A cause ,de la très grande variété des pro duits qu'on peut obtenir d'un même mélange gazeux dans les mêmes conditions de tem pérature et de pression, le choix,du catalysa- teur est de toute importance. Aussi, en a-t-on déjà proposé plusieurs. Mais les catalyseurs connus présentent, en .général, ,divers incon vénients. Certains sont obtenus par voie humide et doivent subir un traitement préli minaire, filtration, lavage, dessiccation et opé rations mécaniques pour les agglomérer avec une compacité convenable. Quelques-uns doi vent, avant l'emploi, être traités chimique ment, par exemple, par réduction.
On a aussi proposé des catalyseurs ayant pour support des matériaux inertes tel que .l'amiante, qui délayent le catalyseur actif, ainsi que -d'au- tres qui sont obtenus par addition de subs tances étrangères qui agissent à la façon d'agglutinants sur des mélanges d'oxydes par eux-mêmes poudreux, et, par conséquent, impropres au remplissage de l'espace cataly- tique dans lequel les gaz doivent circuler sou vent à une vitesse notable.
Plusieurs des ca talyseurs proposés sont très coûteux, spéciale ment ceux qui sont obtenus par addition comme activants, de composés,de certains mé- taux rares tels que .l'uranium, le thorium, le cobalt, etc.
Conformément à. la présente invention, on emploie comme catalyseur une substance très active et -dont<B>-la,</B> préparation ne présente pas de difficultés, à savoir le minéral smithsonite.
La smithsonite, minéral constitué princi palement, comme on sait, -de carbonate @de zinc, est considérablement actif. Ce minéral brut, cristallin, quoique contenant ,des parties jaunâtres, rougeâtres, brunes et verdâtres dues aux impuretés de la gangue et -des élé ments étrangers comme le fer, le manganèse, la chaux, la silice, peut être, après un gros sier broyage, introduit directement dans les tours de catalyse. Réchauffé à une tempé rature proche de 400 ou 450 , il agit avec beaucoup d'efficacité.
Même la smithsonite blanche, plus pure, concrétionnée et à l'aspect cristallin, présente un très fort pouvoir cata lytique.
La smithsonite calcinée ne peut pas, au point de vue de la catalyse, être considérée comme de l'oxyde de zinc commun. Ceci est démontré par V son extraordinairement forte activité, qui doit être attribuée à la présence de plusieurs substances, intimement distri buées sous la forme :de solutions solides homo gènes; ou @de composés qu'il n'est pas possible d'obtenir artificiellement. Même les mélanges artificiels obtenus en précipitant simultané ment les carbonates de zinc avec ceux de manganèse, de fer, de calcium, etc., sont beaucoup moins actifs que la smithsonite.
Il est connu que la diffusion à l'état solide à des températures très éloignées -de la tempé rature de fusion n'a lieu qu'avec une extrême lenteur. Dans la, smithsonite naturelle, ces solutions solides ont eu le temps -de se for mer pendant les très longues époques géolo giques par cristallisation de solutions fort diluées, probablement sous des températures et pressions très élevées, dans tout un ensem ble de conditions qu'on ne peut pas repro duire artificiellement.
De comparaisons quantitatives résulte que dans de mêmes conditions d'espace catalyti que, de température, de vitesse des gaz, la, smithsonite minérale .a. une activité beaucoup plus forte que celle du carbonate ou de l'oxyde de zinc et de chrome (obtenu suivant les procédés indiqués par Patart et par la "Badische Soda- und Anilin Fab.") qui est ordinairement réputé l'un des meilleurs Ca talyseurs.
On doit remarquer que les notables im puretés présentes dans la smithsonite, et en particulier le fer, ne sont pas nuisibles mais, qu'au contraire, elles en augmentent proba blement le pouvoir catalytique. Même, cer taines qualités de smithsonite vertes, dues à la présence de carbonate ferreux en mélange isomorphe .avec le .carbonate de zinc, peuvent. être employées .avantageusement pour la syn thèse de l'alcool méthylique sans formation simultanée de méthane.
Le procédé peut être mis en eeuvre, par exemple, comme suit: On traite un gaz qui a été obtenu par action -de l'oxygène électro lytique et -de la vapeur d'eau sur du carbone, en éliminant par lavage une partie de son anhydride carbonique: ce mélange gazeux, contenant presque 30 % d'oxyde de carbone, 7 % d'anhydride carbonique, plus<B>60%</B> d'hy drogène et seulement des traces d'oxygène et d'azote, est soumis à une pression de 260 à 300 atmosphères et à une température d'à peu près 400 C. en présence de smithsonite.
Le liquide condensé obtenu est principale ment constitué .d'alcool méthylique et il con tient seulement de très petites quantités d'eau. Par simple distillation, ce liquide peut don ner de l'alcool méthylique à une pureté très élevée.
Le rendement reste assez élevé même à des températures dépassant 400 ou même quel que peu inférieures.
Il est .déjà satisfaisant à 340-350 C et même sous des pressions peu supérieures aux 100 atmosphères.
Le catalyseur employé présente, par sa compacité, la propriété avantageuse de ne pas présenter des surcha,uffages localisés et il présente une stabilité notable. Après un fonc tionnement assez long avec des gaz non- purifiés, il ne présente aucune rétrograda- tiondans son activité catalytique. Son ac tivité est notable, son prix réduit; il est très stable et peut être employé sans requérir aucun traitement préalable.