CH238685A - Appareil pour l'exécution de réactions catalytiques. - Google Patents

Description

  



  Appareil pour l'exécution de réactions catalytiques.



   La présente invention se rapporte à un appareil pour l'exécution de réactions catalytiques, par exemple pour la productiom de dérivés de l'acétylène, qui   comporte des cou-    ches espacées de matières catalysantes disposées pour être traversées successivement par les substances réagissantes, et qui forment chacune un élément de catalyse et sont supportées par des supports   perméables dépla-      çab, les de façon qu'on puissje en faire    varier le nombre et la position relative, l'appareil comportant des dispositifs d'amenée des substances devant entrer en réaction, établis de façon à permettre de faire traverser à cellesci, en contre-courant, les éléments de catalyse successifs.



   Les matières   catalysantes,    par exemple du platine sous forme de corps   de grande sur-    face de contact, tels que fils, copeaux, etc., ainsi que, leurs supports, par exemple en toile   de platine, sont avantageusement recouverts,    par électrolyse, de noir de platine ou de palla  dium.   



   L'appareil catalyseur peut être muni d'un système d'éleotrolyse des liquides présents sur les éléments de   catalyse et, dans le corps    du catalyseur, pour produire par exemple un dé  veloppement d'hydrogène    en vue d'accélérer et d'améliorer le rendement du traitement ca  talytique    ou   d'en    transformer les produits et permettant, à titre d'exemple, d'obtenir à la sortie du catalyseur de l'alcool éthylique ou des aldéhydes ou   u paraldéhydes,    selon le mode de réaction employé.



   L'appareil suivant l'invention peut servir entre autre pour la production, des dérivés de l'acétylène sortant directement du catalyseur, comme :   aoéta. ldéhyde, alcool éthylique,    paral  déhyde, métaldéhyde, acide acétique, éther    sulfurique, acétate   d'éthyle,      etc.,    cet appareil permettant notamment de supprimer les pertes de matières chimiques intervenant dans les réactions, de réduire l'usure, à considérer comme étant négligeable,   des catalysants    et d'augmenter la vitesse des gaz réactifs et la concentration des liqueurs obtenues, en réali sant un cycle de fabrication particulièrement économique, avec un rendement effectif plus élevé que celui obtenu jusqu'à présent.



   Le dessin schématique annexé représente    des exemptes de réalisation de l'appareil selon    l'invention, établis spécialement pour la préparation de dérivés de l'acétylène. Dans ces dessins :
 La fig.   1    montre un   schéma d'une instal-    lation comportant un tel appareil ;
 Les fig. 2 et 4 sont, des vues en coupe de deux formes d'exécution du catalyseur :
 La fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la fig.   2.   



      C : ette i. n. stallation permet par exemple la    préparation catalytique, d'acétaldéhyde en partant d'acétylène, qui peut s'effectuer comme suit : Le gaz d'acétylène obtenu dans le générateur A par l'action d'eau sur le carbure de calcium est amené, sous l'action de la force de propension naturelle et à l'abri de   l'air,    dans   l'appareilcatalyseur    C, après avoir traversé l'épurateur B. L'acide s'écoule d'un réservoir D (muni d'un système régulateur du débit de l'acide pouvant remplir partiellement ou totalement l'appareil dès le début ou au cours de l'opération) dans le catalyseur, en contre-courant par rapport à l'acétylène, dont la partie qui n'a. pas réagi retourne dans le circuit d'alimentation, par pompe aspirante et foulante.

   L'acide est récupéré dans un   réei-    pient E, tandis que les produits résultant de la réaction traversent le rectificateur F, le produit final, en l'occurrence   l'acétaldéhyde    ou   paraldéhyde,oualcooléthylique,étant    di  rectement    recueilli dans le réservoir G ou ana  logue.   



   L'appareil catalyseur selon la fig. 2 est établi sous la forme d'une colonne étanche comportant un corps   1,    par exemple en fonte ou tôle   émaillée, ou recouverte    d'une autre couche protectrice, dans lequel la matière ca   talysante, dont l'aire, Ja nature et le volume    peuvent être variés, est disposée en couches successives espacées, formant chacune un   élé-    ment de catalyse 2. Chaque élément de eatalyse est supporte par un support perméable approprié, comportant par exemple une ou plusieurs toiles 3,4 en trame et chaîne de platine (ou de métal platiné) couvert par élec  trolyse    de noir de platine ou de palladium ou d'une autre matière appropriée.

   Les toiles 3, 4 sont serties entre les bagues de pression 5, 6, 7 en matière chimiquement inerte, la quan  tité voulue    de   matière catalysante étant    pla  eée    dans 1'espace ainsi délimité. Cette matière catalysante est constituée'de platine, soit en fils, en copeaux,   etc.,    recouvert par   électro-    lyse de noir de platine ou de palladium, ou   autresmatièrespossédantlespropriétés    re  quises.   



   Les bagues 5,6 et éventuellement la bague 7 sont munies d'oreilles ou projections 8, au nombre de huit dans 1'exemple illustré, qui s'engagent dans des rainures longitudinales 9 de forme correspondante, prévues dans la face intérieure du corps 1. Ces oreilles et rainures ont par exemple une section carrée,   semi-er-      culaire,    en queue   d'aronde,    etc., et permettent le coulissement des éléments de catalyse dans la colonne.

   Le réglage de la position des   di-    vers éléments et leur maintien en place peut    être réalisé à l'aide de tous moyens mécani-    ques appropriés comportant des supports mobiles pour ces éléments, par exemple des pièces intercalaires de longueur variable, des tiges à broches ou clavettes à position réglable, des vis sans fin à pas différents,   etc.,    tous ces moyens étant établis en   matière chi-      miquement inopérante et inattaquable.   



   De cette manière, on peut faire varier   e    nombre d'éléments de catalyse   et/ou    régler leur position relative, de façon à favoriser les phénomènes de catalyse dans les divers traitements qui peuvent être effectués à l'aide de l'appareil, notamment par l'accroissement de l'aire des catalvsants, par le réglage de la vitesse des gaz. et par la variation   dlu    volume et de la densité des cônes de projection des gaz et des liqueurs.



   Afin de permettre la mise en place, la visite et l'entretien des divers organes intérieurs, le corps I du catalyseur est sectionné   longit. udinalement    en deux parties 10,11 assemblées par des   charnières    12 et des   bou-   
Ions 13 ou analogues, et pourvues de moyens d'obtenir, directement du catalyseur de l'alcool éthylique ou des aldéhydes.



   Pour   permettre    la, séparation de l'oxygène se dégageant à l'anode 26, celle-ci est placée dans une chambre 28 entourant l'armature 29 qui remplace le corps 1 de l'exemple   précé-    dent et supporte les éléments de catalyse, l'oxygène étant évacué par le conduit 30.



  Cette armature, qui comporte dans   cz    cas les moyens de   guidage-et    de réglage des éléments de catalyse, est suspendue au couvercle 31 du catalyseur. Pour ne pas entraver les mouvements des éléments de catalyse, leur liaison au pôle négatif de la source de courant peut être réalisée à l'aide de moyens extensibles.



   L'appareil suivant l'invention permet d'obtenir une production rationnelle, entre autre, des divers dérivés de l'acétylène, le produit   résultant d'une réaction oatalytique    pouvant servir de matière de départ pour la production d'un autre dérivé de l'acétylène, par une opération ultérieure effectuée d'ans le même ou un autre appareil, avec ou sans application de l'électrolyse et en utilisant un acide approprie.



   Ainsi, par   exemple,untraitementcata-    lytique sans électrolyse en partant d'acétylène permet d'obtenir directement de la paradéhyde ou de la métaldéhyde, selon les condi  tions de travail.   



   Par ailleurs, de l'alcool   étliylique resul-      tera d'un Iraitement    catalytique, avec électrolyse.



   Il convient encore de noter   que divers'dé-    rivés   successifs de l'acétylène pourraient être    produits aux éléments de catalyse successifs d'un même catalyseur, notamment selon la présence plus ou   moins abondante d'hydre-    gène. Ces divers produits peuvent être séparés de la solution acide par distillation.



   Finalement, il importe encore de noter que le paraldéhyde et l'alcool éthylique, pouvant être fabriqués d'une manière économique selon l'invention, forment, en mélange de propor  tions convenables,    un excellent carburant de remplacement pour l'essence de pétrole. Le paraldéhyde peut également être mélange à   des hydrocarbures liquides, ou à des    hydrode calfeutrage assurant l'étanchéité de l'ensemble. Une tête ou chapeau 14 et une sole ou semelle 15 sont montés hermétiquement, par exemple par vissage, sur le corps du catalyseur.



   Les gaz d'acétylène sont introduits par le tuyau 16 en passant par un compteur placé sur le   tuyau 1'6    et non figuré dans le schéma, avantageusement muni d'un diffuseur 17, et traversent les couches successives d'agents ca  talyseurs,    tandis que l'acide, par exemple de    l'acide nitrique ou sulfurique, contenu. dans    un réservoir 18 et présentant la concentration voulue, pénètre par le tuyau 19 et peut être réparti, par arrosage plus ou moins intense, à l'aide du dispositif 20 commandé en 21.



  L'acide humecte successivement les diverses couches de catalyseurs. L'excès d'acétylène s'échappe par le tuyau 22, par pompe a, spirante et foulante placée sur le tuyau 22 et non figurée dans le schéma, et est ramené dans le conduit principal 16 alimentant le ca  talyseur,    ce qui permet d'utiliser efficacement toute   laproduction,d'acétylènepourlaré-    action catalytique.

   L'acide et les liqueurs. de transformation de l'acétylène sont évacués par le conduit 23, l'acide étant récupéré d'une manière intégrale, par distillation, dans le récipient E (fig. 1), tandis que lesdites liqueurs sont amenées dans le   rectifioateur    F, à la sortie duquel le produit final, par   exem-    ple   l'acétaldéhyde,    ou   paraMéhyde,    ou alcool   éthylique, est direebement recueilli.   



   L'appareil catalyseur peut être pourvu,   comme cela est représenté à    la fig.   4, d'un       systèmed'électrolysecomportantunesource    24 de courant continu qui est contrôlée par un rhéostat 25   et do-nt le pôle positif    est relié à l'anode 26, en   métalinattaquable,plongeant    dans la masse liquide, tandis que le   pôle    négatif 27 est connecté aux   éléments de cata-    lyse 2 (fig.   4). L'électrolyse. de    la solution présente sur ceux-ci et. dans le corps du cata   lyseur produit un dégagement d'hydrogène    qui accélère la réaction, permet d'obtenir des liqueurs plus riches et améliore le rendement économique.

   A titre d'exemple, elle permet ca. rbures liquides et à l'alcool, pour former des mélanges tertiaires, quaternaires, etc.

Claims (1)

1. REVENDICATION : Appareil pour l'exécution de réactions eatalytiques, par exemple pour la production de dérivés de l'acétylène, caractérisé en ce qu'il comporte. des couches espacées de matières catalysantes, disposées pour être traver Le. es successivement par les substances reagis- santes, et qui forment chacune un élément de catalyse et sont supportées par des supports perméables déplaçables de façon qu'on puisse en faire varier le nombre et la position relative, l'appareil comportant des dispositifs d'amenee des substances devant entrer en réaction, établis de façon à permettre de faire traverser à celles-ci, en contre-courant, les élé ments de eatalyse suecessifs.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Appareil catalyseur suivant la revendication, caractérisé en ce que les supports per méaMes sont établis en toile de platine repoli- verte de noir de platine.

   2. Appareil catalyseur suivant la revendication, caractérisé en ce que les supports permeables sont établis en toile de platine renom- verte, par électrolyse,. de noir de platine.

   3. Appareil catalyseur suivant la, revendiction, caractérisé en ee que les supports perméables sont établis en toile de platine recouverte, par électrolyse. de'noir de palladium.

   4. Appa. reil catalyseur suivant la reven- dication, caractérisé ein ce que les matières eat. alysan, tes sont constituées par du platine en corps à grande surface de contact.

   5. Appareil catalyseur suivant la reven- dication, caractérisé en ce que les matières catalysantes sont recouvertes, par électrolyse. de noir de platine.

   6. Appareil catalyseur suivant la revendication, caractérisé en ce que les matières catalysantes sont recouvertes, par électrolyse. de noir de palladium.

   7. Appareil catalyseur suivant la reven dication, caractérisé en ce que les supports perméables sont montés à coulissement dans le corps du catalyseur, de façon qu'on puisse en faire varier le nombre et la position rela tive.

   8. Appareil catalyseur suivant la reven dication, caractérisé en ce que, dans chaque élément de catalyse, la couche de matière ca talysante et son support perméable sont sertis entre deux bagues de serrage espacés l'une de l'autre par une bague intercalaire, une au moins de ces bagues, qui sont établies en matière inerte, étant pourvue de projections qui. s'engagent dans des rainures longitudi nales de forme correspondante formées dans la face intérieure du corps du catalyseur.

   9. Appareil catalyseur suivant la revendiction, caractérisé en ce que la position des éléments de catalyse peut être réglée par des moyens en matière chimiquement inerte.

   10. Appareil catalyseur suivant la reven dication. caractérisé en ce que le corps du catalyseur est sectionné longitudinalement en deux parties assemblées hermétiquement, tandis qu'un couvercle et une sole, comportant les conduits d'amenée des substances réactives et d'évacuation des liqueurs de transforma tion, sont montés hermétiquement sur ce corps.

   11. Appareil suivant la revendication et la. sous-revendication 10. caractérisé en ce que les deux parties du corps du catalyseur sont assemblées par charnières et boulons.

   12. Appareil suivant la revendication, et la sous-revendication 10. caractérisé en oe que le couvercle et la sole sont montes par vissage sur le corps du catalyseur.

   13. Appareil catalyseur suivant la reven- diction. caractérisé en ce qu'il est muni d'un système d'électrolyse des liquides présents sur les éléments de catalyse et dans le corps du catalyseur.

   14. Appareil catalyseur suivant la revendication et la sous-revendication 13, caracté- risé en ce que le système d'électrolyse comporte une source de courant continu, contrôlée par un rhéostat, dont le pôle negatif est relié aux éléments de catalyse et le pôle positif à une électrode plongeant dans le liquide contenu dans le catalyseur.

   15. Appareil catalyseur suivant la reven dication et les sous-revendications 13 et 14, caractérisé en ce que les éléments de catalyse sont agencésdans un support suspendu au couvercle du catalyseur, l'anode étant dispo sèe dans une chambre entourant lendit support, iin conduit pour t'évacuation de gaz dégagé à l'anode étant prévu à la partie supérieure de ladite chambre.