CH90085A - Procédé pour purifier un mélange gazeux contenant de l'hydrogène et de l'oxygène, et où l'un de ces gaz constitue une impureté par rapport à l'autre, et dispositif pour sa mise en oeuvre. - Google Patents

Description

  Procédé pour purifier un mélange gazeux contenant de l'hydrogène et de l'oxygène,  et où l'un de ces gaz constitue une impureté par rapport à l'autre, et dispositif pour  ' sa mise en     aeuvre.       L'invention comprend un procédé pour  purifier un mélange gazeux contenant de  l'hydrogène et de l'oxygène et où l'un de  ces gaz constitue une impureté par rapport  à l'autre, et un dispositif pour sa mise en       #uvre.     



  Selon le présent procédé, le mélange ga  zeux est amené sous     hyperpression    en pré  sence d'un     catalyseur    chauffé produisant la  combinaison de l'hydrogène et de l'oxygène  et est ensuite refroidi, également sous     hy-          perpression,    de manière à condenser, par  l'effet de l'abaissement de température et  de     l'hyperpression,    la presque     totalité    clé  l'eau formée.  



  Afin d'économiser la chaleur pour le  chauffage du     catalyseur    et le froid pour le  refroidissement du mélange gazeux après  catalyse, on peut, au moyen d'échangeurs de  température, chauffer les gaz qui se rendent  sur le catalyseur par les gaz chauds qui ont  passé sur celui-ci et refroidir ces gaz chauds    par les, gaz froids ayant subi la réfrigéra  tion pour la condensation de l'eau.  



  Pour' provoquer la combinaison de l'oxy  gène avec une quantité correspondante d'hy  drogène selon ce procédé, on peut employer  de l'amiante     palladiée    ou platinée, chauffée.  



  Les gaz ayant passé sur le catalyseur  seront refroidis, toujours sous     hyperpression.     clé préférence jusqu'à une température voi  sine de la température de congélation de  l'eau sous cette     hypçrpression    et à l'aide de  la combinaison de deux échangeurs de tem  pérature; l'eau formée au contact. de l'a  miante     palladiée    sera très efficacement con  densée et éliminée ,physiquement et l'on  n'aura à enlever chimiquement, si     néces-          4saire,    que les dernières traces. d'eau par le  passage du mélange gazeux à froid, par  exemple, sur du sodium.  



  Ce procédé fournit, par exemple, un  moyen très efficace pour effectuer la     dés-          oxygénation    et l'élimination de l'eau d'un  mélange gazeux destiné à, la fabrication      synthétique de     l'ammoniaque    sous de très  hautes pressions, de l'ordre de 400 à 2000  atmosphères, dénommées     "hyperpressions".     



  En effet, clans la synthèse de l'ammo  niaque, il est de la plus haute importance  que les gaz devant     servir    à la combinaison  soient dans un état de très grande pureté et  ceci est particulièrement le cas     Iorsqu'on     emploie les     h-,#-perpress,ions,    car, dans ce cas,  en raison de la petitesse des appareils en  face d'une grande production et d'une grande  quantité de     g-az    à traiter, la matière cata  lysante, ayant un volume très petit. sera  empoisonnée ou     transformée    bien plus vite,  à.

   quantité d'impuretés égale, pour une  masse donnée de gaz réactionnels que dans  les procédés n'employant pas les     hyperpres-          sions.     



  Mais il importe de remarquer que, pa  r     allèlement,    l'aptitude à la purification de  ces gaz sera améliorée dans la même me  sure, à condition d'opérer la purification  finale sous h     #:        perpression,    parce que la ten  sion propre de l'impureté dans le mélange  reste considérable tant que cette impureté.  n'est pas à l'état de traces.  



  Le dispositif selon la présente invention.  pour la mise en     oeuvre    du procédé, com  porte deux     éclïangeurs    dont le second est  placé au-dessous du premier et lui fait im  médiatement suite; il comporte également  une paroi séparant le compartiment du pre  mier échangeur, dans. lequel circulent les  gaz qui se rendent sur le catalyseur, du  compartiment du second échangeur clans le  quel circulent, en se réchauffant, les gaz  ayant subi la réfrigération, l'arrivée des gaz  à purifier étant située immédiatement     au-          dessus    de cette paroi, et le départ     des.    gaz  purifiés étant situé immédiatement au-des  sous de celle-ci.  



  La figure annexée représente schéma  fic.iuement un exemple du dispositif ci-des  sus pour la mise en oeuvre du procédé.  



  El est un premier échangeur de tempé  rature, dans lequel le mélange gazeux est  introduit en     _l.    A l'autre extrémité de cet       échangeur    se trouve une masse catalysante    par exemple de l'amiante     palladiét    qui  peut être chauffée par des moyens exté  rieurs non représentés.

       E.,    est un     second     échangeur qui, dans cette forme     d'e_,#écu-          tion,    n'est qu'un prolongement du premier  dont il est séparé par une paroi E et     dont     l'extrémité inférieure est refroidie par im  mersion dans un réfrigérant G (par exemple  de la glace ou de l'alcool     au-dessous    de  0   C), l'ouverture de sortie du mélange ga  zeux se trouvant en S à l'extrémité de E  opposée à celle qui est refroidie.  



  L'extrémité de     E,    portant la masse     cata-          lysante    et l'extrémité refroidie de     E2    sont  reliées à travers la paroi E par des con  duites. F.  



  Le mélange de gaz     Az        -!-    3H est amené  en A par un     hypercompresseur    non repré  senté sur le dessin; il parcourt la partie in  férieure de l'échangeur de température El  et arrive au contact de l'aimante     palladiée          l',    chauffée, où tout l'oxygène qu'il contient  se combine à de l'hydrogène pour former  de la vapeur d'eau. De là, le mélange s'en  gage dans les conduites F et revient à une  température un peu supérieure à sa tempé  rature d'entrée. Dans. ces conduites F il  abandonne déjà, par condensation, grâce à  l'énorme pression, la majeure partie de la  vapeur d'eau formée.

   II arrive ensuite dans  le second échangeur<B> & .,</B> dont la. partie infé  rieure est maintenue à une température voi  sine du point de congélation de l'eau; sous  la pression employée (- 8   C à<B>1000</B> atmos  phères par exemple). L'eau résiduelle se  condense à cet endroit jusqu'à concurrence  de sa tension de vapeur à ladite tempéra  ture.  



  L'eau condensée peut être évacuée de  l'échangeur     E.    par des purges périodiques  au moyen du robinet R.  



  Il est facile de voir que la proportion  d'eau restant non condensée dans le mélange  peut être extrêmement faible, même avec  un refroidissement modéré.  



  En supposant, par exemple, que     l'hyper-          pr        ession    employée soit<B>1000</B>     atmosphères    et  que la température atteinte effectivement      soit -- 4 ou - 5   C, la tension clé vapeur de  l'eau est de moins clé 4 mm de mercure et  la proportion d'eau non condensée restant  dans le mélange sera
EMI0003.0001  
   soit  environ
EMI0003.0002  
   ou environ 4 mgr par     m'     de gaz à la pression atmosphérique.

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Procédé pour purifier un mélange ga zeux contenant de l'hydrogène et de l'oxy- gëne et où l'un de ces gaz constitue une impureté par rapport à l'autre, caractérisé en ce que le mélange gazeux est amené sous hyperpression en présence d'un * catalyseur chauffé produisant la combinaison de'l'hy- drogène et de l'oxygène et est ensuite re froidi, également sous hyperpression, de ma nière à condenser, par l'effet de l'abais sement de température et clé l'hyperpression, la presque totalité de l'eau formée.

   REVENDICATION II .' Dispositif pour la mise en oeuvre du procé dé selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte deux échangeurs de tempé rature parcourus successivement par les gaz et dont le second est placé au-dessous du premier et lui fait immédiatement suite, et en ce qu'une paroi sépare le compartiment dans lequel circulent les gaz se rendant sur, le catalyseur, du compartiment dans lequel circulent, en se réchauffant, les gaz ayant subi la réfrigération, l'arrivée clés gaz à purifier étant située immédiatement au-des sus clé cette paroi et le départ. des gaz purifiés étant situé immédiatement au-des sous de celle-ci. SOUS-REVENDICATIONS 9.

   Procédé selon la revendication I, caracté risé en ce que les gaz qui se rendent sur le catalyseur sont chauffés, au moyen d'un premier échangeur de température, par les gaz chauds qui ont passé sur le cata lyseur, et en ce que ces, gaz chauds sont refroidis, au moyen d'un second échan geur de température, par les gaz froids ayant subi la réfrigération pour la con densation de l'eau. 2 Procédé selon la revendication I. caracté risé en ce que le catalyseur est de l'a miante palladiée. 3 Procédé selon la revendication I. caracté risé en ce que le catalyseur est de l'a miante platinée.