CH95233A - Procédé de limitation de la température de réaction dans la synthèse directe de l'ammoniaque. - Google Patents

Description

  Procédé de limitation (le la température de réaction dans la synthèse directe  de l'ammoniaque.    Lorsqu'on effectue la synthèse de l'ammo  niaque sous l'effet combiné de matières     cata-          lysantes    appropriées, d'une température suf  fisante et de très hautes pressions, de     l'ordra     de 400 à 2000 atmosphères que, clans des bre  vets précédents, notamment dans le brevet  Suisse No 90,089 du 6 février 1920 "Procédé  de fabrication synthétique de l'ammoniaque à  partir de ses éléments", on a dénommées       hyperpressions,

      le facteur de     combinaison     atteint des valeurs très élevées et la     quantité     de chaleur que la réaction dégage par unité  de volume de la chambre de catalyse est très  brande.  



  Dans la pratique habituelle, pour cette  synthèse, les gaz réactionnels arrivent sur la  matière catalysante après avoir été amenés  en totalité à la température initiale de réac  tion et, en régime normal, la. température au  cours de la réaction, est maintenue au degré  convenable du fait que l'excédent de chaleur  est éliminé à l'extérieur, au travers de la pa  roi (le l'appareil, par un refroidissement    approprié de la surface extérieure de     cette     paroi.

   Toutefois, avec des appareils d'une  capacité de production élevée, la quantité de  chaleur dégagée par la réaction peut devenir  trop grande pour qu'une     élimination    suffi  sante de chaleur à l'extérieur puisse être réa  lisée aisément.     Dans    ce cas, l'élévation de tem  pérature qui en résulte et qui peut être intense  et rapide, serait une cause de détérioration  pour l'appareil .de réaction et même de braves  dangers pour la résistance de cet appareil.  



  A tous égards, il est donc nécessaire de  pouvoir s'opposer à cette élévation anormale  de la température; tel est le but du procédé  qui fait l'objet .de la présente invention et qui  peut     s'appliquer    aussi au cas où la synthèse  de l'ammoniaque est effectuée sous des pres  sions inférieures aux     hyperpressions    et où, en  raison par exemple de l'activité de la matière  catalysante, il y a un très grand dégagement  de chaleur par unité de volume de l'appareil.  



  Selon ce procédé de limitation de la tem  pérature on n'amène à la. température     initiale         de réaction, avant leur mise en contact avec  la matière     catalysante,        qu'une    partie, réglable  à volonté, des gaz devant réagir et envoie  l'autre partie de ces gaz sur ladite matière  sans chauffage préalable, la capacité propre  d'échauffement de ces derniers étant ainsi  utilisée pour limiter la température de réac  tion.  



  Le dessin annexé représente. à titre       d'exemple,    deux formes     d'exécution    d'un ap  pareil pour la mise en     oeuv        re    du procédé  suivant la présente invention.  



       Les        fig.    1 et 2 représentent respective  ment, en coupes verticales, la première et la  seconde de ces formes d'exécution. Pour cha  cune de ces figures, T est la chambre de ca  talyse constituée par     exemple    par un métal  qui ne nécessite pas l'emploi, à son intérieur,  d'une couche isolante; A est l'arrivée des gaz  devant réagir et B la sortie des gaz ayant  réagi; E est un échangeur de températures  entre ces gaz; C est la matière catalysante, P  un robinet pour le réglage de la quantité des  gaz à envoyer directement sur la matière     ca-          talysante,    sans chauffage préalable.

   Dans la       fig.    1.     c    sont des     canaux    de distribution, munis  chacun d'un robinet de réglage     r,    par lesquels  les gaz froids qui ont passé par F sont mélan  gés progressivement à la fraction des gaz qui.  après avoir été chauffés     par    leur passage dans  l'échangeur E jusqu'à. la température néces  saire à la réaction, circulent au contact de la  matière     catalysante    en se combinant à mesure.  



  Par suite du refroidissement causé par  l'introduction des gaz froids dans la     niasse          rugissante    et par suite de la diminution de la       vitesse    de réaction que provoque,     .ii        temp@ra-          ture    égale, la teneur de plus en plus élevée en  ammoniaque     du    mélange, on conçoit qu'on a  ainsi la possibilité de régler la, température  pour qu'elle ne dépasse en aucun point telle  valeur que l'on désire. Cette valeur sera d'au  tant plus basse, toutes choses égales     d'ailleurs,     que la     proporPon    du gaz qui passe dans l'é  changeur E sera plus petite.  



  Dans l'appareil suivant la     fig.        \?,    toute     lci     fraction des gaz     froids    est introduite d'un  seul coup autour de la chambre de catalyse,    séparée. suivant une partie de sa     longeur,    de  l'enceinte     extérieure    T par une enveloppe con  centrique F.

   Cette disposition a sur la pré  cédente l'avantage que la circulation des gaz  froids dans l'espace annulaire compris entre  l'enveloppe et     l'enceinte    agit comme un écran  protecteur de la paroi dans la région où pré  cisément la réaction peut être la plus active  par suite du fait que la teneur en     amnioniaqne     y est la     plus    éloignée de celle de     l'équilibre.     Toutefois,     l'adduction    des     aaz    froids dans l'es  pace annulaire ne doit, pas se faire tout à     fait     à. l'origine de la     clianibre    (le     catalye,    car     1:

  ,gaz        réagissants    n'y avant pas encore une     tem          pérature    suffisante. l'afflux abondant de gaz  très froids en cette région pourrait     paral@-ser     la réaction. Le point d'adduction P<I>de,</I>     1--a.     froids devra clone être dans une région où la,  réaction des gaz chauds a pu déjà atteindre  une grande activité.  



  Ces gaz froids pénétreront     pro@-,ressivc-          ment    dans la chambre de catalyse grâce à de  petits orifices O percés le long de     l'env        eloplze     F, et pour que la plus grande partie     des    gaz  ne tende pas     à,    n'utiliser que les orifices supé  rieurs, l'espace annulaire pourra être     rempli     de grains     d'une    matière non     catalysante,    le  grosseur identique à ceux de la matière     cataly-          sante,

      ceci pour créer des     pertes    de     cll'%rge     identiques dans tout l'ensemble. Le réglage  du rapport entre les quantités de gaz froids  et de gaz chauds se fait par la     manceuvre        du     robinet B suivant les indications de couples  thermoélectriques.  



  Pour la mise en route des appareils dé  crits     Pr,'c-llemment,    on peut chauffer élec  triquement l'intérieur de l'appareil à l'aide de  dispositifs connus qui ont été décrits. notam  ment dans le brevet     rappelé    plus haut.  



  On peut aussi, suivant les fi-. 1 et 2. faire  arriver par     S    un courant d'hydrogène ou d'a  zote à faible pression échauffé par son passage  à travers le serpentin en fer     h.    chauffe     lui-          même;    par un procédé quelconque.

   Les     gaz     pénètrent par le robinet D et s'échappent par  l'orifice clé .ortie B après avoir     célé    leur cha  leur à la matière     catalysante    et à l'appareil,  qui     s'écliaTiffent    de proche en proche, Lorsque      la     température        convenable    est atteinte vers la  fin de la chambre de catalyse, on arrête, en  fermant le robinet D, la circulation des gaz  (le chauffage et on envoie la totalité des gaz  réactionnels par l'échangeur. La réaction s'a  morce bientôt avec une grande activité; on  dérive alors par le robinet R une partie pro  gressivement croissante des gaz jusqu'à ce que  le régime normal s'établisse.

Claims (1)

1. RE VEN DICATIOINTS I Procédé de limitation de la température de réaction dans la synthèse de l'ammoniaque, caractérisé en ce qu'on amène à. la, tempéra ture initiale de réaction, avant leur mise en contact avec la matière catalysante, une partie seulement, réglable à volonté, desgaz devantréagiret envoie l'autrepartie de ces gaz sur ladite matière sans chauf fage préalable, la capacité propre d'échauf fement de ces derniers étant ainsi utilisé pour limiter la température de réaction.

   II Appareil pour la mise en ceuvre du pro cédé selon la revendication I, comportant nxie chambre de catalyse et un échangeur de températures, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de distribution et de réglage qui permet d'envoyer dans l'échangeur de températures une partie des gaz devant subir la réaction, qui sont ainsi chauffés par les gaz ayant réagi, et des moyens pour envoyer directement l'autre partie de ces gaz dans la chambre (le catalyse.

   S0 US-REVENDICATI01 S 1 Appareil suivant la revendication II, ca ractérisé en ce qu'il comporte une série de canaux pour l'introduction progressive des gaz froids clans la chambre de catalyse, chacun de ces canaux étant muni d'un ro binet de réglage.

   2 Appareil suivant la. revendication II, ca ractérisé en ce qu'il comporte à l'intérieur de sa chambre de catalyse une enveloppe percée d'orifices, séparant sur une partie de sa longueur, l'espace de catalyse de la paroi extérieure de la chambre, un conduit amenant les gaz froids clans l'espace annu laire ainsi constitué. ledit espace étant rempli de grains d'une matière non c@ta- lysante, de même grosseur que ceux de la. matière catalysante.