Procédé pour obtenir une substance servant<B>à</B> la préparation d'une matière catalysante pour la synthèse<B>de</B> l'ammoniaque sous hyperpression. La présente invention a pour objet un procédé pour obtenir une substance servant <B>à</B> la préparation, par réduction au moyen de l'hydrogène, d'une matière cat-ilysante pour la synthèse de l'ammoniaque sous hyperpression.
On sait que, lorsqu'on détermine la fusion d'une barre de fer ou d'acier ordinaire, préa lablement portée<B>à</B> la température du blanc, <B>à</B> l'aide d'un jet d'oxygène s'échappapt d'un tuyau de préférence<B>à</B> grosse section, on ob serve que l'oxyde qui s'écoule est accom pagné d'une foi-te proportion de fer fondu. Si l'on recueille<B>le</B> liquide dans un creuset de fer et de magnésie et qu'on le coule ensuite sur une plaque de métal, le fer pateux reste ,au fond du creuset et le liquide coulé est constitué exclusivement par<B>de</B> l'oxyde de fer.
D'une façon unanime, on supposait jusqu'ici (voir par exemple le brevet français na <B>429696</B> <B>du 13</B> mai<B>1911)</B> que le corps ainsi obtenu dans une atmosphère oxydante étant de l'oxyde de fer Fe 104<B>;</B> or, il a été constaté que c'est essentiellement de l'oxyde FeO avec peu de Fe104 et que ce corps, après réduction par l'hydrogène, est très mauvais catalyseur, four nissant en général, avec des pressions de l'ordre de<B>1000</B> atmosphères, une teneur en ammoniaque de<B>0,1 à 1</B> ou 2 0/0.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention permet d'obtenir de meilleurs résul tats. Suivant l'invention, on fait fondre dans un premier temps, sous l'action d'Lin jet d'oxy gène, du fer oui de l'acier préalablement chauffé <B>à</B> la température du blanc, et on fait agir, dans un second temps, sur cette masse ainsi fondue et encore liquide, un jet d'oxygène pour produire la peroxydation de la masse <B>,</B> qu'on laisse ensuite refroidir.<B>-</B> fondue, Cette masse forme une substance qui, après réduction par l'hydrogène, constitue une matière catalysante, laquelle ainsi préparée fournit généralement, dans les mêmes condi tions de pression,<B>de</B> débit et de température que pour le catalyseur obtenu comme il a été indiqué an début,
des teneurs en ammoniaque atteignant 10 ou 15 %.
On peut aussi ajouter<B>à</B> la masse fondue une matière de réaction basique, en vue d'aug menter la durée du catalyseur et la teneur en ammoniaque. La matière<B>à</B> réaction basi que qui petit ainsi être ajoutée<B>à</B> la masse, peut être constituée, par exemple, par une cer taine quantité de magnésie., de chaux, d'oxy des alcalins, ou d'un mélange de ces corps, qui sont ajoutés<B>à</B> la masse liquide en traite ment, pendant le second temps de l'opération.
Si l'on veut ajouter de la magnésie, on peut le faire en recueillant dans un creuset de cette matière, la masse fondue, obtenue dans<B>le</B> premier temps, qui s'écoule, par exemple, d'une barre de fer du commerce ou d'acier chauffée et soumise<B>à</B> l'action d'un jet d'oxygène. Lorsqu'une quantité suffisante, quelques kilogrammes par exemple, a été re cueillie, on dirige sur la matière encore fon due un jet d'oxygène assez intense pour<B>dé-</B> terminer le brassage énergique de toute la masse. Une élévation énorme de température se produit, tant par suite de la combustion du fer métallique que par la peroxydation de l'oxyde. Cette élévation de température est telle qu'une partie notable clé la magnésie du creuset se dissout dans le liquide.
Or, la matière obtenue, coulée sur une plaque de fer et refroidie, constitue après réduction par Fhy- drogène un excellent catalyseur pour la fabri cation de l'ammoniaque, donrant sous<B>1000</B> atmosphères et<B>600 1 0</B> et avec des débits con sidérables de l'ordre de<B>100</B> litres par centi mètre cube de catalyseur et par heure, des teneurs de<B>25 à 30</B> % d'ammoniaque,
corres- pondant <B>à</B> une combinaison de 40 <B>à</B> 50 % des gaz réagissants.
Une adjonction de chaux petit être effec- tuée cri mettant une proportion de <B>5 à</B> 10 % de chaux par parties successives dans<B>le</B> creuset pendant le remplissage d'oxyde de fer fondu-,, un jet d*oxygène de grosse section étant lancé<B>.</B> sur la matière en fusion avec assez de vitesse pour déterminer un fort brassage, la chaux se dissout rapidement, quelquefois avec un fort boursouflement.
Si le métal contient des im puretés nuisibles, il est bon de pousser très loin la peroxydation et de l'arrêter au point où la surface dit bain liquide commence<B>à</B> se figer. Dans le cas contraire, on peut arrêter l'opé- ration dès que le mélange est bien homogène et que tout le fer pâteux du fond du creuset a disparu sous forme d'oxyde. Cependant<B>là</B> aussi, la peroxydation maximum, c'est-à-dire poussée jusqu"à ce que la surface du bain se fige, petit être effectuée en général sans in convénient et est presque toujours désirable quant<B>à</B> la durée du catalyseur et quant<B>à</B> lit teneur en ammoniaque produite.
La ma tière coulée en plaques et concassée constitue, après réduction par l'hydrogène, un cataly seur qui unit alors<B>à</B> une très grande activité initiale une durée pouvant atteindre plusieurs centaines d'heures avant abaissement de la teneur de moitié. Des oxydes alcalins peuvent être avec intérêt ajoutés en petite proportion <B>à</B> la chaux.
Process for obtaining a substance for <B> </B> the preparation of a catalyst material for the synthesis <B> of </B> ammonia under hyperpressure. The present invention relates to a process for obtaining a substance serving <B> for </B> the preparation, by reduction by means of hydrogen, of a catalytic material for the synthesis of ammonia under hyperpressure.
We know that, when determining the melting of a bar of iron or ordinary steel, previously brought <B> to </B> the temperature of the white, <B> with </B> the aid of 'a jet of oxygen escapes from a pipe preferably <B> with </B> large section, it is observed that the oxide which flows is accompanied by a faith-the proportion of molten iron . If we collect <B> the </B> liquid in an iron and magnesia crucible and then pour it onto a metal plate, the pasty iron remains at the bottom of the crucible and the poured liquid is formed exclusively by <B> of </B> iron oxide.
Until now, it was unanimously assumed (see for example the French patent na <B> 429696 </B> <B> of 13 </B> May <B> 1911) </B> that the body as well obtained in an oxidizing atmosphere being iron oxide Fe 104 <B>; </B> gold, it was found that it is essentially FeO oxide with little Fe104 and that this body, after reduction by hydrogen is a very poor catalyst, generally furnishing with pressures of the order of <B> 1000 </B> atmospheres, an ammonia content of <B> 0.1 to 1 </B> or 2 0/0.
The method forming the subject of the present invention makes it possible to obtain better results. According to the invention, iron or steel previously heated to <B> to </B> the temperature of the blank is melted under the action of a Lin oxygen jet, and then then causes this mass thus melted and still liquid to act, a jet of oxygen to produce the peroxidation of the mass <B>, </B> which is then allowed to cool. <B> - </ B> molten, This mass forms a substance which, after reduction with hydrogen, constitutes a catalyst material, which thus prepared generally provides, under the same pressure conditions, <B> </B> flow rate and temperature as for the catalyst obtained as indicated at the start,
ammonia contents reaching 10 or 15%.
A basic reaction material can also be added to <B> </B> the melt, in order to increase the catalyst life and the ammonia content. The basic <B> reaction </B> material which can thus be added <B> to </B> the mass, can be constituted, for example, by a certain quantity of magnesia., Lime, oxy of the alkalis, or of a mixture of these substances, which are added <B> to </B> the liquid mass being treated, during the second stage of the operation.
If you want to add magnesia, you can do it by collecting in a crucible of this material, the melt, obtained in <B> the </B> first step, which flows, for example, from a bar of commercial iron or steel heated and subjected <B> to </B> the action of a jet of oxygen. When a sufficient quantity, a few kilograms for example, has been collected, a jet of oxygen intense enough to <B> determine- </B> is directed over the still darkened material to complete the vigorous stirring of the whole mass. An enormous rise in temperature occurs, both as a result of the combustion of metallic iron and by the peroxidation of the oxide. This temperature rise is such that a noticeable part of the magnesia in the crucible dissolves in the liquid.
However, the material obtained, cast on an iron plate and cooled, constitutes, after reduction with hydrogen, an excellent catalyst for the production of ammonia, giving under <B> 1000 </B> atmospheres and <B> 600 1 0 </B> and with considerable flow rates of the order of <B> 100 </B> liters per cubic meter of catalyst and per hour, contents of <B> 25 to 30 </B>% ammonia,
corresponding <B> to </B> a combination of 40 <B> to </B> 50% of the reacting gases.
An addition of lime can be made, putting a proportion of <B> 5 to </B> 10% lime by successive parts in the <B> </B> crucible during the filling of molten iron oxide. ,, a large section oxygen jet being launched <B>. </B> over the molten material with sufficient speed to produce strong mixing, the lime dissolves rapidly, sometimes with strong swelling.
If the metal contains harmful im purities, it is good to push the peroxidation very far and stop it at the point where the surface called liquid bath begins <B> </B> to set. Otherwise, the operation can be stopped as soon as the mixture is quite homogeneous and all the pasty iron at the bottom of the crucible has disappeared in the form of oxide. However <B> here </B> too, the maximum peroxidation, that is to say pushed until the surface of the bath freezes, can be carried out in general without inconvenience and is almost always desirable as far as < B> to </B> the duration of the catalyst and as to the <B> to </B> bed ammonia content produced.
The material cast in plates and crushed constitutes, after reduction with hydrogen, a catalyst which then combines <B> to </B> a very high initial activity for a period of up to several hundred hours before lowering the content. A half. Alkali oxides can be advantageously added in small amounts to <B> </B> the lime.