CH97052A

CH97052A - Procédé de synthèse de l'ammoniaque sous hyperpression à partir de ses éléments, et appareil pour sa mise en oeuvre.

Info

Publication number: CH97052A
Authority: CH
Inventors: L Air Liquide Societe A Claude
Original assignee: Air Liquide
Priority date: 1919-12-15
Filing date: 1920-10-25
Publication date: 1922-12-01

Description


  Procédé<B>de</B> synthèse<B>de</B> l'ammoniaque sous     hyperpression   <B>à</B> partir<B>de</B> ses éléments,  et appareil pour sa mise en     #uvre.       La présente invention comprend un pro  cédé de synthèse de l'ammoniaque sous     hyper-          pression   <B>à</B> partir de ses éléments, et un ap  pareil pour sa mise en     #u#re.     



  Dans un procédé connu de fabrication de  l'ammoniaque par synthèse, on maintient par  le contact d'un fluide absorbant la chaleur,  la surface externe de la paroi de l'enceinte  .de réaction<B>à</B> une température aussi basse       que    possible et munit sa surface interne d'une  couche de matière calorifuge de protection,  cette paroi étant constituée par un métal on  un alliage ne pouvant pas résister suffisam  ment, sous la température élevée de réaction,  <B>à</B> l'action de la très haute pression et au  contact direct des gaz.  



  Selon le présent procédé, on opère avec  une enceinte de réaction dont la paroi est  constituée par un alliage résistant au contact  direct des gaz et<B>à</B> la température de réaction,  et maintient en vue d'évacuer la chaleur pro  duite par la réaction, un fluide réfrigérant  extérieur en contact avec cette paroi<B>à</B> une    température peu inférieure<B>à</B> celle de la  réaction.  



  Les alliages qu'on peut employer dans ce  but sont par exemple ceux du brevet suisse       no   <B>86587</B> du<B>5</B> août<B>1919</B> donnant les com  positions suivantes<B>;</B>  Nickel<B>60 à 7 0</B>       Chrôme   <B>10 à 15</B>  Tungstène 2<B>à 5</B>     0/0     Manganèse<B>1 à</B> 2     0/,     Carbone     0,3   <B>à</B>     0,6        0/0     Fer complément  On peut plonger la partie de l'enceinte  de réaction de laquelle la chaleur doit être  évacuée, dans un liquide qui est en ébullition  <B>à</B> une température un peu inférieure<B>à</B> celle  de réaction;

   pour des raisons de simplicité,  on opérera de préférence cette ébullition sous  la pression atmosphérique plutôt que sous une  pression supérieure. Comme liquide, on citera  le soufre qui bout<B>à</B> 445<B>0</B> et dont on peut re  monter la température d'ébullition au delà de  <B>500 0,</B> par exemple, par une addition de poly-      sulfure de sodium. On pourra aussi employer  le     pentastilfure    de phosphore et des corps  analogues.  



  On petit aussi employer comme fluide de       rkrigération        un    liquide, non pas<B>à</B> sa tem  pérature d'ébullition, mais<B>à</B> une température  au-dessous de cette dernière, par exemple un  bain de plomb ou d'étain.  



  Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre  d'exemple, plusieurs     foi-mes    d'exécution d'un  appareil pour la mise en     #uvre    du procédé  suivant la présente invention.  



  La     fig.   <B>1</B> est une coupe verticale et     lorigi-          tudinale    d'un appareil dans lequel le refroi  dissement est obtenu par un liquide porté<B>à</B>  l'ébullition; la     fig.    2 en est une coupe trans  versale<B>,</B>  La     fig.   <B>3</B> est une coupe verticale et longi  tudinale     d'un    appareil dans lequel le refroi  dissement est obtenu par un liquide en des  sous de sa température d'ébullition, avec  circulation de ce liquide par     thermo-siphon;     La     fig.    4 est la coupe d'une variante de  l'appareil suivant la     fig.   <B>3.</B>  



  En se reportant aux     fig.   <B>1</B> et 2 du dessin  annexé, le tube catalyseur est placé dans un  bain de soufre<B>8</B> contenu dans un récipient R  partiellement calorifugé en<B>M,</B> et qu'on peut  chauffer, par exemple, par en dessous pour le  démarrage par un moyen quelconque. La  partie du tube formant échangeur de tempé  rature est calorifugée et placée hors du bain;  les gaz devant réagir arrivent par B, passent  par l'échangeur de températures<B>A..</B> puis sur  <B>là</B> matière catalysante, et sortent par<B>C</B> après  réaction.

   La chaleur de réaction suffit<B>à</B> entre  tenir la température du bain, et, en outre,  si les dimensions du tube permettent un<B>dé-</B>  bit suffisant des gaz réactionnels, une abon  dante ébullition suivie de la condensation des  vapeurs de soufre     sui-    les parties non isolées  en P de l'enveloppe, enlève l'excès de la  chaleur de réaction.  



  En se reportant<B>à</B> la     fig.   <B>8, le</B> tube de  réaction     T    est placé partiellement dans le  bain de plomb de la branche verticale du  système tubulaire rectangulaire<B>B.</B> Ce système  
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         trique<B>E</B>     qui    sert<B>à</B> l'amorçage, enroulement  recouvert lui-même     d'un    revêtement calori  fuge     J1.    En<B>8</B> se trouve<B>le</B> système refroi  disseur, dont le réglage devra être proportionné       ait    dégagement de chaleur de la réaction.  Plus celle-ci sera intense d'ailleurs, et plus  rapide sera la circulation du métal, par suite  de son échauffement plus grand dans la  branche montante.

   Cette circulation devra  être assez rapide pour que la température     dit     plomb fondu n'ait le temps de monter que  de quelques degrés, une dizaine par exemple.  On pourra d'ailleurs régler la vitesse de cir  culation, soit en augmentant la section de  passage du métal en fusion, soit     ait    contraire  en disposant des chicanes ou des rétrécisse  ments convenables, pour maintenir la varia  tion de température du métal pendant son  ascension, entre des limites convenables et  uniformiser le plus possible, tout le long du  tube, grâce<B>à</B> l'égalité de la température,  l'intensité de la réaction.  



  La     fig.    4 ci-jointe représente un autre  appareil qui procède du même principe, grâce  <B>à</B> l'emploi     dun    tube calorifuge I entre le  tube T et la spirale de     refroidissementS;    cet  appareil présente l'avantage de simplifier le  circuit de chauffage électrique, d'améliorer  l'isolement calorifique de     T    et de faciliter  ainsi la circulation     dit    liquide.

Claims

REVENDICATIONS: I Procédé de synthèse de l'ammoniaque sous hyperpression à partir, de ses éléments, dans lequel on absorbe la chaleur produite par la réaction par un fluide en contact avec la sui-face externe de l'enceinte de catalyse, caractérisé en ce qu*on opère avec une enceinte. de réactionà paroi constituée par un alliage qui résiste,à la pression intérieure, au contact direct des gaz et it la température de réaction, et maintient le fluide susmentionnéà une température peu inférieureà celle de réaction.

II Appareil pour la mise en oeuvre du pro cédé suivant la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte un récipient conte- EMI0002.0037 température un peu inférieureà celle de réaction et dans laquelle est immergée la -partie àe Venreinte de catalyse de laquelle la chaleur doit être évacuée, enceinte dont la paroi est constituée par un alliage ré sistant an contact direct des gaz età la température de réaction. SOUS-REVENDICATIONS: 1 Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le fluide employé est un liquide en ébullition.

2 Procédé selon la revendication I et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est du soufre. 3 Procédé selon la revendication I et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le soufre est additionné de polysulfure de sodium. 4 Procédé selon la revendication I et la sous- revendication 1, caractérisé en ce que le liquide est du pentasulfure de phosphore.

5 Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que le fluide employé est un liquide au-dessous de son point d'ébullition. 6 Appareil selon la revendication H, dans lequel le fluide employé est un liquide au- dessous de son point d"ébullition, caractérisé en ce qu'il comporte des cloisonsà Finté- rieur du récipient et un dispositif de réfri gération extérieure de celui-ci, en vue de déterminer une circulation du liquide au contact de l'enceinte de catalyse dont la chaleur doit être évacuée par l'intermédiaire de ce liquide.