BE361276A - - Google Patents

Description

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   Procédé de préparation d'azote, d'oxyde de carbone et d'hydrogène pour la synthèse simultanée de l'ammoniaque et de l'alcool méthylique à partir au gaz dee fours à coke. 



   On sait que les gaz des   four'?   à coke est actuellement une matière première importante de 1'in dutrie de l'ammoniac synthétique. Le gaz des forus à co- ke   contient   environ 50 % d'hydrogène. ]Dans certains pro- cédée on sépare directement cet hydrogène dee autres gaz qui constituent le mélange nommé "gaz dee fours à coke" en liquéfiant par un fefrodissemet suiffisant tous ces   autree   gaz, Dane d'autres procédés, on opère indi- rectement en décomposant la vapeur d'eau par du fer   chaut"     fé   au rouge, le fer retenant l'oxygène, le gaz de fours 

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 à coke n'est employé qu'à réduire l'oxyde de fer produit. 



   On sait aussi que dans ces procédée, une difficulté Importante est d'obtenir 1'hydrogène à u état suffisamment pur de façon à ne pas empoisonner lee non daturés pri catalyseurs qui eont très sensibles à toute* traces d'hy cipalement des hydro. carbures   @   drocabrues/acétyléniques qui peuvent provenir du gaz de four à coke lui-même 
Il en est de même   relativement*1'   azote qui doit servir à la préparation de   l'ammoniac%   Cet azote doit être également très pur,   aussi   le prépare-t-on généralemen par combustion dans l'air d'une partie de 1'hydrogène pro- duit et condensation de l'eau de combustion ou bien en li- quéfiant et distillant l'air atmosphérique.

   Que l'azote soit obtenu par   l'un   ou l'autre de ces deux procédée, son prix de revient eet   assez   élevé par suite de la va- leur de l'hydrogène qui exrtà fobten dans lepremier   cas   ou   de?   dépensée nécessaires pour la compression de l'air et l'entretien des appareils dans le   eecond   cas, .Dans l'unou l'autre des procédés dont il est      question ci-deseus pour la fabrication de l'hydrogène à partir du gaz des fours à coke, il reete un mélange en proportions variables de méthane, d'éthylène, de propy- lème, d'éthane, d'oxyde de carbone, d'anhydride   carboni-   que, d'azote et aussi d'un peu d'hydrogène résiduel. 



     Quelque?   une de   cee   gaz peuvent d'ailleurs avoir été partiellement ou totalement séparés en vue d'autres fa- bricatione ou encore pour des   nécessités   d'ordre techni- que. 



   Par la présente invention on'a trouvé que ce mélange de gaz résiduels pouvait, par une combustion 

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 incomplète, conduite dans de certaines conditions, être   Utilisé   à la fabrication de l'ammoniaque et   de,l'alcool   méthylique, après addition de la quantité d'hydrogène vou- lue. 



   Une combustion complète de cee   gaz',   à supposer qu'elle soit bien conduit, produirait éviement de l'a- aide carbonique, de l'eau et de l'azote, 11 serait alors      facile d'éliminer l'eau et l'acide carbonique par les procédé? bien   connues   et il reeterait l'azote.

   Dans la pratique une telle combustion complète   est     cependart   inu- tilisable parce qu'on risquerait souvent de travailler avec un excès d'air, et qu'il resterait alors de l'oxygène mélangé à l'azote obtenu; d'autre part, lee combustions   complète,     s'opèrent   à de très hautes températures qui fa- vorisent la formation d'oxydée d'azote, composée   préju     diciablee   à l'usage ultérieur des   gaz   obtenus. 



   On a trouvé par la présente invention qu'au moyen   d'une   combustion ménagée avec de l'air en quantité largement insufisants et conduite d'ailleurs dans cer-   taines   conditions, il était possible d'obtenir avec les gaz résiduels provenant de la fabrication de   l'hydrogène   à partir du gaz des fours à coke un gaz pauvre très ri- che en azote,   contenant   en outre de l'hydrogène, de l'oxy- de de carbone et un peu de CO2 dont on sait facilement se   débarrasser,   mais exempt d'hydrocarbures, sauf des traces non   dosables   que l'on sait également éliminer comme il sera dit   ci-dessous.   



   On peut, en effet, dans une certaine mesure, assimiler les gaz   résiduels   à un combustible qu'il s'a- git de transformer en un autre mélange gazeux combustible par combustion incomplète, comme on le fait avec la 

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 houille ou le coke dama les gazogène?.

   Le gaz pauvre résulatn sera toutefois plue riche en hydrogène qu'un gaz pauvre de houille ou de coke, en   raison   de la quan- tité importante d'hydrocarbure* et plue particulièrement de méthane existant dans le mélange initial, Ces hydro-   carbures   se décomposent   sous   1'influence de la chaleur en carbone et hydrogène et les expériences ont montré que si une partie seulement de l'hydrogène est oxydée et si une autre partie reste à l'état   libre,   la totalité du carbone au contraire est transformée en oxyde de car- bone, une faible fraction de cet oxyde étant à son tour   oxydée   l'état de C02. 



   Si l'on opérait sans précautions spéciales,   on   trouverait en outre des traces d'oxyde d'azote maie en quantité qui paraissentcependant moins imporantes que dams le cas de la combustion complète. 



   On a trouvé qu'il était possible d'éviter la formeation des oxydes d'azote au cours de la combustion incomplète, en opérant dans certaines conditions   décrite@   ci-dssu mais que, par contre, il resterait dans les gaz des traces non dosables   d'hydrocarbures   non saturée, en particulier de carbures acétyléniques uqi eont égale- ment préjudiciables à la catalyse de l'ammoniac, et dont on a pu facilement se débarrasser par dissociation à haute température en présence de tournure de fer, de chro-; me ou de nickel, ou mieux, d'un alliage de ces trois   mé-   taux. 



   Les conditions de la fabrication correcte du mélange gazeux riche en azote étant obtenue*, on ee trou- vera en présence d'azote, d'hydrogène et d'oxyde de car- bone. L'azote et l'hydrogène sont propres à la synthèse de   l'ammoniac,   l'oxyde de carbone peut être éliminé par 

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   procèdes   connue en le transformant pour la majeure par- tie en alcool méthylique que l'on condense et pour le reste en méthane$ gaz sans action pratique sur la cataly- ee de 1'ammoniac   contrairement   à ce qui se produit pour les hydrooarbufee non saturé 
Le procédé et   l'installation   pour la mise en pratique de l'invention vont être décrits en se réfétant à la figure unique du dessin annexé. 



   Le gaz résiduel provenant de la fabrication de 1'huydrogène à parit du gaz des fours à coke et eouf flé par le cojmpresur 1 est mélangé à une quantité con venable d'air soufflée par le compresseur 1 et le mélan ge est injecté dans une tour 2 ou gaznèe remplie de matière réfractaire en petits morceaux maintenue à tempé- rature élevée par la réaction elle-même. La vitesse d'ar- rivée du mélange gazeux est réglée de   raçon   que la combus   jrion   ait lieu sans flamme à l'entrée dans lee gazogènes et se poursuive surtout, dans les   interstices   de la matière réfractaire dont il est garni. 



   Les gaz chaude passent ensuite dansla tour 
3 destinée à détruire les traces d'hydrocarbures non saturés. 



   Les gaz sont ensuite refroidie par arrosage à l'eau dans un scruber 4 puis   ils panent   dans un autre scrubber   5,   arrosé par   Une   solution ammoniacale. Un der- nier lavage à l'eau épurée dans une tour 6 dissout les traces d'ammoniac   entraînées   par le gaz, 
Une pompe 7 met en circulation la solution d'ammoniac qui passe par un bac 8 où l'on faitarriver   *de   la solution fraîche d'une façon continue tandis que l'on opère une purage également continue en un point quel- conque du circuit de la solution usagée. La combustion 

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 eet conduite ,principalement par réglage des proportions relatives de gaz et d'air, et corrélativement de la tem- pérature à l'intérieur du gazogène, de manière à ne pas produire d'oxydes d'azote.

   Pour cela il suffit de ne pas déparer dans les gaz sortant de la tour de combustion 
 EMI6.1 
 ur.e teneur maximum en C02, variable suivant la compod- tion du gaz initial, mais toujours voisine de 4 ou 5 % (analyse effectuée après condensation de la vapeur d'eau), 
Par exemple avec un gaz initial de la compo-   eition   suivante :

   
 EMI6.2 
 
<tb> CO2 <SEP> ......... <SEP> 0
<tb> 
<tb> 02 <SEP> ......... <SEP> 2,4
<tb> 
 
 EMI6.3 
 cnipa ......... 0y,7 00.......... 7te ,il 10,4 cx4 .......... 66 OH4 ........ et5 
 EMI6.4 
 
<tb> N2 <SEP> .:....... <SEP> !4
<tb> 
<tb> 100,00
<tb> 
 on conduira la réaction de manière à obtenir à la sortie de l'appareil de combustion un gaz de la composition ci- dsus 
 EMI6.5 
 C0 " ..... , . , 4,6 z.......... 0 C tracer non ào3ables . 
 EMI6.6 
 
<tb> CO <SEP> 11,8
<tb> 
<tb> 
<tb> H2 <SEP> 16
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> CH4 <SEP> 0
<tb> 
 Ce mélange ne contient aucune trace de composée oxygénée de l'azote. 



   Les trace*' d'hydrocarbures non séturés en      
 EMI6.7 
 particulier d'hydrocarburee acétylèniquee se trouyabt dans le gaz après la combustion sont éliminée par des- truction catalytique à température élevée en préeence de tournure de fer, ou de nickel, ou de chrome, ou de préfé- rence en présence d'un alliage de ces   troie   métaux. 



   Les gaz vont privée du CO2 qu'ils contiennent 

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 par lavage à l'aide d'une solution ammoniacale, puis à l'aide d'eau épurée afin de dissoudre   l'ammoniac   entraijne Les gaz sot alors propres au   mélange   avec   l'hydrogène   destiné à la synthèse de l'alcool Méthylique, puis de 1'ammoniac. 
 EMI7.1 
 



  B...LftJ.L...².A 1 " Procédé de combustion Incomplète des gaz résiduels provendnt de la fabrication de l'hydrogène à partir du gaz dee four3 à coke, en vue d'obtenir un r.élaa.o ge gazeux ne contenart que de l'azote, de l'hydro#Gne et de l' oxyde de carbone, consiatant : a) à mélanger ces gaz avec vile q'darHt4 d'air déterminée puis à opérer leur co?nbu,5tio:i iTco;

  nplµte 7ame flamme dan3 un gazogène <?p3cial rempli de Y2atièrec refrac- taireq Yùaimbenue7 à température élevée. b) à conduire la combu'3tiof! à température couv,33iable e pour ne pas provoquer H, formation fle cornpas a oxygéné'3 de l'azote, en observart à cet effet la tereur en C02 du mélange obtenu aprèe conbuitio-a. c) à épurer le mélange gazeux   obteru   er éli 
 EMI7.2 
 minant d'uïte part les traces d'hydocabue!aturé qu'il   contient   par destruction catalytique à chaud   en   
 EMI7.3 
 présence de er, 3ekel. ou chrome, ou d'un alliage de ces troia métaux, et en absorbant d'autre part 1 'anilydt"i de carbonique par lavage   de'3   gaz au moyen d'une solution ammoniacale. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 2 - L'utilisation du mélange gazeux euivant EMI7.4 1 à la 3y=1tÉige simultanée de l'alcool méthylique et de I' arn.r.ioniac , **ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.