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PROCEDE POUR LA FABRICATION D'ACIDE NITRIFIE CONCENTRE,
Il est connu de fabriquer de l'acide nitrique concentré en partant de l'eau ou de l'acide nitrique dilué, d'oxydes d'azote et d'oxygène. Cependant, pour l'obten- tion de concentrations d'acide élevées, des durées de réaction très longues sont nécessaires avec ces procédés connus.
On a déjà proposé d'augmenter la vitesse de réac- tion en augmentant la pression partielle de l'oxygène avec refroidissement simultané du liquide de réaction. On ne parvient cependant pas, dans la pratique, avec ce procédé, à obtenir un acide d'une concentration de plus de 90%.
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D'après un autre ppocédé connu, il a été possible d'obtenir des acides plus concentrés, même très concentrés, en augmentant la température en même temps que la pression, mais avec ce procédé également, la fabrication d'acides très concentrés demande plusieurs heures.
Il a été maintenant trouvé que pour la fabrication d'acide nitrique très concentré, en partant de l'acide ni- trique dilué, d'oxydes d'azote et d'oxygène, il est possi- ble de réaliser la réaction en un temps très court, même en une petite fraction de la durée de laotien qui a été nécessaire jusqu'à présent, lorsqu'on prévoit des moyens permettant de former une surface de contact entre les éléments de la réaction, aussi grande que possible. Cela peut être obtenu, par exemple, en faisant passer dans le liquide de réaction les éléments de la réaction sous forme gazeuse, c'est-à-dire l'oxygène, sous une forme extrêmement divisée, comme par exemple par l'emploi de plaques per- forées à très petits trous.
On arrive à des résultats
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également favorables lorsqu'on fait venir en contact les / finement . ,.ûcomposants liquides de la réaction sous forme/divisée avec '"4 les composants gazeux de la réaction. Ceci peut être obtenu par les moyens les plus divers qui même ne doivent fournir qu'une division suffisamment efficace de la phase liquide; par exemple, il a été trouvé avantageux d'employer une colonne remplie de petits anneaux Raschig ou bien de corps en forme de tamis ou autres, tels que ceux qui sont utilisés dans les colonnes modernes de distillation. Il est spécialement avantageux de faire passer l'oxygène à contre courant par rapport au liquide qui descend.
L'effet spécial obtenu par cette mesure doit être vraisemblablement attribué au fait que les oxydes d'azote inférieurs (N0, N2O3) sont, à cause de leur tension de vapeur plus grande, chassés avec une quantité correspondante de N2O4 de l'acide de plus haute concentration se trouvant près de l'entrée de l'oxygène et, de cette manière ils arrivent graduellement dans des k- @
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zones d'acide plus dilué où ils peuvent exercer moins leur action réductrice nuisible.
Eventuellement, on peut également combiner la mesure décrite ci-dessus de faire entrer l'oxygène sous forme aussi finement divisée que possible dans le liquide de réaction, avec le procédé décrit également ci-dessus suivant lequel les deux composants de la réaction sont amenés sous forme divisée, par exemple en faisant entrer l'oxygène par des plaques perforées ou analogues à la par- tie inférieure d'une colonne munie d'anneaux Raschig, dans laquelle le mélange acide nitrique-oxydes d'azote descend.
De bons rendements peuvent être obtenus également avec des dispositifs d'atomisation, notamment lorsque ceux- ci travaillent de telle manière que l'oxygène doive passer à travers toute une série de voiles placés l'un à la suite de l'autre. Il est avantageux cependant de sortir du per- oxyde d'azote, lequel du commencement, ne forme qu'une seule phase liquide. Autrement le dispositif d'atomisation doit travailler de telle manière que les deux phases liqui- des doivent être atomisées simultanément d'une manière durable.
Pour augmenter l'effet utile, on peut, plus parti- culièrement lorsqu'on veut travailler avec une pression aussi basse que possible, procéder de telle manière que l'on place l'un à la suite de l'autre, d'une manière connue, plusieurs systèmes de réaction.
La présente invention permet avant tout, comme dit ci-dessus, d'obtenir un acide nitrique très concentré, dans un temps beaucoup plus court que celui nécessaire dans les procédés connus. Tandis que jusqu'à présent pour la fabri- cation d'acides très concentrés, on devait compter sur une durée de réaction de plusieurs heures, le même objet est atteint suivant la présente invention en quelques minutes et même, dans des conditions favorables, en quelques
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secondes.
Comme autre avantage, on doit mentionner le fait que le présent procédé peut être réalisé par l'utilisation de moyens plus commodes et plus avantageux économiquement sans quton doive employer pour l'appareillage des parties mobiles, telles qu'agitateurs et analogues, qui occasionnent souvent des dérangements dans les appareils travaillant sous pression.
Les faibles durées de réaction permettent également un travail continu avec utilisation d'un très petit espace
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de réaotion Il en résulte un autre avantage que, dans itapne 1.(r plication du procédé, on/doit garder, â aucun moment, de ô .? fortes quantités du liquide de réaction dangereux sous une haute pression. Un mode de travail continu a déjà été plusieurs fois proposé pour la concentration d'acide ni- trique dilué? Dans la pratique, il n'a pu cependant être réalisé que par l'augmentation extrêmement forte de la vitesse de réaction suivant la présente invention.
Cette dernière offre finalement, également, l'avantage que les pertes de chaleur dans la réalisation du procédé sont si faibles qu'il n'est plus nécessaire de chauffer la chambre de réaction même lorsqu'on sort de l'acide nitrique compa- rativement concentré. Dans des cas spéciaux, on peut égale- ment utiliser des échangeurs de chaleur connus en eux-mêmes.
Exemples:
1) D'un mélange d'acide nitrique à 50% avec du peroxyde d'azote, on a obtenu à 80 et à 15 atm. de pres- sion d'oxygène sans agitation en 50 minutes un acide nitri- que à 76-78%.
D'une solution identique et dans les mêmes condi- tions de réaction, on a obtenu un acide nitrique à 95%, par l'utilisation d'une plaque perforée à petits trous pour l'admission de l'oxygène pour obtenir cette concentration, par le premier mode de travail, on devait avoir une durée de réaction de 3 1/2 à 4 heures,
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2) On s'est servi comme acide de départ d'un acide nitrique à environ 55%. La quantité de peroxyde d'azote fut mesurée de telle manière qu'elle corresponde à un excès d'environ 25% calculé d'après la quantité théo- riquement nécessaire pour la formation d'acide nitrique à 100%.
Les résultats d'expérience ont été ceux du tableau suivant :
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<tb> 1 <SEP> 2 <SEP> 3
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<tb> Pression <SEP> atmosphères <SEP> ) <SEP> :env. <SEP> : <SEP> 3 <SEP> 45 <SEP> 100
<tb>
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Température env. 35-45 80-100 :80-110
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<tb> Concentration <SEP> -de- <SEP> l' <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> : <SEP> :
<tb> acide <SEP> final <SEP> :env. <SEP> : <SEP> 85% <SEP> 95% <SEP> 97%
<tb>
<tb> Durée <SEP> de <SEP> la <SEP> réaction <SEP> :env. <SEP> : <SEP> 25 <SEP> seo.:60 <SEP> sec. <SEP> : <SEP> 60 <SEP> sec. <SEP> :
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Ces essais ont été réalisés dans des appareils en aluminium pur qui était armé en partie de fer ou d'acier inoxydable.
Revendications et Résumé.
1..Procédé pour la fabrication d'acide nitrique très concentré en partant d'eau ou d'acide nitrique dilué, d'oxydes d'azote et d'oxygène sous pression et à une tem- pérature élevée, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour obtenir une surface de contact aussi grande que possible entre les divers élements de la réaction.