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PROCEDE ET APPAREIL POUR L'EXECUTION DE FACTIONS CATALYTIQUES"
L'invention est relative à des perfectionnements'apportés aux procédés et appareils pour l'exécution de réactions catalyti- ques, entre autres pour la production des dérivés de l'acétylène, tels que :
acétaldéhyde, alcool éthyliqus, paraldéhyde, métal- déhyde, acide acétique, éther sulfurique, acétate d'éthyle, etc.. ces perfectionnements permettant notamment de supprimer les pertes de Matières chimique intervenant dans les réactions, de réduire l'usure, à considérer comme étant négligeable, des catalysants, et d'augmenter la vitesse des gaz réactifs et la
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concentration des liqueurs obtenues, en réalisant U11 cycle de fabrication particulièrement GCOflOml(-!u8, avec un r:Jil(1.8,,3nt effectif plus élevé que celui obtenu jusqu'à présent.
L'invention couverte i1o"liail1JJlent un appareil c5:.±é ,l j"uc.oi" dans lequel l'agent catalyseur, dont l'aire, la nature zut le vOlU,:16 .J.. At e .Jéi ri ;5s , t.., Gll , J 1=e cc x ,s 1.i i a , i> i,c ;1 e s , peuvent s'tre varies, est dispose couc.s successives, cpacsea, supportées par dus supports )eri1^.2.J¯2 c.,yl"01Jr1 N, par C.Cei.li.8 en toile de platine couverte par <41eetrolyse de noir de platine ou de palladium, qui forment chacune un él;41,izi-it le catalyse et dont le noubre et la position relative peuvent être r .\..:
:;0 àr façori à réaliser les .J16noü;f;il6s cle catalysa dans les conditions les pluH favorables dans clio-que cas particulier, notai.Ment e11 influençant l'aire des catalysants, ainsi que le volui-ie et la derlsité des cônes de projection des gaz et des liquides frayer-* zant, en contre-courant, le-3 couches successives d'agents cataly- seur6.
Suivant l'invention, on peut i..s.CO.îyJFl.¯ile la réaction cnLji- que d'une électrolyse du liquide se trouvant dans l'a,,y:;.reil cata- lysour, cette électrolyse, et 1l0t.tlJl.lÓllt le dVt;lOA),.)Oi<111t d'nydro- gène résultant de, celle"ci, ayant pour 61'1'6 t ü' C-1C;C '..(. I'(3r et ci' s."él iorer 1< rend-ouent <,tu tr"j t."JI.l61,t cat.lytidueo D'autres particularibés et avantages de l'invontion ressorti- ront de la description donnée ci-après, avec référence aux de ssirls achÓ1úatilJ.ues annexes, de certains e.i8t.iileii C1.'.'. réalisation de l'in- vention, concernant spécialement la préparation de arrives do l'acétylène.
Ds.ns ces dessins : Fig. l montre un scheua d'installation d'E:ns6;JJle; Fi. 2 est une vue e11 coupe d'un catalyseur svivieit l'inven-
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tion;
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Piu. 3 est une vue en coupe suivant li, li me IIIIII de '1; 2, et Fiég. 4 est une vue en coupe d'un catalyseur avec 41ecti"olyaeo
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Dans ses grandes lignes, la préparation catalytique, notam- ment d'acétaldéhyde en partant (l'acétylène, s'effectue comme suit.
Le gaz d'acétylène, obtenu dans le générateur A par l'action d'eau sur le carbure de calcium, est amené, sous l'action de la force de propension naturelle et à l'abri de l'air, dans le catalyseur 0, après avoir traverse l'épurateur B. L'acide s'écoule d'un réservoir
D d'un système régulateur du débit de l'acide pouvant remplir partiellement ou totalement l'appareil dès le début ou au cours de l'opération) dans le catalyseur, encontre-*courant par rapport à l'acéthylène, dont lapartie qui n'a pas réagi retourne dans le circuit d'alimentation.
L'acide est récupéré dans un récipient E, tandis que les produits résultant de la réaction traversent le rectificateur F, le produit final, en l'occurrence l'acétaldéhyde, étant recueilli dans le réservoir G ou analogue.
Le catalyseur est établi sous la forme d'une colonne étanche comportant un corps 1, par exemple en fonte ou tôle émaillée, ou recouverte d'une autre couche protectrice, dans lequel la matière catalysante, dont l'aire, la nature et le volume peuvent être variés, est disposée en couches successives espacées, formant chacune un élément de catalyse 2. Chaque élément de catalyse est supporté par un support perméable approprié, comportant par exem- ple une ou deux toiles 3, 4 en trame et chaîne de platine'(ou demétal platiné) couvert par électrolyse de noir de platine ou de palladium ou d'une autre matière appropriée.
Les toiles 3, 4 sont serties entre les bagues de pression 5, 6, 7 en matière chimiquement inerte, la quantité voulue de matière catalysante étant placée dans l'espace ainsi délimité. Cette matière cataly- santé est constituée de platine, soit en fils, en copeaux, etc.., recouvert par électrolyse de noir de platire ou de palladium, ou autres Matières possédant les propriétés requises.
Les bagues 5,6 et éventuellement la bague 7 sont Munies d'oreilles ou projections 8, au nombre de huit dans l'exemple
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illustre, qui s'engagent dans des rainure longitudinales 9 de forme correspondante, prévuesdans la face intérieure du corps 1.
Ces oreilles et rainures ont par croupis une section carrée, serai- circulaire, en queue d'aronde, etc.., et permettent le coulissa-
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lil611t aes 1;¯ieutN de catalyse ci uN la colonno. 18 ré:2l<J.ce de la position de,.,) divers éléments t leur lX:.Í1:
tien ,iii place peut être réalisé à l'aide de tous noyons mécaniques appropriés comportant des supports mobiles pour ces éléments, par exemple des pièces intercalaires de longueur variable, des tiges à broches ou clavet- tes à position réglable, des vis sansfin à pas différents, etc..,
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tous ces Moyens étant établis en hiatiëre chimquenient inopérante et inattaquable.
De cette u.anièrG, oii peut faire varier le nombre d'uleuenta de catalyse et/ou régler leur position relative, de façon à favo- riser les 1J1lîotaG'tiU de catalyse dans les divers traitements qui peuvent être effectues à l'aide de l'appareil suivant l'invention, notamment par l'accroissement de l'aire des catalysants, 1W r le réglage de la vitesse des saz, et pr.xr 1< variation du volume et de la densité dos cônes le projection des Gaz et es liqueurs.
Afin d6 permettre la iiàse on place, 10. v:i.si te et l'entretien. des divers organes intérieurs, le corps 1 du catalyseur est sectionné lon;ituclüx-Nle.¯eut en deux parties 10, 11 assemblées par des cllaniiérei 12 et des boulons 13 ou 8.lkÙO:Sû6S, et pourvues de moyens de calfeutrage assurant l'ét9.nch'ité cle.l'en3euble.
Une tête ou chapeau 14 et une sole ou semelle 15 sont montés herJi1stiqueuent, par exeuple par vissage, sur le corps du cata- lyseur.
Les gaz d'acétylène sont introduits par le tuyau 16, avants.- geuseuent muni d'un diffuseur 17, et traversent les couches succes-
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sives d'agents catalyseurs, tandis que l'acide, par 6-c6I.lple de l'acide nitrique ou sulfurique, contenu dans un réservoir 18 et présentant la concentration voulue, pénètre par le tuyau 19 et
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peut être réparti, par arrosage plus ou moins intense à l'aide du dispositif 20, commandé en 21. L'acide humecte successivement les diverses couches de catalyseurs.
L'excès d'acétylène s'échappe par le tuyau 22 et est ramené dans le conduit principal 16, ali- mentant le catalyseur, ce qui permet d'utiliser efficacement toute la production d'acétylène pour la réaction catalyticlue. L'acide et les liqueurs de, transformation de l'acétylène sont évacués par le conduit 23, l'acide étant récupéré d'une manière intégrale dans le récipient E (Fig. 1), tandis que les dites liqueurs sont amendes dans le rectificateur F, à la sortie duquel le produit final, par exemple l'acétaldéhyde, est recueilli.
.Suivant l'invention, le catalyseur à éléments réglables ou non, peut être pourvu d'un système d'électrolyse comportant une source 24 de courant continu qui est contrôlée par un rhéostat
25 et dont le pôle positif est relié à l'anode 26, en métal inattaquable, plongeant dans la masse liquide, tandis que le pôle négatif 27 est connecté aux. éléments de catalyse 2 (Fig. 4).
L'électrolyse de la solution présente sur ceux-ci et dans le corps du catalyseur, produit un dégagement d'hydrogène qui accélère la réaction, permet d'obtenir des liqueurs plus riches et améliore le rendement économique.
Pour permettre la séparation da l'oxygène, se dégageant à.
1'anode 26, celle-ci est placée dans une chambre 28 entourant l'armature 29 qui supporte les éléments de catalyse, l'oxygène étant évacué par le conduit 30. Cette armature, qui comporte dans ce cas les moyens, de guidage et de réglage des éléments de cata- lyse, peut être suspendue au couvercle 3l du catalyseur. Pour ne pas entraver les mouvements des éléments de catalyse, leur liaison au pôle négatif de la source de courant peut être réalisée à l'aide de moyens extensibles.
Leprocédéet l'appareil suivant l'invention permettent d'obtenir une production rationnelle, entre autres, des divers
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dérivés de l'acétylène, le produit résultant d'une réaction catalytique pouvant servir de matière de départ pour la production d'un
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autre dorivé de l'acctylène, par une opération ultérieure effectuée dans le même ou un autre appareil, avec ou sans application de l'électrolyse et en utilisant un acide approprié.
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Ainsi, par exemple, un traitehient catalytique i:Jt1.l'.1S électro.. lyse, on partant rl'ao!,téÜdrSl1yde, permet d'obtenir du paraldéhyde ou du 1étaldÓhyde, selon les conditions de travail.
Par ailleurs, de l'alcool ethylique rulter:'. el' un tra-iteiùont catalytique, avec électrolyse, de l'aoétaldéhydo.
Il convient encore de noter que divers C.?"flv ü ;::UCC83<Jifs de l'acétylène pourraient être produits ':.1..1X :1': iGilt; d¯e catalyse' successifs d'un 1;J'3Je catalyseur, nota LIent selon la présence plus ou moins abondante d'hydrogène. Ces divers produits peuvent être sépara (le la solution acide, par affiliation.
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lri:aaleL16nt, il importe encore de noter '-lul3 le yu:.ïdlCC'ljClC et l'alcool éthylique, pouvant être i'a,'1>ritiué>s d'une manière écono- mique selon l'invention, forment, en iù;1 la,< >j ,.Le proportions conve- nables, un excellent carburant de r011.Jhèce,.lellt pour l' e8uenee de pétrole.
Le 7a.rU.lcieiJcie peut é:;0.1e"ÍGllt âtre J.lh'!lb8 à des hydrocarbures liquides, ou à des hydrocarbures liquides et à l'alcool, pour fonder des mélanges tertiaires, quaternaires, etc...
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---------------- L'invention e Jt relative à des perfectioljnements apportés aux procèdes et appareils pour l'exécution de réactions catalyti-
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tiques, specialehient pour la production de dérives de l'acétylène, et couporte essentiellement los particularités ci-après, prise a 8!:}aréwent ou en combinai a on :
1 ) un appareil catalyseur comportant des couches successives espacées de Matières catalysantes, supportées par des supporta perméables appropriés, par exemple en toile de platine platiné,
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qui foraient chacune un élément de catalyse et dont le nombre et la position relative peuvent être réglés à volonté;
2 ) un appareil catalyseur comportant des couches successives de matières catalysantes composées de platine en fils, copeaux, etc.., couvert par électrolyse de noir de platine ou de palladium, fondant chacune un élément de catalyse, insérées entre des toiles en platine elles-mêmes couvertes par électrolyse de noir de pla- tine ou de palladium, espacées, qui sont montées à, coulissement dans le corps du catalyseur et dont le nombre et la, position relative peuvent être réglés à volonté ;
3 ) chaque élément de catalyse est serti entre des bagues de serrage et espacé par une bague intercalaire, une au moins de ces bagues, qui sont établies en matière inerte,étant pourvue d'oreilles ou projections qui s'engagent dans des rainures longi- tudinales de forme correspondante formées dans la face intérieure du corps du catalyseur;
4 ) la position des éléments de catalyse peut être réglée par des moyens mécaniques supportant ces éléments de catalyse, tels que pièces intercalaires, tiges à broches ou clavettes, vis sans fin, etc.., établis en ébonite ou analogues,
50) le corps du catalyseur est sectionné longitudinalement en deux parties assemblées hermétiquement par charnièreset bou" lons ou analogues, un couvercle et une sole, comportant les conduits d'amenée des substances réactives et d'évacuation des liqueurs de transformation, étant montés hermétiquement sur ce. corps, par exem- ple par vissage;
6 ) procédé de réactions catalytiques suivant le 2 , au moyen de toile de,. platine couverte par électrolyse de noir de platine ou de palladium, accompagnées d'une usure négligeable du catalyseur, sans perte de produits et permettant l'obtention au premier stade de produit définitif, sans passer par une fabrication intermédiaire, comme par exemple l'obtention directe d'alcool
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éthylique en partant d'acétylène; 70) procède de réalisation de réactions catalytiques, avec application de l'électrolyse des liquides présents sur les éléments de catalyse et dans le corps du catalyseur;
8 ) un catalyseur muni d'un système d'électrolyse comportant une source de courant continu, contrôlée par un rhéostat, dont le pôle négatif est relié aux éléments de catalyse et le pôle positif à une électrode plongeant dans le liquide contenu dans le cataly- seur;
9 ) un catalyseur dans lequelleséléments de catalyse sont agencés dans un support suspendu au couvercle du catalyseur, l'anode étant disposée dans une chambre entourant le dit support, un conduit pour 1'évacuation de l'oxygène dégagé étant prévu à. la partie supérieure de la dite chambre;
10 ) un carburant formé par du paraldéhyde mélangé, en proportions convenables, avec de l'alcool éthylique ou des hydro- carbures liquides.