BE535241A - - Google Patents

Description

  On sait qu'il est possible de dissocier l'ammoniaque gazeux en hydrogène et en azote en le faisant passer, à des températures élevées, sur des catalyseurs appropriés, mais la mise au point d'un tel procédé soulève, en particulier, des graves difficultés d'appareillage.

  
On observe, en effet une altération rapide des parties métalliques qui sont en contact avec l'ammoniac gazeux porté à température élevée.

  
Cette altération se produit également dans les zones d'entrée du gaz dans les éléments contenant le catalyseur de dissociation; il en résulte une détérioration qui gagne en profondeur et finit par intéresser toute l'épaisseur du métal qui devient alors friable, poreux et cassant. L'appareil ainsi mis hors d'usage doit être reconstruit à neuf. D'autre part, une action analogue s'exerce sur le catalyseur généralement employé. On constate un gonflement des grains pouvant provoquer des pertes de charge dans l'appareil et la détérioration rapide du catalyseur lui-même.

  
L'observation a montré qu'il s'agissait, dans.les deux cas, d'une nitruration profonde. Aussi, a-t-on proposé d'utiliser des métaux très réfractaires, riches en nickel, chrome et molybdène. On est arrivé ainsi à ralentir la détérioration des appareils, eu égard à la quantité d'ammoniaque dissocié, mais la capacité et la longévité de ces appareils restent néanmoins très limitées.

  
La présente invention a pour objet de réduire au minimum ces inconvénients et d'augmenter, dans des proportions considérables, la longé-

  
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rieure à une certaine limite; par exemple 20% NH3 à <1>5000-

  
La dite invention présente alors les caractéristiques suivantes que l'on peut mettre en pratique séparément ou en combinaison;

  
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de deux catalyseurs, le premier relativement peu actif mais insensible à la nitruration et qui permet de réduire la quantité d'ammoniaque restant dans le gaz à une faible teneur, inférieure au seuil de formation du nitrure de fer, et le second très actif et à base d'oxyde de fer activé &#65533;t ré-

  
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sur le gaz ne contenant plus qu'une faible teneur en ammoniac. Le premier catalyseur sera, de préférence, constitué par un corps réfractaire, par exemple de la porcelaine poreuse. Celle-ci peut être utilisée telle quelle ou avoir été imprégnée de petites quantités d'oxydes actifs de métaux dif-

  
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2[deg.]) on procédera à une dilution préalable du gaz ammoniac à traiter, au moyen du mélange N2 + 3H2 dissocié, cette dilution pouvant, selon l'invention, _être réalisée de façon particulièrement économique, en mettant

  
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injecteur aspirant une fraction du gaz décomposé prélevée après passage sur  les catalyseurs et après refroidissement éventuel.

  
3[deg.]) enfin, on utilisera pour l'appareillage des métaux réfractaires

  
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balt, avec des additions de chrome et de stabilisateurs tels que Mo, W, etc... Parmi les métaux connus, on peut citer les alliages R.N.C., les

  
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D'autres objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront

  
au cours de la description ci-après relative au dessin ci-jointqqui représente schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation particulier de la présente invention. 

  
Sur le dessin l'ammoniac arrivant par une canalisation 1 munie d'une vanne 2, sous une pression de 5 à 10 atmosphères, pénètre dans l'échangeur 3, qui peut être construit en acier ordinaire, et où il finit éventuel-

  
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L'ammoniac gazeux sortant de cet échangeur 3 est ensuite détendu dans l'injecteur réglable 4 et-la mise en vitesse qui se produit à la détente permet d'aspirer un important volume de mélange N2 + 3H2 froid provenant de la dissociation catalytique et prélevé sur la canalisation de sortie 5 par une tubulure 6. L'ammoniac ainsi dilué d'hydrogène et d'azote moléculaires est admis dans le tube intérieur 7, 1'échangeur 8, dont les éléments en contact avec le mélange à dissocier sont construits de préférence en métal riche en Nickel difficilement attaquable à chaud par le mélange ammoniacal, tel que l'inconel.

  
Le courant gazeux pénètre alors dans le four de catalyse 9 par

  
le serpentin 10. Pour éviter toute altération de ce serpentin, on le construit également en inconel ou en un métal analogue.

  
Pour la construction de la chambre de catalyse, 11 on peut utiliser un métal réfractaire de qualité plus courante que celui qui est employé

  
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Etant donné la température élevée régnant dans le four 9 (généralement comprise entre 750 et 900 [deg.]C) un début de dissociation de l'ammoniac

  
se produit dans le serpentin.

  
Lorsque le mélange gazeux pénètre dans la chambre de catalyse 11,

  
la dissociation est fortement accélérée par l'action de surface du catalyseur. 12 (porcelaine poreuse, par exemple). Ce catalyseur moins actif que

  
les catalyseurs au fer activé offre l'avantage d'être insensible à la nitruration.

  
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est fortement réduite (généralement inférieure à 10 ou même 5%, de sorte qu'en arrivant sur le catalyseur 13 constitué de fer réduit activé par les adjuvants habituels, la réaction de dissociation s'achève très rapidement sans qu'il y ait risque de nitruration du catalyseur.

  
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trêmement faible et voisine de l'équilibre, sort par la tubulure 14 pour

  
se rendre à l'échangeur 8. Cet élément, dans lequel circule un gaz très

  
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d'emploi. De l'échangeur 8, le gaz est ramené à l'échangeur 3 pour être évacué en 5.

  
Les éléments chauffants 15 sont disposés en plusieurs étages au tour de la chambre de catalyse. Ces éléments peuvent être chauffés soit électriquement, soit par combustion.

Claims (1)

1. RESUME.

   Perfectionnements aux procédés de dissociation catalytique de l'ammoniaque destinés à éviter la détérioration de l'appareillage et à permettre la construction aisée d'appareils de grande capacité, les dits perfectionnements étant caractérisés par les particularités suivantes, pouvant être considérées isolément ou en groupe

   1[deg.]) on utilise successivement deux catalyseurs, le premier relativement peu actif mais insensible à la nitruration et qui permet de réduire la quantité d'ammoniaque restait dans le gaz à une faible teneur inférieure au seuil de formation du nitrure de fer, et le second très actif

   et à base d'oxyde de fer activé et réduit, et agissant à plus basse température, (généralement de 450 à 600[deg.]).

   2[deg.]) le premier catalyseur est constitué par un corps réfractaire par exemple de la porcelaine poreuse et il assure, à température relative- <EMI ID=14.1>

   3[deg.]) ce premier catalyseur à base de porcelaine est utilisé tel quel ou après avoir été imprégné de petites quantités d'oxydes actifs de

   <EMI ID=15.1>

   4[deg.]) on utilise, pour la construction des parties de l'appareil dont la température est supérieure à 300[deg.]C environ et qui sont au contact d'atmosphères riches en NH3, des métaux particulièrement résistants tels que l'inconel, l'A.T.G., ou tout autre alliage résistant très riche en

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   Or, Mo, W, etc..

   5[deg.]) dès l'entrée dans les parties de l'appareil dont la température est supérieure à 300[deg.]C environ, on dilue l'ammoniaque à dissocier entrant au moyen d'une fraction du mélange déjà dissocié en N2+ 3H2.

   6[deg.]) cette dilution est réalisée par un imjecteur réglable utilisant comme force motrice la mise en vitesse du gaz NH3 à dissocier qui se produit lors de sa détente préalable.