CH89955A - Appareil pour la réalisation de synthèses chimiques exothermiques, s'accomplissant sous haute pression et à température élevée. - Google Patents

Description

  



            L'AIRLI (2UIDE   SOCIETE ANONYtIE POUR L'ETUDE    ET L'EXPLOITATION
 DES PROCEDES GEORGES CLAUDE, Paris   (France).   



   L'objet de l'invention est un appareil pour la réalisation de synthèses chimiques exothermiques, s'accomplissant sous haute pression et à température élevée, dans lequel les gaz devant   réagir sont chaudes    par les gaz ayant réagi, par leur passage dans un serpentin échangeur de température, puis dans un tube central traversant une matière   catalysante,    et dans lequel la paroi supportant la pression est isolée thermiquement de la chambre de catalyse par un espace contenant au moins un corps liquide à la température de réaction ; dans cet appareil cet espace est en outre garni d'au moins un organe solide à mauvaise conductibilité thermique et le serpentin ainsi que le tube central qui lui fait suites, sont utilisés pour le passage du courant électrique nécessaire au chauffage de l'appareil.



   On sait que, dans les enceintes où se réalisent des réactions à haute température et sous forte pression, notamment dans celles destinées à la synthèse de l'ammoniac, il est de la plus grande importance que la paroi qui doit   resister a la pression, ne    soit soumise qu'à une température assez basse pour qu'elle conserve la résistance mécanique nécessaire et qu'elle résiste en mme temps à l'action nuisible des gaz avant ou après réaction. Ceci est particulièrement important quand on opère sous les très hautes pressions de l'ordre de 400 à 2000 atmosphères, qui ont été denommées   hyperpressions.   



   Pour le but défini ci-dessus, on a déjà indiqué l'emploi   d'une    paroi à mauvaise con  ductibilité      calorin. que, constituée    par une masse liquide à la température de réaction et contenant des corps solides à l'état de poudre ou de grains destinés à immobiliser le liquide.



   Dans l'appareil suivant la présente inven  tion,    pour immobiliser la masse de la paroi isolante, on emploie au moins un corps solide, mauvais conducteur thermique, non plus a l'état de grains ou de poudre comme il est dit ci-dessus, mais par exemple sous forme   d'au    moins un tube ou d'anneaux superposés qui s'opposent également d'une manière   effi-      cace    aux mouvements du liquide et des gaz ; ces anneaux peuvent former un ou plusieurs empilages concentriques baignes par le corps liquide en question.

   De plus, dans le présent appareil, on emploie pour amener le mélange des gaz   sur la matière    catalysante, un tube place au centre de l'appareil et traversant la matière   catalysante    ; les gaz à réagir qui arrivent s'échauffent ainsi progressivement au contact des gaz chauds qui viennent de réagir. Suivant la présente invention, ce tube central sert en mme temps pour amener le courant électrique de chauffage   necessaire    à l'amorçage ou au maintien de la réaction.



   Le dessin   ci-annexe    représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dit appareil.



   La réaction s'effectue dans un tube en acier T, supposé vertical ; ce tube est séparé de   l'enveloppe intériellre T1 par Ull espaee      calorifiquement    isolant constitué par un empilage d'anneaux   A    en matière thermiquement isolante immergés dans un corps fondu, stable et peu volatil, B ; dans le cas de la synthèse de l'ammoniaque, ce corps sera par exemple un mélange de potasse et de soude caustique et les anneaux pourront tre en oxyde de fer magnétique.   L'extrémité    supérieure de   T1 est    libre pour permettre le jeu des dilatations, l'autre   extrémité,    terminée par la rondelle   R,    forme joint étanche. Le tube   T'contient à    son intérieur la matière catalysante C.



   Les gaz comprimés devant réagir arrivent à l'appareil par   B'qui    se prolonge dans l'appareil par le serpentin échangeur S, puis par le tube central t et passent ensuite par   l'ori-      fice      0    pour traverser la matière catalysante. se combiner à son contact et sortir de   l'appa-    reil par F après avoir cédé leur chaleur aux gaz arrivant. Le tube central est disposé pour servir comme   résistance    électrique de chauffage, grâce à la prise de courantPpassant à travers le joint isolant J. L'autre pôle est la masse, ce qui n'a aucun inconvénient en raison de la faiblesse du voltage nécessaire, laquelle facilite en mme temps beaucoup les conditions d'isolement du joint électrique.



   Pour éviter que la majeure partie de la chaleur due au passage du courant électrique ne se dégage dans la partie en serpentin', les spires de celui-ci peuvent tre constituées par un métal meilleur conducteur et plus épais que le reste du tube, ou bien tre   courtcirouitées    par une tige métallique soudée, ce qui toutefois a l'inconvénient d'enlever la   légère flexibilité du serpentin nécessaire    pour la dilatation et contraction du tube.

   En outre, le tube central est muni de piquants,   rappor-    tés par exemple par soudure, qui lui   per-    mettent de remplir le rôle de tige barbelée pour qu'on puisse introduire sans tassement la matière   catalysante    et   soutenir celle-ci    sans qu'elle coulisse ; la matière catalysante peut aussi tre supportée par exemple par de l'amiante. Des disques minces   D.    par exemple en   faïence ou en porcelaine, entilés    de distance en distance avant la pose des piquants, empchent tout court-circuit.



   Dans l'application de 1'appareil ci-dessus, par exemple à la synthèse de l'ammoniaque sous   hyperpression,    l'atmosphère gazeuse extremement comprimée qui remplit le tube. permet d'employer un courant électrique   particu-    lièrement   dense : grâce à    ce fait et à   l'inten-    sité du courant de gaz qui circule dans le tube central t, on peut dépenser dans celui-ci, malgré sa faible section, une puissance con  siderable, egale    ou supérieure à la puissance calorifique qui sera développée par la réaction. par exemple trois kilowatts par mètre pour un tube de   12      m/m    de diamètre.

   Le débit calorifique vers l'extérieur a donc dès le début sa pleine valeur, ainsi par conséquent que la chute de température à travers la couche thermiquement protectrice.



   L'emploi de ce dispositif présente aussi l'avantage que lorsque la paroi isolante comporte un corps fondu solide à la température ordinaire, une   chaleur intense étant dégagée    dès le début d'un bout à l'autre du tube, une pellicule liquide peut se former des le début,   d'un    bout à l'autre de la paroi protectrice et empcher des pressions locales de se développer dans cette couche, au risque de provoquer l'écrasement du tube   T1.    comme cela pourrait tre le cas avec une paroi qui resterait solide sur presque toute sa   longeur.   

Claims (1)

1. REVENDICATION : Appareil pouI la realisation dc syntlièses chimiques exothermiques, s'accomplissant sous haute pression et a température élevée, dans lequel les gaz devant réagir sont chauffés par les gaz ayant réagi, par leur passage dans un serpentin échangent', puis dans un tube-central traversant une matière cataly- sante, et dans lequel la paroi supportant la pression est isolée thermiquement de la chambre de catalyse par un espace contenant au moins un corps liquide a la température de réaction, caractérisé en ce que cet espace est en outre garni au moyen d'au moins un organe en matière solide à mauvaise conductibilité ther mique ;

   et que le tube central, ainsi que le serpentin sont utilisés pour le passage du courant électrique nécessaire au chauffage de l'appareil.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1 Appareil selon la reveendicatiou, caractérise en ce que le tube central traversant la matière catalysante est muni extérieure- ment de piquants pour supporter cette dernière, ainsi que de disques isolants.

   2 Appareil selon la revendication, caractérise en ce que l'organe de garniture est un tube.

   3 Appareil selon la revendication, caractérise en ce que la garniture est faite au moyen d'un empilage d'organes en forme d'anneaux.

   4 Appareil selon la revendication, pour la synthèse de l'ammoniaque, caractérisé en ce que le liquide isolant est formé d'un mélange de potasse et de soude fondues, la matière solide dont se compose l'organe de garniture, étant de l'oxyde magnétique de fer.