FR2543938A1 - Procede de production d'acide sulfurique par la methode de contact - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de production d'acide sulfurique en mettant en contact de l'air. de l'anhydride sulfureux et de l'anhydride sulfurique. Le procédé est rois en couvre dans une installation comprenant des unités de contact gaz-acide sulfurique équipées de divers éléments tels que distributeur d'acide 10D, suppresseur de brouillard 10E et échangeurs de chaleur 10G. Les éléments sont réalisés en un acier austénitique à forte teneur en silicium. Le procédé comprend plusieurs étapes de contact. Application . technique de production d'acide sulfurique avec des éléments protégés.

Description

L'invention concerne un appareil et un procédé de production d'acide

sulfurique, et plus particulièrement

un appareil réalisé en acier inoxydable austénitique.

L'acide sulfurique est normalement produit par combustion de soufre élémentaire dans de l'air précédemment séché pour produire de l'anhydride sulfureux à partir duquel de l'anhydride sulfurique est formé et absorbé dans de l'acide sulfurique concentré o il réagit avec l'eau pour former de l'acide sulfurique supplémentaire Il existe un procédé similaire de production d'acide sulfurique à partir de gaz métallurgiques, procédé dans lequel un gaz contenant de l'anhydride sulfureux est déshydraté et l'anhydride sulfureux est transformé en anhydride sulfurique Le procédé se déroule ensuite comme indiqué précédemment Ces

deux procédés comprennent le passage de l'anhydride sulfu-

reux à l'anhydride sulfurique, par oxydation, suivi

d'une absorption dans l'acide sulfurique Ceci est généra-

lement connu sous le nom de procédé de contact pour la

production d'acide sulfurique.

Certaines opérations importantes portant sur 1 'acide sulfurique en cours de production sont la déshydratation, l'absorption et le refroidissement Les forces de l'acide sulfurique au cours de ces opérations sont de l'ordre

de 93 %-99,5 % La température de ces acides forts ou concen-

très est généralement de l'ordre de 40 'C-115 'C.

L'acide sulfurique concentré est corrosif pour la plupart des métaux, en particulier dans la partie haute

de la plage de température (> 100 'C), et il est très souhai-

table que la totalité des éléments du système de production

d'acide sulfurique tels que les tours de contact, les échan-

geurs de chaleur, les tuyauteries, les vannes, les pompes, les distributeurs et autres, entrant en contact avec l'acide sulfurique, soient réalisés en matériaux résistant à la

corrosion A l'heure actuelle, de tels systèmes sont réali-

sés en fonte, en brique, en diverses matières plastiques et en matières non métalliques, ainsi qu'en divers alliages très coûteux, résistant à la corrosion Ces matières ne donnent cependant pas totalement satisfaction Par exemple, une brique anti-acide ne peut être fabriquée que dans des formes particulières, peut gonfler lors d'une exposition prolongée à l'acide sulfurique concentré et exige, pour son installation, des mortiers et un travail coûteux De plus, l'attaque de la coque d'acier au carbone

disposée au-dessous des briques peut produire une sulfata-

tion qui peut provoquer une rupture de la coque et/ou des briques Les éléments métalliques utilisés présentent des vitesses de corrosion élevées et, à moins qu'ils ne fassent l'objet d'une protection spéciale ou d'un alliage très

important, leur durée de vie en service est limitée.

Les matières hautement alliées et les fontes sont

également limitées par des facteurs d'aptitude à la fabri-

cation, qui imposent des limitations à la conception des installations et ont pour résultat l'utilisation d'un plus grand nombre de brides, de raccords, ainsi qu'un coût plus

élevé et davantage de zones de risque de fuite.

En ce qui concerne la récupération de l'énergie,

les niveaux de température auxquels les vitesses de corro-

sion sont acceptables, sont relativement bas, ce qui rend très difficile la récupération des grandes quantités de chaleur perdue dans les systèmes de refroidissement de l'acide sulfurique Le transport classique de l'énergie dans une installation de production d'acide sulfurique s'effectue

sous forme de vapeur d'eau qui, même aux plus basses pres-

sions utilisées, est à une température supérieure à 115 'C c'est-à-dire la température la plus élevée, actuellement

tolérable pour l'acide concentré.

Une technique qui s'est développée au cours de la dernière décennie et qui vise à réduire la corrosion est l'utilisation d'une protection anodique avec des matières

pouvant faire l'objet d'une protection électrochimique.

Des échangeurs de chaleur pour acide sulfurique, qui entrent

pour une part importante dans le coût des sytèmes de pro-

duction d'acide, sont actuellement normalement fabriqués en acier inoxydable austénitique de la série 300 ( 18 % de Cr, 8 % de Ni) La résistance à la corrosion de ces aciers est assurée par une pellicule d'oxyde et, en l'absence d'une protection anodique, ils ne peuvent être utilisés qu'à des températures très réduites, par exemple de l'ordre de 55-65 C dans de l'acide à 98 % Au-dessus de cette température, en présence de turbulence, il apparaît une corrosion importante qui peut détruire totalement l'équi- pement en quelques mois Il est apparu que la production électrochimique de la pellicule d'oxyde par l'utilisation

d'une protection anodique réduit sensiblement cette corro-

sion et les aciers inoxydables actuels peuvent à présent être utilisés à des températures de l'acide s'élevant à

1200 C-1250 C.

Les aciers inoxydables font partie d'une série d'alliages basés sur le fer, avec généralement au moins

12 % de Cr pour leur conférer une résistance à la corrosion.

L'addition de nickel à l'alliage fer/chrome modifie la structure cristalline en la faisant passer d'une structure cubique centrée à une structure cubique à faces centrées, et la phase résultante est appelée austénite Cette famille de matières basées sur Fe, Cr et Ni constitue les aciers

inoxydables austénitiques.

Des efforts importants ont porté sur l'extension du domaine possible d'application des alliages austénitiques dans des systèmes travaillant sur des acides forts (> 90 %) à haute température On a étudié à cet effet divers éléments d'alliage normalement-utiles tels que le molybdène, le nickel, le cuivre et le chrome Il est également possible d'accroître la teneur en silicium, mais on n'obtient qu'une amélioration négligeable, voire pas d'amélioration, de la

résistance à la corrosion dans de l'acide sulfurique concen-

tré, et cet accroissement de la teneur en silicium n'est généralement pas utile dans l'industrie, car le matériau allié de silicium est beaucoup plus difficile à produire

et est donc beaucoup plus coûteux.

Il est connu que des aciers inoxydables contenant 4 % de silicium présentent une résistance à la corrosion acceptable vis-à-vis de l'acide sulfurique à 98 %, à des températures modérées (environ 80 'C), bien que le comportement ne soit pas très différent de celui des aciers xinoxydables austénitiques normaux, ne contenant pas de

silicium Avec les coûts supplémentaires associés à l'addi-

tion de silicium et à l'addition supplémentaire compen-

satoire de nickel pour maintenir la structure austénitique, on n'a donc pas utilisé de tels alliages dans cette applica- tion. On a également essayé des alliages contenant du silicium dans des milieux contenant de l'acide sulfurique dilué et il est apparu que ces alliages présentaient des niveaux de corrosion inacceptables Ils n'ont donc pas été

davantage utilisés dans ce domaine.

Dans leur secteur principal d'utilisation, les aciers inoxydables austénitiques contenant jusqu'à 5,3 % de silicium sont utilisés avec succès dans la production d'acide nitrique concentré, en particulier d'acide de l'ordre de 98 %-100 %, o la résistance à la corrosion

des qualités classiques d'acier, ne contenant pas de sili-

cium, devient inopérante Dans ce cas, l'accroissement de la teneur en silicium aide à réduire la corrosion, bien qu'aucun effet important du niveau de silicium ne soit noté. L'addition de silicium à des aciers inoxydables austénitiques produit un effet notable sur la structure de l'alliage obtenu et exige des modifications des teneurs d'autres éléments d'alliage tels que le nickel qui doit être augmentée pour maintenir la nature austénitique de

l'alliage De plus, l'aptitude au façonnage et à la fabri-

cation du matériau est également compromise par un accroissement de la teneur en silicium, ce qui rend coûteux l'alliage contenant beaucoup de silicium, par rapport aux alliages moins riches Jusqu'au niveau classique de

4 % de silicium, l'amélioration du comportement est suffi-

sante, dans certains milieux contenant de l'acide nitrique, pour justifier le coût supplémentaire, mais il n'en est

pas de même dans le cas de l'acide sulfurique concentré.

On a découvert de façon surprenante que des aciers inoxydables austénitiques ayant une teneur relativement élevée en silicium ont une résistance à la corrosion par 254393 e l'acide sulfurique concentré chaud beaucoup plus grande que celle des aciers inoxydables austénitiques normaux tels que les aciers 304 et 316 de la série 300, ou que celle des qualités à teneur normale en silicium, ayant jusqu'à 4 % de Si De plus, à la différence de tous les

aciers inoxydables austénitiques fortement alliés, mén-

tionnés précédemment et ayant des teneurs supérieures en chrome, en nickel ou en molybdène, ces aciers inoxydables à forte teneur en silicium peuvent également être adaptés

à une protection anodique.

On a en outre trouvé que de l'acide sulfurique

concentré pouvait être produit à des températures très supé-

rieures à celles qu'il était possible d'atteindre jusqu'à présent avec une corrosion acceptable i L'invention concerne donc un appareil de production d'acide sulfurique par le procédé de contact, du type

comprenant au moins une unité de contact gaz-acide sulfuri-

que concentré et un échangeur de chaleur pour acide sulfu-

rique, caractérisé en ce que ladite unité de contact et/ou l'échangeur de chaleur sont réalisés en acier austénitique

contenant 4,6 % à 5,8 % de silicium.

L'expression "unité de contact gaz-acide sulfuri-

que concentré" désigne une tour de déshydratation de l'acide sulfurique dans laquelle l'eau présente dans l'air et dans l'anhydride sulfureux utilisé dans le procédé de contact est éliminée, et/ou une tour d'absorption d'acide sulfurique dans laquelle on produit de l'acide sulfurique

concentré par absorption d'anhydride sulfurique.

Les tours de déshydratation et les tours d'absorption sont généralement équipées de distributeurs d'acide et de suppresseurs de brouillard Certaines installations utilisant le procédé de contact, à savoir les installations dites "à procédé par voie humide", n'utilisent pas de

tour de déshydratation.

Une installation typique à procédé de contact

demande également, en plus d'une ou plusieurs tours -

de déshydratation et d'absorption et d'un échangeur de chaleur, un système de circulation d'acide comprenant des citernes ou des réservoirs de pompage, des paq Des à acide et un ensemble de tuyauteries et de vannes Dans de tels systèmes antérieurs, la citerne de pompage est réalisée généralement en acier au carbone et comporte un garnissage de briques résistant à l'acide, destiné à atténuer la corrosion par l'acide chaud La pompe est généralement réalisée en alliage coûteux, résistant à la corrosion, le distributeur d'acide et l'ensemble de tuyauteries et de vannes sont réalisés en fonte, et le suppresseur de brouillard est constitué d'une ossature en acier inoxydable portant des éléments en fibres de verre Cependant, on a découvert à présent qu'un tel système, réalisé en acier austénitique à teneur relativement élevée en silicium,

possède une plus grande résistance à la corrosion.

En outre, étant donné que les dispositifs de suppression de brouillard se présentent généralement sous

la forme de tamis, de chandelles ou de panneaux, l'utilisa-

tion d'un châssis ou d'une ossature en acier austénitique à forte teneur en silicium permet d'alléger les dispositifs anti-brouillard et de tolérer des températures plus élevées dans les tours

Les distributeurs antérieurs comprennent générale-

ment des tronçons de tube en fonte, à parois épaisses équipées de raccord à brides boulonnés et de chapeaux extrêmes vissés, les tuyaux présentant des trous équipés de buses en polytétrafluoréthylène afin de réduire la

corrosion par l'acide à travers les orifices Un distribu-

teur réalisé en acier austénitique à forte teneur en sili-

cium constitue une variante entièrement soudée, avec ou sans buse rapportée en polytétrafluoréthylène Ceci permet de simplifier et d'alléger la construction et de travailler

à des températures plus élevées.

L'invention concerne donc également un appareil de production d'acide sulfurique par le procédé de contact du type comprenant:

(a) au moins une unité de contact gaz-acide sulfu-

rique concentré; 254393 t (b) un suppresseur de brouillard disposé dans l'unité de contact gaz-acide sulfurique concentré (c) un distributeur d'acide disposé dans l'unité de contact; (d) un échangeur-de chaleur pour acide sulfurique

et un système de circulation d'acide au moyen du-

quel de l'acide est mis en circulation vers l'unité de contact et l'échangeur de chaleur; comprenant (e) un réservoir de pompage; (f) une pompe à acide;D'et (g) un ensemble de tuyauteries et de vannes pour acide; caractérisé en ce qu'un ou plusieurs des éléments

(a) à (g), inclus, sont formés d'un acier austé-

nitique contenant 4,6 % à 5,8 % de silicium.

De préférence, tous les éléments (a) à (g), inclus, sont constitués dudit acier austénitique Dans une forme plus particulièrement préférée, en outre, un ou plusieurs des éléments choisis parmi l'échangeur de chaleur (d), le réservoir de pompage (e), la pompe (f) et l'ensemble de tuyauteries et de vannes pour acide (g), de l'appareil sont équipés de moyens de protection anodique De préférence, tous les éléments (d) à (g), inclus, présentent des moyens

de protection anodique.

L'invention concerne également des éléments par-

ticuliers d'une installation de production d'acide sulfu-

rique, choisis dans le groupe comprenant une tour de déshydratation, une tour d'absorption, un suppresseur de brouillard associé à la tour de déshydratation ou à la tour d'absorption, un distributeur d'acide de la tour de déshydratation ou d'absorption, un échangeur de chaleur, un réservoir de pompage à acide sulfurique, une pompe à acide sulfurique, et un ensemble de tuyauteries et de vannes pour acide sulfurique, caractérisés en ce que chaque élément est réalisé en acier austénitique contenant 4,6 %

à 5,8 % de silicium.

Comme mentionné précédemment, l'expression "acier austénitique" utilisée dans le présent mémoire désigne 254393 e un acier contenant Fe, Ni et Cr dans des proportions

telles que l'acier est dans l'état austénitique Plus par-

ticulièrement, l'acier austénitique utilisé dans la mise en oeuvre de l'invention comprend Fe, Cr, Ni et Si Il convient également de noter que l'acier austénitique utilisé dans la présente invention peut comprendre, en outre, d'autres éléments tels que, par exemple, Mn pour

améliorer la stabilisation austénitique, et d'autres élé-

ments tels que des agents d'alliage, sans nuire à l'utilité

de l'invention.

Il n'est pas nécessaire que la totalité de chaque élément particulier soit constituée de l'acier austénitique utilisé dans la présente invention Il convient cependant de noter qu'il est très souhaitable que toutes les parties

de l'élément en contact avec l'acide sulfurique, en particu-

lier avec de l'acide concentré et chaud, à l'état de liquide ou de vapeur, soient réalisées dans cet acier

austénitique Par conséquent, selon l'invention, les élé-

ments sont constitués, en totalité ou en partie, de cet

acier austénitique.

L'acier austénitique utilisé dans la mise en oeuvre

de l'invention contient de préférence 5,0 % à 5,6 % de Si.

De façon plus préférable, l'acier a pour composition 17,5 % de Ni, 17,5 % de Cr, 5,3 % de Si, moins de 0,015 % de

C, le reste étant constitué sensiblement de Fe.

Comme mentionné brièvement plus haut, on a à présent découvert que l'acide sulfurique concentré pouvait être

produit à des températures très supérieures à celles uti-

lisées jusqu'à présent, avec des vitesses de corrosion acceptables Ainsi, une absorption peut être pratiquée à une température de l'ordre de 120180 C, à comparer à la plage de 60-120 a C dans laquelle s'effectuent les opérations

classiques, sans corrosion excessive.

Par conséquent, l'invention concerne également un procédé de production d'acide sulfurique par contact du type contenant les étapes qui consistent à faire passer

de l'air, de l'anhydride sulfureux, de l'anhydride sulfu-

rique ou des mélanges de ces matières dans une ou plusieurs 254393 t unités A de contact gaz-acide sulfurique concentré, ladite

unité pouvant être équipée, facultativement, d'un suppres-

seur B de brouillard et d'un distributeur C d'acide, à

faire passer de l'acide sulfurique concentré dans un échan-

geur de chaleur B; et à faire circuler l'acide sulfurique vers ladite unité de contact d'échangeur de chaleur par

un système de circulation comprenant un réservoir E de pom-

page, une pompe à acide F, et un ensemble G de tuyauteries et de vannes, le procédé étant caractérisé en ce-qu'un ou plusieurs des éléments-A à G, inclus, sont constitués, en totalité ou en partie, d'un acier austénitique contenant

4,6 % à 5,8 % de silicium.

L'invention concerne également un procédé tel que

défini ci-dessus, dans lequel un ou plusieurs, et de pré-

férence la totalité desdits éléments choisis parmi l'échan-

geur de chaleur (B), le réservoir (E) de pcmpage, la pompe (F) à acide et l'ensemble (G) à tuyauteries et vannes font l'objet

d'une protection anodique.

Selon une caractéristique préférée, la températures

de l'acide sulfurique en circulation, entrant dans l'échan-

geur de chaleur, est de l'ordre de 1200 C-1800 C, et de préférence de l'ordre de 150 'C-1700 C. On peut donc voir aisément qu'une installation et un procédé conformes à l'invention peuvent être mis en

oeuvre à des températures classiques, ce qui a pour résul-

tat une diminution importante de la corrosion, ou bien peuvent être mis en oeuvre à des températures élevées, ce qui a pour effet d'améliorer la récupération d'énergie avec une corrosion acceptable L'avantage offert par l'une ou l'autre de ces deux options est encore plus grand si

une protection anodique-est prévue.

L'invention concerne également un appareil et un

procédé de concentration de l'acide sulfurique.

L'acide sulfurique est normalement concentré par élimination de l'eau par ébullition Un procédé consiste à appliquer directement, par chauffe au mazout, de la chaleur à une cuve de concentration se présentant sous la forme d'une chaudière en fonte contenant l'acide et équipée 254393 t d'un agitateur en fonte au silicium L'acide est introduit dans la chaudière en provenance d'une colonne garnie et lorsqu'il est concentré, il s'écoule par trop-plein à travers des refroidisseurs d'acide vers des réservoirs de stockage ou de pompage La charge est constituée générale- ment d'acide résiduel ou contaminé, à 70 %, qui est concentré à environ 96 % La température normale de travail

est, par exemple, de 290 'C pour l'acide, ce qui peut corres-

pondre à des températures des parois de la chaudière de

l'ordre de 3500 C et plus, suivant le mode de chauffage.

L'inconvénient principal d'un tel dispositif concentrateur est la corrosion et la fissuration de la chaudière Une protection anodique peut être appliquée, le cas échéant,

pour prolonger la durée de vie de la chaudière.

Un autre système utilisé pour concentrer l'acide comprend une cuve de concentration se présentant sous la forme d'un ballon réalisé en acier doux à revêtement de plomb, comportant un garnissage intérieur en briques La concentration est obtenue par contact à contre-courant avec un gaz chaude d'une température de 600-6750 C, appliqué sur et dans l'acide La charge d'acide est constituée généralement d'acide à 70 t et elle sort du ballon sous forme d'un acide à 93 %, à une température de 230 'C L'acide chaud produit est généralement utilisé pour le préchauffage de l'acide de charge, au moyen d'un échangeur de chaleur au tantale Le ballon de concentration donne généralement satisfaction, mais il est coûteux et sujet à une érosion/ corrosion du garnissage de briques Il manque en général d'efficacité et il peut poser des problèmes avec un effluent

gazeux contaminé.

Un autre procédé de concentration de l'acide

sulfurique consiste à réaliser une ébullition par intro-

duction d'un élément chauffant, contenant généralement des tubes de chaudière au tantale, à l'intérieur de la cuve de concentration utilisée pour faire bouillir le liquide Il est apparu que l'acide sulfurique attaquait généralement

le tantaleà une température dépassant 1900 C Par consé-

quent, l'acide sulfurique doit être concentré à une 254393 t température telle que la température superficielle des tubes de tantale soit inférieure à 190 'C, et cette limitation de température nécessite une réduction importante de la pression dans l'évaporateur Du fait de la pression réduite établie dans l'évaporateur, un dispositif complexe à vide est utilisé pour condenser l'eau dégagée de l'acide par ébullition Le dispositif à vide comprend habituellement un injecteur de vapeur d'eau destiné à élever suffisamment la pression pour condenser la vapeur d'eau Les coûts d'in-' vestissement et de travail à la vapeur d'eau du système à vide et des tubes de chauffage au tantale sont élevés, en particulier dans des usines mises en oeuvre pour produire de l'acide à forte concentration, par exemple de l'acide

sulfurique à 96 %.

L'invention a donc pour objet un appareil et un procédé de concentration de l'acide sulfurique dans un concentrateur, conçus de manière à réduire la maintenance due au problème de corrosion et à permettre l'obtention

de températures de travail supérieures à celles utilisées jusqu'à -

présent pour que de l'acide de force plus élevée puisse être produit Dans son aspect le plus large, l'invention concerne un appareil de concentration de l'acide sulfurique à partir d'une force de 85 %, de préférence de l'acide à

%, du type comprenant une cuve de concentration, l'appa-

reil étant caractérisé en ce que la cuve de concentration est formée en totalité ou en partie d'un acier austénitique contenant 4,6 % à 5,8 % de silicium L'expression 'cuve de concentration" désigne une chaudière, un ballon, une cuve d'évaporateur sous vide, ou autre élément dans lequel de l'acide sulfurique, placé dans la cuve, est chauffé directement ou indirectement, par une flamme directe, un serpentin chauffant ou un conduit de vapeur d'eau chemisé, ou encore par un élément chauffant électrique, un échangeur

de chaleur ou au moyen d'une boucle à thermosiphon.

Il convient de noter que l'appareil-selon l'inven-

tion peut également être utilisé dans des installations de concentration d'acide dans lesquelles l'acide de charge est d'une force inférieure à 85 %, généralement de 70 %, 254393 t l'acide-étant alors concentré au préalable à une force de 85 %, de préférence 90 %, avant d'entrer encontact

avec l'acier austénitique de la cuve de concentration.

La charge d'acide sulfurique est généralement préchauffée dans des dispositifs de concentration d'acide. De préférence, l'acier austénitique contient 5,0 % de Si

à 5,6 % de Si De façon plus préférable, l'acier austéni-

tique a pour composition 17,5 % de Ni, 17,5 % de Cr, 5,3 % de Si, moins de 0,015 % de C, le reste étant constitué

pratiquement de Fe.

L'appareil peut facultativement être équipé de moyens de protection anodique et de moyens d'extraction d'air. L'appareil de concentration selon l'invention peut également s'appliquer au chauffage destructif de matières organiques contenues dans des liqueurs résiduelles d'acide sulfurique contaminées par les matières organiques, o

la corrosion de la cuve de concentration constitue un pro-

blème comme décrit précédemment.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est un schéma d'une installation de production d'acide sulfurique par le procédé de contact tel qu'il est connu dans l'art antérieur, mais modifié conformément à l'invention; la figure 2 est une coupe verticale schématique d'un échangeur de chaleur utilisé dans la production d'acide sulfurique conformément à l'art antérieur, mais modifié conformément à l'invention; la figure 3 est une coupe verticale schématique

d'un échangeur de chaleur équipé intérieurement d'un dis-

positif de protection anodique connu de l'art antérieur, mais tel que modifié conformément à l'invention; la figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une coupe verticale d'une tour classique de déshydratation utilisée dans l'installation 254393 t de production d'acide sulfurique de la figure 1 la figure 6 est une coupe verticale de la tour de déshydratation de la figure 5, modifiée conformément à l'invention; la figure 7 est une coupe verticale d'une tour classique d'absorption utilisée dans l'installation de production d'acide sulfurique de la figure 1; la figure 8 est une coupe verticale de la tour

d'absorption de la figure 7, modifiée conformément à l'in-

vention; et la figure 9 est une vue schématique, avec coupe

partielle, d'une partie d'un équipement typique de concen-

tration de l'acide sulfurique connu dans l'art antérieur,

et modifié conformément à l'invention.

L'appareil représenté sur la figure 1 comprend en tant qu'unités de contact gaz-acide sulfurique concentré, trois tours, à savoir une tour 10 de déshydratation, une tour 11 d'absorption intermédiaire et une tour 12 d'absorption finale Chacune de ces tours présente une entrée de gaz

A située au fond et une sortie de gaz B située au sommet.

Chaque tour présente une entrée P d'acide située au sommet, et une sortie Q d'acide située au fond Chacune des tours est réalisée en acier au carbone et revêtue d'un garnissage C de briques résistant à l'acide La partie supérieure de chaque tour renferme un distributeur D d'acide en fonte au-dessus duquel est disposé un suppresseur E de brouillard constitué de fibres de verre disposées dans un châssis ou une ossature en acier inoxydable Chaque tour est chargée d'un garnissage céramique F porté par un support céramique S et à travers lequel un gaz ou de l'air et l'acide s'écoulent par percolation pour établir entre eux un contact complet et intime La figure représente également trois échangeurs G de chaleur pour acide sulfurique, en acier inoxydable à protection anodique, dans lesquels

de la chaleur est cédée à de l'eau de refroidissement.

La figure représente également un système de cir-

culation d'acide comprenant des citernes ou réservoirs H de pompage, des pompes J de circulation et un ensemble K

de tuyauteries et de vannes.

Les sorties d'acide 10 Q, 11 Q et 12 Q débouchent dans les réservoirs de pompage 10 H, 11 H et 12 H, respective-

ment, réalisés en acier au carbone à revêtement de briques résistant à l'acide Des pompes 10 J, 11 J et 12 J sont réa- lisées en alliage coûteux, résistant à la corrosion et en fonte et elles font circuler l'acide des réservoirs 10 H,

11 H et 12 H vers les tours 10, 11 et 12, à travers des échan-

geurs de chaleur 10 G, 11 G et 12 G et au moyen de l'ensemble

à tuyauteries et vannes, en fonte, 10 K, 11 K et 12 K L'en-

semble de tuyauteries et de vannes est également parcouru par des courants d'eau d'addition L permettant de satisfaire les demandes en eau pour l'acide produit, et il comporte

en outre des conduites M de transfert de l'acide.

En fonctionnement, le système de circulation de

gaz de traitement de l'appareil travaille de façon normale.

L'air entre dans la tour 10 de déshydratation par l'entrée A et il est séché par contact avec de l'acide sulfurique concentré et chaud, circulant à contre-courant, qui entre dans la tour par l'entrée 10 P et qui est distribué à travers le garnissage 10 F par le distributeur 1 OD L'air sec sort de la tour par la sortie 10 B et l'acide sulfurique par la sortie 10 Q Le brouillard entraîné dans l'air sec est éliminé par le suppresseur 10 E de brouillard Le soufre est brûlé avec l'air sec dans un brûleur à soufre (non représenté) pour produire de l'anhydride sulfureux Le gaz de traitement, qui est à présent un mélange d'air et d'anhydride sulfureux

passe ensuite dans un convertisseur catalytique (non repré-

senté) o la plus grande partie de l'anhydride sulfureux

est transformée en anhydride sulfurique Le gaz de traite-

ment, chargé de SQ 3 et de SQ 2 non transformés, pénètre dans la tour 11 d'absorption intermédiaire par l'entrée 11 A. Le SQ 3 est éliminé par absorption de ce courant gazeux

intermédiaire par contact, à contre-courant, dans le gar-

nissage 11 F avec un courant d'acide sulfurique concentré qui entre dans la tour par l'ensemble 11 K et l'entrée 11 P et qui est distribué dans cette tour par le distributeur 11 D. Le SQ 3 absorbé sort par la sortie 11 Q et réagit avec de 254393 e l'eau injectée par un conduit L dans le réservoir 11 H pour donner de l'acide sulfurique Le gaz s'écoule par la sortie 11 B, le So 3 étant passé pratiquement en totalité dans l'acide L'effluent gazeux de l'absorbeur intermédiaire passe ensuite dans un second convertisseur catatlytique (non représenté) o le 502 présent est converti en SO 3

presque en totalité L'effluent gazeux du second convertis-

seur pénètre ensuite dans la tour 12 d'absorption finale o les derniers restes de SO 3 sont absorbés par l'acide circulant dans la tour 12 et sont mis en réaction avec l'eau injectée dans le réservoir 12 H par une conduite 12 L afin de donner de l'acide sulfurique Le gaz est finalement

déchargé à l'atmosphère au moyen d'une cheminée (non repré-

sentée). Comme mentionné précédemment, les forces et les niveaux de l'acide dans l'appareil sont régulés dans les réservoirs H à l'aide des points L d'addition d'eau et des conduites M de tranfert pour assurer des concentrations et des niveaux convenables d'acide permettant de bonnes

absorption et déshydratation.

Lors de l'opération de déshydratation, la pratique classique consiste à utiliser des forces d'acide de

déshydratation comprises entre 93 % et 98 %, à des tempé-

ratures d'entrée d'environ 500 C pour l'acide à 93 N et

s'élevant à 80 'C pour l'acide à 98 %, la température dépen-

dant de la pression de vapeur de l'acide Les températures maximales de l'acide sortant de la tour de déshydratation sont établies par le pouvoir corrosif de l'acide sur l'équipement, d'une part, et par la nécessité de disposer

d'un courant d'acide suffisant pour une interaction conve-

nable gaz-acide sulfurique concentré, d'autre part Des températures maximales typiques de l'acide sont comprises entre 70 'C pour de l'acide à 93 % et 90-950 C pour de l'acide à 98 % Dans ces conditions établies pour la tour de déshydratation, la durée de vie de l'équipement est généralement de l'ordre de 5 ans La force de l'acide produit, sortant du réservoir 10 H de pompage par la conduite 1 OM de produit, est généralement la même que celle de

l'acide de déshdyratation, c'est-à-dire 93 %-98 %.

Les tours d'absorption utilisent de l'acide à 97,5 %-99,5 % lorsque la pression de vapeur totale sur l'acide est la plus basse Les températures de l'acide sont comprises entre 50 et 850 C dans le cas de l'acide entrant dans les tours et s'élèvent à 1200 C dans le cas de l'acide sortant des tours Les conditions d'irrigation régnant dans les tours limitent normalement l'élévation de température dans les dispositifs d'absorption à 350 C

ou moins, en particulier dans l'absorbeur intermédiaire.

Dans ces conditions, la corrosion de la fonte est modérée

et on peut obtenir des durées de vie d'équipement accepta-

bles. Les ensembles de tuyauteries et de vannes, les distributeurs et les refroidisseurs/échangeurs de chaleur d'acide sont tous sensibles aux turbulences et à la

vitesse de l'acide Par conséquent, les vitesses sont nor-

malement réglées à moins de 1,4 m/s_ De plus, tous les points présentant des vitesses élevées ou des turbulences

telles que les vannes, les orifices, les organes d'impul-

sion de pompe et autres, sont normalement réalisés en matériaux plus coûteux tels qu'un polymère fluorocarboné par exemple du type "TEFLONII, des alliages supérieurs tels que l'alliage Hastalloy C'", ou l'alliage "Lewmet", ou bien en une céramique, tous ces éléments étant complexes

et élevant notablement le coût d'assemblage.

La figure 1 représente également un schéma d'en-

semble d'une installation de production d'acide modifiée conformément à l'invention, installation dans laquelle la tour 10 de déshydratation, les tours d'absorption 11 et 12, les distributeurs d'acide D, les suppresseurs de brouillard E, les échangeurs dedtchaleur G, les réservoirs de pompage H, les pompes de circulation J et l'ensemble A de tuyauteries et de vannes sont réalisés en acier inoxydable austénitique relativement riche en silicium, ayant pour composition 17,5 % de Ni, 17,5 % de Cr, 5,3 % de Si, moins de 0,015 % de C, le reste étant constitué de Fe Dans cette forme préférée de réalisation, l'utilisation 254393 e de cet acier austénitique à teneur relativement élevée en silicium pour l'ensemble de tuyauteries et de vannes permet d'utiliser des tuyaux de plus faible diamètre, en raison de la plus grande résistance à la corrosion De plus, les échangeurs de chaleur ou refroidisseurs G ne sont pas équipés de moyens de protection anodique, car le fonctionnement aux températures classiques, décrit-précédemment, permet de se dispenser de la protection anodique et il en résulte

donc une simplification supplémentaire de l'installation.

En variante, la résistance à la corrosion de l'acier aus-

ténitique permet un accroissement de la température de travail à 1300 C, ce qui dépasse les limites des tuyauteries, vannes ou autres équipements existants, avec des vitesses

de corrosion acceptables.

Le tableau I suivant montre l'effet corrosif

de diverses forces de l'acide sulfurique, à diverses tem-

pératures, sur des matières classiques et sur l'alliage A 611 qui constitue le matériau préféré à utiliser dans la mise en oeuvre de l'invention Les matériaux ne font pas

l'objet d'une protection anodique.

D'autres aciers austénitiques particuliers pou-

vant être utilisés dans la mise en oeuvre de l'invention ont pour composition 17,97 % de Cr, 17,15 % de Ni, 5,09 % de Si, 0,74 % de Mn, 0, 013 % de C, le reste étant constitué sensiblement de Fe (d'après BOHLER, VIENNE, AUTRICHE), et 17,5 % de Cr, 17,8 % de Ni, 5,55 % de Si, 0,74 % de

Mn, 0,013 % de C et le reste constitué de Fe.

TABLEAU I

* 17,5 % de Ni, 17,5 % de Cr, 5,3 % de Si, moins de

* 0,015 % de C et le reste constitué sensiblement de Fe.

(Plus particulièrement 17,5 % + 0,5 % de Cr, 17,5 % + 0,5 % de Ni, 5,3 % + 0,3 % de Si, moins de 0,015 % de C, le reste étant constitué sensiblement de Fe,

d'après VEW, BOHLER, VIENNE, AUTRICHE}.

** Acier inoxydable austénitique classique ayant pour composition 18 % de Cr, 10 % de Ni, 3 % de Mo, < 0,2 %

de Si, < 0,03 % de C, le reste étant du Fe.

Les études de corrosion avec de l'acide sulfurique à 70 % montrent qu'à 50 C, l'alliage A 611 présente une vitesse élevée de corrosion qui est également supérieure

à celle de l'alliage 316 L dans les mêmes conditions d'essai.

Les résultats ci-dessus montrent de façon tout à fait inattendue la résistance très favorable à la corrosion par l'acide sulfurique concentré de l'alliage A 611 par rapport à la fonte et par rapport à l'alliage 316 L Ceci est différent des résultats obtenus dans de l'acide moins concentré, avec les alliages A 611 et 316 L.

Le tableau II montre l'effet comparatif de corro-

sion de l'acide sulfurique de diverses forces, à diverses températures, sur l'alliage A 611, au cours d'essais de Vitesse de corrosion (ram/an) dans (A) de l'acide sulfurique à 98,2 % Température (OC) A 611 * 316 L** Fonte

63 1,0

1,5-1,75

0,021 i 1,6 -

0,11 2,52 -

0,1 3,67 -

0,8

1,6

dans (B) de l'acide sulfurique à 93,5 %

0,25 4,07 -

254393 e corrosion polarisée, c'est-à-dire d'essais avec protection anodique simulée, conduits à un potentiel stable pendant de longues durées Les vitesses de corrosion dépendent du potentiel appliqué pendant l'essai Les résultats obtenus correspondent à des valeurs de potentiel comprises dans

une plage de travail raisonnable pour une protection ano-

dique, c'est-à-dire -100 m V à + 200 m V.

TABLEAU II

Le tableau II montre l'effet favorable de la pro-

tection anodique de l'alliage -A 611 lorsque ce dernier doit

être utilisé au contact de l'acide sulfurique concentre.

Ainsi, un procédé préféré de mise en oeuvre de l'invention, présentant des avantages conduisant à une amélioration de la récupération de l'énergie, sera

à présent décrit en regard de la figure 1.

Les éléments de l'installation sont constitués de l'acier inoxydable austénitique riche en silicium ayant pour copposition 17,5 % de Ni, 17,5 % de Cr, 5,3 % de Si,

< 0,015 % de C, le reste étant du Fe, tel que décrit précédem-

ment, sauf qu'à présent, les échangeurs de chaleur 11 G, 12 G, les réservoirs de pompage 11 H, 12 H et toutes les tuyauteries et vannes entre les tours 11, 12 et les échangeurs de chaleur 11 G et 12 G, respectivement, présentent des moyens de protection anodique (non représentés) En outre, en raison de la difficulté de réaliser une protection anodique sur les tours d'absorption 11 et 12 et en raison des

Force de l'acide Vitesse de corro-

sulfurique (%) Temperature (OC) sion (m/an)

98,5 100 19,25

98,5 274 142,5

98,2 115 6,5

93,5 65 1,25

93,5 75 5,0

93,5 85 28,75

93,5 95 22,75

93,5 200 1125,0

254393 e températures élevées régnant à la partie inférieure de ces tours, les parties inférieures et intérieures sont

revêtues de briques.

Dans cette forme de réalisation, une déshydratation à l'air est effectuée dans la tour 10 de déshydratation pour que l'on parvienne à une déshydratation appropriée, à des températures situées dans la partie supérieure de

la plage indiquée précédemment L'opération de déshydrata-

tion est effectuée au moyen d'acide concentré, ayant une force de l'ordre de 98 %-, afin de permettre l'utilisation

de températures plus élevées, convenant mieux à une récupé-

ration d'énergie, c'est-à-dire 800 C à 1100 C. Dans les zones plus froides des dispositifs d'absorption intermédiaire et finale, à savoir la partie supérieure des tours 11 et 12, les distributeurs 11 D et 12 D, les suppresseurs de brouillard 11 E et 12 E et les tuyauteries entre les échangeurs de chaleur 11 G, 12 G et les tours 11, 12, respectivement, la température de l'acide est de l'ordre de 130 'C, ce qui est proche de la température maximale pouvant être utilisée avec de l'acier austénitique

riche en silicium, sans protection anodique.

Dans les zones plus chaudes des dispositifs d'absorption, c'est-à-dire les zones o les éléments font l'objet d'une protection anodique, comme décrit précédemment, à savoir des échangeurs de chaleur 11 G, 12 G, les réservoirs de pompage 11 H, 12 H, les tuyauteries entre les tours 11, 12, et les échangeurs de chaleur 11 G, 12 G, les températures de l'acide sont de l'ordre de 1600 C-1700 C. Le résultat direct des opérations effectuées conformément à cette forme du procédé de l'invention, aux températures indiquées, est l'élévation du niveau

d'énergie dans le circuit de l'acide, à des valeurs compa-

tibles avec une récupération d'énergie intéressante Le rendement énergétique global de cette installation de production d'acide sulfurique peut atre élevé d'un niveau

classique de 60-65 % à un niveau de 90 % environ.

On se référera à présent à la figure 2 qui re-

présente schématiquement un échangeur de chaleur typique 100 254393 t

de l'art antérieur, du type actuellement utilisé indus-

triellement pour la production d'acide sulfurique Un équipement de transmission de chaleur, tel qu'une enveloppe, et des échangeurs tubulaires de chaleur, sont utilisées pour refroidir l'acide sulfurique, équipement dans lequel, d'une façon générale, l'acide corrosif passe autour du ou des

tubes d'échange de chaleur, tandis que l'eau passe à l'in-

térieur des tubes pour refroidir le fluide circulant sur

la surface extérieure de ces tubes, c'est-à-dire à l'em-

placement o le fluide corrosif se trouve sur le côté

enveloppe de l'échangeur de chaleur.

L'échangeur 100 de chaleur comprend une enveloppe extérieure 120 divisée en une caisse 14 d'arrivée d'eau,

une caisse 16 de sortie d'eau et une section 18 de refroi-

dissement, les trois parties étant séparées par des pla-

ques tubulaires 20, 22 Des tubes 24 d'échange de chaleur s'étendent entre des plaques tubulaires pour permettre la circulation d'eau entre elles L'enveloppe, les plaques tubulaires et les tubes sont communément réalisés en acier austénitique de qualités normales qui, en l'absence d'une protection anodique, se corrode à une vitesse

beaucoup trop rapide en présence d'acide sulfurique concen-

tré et chaud La caisse 14 d'arrivée d'eau et la caisse 16 de sortie sont réalisées en acier au carbone Seuls deux tubes 24 sont représentés sur la figure 2 mais, en pratique, le nombre des tubes 24 peut dépasser 1000 unités, ces tubes étant serrés très étroitement les uns contre les autres, avec de petits espaces (généralement 10,35 à 12,7 mm) entre eux L'eau de refroidissement pénètre dans la caisse 14 d'arrivée d'eau par une entrée 26, s'écoule par les tubes 24 et sort de la caisse 16 de sortie d'eau par une sortie 28 L'acide chaud entre dans la section 18 de refroidissement par une entrée 30 d'acide

et en sort par une sortie 32 d'acide Des chicanes classi-

ques 34 sont prévues pour faire suivre à l'acide un trajet

sinueux dans la section 18 de refroidissement afin d'assu-

rer un refroidissement maximal.

254393 t En fonctionnement, lorsque l'échangeur de chaleur ne comporte pas de moyens de protection anodique, les températures des parois des tubes sont généralement de l'ordre de 300 C dans le cas d'acide à 93 % et de 550 C dans le cas d'acide à 98 %. On peut de nouveau se référer à la figure 2 qui représente un échangeur de chaleur selon l'invention, dans lequel l'enveloppe 20, les plaques tubulaires 20, 22, les

tubes 24 et les chicanes 34 sont réalisés en acier inoxy-

dable austénitique relativement riche en silicium, ayant pour composition 17,5 % de Ni, 17,5 % de Cr, 5,3 % de Si, < 0,015 de C, le reste étant constitué sensiblement de Fe En fonctionnement, cette forme de réalisation de l'invention, lorsqu'elle n'est pas équipée de moyens de protection anodique, présente des températures de paroi des tubes de l'ordre de 80 'C dans le cas d'acide

à 93 % et de 130 'C dans le cas d'acide à 98 %.

Aux températures auxquelles les vitesses de

corrosion deviennent trop élevées pour permettre l'utilisa-

tion d'un échangeur de chaleur en acier inoxydable austé-

nitique classique, une protection anodique est appliquée.

Les figures 3 et 4 représentent un dispositif classique de protection anodique Les références numériques et matériaux indiqués précédemment pour l'échangeur de

chaleur de la figure 2, c'est-à-dire sans protection ano-

dique, s'appliquent et sont utilisés ci-après sur les figures 3 et 4 Les figures 3 et 4 représentent également une cathode allongée 36, ayant généralement une longueur de 9 m ou plus, qui est introduite dans l'échangeur de chaleur 100, à partir d'une extrémité de ce dernier La

cathode 36 comprend une âme centrale 38 en alliage rela-

tivement résistant à l'acide, disponible dans le commerce sous le nom de "Hastelloy C 276 ", entourée d'une gaine isolante 40 en polytétrafluoréthylène, perforée de nombreux trous 42 pour permettre à l'acide passant dans la section

de refroidissement d'entrer en contact avec l'âme métalli-

que 38 de la cathode La gaine 40 empêche la mise à la masse de l'âme 38 de la cathode par contact avec les 254393 e pièces métalliques de l'échangeur de chaleur et elle

évite une transpassivité des chicanes et des plaques tubu-

laires à proximité immédiate de la cathode La cathode 36 est alimentée en courant à partir de la borne négative 44 d'une alimentation 46 à courant continu dont la borne

positive 48 est connectée directement à l'enveloppe 120.

La source 46 d'alimentation est commandée par un contrôleur automatique 50 qui est lui-même commandé par le potentiel

obtenu à partir d'une électrode de référence 52.

En fonctionnement, de tels échangeurs classiques de chaleur équipés d'une protection anodique peuvent supporter des températures de paroi des tubes de l'ordre de 700 C dans le cas d'acide à 96 % et de 100 'C dans le*

cas d'acide à 98 %.

On se référera de nouveau aux figures 3 et 4 qui représentent également un échangeur de chaleur équipé des moyens de protection anodique selon l'invention, l'échangeur -de chaleur dans lequel l'enveloppe 120, les plaques tubulaires 20, 22, les tubes 24 et les chicanes 34 sont réalisés en acier inoxydable austénitique ayant pour composition 17,5 % de Ni, 17, 5 % de Cr, 5,3 %,de Si, < 0,015 % de C, le reste étant constitué sensiblement

de Fe.

En fonctionnementcette forme de réalisation pré-

sente des températures de paroi des tubes de l'ordre de 'C dans le cas d'acide à 93 % et de 180 'C dans le cas d'acide à 98 % Ainsi, l'utilisation de cet acier riche en silicium pour la fabrication d'échangeurs de chaleur à protection anodique s'étend dans la plage de température dans laquelle de tels refroidisseurs d'acide sulfurique

peuvent fonctionner et permet un accroissement de la récu-

pération de l'énergie à partir de l'acide chaud.

Dans une autre forme de réalisation-de l'inven-

tion, la cathode peut également être constituée de cet

acier austénitique riche en silicium, pour certaines appli-

cations. La figure 5 représente une source classique 10 de déshydratation réalisée et mise en oeuvre de façon à

faire partie de l'installation de production d'acide sulfu-

rique décrite précédemment en regard de la figure 1.

La figure 6 représente la tour 10 de déshydratation de la figure 5, modifiée conformément à l'invention selon laquelle la tour 10, le distributeur 1 OD, le tamis mécani- que anti-brouillard 10 E et le support 10 S sont réalisés en acier austénitique ayant pour composition 17,5 % de Ni, 17,5 %à de Cr, 5,3 % de Si, < 0,015 % de C, le reste étant constitué sensiblement de Fe, la partie inférieure de la

tour ne comportant pas de revêtement de briques anti-

acide. Cette forme de réalisation est mise en oeuvre en tant que partie de l'installation de production d'acide

sulfurique décrite précédemment en regard de la figure 1.

La tour d'absorption de la figure 7 est réalisée et mise en oeuvre en tant que tour intermédiaire 11 (et en tant que tour finale 12) faisant partie de l'installation de production d'acide sulfurique décrite précédemment en

regard de la figure 1.

La figure 8 représente la tour d'absorption de

la figure 7, modifiée conformément à l'invention selon la-

quelle la tour 11, le distributeur 11 D, le dispositif anti-brouillard 11 E, du type à chandelles, et le support 115 sont réalisés en acier inoxydable ayant pour composition 17,5 % de Ni, 17,5 % de Cr, 5,3 % de Si, < 0,015 % de C, le reste étant constitué de Fe, la tour ne présentant aucun

revêtement de briques anti-acide.

Dans une variante de l'invention, en plus de l'uti-

lisation de l'acier austénitique riche en silicium, la tour est revêtue de briques anti-acide Ceci permet à ces tours d'atteindre des températures internes supérieures à celles atteintes lorsque l'acier riche en silicium est utilisé seul Les tours d'absorption selon l'invention sont utilisées en tant que partie de l'installation de production d'acide sulfurique décrite précédemment en regard

de la figure 1.

On se référera à présent à la figure 9 qui, comme indiqué,représente une partie d'un dispositif de concentration de l'acide sulfurique, comprenant un dispositif d'évaporation sous vide et utilisé à l'heure actuelle par la Demanderesse L'appareil comprend plusieurs étages sous

vide destinés à éliminer l'eau de l'acide pauvre, par éva-

poration, pour retenir le produit concentré souhaité L'appa- reil comprend, en tant que cuve de concentration, un premier évaporateur 110 qui reçoit une charge d'acide préalablement

chauffée, au moyen d'un conduit 112 provenant d'un pré-

chauffeur (non représenté) Le fond de l'évaporateur 110 est équipé d'une boucle à thermosiphon 114 comportant une première branche 116 par laquelle l'acide peut s'écouler vers le bas et une seconde branche 118 permettant à l'acide de remonter, les extrémités inférieures des branches étant

reliées entre elles par un conduit 120 Les extrémités supé-

rieures des deux branches sont reliées au fond de l'évapo-

rateur 110, au niveau ou juste au-dessous du niveau de la

surface de l'acide 122 qu'il contient.

L'acide présent dans la branche 118 est chauffé par un élément chauffant 124 au tantale contenant des tubes de tantale (non représentés séparément) et dans lequel de la vapeur d'eau chaude sous haute pression est injectée

en 126, le produit de condensation étant évacué en 128.

Des courants de convection provoquent un écoulement descen-

dant de l'acide par la branche 116, puis un écoulement remontant par la branche 118, au-delà de l'élément chauffant 124 o de la chaleur est transmise à l'acide La vapeur

d'eau dégagée par évaporation de l'acide sort de l'évapo-

rateur 110 par un conduit 130 et est condensée dans un condenseur 132 à contact direct Un éjecteur 134 à vapeur est utilisé pour extraire l'air et maintenir ainsi le vide souhaité dans l'appareil Un tamis anti- brouillard 136 est incorporé dans l'évaporateur 110 pour éliminer

les gouttes d'acide et les particules de brouillard.

L'acide sulfurique, qui a été partiellement concen-

tré dans l'évaporateur 110, s'écoule par gravité au moyen d'un conduit 138 vers l'étage d'évaporateur suivant 140 qui est de conception analogue à celle de l'évaporateur 110,

mais qui travaille à une pression absolue plus basse.

Généralement, un éjecteur 141 de surpression est nécessaire pour élever la pression dans le condenseur de l'étage

final afin que l'on obtienne une condensation satisfaisante.

L'évaporateur 110 et les tuyauteries utilisées sont généralement en verre au borosilicate (du type "Pyrex")

ou en acier à revêtement de verre pour empêcher toute atta-

que par l'acide.

L'acide de charge froid (> 85 %) est généralement préchauffé par l'acide produit chaud ( 93 %) à l'aide d'une surface de transmission de chaleur constituée de tantale située dans un échangeur de chaleur à enveloppe de verre ou d'acier revêtu de verre L'acide produit, après avoir été refroidi à la température de stockage dans un échangeur de chaleur final refroidi par eau, est dirigé vers un réservoir ou une cuve de pompage au moyen d'un ensemble

associé de tuyauteries et de vannes.

Une protection anodique est de préférence prévue

pour tous les éléments en contact avec l'acide.

La figure 9 est également destinée à illustrer

un dispositif de concentration d'acide modifié conformé-

ment à l'invention, dispositif dans lequel la cuve 110 de concentration et la boucle à thermosiphon associée 114, les échangeurs de chaleur, le réservoir de pompage et

l'ensemble associé de tuyauteries et de vannes sont réa-

lisés en acier austénitique du type A 611.

Le procédé est conduit comme décrit précédemment en référence à l'art antérieur, sauf que des températures de travail plus élevées (> 3000 C) peuvent être obtenues avec des vitesses de corrosion acceptables pour permettre la production d'un acide plus fort ( 98 %) En variante, il est possible de supprimer les dispositifs à vide,

complexes et coûteux, et les éléments chauffants et échan-

geurs au tantale Les températures de travail plus élevées

réduisent la nécessité d'un dispositif à vide et le rem-

placement d'éléments en tantale par des éléments en alliage

A 611 permet d'obtenir des vitesses de corrosion acceptables.

Dans une autre forme de réalisation, un concentra-

teur comportant des éléments en alliage A 611 peut être utilisé en série avec l'un des concentrateurs de l'art antérieur pour concentrer l'acide à des forces supérieures à celles qu'il était possible d'obtenir jusqu'à présent, c'est-à-dire jusqu'à un acide à 98 %D à 290-300 C. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportées à l'appareil décrit et représenté sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims (4)

REVENDICATIONS

1 Procédé de production d'acide sulfurique par la méthode de contact, du type consistant à faire passer

de l'air, de l'anhydride sulfureux, de l'anhydride sulfu-

rique ou des mélanges de ces matières, (a) dans une ou plusieurs unités de contact gaz-acide sulfurique concentré,

ladite unité étant équipée facultativement (b) d'un sup-

presseur de brouillard (E) et (c) d'un distributeur d'acide (D), à faire passer de l'acide sulfurique concentré à

travers (d) un échangeur de chaleur (G), et à faire cir-

culer de l'acide sulfurique vers l'unité de contact et l'échangeur de chaleur au moyen d'un système de circulation comprenant (e) un réservoir de pompage (H), (f) une pompe à acide (J) et (g) un ensemble de tuyauteries et de vannes (K), le procédé étant caractérisé en ce qu'un ou plusieurs desdits éléments (a) à (g), inclus, sont constitués en totalité ou en partie d'un acier austénitique contenant

4,6 % à 5,8 % de silicium.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé

en ce que tous les éléments (a) à (g), inclus, sont cons-

titués en totalité ou en partie dudit acier austénitique.

3 Procédé selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé en ce qu'un ou plusieurs desdits éléments

(d) à (g), inclus, font l'objet d'une protection anodique.

4 Procédé selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé en ce que tous les éléments (d) à (g),

inclus, font l'objet d'une protection anodique.

Procédé selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que l'acier austénitique contient 5,0 % à 5,6 % de silicium et a notamment pour composition 17,5 % de Ni, 17,5 % de Cr, 5,3 % de Si,

< 0,015 % de C, le reste étant constitué sensiblement de Fe.

6.Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce que l'acide sulfurique en

circulation entre dans l'échangeur de chaleur à une tempé-

rature comprise entre 1200 et 180 'C, et de préférence entre 1500 et 1700 C.