Présentation
Auteur(s)
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Victor KAISER : Docteur-Ingénieur de l’École polytechnique fédérale de Zürich - TECHNIP France
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Ermanno FILIPPI : Docteur en Génie chimique - Ammonia Casale SA
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Henri Dominique LÉGER : Heurtey Industries
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Pierre LESUR : Société chimique de la Grande Paroisse
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Lire l’articleINTRODUCTION
La synthèse de l’ammoniac est l’un des procédés catalytiques les plus importants, au même titre que la synthèse de l’acide sulfurique. En effet, ces deux procédés sont à la base de l’industrie des engrais azotés, dont l’intérêt pour l’économie mondiale est bien établi. L’autosuffisance récente en céréales de pays comme l’Inde ou l’Indonésie n’a pu être atteinte que par le développement progressif de l’industrie des engrais chimiques.
Le coût de production dépend essentiellement du prix du gaz naturel (matière première et énergie), la consommation totale étant comprise entre 30 et 40 GJ par tonne d’ammoniac produit.
Le calcul et l’optimisation du réacteur d’ammoniac revêt une importance de premier ordre dans l’étude d’ensemble d’une telle unité de production. Des développements récents dans le domaine des catalyseurs et de la technologie ont été menés à bien sous l’impulsion du prix croissant de l’énergie.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1986 par Victor KAISER, Henri DOMINIQUE LÉGER, Pierre LESUR
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2. Calcul des réacteurs industriels
2.1 Détermination de la géométrie des réacteurs
La détermination du volume et de l’agencement des lits de catalyseur passe par une connaissance précise de la vitesse de réaction.
La figure 4 montre l’allure des courbes d’isovitesse calculées à partir de l’équation de Temkin-Pyzhew pour une pression de 20 MPa. Chaque courbe présente un maximum dont le lieu est la ligne AB.
L’équation de la ligne AB (figure 1) se déduit de l’équation de vitesse de la manière suivante.
L’équation de vitesse [1] peut s’écrire :
avec A = k (P/P0)m−1
B = Kx = Kp (P/P0)2
en supposant de plus
.
Le maximum de rR à X et P constants s’obtient en annulant la dérivée de rR par rapport à T :
Or
avec E...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - The design of ammonia converters - (La conception des réacteurs d’ammoniac). Nitrogen (GB) 140 novembre-décembre 1982 p. 30-7.
-
(2) - Programme Syngas. - 1982 Département Procédés Technip.
-
(3) - BOUDART (M.) - Kinetics of chemical processes - (Cinétique des procédés chimiques). 1968 Prentice Hall.
-
(4) - TEMKIN (M.), MOROZOV (N.M.), SHAPATINE (E.N.) - * - Kinetics and Catalysis (USA) 4 1963 p. 565.
-
(5) - SLACK (A.V.), RUSSEL JAMES (G.) - Ammonia - (Ammoniac). III, chapitre 7 1977 M. Dekker Inc.
-
(6) - DYSON (D.C.), SIMON (J.M.) - A kinetic expression with diffusion correction for ammonia synthesis on industrial catalyst - (Une expression cinétique avec correction de diffusion pour la synthèse de l’ammoniac sur catalyseur industriel). Industrial...
ANNEXES
Liste non exhaustive
Ammonia Casale SA. http://www.casale.ch/ammonia
PEC-Rhin SA. http://www.basf.fr/nos_societes/pec-rhin_sa
Société chimique de la Grande Paroisse (SCGP).
Haldor Topsoe AS. http://www.haldortopsoe.com
BASF AG.
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