Brevet FR2067216A1 — publié le 19710820

La présente invention concerne un procédé perfectionné pour préparer du chlorure de magnésium anhydre et plus particulièrement pour extraire de ce chlorure de magnésium les deux dernières molécules d'eau d'hydratation sans hydrolyser une proportion notable du chlorure de magnésium en oxyde de magnésium. Le chlorure de magnésium anhydre est un produit présentant un très grand intérêt industriel et c'est pourquoi on a proposé de nombreux procédéspour en extraire l'eau d'hydratation. Cependant aucun des procédés mis en oeuvre jusqu'à maintenant ne s'est révélé totalement satisfaisant étant donné que ces procédés sont d'un prix de revient prohibitif, qu'ils utilisent des méthodes d'échange calorifique indirect pour chauffer le chlorure de magnésium ou bien qu'ils produisent simultanément des proportions notables d'oxyde de magnésium ou d'oxychlorure de magnésium qui rendent le chlorure de magnésium peu souhaitable dans de nombreuses utilisations. On a maintenant constaté qu'on peut produi idu chlorure de magnésium anhydre à partir de chlorure de magnésium hydraté à l'aide d'un mélange gazeux contenant de l'air, de la vapeur d'eau et du HC1 à une température comprise dans l'intervalle de 350 à 5250C et pendant un temps suffisant pour extraire de façon importante de ce chlorure de magnésium l'eau dthydratation, ce procédé étant caractérisé par le fait qu'on réalise le chauffage en mettant le chlorure de magnésium directement en contact avec des gaz chauds produits pa g a combustion d'un hydrocarbure et par le fait que le rapport en volume de l'air au HC1 dans le mélange gazeux est compris entre 1:1 et g0::1 et le rapport en volume du HC1 à l'H20 d'au moins 4:1. Le chlorure de magnésium se présente habituellement sous une forme cristalline associée à environ 6 molécules d'eau (MgCl.6H20). Ainsi qu'il est bien connu dans la technique, les procédés de déshydratation généraux extraient effectivement environ 4 molécules d'eau sans réactions secondaires indésirables telles que la formation d'oxyde de magnésium ou d'oxychlorure de magnésium.C'est pourquoi, bien qu'on puisse utiliser du MgCl.6H20 comme matière première pour le procédé conforme à l'invention et que du MgC12 anhydre se trouve produit par celui-ci, il est habituellement préférable d'utiliser des procédés thermiques connus pour produire du MgCk 2H20 ou du MgC12,H20 et de se servir du dihydrate ou du monohydrate de chlorure ae magnésium comme matière première pour le procédé ici défini. Bien que la granulométrie du chlorure de magnésium hydraté à utiliser ici ne soit pas critique pour la mise en oeuvre du procédé, il est souhaitable d'utiliser des particules de di- mensions relativement faibles, par exemple de o,84 à 4,76 mm, plutôt que des particules de dimenslons plus importantes ou des poudres extrement fines. En vue de produire du chlorure de magnésium anhydre conformément au-procédé selon l'invention, il s'est avéré nécessaire de mettre le chlorure de magnésium hydraté au contact d'un mélange gazeux contenant du HC1 à une température comprise entre environ 3500C et environ 5250C, de préférence entre environ 425QC et 4750 C. Des températures inférieures à environ 3500C demandent un temps d'une longueur peu souhaitable pour extraire du chlorure de magnésium l'eau d'hydratation et des températures supérieures à environ 5250C produisent des proportions d'oxyde de magnésium et/ou d'oxychlorure de magnésium qui sont d'une importance peu souhaitable, même lorsqu'on utilise dans la phase gazeuse des proportions élevées en HCl. Dans la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on préfère brûler un hydrocarbure dans un excès d'air, ajouter du HC1 gazeux aux produits de cette combustion et faire passer le mélange gazeux chaud contenant du HC1 au contact du chlorure de magnésium hydraté. De cette manière, le chlorure de magnésium à convertir se trouve chauffé à la température de réaction et maintenu à une telle température avec es gaz de combustion chauds tout en se trouvant simultanément déshydraté. On règle ainsi aisément la température dans la zone de réaction en réglant la combustion de l'hydrocarbure et cette méthode élimine toute nécessité d'un chauffage extérieur. On utilise de l'air en excès dans 1a zone de- la réaction de combustion comme véhicule pour la chaleur produite et comme moyen de réglage de la température. Cet excès d'air mélangé à la vapeur d'eau produite par la réaction de combustion présente, lorsqutil est mélangé dans les proportions données avec du HC1 gazeux, des avantages dans la réaction de déshydratation et la présence d'azote et d'autres produits de combustion du réacteur, à savoir du CO et du C02, ne présente aucun effet nuisible.C'est pourquoi l'utilisation d'un mélange gazeux de HC1 et d'air avec -les gaz de combustion chauds provenant de la combustion d'un hydrocarbure constitue, lorsquton met ce mélange au contact de chlorure de magnésium hydraté dans le domaine de température donné, une méthode qui présente une efficacité inattendue pour déshydrater ce chlorure de magnésium en l'amenant à l'état anhydre. Au cours de la réaction de déshydratation, on utilise un rapport en volume de l'air à l'HCl d'environ 1:1 à environ 30:1. Des rapports de l'air à l'HCl supérieurs à 30:1 demandent des durées de réaction de traitement beaucoup plus longues pour extraire du chlorure de magnésium l'eau d'hydratation. Des rapports inférieurs à 1:1 demandent des proportions de HC1 plus élevées et le réglage de température des gaz chauds s'avère difficile. Le rapport en volume du HC1 à la vapeur d'eau dans le mélange gazeux utilisé au cours de la réaction est d'au moins 4:1. Avec des rapports en volume du HC1 à l'eau inférieurs à 4:1, les durées de réaction deviennent beaucoup plus longues et la conversion du chlorure de magnésium en oxyde de magnésium et en oxychlorure de magnésium s' accroissent de façon très rapide. Un mode de réalisation préférentiel de l'invention se trouve représenté sur le schéma de la figure unique des dessins annexés. Un hydrocarbure tel que du gaz naturel ou du fuel oil est introduit par une canalisation 12 dans une chambre de combustion 10 dans laquelle il est mélangé avec de l'air amené par une canalisation 11 et brûlé de façon à produire des gaz de combustion chauds. Les gaz de combustion ainsi produits passent de la chambre de combustion 10 dans une canalisation 13 dans laquelle ils sont mélangés avec du HC1 gazeux amené par une canalisation 14 et le mélange de gaz de combustion et de HC1 entre dans un réacteur de déshydratation 15. On peut soit introduire du chlorure de magnésium hydraté dans ce réacteur 15 sous forme d'une charge unique qui est déshydratée en discontinu et renouvelée après déshydratation, soit amener en continu du chlorure de magnésium hydraté dans un lit fluidisé et l'en extraire en continu comme le montre la figure. Les gaz chauds avec l'eau supplémentaire d'hydratation provenant du chlorure de magnésium passent du réacteur dans une canalisation 16, puis dans un condenseur 18 dans lequel l'eau et le HC1 sont condensés et les gaz restants évacués par une canalisation 17.On fait alors passer l'eau condensée et le HC1 par une canalisation 19 vers un séparateur 20 dans lequel l'eau est extraite par une canalisation 22 et le HC1 recyclé par une canalisation 21 en vue de sa réutilisation dans l'opération de déshydratation. Bien que le temps de contact varie dans une certaine mesure avec la température, le débit des gaz, la conception du réacteur de déshydratation, la granulométrie du chlorure de magnésium et le rendement du contact entre le chlorure de magnésium et les gaz chauds, on a constaté qu'un temps de contact compris entre 5 et 30 mn est habituellement suffisant. L'exemple qui va suivre à titre non limitatif a uniquement pour but de bien faire comprendre comment 1 t invention peut être mise en pratique. Dans ce but, on procède à un certain nombre d'expériences conformes au mode opératoire général suivant. Dans un réacteur de déshydratation de Vycor, on place 10 mg de MgC12.2H20 sur une plaque de Vycor perforée. Ce chlorure de magnésium hydraté présente une granulométrie de 1,41 à 3,36 mm et son analyse pondérale en ffi est la suivante : 65,8 MgC12, 1,6% MgO, 1,5% d'autres sels métalliques et 31,1% H2O. On mélange avec du HCl gazeux un mélange de gaz correspondant aux gaz obtenus par la combustion du méthane avec de l'air, on les chauffe et on les fait passer à travers le lit de MgC12 pour fluidiser celui-ci et le porter à la température voulue. A la fin du temps de réaction, on refroidit le chlorure de magnésium produit et on l'analyse par dissolution dans un excèS d'acide chlorhydrique et par titration en retour avec du NaOH afin de déterminer l'alcalinité totale.On calcule celle-ci et on l'exprime en % de MgO en poids. Le tableau suivant présente les résultats de ces expériences. T A B L E A U Volume des gaz mesuré Température Vitesse à 21 C Expé- des gaz Temps de Rapport en Rapport en linéaire Air HCl H2O rience d'entrée réaction volume volume des gaz N ( C) (mn) (cc/mn) (cc/mn) (cc/mn) HCl/H2O Air/HCl (cm/s) % MgO 1 392 10 16.400 1680 330 5,1 9,8 76,8 1,78 2 394 20 16.400 1680 330 5,1 9,8 76,8 1,24 3 452 10 16.400 1700 340 5,1 9,6 83,4 1,33 4 452 15 16.400 1750 340 5,1 9,4 83,4 1,14 5 452 20 16.400 1750 340 5,1 9,4 83,4 0,97 6 502 10 15.300 1750 300 5,8 8,7 84,1 1,27 7 500 10 15.300 1750 300 5,8 8,7 83,4 1,32 Expériences à titre de comparaison A 393 10 18.100 0 330 0 76,8 29,8 B 448 10 17.600 540 390 1,4 32,6 83,2 6,95 C 556 10 14.200 1470 320 4,6 9,6 82,9 9,76 D 442 10 18.100 300 360 0,83 60,4 90,6 18,90 E 456 10 17.300 0 0 0/0 78,2 16,93 (Argon) - REVENDICATIONS 1.- Procédé de production de chlorure de magnésium anhydre à partir de chlorure de magnésium hydraté à l'aide d'un mélange gazeux contenant de l'air, de la vapeur d'eau et du HCl à une température comprise dans l'intervalle de 350 à 525 C et pendant un temps suffisant pour extraire de façon importante de ce chlorure de magnésium l'eau d'hydratation,caractérisé par le fait qu'on réalise le chauffage en mettant le chlorure de magnésium directement en contact avec des gaz chauds produits par la combustion d'un hydrocarbure et par le fait que le rapport en volume de l'air au HC1 dans le mélange gazeux est compris entre 1:1 et 30:1 et le rapport en volume du HC1 à 1'H20 d'au moins 4:1. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la température est comprise dans le domaine de 425 à 475 C. ).- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le chlorure de magnésium hydraté à déshydrater contient 2 moles d'eau par mole de MgC12 ou moins.