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Date: 1 juillet 2009
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Dépôt d'une traduction
Demande de brevet européen 03717947.0 (EP 1480740)
au nom de IN VI STA Technologies S.à.r.l.
Date de délivrance: 29/04/2009
CONFIRMAT''ON
N|
Messieurs,
Conformément à l'article 65 de la Convention de Munich, nous vous remettons en annexe un
exemplaire de la traduction française de la demande sous rubrique désignant la Belgique.
Le document de délégation de pouvoir est joint à la présente.
Nous vous remercions d'avance de bien vouloir nous accuser réception de ce document.
Veuillez agréer, Messieurs, l'expression de nos sentiments les meilleurs.
Sigmar Lé
Conseil en Propriété Industrielle
matricule Q104
Annexes:
1 exemplaire de la traduction
1 pouvoir
1 copie de la Décision de délivrance
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INTELLECTUELLE
06.07.2009
ENTRÉE
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BELGIUM
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POUVOIR
AUTHORISATION
Les soussignés,
I/We, the undersigned,
INVISTA Technologies S.à.r.1.
constituent pour mandataire et donnent pouvoir à
hereby constitute and appoint
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Sigmar Lampe and/or Luca Polverari
5, place de la Gare
B.P. 1775
L-1017 Luxembourg
à les représenter devant l'Office belge de la Propriété
Industrielle dans toutes procédures relatives au
brevet/à la demande de brevet
to represent them in all proceedings before the
Belgian Industrial Property Office relating to
patent/patent application
EP 1480740
d'accomplir toutes formalités requises en Belgique
pour le maintien en vigueur/la défense du brevet/de
la demande de brevet précité/e. En conséquence ledit
mandataire est autorisé à signer et déposer toutes
pièces, à verser et retirer toutes taxes et à faire en
général tout ce qui sera nécessaire et utile à la bonne
exécution des procédures précitées.
to fulfil all formal requirements in Belgium for the
maintenance/defence of the above patent/patent
application. In the execution of this authorisation,
the above representative is hereby authorised to sign
and file all documents, to pay and withdraw all taxes
and to do generally all that may be necessary or
useful to complete the proceedings referred to
above.
Fait à Wilmington. Delaware U.S.A.
Signed at
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the
December 11. 2008
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Name
Signature
Robert B. Furr. Jr.
Titre
Title "
Senior Patent Counsel
(no legalisation)
08338-7 - BE / pii360epo/pct
15/04 2009 08:12 FAX 020 7405 4166
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14.03.OZ/USA 98920
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8001 Zürich/OH
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(Art. 97(3) EPC).
The mention of the grant will be published in European Patent Bulletin 09/18 of 29.04.09.
Examining Division
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EPO Form 20O6A 12.07 27.03.09
to EPO postal servloe: 27.03.09
(11) No. de publication européen : 1480740
(12) Traduction du brevet européen Bl
(21) No. de dépôt de la demande de brevet européen : 03717947.0
(22) Date de dépôt de la demande de brevet européen : 11/03/2003
(54) Titre : REACTEURS CHAUFFES PAR INDUCTION POUR REACTIONS
CATALYSEES EN PHASE GAZEUSE
(73) Titulaire(s) du brevet : INVISTA Technologies S.à.r.1.
Talstrasse 80
8001 Zürich/CH
- 1 - EP 1480740
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne des procédés catalytiques en phase gazeuse, à température élevée,
pour préparer du HCN, utilisant le chauffage par induction comme source d'énergie, et un nouvel appareil
pour exécuter lesdits processus.
5 ARRIERE-FOND DE L'INVENTION
Le chauffage par induction constitue un procédé sans contact pour chauffer sélectivement des
matériaux conducteurs d'électricité en appliquant un champ magnétique alternatif afin de produire un
courant électrique, connu comme courant de Foucauld, dans le matériau, connu sous le nom de suscepteur,
pour chauffer ainsi le suscepteur. Le chauffage par induction a été utilisé dans l'industrie métallurgique
10 pendant de nombreuses années en vue de chauffer des métaux, par exemple pour la fusion, le raffinage, le
traitement thermique, le soudage et le brasage. Le chauffage par induction est appliqué au-delà d'une vaste
plage de fréquences, allant de fréquences d'alimentation à courant alternatif réduites à 50 Hz jusqu'à des
fréquences atteignant plusieurs dizaines de MHz.
En présence d'une fréquence d'induction définie, l'efficacité du chauffage du champ d'induction
15 est accrue lors de la présence d'un trajet de conduction plus long dans un objet. De grandes pièces à usiner
massives peuvent être chauffées avec des fréquences inférieures, tandis que de petits objets exigent des
fréquences plus élevées. Pour un objet d'une taille définie devant être chauffé, une fréquence trop basse
assure un chauffage peu efficace, étant donné que l'énergie dans le champ d'induction ne produit pas
l'intensité voulue des courants de Foucault dans l'objet. Une fréquence trop élevée entraîne d'un autre côté
20 un chauffage non uniforme, étant donné que l'énergie dans le champ d'induction ne pénètre pas dans
l'objet, des courants de Foucault étant uniquement produits au niveau de la surface ou près de celle-ci. Le
chauffage par induction de structures métalliques perméables au gaz n'est toutefois pas connu dans la
technique antérieure.
Les procédés selon la technique antérieure pour des réactions catalytiques en phase gazeuse
25 exigent que le catalyseur ait une grande aire de surface, pour assurer un contact maximal entre les
molécules de gaz à réaction et la surface du catalyseur. Les procédés selon la technique antérieure utilisent
typiquement un matériau catalyseur poreux ou de nombreuses petites particules catalytiques, supportées de
manière appropriée, pour établir l'aire de surface requise. Ces procédés selon la technique antérieure sont
basés sur la conduction, le rayonnement ou la convection pour fournir la chaleur nécessaire au catalyseur.
30 Pour assurer une bonne sélectivité de la réaction chimique, toutes les parties des réactifs devraient être
soumises à une température et à un environnement catalytique uniformes. Pour une réaction endothermique,
le taux de production de chaleur devrait donc être aussi uniforme que possible sur l'ensemble du volume du
lit catalytique. La conduction et la convection, ainsi que le rayonnement, sont limités par inhérence dans
leur pouvoir d'assurer le taux et l'uniformité nécessaires de la distribution de chaleur.
35 Le brevet GB 2210286 (GB'286), typique de la technique antérieure, propose le montage de petites
particules catalytiques non conductrices d'électricité sur un support métallique ou le dopage du catalyseur
afin de lui conférer des propriétés conductrices d'électricité. Le support métallique ou le matériau de
dopage est chauffé par induction, chauffant à son tour le catalyseur. Ce brevet propose l'utilisation d'un
noyau ferromagnétique passant de manière centrale à travers le lit catalytique. Le matériau préféré pour le
40 noyau ferromagnétique est constitué par le fer de silicium. L'appareil selon le brevet GB 2210286 est certes
- 2 - EP 1480740
utile pour des réactions jusqu'à environ.6.00.degrés C, mais il présente des limitations importantes en
présence de températures plus élevées. La perméabilité magnétique du noyau ferromagnétique serait
dégradée notablement en présence de températures plus élevées. Selon Erickson, CJ, « Handbook of
Heating for Industry », p. 84-85, la perméabilité magnétique du fer commence à se dégrader à 600°C et
5 disparaît effectivement à 750°C. Comme dans l'agencement selon le brevet GB '286, le champ magnétique
dans le lit catalytique dépend de la perméabilité magnétique du noyau ferromagnétique, un tel agencement
ne pourrait effectivement pas chauffer un catalyseur à des températures supérieures à 750°C, les 1000°C
requis pour la production de HCN ne pouvant être atteints par ce moyen.
On estime également que l'appareil selon le brevet GB 2210286 est peu approprié du point de vue
10 chimique pour la préparation de HCN. Le HCN est produit par réaction d'ammoniac et d'un gaz
d'hydrocarbures. Il est connu que le fer entraîne la décomposition de l'ammoniac en présence de
températures élevées. On estime que le fer présent dans le noyau ferromagnétique et dans le support
catalytique dans la chambre de réaction selon le brevet GB '286 entraînerait une décomposition de
l'ammoniac et empêcherait la réaction voulue entre l'ammoniac et des hydrocarbures pour former du HCN,
15 plutôt que d'encourager celle-ci.
L'acide cyanhydrique (HCN) constitue un agent chimique important et permet de nombreuses
utilisations dans les industries chimique et minière. Le HCN constitue par exemple une matière première
pour la production d'adiponitrile, de cyanohydrine d'acétone, de cyanide de sodium et de substances
intermédiaires dans la fabrication de pesticides, de produits agricoles, d'agents de chelation et des aliments
20 pour bétail. Le HCN est un liquide hautement toxique, entrant en ebullition à 26 degrés Celsius, et est ainsi
soumis à des régulations strictes en ce qui concerne son emballage et son transport. Dans certaines
applications, Le HCN doit être disponible au niveau d'emplacements éloignés, distants des usines de
production à grande échelle de HCN. Le transport du HCN vers de tels emplacements entraîne des risques
majeurs. La production de HCN au niveau des sites de son utilisation permettrait d'empêcher les risques liés
25 à son transport, à son stockage et à sa manipulation. Une production de HCN à petite échelle sur le site,
avec application de procédés selon la technique antérieure, serait irréalisable d'un point de vue économique.
Une production sur place à petite échelle et à grande échelle de HCN est toutefois possible d'un point de
vue technique et économique en appliquant les procédés et l'appareil selon la présente invention.
Le HCN peut être produit en faisant réagir des composants contenant de l'hydrogène, de l'azote et
30 du carbone en présence de températures élevées, en présence ou en absence d'un catalyseur. Le HCN est
par exemple typiquement produit par la réaction d'ammoniac et d'un hydrocarbure, une réaction hautement
endothermique. Les trois procédés commerciaux pour produire le HCN sont le procédé « Blausaure aus
Methan und Ammoniak (BMA) », le procédé Andrussow et le procédé Shawinigan. Ces procédés peuvent
être distingués par le processus de production et de transfert de chaleur ainsi que par la présence ou
35 l'absence d'un catalyseur.
Le procédé d'Andrussow utilise la chaleur produite par la combustion d'un gaz d'hydrocarbures et
d'oxygène dans le volume du réacteur pour fournir la chaleur de réaction. Le procédé BMA utilise la
chaleur produite par un processus de combustion externe pour chauffer la surface externe des parois du
réacteur, chauffant à son tour la surface interne des parois du réacteur et fournissant ainsi la chaleur de
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réaction. Le procédé de Shawinigan utilise un courant électrique s'écoulant à travers des électrodes dans un
lit fluidisé pour fournir la chaleur de réaction.
Dans le procédé d'Andrussow, un mélange de gaz naturel (un mélange de gaz d'hydrocarbures à
teneur élevée en méthane), d'ammoniac et d'oxygène ou d'air, est mis en réaction en présence d'un
5 catalyseur de platine. Le catalyseur comprend typiquement plusieurs couches de gaze métallique à base de
platine/rhodium. La quantité d'oxygène est telle que la combustion partielle des réactifs fournit une énergie
suffisante pour préchauffer les réactifs à une température opérationnelle supérieure à 1000°C, ainsi que la
chaleur de réaction requise pour la production de HCN. Les produits de réaction sont le HCN, le H2, le H20,
le CO, le C02 et des quantités infimes de nitriles supérieurs, qui doivent alors être séparés.
10 Dans le procédé BMA, un mélange d'ammoniac et de méthane s'écoule à l'intérieur de tubes
céramiques non poreux composés d'un matériau réfractaire résistant aux températures élevées. L'intérieur
de chaque tube est garni ou revêtu de particules de platine. Les tubes sont placés dans un four à température
élevée et son chauffés de l'extérieur. La chaleur est conduite à travers la paroi céramique vers la surface du
catalyseur, faisant partie intégrante de la paroi. La réaction se fait typiquement à 1300°C lorsque les réactifs
15 contactent le catalyseur. Le flux de chaleur requis est élevé par suite de la température de réaction élevée, de
la chaleur de réaction importante et du fait qu'il peut y avoir une cokéfaction de la surface du catalyseur, au-
dessous de la température de réaction, désactivant le catalyseur. Comme chaque tube a typiquement un
diamètre d'environ 1", il faut prévoir un grand nombre de tubes pour répondre aux exigences de
production. Les produits de réaction sont le HCN et l'hydrogène.
20 Dans le procédé Shawinigan, l'énergie requise pour la réaction d'un mélange composé de propane
et d'ammoniac est fournie par un courant électrique s'écoulant entre des électrodes immergées dans un lit
fluidisé de particules de coke non catalytiques. Par suite de l'absence d'un catalyseur, ainsi que de l'absence
d'oxygène ou d'air dans le procédé Shawinigan, la réaction doit se faire à des températures très élevées,
typiquement supérieures à 1500 degrés C. Les températures plus élevées requises imposent des contraintes
25 encore plus élevées aux matériaux de construction du procédé.
Comme décrit ci-dessus, il est connu que le HCN peut être produit par la réaction de NH3 et d'un
gaz d'hydrocarbures, par exemple de CFL, ou de C3H8. En présence d'un catalyseur métallique du groupe Pt,
il est toutefois toujours nécessaire d'améliorer l'efficacité de tels processus, ainsi que des processus
associés, en vue d'améliorer les aspects économiques de la production de HCN, en particulier pour la
30 production à petite échelle. Il est particulièrement important de réduire au minium l'utilisation de l'énergie
et la percée d'ammoniac tout en accroissant au maximum le taux de production de HCN par rapport à la
quantité du catalyseur de métal précieux utilisé. Le catalyseur ne devrait en outre pas affecter la production
du HCN en entraînant des réactions indésirables, comme la cokéfaction. Il est en outre désirable d'améliorer
l'activité et la durée de vie des catalyseurs utilisés dans ces procédés. Il faut noter qu'une grande partie des
35 investissements dans la production de HCN est affectée au catalyseur du groupe platine. Selon la présente
invention, le catalyseur est chauffé de manière directe, plutôt que de manière indirecte comme dans le cas
de la technique antérieure, répondant ainsi à ces demandes.
Comme décrit ci-dessus, il est connu qu'un chauffage par induction à fréquence relativement basse
assure une uniformité appropriée de la distribution de chaleur en présence de niveaux énergétiques plus
40 élevés pour des objets ayant des trajets de conduction électrique relativement longs. Lors de la fourniture de
? - 4 - EP 1480740
l'énergie de réaction à une réaction catalytique endothermique en phase gazeuse, la chaleur doit être
distribuée directement vers le catalyseur, avec une perte d'énergie minimale. Les exigences concernant une
distribution de chaleur uniforme et efficace vers une masse catalytique à grande aire de surface, perméable
au gaz, semblent opposées aux capacités du chauffage par induction. La présente invention est basée sur des
5 résultats inattendus obtenus avec une configuration de réacteur dans laquelle le catalyseur présente une
forme structurale innovante. Cette forme structurale combine les caractéristiques ci-dessous : 1) une
longueur effectivement élevée du trajet de conduction électrique, facilitant un chauffage par induction direct
efficace du catalyseur, de manière uniforme, et 2) un catalyseur présentant une aire de surface élevée ; ces
caractéristiques coopérant pour faciliter les réactions chimiques endothermiques. L'absence complète de fer
10 dans la chambre de réaction facilite la production de HCN par la réaction du NH3 et d'un gaz
d'hydrocarbures.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention concerne un appareil, un ensemble catalytique, appelé ci-dessous
« catalyseur/suscepteur » et un procédé de préparation de HCN par réaction d'ammoniac avec un alcane
15 inférieur, en phase gazeuse, en présence d'un catalyseur métallique du groupe platine, comme revendiqué
dans les revendications 1 et 15. Selon l'invention, le catalyseur/suscepteur, comprenant un ou plusieurs
métaux du groupe platine sous forme d'un cylindre perméable au gaz, assume la double fonction d'un
suscepteur, pour le chauffage par induction, et de catalyseur pour la préparation de HCN. Le
catalyseur/suscepteur est ainsi chauffé par chauffage par induction, le catalyseur chauffé fournissant ainsi
20 aux réactifs la chaleur nécessaire pour la production de HCN. Le catalyseur/suscepteur cylindrique peut
comprendre un solide perméable au gaz, par exemple une mousse poreuse, ou peut comprendre de multiples
couches d'une structure filamentaire perméable au gaz. Le catalyseur/suscepteur selon la présente invention
possède non seulement une activité catalytique, mais il possède aussi les caractéristiques consistant en un
trajet de conduction électrique suffisamment long pour permettre un chauffage par induction en présence
25 d'une fréquence réduite, tout en ayant une aire de surface suffisante pour le volume du réacteur. En se
basant sur le chauffage par induction du catalyseur, plutôt que sur les procédés selon la technique
antérieure, chauffant la cuve à réaction ou une partie de celle-ci ou similaire, pour chauffer ainsi le
catalyseur par conduction, rayonnement et/ou convection, il est possible de disposer d'avantages
considérables.
30 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 illustre les principes à la base de la technique de chauffage par induction selon la
présente invention, différentes formes de réalisation spécifiques de la présente invention étant illustrées
dans les figures 2 à 8 ;
la figure 2 montre un réacteur à flux axial dans lequel le catalyseur/suscepteur est composé de
35 couches d'une structure filamenteuse ;
la figure 3 montre un réacteur à flux radial, dans lequel le catalyseur/suscepteur est composé de
couches d'une structure filamentaire ;
la figure 4 montre un réacteur à flux radial, dans lequel le catalyseur/suscepteur est composé d'une
pile de bagues perméables au gaz ;
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la figure 5 montre un réacteur à flux axial, dans lequel les bagues perméables au gaz sont
autoportantes ;
la figure 6 montre un réacteur à flux axial, dans lequel le catalyseur/suscepteur est composé d'une
mousse métallique ;
5 la figure 7 montre un ensemble à flux radial, dans lequel le catalyseur/suscepteur est composé de
deux régions annulaires, présentant chacune une conductivité électrique différente ;
la figure 8A montre un agencement à flux axial, dans lequel la bobine d'induction comprend deux
sections, chaque section présentant un espacement différent de la bobine ;
la figure 8B montre un agencement à flux axial, dans lequel la bobine d'induction comprend deux
10 bobines séparées, chaque bobine supportant un courant d'intensité différente.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Selon la présente invention, le procédé et le réacteur sont conçus de sorte à accroître la longueur
effective du trajet de conduction dans l'objet de métal du groupe platine servant de catalyseur/suscepteur.
Un objectif de la présente invention consiste aussi à exploiter cette longueur accrue et efficace du trajet de
15 conduction pour permettre un chauffage par induction en présence de la fréquence d'induction minimale
possible. Un autre objectif de la présente invention consiste à réduire au minimum la variation de la
température à travers le catalyseur/suscepteur et à réduire au minimum la variation de l'écoulement de gaz à
travers le catalyseur/suscepteur. Un objectif encore différent de la présente invention consiste à fournir un
procédé et un appareil à coût d'investissement et de fabrication réduit. Des objectifs encore différents de la
20 présente invention consistent à assurer des temps de séjour réduits, des rendements accrus du HCN et une
réduction ou une élimination de sous-produits, englobant la coke, le N2, le H20, le CO et le C02. Tous les
objectifs ci-dessus sont réalisés par la présente invention.
Dans le cadre du procédé selon la présente invention, un alcane contenant 1 à 6 atomes de carbone
est mis en réaction avec de l'ammoniac par l'intermédiaire du catalyseur/suscepteur qui est chauffé par
25 chauffage par induction. On utilise de préférence un gaz naturel à teneur élevée en méthane ; le propane
peut aussi être utilisé, en particulier dans les zones où le gaz naturel n'est pas disponible. La température de
réaction est comprise entre 950 et 1400 degrés, de préférence entre 1000 et 1200 degrés C, et dans les cas
les plus préférés entre 1050 et 1150 degrés C. De telles températures sont établies par chauffage par
induction en présence de fréquences comprises en général entre 50 Hz et 30 MHz, de préférence entre 50
30 Hz et 300 kHz, et dans les cas les plus préférés entre 50 Hz et 3 kHz. Le taux de production de HCN est
limité par cinétique au-dessous de 1050 degrés C, et en présence de températures inférieures à 1000 degrés
C, l'hydrocarbure peut former de la coke au-dessus de la surface du catalyseur. Le taux de réaction est accru
en présence de températures plus élevées ; la température est toutefois limitée par le point de
ramollissement du catalyseur/suscepteur et de la" structure de support. En présence de températures
35 supérieures à 1200°C, l'ammoniac peut en outre se décomposer en azote et hydrogène, plutôt que de réagir
avec le méthane. Les matériaux réactifs, comme l'alumine ou le quartz, sont sélectionnés de sorte à résister
aux températures élevées de la réaction et aux gradients thermiques élevés.
La présente invention utilise un catalyseur/suscepteur sous forme d'un cylindre entouré par une
bobine d'induction. Le diamètre extérieur du catalyseur/suscepteur est de préférence aussi grand que
40 possible. Le rapport entre le diamètre extérieur du catalyseur/suscepteur et le diamètre intérieur de la bobine
- 6 - EP 1480740
d'induction peut certes être réduit à 0,05, mais ce rapport est de préférence supérieur à 0,5 et est dans les cas
les plus préférés aussi proche que possible de 1,0. Le trajet du courant de Foucault dans le
catalyseur/suscepteur est donc aussi long que possible, permettant ainsi l'utilisation de la fréquence
d'induction minimale possible pour un réacteur de taille définie.
5 La région interne extrême d'un catalyseur/suscepteur cylindrique solide est chauffée par induction
de manière moins efficace que la région externe. Cette réduction de l'efficacité du chauffage est entraînée
par : (1) une longueur réduite du trajet de courant dans la partie interne du cylindre et (2) des effets de
blindage de la partie externe du cylindre. Une forme de cylindre creux, avec une section transversale
annulaire, est donc préférée pour le catalyseur/suscepteur. L'épaisseur de la paroi du catalyseur/suscepteur
10 cylindrique creux ne présente typiquement pas plus d'environ un quart de son diamètre extérieur, étant
donné que la partie interne de la paroi du cylindre est soumise à un chauffage par induction moins efficace.
Les parties internes du catalyseur/suscepteur cylindrique peuvent être optionnellement composées d'un
matériau présentant une conductivité électrique supérieure à celles des parties externes du cylindre en vue
de compenser en partie l'efficacité réduite du chauffage par induction.
15 Le catalyseur/suscepteur cylindrique selon la présente invention répond à la demande concernant la
fréquence d'induction minimale possible, une activité catalytique élevée par volume du réacteur et une
efficacité énergétique élevée. Les configurations du réacteur et le procédé selon la présente invention
assurent des conditions économiques améliorées à toutes les échelles de production, à petite échelle et à
grande échelle. Pour pouvoir utiliser la fréquence d'induction minimale possible, le trajet du courant dans le
20 catalyseur/suscepteur devrait être aussi long que possible. La présente invention utilise ainsi un
catalyseur/suscepteur qui est grand par rapport à la taille du réacteur. Le rapport entre la dimension externe
du catalyseur/suscepteur et la dimension interne du réacteur devrait être aussi élevé que possible.
La structure du catalyseur/suscepteur cylindrique selon la présente invention peut avoir plusieurs
formes différentes. Le catalyseur/suscepteur cylindrique peut être composé d'un solide perméable au gaz,
25 par exemple d'une mousse poreuse, ou peut comprendre plusieurs couches d'une structure filamentaire
perméable au gaz. La structure filamentaire peut être constituée par un tissu tressé, tissé ou tricoté (par
exemple de gaze) ou de filaments enroulés en bobine. Les plusieurs couches perméables au gaz peuvent
avoir la forme de bagues empilées les unes sur les autres, la forme de cylindres concentriques, ou la forme
de plusieurs couches du catalyseur/suscepteur enroulées les unes autour des autres. De multiples couches
30 enroulées devraient présenter une conductivité électrique appropriée entre les couches, pour assurer un
chauffage par induction efficace. Le catalyseur/suscepteur cylindrique comporte ainsi des trajets de courant
de Foucault ayant une dimension comparable à celle de la circonférence du réacteur.
Lors d'un positionnement dans un champ d'induction, le catalyseur/suscepteur cylindrique est
chauffé directement, sa température pouvant être contrôlée facilement en contrôlant l'intensité du champ
35 d'induction. Le contrôle de la température du catalyseur/suscepteur permet de favoriser sélectivement une
réaction chimique voulue, les réactions indésirables pouvant être supprimées. Le catalyseur/suscepteur
cylindrique comprend un métal du groupe platine, par exemple du platine même ou un alliage de platine,
par exemple un alliage de platine/rhodium ou de platine/iridium. La température du catalyseur/suscepteur
peut être contrôlée de manière précise en contrôlant l'intensité du champ d'induction et en contrôlant les
40 débits des gaz réactifs. La formation de HCN peut ainsi être assurée avec des rendements élevés, tout en
- 7 - EP 1480740
empêchant les problèmes des procédés selon la technique antérieure, comme la formation de coke sur le
catalyseur, la décomposition spontanée du gaz d'ammoniac ou la formation de produits indésirables devant
être séparés ultérieurement.
Dans le cadre du procédé chimique selon la présente invention, les exigences concernant le niveau
5 énergétique sont intenses. Une installation de production de HCN à échelle moyenne typique, avec un taux
de production de 10 millions de livres par an, exigerait une source d'induction avec un niveau énergétique
d'au moins 3,0 mégawatts (MW). En présence de ce niveau énergétique, seuls des systèmes à basse
fréquence, de 3 kHz ou moins, sont disponibles d'un point de vue économique et commercial.
DESCRIPTION DETAILLEE DES DESSINS
10 La figure 1 est une représentation schématique illustrant le principe selon la présente invention. Le
catalyseur/suscepteur pratiquement cylindrique 1 est positionné dans une paroi de réacteur 2 qui est
pratiquement non conductrice d'électricité. Ledit catalyseur/suscepteur cylindrique 1 est perméable au gaz
et présente les propriétés électriques (conductivité globale et trajets de conduction continus autour de la
circonférence du cylindre) requises pour produire des courants de Foucault pouvant s'écouler dans des
15 trajets circulaires et dans le catalyseur/suscepteur annulaire. Une bobine d'induction 3 (refroidie
typiquement par un fluide) entoure le catalyseur/suscepteur 1 et la paroi du réacteur 2. Un courant alternatif
Ic dans la bobine 3 produit un champ magnétique alternatif B, produisant à son tour un courant de Foucault
Ie dans le catalyseur/suscepteur 1, dans un plan pratiquement parallèle au courant alternatif jV Le courant
induit L entraîne le chauffage, des courants de Foucault plus importants produisant plus de chaleur. Un
20 accroissement du rayon du catalyseur/suscepteur 1 entraîne un accroissement des courants de Foucault.
Lorsque le diamètre extérieur de l'espace annulaire du catalyseur/suscepteur 1 se rapproche du diamètre du
réacteur 2, il est possible d'utiliser une fréquence réduite pour assurer un chauffage efficace de l'espace
annulaire du catalyseur/suscepteur.
Comme représenté dans la figure 2, un catalyseur/suscepteur perméable au gaz 1 comprend un fil
25 enroulé en bobine, un treillis de fils tissés, un treillis de fils tricotés, une chaussette ou un manchon à
enroulement en spirale ou un fil tressé. Le fil est composé d'un métal du groupe platine ou d'un alliage du
groupe platine, par exemple de platine ou d'un alliage métallique platine/rhodium. Le catalyseur/suscepteur
1 est positionné entre des cylindres annulaires imperméables au gaz, non conducteurs d'électricité et
résistants à des températures élevées 4 et 5, par exemple en quartz ou en céramique. Le cylindre 4 est ouvert
30 au niveau des deux extrémités, le cylindre 5 étant fermé au niveau de l'extrémité supérieure. Les cylindres 4
et 5 sont positionnés et coopèrent de sorte à guider le gaz de réaction 6 de manière à permettre son
écoulement à travers le catalyseur/suscepteur 1. Le champ magnétique alternatif produit par la bobine
d'induction refroidie par eau 3 produit un courant électrique dans le catalyseur/suscepteur 1, entraînant ainsi
son chauffage. Les réactifs 6 rentrent à travers la partie supérieure de la cuve de confinement 7 et passent
35 entre les cylindres 4 et 5 dans une direction axiale, contactant ainsi le catalyseur/suscepteur chaud 1,
entraînant la réaction voulue. Les gaz produits 8 comprenant du HCN et de l'hydrogène sortent de la cuve
de confinement 7. Comme les parois 4 et 5 ne sont pas conductrices d'électricité, le champ d'induction
chauffe le catalyseur/suscepteur et non pas les parois.
La figure 3 illustre une autre forme de réalisation de l'invention. Le catalyseur/suscepteur 1 est
40 perméable au gaz et comprend un fil enroulé sur une bobine, un treillis de fils tricotés, un treillis de fils
- 8 - EP 1480740
tissés, une chaussette ou un manchon à enroulement en spirale ou un fil tressé. Le catalyseur/suscepteur 1
est agencé entre le cylindre imperméable au gaz 9 et le cylindre perméable au gaz 10. Le cylindre
imperméable au gaz 9 est ouvert au niveau de son extrémité supérieure et est connecté à un épaulement
annulaire imperméable au gaz 11. Le cylindre 10 est fermé au niveau de sa partie supérieure par un
5 couvercle imperméable au gaz 12. Le diamètre extérieur du catalyseur/suscepteur 1 est inférieur au diamètre
intérieur du cylindre 9, établissant ainsi un passage annulaire 13. Les réactifs 6 rentrent dans le passage 13
et passent radialement à travers le catalyseur/suscepteur perméable au gaz 1 lors de son chauffage par
induction. Le HCN produit et de l'hydrogène sortent ensuite à travers la paroi perméable au gaz du cylindre
10 dans le passage central 14. Les propriétés du cylindre perméable au gaz 10 sont sélectionnées de sorte à
10 assurer un écoulement uniforme des gaz de réaction à travers le catalyseur/suscepteur 1.
La figure 4 montre un réacteur à agencement et fonctionnement similaires à ceux du réacteur de la
figure 3. Dans la figure 4, le catalyseur/suscepteur 1 comprend toutefois des bagues perméables au gaz 15
du matériau du catalyseur/suscepteur, empilées les unes sur les autres. Les bagues peuvent être composées
des types de structures filamentaires décrits ci-dessus en référence aux figures 2 et 3.
15 La figure 5 montre un réacteur à agencement et fonctionnement similaires à ceux du réacteur de la
figure 4. Dans la figure 5, il n'y a toutefois pas de cylindre perméable au gaz 10, étant donné que les bagues
empilées 15 sont autoportantes. La figure 5 n'est pas conforme aux revendications.
La figure 6 montre un réacteur à agencement et fonctionnement similaires à deux des réacteurs des
figures 3 à 5. Dans la figure 6, le catalyseur/suscepteur 1 comprend toutefois une mousse métallique du
20 groupe platine perméable au gaz 16. La figure 6 n'est pas conforme aux revendications.
La figure 7 montre un réacteur à flux radial à agencement et fonctionnement similaires à ceux du
réacteur de la figure 3, dans lequel le catalyseur/suscepteur comprend une région externe 1A et une région
interne IB. La région interne IB présente une conductivité électrique supérieure à la conductivité de la
région 1 A. Dans une forme de réalisation, cela est assuré en formant les couches cylindriques de gaze de la
25 région interne IB avec un nombre de fils accru (c'est-à-dire plus de fils par unité de surface) par rapport aux
couches de la région externe 1 A. Dans une autre forme de réalisation, cela est assuré en formant les couches
de la région interne IB avec un calibre de fil plus épais.
Les figures 8A et 8B montrent un réacteur à flux axial à agencement et fonctionnement similaires à
deux du réacteur de la figure 2, dans lequel la bobine d'induction 3 comporte une première région 3A
30 adjacente à l'entrée du réacteur, et une deuxième région 3B adjacente à la sortie du réacteur. Ces
agencements produisent un champ d'induction amenant un flux de chaleur accru près de l'entrée du
réacteur, de sorte à compenser l'effet de refroidissement des gaz de réaction et à établir ainsi une
température plus uniforme dans le catalyseur/suscepteur. Une première forme de réalisation, comme
" "' représenté dans la figure 8A, comporte une seule bobine d'induction 3, les enroulements de la bobine dans
35 la région 3A étant moins espacés les uns des autres que les enroulements de la bobine dans la région 3B.
Une deuxième forme de réalisation, comme représenté dans la figure 8B, comporte deux bobines
d'induction séparées 3A' et 3B'. Chaque bobine est excitée séparément, la bobine 3A' supportant un
courant plus important et produisant ainsi de la chaleur dans la région du catalyseur/suscepteur adjacente à
l'entrée du réacteur.
- 9 - EP 1480740
Dans les réacteurs des figures 2.à.6, les parties externes extrêmes du catalyseur/suscepteur, c'est-à-
dire les régions 1, 15 et 16, sont chauffées par induction de manière préférentielle par rapport aux parties
internes proches de la partie centrale du catalyseur/suscepteur cylindrique. Une mise en ?uvre réussie d'un
réacteur comportant un catalyseur/suscepteur chauffé par induction exige que le catalyseur au niveau de
5 l'entrée du réacteur soit suffisamment chaud pour faciliter la catalyse et pour réduire au minimum les
réactions de cokéfaction lors d'un contact avec les gaz de réaction froids. Les figures 7 et 8 montrent des
agencements permettant un meilleur contrôle de l'uniformité de la température du catalyseur/suscepteur, en
modifiant les propriétés du catalyseur/suscepteur (figure 7) ou de la bobine d'induction (figure 8).
Dans le cas de l'agencement du réacteur à flux radial des figures 3 à 7, en vue d'améliorer
10 davantage l'efficacité de la réaction chimique du réacteur, l'intérieur du catalyseur/suscepteur cylindrique
creux 1 peut optionnellement être rempli d'un matériau de catalyseur perméable au gaz, ne devant pas
forcément être conducteur d'électricité.
Les exemples ci-dessous sont destinés à illustrer l'invention et non pas à limiter celle-ci.
EXEMPLE 1
15 Cet exemple montre que le catalyseur/suscepteur selon la présente invention peut être chauffé de
manière uniforme et de manière très efficace par chauffage par induction en présence d'une fréquence
d'induction réduite. De manière similaire à celle de la figure 2, un catalyseur/suscepteur a été construit en
enroulant une bande de gaze d'un alliage de platine trente-six (36) fois autour d'un tube en quartz. L'alliage
de platine a compris 90% de platine et 10% de rhodium. La gaze a eu une armure des fils de 80 et une
20 largeur de 40,6 cm (16 pouces) et a présenté une dimension de fil de 0,076 mm (0,003 pouce). La résistivité
globale de la gaze de platine a été mesurée comme correspondant à 85 x 10"6 Ohms-cm. L'efficacité
maximale du chauffage par induction peut donc être atteinte en présence de la fréquence de 425 Hz,
comptant parmi les fréquences les plus basses utilisées dans l'industrie du chauffage par induction. Le tube
en quartz a eu un diamètre extérieur de 30,5 cm (12"). Le catalyseur/suscepteur résultant a eu un rayon
25 interne de 15,24 cm et une épaisseur de l'ordre de 0,6 cm. La structure du catalyseur/suscepteur a été placée
dans une bobine d'induction refroidie par eau, comprenant dix-sept (17) enroulements d'un tube en cuivre
d'un diamètre de 1,9 cm (0,75 pouce), la bobine ayant eu une hauteur de 55,9 cm (22") et un diamètre
intérieur de 43 cm. La bobine d'induction a été connectée à une source d'énergie par induction, modèle VIP
Power-Trak, produit par la Inductotherm Corporation, Rancocas, NJ (énergie maximale de 170 kW),
30 fonctionnant à une fréquence de 3 Hz et à un niveau énergétique de trente-cinq kilowatts (35 kW).
L'efficacité du chauffage par induction a correspondu à environ 89%. Un calcul de la « profondeur de
référence » (la distance entre la surface externe du cylindre et une profondeur au niveau de laquelle le
courant de Foucault produit est réduit à 37% de sa valeur de surface) correspond dans cet exemple à 2,1 cm,
ce qui est notablement supérieur à l'épaisseur totale de 0,6 cm. Cet exemple montre que le chauffage par
35 induction à travers l'épaisseur de l'espace annulaire est pratiquement uniforme. Le chauffage au niveau de
la surface interne du catalyseur/suscepteur cylindrique n'est ainsi inférieur que de 11 pour cent au chauffage
au niveau de la surface externe.
EXEMPLES 2 A 8
Du HCN a été préparé en mettant en réaction un léger excès molaire d'ammoniac avec du méthane
40 dans un système de réacteur à lit fixe et à flux radial continu, chauffé par induction, comme illustré dans la
10
15
20
25
- 10 - EP 1480740
figure 3. Le catalyseur/suscepteur utilisé dans cette expérience a compris ain seul cylindre de gaze
métallique 90/10 Pt/Rh, d'un diamètre de 0,003 pouce et d'un calibre 80. Le cylindre a eu un diamètre
extérieur de 1,25 pouces et une hauteur de 1,5 pouces. Le cylindre a été construit en enroulant 23 couches
de gaze Pt/Rh autour d'un tube en quartz perforé d'un diamètre de 1 pouce (tube perméable au gaz 10 de la
figure 3), comprenant jusqu'à environ quarante pour cent (40%) d'ouvertures. L'épaisseur enroulée totale
du catalyseur/suscepteur a été comprise entre environ 0,12 et 0,13 pouce. Le seul cylindre du
catalyseur/suscepteur a été monté sous forme d'un cylindre concentrique à l'intérieur du cylindre à bobine
d'induction plus grande. Les réactifs ont été amenés vers le catalyseur/suscepteur dans une direction radiale,
les gaz produits sortant à travers le centre du tube en quartz perforé. La température a été contrôlée en
surveillant une seule température globale de sortie des gaz au centre du tube en quartz perforé et en ajustant
la puissance d'entrée de la source d'énergie par induction pour maintenir la température voulue, le
chauffage par induction ayant été effectué en présence d'une fréquence constante de 97 kHz. Les conditions
de réaction, les conversions et les rendements sont indiqués dans le tableau 1
TABLEAU 1
N° ex. Alimentation deNH3 (sccm) Alimentation de CEL, (sccm) Temps de séjour (secondes) Temp. T°(C) %de conversion du CK, %de conversion duNH3 %de rendement de HCN (sur la base deNH3)
2 524 476 0,70 1100 95 96 86
3 1048 952 0,35 1100 94 95 84
4 1571 1429 0,23 1100 85 93 74
5 524 476 0,70 1150 95 97 86
6 1048 952 0,35 1150 96 97 86
7 1650 1429 0,23 1150 83 93 69
8 2140 1860 0,17 1150 79 92 66
EXEMPLES 9 A 16
Les exemples 9 à 16 illustrent les performances d'un dispositif à flux axial comprenant le
catalyseur/suscepteur à cylindre unique. Du HCN a été préparé en mettant en réaction un léger excès
molaire d'ammoniac avec du méthane dans un système de réacteur à lit fixe à flux continu et chauffé par
induction, comme illustré dans la figure 2. Le catalyseur/suscepteur utilisé dans cette expérience a compris
un seul cylindre de gaze 90/10 Pt/Rh, d'un diamètre extérieur de 0,75 pouce et d'un diamètre intérieur de
0,50 pouce, avec une hauteur de 1,50 pouces. Le catalyseur/suscepteur a été construit en enroulant 23
couches de gaze Pt/Rh autour d'un tube en quartz massif d'un diamètre de 1,3 cm (0,50 pouce). Le
catalyseur/suscepteur cylindrique, ayant une surface de section transversale de 0,245 pouce2, a ensuite été
inséré à l'intérieur du tube en quartz du réacteur d'un diamètre intérieur de 0,75 pouce, par ajustement serré.
Le tube du réacteur a ensuite été placé à l'intérieur d'un cylindre à bobine d'induction légèrement plus
grand. Les réactifs ont été amenés vers le catalyseur dans une direction axiale, les gaz produits étant sortis à
travers l'espace annulaire formé entre les deux tubes en quartz concentriques. La température a été
contrôlée en contrôlant une seule température globale au centre du tube en quartz de 0,50 pouce et en
-11- EP 1480740
ajustant l_a_Ruissançe d'entrée du générateur d'induction pour maintenir la température voulue. Le chauffage
par induction a été effectué en présence d'une fréquence constante de 90 KHz. Les conditions de réaction,
les conversions et les rendements sont indiqués dans le tableau 2.
TABLEAU 2
N° ex. Alimentation deNH3 (sccm) Alimentation de CU, (sccm) Temps de séjour (secondes) Temp. T°(C) %de conversion du CR, %de conversion duNH3 %de rendement de HCN (sur la base deNH3)
9 1048 952 0,18 1050 98 91 90
10 1571 1429 0,12 1050 91 91 87
11 2095 1905 0,09 1052 67 81 60
12 1048 952 0,18 1100 99 92 91
13 1571 1429 0,12 1100 94 94 88
14 2095 1905 0,09 1102 64 79 54
15 1048 952 0,18 1150 99 98 92
16 2095 1905 0,09 1152 65 79 56
5 EXEMPLES 17 A 26
Du HCN a été préparé en mettant en réaction un excès d'ammoniac avec du méthane dans un
réacteur à lit fixe à flux continu, chauffé par induction, ayant une configuration similaire à celle du réacteur
représenté dans la figure 3. Le réacteur a compris un cylindre en quartz externe, d'un diamètre de 5,08 cm et
d'une longueur de 60 cm, avec des raccords appropriés en vue de la connexion au collecteur d'alimentation
10 et à l'unité de distribution du produit (non représentée). Le cylindre externe du réacteur a renfermé le lit du
catalyseur/suscepteur, comprenant 20 couches de gaze 90/10 Pt-Rh de calibre 40, avec une épaisseur de
0,02 cm, enroulées autour d'un tube en mousse d'alumine poreuse, avec 80 pores par pouce (ppi) (d'un
diamètre extérieur de 2,5 cm et d'une longueur de 7,8 cm), fermé au niveau de sa partie supérieur. Les
réactifs, le méthane et l'ammoniac, sont rentrés dans le réacteur d'en haut, avant un écoulement radial à
15 travers le lit du catalyseur/suscepteur cylindrique. Le courant produit, comprenant du HCN, du méthane
et/ou de l'ammoniac n'ayant pas réagi, et un (des) sous-produit(s), a pénétré à travers le tube d'alumine
poreux, et est sorti du réacteur à travers l'espace cylindrique creux à l'intérieur du tube d'alumine poreux.
Le système d'alimentation du réacteur a été conçu de sorte à permettre jusqu'à deux alimentations de gaz
dans la zone de réaction, avec un débit constant. Les gaz ont été dosés et surveillés par l'intermédiaire de
20 dispositifs de commande du débit massique Brooks. L'identification et la quantification du produit ont été
effectuées par Chromatographie gazeuse. Le lit du catalyseur a été chauffé par une bobine d'induction en
cuivre refroidie par eau. Le chauffage par induction a été effectué en présence d'une fréquence constante de
126 kHz, les puissances incidente et réfléchie ayant été ajustées pour assurer une puissance de sortie totale
voulue. Les conditions de réaction, les conversions, les rendements, etc., sont présentés dans le tableau 3.
25
-12-
TABLEAU 3
EP 1480740
10
15
N° ex. Alimentation deNH3 (sccm) Alimentation de CIL, (sccm) Temps de séjour (secondes) Temp. T°(C) %de conversion du CR, ? % de conversion duNR, %de rendement de HCN (sur la base de NH3)
17 2200 1800 0,30 1100 93,5 100,0 78,0
18 2200 1800 0,30 1150 92,6 100,0 77,1
19 2200 1800 0,30 1150 94,6 100,0 80,7
20 2200 1800 0,30 1150 94,1 100,0 80,5
21 3400 2800 0,19 1225 90,9 100,0 86,9
22 3400 2800 0,19 1225 91,7 100,0 86,1
23 3400 2800 0,19 1225 91,7 100,0 85,3
24 4400 3600 0,15 1400 90,6 100,0 84,9
25 4400 3600 0,15 1400 88,7 100,0 84,7
26 4400 3600 0,15 1400 85,1 100,0 83,2
EXEMPLES 27 A 32
Du HCN a été préparé en mettant en réaction un léger excès molaire d'ammoniac avec du méthane
dans un réacteur à lit fixe, à écoulement continu, chauffé par induction. Le réacteur a compris un cylindre
externe en quartz, renfermant le lit du catalyseur/suscepteur. Le lit du catalyseur/suscepteur a compris six
disques en mousse de platine, ayant chacun une épaisseur de 0,3 cm, un diamètre de 2,54 cm et une porosité
de 40 ppi, placés les uns au-dessus des autres dans un support concentrique du catalyseur cylindrique. Les
réactifs, le méthane et l'ammoniac, ont été dosés et surveillés par des dispositifs de commande du débit
massique Brooks et introduits dans le réacteur d'en haut, avec des débits indiqués dans le tableau 4. Les gaz
se sont ensuite écoulés vers le bas à travers le lit du catalyseur/suscepteur cylindrique, qui a été chauffé par
chauffage par induction, le courant produit, comprenant du HCN, du méthane et/ou de l'ammoniac n'ayant
pas réagi, de l'hydrogène et un (des) sous-produit(s), étant resté dans la zone de réaction au niveau du fond
du réacteur en quartz. Le lit du catalyseur a été chauffé par induction en présence d'une fréquence constante
de 142 KHz. Les puissances incidente et réfléchie ont été ajustées pour assurer une puissance de sortie
totale voulue. Les conditions de réaction, les conversions, les rendements, etc., sont présentés dans le
tableau 4.
TABLEAU 4
N° ex. Alimentation deNH3 (sccm) Alimentation de CR, (sccm) Temps de séjour (secondes) Temp. T°(C) %de conversion du CR, %de conversion duNH3 %de rendement de HCN (sur la base deNH3)
27 2200 1750 0,138 1100 85,5 93,2 78,2
28 2200 1750 0,138 1200 90,1 94,2 79,1
29 2200 1750 0,138 1300 93,8 98,6 81,9
30 2200 1750 0,138 1400 98,2 100,0 83,5
31 2200 1850 0,135 1450 93,5 98,9 81,1
32 2200 2000 0,130 1500 95,1 100,0 85,9

- 13 - EP 1480740
REVENDICATIONS
1. Appareil pour effectuer une réaction chimique catalytique en phase gazeuse, à température élevée,
en vue de la préparation de HCN, comprenant :
une chambre de réaction (4) composée d'un matériau pratiquement imperméable au gaz, non
5 conducteur d'électricité ;
un catalyseur/suscepteur conducteur électricité et perméable au gaz (1, 15, 16), positionné dans la
chambre de réaction (4) ;
la chambre de réaction (4) étant entourée par une bobine d'induction (3) pouvant être excitée par
une source d'énergie capable de fournir un courant alternatif;
10 ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) pouvant être chauffé par induction par un champ magnétique
alternatif produit par ladite bobine d'induction (3), à une température suffisante pour entraîner la réaction
chimique ;
le catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) étant caractérisé en ce que :
il a la forme d'un cylindre creux, avec une section transversale pratiquement annulaire, ledit
15 catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) entourant un cylindre non conducteur d'électricité (5, 10) pour permettre
l'écoulement axial ou radial desdits gaz (6) à travers ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16).
2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit cylindre non conducteur d'électricité (5) est
pratiquement imperméable au gaz, permettant ainsi l'écoulement axial desdits gaz (6) à travers ledit
catalyseur/suscepteur (1, 15, 16).
20 3. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit cylindre non conducteur d'électricité (10) est
pratiquement perméable au gaz, permettant ainsi l'écoulement radial desdits gaz (6) à travers ledit
catalyseur/suscepteur (1, 15, 16).
4. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ladite bobine d'induction (3) comporte un
espacement uniforme sur l'ensemble de sa longueur.
25 5. Appareil selon la revendication 1, dans lequel l'intensité du dépôt d'énergie de ladite bobine
d'induction (3) varie le long de la longueur dudit catalyseur/suscepteur cylindrique (1, 15, 16).
6. Appareil selon la revendication 5, dans lequel ladite bobine d'induction (3) comprend deux ou
plusieurs sections (3A', 3B'), chacune desdites sections supportant un courant d'intensité différente de
l'intensité dans chacune des deux ou plusieurs autres sections.
30 7. Appareil selon la revendication 5, dans lequel ladite bobine d'induction (3) comprend deux ou
plusieurs sections (3A, 3B), l'espacement de la bobine dans l'une desdites sections étant différent de
l'espacement de la bobine dans l'autre section respective ou dans les plusieurs autres sections.
'8: ' ' " Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (î)'comprend de
multiples enroulements continus de gaze.
35 9. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (16) comprend de la
mousse métallique catalytique.
10. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (15) comprend plusieurs
bagues de gaze de forme annulaire empilées les unes sur les autres.
- 14 - EP 1480740
11. Appareil selon la revendication 1, dans lequel, ledit catalyseur/suscepteur (1) comprend des
couches annulaires concentriques (1 A, IB) présentant des conductivités globales différentes.
12. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) comprend un
ou plusieurs métaux du groupe platine.
5 13. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) a un diamètre
extérieur représentant entre 0,1 et 0,9 fois le diamètre intérieur de ladite bobine d'induction (3).
14. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur cylindrique (1, 15, 16) a
une épaisseur de paroi ne représentant pas plus d'environ un quart de son diamètre extérieur.
15. Procédé de préparation de HCN, comprenant l'étape de passage d'ammoniac et d'un gaz
10 d'hydrocarbures, comprenant 1 à 6 atomes de carbone, à travers une structure de catalyseur, comprenant un
catalyseur/suscepteur métallique du groupe platine conducteur d'électricité et perméable au gaz
substantiellement cylindrique (1, 15, 16), ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) comportant des trajets
conducteurs d'électricité continus autour de sa circonférence, dans le plan perpendiculaire à l'axe de ladite
circonférence, et étant chauffé par une bobine de chauffage par induction (3) à une fréquence comprise
15 entre 50 Hz et 30 MHz, à une température suffisante pour entraîner la réaction desdits réactifs, ledit
catalyseur/suscepteur cylindrique présentant une résistivité électrique globale suffisante pour assurer une
efficacité suffisante du chauffage par induction afin de promouvoir l'activité catalytique ;
ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) étant caractérisé en ce qu'il est creux et entoure un cylindre
non conducteur d'électricité (5, 10), pour permettre l'écoulement axial ou radial desdits gaz (6) à travers
20 ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16).
16. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit ammoniac et ledit hydrocarbure sont entraînés
à s'écouler axialement à travers ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16).
17. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit ammoniac et ledit hydrocarbure sont entraînés
à s'écouler radialement à travers ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16).
25 18. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ladite bobine d'induction (3) comporte un
espacement uniforme sur l'ensemble de sa longueur.
19. Procédé selon la revendication 15, dans lequel l'intensité du dépôt d'énergie de ladite bobine
d'induction (3) varie le long de la longueur dudit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16).
20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel ladite bobine d'induction (3) comprend deux ou
30 plusieurs sections (3A', 3B'), chacune desdites sections supportant un courant d'une intensité différente de
l'intensité dans chaque autre ou les plusieurs autres sections.
21. Procédé selon la revendication 19, dans lequel ladite bobine d'induction (3) comprend deux ou
plusieurs sections (3A, 3B), l'espacement de la bobine dans l'une desdites, sections étant différent de
l'espacement de la bobine dans l'autre section respective ou dans les plusieurs autres sections.
35 22. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (1) comprend de
multiples enroulements continus de gaze.
23. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (16) comprend de la
mousse métallique catalytique.
-15- EP 1480740
24..,.. .. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (15) comprend plusieurs
bagues de forme annulaire de gaz empilées les unes sur les autres.
25. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (1) comprend des
couches annulaires concentriques (1A, IB) présentant des conductivités électriques globales différentes.
5 26. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) comprend un
ou plusieurs métaux du groupe platine.
27. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur (1, 15, 16) a un diamètre
extérieur représentant 0,1 à 0,9 fois le diamètre intérieur de ladite bobine d'induction (3).
28. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit hydrocarbure comprend du méthane.
10 29. Procédé selon la revendication 15, dans lequel ledit catalyseur/suscepteur cylindrique creux (1, 15,
16) a une épaisseur de paroi ne représentant pas plus d'environ un quart de son diamètre extérieur.
-16
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FIG.1
17-
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/
/
y/////////
FIG*2
18-
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6 n
FIG.3
19
EP 1480740
F IG, 4
20
EP 1480740
FIG.5
-21
EP 1480740
FIG.6
-22
EP 1480740
FIG.7
?23-
EP 1480740
3A -<
3B <
FIG.8A
?24-
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ZA<
Km.
r
3B'-<
? ? ?
FIG.8B