Session 2000

BTS CHIMISTE
GENIE CHIMIQUE
Durée : 3 h

Coefficient : 3

FABRICATION DE L’ACIDE CYANHYDRIQUE
A- DESCRIPTION DU PROCEDE
Le schéma de principe est donné en annexe 1 (page 5/6)
1. Réacteur (R1)
L’acide cyanhydrique est préparé par réaction du méthane sur l’ammoniac, à 1373 K et sous une pression absolue de 2 bars selon l'équilibre suivant :
CH4

+

NH3

HCN +

3 H2

∆rH° = + 250 kJ.mol-1

On utilise comme catalyseur de la toile de platine.
La réaction est fortement endothermique, ce qui exige d’amener une grande quantité de chaleur dans le milieu réactionnel. Cet apport d’énergie se fait « in situ » en ajoutant de l’air au mélange
CH4/NH3 pour provoquer la réaction suivante :
2 H2

+

O2

2 H2O

∆rH° = - 392 kJ.mol-1

(le dihydrogène est issu de la première réaction)
On suppose que cette addition d’air n’entraîne pas d'autres réactions.
2. Colonne de lavage (D)
Après réaction, les effluents gazeux passent dans un échangeur de chaleur (E1) puis dans une colonne de lavage (D), sous pression atmosphérique. L’ammoniac qui n’a pas réagi est éliminé par une solution aqueuse d’acide sulfurique à contre courant.
En tête les effluents gazeux lavés sont dirigés vers la colonne d’absorption (Da).
En pied la solution de sulfate d’ammonium obtenue est envoyée vers la colonne de désorption (De).
3. Colonne de désorption (De)
En effet, la solution issue de (D) contient un peu d’acide cyanhydrique qu’il faut enlever par désorption. Celle-ci est réalisée à contre courant par de l’azote humide.
En tête, les gaz sont dirigés vers la colonne d’absorption (Da).
En pied, la solution de sulfate d’ammonium est envoyée vers un récipient de stockage.
4. Colonne d’absorption
Les effluents gazeux (contenant entre autres du méthane) issus de (D) et de (De) sont mélangés puis absorbés dans la colonne (Da) par le résidu de la colonne de rectification (Di).
En tête, les effluents gazeux sont collectés en vue d’un ultime