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Procède de traitement des combustibles pour l'extraction des sous-produits On a remarqué! depuis longtemps que si pour l'ex traction des sous prodits de plus grande valeur contenus dans les combustibles solides (tels que houilles, ligni- tes tournes, bois, etc et plus generlament dans les composes organiques dérivés des hydrates de carbone, on substituait à la simple décomposition pyrogénée le traitement pari des dissolvants liquides, de préférence sous pression et à haute température, ou par un courant continu et rapide de gaz chauds (par exemple d'hydrogène), on obtenait ainsi la séparation plus rapide d'une quanti- té plus abondante de sous produits liquides et une décom position moins prononcée ,
de ces composés à l'état de méthane et d'hydrogène De même pour l'extraction des sous-produits de plus grande valeur des combustibles liquides (huiles minérales ou pétroles, huiles de schistes, huiles végétales ou animales.ou, , des résidus provenant \des opérations industrielles sur les combustibles des.
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autres catégories) (goudrons, mazouts, résidus de cracking naphtalines, brais,résines, etc,.) on a remarqué qu'il y avait intérêt à procéder à la séparation de leurs éléments divers par dissolution dans des dissolvants plus volatils, de préférence sous pression et à haute température ou à les distiller également sous pression et dans un courant de gaz chauds, par exemple en pré senoe d'hydrogène dot la présence peut stopposer à la dés hydrogénation de certains composés .
Mais la généralisation de ces procédés perfection. nés a été jusqu'ici entravée par la considération des @ frais élevés engendrés par la compression des liquides ou des gaz auxiliaires ainsi utilisés, de même que pour la récupération de la chaleur qu'ils entraînent .
Or, on a trouvé, par la présente invention, qu'il existe une catégorie importante d'opérations chimiques industrielles au cours desquelles on dispose gratuitement de quantités très importantes de gaz et de liquides amenés à un très haut degré de compression, les gaz se trouvant à haute température tandis que la composition des uns et des autres est généralement très convenable pour l'extraction des sous-produits intéressants conte- nus dans les combustibles solides ou liquides et en géné- ral dans les composés organiques dérivés déshydrates de carbone
Ces opérations sont celles qui ont trait aux synthè- ses gazeuses exothermiques sous pression et en particu lier celles par lesquelles on obtient des hydrocarbures, alcools, aldéhydes cétones,
etc.. par Inaction combinée ,de la chaleur, de 'la pression et d'agents catalytiques sur des. mélanges gazeux composés dioxydes de carbone, d'hydrogène ou d'hydrocarbures riches en hydrogène . Pour Inexécution de ces opérations, il est indispensable de
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maintenir en circulation sous pression très élevée un mélange gazeux .(de la composition sus-indiquée qui sort de la chambre' à réaction à des températures de l'or*. dre de 2000 à 6000 et qui abandonne par refroidisse.-, ment des liquides composés d'hydrocarbures, d'alcools, de oétones, etc,.,
condensés sous haute pression et qui peuvent être réchauffés par échange de chaleur ou par chauffage direct
Au moyen de ces gaz et liquides.fortement compri mée et à haute température. on peut procéder à toutes les opérations d'extraction dont il a été précédemment question sans qu'il soit besoin d'engager des frais supplémentaires élevés pour la compression des gaz et liquides et leur chauffage '
On pourra, par exemple, diriger, sous forme de courant régulier, les gaz chauds sortant comprimés de la chambre de réaction sur un ou plusieurs autoclaves$, spécialement disposés à cet effet, où l'on a placé le composé organique à dissocier tel que par exemple de la houille, du lignite ou du bois;
les gaz entraînent avec eux vers l*appareil de condensation les souspro- duits volatils en même temps que les vapeurs engendrées par la réaction oatalytique, ces vapeurs, pouvant ou non se combiner avec les sous *produits susvisés .
Du conden- sat oomplexe ainsi obtenu on retirera les différents éléments qu'il confient par évaporation. distillation fractionnée ou, au besoin, rectification ,
Ou bien, on pourra, par exemple, prélever dans le récipient da condensation de la synthèse principale une fraction du condensât qu'on réchauffera d'abord; à la température appropriée, soit par échange de tempéra- ture avec d'autres produits soit par chauffage indépendant soit par ces deux moyens combinés et consécutifs et on
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dirigera ce liquide au;
moyen d'une pompe de circulation sur le ou les autoclaves contenant la matière organique à dissocier dont on séparera ainsi les produits solubles, le liquide sortant de l'autoclave pouvant abandonner son calorique au liquide entrant
Ou bien encore, on pourra utiliser à la fois les gaz chauds et comprimés sortant de la chambre à réaction et les liquides recueillis dans l'appareil de condensa- tion pour les,faire agir simultanément ou successivement sur le composé organique à dissocier.
Dans ce cas, on pourra faire écouler le liquide de haut en bas dans l'autoclave tandis que les gaz chauds s'élèveront de bas en haut, le liquide avant d'entrer dans l'autoclave s'échauffant au contact du liquide qui en sort ,
Les mouvements des fluides gazeux ou liquides peu- vent être organisés de façons très diverses suivant les composés à traiter, de méme que la disposition de ceux- ci dans les autoclaves et la constitution de ces derniers. s'il s'agit de substances solides pulvérulentes, telles que les houilles, lignites et tourbes, il y aura. avantage à les faire reposer:
dans l'autoclavec sur des plaques ou fonds très finement perforés que les gaz traverseront de bas en haut et les liquides de haut en bas . s'il s'agit de produits liquides ou pâteux, les gaz ou liqui- des pourront être contraints d'y barboter par des tuyaux plongeurs ou par des plateaux de barbotage'
Pour le traitement des substances, particulièrement des substances solides, elles pourront être disposées à l'avance dans des cartouches ou paniers légèrement tronconiques à fonds. perforéa ou non, qui viendront s'emboîter très exactement contre la paroi intérieure également tronconique.
.et de même inclinaison, de l'auto clave , celui-ci pourra être fermé par un couvercle
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mobile serré par un dispositif hydraulique de façon à pouvoir être rapidement ouvert et fermé et à permettra ainsi l'enlèvement facile du panier ou cartouche conte- nant le produit épuisé et son remplacement par un panier ou cartouche muni d'une nouvelle charge de produit à traiter.
On pourra disposer plusieurs autoclaves en dérivation ou en série sur le même oirouit de gaz. ou de liquides de façon à procéder plus ou moins méthodiquement à l'épui- sement du produit à traiter ou à prolonger l'action des gaz ou liquides ou bien le refroidissement de l'autoclave pendant le temps nécessaire sans diminuer le rendement global .
Les produits gazeux, dégagés par le traitement des composés à dissocier, et non condensés dans l'appareil de condensation peuvent être soit laissés dams le circuit gazeux de la réaction principale de synthèse soit éliminés par tout procédé connu, tel que par exemple la liquéfac tion partielle soit !par détente avec ou sans production extérieure de travail,soit par refroidissement sous pression par une source de froid indépendante
Le résidu solide ou liquide restant dans l'autoclave pourra être avantageusement utilisé pour la production, par des procédés connus, de tout ou partie du mélange gazeux à base d'oxyde de carbone, d'hydrogène ou d'hydro carbures riches en hydrogène servant à la réaction syn thétique principale ou bien, lorsque sa.
qualité spéciale le comporte, être employé séparément à d'autres usages .
Pour mieux faire saisir les caractéristiques de la présente Invention, on indiquera ci-après, à titre dtexem- ples, et sans que cela puisse, en aucune façon* être con- sidéré comme limitant la portée de 1* invention, comment le procédé peut être mis en oeuvre dans trois cas particu-
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Exemple I,- On suppose que la réaction synthétique principale consiste dans la fabrication d'hydrocarbures et de dérivés oxygénés d'hydrocarbures dans les conditions générales spécifiées dans le brevet français n 468.427 du 8 Mars 1914 (correspondant au brevet allemand n 239,787 du 8 Mars 1913);
les gaz suivent un circuit fermé sous l'action d'une pompe de circulation qui ramène les gaz non entrés en réaction et non condensés comme tels sur la chambre de catalyse, la pression de régime étant de 250 atmosphères Diaprés la présente invention, on intercalera entre la dernière chambre de catalyse et lappareil de conden- sation un ou plusieurs autoclaves qu'on chargera avec de la houille dite "houille à coke'** par. exemple à 22 % de matières volatiles;
les gaz sortant de la chambre de catalyse à une température voisine de 42--450 sous une pression de 250 atmosphères, traversent l'autovlave de bas en haut, Après trois heures de ce traitement, le charbon sera réduit à près de 60 % de son poids initial et aura pris une texture poreuse et un aspect noir bril- lant tandis que le liquide condensé se sera enrichi en produits volatils de pouvoir calorifique élevé, en ammo- niaque et goudrons limpides et les gaz en méthane et oléfines principalement ,
On pourra d'ailleurs améliorer- très notablement le rendement en produits volatils en réchauffant artificielle- ment jusquTà 750 -800 c avant leur entrée dans l'autc clave,
les gaz venant de la chambre à réaction et en récupérant à leur sortie au bénéfice des gaz entrants le calorique qu'ils emportent ,
Le coke recueilli comme résidu dans l'autoclave peut servir à produire le mélange gazeux réactionnel.
Exemple II.- On suppose que la réaction synthétique
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principale consiste dans une fabrication synthétique de méthanol par combinaison, en présence d'agents oatalyti ques des éléments d'un mélange gazeux composé approxi- mativement d'un volume' d'oxyde de carbone, de deux volu mes d'hydrogène et de quantités variables de méthane et d'azote, la technique opératoire étant celle du brevet français n 540,543 du 19 Août 1921, la température de la chambre à réaction,étant maintenue à 3000 et la pres- sion à 300 atmosphères.
On intercale entre le dernier appareil de oatalyse et l'appareil de condensation un ou plusieurs autoolaves dans lesquels on place des déchets de bois de pins des
Landes (déchets de soierie ou cimaises des arbres abattus) et on y fait circuler simultanément : d'une part, et de bas en haut, les gaz chauds sortant de la chambre à et réaction, et d'autre part de haut en bas, au moyen dune petite pompte de circulation, une partie plus ou moins grande du liquide à base de méthanol prélevé à la. base de lfappareil de condenstatin ce dernier liquide s'étant réchauffé au contact tant des gaz que du liquide chauds sortant de l'autoclave.
On obtient ainsi, dans le liquide sortant du ou des autoclavesen dehors du méthanol non décomposé, de 1* huile de pin de l'acétone* de l'alcool isopropyli que et de l'acide acétique extraits du bois tandis que les gaz entraînent un supplément d'hydrogène, d'oxyde de carbone et de méthane avec une quantité non négligea- ble déthylène et homologues, ces derniers se condensent postérieurment sur le catalyseur sous forme d'hydrocar bures liquides, comme il est dit dans la demande de bre ver français, déposée le 7 Février 1925 pour procédé pour la production simultanée par synthèse d'aclool méthuliques et d'hydrocarbures liquidas*.
Le charbon de
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bois recueilli dans 1'autoclave peut être utilisé pour la production du mélange gazeux réactionnel ou à tout autre usage.
Exemple III.- On suppose que la réaction synthétique principale est conduite comme il est dit dans la demande de brevet français déposée le 7 Février 1925 pour Procé dé pour la production simultanée d'alcool méthylique et d'hydrocarbures liquides avec un mélange gazeux composé d'oxyde d'un volume d'éthylène, d'un volum de carbone et de deux volumes d'hydrogène, la pression de régime étant de 850 atmosphères et la chambre de catalysa étant maintenue à 3000 c
Entre le dernier appareil de catalyse et l'appareil de condensation, on intercalera, suivant la présente invention, un ou plusieurs autoclaves où.
on placera des huiles lourdes de pétrole ou de la naphtaline ou des rési- dus de distillation dThuiles minérales ou végétales et on y fera barboter les gaz sortant de la chambre à réaction avant leur entrée dans 11!appareil de condensation, après avoir - ou non - élevé leur température jusqu'à 430-450 c On augmente ainsi notablement la production d'huiles légères dans le condensat, tant par l'entraînement d'une fraction de la matière placée dans l'autoclave que par l'enrichissement des gaz en carbures cléfiniques
En dehors des indications qui précèdent et de celles qui résultent des exemples ci-dessus,
le procédé suivant l'invention peut s'adapter à toutes les modalités néces saires pour retirer des substances organiques mises en oeuvre- de préférence des sous-produits déterminés, sans sortir du cadre- de ;!'inventionC'est ainsi que les gaz ou liquides en provenance de l'opération synthétique principale pourront n'être employés que partiellement au traitement du combustible ou de la substance organique à
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dissocier les produits liquides ou gazeux de cette opéra tion pourront être recueillis séparément des produits ou gaz réactionnels de l'opération principale;
de même les gaz sortant de la chambre à réaction pourrontêtre préalablement débarrassés complètement des produits de condensation qu*ils contiennent à ce moment avant d'être dirigés sur le ou les autoclaves où se trouve la matière organique à traiter, après s'être réchauffés au contact de ceux qui sortent' de la chambre à réaction et des auto- olaves; il peut en être de même'pour les, liquides .Les ' échanges de températures entre-gaz ou entre liquides ou entre gaz et liquides seront grandement facilités par la densité élevée fournie aux gaz par leur compression élevée.
De marne des agents catalytiques spéciaux pourront être incorporés aux combustibles solides à traiter ou immergés dans les liquides soumis au traitement suivant le procédé de la présente invention . Le cadre du présent mémoire descriptif ne permet pas d'indiquer tous les dispositifs de détail sappliquant à chaque cas partiaux lier mais il suffit, pour se maintenir dans le procédé suivant l'invention, d'utlliser dans le traitement du combustible ou de,la matière organique les gaz ou liquides comprimés faisant partie du cycle de la réaction synthe tique principale et le calorique produit ou contenu dans ces éléments