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Installation pour la fabrication de carburants synthétiques.
Dans ses brevets antérieurs, la demanderesse a décrit des procédés et des dispositifs pour la fabrica- tion de carburants synthétiques, et dont l'application comporte un cycle particulier d'opérations par quoi des combustibles solides, ou des combustibles hydrocarbonés, pâteux ou liquides, de valeur inférieure, peuvent être transformés en combustibles liquides stabilisés, enri- chis d'hydrogène, applicables notamment pour l'alimenta
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tion don motoura A combustion, intorn
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Ce cycle d'opérations, qui s'accomplit à la pression normale, comporte, le plus généralement, une distillation des matières de départ dignités, tourbes, goudrons, ou autres)
dans un appareil où ces matières convenablement chauffées sont traversées par un courant de gaz chauds ou de vapeurs (gaz à l'eau, vapeur d'eau, gaz résiduaires de cokefaction ou de fabrication de com- bustibles liquides industriels). Au sortir de l'appa.. rail de gazéification, les gaz de distillation, enrichis en hydrocarbures par l'addition des gaz ou vapeurs d'ap- port, sont épurés , en vue d'une première élimination des matières nocives et notamment du soufre, puis conduits,
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ainsi préalablement épurés, sur une suite de catalyseurs disposés en série.
Cette catalyse en cascade permet la formation, par étapes consécutives, d'abord, d'une très grande proportion de méthane (OH4), avec peu de composés acétyléniques; puis, la transformation de ce méthane, par morcellement, en acétylène (CH) et hydrogène libre à l'état naissant ; ot enfin cette grande quantité de composés acétyléniques étant formée, leur polymérisation
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s'opère dans un dernier (H:lt !:t.i y 1:3 t:1l.U.' ut 4zàe ir.sa3dd eu** carbures sur lesquels se fixe l'hydrogène libre, pour leur transformation en hydrocarbures légers,condensables à une température variant environ entre 180 et 220 .
L'une des caractéristiques essentielles du pro- cédé ci-dessus rappelé est à voir dans le fait que, dans
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tout 1P 9YOle' gaputs la sortie des gaz hors du four, la masse intégrale de ces gaz (comportant alors un mélange de produits de distillation des matières trai- tées et des gaz additionnels, résiduaires ou autres, ayant servi à leur enrichissement) jusqu'à leur sortie du dernier des catalyseurs en série, l'on a soin de main- tenir une température suffisamment élevée pour éviter
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toute condensation et, par suite; toute formation de gou- drons.
Cette précaution qu'il est facile d'observer, par exemple en disposant l'ensemble des épurateurs et des catalyseurs en série dans un même massif chauffé, connexe
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aux fours ou cornues de d.st3.11atianD, npa pas simplement pour effet de permettre une marche continueen évitant
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les encombrements et encrassements par les produits de condensation; elle procure avant tout un autre avantage : en conservant intégralement le mélange gazeux, pour le traiter progressivement par les catalyseurs en série, l'on y maintient en particulier les hydrocarbures lourds provenant du combustible de départ, solide ou autre, ce qui favorise éminemment l'enrichissement du produit, au cours de la catalyse.
Dans lés catalyseurs- sucdessifs, ces -éléments
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condanâà.bl,at3 jou,ent.. .sur rôle tout 0 onl"ne les s é 1. non condensables. En effet, dans le premier catalyseur de la série,il se produit une hydrogénation généra.le,une désoxydation des corps faciles à hydrogéner dans l'état où ces corps sortent des épurateurs, c'est ainsi que si l'oxyde de carbone (00) des'produits non condensables donne lieu- à la production de méthane (OH4), parallèle- ment, les corps condensables tels que les phénols (C6 H50H) perderit leur oxygène et passent à l'état de benzines (06H5). Cette étape préparatoire est éminem- ment nécessaire pour assurer une désoxydation,
mais l'on ne saurait réaliser immédiatement l'enrichissement définitif. Aussi bien convient-il de reprendre les produits inoondensables et les produits oondensables pour les enrichir à nouveau. A cet effet, ils passent dans le seoond catalyseur,où il s'opère, pour les corps qui tels que le méthane (CH4) viennent de se saturer, ou
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pour les corps saturés de la même série présents dans les vapeurs de goudron entraînées (décane, ondécane, dodéoane.....eto...) un morcellement, c'est-à-dire une ouverture de la chaîne, ce qui permettra une nouvelle- hydrogénation, laquelle s'opérera dans le troisième catalyseur.
L'hydrogène, naissant dans le deuxième appareil catalyseur, ne provient pas uniquement de la transformation du méthane en acétylène, mais encore de l'action qu'exerce l'oxyde de carbone restant, sur la vapeur d'eau. Dans lo troisième catalyseur de la série, il se produit enfin, en m&me temps que la polymérisation, la saturation, en hydrogène, de tous les éléments conden- . sables ou non condensables qui, en vue de cette opération, avaient été fragmentés dans le catalyseur précédent.
Comme on le voit, la catalyse, la saturation en hydrogène, conformément au prcsédé Prudhomme, comporte, dans un premier élément catalyseur, une première hydrogé- nation dans la mesure possible, par substitution de l'hy- drogène à l'oxygène; cette première hydrogénation est suivie, dans le second catalyseur, d'une fragmentation des premiers produits saturés, en vue de mettre ces pro- duits sous une forme facilitant la fixation de l'hydrogè- ne naissant qui so produit parallèlement avec cette frag- mentation. Il ne reste plus qu'à amener l'hydrogène naissant, et les éléments sur quoi il doit se fixer, en présence d'un troisième agent catalyseur qui facilite ces réactions.
La demanderesse a, d'autre part, indiqué com- ment on peut, dans l'installation même servant à l'appli- cation de son procédé, régénérer à sec les catalyseurs empoisonnés, sans qu'il soit besoin de décharger les tu- bes qui les contiennent, et celà,par l'emploi de courants de vapeurs d'un acide organique tel que l'acide acétique
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l'acide formique, l'acide lactique, qui en déterminant l'élimination du soufre sous forme de H2S, donnent nais- sance à des acétates,à des formiates ou à des lactates d'où le métal peut ensuite être récupéré, toujours sur place, par une simple élévation de température provoquant une décomposition de ces sels.
Il importait de rappeler toutes ces caractéris- tiques afin de faire mieux comprendre l'intérêt et l'im- portance des perfectionnements qui font l'objet de la présente invention.
La demanderesse a reconnu tout d'abord que s'il convient de retenir les éléments condensables utiles, tels que les vapeurs de goudron, dans la-masse gazeuse ( à soumettre,après passage à travers les épurateurs, à l'action des catalyseurs en série), pour la raison que ces éléments favorisent singulièrement la richesse du pro- duit léger que l'or:. obtient à la sortie desdits cataly- seurs, il est, par contre, préférable d'éliminer ceux de ces produits condensables, à point d'ébullition élevé, qui ne distillent qu'à une température supérieure à 4000 environ.
Ces parties très lourdes sont, à cet effet, et.conformément aux présents perfectionnements, séparées dans un déflegmateur maintenu à une température de 400 environ, disposé entre l'appareil producteur de gaz (four, cornue, ou autre) et la batterie d'épura- teurs qui précède les catalyseurs en série.. Les gaz à alléger et enrichir par catalyse pénètrent ainsi dans les épurateurs, débarrassés des seules parties lourdes qui distillent au-dessus de 400 ; mais ils retiennent, en revanche, toutes les vapeurs de goudrons qui se
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condenseraient au-40saous de 400 , la aondonot1on dans les épurateurs et les catalyseurs étant ensuite évitée par le maintien d'une température convenable dans
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l'ensemble de ces appareils et des tuyauteries intermé- diaires.
Cette température à maintenir va baisser - progressivement, non seulement parce que l'entraînement mécanique des produits condensables évite en partie toute condensation,;mais surtout que les produits vont en s'allégeant progressivement. Aussi bien, maintien- dra-t-on, dans les épurateurs, une température qui pourra ne pas excéder 350 ,et, dans les catalyseurs, une tempe- rature qui ne dépassera généralement pas 250 .
A la sortie du déflegmateur B, comme le mon- trent.les schémas de l'installation sur la fig. 1 du dessin annexé, les produits passent à travers un épurateur, lequel sera constitué conformément à l'invention qui fait l'objet d'un brevet belge de la demanderesse déposé le 4 Mars 1927, et ayant, pour titre "Procédés .et dispositif pour la désulfuration; à chaud, des gaz provenant de la distillation'-ou de la pyrogénation ds combustibles solides, liquides ou autres".
Pour faciliter la circulation des ga, on les aspire à la sortie de l'épurateur, au moyen d'un appareil extracteur approprié (ventilateur, éjecteur ou autre) D qui sera, comme tout le reste de l'installation, maintenu à une température convenable (300 environ);
et ce même appareil refoule les gaz dans les catalyseurs.,
Conformément aux présents perfectionnements, l'installation comporte des moyens pour l'introduction en proportions variables, suivant les besoins, de gaz hydrogénants frais (gaz à l'eau ou autres) tant avant l'entrée dans le premier catalyseur,'pour le maintien d'un milieu réducteur suffisamment actif, qu'entre les catalyseurs successifs, pour la production, on quantité voulue, de l'hydrogène naissant. Ces gaz provenant d'une source quelconque, et qui peuvent être des résidus de
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fabrication (semi-cokes ou autres)., sont amenés par des conduits E, El,, E2, munis de robinets e, e1, e2.
On connaîtra, bien entendu, la quantité de gaz à introduire ,par l'analyse des matières de départ ou par des prélèvements opérés au besoin au cours de la fabrication.
A la sortie du dernier des trois catalyseurs F,G,
H, les gaz ou vapeurs allégés et enrichis passent par un condenseur 1 à la température ambiante, et où ils abandon- nent les vapeurs condensables; le liquide condensé consti- tuant la partie la plus importante des produits de la fabri cation.
Les vapeurs'non condensées sont conduites, par J, dans un appareil d'absorption K, contenant par exemple du charbon activé ou une huile dissolvante. Les gaz perma- nents sortant de cet appareil sont conduits, par L,' dans un gazomètre M ; ils peuvent, comme on sait,être utili- sés soit par leur réintroduction dans le four ou autre ap- pareil distillatoire A, soit pour leur injection, en E,.
E1, E2; ou enfin ils peuvent-servir au chauffage des di- vers éléments de l'installation.
Le schéma de' la fige 2 montre l'application des perfectionnements oi-desnus décrits à une installation qui comporte un retour des gaz résiduaires, par une canalisa- tion N, à l'appareil producteur de gaz de distillation ou de pyrogénation. Celui-ci comporte, en ce cas, deux élé- ments A et Al dont l'un A1 sera chargé de coke provenant d'une opération précédente, et qui sera traversé par les gaz résiduaires arrivant par N-O1, avant que ces gaz ne se ren- -dent par P, dans l'élément A chargé de matières fraîches.
Quand les matières de l'élément A seront épuisées, cet élément se trouvera chargé de coke, cependant que l'on aura évacué le coke de A1 pour le remplacer par fraîche une charge/de matières à distiller. Les.gaz résiduaires sui- vront alors, le trajet N-O-A-A1.