<Desc/Clms Page number 1>
@
Méthode et moyens perfectionnés pour le traitement des schis- tes contenant de l'huile et autres minéraux analogues conte- nant de l'huile.
La présente invention concerne l'extraction d'huile de corps renfermant de l'huile, tels que les schis- tes, les schistes bitumineux, les houilles brunes, les ligni- tes et certaines catégories de houille tendre, et l'invention a pour objet de prévoir des perfectionnements au procédé dé- crit dans la spécification du brevet antérieur n 333355 et des appareils servant à la mise en oeuvre de ce procédé per- fectionné.
On a trouvé que, si le procédé d'après la spécifica- tion précédente agit avec succès sur tous les types de schis- tes et de houilles maigre ayant été soumis au traitement par la chaleur nécessaire pour convertir leur contenu huileux en une matière soluble, comme il est défini ci-après, il existe certains types de schistes et de houilles, particulièrement ceux riches en matières volatiles, qui se prêtent à d'autres méthodes d'extraction prévues par la présente invention, les- quelles évitent la nécessité de filtrer et de distiller en cor-
<Desc/Clms Page number 2>
nue la masse schisteuse finale pour séparer les huiles natu- relles et d'extraction.
Le procédé d'après la présente invention consiste à appliquer la chaleur sèche à la matière à traiter dans le but de mettre sensiblement tout l'hydro-carbure qu'il ren- ferme dans un état dans lequel il est soluble dans une huile hydrocarburée et à soumettre ensuite le produit du traitement par la chaleur à l'action d'un agent entraîneur chauffé, dans le but d'extraire l'huile de la masse. L'agent entraîneur chauffé peut .être une.huile contenue dans le schiste ou une substance traitée analogue, rendue évidente par le traitement par la chaleur initial, ou de la vapeur d'eau surchauffée, de la vapeur d'huile ou tout autre milieu gazeux.
L'invention consiste aussi à prévoir des appareils pour la réalisation de ce procédé perfectionné, ces appareils comprenant une cornue de conversion et une cornue d'extraction, avec des moyens d'i- solation de aa cornue d'extraction, à 1'exception de moyens pour condenser les produits huileux en résultant pendant l'o- pération.
Dans la production de combustible sans fumée, on a pro- posé d'éliminer certains sous-produits en soumettant la houil- le ou autre matière analogue à un chauffage préliminaire à une température de 300 C.-305C.,pendant 100, à 120 minutes et porter ensuite la matière à une température de 400-600 C, les cornuésemployées pouvant, dans ce procédé, être chauffés intérieurement par un milieu gazeux.
La présente invention, toutefois, se distingue du procédé ci-dessus ou de toute phase simple ou procédé continu en ce que la plupart des substances volatiles qui seraient normalement expulsées de la houille, du schiste et d'autres matières analogues sont retenues dans @ la masse en même temps que l'huile, formée par le traitement par la chaleur préliminaire, le tout étant séparé dans une secondè phase distincte des opérations.
L'invention sera maintenant décrite et est appuyée par le dessin,ci-joint, qui teprésente schématiquement, à titre
<Desc/Clms Page number 3>
d'exemple, un appareil pour la mise en oeuvre de l'invention,
EMI3.1
Sur les &oooina* 1 ds1gno une oornue da oonvoraion, qui ,peut être d'un type approprié quelconque;
tel que celui dé-
EMI3.2
orit dans la spécification du moaxbrevet précédent n 333355 pourvue dtune série de chambre de chauffage conduisant cha- anne à ltun des aondenseurs b et possédant un orifice dTad- mission a, un agitateur d et un orifice d'évacuation de l'ex- trait ±, Tlox,f3oa à'évaouation o communiqua avec une boite f dans laquelle est disposé un transporteur , l'extrémité opposée de la boité f débouchant dans une cornue d'extrac-
EMI3.3
tion h dtun type rotatif avec un dispositif àagitation et dtalimentation ! et des moyens de chauffage; tels qu'un ca- nal à gaz chaud j.
Ltagent d'extraatiodvapeur d'huile, gaz ou vapeur d'eau ) , employé comme agent de distillation et [Íentrainement, s'introduit par un tuyau k traversant une boite terminale fixe 1, et l'huile extraite traverse un tuy- au m pour se rendre à un condenseur n. lorsqu'on emploie,
EMI3.4
comme agent alextracticn, de la vapeur d'eau, le tuyau k vient d'une'chaudière r.
Le diamètre et la longueur de la cornue d'extraction h dépendent du volume du corps chargé d'huile à traiter et du temps nécessaire à lextraotion, Les cendres et autres rési- dus analogues restant dans la cornue h après l'opération d'ex- traction sont graduellement amenés dans la boite terminale 1 et évacués au moyen d'un transporteur o vers un lieu de dé- versement p. Les deux transporteurs et o sont disposés de
EMI3.5
façon à fonationnentenbnnn dispositifs de fermeture pour isoler le contenu de la cornue d'extraction h, et comme leur rôle ne commence qo.e lorsque l'alimentation a lieu, on peut employer
EMI3.6
des soupapes ou registres à'isolation g lorsquton commence les opérations.
Dans la réalisation du procédé d'aprés l'invention, il
<Desc/Clms Page number 4>
est nécessaire de déterminer expérimentalement, comme mesure préliminaire:
1. La température critique pour la substance à traiter.On entend par "température critique" la température à laquelle le contenu producteur d'huile de tout schiste donné ou autre corps à traiter devient soluble à l'allure maxima. Le terme "soluble" est employé ici pour désigner qu'un corps est dans un état dans lequel il est soluble dans une huile hydrocar- burée minérale ou autre.
2. L'allure de l'élévation de température, pendant le trai- tement par la chaleur, qui fournira le plus grand rendement final en huile, et 3.. Le temps pendant lequel le corps à traiter doit être maintenu à la température critique.
Cet essai préliminaire peut utilement s'effectuer dans une simple cornue de chambre sur la base d'une tonne d'essai, par exemple 2240 grammes représentant une tonne. La cornue doit être équipée d'aspirateurs de gaz et de condenseurs,et la température critique de solubilité sera déduite: (a) de l'observation de la masse schisteuse de fond dans la cornue; (b) d'un accroissement de la puissance nécessaire pour l'agitation ; (c) d'un accroissement subit du produit de distillation, lorsque celui-ci n'a formé, qu'un très faible pourcentage.
(d) d'un accroissement dans le dégagement de gaz; (o) d'une élévation subite ou d'un abaissementsubit de la température du schiste traité pendant qu'on brûle le même volume de combustible pour le chauffage de la cornue.
(f) de l'observation de l'humidité se condensant dans le condenseur d'huile naturelle.
Avec certains corps chargés d'huile, on peut observer, en ce qui concerne (a), que le passage du contenu huileux à l'é- tat smluble estsubit, c'est-à-dire qu'il peut avoir lieu en
<Desc/Clms Page number 5>
majeure partie avec une faible variation de température, ou bien ce changement peut devenir évident d'une manière graduelle avec une grande variation de température.A mesure que la so- lubilité devient évidente, la masse devient plus ou moins ag- glomérée, sa nature finement divisée disparaît et elle devient fuligineuse ou'même visqueuse, tandis que certains des schistes plus riches commencent à exsuder de l'huile ot deviennent une masse visqueuse. L'opérateur doit faire les observations de na- ture à guider dans la conduite du traitement par la chaleur ainsi que de l'extraction d'huile subséquente.
L'allure du chauf- fage est importante, puisqu'une élévation soudaine de la tem- pérature de la masse à la température de distillation ne pro- duit pas un résultat supérieur à celui qui résulte habituel- lement d'une distillation destructive, et ce fait est parti- culiérement digne de remarque pour les houilles maigres, les cannel-coals. les fronts des tourbières ou nbogheads" et les schistes de houille.
Si l'opérateur donne au corps traité une élévation de température de 2 C par minute depuis l'état froid jusqu'a la température critique, il est aisé d'observer, en passant d'une température à l'autre, l'aspect de la masse,le rendement en gaz et en huile naturelle, et l'on est guidé par ces symptômes sur la question de savoir si l'allure de l'élé- vation de température peut être augmentée ou doit être dimi- nuée.
En tout cas, dès qu'on a observé la température ori- tique, cette température doit être maintenue pendant un cer- tain temps, disons une heure, mais ce temps variera selon l'é- tat visqueux ou friable de la masse traitée.
Lorsqu'on a trouvé expérimentalement le degré de tem- pérature et l'allure du chauffage nécessaires, on peut com- mencer l'extraction de l'huile contenue dans la masse. Dans tous les cas, un agent entraîneur est nécessaire pour effec- tuer une extraction économique de l'huile, mais en ce qui con- cerne les corps plus riches en huile, c'est-à-dire qui fournis- sent plus de 80 gallons d'huile par tonne,par exemple,beaucoup
<Desc/Clms Page number 6>
de ceux-ci produisent, sous la forme liquide pendant ou comme résultat du traitement par chaleur sèche préliminaire dans la cornue a, leur propre agent entraîneur sous la forme d'hui- le exsudée et évidente, mais il ne s'ensuit pas que cette hui- le évidente représente la totalité de l'huile soluble pouvant être obtenue,
car elle n'est fréquemment qutune portion de l'huile totale devenant évidente dans la première phase des opération. la où l'huile devient évidente dans la première phase, il suffit de continuer la distillaticn, au-delà de la @ température critique, disons jusqu'à 400 C, et alors la tota- lité de l'huile susceptible d'être extraite se volatilisera.
On peut mentionner que non moins de 80% de ces produits vola- tils quittant le schiste après qu'on a atteint une températu- re critique de 300 C, approximativement, rentre dans la région , de température du pétrole, de 38 C. C'est particulièrement le cas pour certains des schistes d'Australie et de Tasmanie les plus riches, parmi lesquels le schiste de la vallée de Joadja peut être cité comme exemple.
Pour les autres corps chargés d'huile, dans lesquels aucune huile n'est mise en, évidence par un essai de solubi- lité, dans le premier stage, le meilleur agent entraineur est de la vapeur d'eau surohauffée, laquelle peut être admise dans une cornue secondaire h à une température comprise entre
360 C et 400 C, ou aussi peu supérieure à la température qu'il sera possible pour donner le meilleur rendement en huile, la. disposition montrée peut aussi occasionner la production d'am- moniaque par suite de Inaction réciproque d'un nitrogène quel- conque et de la vapeur d;eau surchauffée.
D'autre part, si la matière huileuse contenue dans un corps donné quelconque est comparativement exempte d'éléments volatiles distillant facilement, la vapeur ou l'huile chaude déjà extraite peut être admise dans une ohambre rotative h pour libérer l'huile dans la masse traitée et l'entrainer vers les condenseurs n. Dans cette méthode d'extraction. la vapeur d'eau
<Desc/Clms Page number 7>
doit 'être admise dans le récipient h à une température non in - férieure à 300 0, et cette température s'éléve vers la fin de l'opération, la température de la cornue étant maintenue pour empêcher la condensation sur les parois ou un reflux à ltinté- rieur de la cornue.
L'un quelconque des procédés décrite plus haut peut être rendu oontinu par l'utilisation de registres g entre la chambre de conversion et la chambre d'extraction., et entre la chambre dtextraction et l'orifice d'évacuation des cen- dres.