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" perfectionnements apportés à l'obtention d'hydrocarbures liquides, notamment à l'obtention de carburants liquides- à partir de combustibles, solides ".
L'invention est relative à l'obtention d'hydro- carbures liquides.; et elle concerne plus particulièrement, - parce que. o'eat en son cas que son application semble de- voir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, l'ob- tention de carburants liquides à partir de combustibles so- lidea.
Bile a pour but, surtout, de simplifier et de ren- dre plus économique cette obtention.
Elle consiste, principalement', pour obtenir les 'hydrocarbures du genre en question, à mettre en présence, sous l'action d'agents appropriés., d'une part, des gaz de disrtillation de combustible solide, d'autre part, du gaz d'eau, et, d'autre part enfin, de l'hydrogène.
Elle consiste, mise à part cette disposition prin- cipale, encertaines autres, dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps et'dont il sera plus explicite-
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ment parlé ci-après, notamment: en une deuxième disposition consistante en vue d'hy- drogéner un corps susceptible de l'être, à soumettre ledit corps en présence d'hydrogène à l'action d'un faisceau de rayons ultra-violets; et en une troisième disposition consistant, dans le .,'même but, à avoir recours, comme catalyseur, à un alliage de nickel, de mercure et d'étain. lequel catalyseur est inaltérable par le soufre, alors que ce corps détruit pres- que instantanément l'activité des aatalyseura oonnus jus- qu'ici comme favorisant l'hydrogénation.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application, ainsi que certains modes de réalisation, des- dites dispositions; et elle vise plus particulièrement enco- re, et ce à titre de produits industriels, nouveaux, les ap- pareils ou installations propres à l'obtention dea- hydro- carbures du genre en ques-tion, ainsi que lesdits hydrocar- bures eux-mêmes, notamment les carburants. obtenus en ayant recours auxdits moyens.
Et elle pourra, de toute façon, être bien compri- se à l'aide du complément de description qui suit. ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les fig. 1, 2 et 3 (cette dernière étant' une cou- pe selon 3-3 fig. 2) de ces dessins, montrent, schématique- ment, deux installations pour la mise en oeuvre des moyens faisant l'objet de l'invention.
Selon l'invention, et plus spécialement selon ce- lui de ses modes d'application, ainsi que ceux des. modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se.proposant d'ob- tenir un combustible liquide à,partir de la houille, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
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1 . "'l'II" Il distille en vas-a houill >--:&jji,iiji,ij,lj"1.,1:"1,.., ' diatilla on vaia wlos la,: 111'" 1111 1 fi)% i"". la de préférence à basse températura {d' Il' :111 l' '''1',
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puis à haute température (de l'ordre de 900 ), distillation qui produit, d'une part, du aemi-coke, et, d'autre part, un gaz contenant de. l'hydrogène (H), du méthane (CE ), de l'o- xyde de carbone. (CO),de l'acide carbonique (CO2), du benzol du toluème, du xylène et des hydrocarbures lourda.
On brûle du coke (avantageusement le.semi-coke ob- tenu lors de la distillation de la houille) dans un foyer (avantageusement utilisé en même temps pour le chauffage nécessaire à la susdite distillation) fonctionnant en gazo- gène, de manière à donner du gaz: . d'eau (COH2) mélangé ses impuretés usuelles (CO2 et N2).
On chauffe de la vapeur d'eau au-dessus de sa tem- pérature de dissociation, par exemple à 300 , de manière à obtenir de l'hydrogène (H) et de l'oxygène (0), ce chauffage étant, lui aussi, effectué, de préférence par le susdit foyer fonctionnant en gazogène.
On dirige les trois mélanges gazeux susindiqués vers une capacité commune, avantageusement chauffée, par exemple vers. 6000, et ce, de préférence, par le même foyer, et on fait subir à la masse gazeuse résultante, pendant ou après son passage dans ledit système, et durant le temps nécessaire, les influences d'agents, appropriés (par exemple catalyseurs ) et, en outre, avantageusement, l'influence d'un champ électrostatique que l'on détermine entre deux électrodes entre lesquelles, on crée, par exemple en ayant recours à une machine statique, une différence de potentiel élevées par exemple aussi de plusieurs dizaines de milliers de volts.
Sous les diverses influences mises' ainsi en jeu, on constaté-que les réactions suivantes se produisent, en- tre autres: le gaz d'eau se transforme en méthane
Co + (IL,) :: CH + H2O (vapeur); l'oxyde de carbone du gaz de houille subit la même transformation ;
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le méthane se transforme en acétylène:
2 CH4 = C2 H2 + 3 H2 ; puis, enfin, l'acétylène fixe de l'hydrogène et donne:
C2H2 + (H)n= carbures divers en Cn H2n (non saturés); ainsi que:
C2H2 + (H)n = carbures divers en CnH2n+2 (saturés).
On condense, enfin, les carbures obtenus qui se présentent, si l'opération.a été convenablement conduite ainsi que permettentde le faire les installations qui vont être décrites ci-après,sous la forme d'un mélange compa- rable à. un pétrole naturel.
On peut avoir recours, par exemple et avantageuse- rient, pour réaliser les opérations uusindiquées, à une ins- tallation telle que celle représentée sur la fig. 1. pour établir cette installation., on dispose,dans un massif de maçonnerie commun .1!,les divers éléments 'devant être chauffés et on fait occuper aux-dits éléments des posi- tions telles que la chaleur dégagée par le foyer b fonction- nant en gazogène que doit comporter l'installation assure le chauffage desdits éléments aux températures appropriées.
A cet effet: on établit d'abord le foyer b de manière telle : que l'air ne puisse y accéder que dans la mesure ou on le désire, un registre c permettant de régler à volonté 1'accès de l'air; et que son chargement en combustible ainsi que l'en- lèvelement des. cendres puissent se faire sans entraîner des rentrées d'air gênantes, ce pourquoi on a avantageusement recours à la disposition usuelle de sas d1, d2 deux ferme- tures successives n'étant jamais. ouvertes en même temps;
on dispose,dans le trajet dea gaz chauds provenant du foyer B, une chaudière à vapeur e que l'on relie
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d'une part, par une tubulure est à un faisceau de tu- .;;......,.,.:,,,,,,;,,;;):",;",j,,.";., bes e disposés dans le four de nianière. à être. porte en- lir ........é"';<,4,
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virons de 800 afin que la dissociation de la vapeur d'eau
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se produise, ilead3.ts tubes- étant avantageusement établis en fer afin que l'oxygène provenant de ladite dissociation
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s.oit immédiatement fixé et que l'hydrogène. seul subsiste à la sortie du àiscea,u e, et, d'autre part, éventuallement, par un tube e , avec un dispositif d'injection de vapeur d'eau dans le foyer b;
on dispose, toujours dans le trajet des gaz chauds provenant du foyer b, au moins une cornue f propre à être chargée avec le combustible solide à distiller, cette cornue étant placée de manière à être portée à une tem-
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pé.ra.ture voisine de 500 ,,et on relie cette cornue, par un tube ff= avec la partie supérieure d'une capacité dont on relie la-partie inférieure par vn tube 1 avec une cornue h disposée dans le?, merae région que la cornue on conçoit, qu'alors ladite cornue h, recevra les produits
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lourds. se condensant dans la cap6,cité L et que ces produits subiront un !t'cracking" dont les produits légers remontant par le .tube g1 se joindront aux produits provenant de la. cornue f et-non encore condensés ;
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on relie, par un tube 1,'l'orifice.d.e sortie des gaz provenant du foyer b, avec une capacité j¯, on relie, de même, avec cette même capacité 'Le d.'une
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part,.la sortie du faisceau e, 2 eta d'autre part, la capacité g ; on relie ladite capacité j, par un tube j1 comportant éventuellement un ventilateur j2 ou semblable, avec un fais-
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ceau de tubes"j¯, que l'on dispose dans. le trajet des gaz chauds de manière telle que lesdits tubes soient chauffés à des températures décroissantes, par exemple à partir
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de 300 , des écrans étant, si nécessaire, utilisés pour é- viter unchauffage trop vif;
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des tubes on relie la sortie du faisceau / I3 avec un refrigé-
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rant, on dispose, enfin, dans la capacité j, d'une part, des moyens propres à mettre en oeuvre les
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ajeuts choisis p 3.etivitc; des réactions, et, d'autre part, avantageusement, des moyens propres à créer, dans au moins partie de ladite capacité, 'un champ électrostatique, moyens que l'on constitue, par exemple, par deux électrodes k1 et k2 que l'on réunit par des ¯conducteurs approprias avec une source K d'électricité à haute tension en activité, par exemple d'une machine statique, ou bien en- core d'un dispositif permettant d'obtenir ladite haute ten- sion, tel que transformateur, élévateur de tension, etc., source que l'on a, de préférence, choisie de.
manière teile' qu'elle soit susceptible de donner une tension de plusieurs dizaines de milliers de volts, par exemple 80.000 ou 100.000 volts, sous un débit d'une fraction de milliampère.
On conçoit que l'installation venant d'être décri- te permet, si le tout est convenablement agencé., notamment si le passage des divers gaz dans la capacité 1 est auffi- sammentlent pour que l'action dea ..-gents actifs s'exerce convenablement, et moyennant le transvasement dans le foyer b du semi-coke formé dans la cornue f, de mettre en . oeuvre l'invention en utilisant entièrement, dans un seul et même appareil, un combustible solide pour en obtenir un carbu-
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raut liquide, toutes les étant réduites au minimum.
L'opération de transvasement nécessitée par ladi- te installation pourra cependant être évitée ai l'on a re- cours à une installation telle que celle représentée aur la fige 2, laquelle, ainsi qu'on va le voir, se prête à un fonctionnement continu.
pour établir cette installation, on dispose les différents organes de l'appareil de manière telle que le chargement de combustible solide se fasse de façon continue,
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"II" !tt!.7!!!'!)!,!', avantageusement à la partie supérieure de 1'appare,ixt,,lll'é' que
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Inédit, combustible chemine, au fur et à mesure de sa, distil- latian. puis de sa combustion, jusqu'à la sortie ôù il se trouve a l'état de cendres.
A.cet effet, par exemple: on établit de façon appropriée, par exemple en maçon- nerie, un corps à vertical et fermé à sa partie supérieure par un fond a1; ,on fait pénétrer, au travers dudit fond, le goulot d'une aorte de trémie de chargement 1 de hauteur suffisante pour-que l'entassement' dans ce'goulot du combustible solide en morceaux de grosseur appropriée suffise à empêcher les gaz: se trouvant dans l'intérieur du corps de sortir par ce même goulot;
on prolonge vers le bas, de manière telle, le goulot 1 par'un évasement tronconique suivi d'un rétrécissement également tronconique, que ces évasement et rétrécissement réalisent une chambre m disposée dans le trajet d.es gaz chauds provenant d'un foyer qui, ainsi qu'on le ver:ra ci- après* se trouve à la partie inférieure de l'ensemble et située, laidte chambre, en un endroit tel que son contenu soit porté aux environs de 500 ; on fait pénétrer, dans ladite chambre m, un tube m1 pre-sentant une extrémité évasée pénétrant sensiblement ver- ticalement, de haut en bas et axialement, dans ladite charn- bre, donc propre à collecter les produits gazeux de la dis- tillation à basse température se produisant dans la chambre m ;
on.prolonge vers le bas. de manière telle, la, chambre m par un conduit n, que le contenu dudit conduit se trouve porté aux environa de 9000; on'fait pénétrer dans ledit conduit n un tube n1 pro- pre à collecter les -produits gaz.eux de la distillation à haute.température se produisant dans la capacité n; on dispose en dessous de l'embouchure inférieure du conduit n une grille tronconique o allant en se rétrécissant
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vers le bas et ouverte à sa partie inférieure pour la sortie des mâchefers et cendres;
on dispose, enroulé en spirale autour de la grille
2 un tube e,avantageusement en fer, alimenté. en eau à l'une de ses extrémités -et qui,porté. à environ 800 débite à son extrémité opposée de l'hydrogène, l'oxygène étant, comme on l'a vu, fixé par le fer du tube e2; on munit le loyer constitué par la grille .9.., d'une part, de moyens pour le réglage de l'accès de l'air et, d'autre part, de moyens étanches, par exemple d'un sas d2 pour l'enlèvement des cendres;
on a recours, de préférence, pour aider au mouvement lent de descente des matières, à une tige axilae p, portant des noix p1 et p2, notamment à hauteur des. orifices infé- rieurs de la chambre m et de la grille' o, et animée, par l'intermédiaire d'une commande appropriée, d'un mouvement de rotation avantageusement lent et continu;
on prévoit, dans le trajet des gaz chauds, de part et d'autre de la chambre m, une série de tubes, par exemple' quatre tubes p1,p2,p3 et p4, de dimensions. suffisantes pour que le passage du gaz. n'y soit pas trop rapide, réunis deux à deux par des tubes transversaux de manière à former un conduit unique en zig-zag, cea tubes étant placés de ma- nière à être chauffés, les deux premiers j1 et j2 aux envi- rons de 600 , les deux autres j3, et j4 aux environs de 300 ;
on réunit avec le tube j1 d'une part, l'orifice de sortie du tube e2, d'autre part, les tubes m1 et n1, d'autre part enfin,. par un tube 1 dans lequel on in- terce,le avantageusement un dépoussiéreur il et un ventila- leur i2, l'orifice de sortie des gaa provenant de la combus- tion en gazogène sur la grille du semi-coke distillé- dans
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la chambre - ni et le conduite l'excès., a,l." d?eau produit étant, si désire., restitua 1 :"I: :,II!I' ,1
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embranchement- (muni d'un registre i) du tuae e i;
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n'jceli-e la aortie du tube 1.. avec un réfrigérant;
on dispose, enfin, dans au moins lun des tubes j , tLt tL ét',L 4 par exemple dans le tubq 2 d'une part, des moyens. propres à mettre- en oeuvre les
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agents choisis pour:i4des réactions et, autre part, avantageusement, des. moyens propres à
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cré,er,.'dans. zou moins partie de ce tube, un champ éleotrosta- tique, moyens, que l'on constitue, par exemple, en,disposant longitudinalement- dans ledit tube, traversant avec interpo-
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si 1;;ion d;.t.isolant axa fonda gji et a une électrode rectili-- gne 1 et en, reliant, d'une part, la masse de l'appareil et, d'autre part, ladite électrode, respectivement aux pôles- d'une source d'électricité à haute tension k en activité, du genre de celles indiquées plus haut.
'En suite de quoi dans tous les cas, on conçoit
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q,utan.' otri;'ra." grâce aux susdites installations, mettre en oeuvre les.'restions susindiquées et obtenir,à la sortie du réfrigérant, un combustible liquide.
Et, ou bien an se contente de procéder ainsi qu'il vient d'être dit, ou bien, et mieux, on a recours à certai- nes autres dispositions, telles que les suivantes, et qui peuvent, le cas échéant, être utilisées isolément.
Selon l'une de des dispositions, a.u lieu d'avoir recours., pour hydrogéner un corps susceptible de l'être, par exemple pour hydrogéner l'acétylène lors des opérations
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venan,t 'cLêtre décrites, à. des agents quelconques suscepti- bles.'dé favoriser cette réaction, on a, recours, dans ce but, à l'action d'un faisceau de rayons ulttra-violets.
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,,',' .< -'' .' On donne lieu â, cette action, par exemple, 'dans"le Cas. dea installations telles que celle fai- sant- l'.ohjet de la figé 1* en faisant la ca,pacité en une matiers-.peEmé&ble aux rayons ultra-violets, par exemple en quartz. fondu ou enverre spécial-, et en disposant, au voisi-,
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nage de sa paroi, une lampe à rayons ultra.-violets s d'un type usuel quelconque et alimentée d'une façon appropriée pendant la durée du fonctionnement de l'ensemble, et, dans le cas des installations telles que celle faisant l'objet de la fig.
2, en faisant en une matière perméable aux rayons ultra-violets, par exemple, les parois terminales q1 et q2 du tube j2 et en disposant la lampe à rayons ultra-violets s en regard de l'une de ces ,parois. elon une autre de ces dispositions, et également pour favoriser l'hydrogénation dea corps susceptibles de', l'être, on a recours, comme catalyseur,, à un alliage de ni- ckel, de mercure et d'étain.
Un tel catalyseur présente la particularité d'être inaltérable par le soufre, ce qui est particulièrement pré- cieux dans tous lescas où il s'agit de l'utiliser dans clés réactions où interviennent des produits de distillation de combustibles, solides (houille par exemple), lesquels, con- tiennent des quantités notables de soufre..
Avantageusement, on a recours, comme proportions a appliquer auditalliage, aux proportions suivantes: par- ties égales de nickel et d'é.tain et traces de mercure; tou- tes autres proportions pouvant toutefois être utilisées.
Comme il va de soi, et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement celui de ses modes d'application, Non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses. parties, ayant plus particulièrement été envisagés; elle en embrassa, au con- traire, toutes les variantes.