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Procédé pour l'extraction de produits de valeur de charbons, goudrons,huiles minérales etc.
Dans les traitements d'enrichis sèment de houilles. lignites, tourbes, bois, schistes et de goudrons, huiles minérales etc... par un traitement au moyen de gaz réducteurs, tels que l'hydrogène, sous pression, on a jusqu'ici incorporé la chaleur nécessaire à la réaction séparément aux substances à traiter et aux gaz réducteurs.
On a chauffé dans ce but l'hydrogène par exemple à une température supérieure à celle qui est nécessaire à la réaction, tandis que les matières pre- fières carbonifères n'étaient réchauffées qu'à une température
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légèrement inférieure à la température de réaction, par exem- ple environ 50 centigrades en-dessous, Ce mode d'adduction de la chaleur oblige à introduire les substances à traiter et les gaz réducteurs séparément les uns des autres dans la chambre de réaction.
Or il se produit facilement dans ces conditions aux réohauffeurs, etc... des incrustations et des engorgements par des dépôts de matières constituées par une sorte de coke ou des matières minérales telles que la chaux etc..,surtout dans le traitement de aubstances renfermant des éléments so- lides, telles que des charbons malaxés avec des huiles bouil- lant à haute température, ou dans le traitement de corps d'un poids moléculaire élevé, tels que les résidus d'huiles miné- rales etc,** qui renferment la cas échéant encore des parties solides, et oela surtout si la température monte un peu trop haut.
or il a été découvert que l'on peut éviter ces phénomènes gênants tout en obtenant encore d'autres avantages importants en chauffant les matières à traiter et les gaz réducteurs, en totalité ou en partie, au moins à partir de 3500 centigrades, ensemble à la température nécessaire à la réaction.
La présence des gaz réducteurs, de l'hydrogène par exemple, permet de chauf- fer les matières premières à des températures considérablement plus élevées sans avoir à craindre des incrustations et des dépôts nuisibles, Il a été reconnu en outre qu'avec cette fa- çon d'opérer la bilan thermique d'un four de réaction se trouve amélioré et le rendement du four augmenté par suite de la ré- duction considérable de la dépense d'énergie de ce dernier. on procède à cet effet préférablement en réchauffant la matière première pâteuse ou liquide dans un serpentin à la n
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température de réaction, en insufflant en même temps de l'hydrogène.
ce serpentin peut être en acier ordinaire ou en acier légèrement allié, Il n'est pour cela pas indispensable de faire passer dans le serpentin la totalité de l'hydrogène employé à la réaction* L'effet décrit est produit déjà par la présence de:quantités d'hydrogène assez faibles. Du ser-, pentin, le produit réchauffé est ensuite refoulé dans la chambre de réaction pour y être traité à l'état liquide ou à l'état vaporisé, en présence de catalyseurs ou non, la cas échéant avec adduction de quantités supplémentaire d'hydrogène réchauffé à. la température de réaction.
il peut être utile aussi d'extraire le produit liquida ou pâteux à traiter de la chambre de réaction et de l'y réintégrer ensuite après l'avoir porté en dehors de cette chambre à la température voulue pour la réaction en présence de gaz réducteurs, soit en le réchauffant@ soit en le re- froidissant. Les gaz réducteurs peuvent dans ce cas Atre incorporés en dehors de la chambre de réaction ou être préle- vés de celle-ci, ou l'un et l'autre.
Ce mode de travail assure en même temps encore un brassage efficace et un mé- lange intime du liquide et du gaz. on opère préférablement en réchauffant les gaz réduc- teurs, c'est-à-dire l'hydrogène, par exemple, et les substan- ces carbonifères à traiter ensemble d'abord dans un appareil à récupération au moyen des gaz chauds ayant pris part à la réaction, avant de refouler le mélange d'hydrogène et de matières premières dans la chambre de réaction. Dans beau- coup de cas la chaleur dégagée par le processus de l'hydre- gén@ation suffit à elle seule à porter la matière à traiter
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à la température nécessaire.
On peut par conséquent opérer dans certains cas sans aucun apport de chaleur supplémentaire et récupérer quelque fols même encore de l'énergie. Ce chauf- fage en commun des matières participant à la réaction et leur introduction simultanée permettent en outre des simpli- fications de l'appareillage et de la manipulation.
Le procédé qui fait l'objet de l'invention présente encore cet avantage particulier de diminuer dans une large mesure l'usure du métal des appareils. Il dispense de l'obli- gation de construire tous les organes des appareils qui vien- nent en contact avec des matières de réaction très chaudes, en métal particulièrement coûteux, tel que les aciers forte- ment alliés ou autres alliages équivalents, ni en d'autres matériaux chimiquement inattaquables, tels que l'aluminium etc: il suffit au contraire de construire à l'aide des métaux énumérés ou d'en revêtir simplement les parties respectives des appareils qui viennent en contact, à de hautes températu- res, avec des substances de réaction à l'état de vapeurs ou de gaz.
Les autres parties, en particulier celles qui viennent en contact avec les matières de réaction liquides sont préfé- rablement établies en acier ordinaire ou légèrement alliés, à moins qu'une teneur élevée en soufre des substances de la - réaction ne nécessite d'autres revêtements, par exemple en aluminium etc.
Lorsqu'il s'agit de traiter des matières pre- mières bouillant à des températures relativement basses, tel- les que des huiles moyennes par exemple, et que l'on opère en phase gazeuse, la dispositif servant au chauffage, c'est- à-dire les serpentins par exemple, peut être établi en un mé-
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tal assez peu coûteux, même lorsque ce dispositif est logé @ à l'intérieur de la chambre de réaction et qu'un équilibrage des pressions est obtenu ainsi., Les serpentins peuvent dans ce cas être chauffés par exemple électriquement si c'est nécessaire.
Comma récipient de réaction on peut utiliser un réci- pient à double paroi et faire circuler à l'intérieur de la double enveloppe un fluide sous pression; des gaz, par exemple, tels que l'azote, ou des liquides mauvais conducteurs de la chaleur, tels que la naphtaline par exemple. On chauffe dans ce cas de préférence indirectement, par l'intermédiaire de ces fluides eux-mêmes en leur imprimant un mouvement de cir- culation. On peut choisir comme fluide aussi de bons conduc- teurs de la chaleur, qui dans les conditions de la réaction, sont imperméables à l'hydrogène, tels que le plomb en fusion par exemple etc... En utilisant de bons conducteurs de la chaleur on applique de préférence le chauffage direct.
Dans certaines conditions il peut être préférable d'employer un revêtement résistant en aluminium ou aciers spéciaux etc.. On utilise par exemple un récipient fait d'une matière chimique- ment inattaquable qui est entouré d'une enveloppe extérieure résistant aux pressions et épousant la forme du récipient. cette enveloppe ou armature extérieure peut être munie d'ori- fices pour le dégagement de l'air. De cette manière le réel- pient intérieur se trouve également déchargé de l'effort de la pression intérieure et peut par conséquent être établi en une matière d'une résistance moindre.
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EXEMPLE.- (Voir le croquis annexé). Du lignite est malaxa en une pâte avec une huile bouillant à haute tempéra- ture, obtenue par l'hydrogénation de charbons et contenant environ 25% de tractions bouillant jusqu'à 350 Centigrades.
Cette pâte est refoulée en. dans le serpentin I en acier
Siemens Martin et ressort du serpentin en 1 à. une température de 320 centigrades environ. Une partie du gaz d'hydrogénation (environ 30%) après avoir été chauffés dans l'échangeur de chaleur R par le produit d'échappement du four de réaction A est dérivée en Il et est injectée en .2 dans la pâte de lignite.
La pâte de lignite et le gaz pénètrent ensemble en ± dans le serpentin II en acier légèrement allié et entrent en e dans le four de réaction à une température d'environ 430 centigra- des. Le reste du gaz d'hydrogénation provenant du récupéra- teur R est chauffé dans l'échangeur de chaleur V à environ
430 centigrades et pénètre en f à l'état diffusé, à travers une plaque poreuse, dans le four de réaction. La paroi du tour de réaction appelée à supporter la pression, est consti- tuée par de l'acier ordinaire revêtu Intérieurement d'une chemise en acier V2A.
Le processus de l'hydrogénation sous pression étant exothermique, la température de 430-450 centigrades qui est nécessaire à assurer la continuité de la réaction, est pro- duite par la réaction elle-même et il n'est par conséquent be- soin d'autan apport de chaleur spécial au four. Les produits de la réaction s'échappent en g pour se rendre à l'échangeur de chaleur R. Les huiles etc.. peuvent également être chauffées ,dans des échangeurs de chaleur.
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