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Perfectionnement Aux carburants synthétiques.
La. présente invention a pour objet un procédé nouveau de fabrication d'un carburant synthétique ana- logue aux essences de pétrole et susceptible des mêmes applications que celles-ci, ainsi que, à titre de proche industriel nouveau, le carburant lui-même obtenu.par/' ce procède,
Ce procédé consiste à traiter, dans certaines condition de température et de pression qui seront-',,', indiquées ci-après, en présence d'un catalyseur appro- prié dont la spécification sera donnée plus loin, un mélange gazeux contenant de l'oxyde de carbone (CO) et de l'Hydrogène (H).
Il se forme, lors de cette opération, un mélan-
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ge d'hydrocarbures.légers, accompagnés d'une petite quantité d'autres corps, du type cétone notamment, qui possèdent les caractéristiques physico-chimiques des essences de pétrole.
Le mélange gazeux traité peut renfermer des proportions variables d'oxyde de carbone et d'hydro- gène, Il peut d'ailleurs contenir également en peti- tes quantités d'autres gaz susceptibles de participer aux réactions, tels que des carbures d'hydrogène Cm Hn, de l'oxygène, de l'anhydride carbonique, ainsi que des -gaz inertes, en proportion plus forte, tels que de l'azote par exemple,
Ce mélange gazeux peut être obtenu artificiel- lement de diverses manières oonnues; on pourrait égale- ment employer les gaz carbonés combustibles naturels qu'on extrait du sol en divers points du globe. Mais la source la plus intéressante de ces gaz est la gazéifi- cation des combustibles solides .
Le procédé faisant l'objet de la présente invention, associé à cette' .gazéification, permet de réaliser la transformation intégrale, aux pertes près, de ces combustibles em.carburants volatils recherchés pour leur utilisation industrielle étendue, et notamment pour l'alimentation des moteurs des véhicules automobiles du type courant.
De plus, lorsque ledit procédé est appliqué aux gaz provenant de cette gazéification, on obtient directement le carburant Volatil sans opérationsacces- soires (séparation des gaz, rectification des produits par repassage, cracking, etc...)
Le rendement de 'l'opération est particulière- ment bon lorsque le volume'd'hydrogène contenu dans le gaz est d'environ une fois et demicelui de l'oxyde de carbone, la proportion des gaz inertes pouvant attein dre 10 à 20 %.
Ce gaz est précisément celui que 1-'on
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peut produire en soumettant les combustibles solides
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naturels dans' dés"gaz6géneEy appropriée; simultanément où successivement,'à une'opération de distillation. ' suivie de 'pyrogénation et à Inaction de l'air et de l'eau. Cette méthode de gazéification s'applique à
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des combustibles '. "très/divers 'et notamment à ceux qui n'ont qu'une faible 'valeur d'utilisation directe (houilles maigres plus ou moins cendreuses, lignite,'tourbe, etc....').
Il est bien entendu que, bien que la propor.. tion indiquée ci-dessus pour'les différents gaz cons-
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titutifs du mélange conduise à des'ésu1tatB partiou.,, lièrement intéressants, la présente 'invention n'est nullement limitée à cette 'proport3on zdétermi'néa qui n'a été citée qu'à titre/1dioat1t.'
Le catalyseur employé pour le ,traitement du mélange de gaz carbonés et d'hydrogène qui vient
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d'être défini, est constitué entprinoipe par ,un.mé,an . gé d'oxydes ou de sels de métaux de la série des terres rares et de certains métaux du groupe du' fer (cobalt, nickel).
Le corps catalyseur peut consister notamment en un produit renfermant surtout
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du o4rium, du thorium, et du cotait, préparé d'une manière spéciale, qui constitue"l'un des objets de l'invention, à partir, du minerai appelé "monazite"..
Ce mode de préparation est: le suivant '-, -',la
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monaite est d'abord purgée des métatm communs (fer, antimoine etc... ) qu'aille contient par les procédés.
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habituels 8 broyage, lavages par des réactife appro.. priés, etc.. Elle est ensuite soumise à; un grillage- d'oxydes
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ménagé.
Le'mélange/résultant de bette premirew4péra., tion est alors dissous dans 1*aoide'ohlorhydrique.On-, évapore et on pr'Qb'ède' à une seconde dissolution, .'' La liqueur est ensuite neutralisée par l'am-
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moniaque n40H, puis reprise par l'aolde azotique' '' .
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dilué et évaporée à siccité- Le produit obtenu est traité par l'acide sulfurique dilué;
'puis aoncentré par évaporation jusqu'à production de fumées blanches
On procède ainsi successivement à une série de reprises par des acides séparées par des évaporation. en terminant par une attaque par l'acide sulfurique
Dans cette dernière opération, on ajoute, au moment où un boursouflement important de la masse se produit,une solution de sulfate de cobalt SO4Co à la concentration d'environ 75 grammes de SO4Co par litre d'eau, et dans la proportion de 1/4 environ en poids du sel traité.
On évapore à nouveau jusqu'à production de fumées blanches ; on reprend par l'eau et on soumet le sel dissous à l'électrolyse. Les oxydes métalli- ques mélangés de sulfate et de parcelles métalliques se déposent sur la cathode: On recueille ce dépôt et on le soumet après dessiccation à l'action ménagée des rayons X. Il est alors prêt à servir pour la fabrication visée.
La mise en oeuvre du procédé se fait de la manière suivante :
Le mélange gazeux,fourni par exemple par la gazéification d'un combustible solide dans les conditions précédemment indiquées, est soumis, préaL. lablement, à un refroidissement et à une épuration a.. nalogues à ceux que subissent habituellement les pro- duits de gazogènes employés dans les moteurs.
Toutefois pour pouvoir réaliser une marche continue prolongée de l'opération faisant l'objet de l'invention, il est nécessaire que cette épuration comporte un dégoudron- nage très poussé, sana quoi les vésicules goudronneuses enroberaient rapidement le catalyseur et arrêteraient ainsi la réaction régulière: Cette épuration peut se faire par les procédés courants, la centrifugation par exemple, convenablement mis en oeuvre.
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Les gaz,' après de traitement préalable, sont dirigés sur, l'appareil catalyseur* Leur pression à l'en trée de cet appareil doit être d'un kilogramme environ par centimètre carré au-dessus de la pression atmosphé- rique. Cette mise en pression s'effectue au moyen,d'un compresseur quelconque.
L'appareil catalyseur est formé d'un faisceau de tubes de,longueur ,et de section convenables dans lesquels le corps catalyseur est dispose soit tel quel;, soit en enrobement de corps inertes en fragments tels. que coke, ponce, etc...., qui .le divisent et le répartis.- sent en assurant ainsi .un bon contact entre le courant gazeux et l'agent catalyseur.
Les tubes sont portés, au début de l'opération par un moyen de chauffage quelconque,.(air chaud, bain liquide,etc.,.) à une température d'environ 100 C. et maintenus,.une fois la réaction amorcée, à une tem- pérature supérieure à 80 C.
Dans ces conditions la réaction se produit d'une f.açon régulière et continue, et il sort de l'ap- pareil des vapeurs d'hydrocarbures mélangées à de la vapeur d'eau et aux gaz inertes résiduels, tels que 1.'azote* Ces vapeurs sont condensées par refroidisse.. ment dans un réfrigérant..
On sépare ensuite le carburant de.l'eau par décantation, filtrage ou distillation, ces opérations pouvant être complétées par un traitement au moyen de réactifs appropriés (eau de chaux, acide sulfurique et sulfate de manganèse, etc...) soit en vue d'une puri- fication dans le cas ou certaines impuretés contenues dans le gaz (corps sulfurés par exemple)viendraient souiller le produit, soit que l'on veuille récupérer certains corps résiduels, tels que l'éthylène par exem- ple. ...
La proportion, dans les produits immédiats de l'opération;, de carbures légers et de carbures plus
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lourds dépend de la vitesse de refroidissement, Si l'on veut obtenir des essences légères du type dit "tourisme" il faut que les vapeurs suivent, après qu'elles ont cesse d'être en contact avec le corps catalyseur, un certain trajet dans une enceinte chaude, qui peut être réalisée simplement par un prolongement du faisceau tubulaire dans lequel s'opère la catalyse,
Dans ces conditions, on obtient un liquide dont les'caractéristiques répondent bien à la qualification de l'essence "tourisme", par exemple : densité :
0,725 à 0.736
Point d'inflammabilité : au dessous de 25 C,
Viscosité à + 20 0. 2 environ
Indice de réfraction 1,40 environ.
Pouvoir calorifique 9950 calories environ, etc...
Toutefois ce carburant se différencie de l'essen- ce courante par son odeur spéciale.
Si l'on augmente la vitesse de refroidissement des vapeurs après kessation du contact avec le corps catalyseur, on peut obtenir, si on le désire, des essen- ces plus lourdes, correspondant aux essences dites "poid lourds') "white spirit" etc...
Il est bien entendu que certains détails opéra- toires pourraient être modifiés ou ajoutés sans sortir du cadre de l'invention.
Oe procédé de préparation d'un carburant synthé- tique présente un intérêt économique considérable. En effo
1 Comme on l'a vu, le mélange de gaz carbonés nécessaire à la réaction peut être obtenu simplement et économiquement par gazéification de combustibles peu cou- teux (houilles maigres, lignites, tourbe etc...
2 La réaction catalytique est réalisée à une température inférieure à 100 et à une pression ne dépas- sant pas 2 Kg par centimètre carré. Les appareils sont donc simples et peut coûteux et il en est de même de la .;!aise en oeuvre.
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3 Le rendement de la réaction est considérabié.
A titre d'indication on a obtenu des rendements de 75 % du carbone contenu dans les gaz traités, et il est à prévoir que ce chiffre pourra être améliore.
,
4 Le catalyseur peut être obtenu à. partir d'un
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minerai déjà emPtpr,é à. d'autres usages et qu'on trouve '' ' :.: en abondance sur le marché..11 en faut une quantité min- .
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me relativement à. la quantité js carburant obtenue do 11prdre par exemple de 0,6 % du poids, de oarburant hro¯ ;''''.."" . t- duit par ,heue. ' '.
En outre Jh1 n'est, pour ainsi dire, pas altéra " "."i' II" .' par la réaction, mémo si les gaz traités renferment un0 , J.I' 1 1",... t' ,: \ . t .. petite quantité de produits sulfurés. ,Il peut donc
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servir très longtemps et peut d,' ailleurs ..3tre rénové par des opérations simples et peu coûteuses (lavages),
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RzV1hDIùàîIoNs Ayant ainei décrit notrv invontion ot noua ' r6aorva.nt d'y apporter tous porl'octionn0rJ0nta ou t.1ooif.i. vGndiquons tcu; pkx^.9 t,r0.i ",. r.lcs 8u'tra , e- . jri"'! vendiquons comme,notre propriété exclusive e:, pri- vative :
1- Procédé de fabrication par synthèse de
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corps analogues aux essences de pétrole, caractérisé par le fait que 1'on traite un mélange de gaz curbo- nés et d'hydrogène, dilués ou non de gaz inertes, à lime 'température d'environ 80 C et sous une pressior absolue d'environ 2 Kg par centimètre carré, en présen- ce d'un corps catalyseur approprié, constitué par un mélange d'oxydes ou de sels de métaux de la série des terres rares et de certains métaux du groupe du fer (cobalt, nickel).