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"PROCEDE POUR LA PRODUCTION DE FLUIDES MOTEURS"
Les benzines de gaz ou de goudron qui se dégagent à la distillation de la houille et dont le point d'ébullition s'élè- ve jusqu'à 2000 environ, ne se transforment que difficilement, et non sans de grandes pertes, par des procédés connus, en benzine de bon usage pour moteurs, ne contenant plus d'éléments résinifiables. Sa teneur en hydrocarbures non saturés, qui exercent des effets perturbateurs dans les moteurs, dépasse en général la proportion de 30%, et comme ces produits ne peuvent être éliminés, par les procédés usuels de la technique, que moyennant leur transformation en résines et produits de poly- mérisation presque sans valeur, l'épuration nécessaire en vue de la production de la force motrice n'est aucunement économique.
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Il a été reconnu que l'on peut tirer de la benzine brute, provenant de la distillation de la houille, des fluides à l'usage de la production de force motrice offrant une grande résistance aux influences qui contribuent à la résinification et une très faible teneur en composés non saturés, si l'on soumet la benzine à un processus réducteur en la chauffant sous forte pression d'hydrogène en présence de charbon actif à action catalytique, aune température dépassant 300 . Dans cette opération, les éléments non saturés de la. benzine brute se transforment par voie de fixation d'hydrogène en hydrocar- bures saturés éminemment appropriés à, l'usage des moteurs, sans qu'il y ait de perte sensible de matière première par suite de polymérisation ou de fractionnement.
A l'égard des procédés connus de réduction des hydrocar- bures en présence d'un corps de contact métallique tel , par exemple que le nickel, ou sous forte pression d'hydrogène et à haute température, d'après la méthode de Bergius, le présent procédé se distingue essentiellement par le fait qu'il. n'exige pas une épuration préalable soigneuse de la benzine, et notam- ment la désulfuration, comme l'exige l'hydrogénation -par con- tact, et que grâce à l'emploi de basses températures, il ne se produit pas de dissociation et pas de formation de molécules plus petites comme dans le procédé de Bergius et antres enalo- gues.
L'emploi de charbon actif est déjà mentionné dans l'ex- trait de "The Official Journal" (Patents) 1926 N 1943, page 1022, à propos du procédé dans lequel on traite le goudron de lignite en présence de composés azotiques telsque l'ammonia- que, avec l'hydrogène sous forte pression et à haute températu- re , la chaudière où se fait la réaction étant remplie de subs-
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tances à, action catalytique ou de substances indifférentes, parmi lesquelles, entre autres matériaux, est aussi indiqué le charbon activé.
Du fait que l'on mentionne ensemble des subs- tances à action catalysante et des substances indifférentes, il ressort indubitablement qve dans ce procédé il n'est pas attribué d'importance au rôle du charbon activé en tant que catalyseur et que ce sont plutôt les composés azotiques qui servent de catalyseurs, tandis que le charbon activé inter- vient corme agent de contact, usage auquel ce charbon est sur- tcut approprié, dans le procédé publié en tant qu'agent absor- beur de gaz.
Le procédé qui vient d'être décrit se distingue essen- tiellement de l'objet de la présente invention par le fait qu'il consiste non en une simple hydrogénation par addition d'hy drogène, mais en une dissociation liée à cette hydrogéna- tion de la matière première avec formation d'hydrocarbures à point d'ébullition plus bas que celui de la matière première.
D'autre part, l'emploi de charbon actif est connu par la Patente anglaise 205.868, du 22 juillet 1922, en combinaison avec l'épuration de la benzine fractionnée, au sujet de la- quelle a été rappelé le traitement en présence de l'hydrogène, condition qui toutefois a, été donnée comme aussi peu essen- tielle que le traitement sous pression.
Le but de l'invention, d'après la Patente anglaise 205.86 est visiblement de condenser ou de polymériser les composés non saturés ou résinifiables, par le traitement en présence de charbon actif, ce dont il ne peut aucunement être question pour le présent procédé, vu qu'à cause de la haute teneur de la matière première en composés non saturés, le procédé serait absolument antiéconomique. Bien plus , dans le procédé présente-
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ment exposé, le charbon actif sert simplement de catalyseur d'hydrogénation.
TEMPLE :
On chauffe pendant environ 5 heures, à la température de 345 à 350 , dans un autoclave à haute pression,. 500 Kg, de benzine brute tirée du charbon à flamme par cokéification à basse température (laquelle benzine distille à peu prés entre 87 et 192 ) après addition de 100 kg. de charbon actif finement moulu, et ce dans l'hydrogène comprimé sous un excès de pression de 110 atmosphères. La pression s'élève d'abord à environ 250 atmosphères, mais, au cours de l'opération, elle retombe à environ 228 atmosphères. Après refroidissement, on chasse le contenu de l'autoclave par insufflation de vapeur d'eau.
Par ce moyen on obtient, en une extraction presque complète, un dis- tillat incolore qui, agité avec l'acide sulfurique, ne se tein- te plus que légèrement en jaune et qui, en conséquence, peut être considéré comme pratiquement exempt de composés non satu- rés. On peut aussi conclure que tous les hydrocarbures non sa- turés sont passés à l'état de saturation, du fait de la varia- tion de la densité spécifique qui éta,it de 0,825 avant hydrisa- tion et qui est de 0,808 après.
Les chiffres comparatifs ci-après prouvent qu'il n'y a pas eu de dissaciation de la matière première.
Points d'ébullition des benzines de distillation avant et après hydrisation :
EMI4.1
<tb> Matière <SEP> première <SEP> traités <SEP> Produit <SEP> de <SEP> la <SEP> réaction
<tb>
<tb> 1) <SEP> Benzine <SEP> de <SEP> goudron <SEP> originaire. <SEP> 2) <SEP> Hydrogénée.
<tb>
EMI4.2
67 - 1150 10 '0 89 - i17 10% - 1300 26% - 12& 20% 1480 50%fil - 149 5% 16b 70j - 1650 70% - IÎ2 90% - 1970 90%
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Il a étéreconnu que le. nouveau procédé peut s'appliquer at traitement de la benzine brute obtenue par la distillation du lignite.
Comme or ne trouve pas, quant à. la composition de cette benzine, notamment en comparaison avec les benzines originai- res de la houille, de données plus précises dans la littéra- ture technique, ce résultat des essais n'était pas à. prévoir.
D'une manière tout à fait analogue à l'action de l'hydro- gène sur le. benzine de houille, la benzine de distillation du lignite est aussi transformée en fluides pour force motrice de haute valeur, pratiquement exempts de composés non saturés et résinifiables, sans qu'il se produise de fractionnement, c'est- à-dire sans qu'il se forme de molécules plus petites et sans qu'il soit nécessaire d'éliminer au préalable les éléments de contact de la matière brute.
EXEMPLE :
On fit chauffer à 340 -350 , pendant 2 heures et demie, après compression d'hydrogène à une pression initiale de 110 atmosphères à la. température ambiante, 350 Kg. d'une benzine brute obtenue pa.r distillation du goudron de générateurs à ligni- te et débarrassée, de la, façon habituelle, de ses phénols et de ses bases. Cette benzine bouillait entre 140 et 230 ,accu- sait un poids spécifique de 0,8452 et réagissait avec l'acide sulfurique en prenant une température élevée et une coloration brune. On ajoutait à cette benzine 100 Kg. de charbon actif.
Après refroidissement, la pression était encore de 100 atmosphères. La benzine tirée, en presque totalité, du réci- pient,présentait alors un poids spécifique de 0,820, accusait un point d'ébullition pratiquement sans changement et se colo- rait faiblement en jaune brun par agitation avec l'acide sulfu-
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rique concentré.
La comparaison des points d'ébullition de la benzine brute de distillation du lignite et de la benzine hydrogénée montre qu'il n'y a pas eu de fractionnement.
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<tb>
Benzine <SEP> brute. <SEP> Benzine <SEP> hydrisée.
<tb>
EMI6.2
1bzz4 13 - 1-4 - 0 123 - 128 - 9% - 150,5- 10% - 146,5- 30riz 359 ,4 - 0% - 1548 - 20% - 167,1 - 50% - 162,6- 3C'o - 177 7 - 40% - 171,5 - 4-M - 181,7 - 501, - 178 ,4 - 50%
EMI6.3
<tb> - <SEP> 188 <SEP> - <SEP> 60% <SEP> - <SEP> 188,5- <SEP> 60%
<tb>
<tb> - <SEP> 198 <SEP> ,3 <SEP> - <SEP> 70% <SEP> - <SEP> 198,2- <SEP> 70%
<tb>
EMI6.4
- 209,8 - zozo - 208 1 - bzz - 219 - 85% - 218 6- 83% - 226,2- 90% - 250, - 90%
D'autre part, on a reconnu que le procédé peut aussi s 'appliquer , avec succès, aux benzols bruts provenant de la co-
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kéification de la houille a haute température.
Ces benzols renferment, surtout dans leurs parties bouillant entre 1300 à 2000 approximativement, des proportions considérables de com-
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posés non saturés tels que le styrol, le 2,1Jf[,lTOn, 1) i ndéol et ses homologues , dont la. production nuit fortement à l'utilisa- tion de ces benzols surtout à usage de force motrice. L'épura- tion par le procédé habituel au moyen de l'acide sulfurique donne lieu à des pertes extraordina.ires , car elle transforme
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les composés en question en résines ou nroduits de polymérisa- tion presque sans valeur.
Si, par contre, on traite, conformément au présent precédé les benzols bruts par l'hydrogène sous forte pression et µ, hautes températures, en présence de charbon actif, les compo- sants non saturés se transforment, presque sans résidu, en hydrocarbures saturés et en autres composés qui 'adaptent parfaitement à l'emploi pour la force motrice de la même manié-
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re que les hydrocarbures de nature purement aromatique qu'ils contiennent. Seule une très petite proportion des composés non saturés sont dans ce cas transformés en une résine formant un résidu de la distillation probablement par polymérisation thermique.
Il ne se produit pas ici de fractionnement des hydrocar- bures employés ou engendrés.
EXEMPLE :
Un naphte brut solvant tiré du goudron de cokerie, débar- rassé de phénols et de bases ayant un point d'ébullition de 181 à 196,5 d'un poids spécifique de 0,932, qui réagit à l'acide sulfurique avec une forte élévation de température et résinification considérable, est additionné d'un tiers de son poids de charbon actif finement moulu et chauffé dans l'auto- clave à haute pression, après compression d'hydrogène sous 110 atmosphères, pendant deux heures et demie à la température de 345-350 .
Après refroidissement, la; pression de l'hydrogène est descendue de 15 atm. à 95 atm. On la reporte à 110 atm. après quoi on chauffe de nouveau le contenu de l'autoclave de la même manière et à la même température. Après ce second chauf- fage, la pression finale se maintient à 100 atmosphères. Une distillation sous l'action de la vapeur d'eau du contenu de l'autoclave,que l'on peut extraire en presque totalité,four- nit un bezolépuré ayant un point d'ébullition entre 165 et 2200 et un poids spécifique de 0,8974, lequel benzol ne s'é- chauffe plus que très faiblement par addition d'acide sulfuri- que,et agité avec cet acide ne prend qu'une coloration jaunâ- tre.
Le résidu de la distillation est constitué par une pro- portion d'environ 10% de résine jaunâtre.
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La comparaison des points d'ébullition du benzol lourd brut et du même benzol hydrogéné montre clairement qu'il n'y a pas eu de fractionnement.
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<tb>
Benzol <SEP> brut. <SEP> Benzol <SEP> bydrisé.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
181 <SEP> - <SEP> 182,5 <SEP> - <SEP> 5% <SEP> 165 <SEP> - <SEP> 172 <SEP> - <SEP> 5%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 183,2 <SEP> - <SEP> 10% <SEP> - <SEP> 174,5 <SEP> - <SEP> 10%
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 184 <SEP> - <SEP> 20% <SEP> - <SEP> 180 <SEP> -23
<tb>
<tb>
<tb> 184,5- <SEP> 30% <SEP> 182,5 <SEP> - <SEP> 35%
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 185 <SEP> - <SEP> 40% <SEP> - <SEP> 183,5 <SEP> - <SEP> 40%
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 186 <SEP> - <SEP> 50% <SEP> - <SEP> 185,5... <SEP> 50%
<tb>
<tb>
<tb> 187 <SEP> - <SEP> 60% <SEP> - <SEP> 188,5- <SEP> 60%
<tb>
<tb>
<tb> - <SEP> 188,5 <SEP> - <SEP> 70% <SEP> - <SEP> 192 <SEP> - <SEP> 70% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> 191 <SEP> - <SEP> 80% <SEP> - <SEP> 201 <SEP> - <SEP> 80%
<tb>
<tb>
<tb> 196,5 <SEP> - <SEP> 90% <SEP> - <SEP> 220 <SEP> - <SEP> 85%
<tb>