<Desc/Clms Page number 1>
PRODUCTION D'ACETYLENE A PARTIR D'HYDROCARBURES
A L'AIDE DE L'ARC ELECTRIQUE.
On sait que l'on peut obtenir de l'acétylène à partir d' hydro- carbures plus saturés, gazeux, vaporisés ou atomisés, par exemple à partir de méthane, d'éthilène, etc., en conduisant les hydro- carbures ou des gaz en contenant à travers un arc électrique. On a fait l'observation surprenante que l'on peut tirer profit d'une part très considérable de l'énergie de l'arc électrique pour la production d'acétylène et atteindre en même temps une concentra- tion très considérable de l'acétylène dans les gaz sortant de l'arc électrique lorsque l'on augmente la densité de l'énergie à au moins l'une des électrodes jusqu'au voisinage du point ou des pertes de . matière se produisent à l'électrode.
EMI1.1
' Comme matières premières sont entre autres appro- qj±7iés, les hydrocarbures des séries des paraffine ou oléfine, .tels que le méthane, l'éthane, l'éthylène et leurs homologues, -'[/l'état pur ou en mélanges avec d'autres gaz, tels que par ,/exemple le gaz naturel, le gaz de craquage, le gaz de coke',à,
<Desc/Clms Page number 2>
fourneau, le gaz d'éclairage ou d'autres gaz résultant de la distillation de matières carbonifères, ou des constituants du gaz de crquage, du gaz de coke à fourneau, du gaz d'éclairage ou d'autres gaz résultant de, la distillation de matières carbo- nifères, en outre les hydrocarbures naturels dérivés du pétrole brut, les hydrocarbures résultant du traitement du pétrole, tels que la benzine, l'huile de gaz, l'huile de combustion, etc.,
ou encore leshydrocarbures aromatiques, tels que le ben- zène, le toluène, le naphtalène, etc.. Il est évident que l'on peut employer des mélanges de ces hydrocarbures. D'autre part- on peut aussi employer des hydrocarbures contenant déjà une cer- taine quantité d'acétylène, tels que par exemple les gaz qui restent aprés séparation de la plus grande partie de l'acéty- lène au cours du procédé décrit ci-dessous. La présence de gaz étrangers, tels que par exemple d'hydrogène, d'azote, de gaz noble, n'est pas embarrassante, aussi longtemps que ces gaz n'atteignent pas une concentration trop élevée.
Dès que de l'a- zote est présent il forme à côté de l'acétylène une certaine quantité d'acide cyanhydrique qui peut être aisément éliminée par absorption en milieu alcalin.
Il a été trouvé convenable de combiner ce procédé à un circuit semblable à celui décrit dans le brevet français No.
547.778 du 23 février 1922 de la demanderesse. Le dessin ci- @ annexé montre un exemple d'un circuit approprié.
K = un système tubulairefermé construit, par exemple, en fer, dans lequel les. gaz ou vapeurs à traiter circulent à tra- vers le ventilateur G dans la direction- de la flèche.
E - l'entrée des gaz frais, par exemple de méthane, d'éthyle- ne, etc., servant à remplacer les gaz décomposés dans l'arc électrique.
A - une électrode isolée de façon appropriée du système K, par laquelle uue partie des gaz en circulation dans K est retirée de l'arc électrique.
L = l'électrode opposée.
<Desc/Clms Page number 3>
L'exemple suivant illustre la présente invention sans toutefois la limiter.
Exemple
Pour l'appareil décrit ci-dessus on a employé pour l'une.des électrodes une baguette de charbon de 30 mm. de dia- mètre et pour l'autre un tube de charbon de 14 mm. de diamètre intérieur et de 10.5 mm. d'épaisseur des parois. La distance entre les deux électrodes s'élevait à environ 2 mm; elle dépend dans un certain rapport de la vitesse du gaz en circulation dans le circuit. Entre les deux électrodes on a amorcé un aro- à courant continu, dont la tension s'élevait à environ 38 volte et l'intensité de courant à environ 350 ampères. On a rempli le système tubulaire K de gaz de méthane qui a été mis en cir- culation à grande vitesse à l'aide du ventilateur G. Par l'é- lectrode A en charbon on a retiré 17 m3 de gaz par heure, rem- placés au fur et à mesure par une quantité de gaz frais corres- pondante entrant par E.
La composition du mélange de gaz retiré était la suivante :
EMI3.1
<tb> C2H2 <SEP> 9,55% <SEP> en <SEP> volume
<tb>
<tb>
<tb> C2H4 <SEP> 1,10% <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb> CH4 <SEP> 49,35% <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> H2 <SEP> 40,00% <SEP> " <SEP> "
<tb>
Il résulte donc de ce qui précède que la production de l kg d'acétylène exiugeait une dépense d'énergie de 6,8 kilowattheures. La température du gaz en circulation dans le oircuit s'élevait à 100 C., mais peut être notablement plus élevée En général on a reconnu avantageux de maintenir la température du gaz en circulation à une certaine élévation, une augmentation trop forte de celle-ci a été compensée par refroidissement approprié. Le gaz très chaud qui sort du tube A a été de son côté refroidi séparément.
La pression dans le circuit s'élevait à environ 0,15 atm. de plus que la pression d'air extérieure.
<Desc/Clms Page number 4>
Des que la densité d'énergie a été augmentée au-des- sus de aelle indiquée dans cet exemple, on a constaté immédia- tement. une légère diminution de la matière des électrodes. Le rendement énergétique était cependant tout aussi bon.
Par contre lors de la réduction de la densité d'éner- gie on a constaté une diminution sensible de ce rendement et en même temps une diminution de la concentration de l'acétylène.
Par exemple lors de l'emploi d'un ara électrique d'environ 35 volts et 180 ampères pour- la production de 1 kg d'acétylè- ne la dépense en énergie s'élevait à 15 kilowattheures et lors de l'emploi d'un arc d'environ 30 volts et 100 ampères à 23 kilowattheures.
Il y a lieu de* remarquer ici : lorsque l'on modifie une seule des variantes (pression, température, densité d'éner- gie, vitesse du courant, etc.), on doit chercher le nouveau mode opératoire adéquat en modifiant également les autres va- riantes, ce qui du reste peut se- faire rapidement. Pour obte- nir de bons rendements et une concentration favorable en acé- tylène dans un appareil d'autres dimensions, on peut, par exem- ple procéder empiriquement de la façon. suivante : on détermine la densité d'énergie, à laquelle la diminution de matière de l'électrode commence, la maintient à proximité de ce point et fait circuler le gaz dans le circuit à grande vitesse.
Puis on relie E à l'endroit de l'entrée des gaz (gazomètre) et fait sortir par A du gaz en quantité croissante jusqu'à ce que ce- lui-ci accuse la concentration en acétylène désirée. Puis on augmente la. quantité de gaz sortant jusqu'à ce que la concen- tration désirée commence à baisser fortement. On en reste alors 'au mode opératoire adéquat ainsi déterminé, en variant, encore, le cas échéant, la vitesse des gaz.eux-mêmes dana le circuit K afin d'éviter autant que possible la formation de suie.
Les conditions indiquées dans l'exemple : densité d'énergie (et section des électrodes correspondantes), volume de la prisdes gaz lors d'une concentration de 10% de C2H2 dans les gaz sor- @ .
<Desc/Clms Page number 5>
tants, indiquent comment on peut aisément et promptement coor- donner les variables de l'essai de façon à travailler ration- nellement.
Dans certaines circonstances il peut être désirable d'utiliser des électrodes contenant des additions, dont les parties s'évaporant se mélangent éventuellement au courant de gaz, ou de mélanger certaines substances au courant de gaz; ici entrent en ligne de compte les substances, qui sont sus- ceptibles d'influencer la conductibilité électrique dans la zo- ne de l'are électrique.
Des que l'on opère avec des hydrocarbures vaporisés ou atomisés le circuit doit être disposé de telle faqon que des quantités suffisantes d'hydrocarbures se trouvent toujours en circulation; on doit par conséquent travailler dans un circuit chaud. Dans ce sens on chauffe l'appareil entier au moyen d'une chemise de vapeur ou par tout autre moyen à une température à laquelle les hydrocarbures introduits accusent une tension de vapeur suffisamment élevée.
Lors de la mise en oeuvre d'hydro- carbures non homogènes il suffit déjà qu'une partie suffisam- ment grande ait atteint la tension de vapeur appropriée, car des alors-qu'une partie des hydrocarbures a atteint son point d'é- bullition, elle entraîne la partie moins volatile sous forme requises suffisamment divisée pour être conforme aux conditions pour la réaction. Souvent il suffit aussi d'isoler simplement le oir- auit contre toute perte de chaleur, pour maintenir une tempé- rature suffisamment élevée.
Il a été trouvé convenable d'obtenir l'arc électrique par un courant oontinu à. haute ou basse tension. Dans l'exemple on a démontré que déjà. à basses tensions on obtient de très bons résultats.
Le nouveau procédé pour la production d'acétylène peut être exécuté à pression plus basse, ou plus élevée que la pression atmosphérique ; est cependant recommandable de tra- vailler à une pression plus élevée à caise de l'amélioration @
<Desc/Clms Page number 6>
du rendement énergétique en résultant.
Le nouveau procédé perme-t la production d'acétylène à l'aide de l'arc électrique avec une dépense d'énergie étonnam- ment minime simultanément; avec une concentration remarquable- ment élevé en acétylène dans les gaz. La destruction par forma- tion simultanée d'hydrogène et de suie est insignifiante en con- sidération du prix modéré des matières premières. Ainsi d'après l'exemple décrit pour 1 kg d'acétylène on obtient seulement
200 gr de suie.
Les conditions de l'exécution du procédé décrites ci- dessus restent les marnes quand on emploie au lieu d'électrodes en charbon des électrodes en métal, tel que par exemple en tungstène, molybdène, etc., ou en carbide qui, au cours de. l'o- pération, se courent de carbides et de: carbone, se transfor- mant ainsi relativement vite en électrodes à charbon.
Si l'on choisit par exemple cornue additions aux élec- trodes de la chaux, dont le carbide ou les composantes de car- bide se volatilisent, on ne munit de: préférence qu'une seule électrode d'une grande teneur en carbide ou bien on n'utilise qu'une seule électrode en carbide, tandis que l'autre reste en- tièrement en charbon, dont la perte de matière décriteplus haut sert à mesurer l'énergie électrique à employer.
A la place d'un seul arc électrique on peut naturel- lement aussi en employer plusieurs, qui peuvent 'être disposés parallèlement ou en séries. On peut également utiliser plus; d'une électrode creuse, qui peuvent servir pour l'entrée et la sortie des gaz du système.
Revendicationa.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.