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Description

MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION "Carburant non détonant".

On a trouvé qu'on obtient des carburants présen- tant une stabilité absolument extraordinaire à l'auto- allumage en soumettant un mélange d'oxyde de carbone et d'hydrogène à un traitement thermique sous pression dans des conditions telles qu'en outre d'alcool méthylique il se forme principalement de l'alcool isobutylique et d'autres alcools supérieurs, puis en soumettant ces alcools, après élimination de l'alcool méthylique et le cas échéant frac- tionnement préalable par distillation, à une élimination d'eau et en polymérisant ensuite en totalité ou en partie les iso-oléfines ainsi obtenues pour former leurs di- ou

tri-iso-oléfines qu'on remélangera le cas échéant entre elles ou bien avec les homologues supérieurs monomères de l'iso- butylène.

C'est ainsi par exemple qu'on peut polymériser l'isobutylène obtenu par élimination d'eau pour forcer du di- ou du tri-isobutylène et l'employer ensuite comme car- burant en mélange avec du mono- ou du di- isoamylène et les homologues supérieurs comme l'iso-hexylène et ses suivants jusqu'à l'iso-décylène. On a trouvé de plus que les carbu- rants suivant l'invention possèdent une stabilité à l'auto- allumage absolument extraordinaire même lorsqu'on les a soumis en totalité ou en partie seulement à une hydrogénation plus ou moins complète avec formation d'hydrocarbures sa- turés. Ces carburants hydrogénés continuent à manifester leur surprenante stabilité à l'auto-allumage même lorsqu'on s'en sert pour l'alimentation des moteurs d'aviation malgré les températures élevées qui s'y produisent.

Ils surpassent sensiblement sous ce rapport les essences d'aviation utili- sées jusqu'à ce jour.

Pour la préparation des matières premières oxy- génées constituées par de l'alcool isobutylique et des alcools supérieurs on opère sous pression en présence de catalyseurs comme par exemple ceux à base d'oxyde de zinc et d'oxyde de chrome, par exemple par le procédé suivant le Brevet belge N 317.799 du 19 Mai 1924. Les fractions du produit d'hydrogénation ainsi obtenu qui bouillent à de plus hautes températures que l'alcool méthylique sont ensuite soumises soit ensemble soit, mieux, après subdivision par distillation fractionnée, à une élimination d'eau, ce qu'on peut réaliser par voie catalytique en les faisant passer à une température de 300 C. sur des catalyseurs comme l'oxyde
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d'aluminiu'n.

Dans cette :;tape du procédé on obbie it. :ri.uß-

paiement de l'isobutylène et en outre de l'isoamylène (2-méthylbutène (1) ) et des iso-oléfines supérieures. La polymérisation subséquente des iso-oléfines en leurs di- ou trimères s'effectue avantageusement en employant à tempé- rature élevée de l'acide sulfurique de concentration con- venable. Par exemple, au moyen d'acide sulfurique titrant 50 à 60 %, on peut obtenir du di-isobutylène, tandis qu'au moyen d'acide sulfurique concentré, par exemple titrant environ 70 %, on peut obtenir du tri-isobutylène. Si les homologues supérieurs de l'isobutylène doivent également exister dans le carburant sous forme de leurs dimères, on pourra les polymériser en même temps que l'isobutylène.

La présence dans le carburant de tels polymères inférieurs d'homologues supérieurs de l'isobutylène est particulière- ment désirable lorsque le produit doit être employé comme "carburant de sûreté", c'est-à-dire posséder un point d'in- flammabilité élevé.

Le carburant suivant l'invention peut aussi s'employer en mélange avec d'autres carburants. Lorsqu'on y adjoint du méthanol il est utile d'y ajouter aussi des excitateurs de dissolution, par exemple de l'alcool iso- butylique.

Les agents antidétonants connus, comme le ferro- carbonyle, le plomb tétraéthylé ou la monométhyl-aniline, de même que des huiles dites superlubrifiantes, peuvent le cas échéant être ajoutés au carburant. Ces dernières peu- vent avantageusement s'obtenir par polymérisation des oléfines obtenues au cours du procédé, le cas échéant avec emploi concomitant d'hydrocarbures aromatiques. On obtient également un certain effet de lubrification par l'adjonction des alcools à poids moléculaire élevé contenus dans la

matière première; toutefois, eu égard à la composition sou- vent variable de ces fractions supérieures de la matière première, il est nécessaire de soumettre ces substances com- plémentaires à un contrôle de leur propriété, et dans cer- tains cas de les épurer.

Au carburant on peut en outre in- corporer des substances colorantes et des substances odo- rantes.

Le procédé suivant l'invention permet, en partait du gaz à l'eau, d'obtenir un carburant de qualité si excel- lente qu'aucun carburant pratiquement utilisable n'y avait encore atteint. Le carburant suivant l'invention est de même supérieur par sa surprenante stabilité à 1'auto-allumage à tous les mélanges d'hydrocarbures préparés jusqu'à ce jour à partir des produits oxygénés provenant de l'hydrogénation des oxydes du carbone.

EXEMPLE 1.

Dans un appareil revêtu de cuivre faire passer lentement sous une pression de 200 atm. et à une température de 450 à 500 C. un mélange gazeux épuré composé de 2 par- ties en volume d'hydrogène et de 1 partie en volume d'oxyde de carbone sur un catalyseur préparé en introduisant de l'oxyde de zinc dans du bichromate de potassium fondu avec réduction subséquente au moyen d'hydrogène. Débarrasser le produit de réaction de l'alcool méthylique et de l'eau qu'il renferme et le subdiviser ensuite par distillation en frac- tions alcooliques distinctes,auquel cas on obtient comme fraction majeure de l'alcool isobutylique. Faire passer à une température d'environ 300 C. les diverses fractions sur de l'oxyde d'aluminium précipité, pour obtenir de cette façon les oléfines correspondantes.

Absorber l'isobutylène dans de l'acide sulfurique titrant environ 55 % et chauffer la solution à une tempé-

tature de 100 C. Il se forma une couche supérieure composée en très majeure partie de di-isobutylène. Les éléments supérieurs qui se sont formés en même temps peuvent être retransformés en isobutylène par dédoublement catalytique et polymérisés à nouveau.

D'une manière analogue on peut transformer l'isoamylène en son dimère, mais on peut aussi l'ajouter tel. quel au di-isobutylène. Les oléfines supérieures ob- tenues peuvent être mélangées jusqu'à peu près au décylène au carburant en quantité telle qu'on les obtient.

Si on le désire, auquel cas il y a lieu de tenir compte des exigences des moteurs, on peut effectuer une hydrogénation complète ou partielle du mélange ou de ses diverses fractions. Ce carburant est tout-à-fait remarquable, on particulier pour les moteurs d'aviation.

EXEMPLE 2.

Préparer d'abord comme il est dit à l'exemple 1 tout d'abord Les alcools et à partir de ceux-ci les oléfines.

Traiter ensuite l'isobutylène au moyen d'acide sulfurique titrant 70 %. Il se forme alors deux couches dont la supé- rieure se compose en majeure partie de tri-isobutylène. Par chauffage de la couche inférieure à une température d'en- viron 100 C. il se forme de nouvelles quantités de tri- isobutylène ainsi que du di-isobutylène; isoler ce dernier qu'on pourra dédoubler catalytiquement, en opérant à une température de 200 à 3000 C. à l'aide d'un catalyseur à base d'oxyde d'aluminium, en iso-butylène qu'on repolymérisera.

Transformer au moyen d'acide sulfurique titrant 60 à 70% l'isoamylène, l'isohexylène et l'isoheptylène en leurs hy- drocarbures dimères qu'on mélangera ensuite avec le tri- isobutylène.

On obtient ainsi un carburant très stable à l'auto- allumage et ayant un point d'inflammabilité élevé qui con- vient comme carburant dit' de sûreté. Si l'on désire que le point d'inflammabilité soit particulièrement élevé on peut se dispenser d'ajouter le di-isoamylène. Suivant les exi- gences des moteurs on pourra hydrogéner partiellement ou complètement ce carburant. Même pour ce carburant, l'indice d'octane est encore d'environ 100.

Claims

RESUME ----------- 1.- Procédé pour préparer des carburants inté- ressants stables à l'auto-allumage, consistant à soumettre de manière connue un mélange d'oxyde de carbone et d'hydro- gène à un traitement thermique sous pression dans des condi- tions telles qu'en outre d'alcool méthylique il se forme principalement de l'alcool isobutylique et d'autres alcools supérieurs, puis à soumettre ces alcools, après élimination de l'alcool méthylique et le cas échéant fractionnement préalable par distillation, à une élimination d'eau et à polymériser ensuite en totalité ou en partie les iso-oléfines ainsi obtenues pour former leurs di- ou tri-iso-oléfines qu'on remélangera entre elles le cas échéant ou avec les homologues supérieurs monomères de l'isobutylène.

2.- On hydrogène complètement ou en partie le carburant tel quel ou certaines de ses fractions.

3.- A titre de produits industriels nouveaux, les carburants susceptibles d'être obtenus par le procédé ci- dessus défini.