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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION monsieur Napoléon Prosper Marie HERMANS Produits combustibles d'origine végétale et procédé pour leur fabrication.
La présente invention est relative à l'utilisation des matières résineuses provenant des plantes tropicales en vue de la production de combustibles, et elle a pour objet la fabrication de nouveaux produits permettant de valoriser ces matières résineuses dans des conditions particulièrement avantageuses au point de vue économique. Accessoirement, l'invention donne aussi le moyen d'élar gir les possibilités d'utilisation des huiles et graisses végéta- les pour la production o.e combustibles et carburants de valeur.
Il est connu de soumettre les matières résineuses à la distillation simple ou fractionnée, à l'hydrogénation ou au cracking et d'obtenir, par ces divers traitements thermiques, des produits utilisables comme combustibles. Les huiles obte- nues par distillation des résines ont des caractéristiques qui se rapprochent de celles du gasoil extrait du pétrole, mais elles sont moins riches en hydrogène et leur point d'inflama- .tion spontanée est, par conséquent, plus élevé. Ce défaut peut être corrigé en Mélangeant à l'huile de résine du gasoil ou des paraffines liquides d'origine pétrolière.
La présente invention est basée sur une étude des propriétés des huiles de résines brutes et fractionnées, ainsi que des huiles et graisses végétales en général, qui a permis d'établir qu'en raison de leurs qualités dissolvantes les hui- les de résine conviennent particulièrement bien à former avec les huiles et graisses végétales un mélange intime présentant les qualités requises d'un excellent combustible et carburant.
Suivant l'invention la résine brute à valoriser est soumise à un traitement thermique et l'huile ou les huiles de résine résultant de ce traitement sont mélangées à une huile ou graisse végétale.
Le traitement thermique de la résine peut consister en une distillation simple ou fractionnée, en un cracking ou en une opération d'hydrogénation. L'huilevégétale peut, de son côté, intervenir dans le mélange soit à l'état brut, soit après un traitement thermique tel que l'un de ceux mentionnés ci-dessus, soit encore après saponification ou autre transformation préala- ble. Il s'ensuit que la mise en oeuvre de l'invention peut s'exé- cuter de diverses manières.
Les modes de réalisation suivants donnés à titre d'exemples, ont fait l'objet d'essais dont les résultats ont été concluants:
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s) distilLer . sec les rcsines brutes, )3,1' exemple sur de la chaux, puis mélanger a froid les huiles obtenues avec des huiles végétales brutes. b) aistiller à sec, séparément, les résines crûtes et les
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huiles v ;;èt8.1es brutes et (,,langer ensuite Le produit distille. c) distiller à sec, séparé.'-tent, les résines <..;;ites, cracker les huiles végétales orutes vers 4Ll0 i 500 C, ventuellelent sous pression, et :;;
11-nger ensuite les produits obtenus. d) soumettre sé.arÉ-..lent les résines brutes et 1.or huiles végétales brutes à une distillation ou a un cracking r.uivrnt l'un lies traite'nents exposes sous b) ou c), fractionner le distillat, ouis ¯,?la,ner entre elles les fractions obtenues aux serties températures. e) ,.1élaneer les résines brutes et .Les huiles végétales brutes, les distiller enseable et recueilJ.ir le distillat. f) mélanger les résines brutes et les huiles v¯.F:;r;tles brutes, les cracker ensemble vers 6u(? , éventuellement sous pression, distiller et fractionner le -titillât. g) distiller sé'9are;
ent une partie o.es résines brutes, en fractionner le distillat, et utiliser les fractions inférieures courue tiers-solvant ajouté il l'un ces nél.nges obtenus par les traitements a), b) ou e) par exemple, ce oui permet d'augmenter
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la proportion d'huile ou de :raisse végétale dans ce irlange. h) saponifier une partie de l'huile végétale et additionner du produit de la saponification le :1;#lz-nge d'huiles obtenu par l'un ou l'autre ues traitements a), b) ou e). i) saponifier ]--huile végétale :1v2.nt rie 1. .1.:,ger à l'huile de résine, ouis soumettre le ;41#inge à une distillation.
Ces divers traitements peuvent s'effectuer avec ou sans catalyseur (tel que le cuivre ou le nickel) ou rÉactiftel que la chaux ou un alcali) destiné à neutraliser les acides et les phénols ou à transformer les produits à fonction oxygénée contenus dans les produits traités.
A titre d'exemples, les résultats suivants ont été obtenus :
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TR,lTIE1T ¯ I.- En mélDngec,7mt à faible température (entre 20 et 30 C) 200 parties d'huile de copal obtenue par aistillation de copal du Congo et 100 parties de graisse d'allanblackia, on obtient une huile combustible ayant les caractéristiques suivantes:
Densité à 17 C 0.926
Point d'inflammation 54 C
Point de combustion 65 C
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Viscosité à 20 C (l!)1g1er) 5,55 Viscosité à 50 C " # 1,77 Pouvoir calorifique 10. 050 calories
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II.- En :.aé;1*ngeant froid ion0 parties de la même huile de copal a 100 parties d'huile de palue comânerciale, on obtient une
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huile combustible ayant les caractéristic.ues suivantes:
Densité à 2J C 0.9275 Point a'inflammation 280C Point de combustion 75 C Viscosité à 20 C (enfiler) 4,30 Viscosité a 5U C " 1,83
Pouvoir calorifique 9. 900 calories
Dans cet exemple;, de même que dans le précédent, la comparaison de l'indice de cétène de l'huile obtenue suivant l'invention avec celui ae l'huile de résine traitée, contre que ce dernier a été augmente de 20 points.
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c,'ou,,,,ise n lei (distillation frélctionnE:.e, l'huile obtenue donne co.i.ie fractions: 8% jusqu'à 2000C, 69% de 200 à 350 C et 25% distillent au-dessus de 35t7 C.
Il±.- Si l'on renplace, aans les .ld?'3':''1.ges 1 et II l'huile de copal par l'huile de symphonia globulifera, on obtient des
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huiles co.iibustibtes ..ont les caractéristiques sont semblables à celles des huiles obtenues .-wec l'hui.LE de cops.1. T1ATr..¯c,iVTû b e et fL.
Les huiles combustibles obtenues par ces traitements ont
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aussi ues inaices de cétène fortement accrus or rapport à ceux des huiles de résine traitées.
A 1... aistillation fractionnée, les huiles obtenues à partir ç)e 200 parties d'huile de copal et de 100 parties d'huile de paittie donnent cOin-'ie fractions: après traiteent b,, 18% jusoueà 200 C, 78% de 200 à 3500C et 10fut au delà de 550 C; après traiteient cé, 3S% jusqu'à 2üOoC 60% de 200 à 350 C et 1 7% au delà de e t, 150 C; aarès lrìl&ellt¯el, 16% jusqu'à 2000C, 74% de 200 à 35JOC et " " 10% au delà de 350()C-' -.)rè s tri te:yent-,f, 62% jusqu'à 2000C, 28% de 200 à 350 C et 10% au delà de 300 C;
La densité de ces produits était de 0,735 àQ775 oour la fraction distillant jusqu'à 200 C, de 0,875 à 0,955 pour'la fraction de 200 a 350 C et de 0,980 .a 1,04 pour la fraction au- dessus de 550 C.
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TRAI'F E.-,!L, i4T d) Le "èlange aes fractions obtenues par distillation fractionnée, sepaire..--.ent, j'huile de copal et d'huile de palme a donné des huile;: combustibles ayant les caractéristiques suivantes:
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Pour le .1l(L.nt.,e de fractions distillant en dessous de 200 C: Point d'inflammation: 20 à 28 C Point d.e combustion: 20 à 42 C Pouvoir calorifique: au ::oins 12.000 calories
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Pour le ¯'c'.'l1:lnge des fractions distillant de s=ÔÙ à 35 C:
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Point d'inflammation: 70 à 110 C
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oint de co.nbustion: dû à la0 C Pouvoir calorifique: au .noins 10.300 calories T t.I'f .L,yT¯g Les iti;n;es obtenus Der Les traitements ), b), e) se l'ont avec facilite et restent ì1Jii es et Homogènes cur.nd la nrovortion ('huile c7e re-sine est ori0oinnte.
Toutefois, avec les mélanges à forte concentration en huile vfgltale, le limite de la solubilité est tteinte à la tenp:4r>.,t:,ire , ;Y>1,?nte, ce qui pro- vD:;1Je la séparation de 1artiss soLi:¯1c-s ou =, latineuses. Cet in- convbnient est obvié lorsque on additionne 11J n r 1 r.e un tiers
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solvant.
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Bien que dans Le C2ure ce La 0reDte invention on puisse utiliser tout tiers-solvant an:>.rooric;, w;r exe.-tple une huile in:rale, il y a un grand avant3e écono,uic,ue T. utiliser une ,natière août l'origine est voisine de celle des produits traités. .es recherches ju eii4noeur ont per.1Üs d'établir que les fractions inférieures obtenues D2r distillation fractionnée
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des huiles de résine conviennent particulièrement bien à cet effet,
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et que l'addition d'une quantité relativement .-.ionique de ces frac- tions per.net d'augmenter dans une forte t,le sure 13 proportion d'hui-
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le ou graisse végétale qui veut intervenir dans la composition des mélanges combustibles et carburants suivant cette invention.
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A titre d'exemple, 100 parties o'huile rie 8lme et 100 parties d'huile de résine donnent un ,'!lFlnuge dans Lc(uel à la temoérature ordinaire (15 C) des particules r :=es restent en suspension. Si à 200 parties de ce .11\"'lan6e, on ajoute 30 parties
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d'huile de copal dont les fractions lourdes (distillant au-dessus
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de 36üoC) ont été séparées, le mélange devient fluide et homogène.
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De même le ,nélange de 100 narties, de graisse d'allan-
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blackia ,ionticola avec 20ü )arties d'nuile ce résine donne un oré- cioité solide. L'aduition à 3JJ parties de ce il 13n[e de ?J parties du fr8C Lions légères (distillant en c:u :':(..'u- =e :J,PC) '.'huile de cù.11..u. "aurie un Lic,uiae clair et fio.u0!,,bne.
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Dans ces exemples les fractions J'huile ae copal
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oeuverit être remplacE es avec ;.es rsultBts anDlogues ar des
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fractions équivalentes d'nuile de symphonie. globulifera ou de
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canariaam schweinfurthii. 1'a,1=1ition des fractions légères d'huiles de résines utilisées co,n,ae tiers-solvant ne change eue peu les caractéristiques du produit, la densité ét:.nt L "g9;1-e,r,cnt .rabaissée et le pouvoir calorifique 1(',gre,.ent augmenté.
Tl?AI$1@ù Ainsi u'i.l . 'té- dit, LUO parties d'huile de palme et luJ ourties d'huile de résine ne se .iclanent pas :rfaitement à 15 C. Il a ete trouvé que 1'ac.ition a 100 oarties de ce atélange, de a,75 parties ae glycérine suffit, =prés un léger chauffage,
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pour faire aisparaître tout dépôt gras. Autrement dit, la glycé-
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rine, .iê.ne en faible quantité, agit ici co.n:ue tiers-solvant.
L'aciuition oe g1.yccrlne saut se faire de toute manière aD,2ro )l'lÉe, Il.'11s de prpf rence en )roc,uisant la glycérine par saponificabion 'l'une partie de iliiulle vavt-le. A cet effet on peut
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utiliser tout *.gent saponifient approprié, par exemple un alcali,
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ce .,ui ,onne un .'.i'lange (le- glycérine et de sels d'acides gras et
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d'alcali. Pour l'obtention ci'un produit combustible, le màlange peut être ajoute au mélange d'huile de palme et d'huile de résine dans la proportion voulue pour uonner au moins 3,75% de glycérine dans le mélange final.
TRAITE@ENT i)
A 100 parties 'huile de résine on @élange 100 parties d'huile de palme préalablement saponifiée par un alcali ou d'autre manière. Le mélange soumis a distillation, donne un produit homogène convenant confie combustible et cornue carburant. Ce traitement rend également possible une augmentation sensible de la quantité d'huile végétale miscible à l'huile de résine, en conservant toutes les propriétés avantageuses des mélanges plus riches en huiles de résines.
Le ce qui précède, ll résulte que:
Chacun aes traitements décrits donne une huile combustible utilisable telle quelle, ou après distillation fractionnée.
Telle quelle, l'huile obtenue constitue un combustible de valeur pour foyers industriels.
Par distillation fractionnée cette huile donne une fraction légère utilisable comme carburant dans les moteurs à explosion, et une fraction moyenne, possédant également un indice de cétène élevé, et convenant particulièrement à l'alimentation de .moteurs uiesel.
En choisissant convenablement le traitement, il est possible d'obtenir, en partant des mêmes huiles de résine et des mêmes huiles ou graisses végétales d'addition, des quantités va- riables de fractions plus légères et de fractions plus lourdes; la production levée ae fractions légères .tant en général favorisée par le cracking de l'huile traitée.
Enfin, l'addition éventuelle d'un tiers-solvant permet de varier dans une large mesure les proportions relatives d'huile de résine et d'huile ou graisse végétale entrant dans la composition ues produits combustibles et carburants.
Les produits obtenus se sont révélés d'un rendenent au moins aussi avantageux que ceux dûs à l'addition d'huiles de pétrole aux huiles de résines. Cependant l'avantage de l'invention ne réside pas seulement dans la qualité du produit, mais dans le fait que les huiles végétales d'audition sont comme les huiles de résine des produits coloniaux, de sorte que le procédé suivant l'invention peut être exécuté à peu de frais dans les pays mêmes où les deux matières premières qu'il requiert se trouvent sur place, en grande abondance.
Il est bien entendu que les modes de traitement thermique décrits ne sont pas limitatifs, qu'ils peuvent être modifiés de diverses manières et comporter notamment des opérations de transformation et d'hydrogénation, sans sortir du cadre de cette invention.
REVENDICATIONS.
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