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Procédés de transformation de substances chimiques
La présente invention concerne de nouveaux procédés et de traitement/de transformation. des substances chimiques,,, en particulier des composés chimiques.
Un des objets de la présente'' invention est d'éviter certains inconvénients des procédés généralement employés qui utilisent souvent le chauffage et/ou la pression'et/ou certains catalyseurs; tous ces agents ne sont pas seulement coûteux', mais compliquent également et limitent la portée des procédés.
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Un autre objetde la présente invention est de trai- ter et de produire des substances et d'obtenir de nouveaux poo- duits ou des produits connus avec certaines caractéristiques nouvelles qui ne pouvaientêtre atteintes jusqu'à présent en raison de l'inefficacité des agents employés.
Plus particulièrement, un des objets de la présente invention est d'oxyder, de chlorer, de nitrer, d'hygrogéner, d'halogéner, de vulcaniser et de former certaines substances chimiques, en particulier des composés chimiques selon un procédé très simple et entièrement nouveau jamais employé auparavant.
De plus, c'est un objet particulier de la présente invention de convertir certaines substances telles que les hui- lesdemi-sèches comme l'huile de maïs, l'huile de coton, l'huile de pépins de raisin, et l'huile de sésame par déshydrogénation suivant un procédé entièrement nouveau. En ayant des objets ci-dessus en vue, la présenta invention consiste principalement en des procédés variés de traitement et de préparation de subs- tances différentes en les bombardant ou en bombardant les ma- initiales ti@res/a partir desquellos elles sont préparées au moyen de rayons corpusculaires, c'està-dire d'électrons ou de soufrons.
Selon un mode de réalisation préfère de la présente invention, on traite c'est-à-dire on bombarde les substances chimiques à transformer au moyen d'électrons à vitesse élevée comme il sera décrit ci-dessous en d.étail.
Il est à remarquer que dans de nombreux cas, il est possible d'effectuer les nouveaux procédés selon la présente invention sans avoir nullement recours au chauffage, à la pression et aux catalyseurs. Cependant dans certains cas, il a
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trouvé bon d'appliquer un chauffage modéré et/ou la pression et d'employer certaines matières de contact, d'un type entiè- rement nouveau comme catalyseurs.
Le demandeur a trouvé' qu'avec ses nouveaux procédés, il est possible de provoquer et de pousser davantage l'oxyda- tion, la chloration, le nitration, l'hydrogénation, et des réactions analoguespar bombardement au moyen d'électrons à vitesse éle vée .
Les nouveaux procédés du demandeur peuvent être avan- tageusement employés pour la production du caoutchouc synthé- tique et pour développer davantage la production des nombreux ingrédients utilisés dans ce but. De plus, ses nouveaux proé- dés présentent de grands avantages en simplifiant et en pous- sant davantage certaines réactions qui sont nécessaires pour la préparation desmatières ci-dessus.
Ainsi, par exemple, l'irradiation au moyen d'électrons à vitesse élevée est très avantageuse dans la plupart des pro- cédés depréparation par rapport aux procédés de préparation du butadiène, isoprène, 2,3-diméthyl butadiène, du 2-chloro-buta- diène, du styrène, de l'acrylonitrile et du chlorure de vinyle.'
Toutes les substances ci-dessus mentionnées sont géné- ralement préparées par des réactions exigeant l'application d'un r chauffage très élevé et/ou de très hautes pressions. Surtout dde telles réactions sont effectuées en présence de quantités rela- tivement importantes de catalyseurs coûteux.
En utilisant le' bombardement électronique pour obtenir les réactions désirées, il n'est pas seulement possible de ré- duite notablement le temps exigé pour de telles réactions, mais il est également possible d'obtenir deproduits plus purs en- -clos concentrations plus élevées. La teneur du produit'préparé selon les procédés du demandeur est augmentée par doux. facteurs: 1 ) par l'achèvement plus complet des réactions et 2 ) par
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l'élimination de la nécessité d'une purification ultérieure.
Une telle purification ultérieure peut être omise puisque les réactions provoquées par bombardement électronique peuvent être facilement contrôlées et, ainsi, il est possible d'obtenir des produits de réaction de qualité uniforme.
De plus, l'énergie très puissante des électrons à vitesse élevée au moyen desquels lessubstancessont bombardées ne permet pas seule:ment la simplification des conditions de réac- tion; mais permet aussi l'élimination de participants à la réac- tion tels que les catalyseurs fortement activés, des accéléra- Lieurs, des produits intermédiaires activés et des produits, analogues qui sont nécessaires pour amener les réactions dési- rées dans leprocédés couramment employés.
Le demandeur a trouvé qu'un des nombreux domaines, auxquels la présente invention peut être appliquée avec succès est la vulcanisation. Comme il est bien connu, les procédés cou- ramment employés de @ulcanisation sont plutôt lents et compli- qués. Selon la présente invention, la vulcanisation s'effectue en une fraction du temps actuellement nécessaire et également en raison de l'uniformité et de la forte intensité obtenue par utilisation des électrons à vitesse élevée, les quantités de composés de soufre, d'oxyde de zinc et d'autres agents activants employés dans de tels procédés de vulcanisation peuvent être considérablement réduites et les accélérateurs peuvent être complètement omis.
En certains cas, il sera bon d'ajouter certains anti- oxydants pour prévenir l'oxydation ces produits vulcanisés qui est provoquée par des traces d'ozone formées par le bombardement électronique selon la présente invention.
Au cours de la vulcanisation au moyen de la lumière ultra-violette, telle ou'elle est pratiquée actuellement, on
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court toujours le danger de réactions secondaires oxydantes provoquant des ennuis importants. Par suite, il est donc né-' cessaire de réaliser de tels procédés dans une atmosphère gazeuse inerte et/ou sous le vide ou d'ajouter des agents protecteurs tels que pigments colorés pour prévenir l'oxy- dation indésirable.
Selon la présente invention, cependant, en' raison des périodes extrêment brèves d'exposation au cours des- quelles las matières à vulcaniser sont bombardées par des électrons, 'les complications indiquées dans le précédent pa- ragraphe ne se produisent .pas, simplifiant 'ainsi grandement la vulcanisation.
Cependant,il convient d'insister sutle fait'que si on le désire, de petites quantités de pigments colorés, par exemple de rouge de sélénium ou de bleu de méthylène, peuvent être ajoutées au mélange de vulcanisation à titre de mesure préventive, éliminant ainsi la moindre possibilité de'réaction secondaire d'oxydation.
Comme il est mentionné ci-dessus, les électrons n'améliorent pas seulement les procédés connus de vuleani- dation, mais encore les accélèrent. Ceci n'est pas seulement vrai¯.;pour la vulcanisation des matières en caoutchouc syn- thétique ou naturel, mais également pour la vulcanisation des matières erncaouthouc revendiquées, produites par bom- bardement électronique selon' la présente invention. L'action des électrons à vitesse élevée augmentera grandement l'uni- formité desdits produits en caoutchouc régénéré et des objets en caouchouc qui -seront fabriqués à partir dudit produit.
Ceci est d'une importance particulière en ce domaine puisque l'équilibre entre les composants du caoutchouc actuel et les charge et/ou les plastifiants dans le caoutchouc régénéré est tellement modifié que les propriétés des produits en caout-
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chouc obtenus selon les procèdes connus sont considérablement inférieurs aux propriétés des produits de caoutchouc feits à partir de mat ièrede caoutchouc synthétique ou naturel non régénéré.
Le demandeur fait également remarquer que la vulca- nisation du caoutchouc revendiqué selon la présente invention exigera beaucoup moins de chauffage que l'on en utilisait jusqu'à présent dans ce but , prévenant ainsi des dommages causés aux éléments dudit caoutchouc sensibles à la chaleur.
Le demandeur fait remarquer que dans le domaine du caoutchouc la présente invention peut être également employée avec succès dans desprocédés de dépolymérisation du caoutchouc généré.
Dans ce cas, les différents composants dudit caoutchouc sont d'abord dissouts au moyen d'un solvant appoprié et ensuite régénéra par un bombardement intense au moyen d'électrons à, vitesse élevée .afin d'obtenir l'effetde dépolymérisation désiré.
Comme il a été mentionné ci-dessus, le butadiène, l'i sopréne, le styrène, l'acrylonitrile et des substances analo- gues peuvent être obtenus avecdes teneurs notablement augmen- tées et à un degré de pureté plus élevé selon la présente inven- tion, c'est-à-dire par bombardement électronique du type décrit ci-dessus en combinaison avec les réactions qui provoquent la formation de ces substances.
Dans d'autres synthèses, un certain nombre d'intermé- diaires peuvent être éliminés par l'application de la présente invention, ainsi, par exemple, la synthèse de l'éthylène ct de l'acéthylène peuvent être effectuées directement pour obtenir du butadiène dans de bonnes proportions.
De telles synthèses peuvent être effectuées à des températures normales sans cata- lyseurs, cependant, le demandeur',trouvé que dans certains
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cas, il est bon d'employer comme catalyseur de petites quan- ' tités de matières de contact et deffe,etuer la synthèse combi- née avec le bombardement électronique ici proposé à dès tempé- r@tures modérément élevées* -
De même, des composés halogènes, tels que..le chloro- prène ,
le chlorure de vinule et des substancesanalogues peu- vent être également produites synthétiquement avec l'aide ' d'électrons à vitesse élevée selon la présente invention, faciè 1±%en% l'halogénation et fournissant par un' dosage précis des électrons de Bombardement, la possibilité d'obtenir des' produits synthétiques de n'importe 'quelle qualité uniforme désirée,,'
La présente invention peut également être employée dans la production d'azote et d'ammoniaque. La synthèse de ces sub- stanoes est poussée beaucoup plus loin grâce au bombardement électronique.
Le demandeur a également trouvé que la nitration aussL bien que l'halogénation peuvent être effectuées au moyen d'élec- trons à vitesse élevée. Ces procédés, s'ils sont effectués ¯ selon la présente invention sont caractérisés par des périodes de 'réaction extrêmement brèves et élimination pratiquement complète de toutes les réactions secondaires. Ce résultat. est dû à l'uniformité et au contrôle aisés des conditions de réac- tion au cours du bombardement élecjronique qui sont, comme il a été établi ci=dessus, des caractéristiques importantes 'de . la présente invention.
:De plus, un grand nombre de réactions de condensa- tion, entre aniline d'une part et descomposés tels que l'ammo- nique, les amines, les nitriles, le's sulfures, les acides, lesesters, lescétones, les aldéhydeset les composés analogue d'autre part, contenant les produits chimiques utilisés dans la composition du caoutchouc, peuvent être grandement accé-
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lérées et les teneurs augmentées par 1'utilisation des élec@rons à vitesse élevée.
-Le demandeur a égalenanttrouvé que l'oxyde dezinc qui est le combinant le plus important pour le caoutchouc peut être remplace par d'autres oxydes métalliques disponibles en plus grande quantité sans diminuer la qualité du produit caoutchoutier terminé, pourvu que. le mélanges de caoutchouc soient traités au cours du procédé de composition au moyen d'él@ctrons à vitesse -élevée a. ant une intensité pré-déterminée fixéo selon l'invention.
Un. tel bombardement électronique provoquera les réactions désirées facilement et sans aucun effet secondaire indésirable
On doit également mentionner que les nouveaux procé- dés du demandeur utilisant les électrons à. vitesse élevéce peuvent également être employés dans de nombreux procèdes de déshydrogéns- tion pour préparer de nombreuses huiles siccatives du type de l'huile de lin etde l'huile d'abrasin.
Le demandeur a trouvé que, grâce à ces nouveaux pro- cédés, il est possible d'améliorer considérablement les proprié- tés siccatives et d'autres caractéristiques d'huiles non siccatives etsemi-siccatives.
En vue d'obtenir la qualité siccative améliorée dé- sirée, il est nécessaire de créer un état relativement important de non-saturation des huiles siccatives. Le bombardement moyen d'éléctrons à. vitesse élevée combiné avecdescatalyseurs appro- priés fournit l'énergie nécessaire pour obtenir cet effet. De plus en réglant l'énergie employée, c'est-à-dire en variant l'intensité du bombardement électronique et/ou le temps du bombardement, la réaction peut être orientée dans n'importe quelle direction et peut être arrêtée à. n'importe quel stade de non saturation qui est esti- mé approprié.
La présente invention peut également être appliquée, dans des procédés de purification, de raffinement, et de blanchi- me nt d'huiles variées -telles que lehuiles brégétales et animales.
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Le bombardement électronique des huiles effectue selon la présente invention accélère considérablement et achevé la coagulation et la précipitation des impuretés mucilagineuses contenues dans leshuiles traitées, éliminant ainsi lanécessité d'employer d'autres procédés de raffinement pénibles et lents..
Par un tel bombardement électronique, les résines et les pigments des plantes qui.causent la coloration indésirable deshuilestrai- tées sont également enlevés offrant l'avantage complémentaire d'abréger ou d'éliminer les procédés autrement nécessaires de blanchiment.
'Le demandeur a également trouvé que, grâce à ces nou- veaux procédés, il est possible d'enlever les matières odoiantes nuisibles au cours du traitement des huiles. Ainsi, la phase d'ébul- lition et/ou de ventilation des procédés usuels de raffinage est rendue .entièrement inutile grâce au nouveau procédé du demandeur comprenait le bombardement au moyen d'électrons à vitesse, élevée.
De 'tels bombardements peuvent être effectués en présence d'agents oxydants ou réducteurs et ainsi combiner l'effet de raffinage et de blanchiement.
Ainsi, selon la présente invention, il est possible de substituer au procédé de raffinage des huiles couramment- employées qui,actuellement, comprennent six opérations ou plus, assez compli- quées et lentes, des procédés simples comprenant une ou au maximum deux phases qui peuvent être effectuées en une fraction du temps requis pour les procédés courants et donner des produits raffinés qui sont de loin supérieurs aux produits, obtenus jusqu'à présent.
Le demandeur fait remarquer que ses procédés de purifi- cation comme ils sont décrits ci-dessus sont également applicables pour pla purification des huiles de lubrification et des fuels, particulièrementlà où on désire éliminer la formation de gomme.
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L'irradia tion au moyen d'électrons à vitesse élevée solidifie les composes non saturés amenant la formation de gomme et sépa- rant les gommes solidifiées ou résines des huiles irradiées, rendant l'huile exempte de toute gomme qui pourrait a voir un effet nuisible sur les machines et les véhicules dans lesquels elle est employée.
Le demandeur a trouvé que ses procédés sont appli- cables également à l'hydrogénation des huiles végétales et ani- males telles que l'huile de ricin, l'huile d'olive, l'huile de palme, l'huile de coco, l'huile d'arachide, l'huile de coton et d'autres huiles analogues. Le bombardement au moyen d'élec- trons en présence d'hydrogène, selon la présente invention pro- voquera l'hydrogénation de ces huiles. Une telle hydrogénation peut être obtenue en labsence de catalyseur ou en présence, si on le désire, d'une petite quantité de catalyseur telle que les matières de contact du type défini plus loin en détail.
Evidem- ment, les procédés du demandeur attelèrent considérablement l'hydrogénation et évitent entièrement la nécessité d'une puri- fication séparée employée dans les procédés d'hydrogénation usuels. Egalement dans ce cas, le bombardement au moyen d'élec- trons à vitesse élevée réduit considérablement les températures et les pressions nécessaires à la réaction et se traduit dans des produits d'hydrogénation plus purs et de concentration plus élevée.
Le demandeur a, trouvé que la réduction de la, durée nécessaire de la réaction, de l'ordre de plusieurs jours dans les procédés connus à l'ordre de quelques secondes nécessaires pour ses nouveaux procédés, rend possible d'utiliser; au lieu du procédé discontinu, ainsi nommé, un procédé d'hydrogénation continu. Dans ce cas, le mélange d'hydrogène et d'huile raffinée
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passe dans un ou plusieurs plateaux d'épaisseur appropriée au-des sus d'une source d'électrons à.vitesse élevée et l'hydrogénation est achevée par un ou. plusieurs bombardements électroniques très brefs par cette source d'électrons.
En ajoutant les catalyseurs appropriés, il est possi- ble d'enlever au cours de l'hydrogénation par le procédé du de- mandeur les acides gras libres aussi bien que leurs dérivés insolubles ou de les transformer par rupture de la molécule en des corps.neutres faciles à extraire. Cette rupture élimine également les substances odorantes présentes dans les huiles par la formation de petites particules décomposées neutres sans odeur qui peuvent être facilement extraites des huiles oxygénées, si on le désire.
La présente invention est également applicable à la production de couleurs variées; Ainsi, par,exemple, on peut réaliser la synthèse de l'indigo à pàrtir de l'indican par bombardement au moyen d'électrons à vitesse élevée donnant un produit indigo.pur, Pareillement, toutes sortes de diazo-composés peuvent être transformés en des colorants-azo par bombardement électronique selon la présente invention. Ainsi, par exemple l'acide inoxyl-sulfurique peut être transformé en indigo grâce' aux présents procédés.
Le bombardement par des électrons à vitesse élevée peut être employé également dans la production de toutes sortes de teintures à l'aniline. Ainsi, l'irradiation de phénols appro- priés, au moyen des électrons à vitesse élevée, produira 'la, matière colonrante. L'irradiation des phénols transparents tels que ceux employés dans la préparation de la bakélite au moyen des électrons à vitesse élevée se traduira par leur transforma- tion en une teinture rouge qui peut être employée en imprimerie.
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Pareillement, les présents procédés peuvent également être employés avec un avantage considérable pour des procédés variés d'halogénation et de chloration, tels que dans la prép @ation du chlorure de benzyle, du chlorure de benzylidène, du trichlorure de benzène, et de produits analogues. L'hydrogénation, l'halogénation et la chloration selon la présente invention apporteront des résul- tats particulièrement bons si les matières traitées sont sombarbées par les électrons à vitesse élevée dans des récipients scellés du type décrit plus loin.
Le demandeur a également trouvé que la présente inventior supplique également à la préparation de certaines vitamines à partir des matières initiales correspondantes. Ainsi, par exemple, l'irradiation de l'ergostérol au moyen d'électrons à vitesse élevée, selon les présents procédés, le transformera très simplement en vitamine D. Une telle irradiation peut être effectuée sans avoir aucun recours au chauffage et même il est quelquefois bon de refroi- dir les matières de départ irradiées au cours du bombardement élec- tronique afin d'éviter des réactions secondaires indésirables comme il sera expliqué plus loin en détail.
Les procédés chimiques décrits ci-dessus peuvent être effectués selon des modes de réalisation différents:
Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de la pré- sente invention on traite, c'està-dire on bombarde à plusieurs reprises la substance à transformer au cours de brèves périodes consécutives au moyen d'électrons à vitesse élevée, de telle sorte que chacune de ces périodes de traitement répétées durent - de 10-1, de préférence de 10-3, en général environ 10-5 seconde. Le demandeur a trouvé qu'en utilisant des périodes de traitement aussi brèves,il est possible d'éviter presque entièrement la formation de produits secondaires indésirables qui constituent un inconvénient
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capital de tous les procédés,connus.
Le demandeur insiste sur,le fait qutil est recommandé d'utiliser des électrons à vitesse élevée d'une rapidité équiva- lente à plus de 1 et de préférence à plus de 4 millions de volts.
Des électrons 'vitesse aussi élevée ont une telle énergie qu'ils sont capables-de provoquer la transformation des substances bom- bardées électroniquement au cours des périodes extrêmement brèves mentionnées ci-dessus.
Le bombardement électronique des substances comme il est proposé par le demandeur peut être effectué à la température ambiante ou légèrement supérieure, grâce à quoi on évite toutes les réactions secondaires indésirables à celles, dans les procédés couramment utilisés, sont dues au fait qu'ils sont réalisés pour la plupart à des températures très élevées, en général, au-dessus de- 400 0.
La haute teneur ci-dessus mentionnée des composés formés par bombardement électronique,selon la présente invention, est due principalement au fait qu'il est possible d'appliquer et de contrôler l'énergie électronique à vitesse élevée' employée ,pour la transformation, de sorte que l'on effectue la décomposi- tion sélectivement, c'est-à-dire pour obtenir seulement ou prin- cipalement les composés désirés sans les produits secondaires indésirables.
La très faible proportion de produits secondaires indésirables obtenue dans la présente invention peut être appliqué! également partiellement par le fait que la durécd'impact des électrons à vitesse élevée est réduite à une fraction minime/ de la durée des procédés chimiques standard. La possibilité d'une interaction des composés non saturés avec l'oxygène présent est, en conséquence,. réduite à un minimum. Ainsi, les aldéhydes, des
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alcools, des cétones non saturés etc.aussi bien que leurs analo- gues saturés sont pratiquement absents.
De plus, le pourcentage de méthane et d'éthane dans les gaz à la sortie est remarquablement réduit; comme ces deux composés ne sont pas utilisables pour les préparations d'aucun produit intermédiaire utile, cela constitue un perfectionnement appréciable.
Dans les procédés ci-dessus décrits, les substances sont bombardées électroniquement.en l'absence de substances cata- lytiques. Etant donné que les substances catalytiques du type utilisé auparavant sont très coûteuses, la possibilité d'éviter de tels catalyseurs présente un avantage et une importance consi- dérables.
Cependant, comme il a. été établi ci-dessus, le deman- deur a trouvé qu'il est d'une grande importance d'être capable de régler la durée des réactions prov@quées par le bombardement élec- tronique, en particulier ders le cas de bombardements électroniques consécutifs brefs dont chaque période est de l'ordre d'une fraction de seconde. Il est évident qu'en bombardant les substances aU: moyen d'électrons au cours de périodes extrêmement brèves séparées, on n'obtiendrait aucun ava.ntage particulier, si entre ces périodes , les réactions une fois amorcées continuaient automatiquement.
En vue d'être capable de régler la durée de chaque période de réaction, le demandeur a trouvé bon d'ajouter,, c'est- -à-dire de mélanger aux matières initiales qui doiventêtre bom- bardées électroniquement un petit pourcentage d'agents qui sont adaptés pour prévenir ou au moiis retarder la, continuation des réactions provoquées par le bombardement électronique après dis- continuation et terminaison de celui-ci.
Le demandeur a, trouvé que de telles matières qu'il appelle "matières de contact" ont un double effet: non seulement elles retardent la continuation des
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réactions après terminaison du bombardement électronique, -mais elles facilitent également et accélèrent la réaction, au cours d'un bombardement électronique, sans être elles-mmes cata,lytiquement actives.
Le demandeur a trouvé que pour les applications de la présente invention on peut très bien utiliser comme matières de contact''de nombreux oxydes métalliques qui ne sont pas seulement peu coûteux mais aussi disponibles en grande quantité. Comme matières de contact particulièrement adaptées pour l'application des présents procédés, on trouve les oxydes des métaux du second, du troisième et quatrième'groupes .du système périodique, tels que le magnésium, le zinc, l'aluminium, le silicium, etc..
Un inconvénient majeur de l'utilisation des catalyseurs dans les procédés connus repose sur les réactions secondaires inévitables dans les procédés standard qui aboutissent à la forma- tion de.produits de polymérisation. Ceux-ci abaissent rapidément l'activité des catalyseurs d'une façon si marquée qu'une réacti- vation est nécessaire, les polymères huileux empoisonnant l'en- tière surface active du catalyseur. Un empoisonnement complémentai- re est provoqué par la formation de produits de décomposition due aux températures nécessairement élevées dans les procédés standard..Alors que la première ina,ctivation est réversible, la seconde est irréversible,détruisant ainsi complètement l'activité de cette partie des catalyseurs.
On doit insister en ce que, selon la présente invention, il est nécessaire d'employer seulement un très petit pourcentage de matières de contact. Au contraire, dans tous les procédés connus, les réactions peuvent seulement être obtenues, par l'utilisation de grandes quantités de catalyseurs assez coûteux. En comparaison avec ces procédés connus, le pourcentage de matières de contact utilisées au cours du bombardement électronique est extrêmement
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petit.
Il ne représente pas plus qu'une fraction minime de la quan tité de catalyseurs assez coûteux exigée dans les procédés connus, De plus, on doit noter que, puisque les matières de contact utili- sées ici ne participent pas aux réactions se produisant a,u cours du bombardement électronique,leur vie est beaucoup plus longue que ce% le des ca.talyseurs catalytiquement actifs employés actuellement dane les procédés connus, Le demandeur a, également trouvé què l'intensité électronique de la décharge nécessaire pour la formation des subs- tances diverses ci-dessus indiquées varie et dépend des caractéris- tiques chimiques différentes des différentes substances de départ.
Cependant, il a trouvé que l'intensité moyenne du bombardement élec' tronique employé doit être choisie, de préférence, en sorte que, chaque molécule de la matière de départ soit atteinte au cours du bombardement par des électrons ayant une intensité totale d'au moins 10-20 watt.
On peut se servir pour l'application des présents pro- cédés décrits ci-dessus de différents types d'appareils en vue de la création d'électrons à vitesse élevée et aussi de chambres d'irradiation de construction et de forme différentes. Cependant, le demandeur a trouvé que les appareils décrits dans ses brevets américain n 2.043.733 du 25 Mars 1951 et n02.099.327 du 5 Octobre 1933 sont particulièrement adaptés et d'un rendement très élevé dans l'application de la présente invention.
Ainsi, quoique n'impor- te quelle source de radiation puisse être employée pour produire des électrons à vitesse élevée; le procédé du demandeur dit par conden- sateur, qui fournit des impulsions électriques de très courte durée et de grande intensité,en se servant d'un tube de décharge lamellé s'est montré très satisfaisant.Ce procédé consiste dans l'utilisa- tion d'une pluralité de batteries de condensateurs,dont le nombre est choisi suivant la tension demandée,la charge de ces batteries de
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condensateurs étant effentuée en parallèle par des résistances de charge et leur décharge'dans des intervalles au moyen d'étin- celles de rupture en série par lesquelles'la tension est multi- pliée selon le nombre de batteries de condensateurs et selon la tension à laquelle' chaque batterie de condensateurs a été chargée.
Cette tension élevée qui est au moins de 1 million de volts et, de préférence,,de, 3à 6 millions est conduite à la cathode d'un tube de décharge lamelle également décrit dans les brevets ci-dessus mentionnés. Un tube'de décharge de ce type est adapté pour créer des électrons à vitesse élevée ayant la rapi- dité élevée demandée,et adaptée au procédé décrit ci-dessus.
Quoique les procédés ci-dessus décrits soient efficaces pour une grande variété de substances, il est plutôt difficile .d'obtenir des résultats satisfaisants avec certa,ines matières.
Ainsi, il n'est pas toujours possible en augmentant la vitesse des électrons de bombardement et en diminuant la durée de cha- cune des périodes d'irradiation, d'éviter complètement certains des effets secondaires ci-dessus énumérés, soit la création d'eau oxygénée, d'ozone et d'oxydes d'azote, la formation de mercaptan à partir des composés contenant du soufre, etla dénaturation des protéines contenues dans certaines substances. De plus, au cours de l'irradiation de certaines substances, des réactions secondaires complémentaires se produisent, qui ne peuvent pas être évitées par l'augmentation de la rapidité des électrons de bombardement et par la réduction de la durée de chacune des pério- des d'irradiation.
Les réactions secondaires subsistantes sont, principalement la destruction des matières colorantes naturelles dans les produits irradiés, en particulier la destruction de l'hémoglobine, la chlorophylle, et les caroténoides présents dans les substances irradiées.
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Le demandeur a trouvé que ces réactions secondaires peuvent être considérablement réduites et dans la plupart des cas complètement évitées en refroidissa.nt les substances qui sont affectées par ces réactions secondaires, à une basse température et en irradiant les substances ainsi refroidies comme il a été décrit plus haut.
Le degré de. refroidissement dépend du caractère des substances à irradier: de bons résultats ont déja, été obtenus en refroidissant à une température de - 20 C; les résultats étaient, cependant, meilleurs si les produits étaient refroidis à une tem- pérature de - 100 C ou moins et irradiés une température aussi basse.
Des essais ont prouvé qu'en refroidissant d'abord les substances à basse température mentionnées ci-dessus en en soumet- tant ensuite les substances ainsi refroidies à une série d'irra- 'diations très brèves au moyen d'électrons à vitesse élevée, il est p'ossible d'obtenir les effets désirés sans les réactions secondai- res, c'est-à-dire, sans changement notable en apparence, goût et odeur.
En général, le dema,ndeur a trouvé que la combinaison des trois facteurs mentionnés ci-dessus, soit l'irradiation par les électrons à vitesse élevée, une série de très brèves périodes d'irradiation, et le refroidissement à basse température, ne supprime pas seulement l'oxydation là où elle n'est pas désirée, mais évite tous les autres effets secondaires ci-dessus indiqués, laissa,nt seulement intactes les réactions chimiques et biologi- ques se produisant très rapidement.
On doit mentionner qu'au cours de l'irradiation de certains-types de composés au moyen d'électron à vitesse élevée, certaines réactions secondaires se produisent, qui peuvent
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difficilement être évitées par n'importe lequel des procédés ci-dessus décrits. Ceci reste vrai, en particulier, pour des composés qui sont très instables à l'oxydation, tels que les vitamines. Le refroidissement à des températures très basses et de très brèves périodes d'irradiation, comme il a, été pro- posé ci-dessus, sont inssuffisants pour éviter l'oxydation de telles substances au cours de l'irradiation.
Le demandeur a trouvé bon d'irradier les substances du type défini dans le précédent paragraphe selon la présente invention en l'absence d'agents oxydants, c'est-à-dire dans une atmosphère ayant une concentration d'oxygène qui soit réduite à un tel degré que la quantité de molécules d'oxygène présente, soit insuffisante pour réagir au cours de l'irradia- tion avec les substances irradiées. Une telle réduction de la .concentration d'oxygène peut être obtenue en se servant d'une a,tmosphère gazeuse inerte ou du vide partiel.
Le demandeur a trouvé qu'en vue d'obtenir de bons résultats, il est bon de placer certains types de substances par exemple des huiles à traiter, d ans des récipients scellés et d'irradier les produits alors qu'ils sont enfermés da,ns ces récipients. Evidemment, comme il a été dit ci-dessus, ces réci- pients doivent contenir seulement très peu ou pas du tout d'oxygène afin de prévenir l'oxydation des substances irradiées.
Il est également bon d'agiter, par exemple de remuer les substances chimiques à traiter au cours du bombar- dement électronique.
Il est compréhensible que chacun des éléments décrits ci-dessus soit.deux, soit plusieurs d'entre eux puisse trouver également une application utile dans d'autres types dé procédés chimiques, différents des types décrits'ci-dessus.
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Alors que le demandeur a décrit l'invention comme un mode de réalisation des procédés chimiques d'oxydation, de chlo- ra,tion, de nitration, d'hydrogénation, d'halogénation, de vulca- nisation, et de préparation de substances chimiques, il n'entend pas être limité aux détails exposés, puisque de nombreuses modi- fications peuvent être apportées sans s'éloigner d'aucune manière de l'esprit de l'invention.
REVENDICATIONS
1 ) Procédés de transformations, par exemple d'oxyda- tion, de chloration, de nitration, d'hydrogénation, d'halogéna- tion, de vulcanisation et de préparation de substances chimiques, en particulier de composés chimiques earactérisés pa,r le fait qu'on bombarde les dites substances chimiques au moyen de rayons corpusculaires.