BE543436A - - Google Patents

Description

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   Au cours de la pyrolyse de charbon pour la produc- tion de gaz et de coke, diverses vapeurs sont recueillies et      condensées en goudron de houille. Au point de dégagement, on suppose que ces vapeurs consistent, en grande partie, en matières paraffiniques et en alcools aliphatiques, mais ces      substances primaires sont rapidement reformées pendant leur passage à travers le système de carbonisation chaud. La reformation des matières primaires   est,., en   grande partie, un procédé d'aromatisation et la constitution générale du gou-      dron, lorsqu'il est recueilli, comprend une vaste gamme d'homologues des diverses séries aromatiques.

   Pendant le pro- cédé de reformation, de nombreuses matières polynucléaires à rapports carbone-hydrogène très élevésse forment, en   marne   temps qu'un peu de carbone comme tel. 



   Le degré final de l'aromatisation d'un goudron de houille brut peut être jugé par la teneur en "carbone   libre",   qui est ordinairement définie comme la fraction du goudron' qui est insoluble dans le toluène. Cette fraction n'est 'pas entait du carbone pur, mais est principalement constituée par les matières polynucléaires susmentionnées. Selon,le type de procédé de carbonisation appliqué , le degré d'aromatisation varie très considérablement.

   Ainsi, un goudron   brut de   cor-   @   nue verticale produit avec un degré minimum d'aromatisation    peut contenir 5% de carbone libre, tandis que des goudrons   de houille de four à coke, qui ont été soumis à des tempéra- tures considérablement plus élevées que -les goudron de houille de cornue verticale contiennent 10 à 15% de carbone libre. 



   Dans la distillation de goudron de houille brut, le résidu, qui est non volatil   jusqutà   une température qui est ordinairement comprise entre 300 et 350 C à pression atmosphé      

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 rique, est désigné sous l'appellation de brai. Ce brai con- tient non seulement le carbone libre présent dans le goudron originel, mais également du carbone libre additionnel produit pendant le processus de distillation et dont la quantité varie selon le procédé utilisé. par le terme "brai", on désigne dans le présent mémoire et dans les revendications une matiè- re ayant un point de ramollissement (mesuré par la méthode K et S) non inférieur à 35 C.

   La teneur en carbone libre du brai de goudron de houille ordinaire peut être comprise entre 10 et   30%.   Si le brai, qui a normalement un point de ramol- lissement (K et S) de 65 à 75 C, est distillé jusqu'à un point de ramollissement plus élevé, la teneur en carbone libre est accrue dans une mesure correspondante, également par suite de la concentration du carbone libre originel et de La.   produc-   tion de carbone libre additionnel au cours du processus de distillation. 



   Le brai est utilisé pour maints usages et, selon le procédé, il doit avoir un point de ramollissement, une teneur en carbone libre et une valeur de cokéfaction compris chacun entre certaines limites. Ainsi, par exemple, certaines installations de briquettage de charbon ne fonctionneront de manière satisfaisante que si elles sont alimentées à l'aide de brai présentant une teneur élevée en carbone libre jointe à une faible teneur en matières volatiles. Le brai utilisé dans la formation d'électrodes pour four électrique et de car- bones pour batteries doit présenter une teneur très élevée en carbone libre et une teneur anormalement basse en matières vo- latiles. Le brai utilisé comme source de carbone dans les ré- ductions chimiques doit avoir un point de ramollissement élevé et une forte teneur en carbone libre.

   D'un autre côté, le brai utilisé dans la fabrication de revêtements pour plancher colo- rés doit présenter une teneur en carbone libre inférieure à 5% 

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 afin de pouvoir être adéquatement pigmenté. 



   Il est évident qu'aucun brai ne peut se conformer à ces diverses exigences et, par suite de l'adoption crois- sante de la distillation continue de goudronet de la carboni- sation continue en cornue verticale, la production de brais à forte teneur en carbone libre diminue. Il est possible qu'un utilisateur constate   que,maigre   les grandes quantités de brai produites dans les distilleries de goudron, aucun brai con- venant aux usages prévus par   cet.utilisateur   n'est immédiate- ment disponible. Comme expliqué plus haut, le brai de goudron de houille peut être séparé en deux fractions usuellement dé- finies comme étant les fractions soluble et insoluble dans le toluène, la fraction insoluble étant constituée par le carbone libre.

   Les deux fractions peuvent être récupérées, la première par filtration ou centrifugation et séchage sub- séquent et la seconde par évaporation du solvant. En prati- que, le brai de goudron de houille est a.gité avec un solvant, de préférence du solvant naphta, et la fraction insoluble est séparée et séchée. Après séchage, la fraction prend la forme d'une poudre, qui peut être désignée sous l'appellation de   "poudre   de brai". Dans le présent mémoire et dans les revendi. cations on entend par "poudre de brai", une telle poudre in- soluble dans le toluène (et évidemment aussi dans le solvant naphta), qu'elle soit produite de la manière susindiquée ou   autrement.   



   Conformément à la présente invention, on mélange de la poudre de brai à du brai. Le produit constitue lui-même   @   un brai, la poudre se dissolvant ou se dispersant de manière homogène et,en choisissant tant le brai original que la poudre de brai de manière appropriée, on est à même d'augmenter la teneur en carbone libre et de produire un brai possédant les 

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 propriétés désirées, qui peuvent en fait différer de celles de n'importe quel brai normal, tel que produit ou modifié à l'aide d'autres additions. 



   L'invention peut être utilisée, lorsque la teneur én carbone libre des brais disponible est inadéquate . A titre d'exemple de son utilité dans la fabrication d'aluminium métallique par l'électrolyse d'une solution d'oxyde d'alumi- nium dans de la cryolite fondue, on fait usage de grandes électrodes en carbone, qui doivent présenter une densité éle- vée et une bonne conductivité électrique et doivent être ex- emptes de fissures et thermiquement stables. Les électrodes sont constituées d'un mélange de brai et de coke finement broyé, qui est cuit. Dans,un mode opératoire, le mélange est ajouté à la partie supérieure d'une électrode existante, dont la partie inférieure est consumée de manière continue, et est cuit in situ, de manière à former une couche transversale fraîche d'électrode.

   Le brai doit contenir une quantité mini- mum spécifiée de constituants liants. Ces conditions sont satisfaites, lorsque le brai a une teneur en carbone libre d'au moins 30% et, de préférence, de 35% ou davantage et une valeur de cokéfaction-moins-carbone-libre non inférieure à 
20% combinés avec un point de ramollissement qui n'est pas   approprié. 



  [trop élevé pour retarder ou empêcher l'étalement/du mélange @     , sur   la surface de l'électrode existante. Un tel brai .peut avantageusement être produit conformément à l'invention. 



   Lors de la fabrication des électrodes, la poudre de brai peut d'abord être mélangée au coke finement divisé avant d'ajouter le brai normal, bien que la poudre de brai et le brai puissent être mélangés d'abord si on le désire. 



   A titre d'exemple, un brai possédant les propriétés indiquées dans le tableau suivant a été mélangé d'abord à de 

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 la poudre de brai en quantités correspondant   respectivement   à   la%1   et 20% du poids du brai et on a obtenu un produit ayant les propriétés montrées. Bien que la teneur en carbone libre ait augmenté de manière désirable, lors de l'addition de la poudre) le point de ramollissement a augmenté de manière indé- sirable. Le point de ramollissement peut être réduit sans af- fecter sensiblement la teneur en carbone libre en   réduisant   la teneur en huile du brai, de préférence à l'aide de   créoso-   te, comme indiqué également dans le tableau suivant. 



    TABLEAU.-   
 EMI5.1 
 
<tb> % <SEP> Poudre <SEP> de <SEP> brai <SEP> 0 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 10
<tb> 
<tb> % <SEP> créosote <SEP> - <SEP> - <SEP> - <SEP> 4
<tb> 
<tb> Point <SEP> de <SEP> ramollissement <SEP> (K <SEP> et <SEP> S)
<tb> 70 <SEP> 76 <SEP> 82 <SEP> 70
<tb> 
<tb> % <SEP> Carbone <SEP> libre <SEP> 26 <SEP> 31 <SEP> 36 <SEP> 30
<tb> 
<tb> % <SEP> Valeur <SEP> de <SEP> cokéfaction <SEP> 52 <SEP> 54 <SEP> 57 <SEP> 53
<tb> 
<tb> % <SEP> Valeur <SEP> de <SEP> cokéfaction-moinscarbone-libre <SEP> 26 <SEP> 23 <SEP> 21 <SEP> 23
<tb> 
 
Comme autre exemple de l'invention, un brai de cornue verticale à faible teneur en carbone libre avec un point de ramollissement de 60 C (K et S) peut être rendu plus approprié-pour un briquettage, par addition de poudre de brai en une quantité par exemple égale. à   30%   en poids du brai. 



   Comme autre exemple, pour la production de brai convenant pour l'exécution de réductions chimiques,.de la poudre de brai en une quantité égale à 40% en poids peut être ajoutée à un brai ayant un point de ramollissement de   120 C,   de manière à'produire un brai à point de ramollissement de 140 C et à teneur en carbone libre de 60%. 



   Encore à titre   d'exemple,   la manière ordinaire de fabriquer des électrodes de batterie consiste à mélanger un brai mou à point de ramollissement de 40 C avec d'autres in- 

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 grédients et à extruder le mélange, puis à le soumettre à cuisson. Pour augmenter la teneur en carbone du brai, de la poudre de brai peut être ajoutée en une quantité de 30%   . en \ ,'.'   poids à un brai se ramollissant à 70 C. Le produit peut alors être déshuilé   jusqu'à,ce   qu'il présente le même point de ra- mollissement que le brai ordinaire. 



   REVENDICATIONS.- ---------------- 
1.- Procédé pour augmenter la teneur en carbone li- bre de brais, c a r a c t é r i s é en ce qu'on mélange de la poudre de brai à du brai.

Claims (1)

1. 2. - Procédé suivant la revendication 1 appliqué à la fabrication d'une électrode par mélange de brai et coke finement broyé et par cuisson du mélange, c a r a c t é r i - s é en ce que de la poudre de brai est mélangée au coke, après quoi le brai est ajouté.

   3. - Procédé suivant la revendication 1 appliqué à la fabrication d'une électrode par mélange de brai et coke finement broyé et par cuisson du mélange, c a r a c t é r i - s é en ce que de la poudre de brai est mélangée au brai, après quoi le coke est ajouté au mélange.

   4.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 2 et 3, dans lequel le mélange de brai et de poudra de brai a une teneur en carbone libre d'au moins 30% et.une va- leur de cokéfaction-moins-carbone-libre d'au moins 20%.

   5. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, dans lequel le produit de ramollissement du mélange est réduit par deshuilage de manière connue.