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"Procédés pour la fabrication de dépôts de carbone à partir d'huile et produits en résultant"
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La présente invention est relative à des procédés pour la fabrication de dépôts de carbone à partir d'huile d'hydrocar- bures. De tels dépôts seront ci-après désignés par l'expression "noir d'huile" par analogie au noir de fumée ou en anglais "carbon black".
Il est bien connu que le noir d'huile peut être préparé à partir d'huile d'hydrocarbures atomisée en l'introduisant dans un espace de réaction dans lequel de l'air, est injecté en une quantité insuffisante pour assurer une combustion complète mais de telle manière qu'une zone de combustion turbulente soit for- mée autour du jet d'huile atomisé, si bien qu'une grande partie de l'huile d'hydrocarbures est décomposée en noir d'huile (voir le brevet américain de réédition Re-22,886 et le brevet hollan- dais N 65.906).
Le noir d'huile est quelquefois inférieur au noir de gaz naturel comme agent renforçateur pour certaines classes de caoutchouc, particulièrement pour les caoutchoucs naturels.
Suivant le brevet hollandais ? 76.409 un perfectionne- ment est obtenu dans les noirs d'huile en atomisant l'huile résiduelle ayant un poids spécifique qui n'est pas inférieur à 1,0, un rapport hydrogène à carbone compris entre 0,75 et 1,25 et un poids moléculaire moyen compris entre approximati- vement 225 et 550. Cependant, l'atomisation de l'huile résidu- elle a l'inconvénient que l'huile n'est pas complètement vapori- sée et peut ainsi se décomposer dans le brûleur, ce qui conduit au blocage du brûleur avec une diminution progressive du rende- ment, des dommages finalement au réceptacle, et des frais éle- vés d'entretiens.
La demanderesse a maintenant découvert que ces incon- vénients peuvent être surmontés en utilisant dans les conditions de traitement prévues, par le brevet américain de réédition N Re-22.886, parmi d'autres procédés, une huile vaporisée qui est
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un extrait aromatique d'un distillat d'hydrocarbures. L'extrait aromatique d'une fraction obtenue dans un cracking catalytique ou thermique est préféré.
Contrairement à une huile résiduelle, cet extrait aro- matique est entièrement vaporisable si bien qu'un blocage du brûleur ne se produit pas. De plus les extraits utilisés par la demanderesse sont pratiquement libres de cendre. Des teneurs entendre, dans l'huile d'alimentation dépassant 0,05 pour cent en poids, sont connues comme affectant d'une façon défavorable, le taux de traitement et la résistance à l'abrasion de compo- sitions de caoutchouc contenant le noir de carbone résultant, et la présence excessive de cendre dans le stock d'alimentation a aussi un effet adverse sur la durée de revêtements réfractai- res de réacteurs à noir de carbone.
L'absence virtuelle de cendre du stock d'alimentation est aussi particulièrement avantageuse.
De plus la demanderesse a découvert de façon surpre- nante que le noir d'huile ainsi préparé se soude ou adhère à la structure de caoutchouc synthétique, lorsqu'on l'utilise comme agent renforçateur.
Les noirs de carbone connus jusqu'à présent, aussi bien le noir de gaz naturel, que le noir d'huile, n'adhèrent pas au caoutchouc mais constituent simplement des matières de remplissage qui améliorent principalement les propriétés phy- siques du caoutchouc, avec une certaine augmentation de la résistance à l'abrasion.
Les noirs d'huile préparés en mettant en oeuvre des caractéristiques de la présente invention, paraissent être adsorbés par Ies particules de caoutchouc, ou peuvent même être liés chimiquement dans le caoutchouc. Dans tous les cas, ces noirs provoquent dans les produits caoutchouteux tels que les pneumatiques une résistance à l'abrasion considérablement aug-
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mentée par rapport aux noirs d'huile ou de gaz naturels, connus antérieurement, et ce particulièrement dans le cas des caout- choucs synthétiques.
Des rendements en noir de carbone au voisinage de 1,812
Kg, par 18,20 litres sont obtenus avec des extraits aromatiques typiques du genre de ceux décrits ci-dessus.
Des noirs d'huile fabriqués de cette manière au moyen de ces stocks d'alimentation sont supérieurs au noir de gaz naturel et au noir d'huile préparés par des procédés normaux et à partir des nuiles résiduelles pour augmenter la résistance à l'abrasion lorsqu'on les utilise pour renforcer le caoutchouc.
Le taux d'abrasion a été déterminé au moyen d'une machina à abrasion en cm3 de caoutchouc par million de révolutions.
Avec du noir de gaz naturel et les meilleures qualités de noir d'huile, le taux d'abrasion est d'environ 300 cm3de caoutchouc, mais en utilisant les produits suivant des carac- téristiques de l'invention, le taux d'abrasion était réduit à 220 cm3 de caoutchouc.
L'invention sera exposée plus en détail dans l'exemple ci-après.
Une huile brute est séparée par distillation, en essence, en kérosène, en gaz oil, et en un résidu. Le kérosène est sou- mis au cracking thermique ou catalytique et le distillat ainsi obtenu est fractionné pour fournir de l'essence et un distillat plus lourd. La fraction aromatique est extraite de cette prise au moyen d'acide sulfurique, de furfural ou d'autres solvants, sélectifs connus pour les produits aromatiques. Des extraits typiques obtenus de cette manière peuvent avoir des poids spécifiques API dans la gamme comprise entre 1,5 et 3,0, une teneur en soufre moindre que 4 pour cent, et contenir de très faibles pourcentages d'asphaltènes et pratiquement aucune cen- dre.
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Des hydrocarbones aromatiques sont présents en des pourcentages très élevés, préférableinent au moins 80 pour cent.
Un échantillon représentatif d'un tel extrait avait les carac- téristiques suivantes :
EMI5.1
<tb> Poids <SEP> spécifique <SEP> API <SEP> 1,5
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<tb> Hydrocarbures <SEP> aromatiques <SEP> 88% <SEP> en <SEP> poids
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<tb> Distillation <SEP> sous <SEP> vide <SEP> UOP
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<tb> Asphaltènes <SEP> 0,06 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb> Contenu <SEP> en <SEP> carbone <SEP> 88,5 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
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<tb> Contenu <SEP> en <SEP> hydrogène <SEP> 8,0% <SEP> en <SEP> poids
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L'extrait aromatique est atomisé dans un espace de réac- tion dans lequel de l'air est injecté en quantité insuffisante pour produire une combustion complète si bien qu'une. zone de combustion turbulente est créée autour du jet d'huile atomisée.
Il en résulte que la partie principale de l'extrait aromatique est décomposée en noir d'huile. L'appareillage, pour mettre en oeuvre ce procédé peut être le même que celui décrit dans
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le brevet hollandais ? 65. 906 ou dans le brevet américain de réédition Rc-22.886.
L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits, elle est au contraire de portée générale et susceptible de nombreuses variantes et modifications qui apparaîtront clairement à l'homme de l'art.