Procédé de fabrication, en partant du gaz à l'eau, d'un liquide susceptible d'être brûlé dans les moteurs à combustion interne. Il est connu de faire en partant de gaz à l'eau à forte pression et aux températures de 400 à 450 C avec l'emploi de catalyseurs appropriés, la synthèse des corps organiques légers destinés à être brûlés comme combus tibles dans les moteurs des automobiles et des aéroplanes. Mais dans ces procédés con nus, on obtient des quantités de carburant si insignifiantes que ceux-ci n'ont pas ob tenu encore une réalisation industrielle.
Les liquides aqueux et huileux qu'on ob tient par cette synthèse contiennent beau coup d'alcool méthylique et des alcools à termes plus élevés, des aldéhydes, des cétones et des acides, mais tous ces corps n'ont pas plus de 8 atomes de carbone. On n'a pas trouvé d'hydrocarbures non oxygénés dans les produits de cette synthèse. On admet que cette synthèse de ces corps organiques com mence par la formation de formaldéhyde sui vant les formules théoriques suivantes: 10 CO +Hl=COH.H, 20 2 COH . H = CHgOH -I- C0, <B>30</B> CH, .
OH -I- CO = CH!, COOH, 40 CH, COOH+2 H@=C,H5 . OH+H20. La combinaison de l'alcool éthylique avec l'oxyde de carbone donne l'acide de terme plus haut qui est l'acide propylique etc.; on admet que les aldéhydes et les cétones qu'on trouve parmi ces produits se sont formées par l'hydrogénation des acides correspon dants. En outre les alcools plus complexes peuvent être formés des alcools plus simples surtout en présence d'alcalis forts.
Comme cette synthèse se fait à l'aide d'un cataly seur (ordinairement ce catalyseur est consti tué par la tournure de fer imprégnée de KOH) qui est très sensible aux combinaisons" du soufre, il est nécessaire que le gaz à l'eau soit bien purifié de tout composé de soufre.
Dans le procédé selon la présente inven tion, le gaz est soumis pendant la réaction, effectuée dans un compresseur, simultané ment et continuellement à des influences in dépendantes de la réaction, tendant à aug menter la pression et les concentrations par tielles de CO et H, mais à diminuer la tem pérature. L'appareil compresseur employé. affecte de préférence la forme d'un moteur Diesel. Ce procédé est basé sur un principe chi- mico-technologique qui a été établi et démon tré expérimentalement par l'inventeur sur les réactions de combustion dans les moteurs à combustion interne.
Ce principe consiste en ceci: Toute réaction chimique peut être dirigée et accélérée dans la direction voulue par des influences extérieures continues, indépen dantes de la réaction, tendant à changer la température, la pression et les concentrations spécifiques des corps prenant part à la réac tion dans le sens opposé à celui dans lequel ces facteurs varieraient sous l'influence de la réaction désirée.
Les réactions qui se produisent dans cette synthèse sont expliquées ci-dessus.
Comme le montre le schéma ci-dessus de la formation des corps organiques de gaz à l'eau, toutes les réactions qui y ont lieu, ont les traits caractéristiques suivants: 1o Toutes ces réactions, excepté la réac tion 2, sont liées à une grande diminution du nombre des molécules. D'après le prin cipe ehimico-technologique précité, ces réac tions doivent être effectuées sous une in fluence tendant à augmenter-la pression.
20 Comme le montre le calcul des cha leurs de formation, toutes les réactions préci tées (excepté la première) sont des réactions bien exothermiques. Elles doivent être effec tuées simultanément avec un refroidissement énergique.
30 Ces réactions synthétiques sont liées à une absorption des gaz CO et H et en con séquence, les pressions partielles de ces gaz diminuent continuellement. D'après le prin cipe précité, ces réactions doivent être effec tuées sous une influence tendant à augmen ter la concentration de CO et H.
Ces influences, indépendantes de la réac tion dans les directions nécessaires, sur les trois facteurs de l'équilibre chimique pendant la réaction peuvent être effectuées dans l'ap pareil représenté à titre d'exemple sur la fig. 1 du dessin ci-joint.
Le compresseur 1 de cet appareil est cons truit tout entier comme un moteur Diesel. Cet appareil se distingue seulement d'un mo teur Diesel par la poulie 5 qui est montée sur l'arbre principal du compresseur. Par cette poulie le compresseur peut être mis en mouvement. C e compresseur, comme le mo teur Diesel, est muni d'une pompe auxiliaire. Cette pompe comprime le gaz à l'eau à une pression beaucoup plus élevée que la pres sion du gaz dans le cylindre.
La pompe auxiliaire du moteur Diesel pour le combustible peut être supprimée dans ce cas, mais si on travaille à très haute tem pérature on peut l'utiliser pour l'injection de l'eau dans le cylindre pour une augmentation du refroidissement du gaz.
Ces deux pompes sont construites tout entières comme les pompes respectives des moteurs Diesel. Elles ne sont pas représen tées sur la fig. 1.
Le compresseur 1, comme un moteur Diesel, est muni des quatre soupapes sui vantes 10 La soupape d'admission 2 par laquelle le gaz du réservoir 6 entre dans le cylindre. 20 La soupape d'entrée 4 par laquelle un jet de gaz d'une pression plus haute que la pression du gaz dans le cylindre entre dans le cylindre pour augmenter la concentration des gaz dans le compresseur et-pour bien les refroidir. Ce gaz est comprimé par la pompe auxiliaire.
30 La soupape d'échappement par laquelle les produits obtenus s'échappent dans le ré servoir 8.
40 La soupape de passage qui correspond à la soupape de démarrage. Par cette sou pape, au commencement du travail, on peut faire passer les gaz comprimés directement dans le réservoir 6 pour y élever la tem pérature.
Toutes ces soupapes sont construites comme les soupapes du moteur Diesel et sont actionnées par les arbres de distribution pour travailler à, deux ou quatre temps.
Les produits obtenus entrent dans le ré servoir 8 où ils sont refroidis et liquéfiés. Les produits liquéfiés quittent l'appareil par le tuyau 9 et les gaz non absorbés et les gaz permanents formés par le procédé entrent par les tuyaux 11 de nouveau dans le réservoir 6 pour être traités encore une fois.
Pendant le travail du compresseur, on peut, par les clapets 13 et 14, régler la tem pérature dans le réservoir 6 laissant une par tie du gaz entrer directement dans le réser voir sans refroidissement. Par le clapet 17, on peut interrompre la communication entre le réservoir 6 et le réservoir 8. Il va sans dire que le réservoir 6 doit être rempli con tinuellement de nouveaux gaz au fur et à mesure que les gaz sont absorbés par la marche du procédé. On doit aussi prendre soin que le gaz dans le réservoir soit d'une composition constante. Quelquefois il sera plus pratique d'interrompre la communica tion directe du réservoir 8 avec le réservoir 6.
Alors les gaz non absorbés peuvent être transportés du réservoir 8 dans le réservoir 6 par un compresseur spécial qui aspire les gaz du réservoir 8 et les fait échapper dans le réservoir 6.
Sur la fig. 2 est montrée une variante du compresseur 1. Cette variante diffère du compresseur de la fig. 1 par une chambre spéciale de réaction, dont les parois peuvent être directement refroidies du dehors. Si l'on travaille avec un catalyseur, celui-ci peut être placé dans cette chambre spéciale.
La fig. 3 montre une autre variante du compresseur 1 spécialement construit pour le travail avec un catalyseur. Dans cette va riante la chambre de réaction est terminée par le tuyau 16 où les catalyseurs peuvent être placés entre des tissus métalliques. La soupape d'échappement est placée dans ce compresseur après le tuyau 16. Les gaz sont obligés ainsi de passer à travers la couche de catalyseur. Dans les fig. 2 et 3 les soupapes sont marquées par les mêmes chiffres que les soupapes correspondantes du compresseur de la fig. 1.
Dans l'appareil ci-dessus décrit la syn thèse du carburant peut être effectuée en deux temps de la manière suivante: <I>1 0</I> Premier <I>temps.</I> Le piston 7 va vers l'extérieur et le gaz à l'eau qui est dans le réservoir 6 remplit le cylindre 1 du compres seur. Le gaz a par exemple une tempéra turc de 62 C et une pression de 4 atm.
2e<I>Second temps.</I> Le piston va vers l'in térieur et comprime les gaz inclus par exem ple pendant les 3/4 île sa course en retour. A ce moment, la soupape 4 va s'ouvrir et un jet de gaz tout refroidi d'une pression de 160 atm. entre dans le cylindre. Ce jet de gaz par sa basse température et surtout par sa détente dans le cylindre refroidira bien les gaz inclus. En même temps ce jet de gaz à l'eau va augmenter la concentration du gaz à l'eau dans le cylindre. Ce gaz de haute pression est fourni par la pompe auxiliaire du compresseur.
Sans refroidissement et sans l'entrée du jet de gaz la température et la pression finales seraient de<B>700'</B> C et de 140 atm. calculés par les formules de la pression adiabatique, si la chambre de compression fait 8 % de la cylindrée.
Quand le piston s'approche du point mort, la soupape 3 s'ouvre et le mélange des gaz et des vapeurs s'échappe dans le réservoir 8 où ce mélange est soumis à un refroidisse ment par un jet d'eau ou par un autre li quide. Les vapeurs liquéfiées quitteront l'appareil par le tuyau 9. Les gaz qui n'ont pas été absorbés rentreront dans le réservoir 6 pour être traités de nouveau.
De cette manière le procédé de synthèse des huiles légères à l'aide de gaz à l'eau sera mené continuellement et simultanément sous une influence tendant -à augmenter la pres sion, à diminuer la température et à augmen ter la concentration de l'hydrogène et de l'oxyde de carbone selon le principe chimico- technologique précité.
Comme résultat de l'opération décrite ci- dessus, on obtient les corps organiques indi qués dans le préambule de la présente des cription. Comme la température dans l'exem ple précité était choisie assez haute, les pro duits obtenus seront plus hydrogénés et on reçoit moins de corps oxygénés.
La température et la pression finales ci- dessus fixées ne sont pas les seules sous les- quelles on peut effectuer cette synthèse. Cette synthèse s'effectuera aussi aux tempé ratures plus basses ainsi qu'aux tempéra tures plus élevées. Plus la température de l'opération est élevée, plus la pression des gaz doit être choisie élevée et au contraire plus basse est choisie la température de l'opération, plus basse aussi peut être choi sie la pression de cette opération. Plus hautes :ont les températures de l'opération, plus les produits obtenus contiendront des pro duits hydrogénés provenant des hydrocar bures oxygénés. Plu: la température de l'o pération est basse, plus les produits obtenus contiendront de produits oxygénés.
Comme toutes ces réactions de synthèse sont des réactions exothermiques, les gaz et les vapeurs inclus dans le cylindre contien dront une grande quantité de l'énergie cyné- tique, qu'on peut transformer en énergie mé canique. Dans ce but le procédé ci-dessus décrit peut être effectué non pas en deux, mais en quatre temps.
Les gaz et les vapeurs obtenus par le compresseur à la fin du deuxième temps resteront clans le cylindre et l'opération sera continuée de la manière sui vante: Troisièùze temps. Le piston marche vers l'extérieur et les gaz et les vapeurs obtenus se dilatent en transformant leur énergie cy- nétique en travail mécanique. Grâce à la dé tente et sous l'influence des parois froides les gaz et les vapeurs se refroidissent consi dérablement et on évitera ainsi un retour de la réaction.
Si ce refroidissement n'est pas suffisant, on peut l'augmenter par l'intro- due.tion dans le cylindre d'un jet de gaz re froidi ou même d'un jet d'eau.
Quatrième <I>temps.</I> Le piston marche vers l'intérieur du cylindre et les gaz et les va peurs déjà bien refroidis et détendus s'échap pent du cylindre par la soupape d'échappe ment 3 ouverte et entrent dans le réservoir 8.
Au lieu d'obtenir l'énergie mécanique dans le compresseur même, on peut faire dé tendre le gaz dans un cylindre spécial qui doit être intercalé entre le compresseur et le réservoir 8. De cette manière, on peut ob- tenir une quantité d'énergie mécanique suffi sante pour mener tout le procédé de syn thèse salis grande dépense d'énergie mécani que du dehors.
En influençant la pression, la tempéra ture et la concentration pendant la réaction dans les directions opposées à celles dans les quelles elles varient à cause de 'la réaction, on éloigne continuellement le système chimi que de son état d'équilibre et on donne une impulsion à. la réaction dans la direction dé sirée.
Cette impulsion peut remplacer l'impul sion donnée à la réaction par le catalyseur. Dans une certaine zone de température cette impulsion sera. assez grande pour due la réaction s'effectue dans la direction dési rée sans l'emploi d'un catalyseur.
Cette réalisation de la, réaction sans cata lyseur est de beaucoup préférable aux autres procédés de synthèse qui, utilisent un cataly seur. En travaillant sans catalyseur on n'a pas besoin de purifier les gaz et on évite les complications de l'opération qui sont tou jours inhérentes à l'utilisation d'un cataly - seur.
Mais si à certain point de vue, on veut employer un catalyseur, on peut le faire de la même manière qu'il est décrit ci-dessus dans le compresseur des fi-. 2 et<B>3.</B>