CH119968A - Procédé pour tirer certains produits de matières organiques par traitement à chaud de celles-ci à l'aide de fluides. - Google Patents

Description

  Procédé pour tirer certains produits de matières organiques par     traitement    à chaud (le  celles-ci à l'aide de fluides.    On a remarqué depuis longtemps que si  pour tirer certains produits de matières     or-          (Faniques,    par exemple pour l'extraction des  sous-produits de plus grande valeur contenus       dans    les combustibles solides (tels que  houilles, lignites, tourbe, bois, etc.) et plus       généralement        dans    les composés organiques       dérivés    des hydrates de carbone, on substi  tuait à la simple décomposition     pyrogénée    le  traitement par des dissolvants liquides,

   de  préférence sous pression et à haute tempéra  ture, ou par un courant continu et rapide de  gaz chauds (par exemple     d'hydrogène),    on       obtenait    ainsi la séparation plus rapide d'une  quantité plus abondante de sous-produits li  quides et une décomposition moins prononcée  de ces composés à l'état de méthane et d'Hy  drogène.

   De même, pour l'extraction des     sous-          produits    de plus grande valeur des combus  tibles liquides (huiles minérales ou pétroles,  huiles de schistes, huiles végétales ou ani  males) ou des résidus provenant des opéra  tions industrielles sur les combustibles des  autres catégories     (goudron,    mazouts, résidus    de cracking, naphtaline, brais,     résines,    etc.),  on a remarqué qu'il y avait intérêt à procé  der à la séparation de leurs éléments divers  par dissolution dans des dissolvants plus vo  latils, de préférence sous pression et à haute  température ou à les     distiller    également sous  pression et dans un courant de gaz chauds,

    par exemple en présence d'hydrogène dont la  présence peut s'opposer à la     déshydrogéna-          tion    de certains composés.    Mais la généralisation de ces procédés  perfectionnés a été jusqu'ici entravée par les  frais élevés nécessaires pour avoir le fluide  de traitement à l'état voulu. .  



  Or, on a trouvé, par la présente inven  tion, qu'il existe une catégorie importante  d'opérations chimiques industrielles au cours  desquelles on dispose sans frais spéciaux de  quantités très importantes de gaz et de li  quides amenés à un très haut degré de com  pression, les gaz se trouvant à haute tempé  rature, tandis que la composition des uns et  des autres est généralement très convenable      pour l'extraction des sous-produits intéres  sants contenus dans les combustibles solides  ou liquides et en général dans les     composas     organiques dérivés des hydrates de carbone.  



  Ces opérations sont celles qui ont trait  aux synthèses gazeuses exothermiques sous  pression, par exemple celles par lesquelles on  obtient des hydrocarbures, alcools,     aldéhydes,     cétones, etc. par l'action combinée de la cha  leur, de la pression et d'agents catalytiques  sur des mélanges gazeux composés     d'oxydes     de carbone, d'hydrogène ou     d'hydrocarbures     riches en hydrogène.

   Pour l'exécution de     ces     opérations, il est indispensable de maintenir  en circulation, sous pression très élevée, un  mélange gazeux (de la composition     susindi-          quée)    qui sort de la chambre à réaction à des  températures de l'ordre de 200   à 600   C  et qui abandonne par refroidissement des li  quides composés d'hydrocarbures, d'alcool,  de cétones,     ete.    condensés sous haute pression  et qui peuvent être réchauffés par échange  de chaleur.  



  Au moyen de ces gaz et liquides, forte  ment comprimés et à haute température, on  peut procéder à toutes les opérations d'extrac  tion dont il a été précédemment question,  sans .qu'il soit besoin d'engager des frais  supplémentaires élevés pour la compression  (les gaz et liquides et leur chauffage.  



  L'invention a donc pour objet un procédé  pour tirer certains produits de matières or  ganiques par traitement à chaud de     celles-ci     à l'aide de fluides, caractérisé par le fait  qu'on effectue ce traitement sous pression  avec des fluides dont la chaleur provient au  moins en partie de synthèses exothermiques  sous pression à partir de gaz.  



  On pourra, par exemple, diriger, sous  forme de courant régulier, les gaz chauds  sortant comprimés de la chambre de réaction  sur un ou plusieurs autoclaves, spécialement       disposés    à cet effet, où l'on a placé le com  posé organique à dissocier tel que par exem  ple de la. houille, du lignite ou du bois; les  gaz entraînent avec eux vers l'appareil (le       condensation    les sous-produits volatils en  même temps que les vapeurs engendrées par    la réaction     catalytique,    ces vapeurs     pouvant     ou non se     coitibiner    avec les sous-produits  susvisés.

   Du     condensat    complexe ainsi ob  tenu, on retirera les     différents        éléments    qu'il  contient par évaporation,     distillation    frac  tionnée ou, au besoin,     rectification.     



  Ou bien, on pourra, par     c-xemple,        f)rélc-          ver        clans    le récipient de condensation     d(-    la       synthèse        principale    une fraction de     condensat     qu'on réchauffera d'abord,     à.    la     température.     appropriée, par échange de température     avec     les     produits    sortant de l'appareil de réaction,

    on dirigera ce liquide au moyen d'une     poinpu     de circulation sur le ou les autoclaves con  tenant la matière organique à dissocier dont  on séparera ainsi les produits solubles, le li  quide sortant de l'autoclave pouvant aban  donner son calorique au liquide entrant.  



  Ou bien encore, on pourra utiliser à la  fois les gaz     chauds    et     comprimés    sortant de  la chambre à réaction et: les liquides recueil,  lis dans l'appareil de condensation pour le  faire agir     simultanément    ou successivement  sur le composé organique à. dissocier. Dans  ce cas, on pourra faire écouler le liquide de  haut en bas dans l'autoclave, tandis que les  gaz chauds s'élèveront de bas en haut, le li  quide avant d'entrer dans l'autoclave s'é  chauffant au contact. du liquide qui en sort.  



  Les mouvements des fluides gazeux ou  liquides peuvent être organisés de façons  très diverses suivant les composés à traiter,  de même que la     disposition    de ceux-ci dan:  les     autoclaves    et la constitution de ces der  niers. S'il     s'tigit    de substances solides pul  vérulentes, telles que les houilles, lignites et  tourbes, il y aura avantage à les faire repo  ser dans l'autoclave sur des plaques ou     fonds     très finement perforés que les gaz traver  seront de     bas    en haut et les liquides de haut  en bas.

   S'il s'agit de produits     liquides    ou  pâteux, les gaz ou liquides     pourront    être con  traints     d'.-    barboter par des tuyaux plon  geurs ou     par    des     plateaux    de barbotage.  



  Pour le     traitement    des substances, parti  culièrement (les substances solides, elles pour  ront être disposées à 1     avance    dans des car  touches ou paniers légèrement tronconique, à      fonds perforés ou non, qui viendront s'em  boîter très exactement contre la paroi inté  rieure également tronconique, et de même in  clinaison, de l'autoclave. Celui-ci pourra être  fermé par un couvercle mobile serré par un  dispositif hydraulique de façon à pouvoir  être rapidement ouvert et fermé et à permet  tre ainsi l'enlèvement facile du panier ou  cartouche     contenant    le produit épuisé et son  remplacement par un panier ou cartouche  muni d'une nouvelle charge de produit à  traiter.  



  On pourra disposer plusieurs autoclaves  en dérivation ou en série sur le même circuit  de gaz ou de liquides de façon à procéder  plus ou moins méthodiquement à l'épuisement  du produit à traiter ou à prolonger l'action  des gaz ou liquides ou bien le refroidissement  clé l'autoclave pendant le temps nécessaire  sans diminuer le rendement global.  



  Les produits gazeux,     dégagés    par le trai  tement des composés à dissocier, et non con  densés dans l'appareil de condensation peu  vent être soit laissés dans le circuit gazeux  clé la réaction principale de synthèse, soit  éliminés par tout procédé connu, tel .que par  exemple la liquéfaction partielle soit par dé  tente avec ou sans production extérieure de  travail, soit par refroidissement sous pres  sion par une source de froid indépendante.  



  Le résidu solide ou liquide restant dans  l'autoclave pourra être avantageusement     uti-          liséïpour    la production, par des procédés con  nus, de tout ou partie du mélange gazeux à       base    d'oxyde de carbone, d'hydrogène ou       d'hydrocarbures    riches en hydrogènes servant  a<B>\ l</B> a  , réaction synthétique principale ou bien,  lorsque sa qualité spéciale le comporte, être  employé séparément à d'autres usages.  



  Le procédé peut être mis en     couvre    par  exemple comme suit:         Exemple   <I>1:</I>    On suppose que la réaction synthétique  principale consiste dans la fabrication<B>d'hy-</B>  drocarbures et de dérivés oxygénés d'hydro  carbures dans les conditions générales spéci  fiées, par exemple, dans le brevet français    ne 468427 du 8 mars 1914 (correspondant au  brevet allemand no 293787 du 8 mars 1913);  les gaz suivent un circuit fermé sous l'action  d'une pompe de circulation qui ramène les  gaz non entrés en réaction et non condensés  comme tels sur la chambre de catalyse, la  pression de régime étant de 250 atmosphères.  



  D'après la présente     invention,    on interca  lera entre la dernière chambre de catalyse et  l'appareil de condensation un ou plusieurs  autoclaves qu'on chargera avec de la houille  dite     "houille    à coke", par exemple à 22  de matières volatiles; les gaz sortant de la  chambre de catalyse à une température voi  sine de 420   à 450  , sous une pression de  250 atmosphères, traversent l'autoclave de  bas en haut. Après trois heures de ce trai  tement, le charbon sera réduit à près de 60  de son poids initial et aura pris une texture  poreuse et un aspect noir brillant, tandis que  le liquide condensé se sera enrichi en pro  duits volatils de pouvoir calorifique élevé,  en ammoniaque et goudrons limpides et les  gaz en méthane et oléfines principalement.  



  On pourra d'ailleurs améliorer très nota  blement le rendement en produits volatils en  réchauffant. artificiellement jusqu'à. 750   à  800   C avant leur entrée dans l'autoclave,  les gaz venant de la chambre à réaction et  en récupérant à leur sortie au bénéfice des  gaz entrants le calorique qu'ils emportent.  



  Le coke recueilli comme résidu dans  l'autoclave peut servir à produire le mélange  gazeux réactionnel.  



       Exemple   <I>II:</I>  On suppose que la. réaction     synthétique     principale consiste dans une fabrication syn  thétique de méthanol par combinaison, en  présence d'agents catalytiques, des éléments  d'un mélange gazeux composé     approxiniati-          veinent    d'un volume d'oxyde de carbone, de  deux volumes d'hydrogène et de quantités  variables de méthane et d'azote, la techni  que opératoire étant par exemple celle du  brevet français no 540543 du 19     aotit    1921,  la température de la chambre à réaction étant      maintenue à. 300  et la pression à 300 atmos  phères.  



  On intercale entre le dernier appareil de  catalyse et l'appareil de condensation un ou  plusieurs autoclaves dans lesquels on place  des déchets de bois de pins des Landes (dé  chets de scierie ou cimaises des arbres abat  tus) et on y fait circuler simultanément:  d'une part, et de bas en haut, les gaz chauds  :octant de la chambre à réaction et, d'autre  part, et de haut en bas, au moyen d'une pe  tite pompe de circulation, une partie     phis    ou  moins grande du liquide à base de méthanol  prélevé à la base de l'appareil de condensa  tibn, ce dernier liquide s'étant réchauffé au  contact tant des gaz que du liquide chauds  sortant de l'autoclave.  



  On obtient ainsi, dans le liquide sortant  (lu ou des autoclaves, en dehors du méthanol  non décomposé, de l'huile de pin, de l'acé  tone. de l'alcool     isopropylique    et de l'acide  acétique extraits du bois, tandis que les  gaz entraînent un supplément d'hydrogène,  d'oxyde de carbone et de méthane avec une  quantité non négligeable d'éthylène et homo  logues, ces derniers se condensant postérieu  rement sur le catalyseur sous forme d'hydro  carbures liquides, comme il est dit dans le  brevet suisse     nO    119979. Le charbon de bois  recueilli dans l'autoclave peut être utilisé  pour la production du mélange gazeux réac  tionnel ou à tout autre usage.  



       Exemple   <I>III:</I>  On suppose que la réaction     synthétique     est conduite comme il est dit dans le brevet  suisse ci-dessus, avec un mélange gazeux  composé d'un volume d'éthylène, d'un vo  lume     d'oxyde    de carbone, et de deux volumes       d'hydrogène,    la pression de régime étant- de  <B>850</B> atmosphères et la chambre de catalyse  étant maintenue à 300   C.  



  Entre le dernier appareil de catalyse et       l'appareil    de condensation, on intercalera.,  suivant la présente invention un ou plusieurs       autoclaves    où on placera. des huiles lourdes  de pétroles ou de la naphtaline ou des ré  sidus de distillation d'huiles minérales ou    végétales et on y fera. barboter les gaz sor  tant de la chambre à. réaction avant leur en  trée dans l'appareil de     condensation,    après  avoir - ou non -     élevé    leur     température     jusqu'à 430   à. 450   C.

   On     augmente    ainsi  notablement la production d'huiles légère  dans le     condensat,    tant par l'entraînement  d'une fraction de la     matière    placée     dans     l'autoclave que par l'enrichissement des gaz  en carbures     oléfiniques.     



  En dehors des indications qui précèdent et  de celles qui résultent des exemples ci-des  sus, le procédé suivant     l'invention    peut s'a  dapter à toutes les modalités nécessaires pour       retirer    des substances organiques mises en       aeuvre    de préférence des sous-produits déter  minés, sans sortir du cadre de l'invention.

    C'est ainsi que les gaz ou liquides en prove  nance de l'opération synthétique principale  pourront n'être employés que partiellement au  traitement dit     combustible        ott    de la subs  tance organique à dissocier; les produits li  quides ou gazeux de cette opération pourront  être recueillis séparément des     produits    ou  gaz réactionnels de l'opération principale;

   de  même, les gaz sortant de la chambre de réac  tion- pourront être préalablement     débarrassés     complètement des produits de condensation  qu'ils contiennent     Ît    ce moment avant d'être  dirigés sur le ou les autoclaves oit se trouve  la matière organique à     traiter,    après     s'êt.rt@     réchauffés au contact de ceux qui     sortent        de     la chambre à réaction et des autoclaves;

   il       peut    en être de même pour les     liquides.    Les  échanges de températures entre gaz ou entre  liquides ou entre gaz et liquides sont     grande-          ment    facilités par la densité élevée- fournie  aux gaz par leur compression élevée.  



  De même, des agents     eatalyti.ques    spé  ciaux pourront être incorporés aux     coml)us-          tibles    solides à traiter ou     immergés    dans les  liquides soumis au traitement suivant le pro  cédé de la présente invention.

   Le cadre du  présent mémoire     descriptif    ne permet pas       d'indiquer        toits    les dispositifs de détail s'ap  pliquant à chaque cas particulier, mais il  suffit, pour se maintenir dans le procédé sui  vant l'invention, d'utiliser dans le     traitement         du combustible ou autre matière organique,  les gaz ou liquides provenant de la réaction  synthétique     principale    et le calorique pro  duit ou contenu dans ces éléments.

Claims (1)

1. REVENDICATION I: Procédé pour tirer certains produits de matières organiques par traitement à chaud de celles-ci à l'aide de fluides, caractérisé par le fait qu'on effectue ce traitement sous pression avec des fluides dont la chaleur pro vient au moins en partie de synthèses exo thermiques sous pression à partir de gaz. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication, dans le quel on effectue le traitement avec un fluide liquide chaud et sous pression pro venant de ladite synthèse. 2 Procédé selon la revendication, dans le quel le traitement est effectué avec un fluide gazeux comprimé et chaud, pro venant de l'appareil où est effectuée la dite synthèse. 3 Procédé selon la sous-revendication 2.

   dans lequel le traitement est. effectué par le fluide gazeux chaud et sous pression sensiblement à l'état où il sort de l'appa reil de synthèse. 4 Procédé selon la sous-revendication 3, dans lequel le traitement est effectué dans un appareil disposé à. la. suite de l'appareil .de synthèse, de manière à. uti liser le gaz sans qu'il ait subi de modifi cation après sa sortie de ce dernier ap pareil. 5 Procédé selon les sous-revendications 1 et 2, dans lequel on effectue le traitement avec un gaz et un liquide chauds et sous pression, provenant clé l'appareil de syn thèse. 6 Procédé selon la sous-revendication 5, dans lequel on fait circuler dans la ma tière à traiter le gaz et le liquide en sens inverses.

   7 Procédé selon la sous-revendication 2, dans lequel le gaz est chauffé, avant d'être amené en contact avec la matière traitée, à une température plus haute que celle à laquelle il sort de l'appareil de synthèse. 8 Procédé selon la revendication I, dans le quel le fluide employé provient du trai tement catalytique d'un mélange gazeux contenant de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène. 9 Procédé selon la sous-revendication 8, dans lequel le fluide employé provient du traitement catalytique d'un mélange gazeux contenant encore des hydrocar bures riches en hydrogène. 10 Procédé selon la sous-revendication 2, dans lequel des produits gazeux prove nant du traitement de la matière organi que sont introduits, au moins en partie, dans le mélange gazeux initial.

   REVENDICATION II: Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisée en ce qu'elle comporte des autoclaves et des moyens pour amener le fluide de traitement à traverser la matière en traitement dans ces autoclaves. SOUS-REVENDICATIONS 11 Installation selon la revendication II, dans laquelle les autoclaves sont disposés de façon à. être traversés successivement par le fluide de traitement. 12 Installation selon la revendication II, dans laquelle les autoclaves sont reliés à la sortie des gaz de la chambre dans la quelle est effectuée la réaction exother mique sous pression.

   13 Installation selon la revendication II, dans laquelle les autoclaves sont reliés à des appareils de condensation de produits liquides provenant de la réaction exother mique. 14 Installation selon la revendication II, comprenant des récipients pour la ma- fière à traiter, disposés pour être suppor tés de façon amovible dans les autoclaves. <B>15</B> Installation selon la revendication II, pour le traitement à l'aide de gaz et de liquide, comprenant des moyens pour faire circuler ces fluides en sens inverse à travers la matière à traiter.