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BREVET D'INVENTION.
@ Perfectionnements apportés au traitement par distillation des matières contenant du carbone,notamment des matières sulfureuses ".
L'invention est relative au traitement par distil- lation des matières contenant du carbone(étant entendu que par cette expression sont désignés notamment les houilles, les houilles incomplètement formées, les lignites, les tour- bes, les schistes bitumineux, les hydrocarbures de toute nature, notamment les pétroles, etc.), et elle concerne plus particulièrement, parce que c'est en leur cas que son ap- plication parait devoir offrir le plus d'intérêt, mais non exclusivement, le traitement de celles des matières susindi- quées contenant du soufre.
Elle a pour but, surtout, de permettre de tirer parti, mieux que jusqu?ici, desdites matières.
Elle consiste,'principalement, à chauffer les ma- tiares du genre en question avec un sol du genre des acétates,
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avantageusement avec de l'acètate de calcium.
Elle consiste, mise à part cette disposition prin- cipale, en certaines autres dispositions, qui s'utilisent de préférence en même temps, et dont il sera plus explici- tement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application; ainsi que certains modes de réalisation, desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les produits intermédiaires et définitifs obtenus en ayant recours à elle, les installations propres à la préparation ou obtention de ces produits, ainsi que les appareils et éléments spéciaux pour rétablissement de telles instal- lations.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, lequel complément est, bien entendu, donné surtout à titre d'in- dication.
Selon l'invention, et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait' lieu d'accorder la préférence, à supposer tout d'abord que l'on se propose de traiter, par exemple, un lignite sulfureux contenant, par exemple encore, 8 % de soufre, on s'y prend comme suit, ou de façon analogue.
Ayant de préférence, concassé une quantité ap- propriée, par exemple 100 kgs., du lignite à traiter, en fragments de la grosseur dune noix, et ayant, d'autre part, préparé une solution aqueuse d'acétate de chaux ordinaire ( CH3 COO-Ca-OOCCH3) solution à laquelle on a donné une concentration de l'ordre de 100 gr d'acétate de chaux par litre d'eau, on arrose aveo ladite solution le lignite oonoassé,
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en utilisant une quantité de liquide telle que, par exemple, on répartisse, par kilog de lignite à traiter, un gramme d'acétate de chaux pour chaque 1 % de soufre que contient le lignite, donc 8 gr.
par kilog dans l'exemple envisagéo Ce dosage n'est d'ailleurs nullement rigoureux mais doit, de préférence, être suffisant, d'une part pour que le lignite soit complètement ar- rosé afin que 1?on ait une bonne répartition du sel, et, d'autre part, pour que la quantité d'acétate de chaux permette la réalisation complète du traitement qui va être indiqué ci-après.
On établit, un appareil distillatoire que 1?on constitue, par exemple, par une cornue, éventuellement sus- ceptible d'être portée à une pression différant de la pres- sion atmosphérique, avantageusement inférieure de quelques cm. d'eau à cette pression.
On relie cette cornue à un appareil pour la condensation des vapeurs dégagées, appareil pouvant être en tous points identique à ceux utilisés, dans l'industrie gazière ou dans l'industrie de la distillation de la houil- le, pour la condensation des vapeurs dégagées.
On munit ce dernier appareil de moyens pour la purification des gaz et vapeurs le traversant, notamment pour l'absorption du soufre et de ses composés, moyens auxquels on fait comporter, par exemple, un absorbeur con- tenant du " mélange de Laming ", corps couramment utilisé dans l'industrie gazière et contenant, en général, de la sciure de bois, du sulfate de fer, de la ohaux, eto...
On place le lignite arrosé ainsi qu'il a été dit dans l'appareil distillatoire ainsi établi, puis on commence la chauffe, et, dès que la température de la masse commence à monter, par exemple lorsqu'elle atteint 100 , on procède avantageusement, par tous moyens appropriés, à
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-une injection de vapeur d'eau à faible pression ( de l'or- dre de 300 gr par cm2) celà ainsi qu'il est courant de le faire dans les distillations à la vapeur usuelles, et tout en maintenant, éventuellement, dans la cornue le vide re- latif choisi.
On pousse alors la température, tout en poursui- vant ltinjeotion de vapeur d'eau, jusquà ce que. l'on ob- tienne le coke de lignite, soit jusquau rouge, l'opération étant alors terminée.
Si, pendant la chauffe, on a recueilli le pro- duit résultant de la condensation des vapeurs dégagées, l'on constate que, si la quantité d'acétate de chaux utilisée a été suffisante, ce produit est constitué par une huile ne présentant pas d'odeur sulfureuse et de laquelle on peut extraire un pourcentage important de produit léger ( analogue à l'essence pour automobiles), ainsi que d'un distillat lampant, et, enfin d'une huile résiduaire paraffinique à odeur également dénuée de soufre.
Il n'est évidemment pas possible de fixer en for- mules les réactions intervenant au cours du traitement ve- nant dêtre exposé car les corps se forment et se détruisent aussitôt. Cependant on peut supposer, sans que rien de cer- tain puisse être affirmé, que les réactions principales en- trant en jeu dans le procédé venant n'être décrit sont les suivantes.
L'acétate de chaux, sous l'effet de la chaleur, se scinderait en acétone (CH3-CO-CH3) et en carbonate de 3 chaux ( Ca CO3).
Le carbonate de chaux tendrait à former de la chaux vive qui fixerait le soufre qui se dégage et il semble que le sulfure de calcium ( Ca SO4) ainsi produit formerait lui-même des produits de décomposition, dont H2S, lequel s'échapperait dans les gaz et en serai); éliminé, ensuite,
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par les moyens connus, mais, de toute façon, ne se dissou- drait pas dans l'huile.
D'autre part l'acétone, au contact du uarbone et à la température de la cornue se briserait en chaînons épars et abandonnerait du carbone, du gaz carbonique, de l'oxyde de carbone et de lhydrogène qui, se fixant sur les vapeurs d' huile naissante, augmenterait la teneur en produits légers,
Si l'on se propose, maintenant, de traiter, toujours selon l'invention, un pétrole brut contenant une quantité de soufre telle que son utilisation ne puisse être pratiquement envisagée à 1?heure actuelle, on procède, par exemple, de la façon suivante.
On mélange à ce pétrole sulfureux une quantité d'a- cétate de chaux dépendant de la teneur en soufre et, par exem- ple, égale ici encore à un gramme d'acétate de chaux.pour cha- que 1% de soufre que contient le pétrole.
On distille alors, par exemple, de la manière habi-. tuelle et l'on constate que 1'on reoueille en abondance des produits presque, voire totalement, exempts de soufre et qui peuvent être utilisés sans difficultés ainsi que des' produits provenant des meilleurs pétroles bruts connus.
On constate que les réactions intervenant lors de la mise en oeuvre de l'invention sont grandement améliorées si l'on mélange à la masse à traiter une certaine quantité de limaille métallique, avantageusement de limaille de fer. La proportion de cette limaille peut varier dans de grandes me- sures, l'effet commençant à se faire sentir dès que des traoes de limaille interviennent.
De même, on constate que l'on peut, dans tous les cas, notamment dans un but d'économie, diminuer la quantité d'acé- tate ou semblable utilisée. On remplace alors la dose manquante de ce corps par exemple par une quantité équivalente de chaux vive, l'écétate et la chaux étant par exemple en quantités égales.
On conçoit que les procédés venant d'être décrits pré-
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sentent) sur. ceux déjà existants, de grands avantages, puisqu'ils permettent, notamment, de tirer d'une matière contenant du carbone donnée une plus grande quantité de produits liquides de distillation, notamment de produits légers, et puisqu'ils permettent, lorsqu'appliqués aux matières sul- fureuses, de tirer un excellent parti de ces matières jusquici pour ainsi dire inutilisables dès que leur.teneur en soufre at- teignait une très faible valeur.
Comme il va de soi,et comme il ressort d'ailleurs de ce qui précède, .l'invention ne se limite aucunement à celui de-ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus particulière- ment été envisagés; elle on embrasse, au contraire, toutoc les variantes, notamment celles où, à la place de l'acétate de calcium, il serait fait usage de tout autre acétate, voire d'un formiate, d'un butyrate, d'un sel de calcium, des acides gras saturés ou non correspondant, ou de tout autre sel analogue ; celles où le sel à utiliser serait remplacé par tout mélange de corps susceptible de produire ledit sel par réaction.
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PATENT.
@ Improvements in the treatment by distillation of materials containing carbon, in particular sulphurous materials ".
The invention relates to the treatment by distillation of materials containing carbon (it being understood that by this expression are designated in particular coal, incompletely formed coal, lignite, peat, oil shale, hydrocarbons of any kind. nature, in particular oils, etc.), and it concerns more particularly, because it is in their case that its application seems to offer the most interest, but not exclusively, the treatment of those of the above-mentioned materials. queas containing sulfur.
It aims, above all, to make it possible to take advantage, better than up to now, of said materials.
It consists, 'mainly, in heating the materials of the kind in question with a soil of the kind of acetates,
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advantageously with calcium acetate.
It consists, apart from this main provision, of certain other provisions, which are preferably used at the same time, and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to a certain mode of application; as well as certain embodiments of said arrangements; and it targets more particularly still, and this as new industrial products, the intermediate and final products obtained by having recourse to it, the specific installations for the preparation or obtaining of these products, as well as the apparatus and special elements for restoring such installations.
And it can, in any event, be well understood with the aid of the additional description which follows, which complement is, of course, given above all by way of indication.
According to the invention, and more particularly according to that of its modes of application, as well as of the embodiments of its various parts, to which it seems that preference should be given, assuming first of all which it is proposed to treat, for example, a sulphurous lignite containing, for example again, 8% sulfur, the procedure is as follows, or analogously.
Having preferably crushed a suitable quantity, for example 100 kgs., Of the lignite to be treated, into pieces the size of a walnut, and having, on the other hand, prepared an aqueous solution of ordinary lime acetate (CH3 COO-Ca-OOCCH3) solution to which a concentration of the order of 100 gr of lime acetate per liter of water has been given, the oonoassed lignite is sprayed with said solution,
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by using a quantity of liquid such as, for example, distributing, per kilog of lignite to be treated, one gram of lime acetate for each 1% of sulfur contained in the lignite, therefore 8 gr.
per kilog in the example envisaged This dosage is not, moreover, in any way rigorous but must preferably be sufficient, on the one hand so that the lignite is completely flushed so that one has a good distribution of the salt , and, on the other hand, so that the quantity of lime acetate allows the complete performance of the treatment which will be indicated below.
A distillation apparatus is established which is constituted, for example, by a retort, possibly capable of being brought to a pressure different from atmospheric pressure, advantageously a few cm lower. of water at this pressure.
This retort is connected to an apparatus for the condensation of the vapors given off, an apparatus which can be in all points identical to those used in the gas industry or in the industry of the distillation of coal, for the condensation of the vapors given off. .
The latter apparatus is provided with means for purifying the gases and vapors passing through it, in particular for the absorption of sulfur and its compounds, means which are made to include, for example, an absorber containing "Laming mixture", body commonly used in the gas industry and containing, in general, sawdust, iron sulphate, lime, eto ...
The lignite watered as has been said in the distillation apparatus thus established is placed, then the heating is started, and, as soon as the temperature of the mass begins to rise, for example when it reaches 100, one proceeds advantageously , by all appropriate means, to
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- injection of water vapor at low pressure (of the order of 300 gr per cm2), as is customary in usual steam distillations, and while maintaining, optionally, in retort the chosen relative vacuum.
The temperature is then increased, while continuing the injection of water vapor, until. the lignite coke is obtained, ie up to red, the operation then being completed.
If, during heating, the product resulting from the condensation of the vapors given off has been collected, it is found that, if the quantity of lime acetate used has been sufficient, this product consists of an oil not exhibiting of sulphurous odor and from which a large percentage of light product (similar to gasoline for automobiles) can be extracted, as well as a lamping distillate, and finally a paraffinic waste oil with an odor also devoid of sulfur.
It is obviously not possible to fix in formulas the reactions occurring during the treatment coming to be exposed because the bodies are formed and destroyed immediately. However, it can be assumed, without anything certain being able to be asserted, that the main reactions involved in the process not described are as follows.
Lime acetate, under the effect of heat, would split into acetone (CH3-CO-CH3) and carbonate of 3 lime (Ca CO3).
The lime carbonate would tend to form quicklime which would fix the sulfur that was released and it seemed that the calcium sulphide (Ca SO4) thus produced would itself form decomposition products, including H2S, which would escape into the gas and some i); eliminated, then,
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by known means, but would not dissolve in oil anyway.
On the other hand, acetone, in contact with uarbon and at the temperature of the retort, would break up into scattered links and give up carbon, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen which, fixing on the vapors of 'nascent oil, would increase the content of light products,
If it is now proposed to treat, still according to the invention, a crude oil containing a quantity of sulfur such that its use cannot be practically envisaged at the present time, one proceeds, for example, in the manner next.
A quantity of lime acetate depending on the sulfur content and, for example, here again equal to one gram of lime acetate is mixed with this sulphurous petroleum. For each 1% of sulfur contained oil.
One then distils, for example, in the usual manner. This has resulted in an abundance of products which are almost, if not completely, sulfur-free and which can be used without difficulty, as well as products from the best known crude oils.
It is noted that the reactions occurring during the implementation of the invention are greatly improved if a certain quantity of metal filings, advantageously iron filings, are mixed with the mass to be treated. The proportion of this filings can vary widely, the effect beginning to be felt as soon as filings occur.
Likewise, it is found that it is possible, in all cases, in particular for the purpose of economy, to reduce the quantity of acetate or the like used. The missing dose of this substance is then replaced, for example, by an equivalent quantity of quicklime, the acetate and the lime being for example in equal quantities.
It will be understood that the processes just described above
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feel) on. those already existing, great advantages, since they allow, in particular, to obtain from a material containing given carbon a greater quantity of liquid distillation products, in particular of light products, and since they allow, when applied to sulphurous materials, to take excellent advantage of these heretofore unusable materials as soon as their sulfur content reached a very low value.
As goes without saying, and as emerges moreover from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various parts. more particularly considered; it embraces, on the contrary, all variants, in particular those where, instead of calcium acetate, use would be made of any other acetate, even of a formate, a butyrate, a salt of calcium, saturated or mismatched fatty acids, or any other similar salt; those where the salt to be used would be replaced by any mixture of substances capable of producing said salt by reaction.