<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements à la distillation à basse température d'une matière carbonée liquide ou solide ".
La présente invention conoerne un procédé nouveau et perfectionné pour produire des liquides carbonés volatils à partir de matières carbonées solides ou liquides. Il est connu que des produits de la nature du benzène, c'est-à-dire des hydrocarbures ayant des points d'ébullition qui les ren- dent particulièrement appropriés pour l'emploi comme combus- tibles de moteurs et les emplois analogues sont obtenus pendant la distillation avec destruction du charbon ou bien la dissociation moléculaire de l'huile. Le but de la présen- te invention est d'obtenir de ces matières'premières un ren- dement plus élevé de ces produits .
Le procédé de la présente invention peut être appliqué à des matières carbonées de nature très variée. Parmi les matières carbonées liquides on peut mentionner l'huile miné- rale, y compris l'huile brute, et les huiles de goudron de houille. Parmi les matières carbonées solides on peut traiter
<Desc/Clms Page number 2>
la tourbe et différents genres de charbon durs et tendres.
Suivant la méthode de la présente invention,les matiè- res carbonées solides ouliquides sont soumises pendant qu'el- les sont sous une pression réduite et en l'absence d'oxygè- ne, à l'effet de chauffage produit par une induction électri- que à haute fréquence et les vapeurs ainsi produites sont extraites et condensées. La distillation est ainsi effectuée et on a trouvé que dans des conditions soigneusement réglées, une proportion très importante des vapeurs qui distillent est composée de produits condensables.
Il est habituellement nécessaire, au moins lors de la mise en train du procédé, d'immerger dans la matière traitée un corps de matière résistant à la chaleur et conducteur de l'électricité, tel que le graphite. Ce corps forme un cen- tre pour le développement de chaleur provenant des courants électriques induits. Dans le cas d'une matière telle que du charbon qui produit un résidu de coke lors de la distilla- tion, l'opération une fois commencée est facilitée par le coke ainsi produit.
L'opération est effectuée dans n'importe quel récipient réfractaire approprié, en porcelaine, en grès, en verre, en briques réfractaires, ou en métal non magnétique qui est ou peut être rendu sensiblement étanche aux gaz de façon à permettre de réduire la pression dans celui-ci et d'empêcher l'accès de l'oxygène. Une forme appropriée de l'appareil pour la réalisation de l'invention comprend un récipient sensible- ment cylindrique, étanche aux gaz et résistant à la chaleur, et un appareil électrique connu approprié pour produire de hautes tensions. Une ouverture de chargement est avantageuse- ment prévue au sommet du récipient,une ouverture d'évacuation au fond du récipient et un orifice de sortie de vapeur à la partie supérieure du récipient.
On a trouvé que pour des résultats satisfaisants il faut des fréquences très élevées. Les fréquences dépassent de
<Desc/Clms Page number 3>
.préférence 100 kilocycles par seconde ce qui nécessite l'em- ploi d'un, oscillateur actionné par valve dans le circuit.
La fréquence requise dépend un peu de la dimension du conduc- électrique teur/dans le champ. Dans le cas de traitement de matières solides il dépend de la dimension des particules. D'une ma- nière générale plus le conducteur est petit, plus élevée est la fréquence requise. Pour le traitement de charbon dans un récipient de huit pieds de diamètre, des résultats satisfai- sants ont été obtenus avec 250-400 kilocycles par seconde, lorsque le charbon était sous la forme de poussière ou de morceaux très petits,
Dans la mise en pratique de l'invention, le réglage de la température est important et la température peut être avantageusement réglée par réglage de la fréquence dans le circuit électrique . Dans le cas de charbon, une température de 600 C a été trouvée satisfaisante.
L'augmentation de la température tend vers la production de suie)et de la forma- tion de gaz. D'autre part, la distillation est progressive et lorsque le débit de vapeur commence à diminuer,on peut laisser s'élever la température en vue d'atteindre un plus grand rendement. D'une manière générale toutefois, la qualité des vapeurs diminuent lorsque la température s'élève. La tem- pérature maxima qui peut être employée avec succès est d'en- viron 1000 C. Dans le cas d'huiles,la production de vapeurs oommence à une plus basse température que dans le cas du charbon.
Ona trouvé que l'exclusion de l'air est de la plus gran- de importance et que la formation de goudronne produit si de l'air est autorisé à entrer dans l'appareil. Le corps de matière résistant à la chaleur et conducteur de l'électricité qui est de préférence immergé dans les matières carbonées subissant la distillation, et l'est nécessairement dans le cas d'huiles et d'autres liquides, peut consister en du mé- tal bien que oelui-ci ne soit pas aussi désirable que le car-
<Desc/Clms Page number 4>
bone graphitique car on a trouvé que le métal conduit à la formation de gaz.
Lorsqu'on traite des matières carbonées solides telles que le charbon et la tourbe, on peut employer à la place d'un grand corps de matière conductrice de l'é- lectricité, de petits fragments de matière conductrice telle que du coke, répartis dans toute la masse de charbon ou de tourbe.
L'invention va être expliquée à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en élévation,en partie en coupe, d'une forme appropriée d'appareil pour le traitement de charbon et d'autres matières solides.
La fig. 2 est une vue en élévation d'une forme appro- priée de l'appareil pour le traitement d'huile ou de matiè- res liquides analogues.
Comme le montre la fig. l, le récipient comprend un corps cylindrique 1 en briques réfractaires qui est rejoin- toyé de façon appropriée ou pourvu d'un enduit pour être d sensiblement étanche aux gaz. Autour du récipient)(flotte une bobine 2, en circuit avec un condensateur électrique et un autre équipement électrique approprié renfermant une val- ve oscillante pour induire des fluctuations à haute fréquen- ce dans le champ de la bobine. Le fond du récipient 1 est constitué par une plaque de base 3 quiest montée air un pilon 4 de façon que la plaque de base 3 puisse former une obturation étanche aux gaz à la base du récipient 1 mais puisse être abaissée pour évacuer le contenu après le trai- tement.
La partie supérieure du récipient 1 est pourvue d'un couvercle 5 présentant des moyens d'obturation appropriés et comportant une ouverture de chargement 6 avec un couvercle 7 destiné à être rendu étanche. Le couvercle 5 est égale- ment pourvu d'un tube de départ de vapeur 8 relié à un con- denseur et à une pompe d'évacuation (non représentée). Un noyau de graphite 10 est supporté par un croisillon 9 dans l'orifice de sortie 8.
<Desc/Clms Page number 5>
Le récipient 1 et si on le désire le noyau 10 sont avantageusement légèrement coniques pour faciliter l'évacua- tion des matières traitées par l'orifice de fond. La bobine 2 peut être pourvue d'un moyen approprié quelconque de re- froidissement par de l'eau.
Comme le montre la fig. 2, le récipient 1 est constitué par une coquille de laiton dont la partie inférieure seule est entourée par la bobine 2. Dans cette partie inférieure, dans le voisinage de la bobine, on a prévu le noyau 11 consti- tué par un tube de cuivre porté par un support 12.
Dans ce cas le récipient 1 possède un corps conique 13 pourvu à son sommet d'un robinet de départ 14 et sur le coté d'un tuyau d'alimentation d'huile 15 conduisant à un distri- buteur d'huile inférieur 16.
Dans la partie supérieure du récipient 1 on a prévu un indicateur de niveau à tube de verre 16', un indicateur de pression 17 et une soupape de sûreté 18. Le niveau de l'huile en traitement est normalement au milieu du verre d'indicateur et au-dessus de ce niveau de fluide on a pré- vu une plaque de chicane 19 surmontée d'une chicane 20 pour arrêter les projections d'huile et permettre que de la vapeur seule soit extraite par l'ouverture de sortie 21. Un tuyau de drainage 22 est prévu pour ramener les projections d'huile ee rassemblant sur la plaque de chicane 19. L'orifi- ce de sortie de vapeur 21 est pourvu d'une soupape de comman- de 22 et conduit à un tuyau de départ 23 relié à un conden- seur tubulaire 24. L'eau de refroidissement entre en 25 et sort en 26.
L'huile condensée pénètre dans un séparateur 27 à la partie supérieure duquel est relié un tuyau 28 abou- tissant à la pompe de vidage 29. La partie inférieure du séparateur 27 est reliée par un tuyau 30 à la pompe d'ex- traction de fluide 31. Un équipement de condensation analo- gue peut être prévu conjointement avec l'appareil représenté à la fig. 1.
<Desc/Clms Page number 6>
Pour le fonctionnement avec l'appareil représenté à la fig, l, le récipient 1 est rempli de charbon en petits morceaux ou de poussier de charbon qui peut être, si on le désire, mélangé à du coke . La pompe de vidage est alors mise en mrache et après que la pression a été suffisamment réduite, comme cela est indqué par un indicateur de pression semblable à celui représenté à la fig. 2, l'énergie électri- que est mise en circuit et la matière située dans le réci- pient est ainsi chauffée par induction, d'abordpar l'inter- médiaire du noyau de graphite. Par suite de cette élévation de température, des vapeurs et des gaz distillent et le li- quide condensé est recueilli dans le condenseur.
En faisant varier la fréquence il est possible de faire commencer l'opé- ration à une basse température et d'augmenter progressive- ment la température à mesure que les produits volatils dis- tillent. Une proportion de gaz est produite en même temps que l'essence la plus légère au début, et dans les dernières phases du chauffage, des huiles plus lourdes sont obtenues.
Il reste finalement un résidu de coke seulement dans le réci- piant 1, résidu qui peut être évacué par l'orifice du fond; le récipient peut alors être rempli à nouveau et les opéra- tions être répétées.
La pression dans le récipient 1 ne doit pas dépasser environ 7 livres absolaes et est de préférence inférieure à cette valeur . On a trouvé qu'avec un récipient de 8 pieds de diamètre et de 11 pieds 6 pouces de hauteur, environ 10 tonnes de charbon peuvent être traitées par heure en donnant approximativement 1000 gallons par heure de benzol et 6-7 tonnes de coke.
Les résultats avantageux obtenus par le procédé de la présente invention peuvent être attribués à l'application très localisée de la chaleur qui permet d'obtenir la tempé- rature nécessaire pour la distillation sans surchauffage. Il est connu que le contact des constituants volatils du ohar-
<Desc/Clms Page number 7>
bon avec une surface chaude provoque la production de suie et de gaz. Avec le chauffage extérieur habituellement employé dans la distillation du charbon, une température plus éle- vée que celle requise pour la distillation réelle doit être appliquée à l'extérieur du récipient. Cela veut dire que des températures au-dessus de celle à laquelle les produits se dissocient doit nécessairement être appliquée aux matières en vue de permettre que-la température correcte soit attein- te à l'intérieur de la masse.
Dans la présente invention la chaleur est effectivement produite à l'intérieur de la masse et ceci permet d'obtenir un réglage beaucoup plus précis de la temp érature. L'invention n'est toutefois pas liée à cette théorie ni à toute autre théorie de réaction vu que l'opération peut être pratiquée avec succès sans son aide.
REVENDICATIONS.
---------------- l.Le procédé pour produire des liquides carbonés volatils à partir de matières carbonées solides ou liquides qui con- siste à soummttre la matière pendant qu'elle est sous une pression réduite et en l'absence d'oxygène, à l'effet de chauf- fage produit par l'action d'une induction électrique à haute fréquence sur un conducteur se trouvant dans la matière,et à extraire et condenser les vapeurs ainsi produites.