FR2906811A1 - Procede pour l'obtention d'hydrocarbures liquides a partir de la rupture de molecules a base de carbone et hydrogene. - Google Patents

Abstract

Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène en utilisant des matériaux de déchets chimiques, de déchets textiles, de biomasse et tout autre type qui, étant triturés par une turbine et transférés à la chambre principale, soumis à une élévation de température pour l'élimination de l'eau, et à l'application de l'énergie cinétique et des frottements avec des réactifs choisis, cassent leurs chaînes et se séparent en les éléments mentionnés précédemment et se restructurent en chaînes longues ou courtes pour obtenir par distillation et condensation, les hydrocarbures sélectionnés.

Description

L'invention suivante se focalise sur l'étude de la solution à un problème

universel grave, lié à l'actuel manque de combustibles pour satisfaire la grande demande existante, et auquel on ajoute la recherche infatigable de combustibles non dérivés du pétrole et la diminution de la pollution de l'environnement. I. Antécédents de l'Invention Il existe plusieurs voies pour obtenir des combustibles. Par exemple, une raffinerie est un complexe énorme où le pétrole brut se soumet d'abord à un procédé de distillation ou séparation physique, et ensuite à des procédés chimiques. Le pétrole peut être classé dans quatre catégories: paraffinique, naphténique, asphaltique ou mixte et aromatique. Les raffineries diffèrent beaucoup les unes des autres, selon les technologies et les schémas de procédés employés, ainsi que leur capacité. Il y en a pour traiter des pétroles doux, des pétroles lourds ou des mélanges de tous les deux. Le raffinage est accompli en plusieurs étapes. La première étape du raffinage du pétrole brut est exécutée dans les tours de "distillation primaire". Dans leur intérieur, ces tours opèrent à une pression avoisinant la pression atmosphérique et sont divisées en nombreux compartiments. Le brut arrive à ces tours après être passé par un four, où il est cuisiné et transformé en vapeur. Ces vapeurs entrent par la partie inférieure de la tour de distillation et montent à travers les plateaux. Au fur et à mesure qu'ils montent, ils perdent chaleur et ils sont refroidis. Lorsque chaque composant vaporisé atteint sa propre température, il est condensé et se dépose dans son plateau respectif, auquel certains conduits sont reliés et par lesquels les différents courants qui se sont séparés dans cette étape, sont recueillis. Le brut réduit , c'est-à-dire, celui qui n'est pas arrivé à s'évaporer dans cette première étape, tombe au fond de la tour. Ainsi, par exemple, la tour de "distillation sous vide" reçoit le brut réduit provenant de la première étape et soutire des gazoles lourds, bases paraffines et résidus. L'Unité de Craquage Catalytique ou de Cracking reçoit des gazoles et des bruts réduits pour produire fondamentalement de l'essence et du gaz propane. L'outil de base du raffinage est l'unité de distillation. Les hydrocarbures avec une 2906811 2 masse moléculaire moins élevée sont ceux qui se vaporisent à des températures plus faibles, et les molécules plus grandes s'évaporent au fur et à mesure que la température augmente. Le premier matériel distillé à partir du brut est la fraction d'essence, suivie par le naphta et finalement 5 le kérosène. D'autre part, nous avons ce qui s'appelle le procédé de craquage thermique, qui s'est développé dans un effort pour augmenter le rendement de la distillation. Dans ce procédé, les parties les plus lourdes du brut sont réchauffées à de hautes températures sous pression. Ledit procédé divise (craque) les grandes molécules d'hydrocarbures en 10 molécules plus petites, ce qui accroît la quantité d'essence - composée de ce type de molécules û produite à partir d'un baril de brut. Plus tard on inventa un procédé de cokéfaction dans lequel les fluides sont recirculés; le procédé fonctionnait pendant beaucoup plus de temps, avec une formation de coke beaucoup plus faible. Beaucoup de 15 raffineurs ont adopté ce procédé de pyrolyse à pression. Dans la décennie de 1930 deux autres procédés de base furent introduits; l'alkylation et le craquage catalytique, qui ont additionnellement augmenté l'essence élaborée à partir d'un baril de brut. La fabrication de ces produits a donné naissance à la gigantesque industrie pétrochimique, 20 qui produit des alcools, des détergents, caoutchouc synthétique, glycérine, engrais, soufre, solvants et matières premières pour fabriquer des médicaments, du nylon, matières plastiques, peintures, polyesters, additifs et compléments alimentaires, explosifs, colorants et matériaux isolants. La fin du pétrole bon marché et l'imminente crise du combustible 25 ont déterminé la génération d'alternatives comme les combustibles - biodiesel ou bioéthanol - "neutres en émissions de carbone". Le brûlage de biocombustibles simplement restitue à l'atmosphère le dioxyde de carbone que les plantes ont absorbé quand elles poussaient dans le champ. La difficulté est simplement qu'il n'y a pas assez de terre arable 30 pour cultiver toutes les cultures de biocombustible nécessaires pour satisfaire l'appétit vorace pour cette source d'énergie des pays industrialisés. Le biodiesel a aussi fourni une issue pour la surabondance de cultures modifiées génétiquement (transgéniques) que les consommateurs rejettent dans le monde entier. L'industrie du biodiesel 35 signale que pour le traitement des biocombustibles il faudra construire de grandes usines de raffinerie près des zones agricoles ou des forêts, où la 2906811 3 matière première se développe. Le biodiesel devra alors être transporté aux postes d'essence de la même façon que le pétrole. D'autre part, le méthanol apparaît comme un combustible alternatif pour éviter la toxicité des émissions de naphta et la destruction 5 de la couche d'ozone. Également, le pouvoir calorifique du naphta est approximativement le double du pouvoir calorifique du méthanol, le rendant ainsi plus rentable. On produisait originairement du méthanol par distillation destructive de fragments de bois. Cette matière première a donné lieu à son nom alcool de bois. Cette réaction emploie de hautes 10 températures et pressions, et a besoin de réacteurs industriels grands et compliqués. Il existe différents procédés pour l'obtention de méthanol, à savoir: le Procédé Lurgi et le procédé ICI. Ayant développé et analysé une série de procédés déjà connus et afin de nous introduire dans l'objet d'invention de cette demande, nous 15 devrions expliquer certains avantages de l'invention proposée qui dépassent largement les différentes formes de distillation du pétrole, la réduction de la pollution et l'utilisation des ressources naturelles. Dans notre nouveau procédé on utilise des matières premières naturelles, comme la biomasse, toute sorte de déchets (comme nous 20 expliquerons par la suite) où le pouvoir calorifique que possède la matière première, garantit qu'elles seront transformées en gazole ou un autre hydrocarbure, et le volume de ce dernier sera égal à 80% de son pouvoir calorifique. C'est-à-dire qu'à partir de quatre kilogrammes d'une matière première de 2500 Kcal/Kg, on obtiendrait un kilogramme de gazole de 25 8000 kcal. Un autre but de l'invention est d'être capable, au moyen de ce procédé, de convertir les matières premières initiales difficiles à valoriser, en un combustible facile à valoriser et à utiliser, ayant l'avantage d'avoir multiples utilisations dans des applications mécaniques, qui améliorent sa 30 performance. Par exemple, si on utilisait de la biomasse pour produire de l'électricité avec le cycle chaudière turbine à vapeur, on obtiendrait un rendement de 22%; si cette même biomasse était transformée en gazole, avec un rendement supérieur à 80%, et si on utilisait ce gazole dans une centrale électrique de cycle combiné dont le rendement est de 55%, le 35 rendement total serait de 44%.

2906811 4 Actuellement, dans le secteur du transport on peut utiliser notre combustible, mais pas la matière première que nous avons employée. Dans ce procédé, par chaque kilowatt consommé nous produirons deux litres de gazole. Dans certains cas le gazole obtenu dans le procédé peut 5 apparaître un peu trouble; les causes peuvent découler de la matière première utilisée ou d'une certaine variation dans le procédé. C'est pour cette raison que nous disposerons d'une tour de distillation indépendante du procédé principal, dans laquelle on accomplira une seconde distillation, où les résidus de ces procédés seront restitués à la chambre principale.

10 L'eau recueillie dans le condenseur est passée par un système de filtres pour décanter les hydrocarbures qui ont été emportés par l'eau. Lesdits hydrocarbures sont aussi renvoyés à la chambre principale. Tout de suite après, ladite eau est distillée et ne représente aucun problème. Si l'installation est suffisamment grande, parmi les solides que nous avons 15 recueillis à la fin du procédé principal, on pourra toujours récupérer une partie des zéolites (si on emploi ce matériel) qui se seraient précipités ou qui auraient été emportés par les substances inorganiques. Il y a des matières premières comme la lignine du bois qui contient significativement davantage d'atomes de carbone que des molécules d'hydrogène, et c'est 20 pour cette raison qu'elle produit une grande quantité de charbon de coke : le charbon de coke est récupéré plus tard, en le décantant du reste des résidus solides. Au cas où la matière première était de l'écorce et de la paille de riz, on récupérerait la silice qu'elle contient. Dans le cas des boues de papeterie, on récupérerait la silice, l'alumine et le charbon. Du 25 pétrole avec beaucoup de soufre, non utile pour les distilleries conventionnelles, on obtiendrait une grande quantité de soufre. Beaucoup d'autres exemples peuvent être mentionnés. Pour effectuer ces séparations, il y a de nombreuses technologies; les plus convenables seront utilisées dans chaque cas. Le coût d'obtenir un litre de gazole dans 30 une petite usine peut être de U$S 0,21, tandis que dans une grande usine il serait réduit à U$S 0,16. Les matières premières se trouvent dans n'importe quel pays, les réactifs chimiques sont très abondants dans la nature; les installations peuvent être construites dans tous les pays, car il ne faut qu'une chaudronnerie en acier inoxydable, et les turbines; d'autre 35 part, les instruments de contrôle et les pompes à vide sont très communs et il existe une vaste quantité de fabricants qui les fournissent.

2906811 5 Le procédé n'augmente pas la production de CO2, et dans le cas de la biomasse il s'agit de Kilogrammes de 002 négatifs, et par conséquent il faut obtenir un revenu pour ce concept selon le Traité de Kyoto. Avec cette technologie nous pourrons arriver à éliminer les 5 déversoirs, qui sont les principaux foyers de pollution d'eaux souterraines et de déchets de méthane dans l'atmosphère. L'invention concerne un procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène comprenant principalement les étapes suivantes : 10 - premièrement, une séparation physique/mécanique et dans une seconde étape, différentes étapes de nature chimique. Selon un mode de réalisation avantageux du procédé, le procédé utilise les molécules de carbones et d'hydrogènes de matières premières comme la biomasse, les déchets hospitaliers, les résidus 15 solides urbains et tout autre type résidu. Selon un autre mode de réalisation avantageux du procédé, la première étape de séparation physique/mécanique correspond à la trituration de la matière première, le cisaillement et le frottement ou la friction de la matière première avec des éléments exothermiques, afin 20 d'élever la température et de provoquer la rupture au niveau moléculaire. Selon encore un autre mode de réalisation avantageux du procédé, une première étape de sélection, de conditionnement et d'élévation contrôlée de la température de la matière première a lieu préalablement aux étapes physique/mécanique et chimique afin d'éliminer 25 de l'eau au moyen d'échangeurs de chaleur. Selon une variante de réalisation avantageuse du procédé, une étape parallèle a lieu simultanément à l'étape précédemment citée où la matière première qui n'est pas accompagnée d'eau subit une élévation contrôlée de la température pour homogénéiser tout le mélange à une 30 même viscosité, afin qu'elle coule de manière uniforme. Selon une autre variante de réalisation avantageuse du procédé, une seconde étape a lieu préalablement aux étapes physique/mécanique et chimique où l'on procédera à l'analyse, la reconnaissance et la quantification des substances chimiques actives à 35 une température inférieure à 400 C, des molécules inorganiques reliées à des chaînes de carbones et d'hydrogène afin d'obtenir une température 2906811 6 contrôlée par le frottement des réactifs et la friction dans un procédé exothermique. Selon encore une autre variante de réalisation avantageuse du procédé, le procédé comprend une alimentation de la chambre principale 5 et des circuits des turbines avec de l'huile formée par des hydrocarbures saturés liquides, à une température contrôlée, qui agiront comme un agent conducteur de la matière première et des réactifs, la viscosité étant la propriété limitante du flux du fluide. Selon un mode de réalisation avantageux du procédé, le 10 procédé comprend l'introduction de flux de matière première par auto aspiration de la turbine qui déclenchera le procédé physique/mécanique de cisaillement, diminution des particules (20 microns approx.), le frottement des réactifs et l'élévation de la température. Selon un autre mode de réalisation avantageux du procédé, les 15 conditions physiques/mécaniques provoquent la réaction et la neutralisation des substances chimiquement actives, libres ou reliées à leurs chaînes. Selon encore un autre mode de réalisation avantageux du procédé, toute molécule composée de carbones et d'hydrogènes, saturée 20 ou non et chimiquement stable, soumise à des forces cinétiques et de frottement avec des réactifs, subit une rupture moléculaire. Selon une variante de réalisation avantageuse du procédé, le procédé permet d'obtenir à la sortie de la turbine, à la fois des hydrocarbures légers (sous forme de vapeur) et des hydrocarbures lourds 25 (sous forme liquide). Selon une autre variante de réalisation avantageuse du procédé, les hydrocarbures légers (sous forme de vapeur), les hydrocarbures liquides désirés sont obtenus après être passés par la tour de distillation, et sont recueillis à des températures de condensation 30 connues. Selon encore une autre variante de réalisation avantageuse du procédé, le procédé comprend une série d'étapes, d'abord l'étape physique/mécanique et ensuite les étapes chimiques, qui restructureront les molécules de la matière première, afin d'obtenir des vapeurs de 35 l'hydrocarbure saturé souhaité.

2906811 7 Selon un mode de réalisation avantageux du procédé, le procédé permet d'obtenir un résultat subdivisé en: inorganiques (solides qui décantent), CH2 hydrocarbures saturés liquides et gazeux et finalement 002 résultant d'atomes de 02 d'eau vaporisée associés à des 5 atomes de carbone. Il. Description détaillée de l'invention Le but de cette invention est d'obtenir des hydrocarbures 10 liquides à partir de la rupture des molécules à base de carbone et hydrogène qui forment la biomasse, les résidus solides urbains, les matériaux recueillis pour le recyclage, les résidus de véhicules, résidus hospitaliers, résidus de pétrochimies, de textiles, résidus de la viande, de matières grasses d'animaux, de cuirs et excréments, entre autres.

15 Les installations industrielles qui réaliseront le procédé de notre invention seront appelées SMRF, et lesdits procédés seront des procédés physico-chimiques. On commencera par un procédé physico-mécanique, dans lequel se produit la trituration, le cisaillement et le frottement ou la friction de la matière première avec un matériau exothermique en poudre.

20 Les matériaux exothermiques les plus utilisés sont les perles zéolites synthétiques identiques à celles que l'on utilise dans l'industrie pétrochimique. Ce premier procédé cause la section de la matière première pour réduire sa taille jusqu'à des dimensions moléculaires et de plus, cause la rupture des liaisons moléculaires par l'action de la friction.

25 Le second procédé est un procédé chimique, où on utilisera des réactifs, comme les zéolites (à base de sodium ou de calcium) aussi bien que le sodium, le calcium, le potassium ou le magnésium habituellement utilisé (selon la matière première) pour neutraliser les réactions indésirables et guider le procédé afin d'obtenir les hydrocarbures liquides souhaités.

30 Pour commencer le procédé de notre invention il faudra préparer la matière première; donc, si elle contient de l'eau en suspension on procédera au moyen d'échangeurs de chaleur à élever sa température à 240 C; dans cette première étape elle perdra toute l'eau. Ensuite elle sera introduite dans le procédé principal en conservant sa température; 35 tandis que la matière première déshydratée pourra être intégrée 2906811 8 directement au procédé. Les matériaux visqueux qui sont porteurs d'humidité seront traités comme nous l'avons précédemment décrit. Les matériaux de haute viscosité sans eau devront aussi être traités, à une température inférieure à 240 C pour diminuer ainsi leur viscosité et 5 augmenter leur fluidité et, par conséquent, obtenir une amélioration lors de leur introduction dans le système principal (par exemple le goudron). La matière solide sans humidité (par exemple les matières plastiques) subira un procédé préalable de trituration jusqu'à ce qu'elle soit réduite à une taille de 3mm., car avec cette taille elle peut déjà entrer directement dans 10 notre procédé. La matière première solide ayant de l'humidité (par exemple la biomasse) subira un traitement préalable de trituration jusqu'aux 3 mm de section simultanément à un procédé de séchage. Suite à ce procédé de séchage standard sur le marché (il y a plusieurs façons d'obtenir le séchage) la matière première conservera une humidité de 10% 15 à 15%, car une réduction au-delà du 10% est très difficile quand il s'agit de biomasse. Ensuite elle est normalement incorporée au procédé. II faudra aussi effectuer un traitement préalable des matières contenant de l'eau sous forme cristalline, puisque cette eau ne pourra pas être éliminée dans la première phase du procédé.

20 PROCEDE PRINCIPAL Dans cette étape du procédé de notre invention on procédera à l'analyse, reconnaissance et quantification des substances chimiquement 25 actives à une température inférieure à 400 C, ainsi que des molécules inorganiques qui sont reliées aux chaînes de carbones moléculaires et d'hydrogènes. Les éléments les plus récurrents seront les halogènes, chlorures et fluorures; ceux-ci seront traités à la chaux, sodium, potassium ou magnésium; on retrouvera plus rarement le mercure et le chrome, des 30 métaux lourds, actifs à la température du procédé, mais ils seront neutralisés ioniquement (ceux-ci réagiront avec d'autres substances ioniques). Le procédé requiert l'existence d'un élément essentiel, dont les propriétés principales sont: son état (en poudre fine), sa forme (il doit permettre un frottement facile avec les molécules de la matière première), 35 sa nature exothermique. Ces matériaux sont très utilisés dans l'industrie chimique et peuvent être: des terres ou des argiles, qui contiennent de 2906811 9 l'aluminium et de la silice, chlorures d'aluminium, mais ceux que nous utiliserons le plus seront les zéolites synthétiques, faciles à acquérir, puisqu'elles sont utilisées depuis les années 60 dans l'industrie pétrochimique. Ces matériaux nous permettent de contrôler la 5 température pendant le procédé, car la principale fonction est de provoquer un frottement avec les molécules de la matière première par friction à l'intérieur de la turbine. La caractéristique exothermique fait augmenter la température des matériaux. Par conséquent, pour démarrer l'alimentation de la matière première, il faut la mélanger avec les réactifs 10 et la Zéolite; les quantités dépendront des analyses préalables. Une fois finie la préparation de la matière première dans l'aménagement pour commencer le procédé principal, nous passerons à la description proprement dite du "Procédé Principal". Nous remplirons initialement la chambre principale et le circuit 15 des turbines avec l'huile formée par des hydrocarbures saturés liquides; ensuite on met les turbines en marche jusqu'à atteindre une température proche de 370 C, ce qui fait que l'usine se trouve dans des conditions pour recevoir la matière première choisie avec les réactifs, généralement des zéolites ou d'autres réactifs exothermiques. Le volume de matière 20 première qui est introduit dans la chambre principale sera limité par la capacité de cette dernière et par la viscosité du fluide, car lorsqu'on ajoute de la matière première, la viscosité du fluide augmente, et le procédé fonctionne jusqu'à une viscosité permettant la fluidité de l'huile. La plupart des turbines à double chambre sont auto aspirantes, car si elles ne 25 l'étaient pas, on devrait installer une pompe pour l'alimentation forcée de fluide vers la turbine. Le fluide qui coule vers la turbine est composé d'huile et de matière première, qui en entrant dans celle-ci, subit un fort cisaillement entraînant une diminution de ses dimensions, jusqu'à atteindre des dimensions semblables à celle d'un colloïde (environ 20 30 microns), et étant donné qu'il existe un frottement entre les molécules de la matière première avec la zéolite (ou autres), en plus de l'action mécanique de la turbine, de la chaleur est générée et la température de fluide augmente pendant le procédé, arrivant à fluctuer entre les 270 et 400 C selon la matière première utilisée. Lorsque nous avons la matière 35 première réduite à une taille colloïdale (presque moléculaire) nous nous assurons que les substances chimiquement actives qui se trouvaient dans 2906811 10 ces dernières, tant libres que reliées à ses molécules d'hydrogènes et carbones, réagiront et seront neutralisées par les réactifs que nous fournissons. Les atomes d'oxygène demeurent libres aussi, et se lient à un carbone pour former CO2, ce qui est à l'origine de la rupture des 5 chaînes initiales de carbones. Si ces chaînes sont courtes, et par conséquent elles auront la température d'ébullition inférieure ou égale à celle du procédé, elles peuvent donner lieu à une union entre elles; si par contre elles sont longues, sa température d'ébullition sera supérieure à la température du procédé, et la molécule sera saturée et perdra un ou plus 10 d'atomes de carbone. Les molécules d'eau qui se trouvaient sous forme cristalline dans la matière première, seront libérées à cause du cisaillement et du frottement. Ainsi, toute molécule d'eau qui se trouve sous forme d'humidité s'évaporera. Toute molécule formée par des carbones et des hydrogènes, 15 bien qu'elle soit saturée et chimiquement stable, est soumise dans la turbine à des forces cinétiques et de friction avec les zéolites (ou un autre élément), ce qui produit la rupture de cette molécule, semblable au craquage de l'essence. Celui-ci est l'effet le plus important de notre procédé.

20 On procurera toujours que la température du procédé ne dépasse pas les 400 C, car la turbine pourrait être endommagée du point de vue mécanique; par conséquent, il faut la refroidir. Du point de vue chimique, elle ne peut pas dépasser non plus les 400 C, afin d'éviter un éventuel procédé de carbonisation et la formation de goudrons.

25 À la sortie de la turbine les hydrocarbures légers émergent sous forme de vapeur et les plus lourds sous forme liquide (huile). Ceux qui sont sortis sous forme de vapeur sont absorbés par la pression négative à la tour de distillation, tandis que ceux qui sont sous forme liquide se précipitent dans la chambre principale, suivant leur densité, en rapport 30 avec le flux descendant. Les huiles les plus lourdes sont toujours celles qui entrent en premier dans le cycle de la turbine. Les matériaux solides inorganiques et ceux issus des réactions chimiques se précipitent au fond de la chambre principale. Dans la tour de distillation, les vapeurs des hydrocarbures coulent dans les huiles condensées dans leurs différentes 35 sections, et celles qui ont la densité que nous avons disposée selon la tour de distillation, émergent de cette dernière par la partie supérieure.

2906811 11 Les molécules les plus lourdes retournent à la chambre principale pour subir une fois de plus le procédé (celui-ci est essentiellement le procédé normal d'une tour de distillation). Les molécules de vapeur d'eau et huile échappent au procédé 5 de la tour de distillation et émergent sous forme de vapeur par la partie supérieure, ensuite elles passent par un échangeur de chaleur dont le flux est alimenté par la pompe à vide qui se trouve à la sortie de l'échangeur. Dans son intérieur les vapeurs sont condensées et passent par un séparateur où l'eau est décantée des hydrocarbures, et où ces 10 hydrocarbures représentent la fin du procédé, c'est-à-dire le gazole d'automobilisme. Il existe un purgeur de gaz pour l'émission de CO2 provenant de l'oxygène moléculaire de la matière première; généralement la quantité que nous émettrons sera très faible, cependant, les glycérines et les 15 alcools seront émis en abondance. Les résidus solides qui nous restent à la fin du procédé se précipitent dans le fond de la chambre principale, qui a une forme de trémie, et sont extraits à travers un tube et une soupape qui s'ouvre lorsque les résidus atteignent un certain niveau dans la trémie. Ces restes solides sont imprégnés d'hydrocarbures liquides, donc on les 20 fait passer par un échangeur de chaleur ou une résistance électrique pour évaporer ces hydrocarbures et ils sont retournés à la partie supérieure de la chambre principale. Ces solides consistent généralement en: des restes inorganiques contenus dans la matière première, des produits des réactions chimiques et des restes de réactifs zéolites (ou d'autres).

25 En résumé, dans le procédé de notre invention on effectue une restructuration totale des molécules de fa matière première pour obtenir des vapeurs de l'hydrocarbure saturé désiré. L'effet principal du procédé est le cisaillement élevé généré par la turbine et le frottement qui se produit dans son intérieur avec le matériau exothermique; ces deux 30 actions ensembles provoquent que la matière première casse sa structure physique et chimique, et que les différents matériaux qui l'intègrent se forment. Les composants inorganiques forment des solides et les composants CH2 forment des hydrocarbures saturés liquides et gazeux, l'eau se vaporise et les atomes d'oxygène s'associent aux atomes de 35 carbone pour constituer CO2. Les atomes de carbone qui n'ont pas pu se lier aux hydrogènes disponibles, se relient entre eux et forment des 2906811 12 granules de charbon coke. Sans les réactifs et son effet neutralisateur, l'effet souhaité ne se produirait pas, parce que s'il y avait des substances actives chimiques, celles-ci interviendraient dans le procédé et d'autres substances différentes de celles qui sont désirées se formeraient.

5 La température du procédé est celle qui est nécessaire, elle ne dépasse pas la température d'ébullition des hydrocarbures que l'on désire obtenir. La fonction de la chambre principale est de séparer les substances par sa densité. Comme nous l'avons déjà décrit, les molécules qui contiennent 10 des atomes d'oxygène perdent ceux-ci avec les atomes de carbone et forment 002. Dans les chaînes longues ceci implique leur rupture, tandis que dans les courtes comme les alcools, les glycérines, etc., un effet contraire se produit et les molécules se relient pour former une chaîne plus longue. Celui-ci est le même procédé qui se produit pour fabriquer 15 des polymères à partir d'alcools, mais on l'obtient à plus basse température en utilisant les zéolites. III. Brève description des dessins 20 1. La Figure N 1 se réfère à différentes vues en perspective d'une petiteusine.

2906811 13 IV. Façon de mener à bien l'invention FLUX DU PROCEDE PRINCIPAL 5 Il y a seulement une entrée. Lorsqu'il y a plus d'une turbine, l'entrée est subdivisée à une par turbine. A travers cette entrée sont introduits: la matière première choisie et les réactifs chimiques nécessaires sous forme de poudre. II y a quatre sorties, trois d'entre elles sont situées à la sortie du 10 condenseur, une pour l'hydrocarbure choisi (gazole), une autre pour l'eau et la troisième pour les gaz. La quatrième se trouve au fond de la chambre principale pour les résidus solides. COMMENT LE PROCEDE EST-IL CONTRâLÉ ? • L'introduction de matière première dans le procédé Son volume sera déterminé par deux paramètres, le niveau des huiles qui se trouvent dans le cycle, puisque le procédé est limité à une 20 capacité déterminée. L'autre facteur est la viscosité de la matière qui se trouve dans le circuit turbine-chambre principale, parce que la matière doit être suffisamment fluide pour permettre sa bonne circulation, puisque l'entrée d'une matière solide ou très visqueuse en grandes quantités pourrait augmenter cette viscosité, qui donnerait lieu à un fluide qui ne 25 circulerait pas dans les conditions optimales, entravant le fonctionnement des turbines. • La température du procédé 30 II est nécessaire que le procédé soit effectué à une température constante dans une plage de températures permettant l'évaporation des hydrocarbures choisis. On peut atteindre cette température et la maintenir postérieurement ou l'ajuster, grâce à une proportion adéquate, suivant fa température du procédé à laquelle on se trouve, du matériel exothermique 35 et des zéolites (ou autres). 15 2906811 • Le pH du fluide Celui-ci nous indique la quantité de réactifs nécessaire, car suivant le déplacement dans l'échelle du pH (vers le haut ou vers le bas) 5 nous savons quel est celui qui manque et en quelle proportion il faut l'ajouter. • Éléments nécessaires pour mesurer le fonctionnement du procédé Les indicateurs de volume, répartis dans des secteurs particuliers du procédé, sont ceux qui se chargent de mesurer la matière première fournie, ceux qui mesurent l'entrée de réactifs et la sortie du gazole ou d'autres composés sortants. • Sondes de niveau Instruments pour mesurer le niveau des compartiments; nous en avons un dans la partie supérieure de la chambre principale qui mesure le 20 niveau d'huile et un autre dans la trémie du compartiment inférieur qui mesure le niveau de solides. la sonde de mesure du pH se trouve à la sortie de la turbine tandis que la sonde de mesure de la viscosité à l'entrée de la turbine. • Mesureurs de température 25 Ceux-ci se trouvent à l'entrée et à la sortie de la turbine, un autre dans la partie inférieure de la chambre principale; à la sortie de la tour de distillation; à la sortie du condenseur; et deux autres qui mesureront la température d'entrée et de sortie du fluide réfrigérant du 30 condenseur. Avec ces données, nous pourrons effectuer un système de contrôle tant manuel, qu'analogique ou numérique.

14 10 15 2906811 15 TRAITEMENTS FINAUX OU TRAITEMENTS QUI SUIVENT LE PROCEDE PRINCIPAL Dans quelques cas le gazole obtenu dans le procédé peut 5 apparaître un peu trouble. Les causes peuvent être la matière première utilisée ou quelque variation dans le procédé; c'est pour cette raison que nous disposerons d'une tour de distillation indépendante du procédé principal, dans laquelle on effectuera une seconde distillation, où les résidus de ce procédé sont restitués à la chambre principale. L'eau 10 recueillie dans le condenseur passe par un système de filtres pour décanter les hydrocarbures qui ont été entraînés par l'eau; ces hydrocarbures sont également retournés à la chambre principale. Tout de suite après, cette eau est distillée et ne représente aucun problème. Si l'installation est suffisamment grande, parmi les solides que nous avons 15 recueillis à la fin du procédé principal, on pourra toujours récupérer une partie des zéolites (si on emploi ce matériel) qui se seraient précipités ou qui auraient été emportés par les substances inorganiques. II y a des matières premières comme la lignine du bois qui contient significativement davantage d'atomes de carbone que des molécules d'hydrogène, et c'est 20 pour cette raison qu'elle produit une grande quantité de charbon de coke, que l'on récupérera en le décantant du reste des résidus solides. Si fa matière première est de l'écorce et de la paille de riz, on récupérera la silice qu'elle contient. Dans le cas des boues de papeterie, on récupère la silice, l'alumine et le charbon. A partir de pétrole riche en 25 soufre, non utile pour les distilleries conventionnelles, on obtiendra une grande quantité de soufre. Beaucoup d'autres exemples peuvent être mentionnés. Pour effectuer ces séparations, il y a de nombreuses technologies; les plus convenables seront utilisées dans chaque cas.

30 APPLICATION INDUSTRIELLE II n'y a aucune difficulté pour produire des hydrocarbures liquides avec notre procédé Ces installations seront appelées SMRF: leurs composants sont 35 faciles à fabriquer. Il ne faut qu'une chaudière en acier inoxydable, des turbines, des moteurs et d'autres éléments qui peuvent être achetés dans 2906811 16 n'importe quel pays, car il y a beaucoup de fabricants qui les produisent. Leur taille et leur production peuvent être très variées, de quelques litres à des milliers de litres par heure. Elles ne représentent aucun danger environnemental, et n'ont besoin d'aucun service externe, et par 5 conséquent elles peuvent être installées où se trouve la matière première. La forme physique des installations peut être très variée; nous annexons quelques croquis d'une installation compacte qui produira environ 700 litres/heure.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène caractérisé en ce qu'il comprend principalement les étapes suivantes : - premièrement, une séparation physique/mécanique et dans une seconde étape, différentes étapes de nature chimique.

2. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il utilise les molécules de carbones et d'hydrogènes de matières premières comme la biomasse, les déchets hospitaliers, les résidus solides urbains et tout autre type résidu.

3. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première étape de séparation physique/mécanique correspond à la trituration de la matière première, le cisaillement et le frottement ou la friction de la matière première avec des éléments exothermiques, afin d'élever la température et de provoquer la rupture au niveau moléculaire.

4. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une première étape de sélection, de conditionnement et d'élévation contrôlée de la température de la matière première a lieu préalablement aux étapes physique/mécanique et chimique afin d'éliminer de l'eau au moyen d'échangeurs de chaleur.

5. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une étape parallèle a lieu simultanément à l'étape de la revendication 4 où la matière première qui n'est pas accompagnée d'eau subit une élévation contrôlée de la température pour homogénéiser tout le mélange à une même viscosité, afin qu'elle coule de manière uniforme.

6. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une seconde étape a lieu préalablement aux étapes physique/mécanique et chimique où l'on 2906811 18 procédera à l'analyse, la reconnaissance et la quantification des substances chimiques actives à une température inférieure à 400 C, des molécules inorganiques reliées à des chaînes de carbones et d'hydrogène afin d'obtenir une température contrôlée par le frottement des réactifs et la 5 friction dans un procédé exothermique.

7. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une alimentation de la chambre principale et des circuits des turbines avec de l'huile formée par 10 des hydrocarbures saturés liquides, à une température contrôlée, qui agiront comme un agent conducteur de la matière première et des réactifs, la viscosité étant la propriété limitante du flux du fluide.

8. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la 15 revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend l'introduction de flux de matière première par auto aspiration de la turbine qui déclenchera le procédé physique/mécanique de cisaillement, diminution des particules (20 microns approx.), le frottement des réactifs et l'élévation de la température. 20

9. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 8, caractérisé en ce que les conditions physiques/mécaniques provoquent la réaction et la neutralisation des substances chimiquement actives, libres ou reliées à leurs chaînes. 25

10. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 9, caractérisé en ce que toute molécule composée de carbones et d'hydrogènes, saturée ou non et chimiquement stable, soumise à des forces cinétiques et de frottement avec des réactifs, subit 30 une rupture moléculaire.

11. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et hydrogène selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il permet d'obtenir à la sortie de !a turbine, à la fois des hydrocarbures légers (sous forme de vapeur) et des 35 hydrocarbures lourds (sous forme liquide). 2906811 19

12. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 11, caractérisé en ce que les hydrocarbures légers (sous forme de vapeur), les hydrocarbures liquides désirés sont obtenus après 5 être passés par la tour de distillation, et sont recueillis à des températures de condensation connues.

13. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend une série d'étapes, 10 d'abord l'étape physique/mécanique et ensuite les étapes chimiques, qui restructureront les molécules de la matière première, afin d'obtenir des vapeurs de l'hydrocarbure saturé souhaité.

14. Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures liquides à partir de la rupture de molécules à base de carbone et d'hydrogène selon la 15 revendication 13, caractérisé en ce qu'il permet d'obtenir un résultat subdivisé en: inorganiques (solides qui décantent), CH2 hydrocarbures saturés liquides et gazeux et finalement CO2 résultant d'atomes de 02 d'eau vaporisée associés à des atomes de carbone.