FR3129405A1 - Utilisation de di-alcools comme combustibles liquides renouvelables - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne l’utilisation de di-alcools ayant un point éclair supérieur à 70°C comme combustibles liquides renouvelables dans des chaudières ou des fours en vue de remplacer les combustibles fossiles d’origine pétrolière.
Description
L’invention concerne l’utilisation de di-alcools comme combustibles liquides renouvelables dans des chaudières ou des fours en vue de remplacer les combustibles fossiles d’origine pétrolière. Les di-alcools ou diols sont des composés ayant dans leur molécule deux fonctions alcool CHOH.
Les combustibles liquides d’origine pétrolière, fioul lourd et fioul domestique, entrainent une augmentation de la teneur en gaz carbonique de l’atmosphère qui contribue au dérèglement climatique de la terre. Il est important de limiter les consommations de produits pétroliers pour lutter contre l’effet de serre et réduire les pollutions liées à ces produits, notamment la pollution atmosphérique, donc de développer l’utilisation de combustibles renouvelables.
Il est déjà connu plusieurs combustibles liquides renouvelables d’origine non pétrolière qui permettent une substitution aux combustibles fossiles utilisés dans les chaudières et les fours. Il s’agit en particulier des esters d’acides gras d’origine végétale ou animale ou des huiles végétales ou animales hydrogénées.
Cependant, pour éviter un impact négatif sur la production alimentaire, il importe de trouver d’autres solutions qui ne fassent pas appel à la partie alimentaire des plantes (huiles en particulier).
Il est déjà connu des produits de ce type en particulier les hydrocarbures obtenus par la synthèse de Fischer-Tropsch et des dérivés de la pyrolyse de la biomasse.
Mais, pour permettre l’utilisation à très grande échelle de combustibles liquides renouvelables, il faut développer d’autres produits à partir de ressources largement disponibles, par des procédés simples, à un coût faible et sans avoir à remplacer les équipements de chauffage tels que les chaudières et les radiateurs.
Une condition impérative pour cela est d’utiliser des biocombustibles renouvelables ayant un point éclair compatible avec règles de sécurité applicables aux combustibles fossiles, à savoir un point éclair supérieur à 55°C pour le remplacement du fioul domestique et un point éclair supérieur à 70°C pour le remplacement du fioul lourd. Ceci exclut de nombreux combustibles renouvelables tels que les mono-alcools à moins de 6 atomes de carbone dans la molécule et les esters à moins de 9 atomes de carbone.
L’invention répond à ce probléme par l’utilisation de di-alcools ayant un point éclair suffisamment élevé, tels que l’ethylène glycol qui a un point éclair de 111°C et le propylène glycol, aussi appelé propanediol, dont les isomères, 1,2 propanediol ou 1,3 propanediol, ont tous deux un point éclair supérieur à 100°C.
Ces produits peuvent être obtenus de différentes manières : par modification chimique ou fermentation de la biomasse agricole ou forestière ou de sous-produits des industries agricoles et forestières, soit à partir du gaz carbonique de l’atmosphère par électro-réduction ou hydrogénation, ce qui correspond à une ressource très abondante.
Ces produits peuvent être utilisés en mélange avec les combustibles fossiles en fonction de leur solubilité dans ces derniers qui dépend notamment de la température. On caractérise ces mélanges par le taux d’incorporation volumique qui est de x% quand on mélange x% de combustible renouvelable avec 1-x% de combustible fossile. Dans toute la mesure du possible, on vise un taux d’incorporation volumique supérieur à 5%.
Ces produits peuvent surtout, de manière surprenante car ceci n’a jamais été utilisé de façon industrielle, remplacer à 100% les combustibles fossiles dans les chaudières et les fours. Il faut seulement dans certains cas adapter les réglages de la température et la proportion d’air au niveau du bruleur pour tenir compte de la viscosité et de la composition chimique de ces produits qui est différente de celle des combustibles fossiles.
Exemples
Exemple 1. Utilisation d’éthylène glycol en substitution complète du fioul domestique
L’éthylène glycol a un point éclair de 111°C et une viscosité de 1 mPa.s à 25°C.
De l’éthylène glycol pur a été utilisé en substitution complète du fioul domestique dans une petite chaudière destinée à faire des tests de combustion. Le fonctionnement de la chaudière s’est révélé satisfaisant. Les émissions de particules et d’hydrocarbures imbrulés ont été fortement réduites par rapport à celles du fioul domestique.
Exemple 2. Utilisation de 1,2 propanediol en substitution complète du fioul lourd
Le 1,2 propanediol a un point éclair de 107°C et une viscosité de 58 mPa.s à 20°C.
Du 1,2 propanediol a été utilisé en substitution du fioul lourd dans une petite chaudière destinée à faire des tests de combustion. Il n’a pas été nécessaire de procéder à un réchauffage du combustible comme c’est le cas pour la combustion du fioul lourd. Le fonctionnement de la chaudière s’est révélé satisfaisant. Les émissions de particules et d’hydrocarbures imbrulés ont été fortement réduites par rapport à celles du fioul lourd.
Claims (7)
- Utilisation de di-alcools ayant un point éclair supérieur à 70°C comme combustibles liquides renouvelables dans des chaudières ou des fours en substitution des combustibles fossiles., fioul lourd ou fioul domestique.
- Utilisation selon la revendication 1 dans laquelle les di-alcools sont utilisés en mélange avec un combustible fossile, leur taux d’incorporation volumique étant supérieur à 5% et inférieur à leur limite de solubilité dans le combustible fossile.
- Utilisation selon la revendication 1 dans laquelle les di-alcools se substituent entièrement au combustible fossile.
- Utilisation selon les revendications précédentes dans laquelle le di-alcool est constitué, soit d’éthylène glycol, soit de propanediol soit d’un mélange de ces produits avec d’autres composés renouvelables à un taux d’incorporation volumique inférieur à 15% de celui de ces di-alcools.
- Utilisation selon les revendications précédentes dans laquelle le ou les di-alcools sont obtenus par modification chimique ou fermentation de produits issus de la biomasse agricole ou forestière
- Utilisation selon les revendications précédentes dans laquelle le ou les di-alcools sont obtenus par modification chimique ou fermentation de sous-produits des industries agricoles et forestières, tels que le glycérol,
- Utilisation selon les revendications précédentes dans laquelle le ou les di-alcools sont obtenus par réaction du gaz carbonique de l’atmosphère ou issu d’une industrie ou de la production de biomethane avec de l’électricité ou de l’hydrogène.
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