Brevet FR2278752A1 — publié le 19760213

b) La présente invention concerne l'énergie par l'agriculture et les industries de la distillerie et de la chimie pour production d'hydrocarbures. c) Dans les dispositifs connus, en période de pénurie ltagriculture française a produit le topinambour, tubercule adaptée à tous les terrains et nécessitant peu de soins culturaux; la distillerie industrielle est équipée pour produire de l'alcool (éthanol) par traitements des betteraves, topinam- bours, mélasses, grains, vils, marcs, cidres, poirés, pommes et poires. l'in- dustrie chimique a au au point toutes les techniques éprourées pour extraire les produits organiques du charbon et du pétrole. Toutes ces activités disponibles peuvent être axées, pour la défense économique d'une nation, dans une même orientation, sans investissements supplémentaires, vers une production nationale d'hydrocarbures de synthèse.L'originalité de l'invention consiste à intégrer dans l'ordre de son processus de fabrication les maillons de la chaine qui lie le topinsmbour aux hydrocarbures : ces maillons, étant pour chaque activité, connus et produits pour d'autres usages. d) Le dispositif, suivant l'invention, permettrait, par exemple, de couvrir les besoins de 15 millions de véhicules brûlant chacun 2000 litres de carburant par an. Ces besoins seraient converts par la fabrication d'hydro- carbures de synthèse apprevisionnée par la production agricole du tepinambour répartie sur une superficie de 1.500.000 hectares de terres arables, soit approximativement annuellement la production d'un hectare pour la consemnation énergétique de dix véhicules. e) Le dispositif, objet de l'invention, cezporte la culture du topi- nambour piriforme obtenu de semis et selectionné, sa peau est lisse et de cou leur rouge foncé . Cette plante est particulièrement riche en sucre pour entre préférée à d'autres varietés, son rendement à l'hectare est de 15 a 40 tonnes Selon une réalisation de l'invention, les moyens d'extraction des jus aucré du topinambour ( 75 % de son poids) comportent des procédés par pression. Le jus obtenu contient des glucides du groupe de l'inuline, qui ne sont pas fermenteacibles. Ces jus doivent entre acidifiés, le pH favorable à une bonne fer mentation est de l'ordre de a à 3,5 , puis portés à une température d'environ 95 degrés, pendant une durée de quinze å trente minutes, pour subir une hydrolyse qui transforme les inulines en sucres fermentescibles. Selon une au- tre réalisation de l'invention, le moyen d'obtenir une fermentation des jus aucrés comporte plusieures a voies pratiqueés en distillerie 1/ la fermentation par levures pures. 2/ la méthode aux antiseptiques. 3/ la fermentation par coupages. 4/ le procédé Beinet-Melle par reprise des levares. Selon une autre réalisation de l'invention, le moyen de fabriquer industri- ellement l'alcool (étbanel) comporte une usine à marche continue équipée de colonnes de distillation absorbant les jus fermentés. Selon une autre réalisation de l'invention, le moyen d'obtenir un alcool parfaitement déshydraté comporte entre autres procédés l'utilisation de la chaux vive ,avide d'eau. Llalcool déshydraté peut se mélanger en toutes proportions d'une façon homogène à l'essence de pétrole. Il améliore l'indice d'octane et il est nota- ment antidétonant et moins polluant que le plomb tétraéthyle. Selon une autre réalisation de l'invention, le moyen de libérer l'éthylène comporte la réduction de l'alcool déshydraté par l'acide sulfurique.Selon une autre réalisa- tion de l'invention, les moyens d'obtenir les multiples combinaisons du carbone et de l'hydrogène à partir de l'éthylène comportent des gommes de fortes températures et des hautes pressions auxquelles est soumise ltéthylène dans la catalyse : les réactions donnent des dissociations ou associations des molécules, "transhumances11 des atomes de carbone et d'hydrogène d'une molécule à une nouvelle molécule d'où résulte les series d'hydrocarbures cycliques ou acycliques. Dans un premier temps est recherchéela dissociation de la molécule d'éthylène (denx atomes de carbone et quatre atomes d'hydrogène) l'hydrocarbure est acyclique c'est-à-dire que sa molécule est ouverte ( elle peut donner et recevoir d'autres atomes).Les "transhumancesî' des atomes de la molécule d'éthylène donnent naissance à d'autres molécules, entre autres à des molécules types qui, dans un second temps, seront sélectionnées pour la réalisation de nouvelles structures. Le réacteur primaire est constitué d' une sorte de chaudière tubulaire où l'éthylène circule dans les conduits intérieurs sous hautes pressions à travers des grilles parallèles amovibles et disposées à intervalles réguliers entre lesquelles est retenue de la limail- le de nickel (catalyseur). Dela vapeur d'eau circule sous températures supérieures à 500 degrés entre les conduits intérieurs du réacteur. La longueur des conduits intérieurs est proportionnelle à la vitesse de circulation des hydrocarbures dans le réacteur et au temps nécessaire aux réactions.Le réacteur primaire est jumelé à une tour de fractionnement primaire où les hydrocarbures se déposent par ordre décroissant des densités. La "transhumance d'un atome de carbone hors de la molécule d'éthylène donne naissance par perte à la nouvelle molécule acyclique du méthane (un atome de carbone et quatre atomes d'hydrogène). L'atome libre de carbone s'associe, par exemple, à deux molécules de méthane et donne naissance par addition à la nouvelle molécule acyclique du propane (trois atomes de carbone et huit atomes d'hy drogène). La "transhumance'l de deux atomes d'hydrogène donne naissance par perte à une nouvelle molécule acyclique, l'acétylène (deux atomes de carbone et deux atomes d'hydrogène) caractérisé par la triple liaison des deux atemes de carbone, la liaison des deux atomes de carbone est double dans l'éthy- lène. Deux atomes libres l'hydrogène et quatre atomes libres de carbone s'associent à une molécule d'éthylène et donnent naissance par addition à une molécule cyclique, le benzène (aix atomes de carbone et six atomes d'hydrogène) caractérisé par trois doubles liaisons des atomes de carbone aux atomes d'hy- drogène. L1 tour de fractionnement primaire alimente trois réacteurs secondaires jumelés à trois tours de fractionnement secondaires. Craque réacteur secondaire est spécifique à une pression, une température et un hydrocarbure acyclique d'un seul type pour développement de molécules d'un même modèle.Le méthane circule dans le premier réacteur secondaire pour développement des alcanes de formule CnH2n+2. L'éthylène circule dans le second réacteur secondaire pour développement des alcènes de formule CnH2n L'acétylène circule dans le troisième réacteur secondaire pour développement des alcynes de formule CnH2n-2. Les nouvelles molécules se déposent dans les tours de fraeti.n- nement secondaires par ordre décroissant dea densités. Tel qu'il est représenté le dispositif comporte la culture 1 du te- pinambour piriforme 2 qui alimente les pressoirs 3. Les jus 4 acidifiés es 5 à un Pi de 3 à 3,5 et chauffés en 6 à 95 degrés entre 15 et 30 minutes don- nent des ancres fermentescibles. La fermentation 7 des jus 4 fermentescibles par un des quatre procédés connus levures pures 8, méthode aux antisepti- ques 9, coupages 10 ou procédé Boinet-Melle 11, produit la transformation du sucre en alcool. Une usine 12, à marche continue, dans des colonnes de distil lation 13 extrait l'alcool éthylique ou éthanol 14.La chaux vive 15 déshydrate par avidité pour l'eau l'alcool 14. L'acide sulfurique 16 réduit l'al cool 14 pour la libération de l'méthylène 17. le réacteur primaire 18 à catalyse est pourvu de conduits intérieurs 19 contenant à intervalles réguliers des grilles 20 amovibles pour retenir la limaille de nickel 21, à travers 1quelle circule l'éthylène 17 et les produits de la réaction catalytique, la vapeur d'eau circule entre les conduits 19. Les pressions de l'éthylène sont élevées et les températures supérieures à 300 degrés. Une tour de fractionnement 23 stocke par ordre décroissant des densités les hydrocarbures issus du réacteur 18.Les productions du méthane 24, éthylène 17, acétylène 25 sont reliées par conduits 26 aux trois réacteurs secondaires 27, jumelés à trois tours de fractionnement 88 , qui développent par pressions et températures spécifiques à chaque hydrocarbure les alcanes 29, alcènes 30 et alcynes 31. f) Le dispositif, objet de l'invention, peut être utilisé en période perturbée dans l'approvisionnement des hydrocarbures naturels. Dans la paneplie à développer, il est un moyen de dissuasion applicable rapidement à moin- dre frais centre la surenchère galopante circonstanciée du marché du pétrole, ce qui ne peut qu'assainir l'équilibre monétaire international. La mise en oeuvre de la chaîne du topinambour lève définitivement l'hypothèque du taris sement des gisements pétroliers : la culture du topinambour est renouselable annuellement, la source reste donc inépuisable. Le carburant synthétique produit dans les pays industriels devrait protéger les dernières réserves de pétrole pour la préservation du patrimoine de la planète qui n'appartient pas qu'à notre génération. Egalement devrait diminuer l'énorme trafic des pétroliers polluants qui vidangent leurs résidus dans les océans ou lilèrent leur cargaison dans un naufrage. Un procédé nouveau (brevet en préparation) rendra la combustion des hydrocarbures propre. Mais les problèmes de la consommation de l'oxygène de la biosphère en constante augmentation, des nuisances du transport et de la sécurité accrue de l'usager, ne seront pas pour autant résolus avec les moyens connus. De nouvelles techniques viendront seules à bout de cette situation désastreuse. R E V E N D I C A T I O N S 1-Dispositif permettant de produire des hydrocarbures de synthèse à partir de la chaîne du topinambour piriforme, caractérisé par le fait que l'arrangement original des maillons de la channe, connus séparément, com- rend la culture du topinambour, l'extraction de son jus, Sa fermentation, la distillation, la déshydratation de l'alcool, la libération de l'éthylène, le traitement priiaaire thermod7nanique, catalytique, sous forte r' ressi on de l'éthylène qui se scinde dans une tour de fractionnement jumelée au réacteur en plusieurs ilydrocarbures cycliques et acycliques de densités différentes et où sont choisis des hydrocarbures types pour traitements secondaires spécifiques du méthane en alcanes, de l'éthylène en alcènes et de l'acétylène en alcynes. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'une production nationale d'hydrocarbures de synthèse comprend la culture du topinambour piriforme riche en sucre et à bon rendement variant de quinze à quarante tonnes à l'hectare. 3-Dispositif selon les revendications de 1 à 2, caractérisé par le fait que le moyen d'extraire les jus sucrés mi topinaubour comporte des procédés par pression où le jus obtenu n'est pas fermentescible ; il est acidifié à un ph de a à 8,5, puis porté à une température de quatre-vingt-quinze degrés C pendant quinze à trente minutes subissant une hydrolyse transfor mant l'inuline contenue en sucre fermentescible. 4-Dispositif selon les revendications de 1 à 3, caractérisé par le fait que le moyen destiné à la fermentation du jus fermentescible comporte plusieurs méthodes : la fermentation par levures pures, la methode aux antiseptiques, la fermentation par coupages, le procédé BOINOT-MELLE par reprise des levures. 5-Dispositif selon les revendications de 1 à 4, prises séparément, caractérisé par le fait que le moyen de produire industriellement l'alcool (éthanol) comporte une usine à marche continue équipée de colonnes de distillation absorbant les jus fermentés. 6-flispositif selon les revendications de 1 à 5, prises séparément, caractérisé par le fait que le moyen d'obtenir un alcool parfaitement déshydraté conforte entre autres procédés l'utilisation de la chaux vive, avi- de d'eau ; cet alcool déshydraté peut se mélanger en toutes proportions d' une façon homogène à l'essence de pétrole, il améliore l'indice d'octane, il est antidétonant et peut se substituer au tétraéthyle de plomb, polluant i:a- bituellement utilisé. 7- dispositif selon les revendications de I à 6, prises séparément, caractérisé par le fait que le doyen de libérer l'éthylène ue l'alcool com- orte de traitement de l'alcool déshydraté par l'acide sulfurique qui absorbe le groupement OL de la molecule éthylique et lui extirpe un atome d'hydrogène. 6-Dispositif selon les revendications précédentes, prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que d'obtenir de multiples combinaisons du carbone et de l'hydrogène à partir de l'éthylène comporte l'utilisation de plusieurs gammes spécifiques de températures et pressions en présence d'un catalyseur à des réactions primaires et secondaires obtenues dans les réacteurs de types "chandière tubulaire"; dans une première réaction l'éthylène sous forte pression circule dans les conduits intérieurs du réacteur a travers des grilles parallèles amovibles retenant de la limaille de nickel, par exemple, tandis que de la vapeur d'eau circule a- plus de trois cents degrès C entre les conduits intérieurs ; la longueur des conduits intérieurs est proportionnelle a la vitesse de circulation des hydrocarbules dans le réacteur et au temps nécessaire a leurs transformations ; le réacteur primaire est jumelé a une tour de fractionnenient primaire où se déposent par ordre décroissant des densités les hydrocarbures liquéfiés par la pression par dissociation ou association des molécules, par "transhumance" des atomes de carbone et d'hydrogène, par addition ou par retrait, résultent cles séries d'hydrocarbures cycliques et acycliques ( molécules ouvertes ou fermées, les molécules ouvertes sont transformables ) ; la tour de fractionnement primaire peut donc contenir entre autres produits du méthane acyclique CH4, du propane acyclique C3H8, de l'éthylène acyclique C2R4, de l'acetylène acyclique C21i2, dii benzène cyclique C6H6; la tour de fractionnement primaire ali- mente trois réacteurs secondaires jumelés a trois tours de fractionnenent secondaire ; chaque réacteur secondaire est spécifique a une pression, une température, un catalyseur et à un hydrocarbure acyclique d'un seul type pour développement de molécules d'un même modèle ; le méthane circule dans le premier réacteur secondaire pour développement des alcanes de formule : CnH2n+2 (hydrocarbures saturés on carburants), l'éthylène circule dans le second réacteur secondaire pour développement des alcènes de formule : CnH2n , l'acétylène circule dans le troisième réacteur secondaire pour développement des alcynes de formule : CnH2n-2 ; les nouveaux hydrocarbures se déposent dans les tours de fractionnement secondaire par ordre décroissant des densités des liquides sous pression.