Brevet FR2385437A1 — publié le 19781027

La présente invention concerne un perfectionnement des huiles combustibles, plus particulièrement un nouveau procédé pour préparer une émulsion aqueuse d'huile combustible. Le pétrole est une des sources les plus importantes d'énergie pour l'homme. Une multitude de produits pétrochimiques ont enrichi ou plut8t rendu possible la vie civilisée de l'humanité dans le siècle actuel En conséquence, on peut s'attendre à ce que le besoin de pétrole augmente dans l'avenir prévisible. La quantité estimée des gisements de pétrole dans le monde est limitée et leur distribution géographique est très irrégulière. Comme cela a été démontré dans la crise pétrolière de 1973, les quantités fournies et les prix peuvent être fixés au gré des régions productrices de pétrole. Une des premières questions à l'ordre du jour pour l'humanité est le dévéloppement de nouvelles sources d'énergie En fait, n'importe quel dispositif pour économiser la consommation de pétrole est le bienvenu. Compte tenu de ces circonstances, la présente invention suggère un tel moyen pour économiser le pétrole, dont le fondement est l'addition d'eau à une huile combustible. L'invention a deux buts : de préparer un agent émulsionnant permettant de mélanger de l'huile et de l'eau, et de produire un combustible ainsi émulsionné. L'idée tire son origine de phénomènes largement observés : par exemple, le charbon pulvérisé fournit plus de chaleur quand il est brAlé en mélange avec une petite quantité d'eau et on pulvérise de l'eau sur le combustible afin de produire une combustion plus efficace dans le four de fusion des usines sidérurgiques et dans un réacteur au décollage d'un avion. L'huile et l'eau ne se mélangent pas dans l'état naturel en raison de différences dans leur tension interfaciale et dans leur densité. Des substances polymères comme la gomme arabique, la gélatine végetale, des polyalcools, etc, sont connues comme agents émulsionnants pour l'huile et les graisses en général. Toutefois, ces substances se sont révélées inadéquates pour mélanger l'huile et l'eau. Un réacteur ultrasonore a été utilisé efficacement pour créer une émulsion de 70% d'huile et de 3070 d'eau. On a trouvé que cette émulsion produit plus de chaleur et en même temps réduit dans une large mesure les produits pol luants (voir Newsweek, 14 juin 1974) Mais les appareils d'émulsionnement ultrasonore sont assez coûteux à installer et à faire fonctionner.De plus, l'émulsion résultante laisse beaucoup à désirer des points de vue stabilité et permamence. Le but principal de la présente invention est de fournir un procédé pour préparer une huile combustible émulsionnée à un prix de revient minimal et avec un appareil d'émulsionnement simple et économique. Un autre but de l'invention est de fournir un procédé pour émulsionner de l'huile en mélangeant de l'eau avec l'huile. Un autre but encore de l'invention est de fournir un agent émulsionnant chimique permettant à l'eau et à l'huile d'être mélangées ensemble, cet agent ayant de bonnes propriétés de stabilité et de permanence Comme l'émulsion résultante doit être utilisée comme combustible, on doit tenir compte d'une relation satisfaisante entre l'économie de combustible et une combustion efficace. La proportion optimale d'eau peut être très inférieure à la proportion d'huile, car, ainsi qu'il est bien connu en général, non seulement la tension interfaciale des huiles est supérieure à celle de l'eau, mais encore leur densité est inférieure à celle de l'eau, de sorte que l'eau se place au-deseous de l'huile dans un mélange eau-huile.En conséquence, dans l'opération d'émulsionnement, l'eau doit être divisée en fines particules qui sont dispersées uniformément dans l'huile de manière qu'on obtienne une émulsion du type eau-dans-l'huile On peut utiliser un simple mélangeur ou un moulin colloïdal comme appareil d'émulsionnement. L'émulsion finale du type eau-dans-l'huile doit être dans un état colloïdal pour assurer la stabilité dans des conditions de variations modérées de température et de permanence pendant un laps de temps considérable Pour ces buts, la présente invention exige un agent émulsionnant plus efficace pour émulsionner l'hui- le avec l'eau. Comme résultat de diverses expériences, on a trouvé que la dextrine est un agent émulsionnant très efficace pour les buts de la présente invention. La dextrine est facilement soluble dans l'eau froide et a un degré élevé de dispersion. De plus, la dextrine a une faible viscosité, une haute fluidité, une forte adhésivité et une faible gélatinité, ce qui la rend idéale pour les buts de la présente invention. Dans un mode de mise en oeuvre de la présente invention, on prépare le combustible émulsionné désiré en ajoutant de la dextrine à raison de 2 à 15 parties en poids pour 1000 parties en poids de mélange eau-huile (30:70) et en mélangeant l'ensemble au moyen d'un appareil d'émulsionnement. Dans ce cas, si la quantité de dextrine est inférieure à 2 parties pour 1000 parties de mélange huile-eau, la stabilité de l'émulsion résultante est notablement réduite ; par ailleurs, si elle est supérieure à 15 parties pour 1000 parties de mélange huile-eau, le degré de dispersion de la dextrine est également abaissé en conséquence et sa fluidité devient faible. En même temps, dans ce dernier cas, une coagulation rend l'émulsion inférieure et également inadéquate pour passer par l'orifice d'un brûleur, car la coagulation cause un bouchage de l'orifice. En conséquence, on a trouvé que la quantité appropriée de dextrine à ajouter au mélange d'eau et d'huile doit être comprise entre 2 et 15 parties pour 1000 parties en poids par rapport au poids total correspondant du mélange. Une émulsion du type eau-dans-huile contenant ces quantités de dextrine peut conserver son état inhérent pendant jusqu'à 15 mois. Au contraire, quand on utilise de l'amidon à la place de la dextrine en utilisant diverses proportions ajoutées, on ntob- tient pas une émulsion d'eau-dans-l'huile. Comme mentionné ci-dessus, on a trouvé qu'un mélange ayant un rapport eau/huile de 30:70 est satisfaisant ; toutefois, si on fait varier les proportions de manière que le mélange contienne plus de 30 parties d'eau ou moins de 70 parties d'huile, le pouvoir calorifique du combustible est considérablement réduit. De plus, quand le rapport se rapproche de 50:50, la combustion n est plus possible D'après ce qui précède, on peut noter que les proportions appropriées d'eau et d'huile dans l'émulsion sont de 30% ou moins d'eau et de 7o% ou plus d'huile. Mais il y a lieu de noter que les proportions de mélange seront modifiées dans une mesure plus ou moins grande suivant le type d'huile à utiliser, c'est-à-dire suivant qu'il s'agit d'une huile lourde ou légère. Une autre considération importante selon la pré sente invention est qu'on a trouvé que le dégagement de pro duits polluants toxiques peut être grandement réduit en brûlant l'émulsion selon l'invention, par exemple une émulsion d'eau dans de l'huile pour soutes C Le tableau suivant présente une comparaison des produits de pollution résultant de l'émulsion selon l'invention et de ceux résultant de l'huile pour soutes C seule quand elle est brûlée dans les memes conditions Tableau : Comparaison des produits de pollution formés* 100 d'huile pour soutes C** Emulsion de 28% d'eau/ 7270 d'huile pour soutes C Quantité Quantité d'eau in- S02 CO d'eau in- S02 CO troduite troduite 1,00 553,6 ppm 500 ppm 0,80 206,9 ppm nil 1,25 568,2 530 1,00 305,5 120 1,50 568,2 1,50 384,4 145 * On utilise un brûleur "one-tone" dans cette expérience ** Huile pour soutes C dérivée d'un pétrole brut de Kuweit REVENDICATIONS 1 - Un procédé pour préparer une émulsion huileeau, selon lequel on mélange une quantité efficace de dextrine comme agent émulsionnant avec un mélange d'huile et d'eau; 2 - Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'huile et d'eau comprend moins de 50% d'eau et plus de 50% d'huile 3 - Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on ajoute entre 2 et 15 parties en poids de la dextrine pour 1000 parties en poids de mélange total. 4 - Une composition d'huile émulsionnée comprenant un mélange de moins de 50% d'eau et de plus de 50% d'huile et de 2 à 15 parties en poids de dextrine pour 1000 parties du mélange.