Brevet FR2487846A2 — publié le 19820205

FR 2487846 A2 19820205 FR 8017147 A 19800801 Le brevet principal concerne des mélanges divers utilisables comme carburants automobiles. Ces mélanges renferment de l'alcool butylique (n-butanol) et de l'acétone. Eventuellement ils renferment de l'isoprn- panol et/ou de l'éthanol. Les différents mélanges décrits dans la demande principale peuvent avantageusement être mélanges avec diverses essences pour automobiles. On a maintenant constaté que certains des mélanges décrits dans la demande principale, en mélange avec un gasoil, fournissent des carburants d'excellente qualité pour moteurs Diesel. De même,certains des mélanges décrits dans la demande principale, en mélange avec un fuel-oil domestique (c'est-à-dire avec du mazout) fournissent des carburants de bonne qualite pour les moteurs utilises dans les domaines agricoles (moteurs de tracteurs par exemple). Enfin certains des mélanges decrits dans la demande de brevet principal peuvent également, en mélange avec du fuel-oil domestique (mazout), parfaitement convenir pour servir de combustibles dans les diverses installations de chauffage. Les carburants ou combustibles selon la pro sente demande de brevet d'invention,qui renferment de l'alcool butylique et de l'acétone,ren- forment en poids (a) 5 à 95% d'un gasoil ou d'un fuel domestique et (b) 95 à 5% d'un mélange lui-même renferment, en poids, de 85 à 40% d'alcool butylique et de 15 à 60% d'acétone. De preférence, les carburants selon l'invention renferment en poids, (a) 65 à 93% ou mieux 75 à 90% d'un gasoil ou d'un fuel-oil et (b) 35 à 7% ou mieux 25 à 10% du mélange alcool butylique-acétone. D'une façon préférée, ledit mélange peut eventueilenentrsnfermer, en fonction des utilisations désirées, en outre de l'isopropanol, ce mélange renfermant en poids 50 à 95 /J d'alcool butylique,15 à 25% d'acétone et 5 à 35% d'isopropanol. Dans certains cas, il peut être judicieux d'ajouter au dit mélange (renfermant de l'alcool butylique et de l'acétone) de l'éthanol,dans les proportions suivantes en poids 40 à 80% de butanol, 15 à 45% d'acétone et 1 à 15% d'éthanol.On peut encore utiliser des mélanges plus particuliers renfermant à la fois de l'alcool butylique, de l'acétone, de l'isopropanol et do l'éthanol dans les proportions suivantes en poids : 45 à 75% de butanol, 15à25%d'acé- tune, 1û à 30% d'isoproponcl et 1 à10% d'éthanol. Enfin l'un desdits mélanges précédemment définis peut avantageusement renfermer en poids 0 à 25% de méthanol et de préférence 5 à 15%. Exemple 1 On reprend le mélange A de la demande de brevet principal qui renferme en poids 75% d'alcool butylique et 25% d'acétone. On le mélange à un gasoil ordinaire du commerce (dont les caractéristiques sont données dans le tableau I) dans les proportions suivantes en poids : 80% de gasoil et 20% du mélange A (c'est-à-dire finalement : gasoil 80% butanol 15% acétone 5% t. Les caractéristiques ainsi obtenues par mélange du gasoil et du mélange A sont comparées dans le tableau I. TABLEAU - I Gasoil commercial 80% gasoil + 20% mélange A ( oids) Masse volumique à 200C tg/ml) 0,8275 0,821 P.C. I. (k joules/kg) 42419 40369 Viscosité à 200C 4.16 centistokes 2.91 soit 4.16 x 10-6 m2/sec. indice de Cétane 54 41 Point éclair (0C) 78 10 Point de trouble t C) - 2 à -3 - 1 à - 2 Point d'écoulement t C) -15 à -18 -15 à -18 Température limite de filtrabilité (0C) - 7 à - 8 - 4 à - 5 Le gasoil commercial utilisé ci-dessus était additivé pour obtenir de bonnes caractéristiques à froid gasoil hiver3. Exemple 2 On a répété l'exemple 1 en utilisant successivement deux gasoils légèrement différents de celui utilisé dans l'exemple 1 à savoir un gasoil non "additivé" et un gasoil type "été". Les résultats obtenus sot indiqués respectivement dans les tableaux II et III. TABLEAU II Gasoil commercial non 80% gasoil + 20% mé additivé lange A Point de trouble ( C) + 7 + 9 Point d'écoulement ( C) - 3 - 6 Température limite de filtrabilité COC) + 7 + 6 TABLEAU III Gasoil commercial 80% gasoil + 20% md (type été) lange A Point de trouble ( C) + 3 + 1 Point d'écoulement ( C) - 12 - 15 Température limite de filtrabilité ~ t C) - 5 - 5 il apparait, au vu des tableaux I à III,que que l'addition d'un mélange Butanol-Acétone à un gasoil, permet d'obtenir un carburant très convenable dont les caractéristiques, si elles ne sont pas jugées suffisantes, peuvent toujours être corrigées facilement, par exemple, par l'ajout d'additifs appropriés. Exemple 3 On a effectué un essai moteur pour tester la faculté de mise en oeuvre du carburant selon l'invention, c'est-à-dire ici du mélange 80% gasoil de l'exemple 1 + 20% mélange A. Le moteur choisi est un moteur de traction, à préchambre type Ricardo, dans son état standard de réglage pour le gasoil ordinaire. Malgré les différences de propriétés du gasoil additivé, aucune modification n'a été apportée sur les réglages du moteur pour l'essai, et par conséquent aucune optimisation nouvelle n'a été recherchée à ce stade en ce qui concerne les émissions et les rendements. Dans ces conditions, les résultats obtenus pour deux régimes caractéristiques du moteur (régime de couple maximum : 2000 tr/min et régime maximum du moteur : 4150 tr/min] sont indiquées dans les tableaux IV et V. TABLEAU IV [régime de couple maximum : 20POtrSmin) Puissance kw 9,42 19,24 28,70 35,62 Rendement effectif avec gazoil seul 0,263 0,318 0,336 0,324 Rendement effectif avec gasoil + mélange A (80%-20%) 0,271 0,333 0,347 0,338 Température échappement avec 245 382 475 575 gasoil seul [ C) Température échappement avec gasoil + mélange A (80%-20%) l C) Fumées avec gasoil seul 0,7 . 1,6 1,5 2,2 (Indice Bosch) Fumées avec gasoil seul + 0,6 0,7 1,2 - 1 2,1 mélange A (80%-20%) (indice Bosch) TABLEAU V régime maximum du moteur :: 4150tr/min) Puissance kw 13,47 26,86 40,33 53,73 Rendement effectif avec gasoil seul 0,145 0,216 0,253 0,259 Rendement effectif avec gasoil + mélange A t80%-20%) 0,144 0,213 0,259 0,263 Température échappement avec 360 440 540 665 gasoil seul t C) Température échappement avec 365 445 540 685 gasoil + mélange A (80%-20%) (0C) Fumées avec gasoil seul 0,8 1,3 1,1 0,9 indice Bosch] Fumées avec gasoil seul + 1,0 1,2 1,0 0,7 mélange A (80%-20%) (indice Bosch) il faut remarquer que les comparaisons ont été effectuées à même puissance. Cependant le pouvoir calorifique au litre du mélange Gasoil + mélange acétone-butanol est un peu plus faible que celui du gasoil de base c'est-à-dire du gasoil commercial utilisé seul. Les puissances maximales observées ont été ainsi de 36,94 kw à 2000 tr/min avec le gasoil de base 35,62 " gasoil + mélange A t80-20%) 55,57 " à 4150tr/min avec le gasoil de base 53,73 " " " gasoil + mélange A t80-20%) Cela est conforme avec les pouvoirs calorifiques au litre respectifs et aux légers gains de rendement observés, puisque les pompes d'injection sont volumétriques. Un léger réglage de la pompe permettrait de retrouver les puissances nominales sans inconvénient, si le gain de rendement ne suffisait pas. Exemple 4 On a déterminé l'indice de cétane de divers carburants dont la composition est indiquée dans le tableau VI TABLEAU VI Gasoil de base de l'exemple 1 seul Indice de cétane 54 90% n + 10% Mélange A D 49 (défini dans l'exemple 13 80% " + 20% D " 41 70% " + 30% .. 36 50% " + 50% .. 30 il est possible d'utiliser un plus fort pourcentage du mélange A et d'obtenir un indice de cétane correct, à la condition toutefois d'"additiver" le carburant obtenu par ajout a) d'un peu d'huile (par exemple végétale, ou minérale ou autre) ou de tout autre additif approprié pour obtenir une viscosité adéquate b) par des améliorants de l'indice de cétane, par exemple ceux du type nitrates d'alkyles, etc Toutes les considérations qui précédent sont d'ailleurs valables pour des carburants à base (a) d'un gasoil et [b) d'un mélange d'alcool butylique (n-butanol) d'acétone et d'isopropanol. Exemple 5 Cet exemple a pour but de démontrer qu'aux carburants ou combustibles selon la présente demande de brevet d'addition, il est possible d'ajouter des quantités non négligeables de méthanol qui ne peut être utilisé seul. On sait qu'on ne peut ajouter directement du méthanol à un gasoil en raison de phénomènes de démixion spontanée, aggravée par la présence, méme faible,d'eau . Les mélanges selon l'invention peuvent tenir lieu de tiers sclvants et permettent ainsi l'ajout de méthanol dans des quantités qui dépendent de la nature et des pourcentages des composants qui constituent le carburant ou le combustible. Le tableau VII suivant indique les pourcentages en poids de méthanol à ne pas dépasser pour ne pas diminuer la stabilité, la séparation au froid et la séparation à la température ambiante de différents carburants renfermant a) du gasoil utilisé dans l'exemple 1 ou un gasoil US 2D à 35% poids d'hydrocarbures aromatiques et b) le mélange A renfermant en poids 75% de butanol et 25% d'acétone ou un mélange B renfermant en poids 70% de butanol, 15% d'acétone et 15% d'isopropanol. TABLEAU VII INFLUENCE DE L'ADDITION DE METHANOL ABSOLU (% POIDS) I Fomposition du mélange Gascil de I'exemple 1 de base Stabilité Séparation au Séparation a la froid tempE.ambiante 9,1 11,1 13,0 20% poids ~ ~ ~ ~ Gasoil / ~ 90% P A 4,8 7,0 9,1 j106ApOidj Gasoil BO%"d 8 9,1 11,? 14,9 20% poids ~ ; ;asoil 90% 4,8 7,0 9,1 90% po 4,8 7,0 9,1 10% poids GASOIL US 2 D t35% d'aromatiques] Gasoil 80% P A 14,9 16,7 20,0 poids Gasoil 90% p > 7,0 poids A 7,0 9,1 11,1 10% poids Gasoil 80% poids L 8 20% poids Gasoil 90% "io 7,0 9,1 11,1 / 10% poids REVENDICATIONS 1) Nouveaux carburants ou combustibles selon la revendication 1 du brevet principal renfermant en poids (a) 5 à 95% d'un gasoil ou d'un fuel-oil domestique et (b) 95 à 5% d'un mélange lui-memernfermant,en poids, de 85 à 40% d'alcool butylique et de 15 à 60% d'acétone. 2) Carburant ou combustible selon la revendication 1 renfermant en poids (a) 65 à 93% d'un gasoil ou d'un fuel-oil domestique et (b) 35 à 7% dudit mélange. 33 Carburant ou combustible selon la revendication 2 renfermant en poids (a) 75 à 90% de gasoil ou d'un fuel-oil domestique et (b) 25 à 10% dudit mélange 4) Carburant ou combustible selon la revendication 2 dans lequel ledit mélange renferme en poids 50 à 65% d'alcool butylique,15 à25% d'acétone et 5 à 35% d'isopropanol. 53 Carburant ou combustible selon la revendication 2 dans lequel ledit mélange renferme en poids 40 à 80% d'alcool butylique, 15 à 45% d'acétone et 1 à 15% d'éthanol 63 Carburant ou combustible selon la revendication 5 dans lequel ledit mélange renferme en poids 45 à 75% d'alcool butylique, de 15 à 25 %d'acétone, de 10 à 30% d'isopropanol et de 1 à 10% d'méthanol 7) Carburant ou combustible selon l'une des revendications 1 à 6 dans lequel ledit mélange renferme en outre O à 25% de méthanol 8)Utilisation d'un carburant ou d'un combustible selon l'une des revendications 1 à 7 dans les moteurs de type Diesel. 93 Utilisation d'un carburant ou d'un combustible selon l'une des revendications 1 à 7 dans les moteurs destinés à l'industrie agricole. 10) Utilisation d'un carburant ou d'un combustible selon l'une des revendications 1 à 7 dans les chaudieres de chauffage.