Brevet FR2872562A1 — publié le 20060106

La présente invention concerne un procédé et dispositif pour fournir de l'acétylène à un site utilisateur d'acétylène, en particulier lorsque ce site utilisateur consomme de l'acétylène à un débit de pic supérieur au débit moyen pour lequel la source d'acétylène est dimensionnée, c'est-à-dire lorsque la demande en acétylène devient ponctuellement et temporairement supérieure à la demande normale ou habituelle de ce site utilisateur. Actuellement, les sources d'acétylène les plus fréquentes sont celles d'origines chimique ou pétrochimique et les générateurs d'acétylène qui sont eux-mêmes des réacteurs soit chimiques, dans lesquels du carbure de calcium est mis en contact avec de l'eau pour produire de l'acétylène et de la chaux; soit électrochimiques, dans lesquels de l'hydrogène et/ou du carbone etlou un hydrocarbure sont soumis aux actions d'un arc électrique ou d'un plasma pour produire de l'acétylène. Après production et avant d'être utilisé, l'acétylène est habituellement stocké dans des récipients de stockage, telles des bouteilles ou bonbonnes de gaz. Compte tenu de l'instabilité de ce gaz, les bouteilles de stockage d'acétylène sont généralement garnies d'une masse poreuse minérale élaborée au sein même de la bouteille par exemple réaction de chaux sur de la silice (Procédé Norris) pour des raisons de sécurité et pour respecter les réglementations en vigueur, et le plus souvent remplies d'un solvant, tel l'acétone ou le diméthylformamide (DMF), dans lequel l'acétylène est conservé en solution et sous pression, typiquement à une pression de 15 à 20 bar (à 15 C). Dans tous les cas, les stockages et les générateurs d'acétylène sont capables d'assurer un débit moyen (Qm) de gaz dépendant principalement: pour les bouteilles: de leur taille et de la température ambiante, - pour les générateurs chimiques: de leurs dimensions, et - pour les générateurs électrochimiques: de leur puissance électrique. Autrement dit, ces sources classiques d'acétylène sont toujours dimensionnées pour un débit moyen (Qm) donné et ne peuvent donc pas, de ce fait, débiter plus que celui-ci, ce qui pose problème en cas de pic de consommation par le ou les sites utilisateurs situés en aval de ces stockages, lesquels peuvent avoir besoin ponctuellement d'une quantité plus élevée d'acétylène. De ce fait, même si de tels pics de consommation ne sont que très ponctuels et occasionnels, il est d'usage de dimensionner les sources d'acétylène pour prendre en compte l'éventualité de tels pics de consommation, ce qui présente l'inconvénient d'avoir des sources d'acétylène surdimensionnées le reste du temps, c'est-à-dire en période normale (hors pic). Le problème qui se pose alors est de permettre à une source d'acétylène d'assurer une fourniture d'acétylène y compris pendant les débits de pointe (Qp) supérieurs au débit moyen (Qm) et ce, sans pour autant devoir sur-dimensionner cette source d'acétylène, de manière à pouvoir répondre à tout pic de consommation ponctuel d'un site utilisateur d'acétylène. La solution de l'invention est un procédé pour fournir de l'acétylène à au moins un site utilisateur d'acétylène consommant l'acétylène, à partir d'une source principale d'acétylène permettant de délivrer de l'acétylène jusqu'à un débit moyen (Qm) donné, caractérisé en ce que, lorsque le site utilisateur consomme de l'acétylène à un débit de pic (Qp) tel que Qp > Qm, on alimente le site utilisateur en acétylène: - d'une part, à partir de la source principale d'acétylène à un débit d'alimentation (Qa) tel que: Qa Qm, et - d'autre part, à partir d'au moins une source secondaire d'acétylène à un débit d'alimentation (Qb), tel que: Qa +Qb = Qp. Selon le cas, le procédé l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - lorsque le site utilisateur consomme de l'acétylène à un débit de consommation (Qc) tel que Qc - la source secondaire d'acétylène est agencée à l'intérieur de la source principale d'acétylène. - la source secondaire d'acétylène contient une masse poreuse. - la source secondaire d'acétylène et la source principale d'acétylène alimentent une canalisation acheminant l'acétylène à un ou plusieurs sites utilisateurs d'acétylène. L'invention porte aussi sur un récipient de gaz, en particulier une bouteille de gaz, comprenant un corps principal renfermant une masse poreuse imprégnée de solvant et contenant de l'acétylène, caractérisée en ce qu'une réserve-tampon d'acétylène est agencée à l'intérieur dudit corps principal. Selon le cas, le récipient de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la réserve-tampon d'acétylène est garnie d'une masse poreuse non imprégnée de solvant. - le corps principal comporte un robinet de contrôle du passage de gaz avec un circuit interne permettant de mettre en communication l'intérieur du corps de récipient, l'intérieur de la réserve-tampon et/ou un circuit de soutirage et/ou remplissage du corps. Selon encore un autre aspect, l'invention porte aussi sur une installation de fourniture d'acétylène à au moins un site utilisateur d'acétylène consommant l'acétylène comprenant: - une source principale d'acétylène permettant de délivrer de l'acétylène jusqu'à un débit moyen (Qm) donné, au moins une source secondaire d'acétylène, - au moins une canalisation d'acheminement de gaz pour acheminer l'acétylène délivré par la source principale d'acétylène et par au moins une source secondaire d'acétylène à au moins un site utilisateur, et - des moyens de contrôle du passage de gaz coopérant avec au moins la source secondaire d'acétylène de manière à alimenter la canalisation d'acheminement de gaz avec de l'acétylène provenant de la source secondaire d'acétylène uniquement lorsque le débit d'acétylène consommé par ledit au moins un site utilisateur est supérieur au débit moyen (Qm). De préférence, la source principale d'acétylène et ladite au moins une source secondaire d'acétylène sont chacune équipées d'un robinet ou d'un robinet-détendeur. Autrement dit, la solution de l'invention consiste à prévoir une source principale d'acétylène dimensionnée pour un débit moyen (Qm) donné et à constituer dans ou à proximité immédiate de la source principale, une (ou plusieurs) source secondaire ou réserve-tampon d'acétylène disponible pour des pics de consommation, c'est-à-dire lorsque le débit de consommation correspond à un débit de pic (Qp) avec Qp> Qm. Avantageusement, la source secondaire ou réserve-tampon est reconstituée par la source principale d'acétylène pendant des périodes creuses de consommation pendant lesquelles: Qc La source secondaire ou réserve tampon forme un volume réservé d'acétylène agencé soit au sein même de la source principale, soit à proximité de la source principale. La source secondaire peut être garnie d'une masse poreuse pour prévenir la propagation d'une décomposition, mais non remplie de solvant pour accélérer la cinétique du soutirage du gaz qu'elle a accumulé et celle de son remplissage. La réserve-tampon peut être garnie de masse poreuse ou de tout autre moyen permettant de conserver le gaz sous pression élevée dans de bonnes conditions de sécurité. Toutefois, sous réserve de limiter la pression à 1,5 bar, la réservetampon peut ne pas comporter de masse poreuse. La présente invention est détaillée ci-après en références aux Figures illustratives annexées. La Figure 1 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'une bouteille 1 d'acétylène selon l'invention, laquelle est garnie d'une masse poreuse et imprégnée de solvant avec une réserve-tampon 2 intégrée qui, dans ce cas, est aussi garnie d'une masse poreuse, mais non imprégnée de solvant. Un circuit 3 interne permet de mettre en communication, selon la position occupée par le robinet 4, l'intérieur de la bouteille 1, l'intérieur de la réserve-tampon 2 et le circuit 8 de soutirage et remplissage. A cet effet, le robinet 4 comporte un axe tournant commandé par un levier 5, et deux ensembles came-valve 6 et 7. Lorsque le robinet 4 est dans la position A' de la Figure 1, les deux valves 6, 7 sont ouvertes et autorisent le passage de l'acétylène pour le soutirage et pour le remplissage entre le circuit 8, la bouteille 1 et la réserve tampon 2. Lorsque le débit de soutirage, c'est-à-dire le débit de consommation devient supérieur au débit moyen (Qm) nominal de la bouteille, c'est-àdire dans le cas d'un débit de pic (Qp), la réserve-tampon 2 se vide en complétant le débit délivré par la bouteille 1. La zone centrale de la bouteille 1 est celle qui subit le moins d'échanges thermiques avec l'extérieur. On la préférera donc pour l'installation de la réserve tampon car cette dernière, au remplissage comme au soutirage, a moins besoin de ces échanges thermiques que la masse poreuse imprégnée de la bouteille 1. En position B, le robinet 4 est fermé, ce qui implique que la bouteille 1 et réserve-tampon 2 sont isolées et n'alimentent donc pas le site utilisateur en acétylène. En position C, seule la réserve-tampon 2 est isolée, ce qui autorise le remplissage en solvant (ré-acétonage) de la bouteille 1 et ce, sans pollution de la réserve-tampon 2 qui doit rester exempte de solvant pour conserver sa dynamique de captage et délivrance de gaz. Comme il est possible que du solvant de la bouteille 1 migre vers la réserve 2 et en affecte négativement sa capacité à délivrer des débits de pointe Qp (et modifie la tare de l'ensemble), en variante, illustrée par la position D, le circuit 3 permet de sélectionner le passage entre l'intérieur de la réserve-tampon 2 seule et le circuit 8 de soutirage et remplissage. Ceci permet d'extraire de la réserve-tampon 2 le produit des migrations de solvant en appliquant une dépression par exemple. En variante, la réserve-tampon peut être extérieure à la bouteille 1 comme schématisé sur la Figure 2 qui représente un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans ce cas, une canalisation 13 amont de gaz met en communication la bouteille 11 munie d'un robinet ou d'un robinet-détendeur 12 avec la réserve-tampon 20 d'acétylène munie, elle aussi, d'un robinet ou d'un robinet-détendeur 14 de manière à délivrer l'acétylène au débit désiré, par exemple au débit de pic Qp, provenant des deux sources 11, 20, à une canalisation 15 aval de gaz alimentant un ou plusieurs sites utilisateurs d'acétylène. A titre d'exemple, le robinet 14 peut être muni d'un volant 31 rotatif commandant la rotation d'un boisseau 32 qui met en communication ou isole simultanément son circuit d'entrée 33, son circuit de sortie 35 et son circuit de réserve 34. En option, le circuit d'entrée 33 peut être équipé d'un limiteur de débit 36 dont la fonction est de privilégier le soutirage de la réserve par rapport au soutirage de la bouteille en particulier en cas de débit très important. Cette dernière option prévient l'extraction de solvant de la bouteille. Comme montré sur la Figure 3 (vue schématique de dessus), une bouteille d'acétylène 11, une réserve-tampon 20 et une bouteille d'oxygène 16 peuvent être regroupées dans un logement mural ou dans un chariot 17, fermé par une chaîne 18 ou autre moyen de fermeture analogue, sans que la réserve- tampon 20 n'augmente le volume enveloppe de l'ensemble, puisque la réserve-tampon 20 vient simplement se loger dans l'espace laissé libre par la forme cylindrique des bouteilles 11, 16. Une ou l'autre des bouteilles 11, 16 peut être facilement changée, lorsqu'elle est vide, alors que la réserve- tampon 20 reste constamment à demeure sur le logement ou le chariot 17. Revendications 1. Procédé pour fournir de l'acétylène à au moins un site utilisateur d'acétylène consommant l'acétylène, à partir d'une source principale d'acétylène permettant de délivrer de l'acétylène jusqu'à un débit moyen (Qm) donné, caractérisé en ce que, lorsque le site utilisateur consomme de l'acétylène à un débit de pic (Qp) tel que Qp > Qm, on alimente le site utilisateur en acétylène: - d'une part, à partir de la source principale d'acétylène à un débit d'alimentation (Qa) tel que: Qa Qm, et - d'autre part, à partir d'au moins une source secondaire d'acétylène à un débit d'alimentation (Qb), tel que: Qa +Qb = Qp. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque le site utilisateur consomme de l'acétylène à un débit de consommation (Qc) tel que Qc 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la source secondaire d'acétylène est agencée à l'intérieur de la source principale d'acétylène. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la source secondaire d'acétylène contient une masse poreuse. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la source secondaire d'acétylène et la source principale d'acétylène alimentent une canalisation acheminant l'acétylène à un ou plusieurs sites utilisateurs d'acétylène. 6. Récipient de gaz, en particulier une bouteille de gaz, comprenant un corps principal (1) renfermant une masse poreuse imprégnée de solvant et contenant de l'acétylène, caractérisée en ce qu'une réserve-tampon (2) d'acétylène est agencée à l'intérieur dudit corps principal (1). 7. Récipient selon la revendication 6, caractérisé en ce que la réservetampon (2) d'acétylène est garnie d'une masse poreuse non imprégnée de solvant. 8. Récipient selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le corps principal (1) comporte un robinet (4) de contrôle du passage de gaz avec un circuit (3) interne permettant de mettre en communication l'intérieur du corps de récipient (1), l'intérieur de la réserve-tampon (2) et/ou un circuit (8) de soutirage et/ou remplissage du corps (1). 9. Installation de fourniture d'acétylène à au moins un site utilisateur d'acétylène consommant l'acétylène comprenant: - une source principale d'acétylène (1; 11) permettant de délivrer de l'acétylène jusqu'à un débit moyen (Qm) donné, - au moins une source secondaire d'acétylène (2; 20), au moins une canalisation (13, 15) d'acheminement de gaz pour acheminer l'acétylène délivré par la source principale d'acétylène (1;11) et par au moins une source secondaire d'acétylène (2; 20) à au moins un site utilisateur, et - des moyens de contrôle du passage de gaz (5 à 8; 14) coopérant avec au moins la source secondaire d'acétylène (2; 20) de manière à alimenter la canalisation (13, 15) d'acheminement de gaz avec de l'acétylène provenant de la source secondaire d'acétylène (2; 20) uniquement lorsque le débit d'acétylène consommé par ledit au moins un site utilisateur est supérieur au débit moyen (Qm). 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que la source principale d'acétylène (1; 11) et ladite au moins une source secondaire d'acétylène (2; 20) sont chacune équipées d'un robinet ou d'un robinet-détendeur (12, 14).