Brevet FR2883869A1 — publié le 20061006

La présente invention concerne la production d'acétylène par hydrolyse de carbure de calcium. Classiquement le carbure de calcium est mélangé à de l'eau dans un réacteur isolé par rapport à l'extérieur, communément appelé générateur. Les principaux produits de la réaction sont, outre l'acétylène, de la chaux éteinte. Au plan industriel, le carbure de calcium est disponible, soit sous forme de poudre, soit couramment, sous forme de morceaux de granulométrie variable, par exemple en Europe, avec des dimensions de l'ordre de 15 à 80mm. Aujourd'hui, le carbure de calcium en morceaux est conditionné, stocké, et manipulé en des unités de conditionnement appropriées, permettant en particulier le stockage à l'abri de l'humidité ambiante, avec une sortie agencée pour une connexion directe sur l'entrée du générateur, toujours à l'abri de l'humidité ambiante. II s'agit par exemple de fûts dont les capacités varient généralement entre quelques centaines de kilogrammes et plusieurs tonnes de carbure de calcium en morceaux. Par conséquent, aujourd'hui au plan industriel, on produit de l'acétylène par hydrolyse de carbure de calcium: a) en disposant de ce dernier en morceaux, b) en stockant le carbure de calcium en morceaux à l'abri de l'humidité, dans des unités de conditionnement de type fûts, c) et en mettant en contact avec de l'eau le carbure de calcium en morceaux, déstocké à partir des unités de conditionnement précitées, directement dans un générateur, pour obtenir l'acétylène et la chaux éteinte. A cette fin, toute installation ou atelier de production d'acétylène fonctionne à partir des moyens de stockage constitués par les différentes unités de conditionnement du carbure de calcium en morceaux, et comprend, outre le générateur, des moyens de manutention et différentes unités de conditionnement du type fûts, pour déstocker le carbure de calcium en morceaux et l'introduire directement dans le générateur. La manutention et la gestion des unités de conditionnement, par exemple des fûts, sont des opérations lourdes, tant pour les fabricants de carbure de calcium que pour les ateliers ou installations consommant ce dernier. La présente invention a donc pour objet une solution permettant de limiter, voire de supprimer, la manutention d'unités de conditionnements de carbure de calcium, du type fûts. Selon la présente invention on propose une chaîne d'approvisionnement et consommation de carbure de calcium, permettant de remédier aux inconvénients précités. Selon l'invention, jusqu'au générateur, on manipule en vrac le carbure de calcium en morceaux, moyennant quoi: - le carbure de calcium est stocké en vrac, par exemple dans un silo, sous atmosphère d'un gaz sec, et en particulier sous atmosphère d'un gaz inerte, par exemple l'azote, - le carbure de calcium est transporté en vrac, sous atmosphère ambiante ou sous atmosphère de gaz sec, de son stockage vers le générateur, - et on introduit dans le générateur une charge de carbure de calcium, préalablement mesurée. Dans le procédé tel que défini précédemment, la mesure de la charge de carbure de calcium est par exemple une mesure de volume ou consiste en la pesée de ladite charge. En correspondance, l'installation de production d'acétylène est modifiée ou agencée pour manipuler en vrac le carbure de calcium en morceaux et comprend à cet effet: - des moyens de stockage en vrac du carbure de calcium, par exemple un silo, sous atmosphère d'un gaz sec, en particulier inerte, - des moyens de transport en vrac du carbure de calcium, prélevé dans les moyens de stockage, et envoyé vers le générateur, et sous atmosphère ambiante ou sous atmosphère de gaz sec, - et des moyens de pesée d'une charge du carbure de calcium prélevé, avec des moyens d'introduction dans le générateur de la charge pesée, par exemple un sas disposé à l'entrée du générateur. Selon un premier aspect particulier du procédé tel que défini ci-dessus, le carbure de calcium en morceaux est approvisionné en vrac, et le carbure de calcium approvisionné est transporté en vrac vers le stockage, sous atmosphère ambiante ou sous atmosphère inerte. Selon un deuxième aspect particulier du procédé tel que défini ci-dessus, le carbure de calcium en morceaux est approvisionné (6), principalement en vrac, et accessoirement dans au moins une unité de conditionnement (5), assurant un stockage du carbure de calcium en morceaux, et le générateur (1) est alimenté principalement avec le carbure de calcium en morceaux et en vrac, et accessoirement par un vidage dans le générateur(1) de ladite unité de conditionnement (5). Grâce à l'invention, on améliore sensiblement la sécurité, les conditions de travail, et la productivité dans toute installation de production d'acétylène, à partir d'hydrolyse de carbure de calcium. La présente invention apporte en outre des économies substantielles, quant aux postes de dépense suivants: - manutention chez le producteur ou le fournisseur de carbure de calcium, puisqu'il n'y a plus de mise en fûts, de chargement de ces derniers sur camion, wagon, etc... - l'entretien des fûts de carbure de calcium, - le transport du carbure de calcium, puisque le fournisseur de ce dernier peut mettre plus de matière dans un même volume transporté, la masse des fûts à transporter n'existant plus, - la manutention chez l'utilisateur, puisqu'il n'y a plus de déchargement des fûts du camion ou du wagon, plus de gestion des fûts et de manutention de ces derniers. En limitant toutes ces manutentions, l'invention permet également d'améliorer la sécurité tout au long de la chaîne d'approvisionnement et de consommation du carbure de calcium. La présente invention est maintenant décrite par référence au dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 représente de manière schématique l'installation ou atelier de production d'acétylène par hydrolyse de carbure de calcium, conforme à l'invention, - la figure 2 représente un autre mode d'introduction ou d'alimentation en carbure de calcium en morceaux, d'un générateur appartenant à l'installation représentée en figure 1. L'installation représentée en figure 1 permet donc la production d'acétylène par hydrolyse de carbure de calcium, ce dernier étant en morceaux, (à la différence d'une poudre) et en vrac, c'est-à-dire pouvant être transporté et manutentionné à la manière précisément d'une poudre. Cette installation comprend de manière générale: - des moyens de stockage du carbure de calcium en morceaux, en vrac, constitués par un ou plusieurs silos 2, sous atmosphère d'un gaz sec en particulier un gaz inerte par exemple de l'azote, - un générateur 1, isolé par rapport à l'extérieur, pour la mise en contact avec de l'eau du carbure de calcium en morceaux, déstocké en vrac à partir du silo 2, et ce pour obtenir l'acétylène et de la chaux éteinte au pied dudit générateur, - des moyens 3 de transport en vrac du carbure de calcium en morceaux, prélevé dans les moyens de stockage ou silo 2, et envoyé vers le générateur 1 comme décrit ci-après, ces moyens 3 étant de manière générale sous atmosphère ambiante ou sous atmosphère de gaz sec, - et des moyens de pesée 7, non représentés, permettant de contrôler la charge du carbure de calcium prélevée introduite dans le générateur 1, - des moyens d'introduction dans le générateur 1 de la charge ainsi pesée, par exemple un sas (8) disposé à l'entrée intégrant par exemple les moyens de pesée 7 précédemment définis. Selon un aspect particulier de la présente invention, les moyens de pesée peuvent être intégrés à une autre partie de l'installation. Comme montré en particulier par la figure 2, l'installation selon l'invention est agencée pour fonctionner, principalement à partir de carbure de calcium en morceaux et en vrac, contenu dans le silo 2, et accessoirement, en particulier en cas de rupture d'approvisionnement du carbure de calcium en morceaux et en vrac, à partir de carbure de calcium en morceaux stocké dans une ou plusieurs unités de conditionnement 5 du type fûts, manipulées avec un palan 16. A cette fin l'entrée 9 du générateur 1 est agencée, en particulier en forme et en dimensions, pour être montée de manière étanche, successivement et séparément, d'une part, de manière permanente, avec le sas 8 d'introduction de la charge de carbure de calcium en morceaux, et d'autre part, occasionnellement, directement avec la sortie 10, par exemple sous forme de trappe, d'une unité de conditionnement ou fût 5. L'alimentation en vrac du générateur 1 s'effectue essentiellement par gravité à partir du silo 2. A cette fin, les moyens de transport 3 en vrac, vers le générateur 1 comprennent: - une vis sans fin 17, prélevant les morceaux de carbure de calcium à la sortie basse du silo 2, - un élévateur à godets 12, reprenant les morceaux de carbure de calcium à la sortie de la vis sans fin, par conséquent d'un niveau bas adjacent à la sortie 11 du silo 2, pour les amener à un niveau haut, supérieur à celui du sas 8 avec moyens de pesée 7, et plus précisément supérieur à celui de l'entrée 13 du silo 2. La vis sans fin 17 et l'élévateur 12 à godets forment donc ensemble des moyens de convoyage, permettant de transporter en vrac le carbure de calcium en morceaux, du silo 2 vers le générateur 1, grâce à un conduit 14 de transport se séparant à partir du niveau haut, respectivement en deux branches, l'une 141 vers l'entrée 13 du silo 2, et l'autre 142 vers les moyens d'introduction 8, du générateur 1, le tout sous le contrôle d'un moyen 15 d'aiguillage entre les deux branches. En complément, pour l'approvisionnement du silo 2, il existe un moyen 16 de fourniture du carbure de calcium en morceaux aux moyens de convoyage constitués par l'élévateur à godets 12, en vrac, à partir d'une trémie de réception 6 du carbure de calcium en morceaux et en vrac, ces moyens 16 consistant par exemple en un tapis roulant. Grâce à la disposition particulière du silo 2, des moyens de transport 3, du conduit 14 de transport en deux branches 141 et 142, et du moyen 16 de fourniture à partir de la trémie 6, précédemment décrite, il est possible, d'une part d'alimenter le silo 2 à partir de carbure de calcium en morceaux et en vrac reçu dans la trémie 6, et d'autre part d'alimenter le générateur 1 à partir du carbure de calcium en vrac, stocké dans le silo 2. En particulier, à cette fin, le moyen de fourniture 16 communique avec les moyens de convoyage 12 (élévateur à godets), au niveau bas de ces derniers, comme représenté à la figure 1. Avec l'installation précédemment définie et décrite à titre d'exemple, a) on dispose du carbure de calcium en morceaux, d'une part stocké en vrac, pour sa plus grande partie dans le silo 2, et d'autre part stocké tel quel, pour une partie limitée et accessoire, dans des unités de conditionnement 5, du type fûts, b) le carbure de calcium en morceaux se trouve ainsi stocké, à l'abri de l'humidité, d'une part dans le silo 2, et d'autre part dans les fûts 5, c) dans le générateur 1, on met en contact avec de l'eau le carbure de calcium en morceaux, déstocké, principalement à partir du silo 2, en vrac, et accessoirement à partir des fûts 5, pour obtenir l'acétylène et la chaux éteinte. Selon l'invention, on manipule donc pour l'essentiel le carbure de calcium en morceaux, en vrac; en effet: - ce carbure de calcium est stocké en vrac dans le silo 2, sous atmosphère d'un gaz sec, en particulier inerte, par exemple d'azote, - le carbure de calcium est transporté en morceaux et en vrac, avec les moyens de transport 3, sous atmosphère ambiante, de son stockage 2 vers le générateur 1, - et pour chaque fournée de production d'acétylène, on introduit dans le générateur 1 une charge du carbure de calcium en morceaux, préalablement pesée par les moyens 7 si elle provient du silo 2, en vrac, ou directement déchargée à partir d'un fût 5, le cas échéant. Etant observé que le carbure de calcium en morceaux se trouve au contact de l'atmosphère ambiante, lors de son transport, pendant un temps limité, on choisit d'approvisionner et de transporter ce dernier en vrac, sous cette atmosphère ambiante, tandis que, par contre, dans le silo 2, le carbure de calcium est stocké sous atmosphère inerte, par exemple d'azote. En exploitation, une installation telle que précédemment apporte toute la flexibilité requise puisque: - le carbure de calcium en morceaux est approvisionné, au moyen de la trémie de réception 6, principalement en vrac, mais accessoirement dans une ou plusieurs unités de conditionnement 5, par exemple des fûts, assurant le stockage du carbure de calcium en morceaux, - et le générateur 1 est alimenté principalement avec le carbure de calcium en morceaux et en vrac, en partir du silo 2, et accessoirement, en cas de rupture d'approvisionnement, par un vidage direct dans le générateur 1 des différentes unités de conditionnement 5. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'acétylène par hydrolyse de carbure de calcium, selon lequel: a) on dispose de carbure de calcium en morceaux, b) on stocke (2,5) le carbure de calcium en morceaux, à l'abri de l'humidité, c) dans un générateur (1) isolé par rapport à l'extérieur, on met en contact avec de l'eau le carbure de calcium en morceaux, déstocké, pour obtenir l'acétylène et de la chaux éteinte, caractérisé en ce que, jusqu'au générateur, on manipule en vrac le carbure de calcium en morceaux, moyennant quoi: - le carbure de calcium est stocké en vrac, par exemple dans un silo (2), sous atmosphère d'un gaz sec, et en particulier inerte, - le carbure de calcium est transporté (3) en vrac, sous atmosphère ambiante ou sous atmosphère de gaz sec, de son stockage (2) vers le générateur (1), - et on introduit dans le générateur (1) une charge du carbure de calcium, préalablement mesurée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carbure de calcium en morceaux est approvisionné (6) en vrac, et le carbure de calcium approvisionné est transporté (4) en vrac vers le stockage, sous atmosphère ambiante ou sous atmosphère inerte. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carbure de calcium en morceaux est approvisionné (6), principalement en vrac, et accessoirement dans au moins une unité de conditionnement (5), assurant un stockage du carbure de calcium en morceaux, et le générateur (1) est alimenté principalement avec le carbure de calcium en morceaux et en vrac, et accessoirement par un vidage dans le générateur(1) de ladite unité de conditionnement (5). 4. Installation de production d'acétylène par hydrolyse de carbure de calcium, fonctionnant à partir de moyens (2,5) de stockage de carbure de calcium en morceaux, et comprenant un générateur (1) isolé par rapport à l'extérieur, pour la mise en contact avec de l'eau du carbure de calcium en morceaux, déstocké, pour obtenir l'acétylène et de la chaux éteinte, caractérisé en ce que elle est agencée pour manipuler en vrac le carbure de calcium en morceaux, et comprend à cet effet: - des moyens (2) de stockage en vrac du carbure de calcium, par exemple un silo, sous atmosphère d'un gaz sec, en particulier inerte, - des moyens (3) de transport en vrac du carbure de calcium, prélevé dans les moyens de stockage, et envoyé vers le générateur (1), et sous atmosphère ambiante ou sous atmosphère inerte, - et des moyens de mesure (7) d'une charge du carbure de calcium prélevé, avec des moyens d'introduction dans le générateur de la charge mesurée, par exemple un sas (8) disposé à l'entrée du générateur (1). 5. Installation selon la revendication 4, fonctionnant principalement à partir de carbure de calcium en morceaux et en vrac, contenu dans les moyens (2) de stockage en vrac, et accessoirement à partir de carbure de calcium en morceaux stocké dans des unités (5) de conditionnement du type fûts, caractérisée en ce que la même entrée (9) du générateur est agencée pour être montée de manière étanche, mais séparée, d'une part avec un sas (8) d'introduction d'une charge de carbure de calcium en morceaux, et d'autre part avec la sortie (10) d'une unité de conditionnement (5). 6. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens (3) de transport en vrac vers le générateur comprennent des moyens de convoyage (12) du carbure de calcium en morceaux, de la sortie (11) des moyens de stockage vers les moyens d'introduction (8) dans le générateur. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que les moyens de convoyage comprennent un élévateur (12) du carbure de calcium en vrac d'un niveau bas, adjacent à la sortie (11) des moyens de stockage, à un niveau haut adjacent à l'entrée (13) des moyens de stockage, situé au-dessus des moyens d'introduction (8) dans le générateur (1). 8. Installation selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un conduit (14) de transport se séparant à partir du niveau haut, respectivement en deux branches, l'une (141) vers l'entrée des moyens de stockage, et l'autre (142) vers lesdits moyens d'introduction, sous le contrôle d'un moyen (15) d'aiguillage entre les deux branches, et un moyen (16) de fourniture aux moyens de convoyage (12) de carbure de calcium en vrac. 9. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que elle comprend des moyens (16) de fourniture de carbure de calcium à partir d'une trémie (6) de réception de ce dernier en vrac. 10. Installation selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que les moyens de fourniture (16) communiquent avec les moyens de convoyage (12)