INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
(j) Aucune ristourne n'est faite pour le gaz que les cylindres retournés sont susceptibles de contenir.
(k) Et de nombreuses autres conditions, variant d'un pays à l'autre.
Exemple 2 Ce deuxième exemple vise l'obtention de méthyl-n propyl cétone (cétone d'addition) par addition de bromure de n-propylmagnésium (organomagnésien), sur de l'acétonitrile (nitrile organique), en présence de perchlorate de lithium (sel), et en solution dans l'éther (solvant).
On procède comme dans ltesemple précédent, avec 6,17 gr (0,058 mole) du sel, 25 ml (0,048 mole) de la solution de l'orga- nomagnésien, et 8,6 ml d'une solution de nitrile organique (1 gr, soit 0,024 mole) dans le solvant.
L'addition du nitrile organique à la solution de l'orga- nomagnésien et du sel dure 6 mn 5. La réaction de la solution de l'organomagnésien et du sel avec le nitrile organique dure 15 mn.
Les produits de réaction contiennent 31,5 % (pourcentage molaire) de cétone d'addition.
les pourcentages molaires de cétone d'addition formée et de nitrile restant sont déterminés à l'aide de la surface des pics obtenus par chromatographie gaz/liquide (colonne : 10 % Carbowax 20 M, 7 % Apiézon M sur Chromosorb W 80/100, longueur 3 m, diamètre 1/8" , température 1600 ; gaz vecteur : hydrogène, débit 30 ml/ mn). Les surfaces sont mesurées à l'aide d'un intégrateur électronique, en utilisant l'anisole comme étalon interne.
Le deuxième mode opératoire est illustré par les exemples 3 et 4 suivants.
Exemple 3 Ce troisième exemple vise ltobtention dthexanone-3 (cétone d'addition) par addition de bromure de n-propylmagnésium (organomagnésien), sur du propionitrile (nitrile organique), en présence de perchlorate de lithium (sel), et en solution dans l'éther (solvant).
La réaction d'addition s'effectue dans un ballon à quatre cols d'un litre, équipé comme précédemment.
On prépare la solution de l'organomagnésien et du sel successivement - en préparant l'organomagnésien (0,22 mole.) dans 100 cm3 du solvant, à partir de 5,45 gr de magnésium et 27,06 gr (0,22 mole) de bromure de propyle ; on obtient ainsi une solution d1 organomagnésien, - une fois l'addition du bromure de propyle terminée, en chauf fant pendant 20 mn la solution de l'organomagnésien,sous re flux du solvant, - en introduisant à la température ambiante 23,41 gr (0,22 mole) du sel ; on dissout ainsi le sel dans la solution de l'orga nomagnésien.
Après dissolution du sel, on ajoute à la température ambiante, goutte à goutte, le nitrile organique (11,02 gr, soit 0,2 mole), en solution dans 86 cm3 du solvant, à la solution de l1organomagnésien et du sel ; cette addition dure environ l heure.
On fait alors réagir la solution de l'organomagnésien et du sel avec le nitrile organique, à la température ambiante. Cette réaction dure environ 7 H (durée de l'addition comprise).
Finalement, on refroidit et on hydrolyse le milieu réactionnel avec 400 cm3 d'une phase aqueuse acide, identique à une solution d'acide chlorhydrique environ normale. Après une nuit d'hydrolyse, on extrait à l'éther la cétone d'addition de la phase aqueuse. La phase éthérée est lavée à l'eau jusqu'à l'obtention d'un pH neutre, puis séchée sur sulfate de magnésium anhydre. Après filtration et évaporation de l'éther, le résidu est distillé à la pression atmosphérique avec une colonne Vigreux. Entre 120 et 1250C, on obtient 11,2 gr de la cétone d'addition, à environ 98 % de pureté, soit un rendement de 56 % par rapport au nitrile de départ.
Exemple 4 Ce quatrième exemple vise l'obtention d'hexadécanedione 4,13 (cétone d'addition) par addition de bromure de n-propylmagnésium (organomagnésien), sur du décanedinitrile (nitrile organique), en présence de perchlorate de lithium (sel), et en solution dans l'éther (solvant).
On opère dans les mêmes conditions que dans l'exemple 3, à partir de 2,85 gr (0,027 mole) du sel, 5 ml du solvant, 25 ml d'une solution de l'organomagnésien (0,054 mole), et 4,2 gr (0,025 mole) du nitrile organique, dissous dans 19 ml du solvant.
L'addition du nitrile organique à la solution de l'organomagnésien et du sel est effectuée rapidement, et la réaction de la solution de l'organomagnésien et du sel avec le nitrile organique dure environ 7,5 H.
Le rendement en cétone d'addition, par rapport au nitrile organique de départ, est de 87 %.
Les formes complexes que la matiere filamenteuse peut revêtir peuvent être produites par une méhode d'inversion, par laquelle les lormes des pannages envisagés sont réalisées en matière A, autour de laquelle la matière filamenteuse B est formée. Subséquemment, la matière A est dissoute ou lixiviée dans une @@b@l@@@@ appiopilés romm@ l'aride un l'@@@, lai@@out in matiele @ @@@lennut sous la forme prévue. Ces méthodes sont connue et appropriées polir lit @abri@@@ tion de la céramique.
Les matières peuvent être formées par l'une quelconque des techniques courantes actuelleont connues.y compris ic formage par glissement, le moulage, l'emboutissage, le matriçage, le frittage, le refoulement, etc. La compression isosta- tique des poudres est l'un des moyens les mieux appropriés de fabrication en céramique des formes qui peuvent être complexes des logements de réacteurs, à la condition que l'on dispose d'une pression hydraulique suffisante pour les dimensions relativement importantes des objets. Le formage à la presse a lieu généralement sur un mandrin mâle, qui peut être réalisé avec précision à la forme voulue.Si la forme intérieure entraîne des difficultés d'enlèvement du produit, le mandrin mâle peut être constitué par un logement élastomérique empli d'une matière fluide effectivement incompressible comme un liquide, de la poudre ou des grains, ces derniers éléments étant enlevés après le formage de sorte que le mandrin peut être affaissé vers l'intérieur. La figure 124 illustre en coupe schématique un tel aménagement, où 375 est le socle, 376 le mandrin mâle affaissable élastomérique empli de sable fin 377, et le fluide environnant 378 sous pression exerce une force par l'intermédiaire de la membrane extérieure expansible 379 sur la poudre 380 pour former le produit désiré.En fonctionnement, le mandrin est empli de sable par l'intermédiaire du passage fermable 381, la membrane de compression 379 est montée au-dessus de la base et la poudre est injectée dans le volume entre la membrane et le mandrin par les passages fermables 382, de préférence sous pression pour.
produire un emplissage correct. L'ensemble est alors placé dans du fluide, qui est alor-s soumis à une pression violente, ce qui entraîne la compression de la poudre au moyen de la membrane flexible 381. La pression est parfois obtenue par explosion ou détonation. Une fois que le formage à la presse a eu lieu, la membrane est enlevée, le sable 377 à l'intérieur du mandrin est extrait, le mandrin 376 est affaissé, disons par application d'un effet de vide par le passage 381, et l'objet produit par la presse est enlevé.Dans de nombreux eas, in suriace extérieure deit être usinée pour obtenir ln forme correcte, parfeis à cause d'une fabrication imprécise. la régulation de la forte de l'enveloppe extérieure et de la répartition uniforme adéqutite de In pondre 380 avant l'operation de presse peut être améliorée de la manière suivante. la membrane extérieure élastique peut avoir une épaisseur de paroi délibérément varié en certnins points, de sorte que, lorsque l'emplissage de poudre sc produit sous pression et lorsque la dilatation inévitable a lieu, les sections plus minces (donc meins résistantes) he dliatent plus loin que les seetlons plus épainnug, re qui provoque une projection cerrespondante dans l'objet à formel Kn fogiant avec précision le régime de dilatabilité des différentes sections de la membrane les unes par rapport aux autres, au moyen de variations de L'épaisseur de la paroi, de l'aménagement de nervures de renfort extérieurement, etc., et en réglant aussi la quantité précise de poudre et la pression précise sous laquelle lu poudre est alimentée, on peut presser une forme avec précision. dont auctine des faces n'exige d'usinage postérieur. Juste avant l'opération de presse, l'ensemble empli peut être soumis à une agitation ou à des vibrations pour assurer la répartition uniforme de la poudre 380 à une pression uniforme.La technique de formage--par effet de presse a été décrite avec l'élément de formage intérieur non compressible en fonctionnement, mais dans une autre solution possible, l'élément de formage extérieur peut être non compressible, l'élément intérieur étant constitué par la membrane adjacente au fluide actif.
RECUPERATION DE L'ENERGIE CHAPLTRE 10 On a vu que l'invention implique un moyen de traitement des az d'échappenent conformément à des normes élevées d'anti-pollution sans impliquer l'utilisation des dispestifs coneommateurs d'énergie qu'exigent de nombraux autres nystèmen.
les dlspositills de catte nature comprannent la variatlon des rapports de melanges carburant/air @tolchiométriques, une variation du ralage dr l'allumage ut de la distrihution par rappert au réglage optimum, l'amonagement d'une remles en eireulation des gaz d'échappement et d'un complöment d'air, ete, En debure des cow de configurations normales éliminänt prenque toun-ces disponitiln.
l'invention @@ préte à l'@ménagement de clrcul@tions de kak excaptionnaliement efficaces, certainement améliorées par rapport aux circulations obtenues par la majorité des autres systèmes anti-pollution, et, dans certaines mises en applicationn, plus efficaces que celles qui pasent par les systèmes de collecteurs d'échappement des moteurs non traités. De plus, les moyens de mise en marche à froid décrits ici, en conservant et en utilisant correctement la chaleur produite par la combustion du moteur, éliminent les autres moyens expédients de mise en marche à froid consommateurs d'énergie comme, par exemple, le chauffage électrique, un enriclifasement lourd du carburant, une lourde entrée d'air, etc.Commet on l'a mentionné au chapitre un, il est considéré que l'avantage de l'invention qui est peut-être le plus important réside dans le fait qu'elle offre des possibilités exceptionnelles pour la conservation du carburant.
Toutefois, les principes de l'invention se rapportent aussi à des méthodes permettant d'économiser de sensibles quantités complémentaires d'énergie, en dérivant plus de travail mécanique de la combustion d'une quantité donnée de carburant et/ou au moyen de l'aménagement d'un système de magasinage de l'énergie dans des accumulateurs, de façon à compenser la nature arrêt/marche de la plupart pes opérations avec véhicules. Une telle méthode consiste à élever la température ambiante dans le réacteur à un niveau sensiblement supérieur à la gamme de 950 à 1200 C, ce qui apporte ainsi une aide complémentaire au processus voulu de réaction, par l'accroissement sensible de la température dans le volume de combustion, ce qui augmente ainsi le rendement thermique du moteur. Une autre méthode implique l'extraction de chaleur de la zone ou à côté de la zone au moins de l'arrière du réacteur pour produire un complément de travail. De l'invention peut être utilisée avec des moyens de conversion de la circulation des gaz d'échappement en énergie mécanique.
Pour élever les températures au réacteur afin d'apporter une assistance aux réactions des gaz d'échappement, et pour élever les températures ambiantes dans le volume de combustion afin d'augmenter le rendement thermodynamique, il est proposé d'éliminer le refroidissement classique dans un moteur demande pour fonctionnement continu, c'est-à-dire d'éliminer la rhai@ur dispersee des parois de la chambre de combustion au moyen de liquide pompe à travers les chemises du bloc moteur en direction d'un échangeur de chaleur, ou au moyen d'ailettes de refroidissement avec la soufflante d'air généralement associée à ce aystème.L'intention est do construire le @@rur pour qu'il fonrliunne coutinnellament dans un élat nun refroidl, de @@@on à re qu'il puirsn être utilia@ pour fournir l'anargle néc@@@alre, par @@@mple, aux Aroupes générateura, aux veilutes ei @@miona logers, aux vehlcules de @ransporin inurdn, aux lncom@@@ves, aux hétimenta de m@ri@r y compuls les pel@@@ll@@@ g@@@@@, @@@ A relle riu, in mmitout aun ra@@@@@@ @@lil@@ de pietalenre les syeles de comb@stion intar@@, hien que le ptiucipe de l'invention puisse âtre applique aussi aux moteurs fonctionnant selon les cycles Rankine ou Stirling.
Sur tin moteur à combustion interne classique, le brûlage rapide de la charge de combustion dans l'espace limité du volume de combustion produit une dilatation et dc la chaleur. La dilatation entraîne le piston et, couséquem- ment, le moteur, tandis que la chaleur produite par le cycle demeure presque totalement inutilisée - elle est en fait considéréc comme indésirable puisque I'on effectue des cfforts pour la dissiper aussi efficacement que possible, par conduction à travers les parois des cylindres et de la culasse en direction du système de refroidissement. Une autre partie de la chaleur est captée par le circuit de graissage pour être souvent dissipée par des radiateurs d'huile, des ailettes de refroidissement du carter d'huile, etc.
Parmi les dessins ci-joints, à titre d'exemple: Les figures 132 à 134 Illustrent une configuration et les détails d'un moteur non refroidi, La figure 135 montre l'aménagement d'un moyen d'échange de la chaleur à l'intérieur d'un réacteur, La figure 136 illustre l'interconnexion de deux moteurs, Les figures 137 à 139 illustrent le couplage de sections de vilebrequih La figure 140 illustre la configuration d'un moteur composé, Les figures 141 et 142 montrent schématiquement comment deux cycles de moteur peuvent être opérants sur un ensemble de chambre et de piston, La figure 143 montre schématiquement un moyen d'échange de la chaleur incorporé à un ensemble de moteur à turbine.
Si le graissage était tel qu'il capterait aisément des particules disons de céramique, qui endommageraient les surfaces porteuses métalliques plus douces, on pourrait utiliser des segments de piston métalliques pour s'assurer que l'usure produise de la poudre de la matière plus douce, c'est-à-dire le métal.
Un tel moteur serait considérablement plus léger que les matières classiques, particulièrement si la construction utilisait des céramiques légères à forte teneur en alumine. Si nous considérons aussi l'élimination de la mécanique et du fluide de refroidissement, la forte réduction d'ensemble du poids contribuerait de plus aux économies de carburant lorsque le moteur non refroidi serait utilisé sur des véhicules. La construction de blocs au moins en partie en matière isolante aiderait grandement à la réduction du bruit et des vibrations, ce qui offrirait un autre avantage social. Les céramiques sont définies dans le préambule à l'énumération des revendications de l'invention et des mises en application sont décrites au chapitre neuf. Les joints entre les pièces en céramique peuvent être en céramique comme, par exemple, les tapis d'amiante.
La construction du bloc moteur/bloc-cylindres en céramique conduit à l'introduction de plusieurs caractéristiques bénéfiques. Des passages et des chambres destinés à transmettre des substances comme le carburant, l'air, la vapeur, l'eau, etc., peuvent être incorporés au bloc ou aux blocs, peut-être pour incorporation des principes esquissés au chapitre huit, de manière à assurer leur transmission à la température désirée et/ou à la pressions voulue selon la distance du passage au volume de combustion. De même, les circuits électriques peuvent être incorporés au corps du bloc, puisque la céramique est un isolant électrique. De tels circuits peuvent être connectés à des électrodes ou à des pointes, disons de carbone, dans la culasse pour produire une étincelle sans que l'on ait besoin d'une bougie classique.On peut utiliser des hautes tensions pour produire de plus grosses étincelles, disons avec formation d'arc à travers des dimensions sensibles du volume de combustion sans craindre que ces grosses étincelles produisent un court-circuit contre le bloc. De tels circuits pourraient être incorporée en coulant du métal fondu dans les passages déjà formés dans le bloc fabriqué.
Un ensemble de réacteur monté sur un moteur à combustion interne peut comporter à l'intérieur ou à côte du volume de réaction (que ce soit on association avec un moteur classique ou avec un moteur non refroidi) un échangeur de chaleur, afin que la chaleur des gaz d'échappement puisse être utilisée pour chauffer le fluide actif d'un autre type de cycle de moteur exerçant un travail soit sur un autre moteur, soit sur le moteur initial (qui devient par lit' un moteur compomé) ou polir chauffer le fluide qui communique avec un générateur électrique ou lin accumlateur.La Fig. 135 illustre schématiquemeant une telle configstation, où un moteur 418 comportant des lumières 419 décharge les gaz d'échappement 420 nu-delà d'éléments à ailettes 421 comportant des passages creux représentés en pointillé 422 qui communiquent avec le passage de liaison 423 inférieur et le passage de liaison supérieur 424 formés dans le logement de réacteur 425 et accédant respectivement à l'aménagement d'entrée de fluide 426 et à l'aménagement de sortie de fluide 427. De tels échangeurs de chaleur pourraient être réalisée en une matiere offrant une haute conductivité, y compris les céramiques comme le nitrure de silicium ou les métaux comme les alliages de nickel, qui peuvent être tels qu'ils ont un effet catalytique. L'échangeur de chaleur peut être efficacement constitué de matière filamenteuse.Dans d'autres solutions, les échangeurs de chaleur peuvent être placés ailleurs dans le circuit d'échappement d'un moteur, y compris juste derrière l'ensemble de réacteur.
C'est. pourquoi s pour comparer les procédés entre eux, il est intéressant de connaître le rapport r = puissance thermique totale échangée dans l'usine chimique puissance contenue dans lthydrogène produit.
Dans ce cas du mode de réalisation décrit précédemment, ce rapport r est voisin de 4, ce qui constitue un av-antage par rapport à de nombreux autres cycles chimiques pour lesquels le rapport r est supérieur à 4. La valeur faible de ce rapport r est un avantage supplémentaire appréciable du procédé, objet de l'invention.
Sur la figure 2, on a représenté en traits doubles le circuit d'hélium caloporteur se refroidissant de 850 à 450 C pour apporter des calories et décomposer thermiquement le carbonate de manganèse.
Cette décomposition thermique du carbonate de manganèse MnCD3 selon la réaction (VII) s'effectue dans le réacteur R5 où l'on peut réaliser un lit fluidisé avec le carbonate de manganèse ; l'oxyde de manganèse Mn 304 formé est séparé dans un cyclone du mélange gazeux CO-C02 également formé, et est envoyé par la tubulure 14 dans le réacteur R6, après passage dans un échangeur 15 où il est refroidi de 600 à 1000.
Le mélange CO-C02, obtenu à la sortie du réacteur est envoyé dans le réacteur R7 où s'effectue la réaction (V) de l'oxyde de carbone sur l'eau, après passage dans un échangeur 16 où ii est refroidi de 600 à 5000C. Cette réaction de conversion du gaz à l'eau (V) est effectuée dans le réacteur R 7 à une température de 5000C, sur un lit fixe constitué d'un catalyseur qui peut être, par exemple, de l'oxyde de fer activé par de l'oxyde de chrome.
A la sortie du réacteur R7, le mélange gazeux comprenant CO, H2, C02, H2O est refroidi dans un échangeur 17 de 5000C à 100 C, puis est séparé dans le séparateur S2 en , d'une part, CO-H2 et, d'autre part, CD2-H20. Le mélange C02-H20 est séparé dans le séparateur 53 en, d'une part, H20 que l'on recycle par la tubulure 18 dans le réacteur R7, après passage dans l'échangeur 16 qui la fait passer de 100 à 5000C et, d'autre part, C02 que l'on envoie par la tubulure 19 dans le réacteur R6 (cette séparation du C02 peut être effectuée de taçon classique, soit par lavage à eau sous pression, soit par absorption sélec tive dans un solvant comme le méthanol ou la N-méthyl-pyrrolidone, soit par adsorption physique). Par ailleurs, le mélange CO-H2, obtenu à la sortie du séparateur S2, est séparé dans le séparateur 54 en, d'une part, de l'hydrogène (cette séparation de H s'effectue, par exemple, par adsorption physique, ou par lavage à l'azote liquide, ou par passage à travers une membrane à perméabilité sélective à base de palladium ou de nickel), hydrogèna qui est refroidi de 100 à 230C dans un échangeur 20, et est ensuite recueilli , et, d'autre part de ltoxyde de carbone qui est envoyé par la tubulure 22 dans le réacteur R7 Dans le réacteur R7 , est également amené l'appoint d'eau nécessaire à alimenter l'installation de production hydrogène ; cette eau d'appoint est vaporisée et pressurisée en passant dans les échangeurs 17 et 16 et dans le réacteur R7 où elle reçoit la chaleur de la réaction exothermique (V).
D'autre parut, dans le réacteur R6, on réalise un lit fluidsé de l'oxyde Mn3O4 amené par la tubulure 14.èt oxyde Mn3O4 réagit à 100 C, selon la réaction (VI), avec la gaz carbonique CO2amené par la tubulure 19 ; le carbonate de manganèse MnC03 ainsi produit est envoyé par la tubulure 23 dans le réacteur R5, après passage dans l'échangeur 24 qui le fait passer de 100 à 6000C ; l'oxygène, également obtenu à la sortie d réacteur R6, selon la réaction (VI), est recueilli après passage dans un échangeur 25 qui le fait passer de 100 à 25 C.
L'hydrogène obtenu par ce mode de réalisation, dans les conditions décrites ci-dessus, est obtenu dans une quantité de 105 000 m3/h et l'oxygène est obtenu dans une quantité de 52 000 m3/h,avec un réacteur nucléaire délivrant une puissance thermique de 1000 MW. Par ailleurs, l'hélium caloporteur sort de 11 installation chimique à 565 C ; avant de retourner danse réacteur nucléaire, il cède encore de la chaleur en se refroidissant Jusqu'à 4500 C dans une installation annexe de production d'électricité référencée 26 sur la figure 2 Sui le tableau Il joint, on indique pour chacune des réactions intervenant dans ce deuxième mode de réalisation du procédé, objet de l'invention, les températures optimum d'utilisation, les variations d'enthalpie #H et les variations d'énergie libre #G associées à ces réactions.
Pour toutes les réactions du procédé, dans les conditions de températures indiquées, les valeurs de AG sont comprises entre -6 et +6, ce qui, bien que moins favorable que les valeurs citées dans le premier exemple de réalisation,est encore tout à fait. acceptable. En outre, on peut encore noter que la température maximale est modérée.
Les quantités de chaleur fournies par l'hélium au procédé chimique pour la production d'une mole d'hydrogène sont principalement Q1= 92 kcal (chaleur fournie à 6000C pour la décomposition du carbonate de manganèse) et Q2 = 38 kcal (chaleur fournie pour le chauffage des réactifs) La somme Q1 + représente environ deux fois le pouvoir calorifique supérieur de l'hydrogène produit (68,3 kcal/mole).Le rendement R1 du procédé chimique est voisin de 50 %0 D'autre part, le rapport r - puissance thermique totale échanqée dans l'usine chimique puissance contenue dans l'hydrogène produit est compris entre 3 et 4.
Ainsi, le procédé conforme à l'invention permettant de convertir 1énergie thermique, notamment d'origine nucléaire, en énergie chimique sous forme d'hydrogène, à partir de la réaction de conversion de oxyde de carbone sur l'eau, est tout à fait intéressant puisqu'il permet de régénérer et recycle de façon simple l'oxyde de carbone utilisé, et qu'il est susceptible de n'utiliser que des intermédiaires peu motteux , et d'utiliser des réacteurs et des tubulures en matériaux courants, ceci avec de bons rendements.
Numéro de la #Ht kcal #Gt kcal Température Pression t C réaction Atmosphère IV + 15* - 2* 600 1 II environ environ 150 1 - 63 - 8 : environ . environ : 150 @ 40 - 63 - 17 III environ 0 600 1 110 : I : - 9,5 - - 4,6 : 250 : 40 9,1 : - 3,4 : 400 ç 40 * Le signe + indique que l'énergie est reçue par le système chimique Le signe - indique que l'énergie est cédée par le système chimique.
Numéro de la Température 8 #H8 #G8 C réaction kcal kcal V 500 - 8,7 - 2,5 VI 100 - 28 - 5,8 VII 600 + 92 + 5,2