INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En l’instant temporel t 3 , la tension V pa est donc déjà repositionnée sur la valeur du palier de tension suivant, et la fermeture des interrupteurs K 5 , K 8 s’effectue en mode ZVS.
De l’instant temporel t 3 à l’instant temporel t 4 , correspondant à la quatrième phase IV, les interrupteurs K 5 et K 8 , ainsi que l’interrupteur complémentaire K 9 , sont passants ou fermés. La tension piézoélectrique totale V p est égale à -V in . Une puissance positive est tirée sur la tension d’entrée V in .
A la fin de la quatrième phase IV, en l’instant temporel t 4 , l’interrupteur complémentaire K 9 connecté directement entre les deuxièmes extrémités 18 est ouvert, afin de laisser la tension V p b passer naturellement de 0 à +V out , lors de la phase suivante à charge sensiblement constante.
De l’instant temporel t 4 à l’instant temporel t 5 , correspondant à la cinquième phase V, le signe du courant I L conduit à une augmentation de la tension piézoélectrique totale V p . La tension piézoélectrique totale V p passe donc de -V in à -V in +V out . Seule la tension V pb a besoin d’être modifiée, et doit passer de 0 à +V out , ce qu’elle fait naturellement avec l’augmentation de la tension piézoélectrique totale V p , tandis que la tension V pa reste constante et fixée à -V in via le maintien des interrupteurs K 5 et K 8 fermés.
OK (non utilisé) ; ou
Utilisé.
L’information OK permet la mise en route du dispositif 1, alors que l’information « Utilisé » ne le permet pas. Pour permettre une nouvelle utilisation, le chargeur 3 devra être reconditionné en usine, par exemple avec des étapes successives de mise en place de nouvelles extensions de cils et de mise à jour des informations présentes sur le moyen d’identification.
En face, le dispositif 1 est muni d’une alimentation qui permet d’activer l’étiquette radiofréquence ou support RFID. Dans le cas d’une étiquette radiofréquence ou support RFID, cette activation va s’opérer par le biais d’un champ magnétique capté par la boucle d’induction du support RFID.
Le système de lecture spécifique du dispositif prend alors la forme d’une antenne destinée à recevoir les signaux électromagnétiques émis par l’étiquette radiofréquence ou support RFID lorsque celle-ci est alimentée. L’activation du dispositif 1 est alors conditionnée à la détection d’un signal d’identification de l’étiquette radiofréquence ou du support RFID. En l’absence d’un tel signal, le dispositif 1 est maintenu en position de veille pour éviter les mises en route intempestives.
Plus généralement, le dispositif 1 comprend une unité de traitement destinée à la gestion du transpondeur, de préférence ledit support RFID-NFC. Cette unité de traitement sera alors tout à la fois en charge de la lecture de l’information sur ce support RFID-NFC que de la modification de celle-ci, notamment en vue d’empêcher l’utilisation du chargeur 3 lorsque celui-ci a déjà été utilisé en totalité ou de préciser le nombre d’extensions de cils utilisées ou le nombre d’extensions de cils restant.
Le barillet 10 et le chargeur 3 comprennent les deux éléments complémentaires 10d, 3a d’un moyen anti-rotationnel permettant l’immobilisation du chargeur 3 sur le barillet 10. Ces éléments peuvent prendre la forme d’un clavetage 10d, ou autre moyen équivalent tel un méplat, coopérant avec une clavette complémentaire 3a disposée sur l’alésage du chargeur 3.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le moyen d’identification 3c du chargeur 3 décrit précédemment pourra présenter cette fonction anti-rotationnelle.
Le barillet 10 peut se translater le long de l’arbre chargeur 9, au moyen de glissières 10c, et tourner autour de l’arbre chargeur 9. Le barillet 10 est entraîné dans la rotation relativement à l’arbre chargeur 9, préférentiellement par un deuxième moteur M2, via une roue dentée 14b.
Un autre élément est un moyen de rappel 11. Ce moyen de rappel 11 est disposé axialement entre l’arbre chargeur 9 et le barillet 10, de manière à exercer un effort tendant à pousser le barillet 10 vers l’extrémité distale 6d.
Après avoir mis en place le chargeur 3 sur le barillet 10, l’opérateur soulève légèrement le levier 10b du barillet, permettant ainsi de désengager le doigt 10a de l’arbre chargeur 9. Le moyen de rappel 11 est contraint par l’opérateur lorsqu’il pousse l’ensemble barillet 10/ chargeur 3 à l’extrémité de l’arbre chargeur 9. Cette contrainte arme une réserve d’énergie mécanique qui va ensuite, par libération contrôlée, permettre de déplacer le chargeur 3, tranche T par tranche T. Après la mise en place d’un chargeur 3 sur le barillet 10, son doigt 10a est engagé dans la gorge 9a circulaire la plus proximale. Ceci assure un maintien en position de l’ensemble barillet 10/chargeur 3, en translation selon l’axe chargeur C, malgré la poussée exercée par le moyen de rappel 11. Le barillet 10 assure alors une présentation pour attrapage des extensions E de cils de la première tranche T du chargeur 3, la plus proximale.
La rotation contrôlée du barillet 10, décrite plus avant, permet de faire tourner le chargeur 3 et de successivement présenter une extension E de cils candidate à l’attrapage entre les mors 4a1, 4b1. Vont ainsi être successivement présentées et attrapées, les extensions E de cils d’une même tranche T. Le doigt 10a du barillet 10 parcourt ainsi toute la circonférence d’une gorge 9a circulaire, en commençant par la plus proximale. Une fois que la dernière extension E de cils d’une tranche T est attrapée, le doigt 10a rencontre la gorge longitudinale 9b. Ceci lui permet, sous l’action du moyen de rappel 11 et de l’inclinaison de la gorge 9a à sa jonction avec la gorge longitudinale 9b, de passer à la gorge 9a circulaire immédiatement suivante, en décalant le chargeur 3 d’une tranche T.
La rotation du barillet 10 et du chargeur 3 solidaire, doit faire tourner le barillet 10 d’un angle constant, correspondant à la distance angulaire entre deux extensions E de cils adjacentes sur une tranche T.
Pour cela, la transmission de la rotation du deuxième moteur M2 au barillet 10 comprend une transmission à engrenages. Telle que plus particulièrement illustrée à la , selon un mode de réalisation possible, au moins une des roues dentées 14a, 14b, par exemple le pignon 14a solidaire du moteur M2, tel qu’illustré, est partiellement édenté. Ainsi, pour un tour moteur, le pignon 14a fait un tour. Le nombre de dents restantes sur le pignon 14a et le rapport d’engrènement entre le pignon 14a et la roue menée 14b, sont déterminés de manière à communiquer à la roue menée 14b et donc au barillet 10 dont la roue menée 14b est solidaire, une rotation selon un angle égal à l’écart angulaire entre deux extensions E de cils sur le chargeur 3. La partie sans dent garantit une absence de rotation du barillet 10 et permet ainsi une commande simple et tolérante du moteur M2.
La rotation du barillet 10 est préférentiellement équipée d’un moyen anti retour 13. Selon un mode de réalisation possible, ce moyen anti-retour 13, plus particulièrement illustré à la , comprend une roue dentée 13b à profil denté asymétrique, par exemple triangulaire, avec un demi-profil en plan incliné et un demi-profil sensiblement radial. Cette roue dentée 13b est solidaire en rotation du barillet 10. Le moyen anti-retour 13 comprend encore un cliquet 13a apte à engager le profil de la roue dentée 13b. Ce cliquet 13a présente une certaine compliance, lui permettant de passer une dent de la roue dentée 13b. Cette compliance lui est fournie par une rotation du cliquet 13a autour d’un axe parallèle à l’axe chargeur C et un moyen de rappel 13c en torsion. Le passage d’une dent s’effectue en faisant tourner le cliquet 13a. Le cliquet 13a tourne au passage d’un demi-profil en plan incliné. Cette rotation s’effectue à l’encontre du moyen de rappel 13c. Derrière la dent, au niveau du demi-profil radial, un relâchement de la contrainte permet au moyen de rappel 13c de remettre le cliquet 13a en place. Le demi-profil radial, ne permet pas une rotation du cliquet 13a et empêche toute rotation inverse du barillet 10.
Il a été vu qu’une extension E de cils est avantageusement collée sur un cil du client. Il est préférable d’encoller une extension E immédiatement avant sa pose. Avantageusement, un encollage est réalisé lors du déplacement de la pince 4 entre la position d’attrapage et la position de pose. Pour cela, selon une autre caractéristique, le dispositif 1 comprend encore un moyen d’encollage 12.
Ces résultats montrent la difficulté d’incorporer des teneurs importantes de charge renouvelable via le co-traitement dans des unités de HDT de kérosène et, surtout la sensibilité du point de congélation du QAV à la présence des n-paraffines formées lors du HDT du kérosène. Une alternative pour résoudre le problème est la conversion de ces n-paraffines en chaînes plus courtes, donnant lieu à une réduction du poids moléculaire et une isomérisation des chaînes carbonées, avec une réduction du point de congélation. Cette conversion est associée à l’utilisation de catalyseurs d’hydroconversion (HCC) ou d’hydroconversion modérée (MHC), qui exigent des sévérités plus élevées que celles que l’on trouve dans les unités d’hydrotraitement de kérosène. Par ailleurs, les réactions de HCC/MHC conduisent invariablement à la formation de composés légers, nécessitant une étape de fractionnement généralement non disponible dans les unités de HDT de kérosène.
La plupart des voies autorisées pour produire du biokérosène d’aviation (100% renouvelable) conduisent à la production d’un carburant riche en isoparaffines, qui ont un point de congélation plus faible par rapport aux paraffines homologues. Cependant, le carburant aviation nécessite, conformément à la législation, une teneur minimale en composés aromatiques afin de conserver la compatibilité avec les matériaux élastomères en contact avec le carburant. Certaines voies étudient déjà la formation de composés aromatiques conjointement avec les isoparaffines. De plus, le secteur de l’aviation est intéressé par l’utilisation de kérosène d’aviation 100% renouvelable, de sorte que la présence dans sa composition de composés aromatiques est souhaitable.
L’article de PINHO, A. R. et al. (2017) “Fast pyrolysis oil from pinewood chips co-processing with vacuum gas oil in an FCC unit for second generation fuel production”, Fuel, v. 188, p. 462–73, enseigne le co-traitement de flux renouvelables comme la bio-huile de pyrolyse rapide avec des gazoles dérivés de pétrole, dans des unités de craquage catalytique (FCC, Fluid Catalytic Cracking). Le carbone issu de la charge renouvelable est réparti entre les différents produits du procédé, tels que le gaz de pétrole liquéfié (GPL), le naphta, le diesel et le mazout. Le brevet BR 10 2020 016971-8 enseigne également le co-traitement des triglycérides dans des unités de FCC pour produire des carburants à contenu renouvelable.
Par conséquent, il est possible de traiter directement le biodiesel et les huiles végétales dans des unités de craquage catalytique (FCC) en l’absence de combustible fossile. L’absence d’hydrogène et l’utilisation de catalyseurs acides zéolitiques appropriés favorisent les réactions de craquage (réduction de chaîne) et de cyclisation (formation aromatique) de ces charges renouvelables, en même temps que l’élimination de l’oxygène des molécules. Des flux riches en composés aromatiques dans la gamme du benzène, du toluène, des xylènes et des composés alkyl-aromatiques de poids moléculaire plus élevé ont été obtenus, provenant de charges totalement renouvelables. L’une des fractions, riche en composés aromatiques, en C2-benzène (éthylbenzène et xylènes), a un point d’ébullition dans la gamme du kérosène.
Aucun document de l’art antérieur ne décrit la production de kérosène d’aviation à contenu renouvelable à partir du co-traitement en HDT d’un flux bioaromatique obtenu par craquage catalytique de biomasse comme celle de la présente invention.
Ainsi, la présente invention a été mise au point pour résoudre les problèmes décrits précédemment associés au co-traitement de triglycérides dans le HDT de kérosène fossile et à la faible teneur en composés aromatiques du kérosène 100% renouvelable, par l’intermédiaire du co-traitement d’une huile renouvelable de flux riche en composés aromatiques (bioaromatiques), avec des flux fossiles ou renouvelable dans une unité d’hydrotraitement, où le flux bioaromatique est obtenu par conversion des huiles végétales, des esters d’acides gras, y compris le biodiesel, le suif, etc., dans un procédé de craquage catalytique dans des conditions opératoires et des catalyseurs appropriés. Ce flux bioaromatique a au moins 90% de composés aromatiques, principalement du C2-benzène (éthylbenzène et xylènes). Ce flux, dont 100% provient de sources renouvelables, présente une plage de distillation et un point de congélation qui, lorsqu’il est co-traité avec du kérosène fossile, n’affecte pas le point de congélation du mélange classique, principale limitation de la voie classique de co-traitement des triglycérides dans le HDT du QAV. Le produit obtenu dans la présente invention est conforme à toutes les spécifications de la norme ASM D1655, même pour les niveaux allant jusqu’à 10% de contenu renouvelable. De plus, il n’est pas nécessaire de réduire le point de congélation du QAV fossile pour l’introduction du composant renouvelable, sans qu’il n’y ait d’impact sur le rendement et l’économie du procédé.
Brève description de l’invention La présente invention concerne un procédé de co-traitement de flux 100% renouvelable, obtenu à partir de la conversion de biodiesel, de triglycérides et d’acides gras à longue chaîne, contenant une teneur élevée en composés aromatiques dans la gamme du kérosène, dans des unités d’hydrotraitement (HDT) de kérosène fossile, jusqu’à 10% en volume, sans qu’il soit nécessaire de réduire le point de congélation du produit fossile. Le produit ainsi obtenu est conforme aux spécifications du QAV (Jet A ou Jet A-1), avec un point de congélation inférieur à _ 40°C, conformément aux spécifications de ASTM D1655 ou RANP 856/2021.
Le principe du procédé est le traitement d’une charge comprenant des triglycérides de source végétale ou animale, des acides gras libres, des esters d’acides gras, des alcools et des aldéhydes à longue chaîne, dans une unité de craquage catalytique (FCC) en utilisant un catalyseur et des conditions opératoires appropriées. Le produit obtenu est ensuite fractionné par les procédés habituels de l’industrie pétrolière pour obtenir des fractions renouvelables dans la plage de distillation du naphta, du kérosène, du diesel et du gasoil contenant des teneurs élevées en composés aromatiques.
Le flux dans la plage de distillation du kérosène obtenu par ce procédé contient principalement des composés qui peuvent être caractérisés comme étant des alkylbenzènes contenant entre 6 et 10 atomes de carbone. Ce flux, tel qu’il est généré dans le procédé de FCC, n’a pas en lui-même les propriétés adéquates pour une utilisation directe comme kérosène d’aviation ou pour un mélange avec du kérosène d’aviation de carburant fossile. Conformément à la présente invention, l’utilisation de catalyseurs spécifiques et des conditions opératoires optimisées pour le traitement de matière première renouvelable est essentielle pour l’obtention de flux ayant une teneur élevée en composés aromatiques.
Le flux renouvelable riche en aromatiques dans la gamme kérosène peut être transformé en kérosène d’aviation à contenu renouvelable par mélange avec un flux de kérosène fossile, avec une plage de distillation comprise entre 90 et 310°C, plus préférablement, entre 90 et 210°C, dans une proportion comprise entre 0,5 et 30% en vol., suivi d’un co-traitement dans une unité d’hydrotraitement (HDT) de kérosène sans affecter le point de congélation du kérosène fossile.
Cette approche apporte une solution au problème d’augmentation du point de congélation du kérosène lors du co-traitement direct de triglycérides de source végétale et animale, d’acides gras libres, d’esters d’acides gras, d’alcools et d’aldéhydes à longue chaîne dans des unités de HDT, qui génèrent des paraffines linéaires à point de congélation élevé, limitant le niveau maximum du contenu renouvelable dans le produit final. Le prétraitement du flux renouvelable dans des unités de FCC permet d’obtenir une fraction riche en composés aromatiques qui préserve le point de congélation du kérosène fossile durant le co-traitement.
Le produit ainsi obtenu a un contenu renouvelable compris entre 0,5 et 30% en vol. répondant à toutes les spécifications requises pour le carburant aviation, en particulier le point de congélation.
Une autre approche de la présente invention concerne le co-traitement du flux bioaromatique généré dans le procédé de FCC avec une charge 100% renouvelable provenant d’une unité d’hydroconversion d’huile et de graisse pour la production de kérosène et de diesel renouvelables par la voie HEFA. L’ajout de flux bioaromatique à la charge de ce procédé procure des rendements plus élevés en biokérosène et bionaphta dans le procédé. Du fait de la présence d’aromatiques dans la fraction biokérosène, ce produit possède des propriétés qui lui permettent d’être utilisé comme carburant 100% renouvelable dans le secteur aéronautique.
La présente invention sera décrite plus en détail ci-dessous en se référant aux figures ci-jointes qui, de manière schématique et non limitative du cadre de l’invention, représentent des exemples de réalisation de cette dernière. Les dessins présentent:
illustre un schéma de l’obtention de la fraction bioaromatique dans la plage de distillation du kérosène et son co-traitement dans une unité de HDT de kérosène fossile - La charge (1), constituée d’huile végétale, de graisses animales, d’acides gras libres, d’esters d’acides gras, d’alcools supérieurs et d’aldéhydes, et de bio-huile issue de la pyrolyse de la biomasse résiduelle, pure ou combinée, est admise dans une unité de craquage catalytique (FCCU, Fluid Catalytic Cracking Unit), dans des conditions de procédé et de catalyseur appropriées, où elle est principalement convertie en hydrocarbures, eau, CO, CO 2 et où la fraction hydrocarbure contient des teneurs élevées en composés aromatiques, en particulier, des alkyl-aromatiques. Le produit de la FCCU (2) est envoyé dans l’unité de fractionnement (Frac) où il est séparé en produits renouvelables selon la plage de distillation, en GPL (3), naphta (4), kérosène (5), diesel/LCO (6) et gasoil lourd (7) - La fraction bioaromatique dans la gamme kérosène (5), ayant une plage de distillation et des propriétés adéquates pour une utilisation dans le kérosène d’aviation, est mélangée avec du kérosène de source fossile (8) dans une proportion variable comprise entre 0,5 et 20% et admise dans une unité d’hydrotraitement de kérosène (HDTU) où le mélange est traité pour éliminer les contaminants tels que le soufre, l’azote, l’oxygène et les composés oléfiniques- Dans cette étape, toutes les propriétés du produit (9) sont spécifiées pour répondre aux spécifications du kérosène d’aviation selon ASTM D1655. Ce produit (9) contient dans sa composition des hydrocarbures fossiles et renouvelables ;
illustre un schéma du co-traitement de fraction aromatique dans une unité de production de biocarburant (UBIOQAV). La charge (1), constituée d’huile végétale, de graisses animales, d’acides gras libres, d’esters d’acides gras, d’alcools supérieurs et d’aldéhydes, et de bio-huile issue de la pyrolyse de la biomasse résiduelle, pure ou combinée, est admise dans une unité de craquage catalytique (FCCU), dans des conditions de procédé et de catalyseur appropriées, où elle est principalement convertie en hydrocarbures, eau, CO, CO 2 et où la fraction hydrocarbure contient des teneurs élevées en composés aromatiques, en particulier, des alkyl-aromatiques. Le produit de la FCCU (2) est envoyé dans l’unité de fractionnement (Frac1) où il est séparé en produits renouvelables selon la plage de distillation, en GPL (3), naphta (4), kérosène (5), diesel/LCO (6) et gasoil lourd (7). La fraction bioaromatique dans la gamme kérosène (5), ayant une plage de distillation et des propriétés adéquates pour une utilisation dans le kérosène d’aviation, est mélangée avec une charge 100% renouvelable, comprenant de l’huile végétale, des graisses animales, des acides gras libres, des esters d’acides gras, des alcools supérieurs et des aldéhydes, et de la bio-huile issue de la pyrolyse de la biomasse résiduelle, pure ou combinée, dans une proportion comprise entre 0,5 et 20% et admise dans une unité de production de biocarburant, par exemple, en utilisant la voie d’hydrogénation d’esters d’acides gras HEFA ( Hydrogenation of Esters of Fatty Acids ) qui comprend des étapes d’hydrogénation et d’hydroconversion. Dans cette unité, les réactions d’hydrogénation ont lieu en présence d’hydrogène et d’un catalyseur approprié, qui transforment les composés oxygénés présents dans la charge en hydrocarbures, eau, CO et CO 2 . Cette unité peut facultativement contenir une section d’hydroconversion pour modifier la plage de distillation et les propriétés d’écoulement à froid du flux d’hydrocarbures. Le produit liquide de cette étape de procédé (11) est envoyé dans une seconde étape de fractionnement (Frac2) où les fractions renouvelables de GPL (12), naphta (13), kérosène (14) et diesel (15) sont séparées. La fraction kérosène (14) a dans sa composition des composés (iso)paraffiniques et aromatiques, avec des propriétés appropriées pour une utilisation comme carburant aviation renouvelable. Les autres fractions peuvent contenir ou ne pas contenir de composés aromatiques provenant du flux bioaromatique (5) en fonction des plages de distillation établies dans l’unité de Frac2.
Dans ce bloc de matière, on réalise une multitude de canaux 8 traversants ayant par exemple un diamètre « d » de 0,3 mm, qui sont disposés parallèles les uns aux autres selon la direction d’enfonçage Z (dans le sens de la hauteur) et selon une seule rangée. Dans cet exemple, les canaux sont espacés les uns des autres d’une valeur « c » égale à 2 fois le gap d’usinage en régime d’ébauche G.
Dans la , on a une vue en coupe de la selon le plan A, l’électrode-outil 1 étant représentée à l’intérieur de la cavité d’usinage de la pièce 2 pendant le régime d’ébauche.
Dans la , l’électrode-outil est représentée à l’intérieur de la cavité d’usinage pendant le régime de finition ; le déplacement de l’électrode-outil dans le plan X-Y en régime de finition (après enfonçage de celle-ci au fond de la cavité d’usinage selon la direction Z) est schématisé par des flèches en traits gras. R représente le rayon d’excentration en régime de finition et est supérieur au gap d’usinage en régime d’ébauche G.
L’injection du diélectrique propre se fait sous pression dans les canaux 8, par exemple entre 2 et 50 bars. Cette injection sous pression permet un arrosage suffisant par l’intérieur de l’électrode-outil et une évacuation par les côtés de celle-ci. La est une vue en coupe montrant l’électrode-outil de la dans la cavité d’usinage, les grandes flèches noires descendantes représentant le diélectrique propre circulant dans les canaux, les petites flèches noires horizontales représentant le diélectrique propre à la sortie des canaux et les grandes flèches blanches montantes représentant le diélectrique « sale » qui est évacué par les côtés de l’électrode-outil.
On précise que les canaux 8 ne doivent pas avoir un diamètre supérieur à 2 fois le gap d’usinage en régime d’ébauche, sinon il y a un risque de générer des « carottes » de matière à l’intérieur de ceux-ci en régime d’ébauche (enfonçage direct de l’électrode-outil selon un axe vertical Z). Les éventuelles irrégularités de surface en fond de cavité d’usinage liées aux canaux d’injection seront arasées par le déplacement planétaire de l’électrode-outil en régime de finition.
Les canaux d’injection vont permettre d’améliorer l’évacuation des scories créées pendant l’enfonçage de l’électrode-outil et, par conséquence, d’augmenter sa vitesse d’avance.