INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Un objectif de la présente invention consiste donc à proposer un procédé de réactivation de catalyseur destiné à l’hydrogénation d’anthraquinone pour la préparation de peroxyde d’hydrogène, ledit procédé permettant la réactivation dudit catalyseur, dans des conditions appropriées de sorte que le catalyseur ne subisse pas ou peu de modifications chimiques et/ou physiques, autres que celle de rétablir en totalité ou au moins en partie l’activité catalytique dudit catalyseur frais.
D’autres objectifs encore apparaîtront dans la description de l’invention qui suit. Sauf indication contraire, les pourcentages sont exprimés en poids.
Ainsi, et selon un premier aspect, la présente invention concerne le procédé de réactivation de catalyseur d’hydrogénation d’anthraquinone pour la préparation de peroxyde d’hydrogène, comprenant au moins les étapes successives suivantes : a) lavage éventuel du catalyseur à réactiver, b) séchage ou essorage éventuel du catalyseur à réactiver, c) réactivation du catalyseur à réactiver par mise en contact dudit catalyseur avec une solution aqueuse comprenant de 0,01% à 1%, de préférence de 0,05% à 0,5%, et de préférence encore de 0,1% à 0,2% d’ammoniac, bornes incluses, soit 0,06 à 0,12 moles L -1 d’ammoniac par litre de solution aqueuse, d) lavage éventuel du catalyseur réactivé, et e) séchage ou essorage dudit catalyseur réactivé issue de l’étape c) ou de l’étape d).
Le procédé de réactivation selon l’invention met en œuvre une solution très diluée d’ammoniac. Malgré cette faible concentration, l’activité du catalyseur réactivé retrouve une activité permettant, dans les conditions du procédé industriel de préparation de peroxyde d’hydrogène, de retrouver une productivité proche de celle obtenue avec un catalyseur neuf.
Par ailleurs, le procédé de l’invention est opéré dans un milieu réactionnel dont le pH est inférieur à 12, grâce à la faible concentration en ammoniac, et de préférence le pH de la solution aqueuse d’ammoniac est compris entre 10 et 11, et avantageusement entre 10,5 et 10,8. Un des avantages lié à opérer à cette valeur de pH est la moindre détérioration des catalyseurs à réactiver et en particulier des supports, tout particulièrement les supports de type silico-aluminate.
Par ailleurs, l’utilisation de solution aqueuse d’ammoniac dans la concentration exposée précédemment, se différencie des solutions basiques comprenant des métaux alcalins, telles que par exemple des solutions d’hydroxyde de sodium. Outre le fait que les solutions d’hydroxydes de sodium, largement usitées dans l’art antérieur, possèdent un effet délétère sur les catalyseurs à régénérer, il s’avère que les métaux alcalins, par exemple le sodium, sont néfastes dans le procédé préparation de peroxyde d’hydrogène, notamment lors de l’étape d’extraction, car ils rendent difficile la séparation de phase entre la phase organique et la phase aqueuse de peroxyde d’hydrogène préparée.
D’autres inconvénients encore liés à l’utilisation de bases alcalines, comme par exemple l’hydroxyde de sodium, est le risque de retrouver des traces de métaux alcalins dans le cycle du procédé de préparation de peroxyde d’hydrogène, principalement lors de l’étape d’hydrogénation. De telles traces de métaux alcalins posent un réel problème de sécurité dans les étapes d’oxydation et d’extraction où elles risquent de perturber la fabrication, augmenter le pH de la solution aqueuse de peroxyde d’hydrogène et provoquer sa déstabilisation ou sa décomposition.
De tels contaminants sont par conséquent à éviter lors de la réactivation de catalyseur. Le procédé de l’invention s’affranchit de cet inconvénient en mettant en œuvre une solution aqueuse d’ammoniac, de préférence et très avantageusement exempte de métaux alcalins. La solution aqueuse d’ammoniac utilisée dans le procédé de l’invention présente l’avantage d’être facilement éliminée, en totalité ou au moins en grande partie, sans laisser de traces lors des opérations de séchage et d’essorage par la vapeur ou l’azote, pendant la régénération du catalyseur.
Les résidus éventuels sont en outre généralement facilement éliminés, soit dans les purges d’hydrogène à l’hydrogénation, soit encore dans l’air épuisé en sortie d’oxydeur, avant de pouvoir atteindre l’extraction. En comparaison la soude ou un carbonate de soude résiduel ne seront pas éliminés de la solution de travail et iront donc directement et totalement en section d’extraction, ce qui présente un fort danger de dérive du procédé et de décomposition du peroxyde d’hydrogène.
Ainsi, et comme indiqué précédemment, la présente invention concerne un procédé de réactivation du catalyseur d’hydrogénation employé dans le procédé industriel, dit procédé anthraquinone, de préparation de peroxyde d’hydrogène. Le catalyseur à réactiver est généralement extrait du réacteur d’hydrogénation pour réactivation. Dans un autre mode de réalisation, le catalyseur peut être réactivé in situ , c’est-à-dire dans le réacteur utilisé pour l’étape d’hydrogénation de l’anthraquinone.
La réactivation du catalyseur est obtenue alors par mise en contact du catalyseur à réactiver par une solution aqueuse d’ammoniac de concentration comprise entre 0,01% et 1%, comme indiqué précédemment. Il a été découvert de manière tout à fait surprenante que cette mise en contact avec ladite solution aqueuse d’ammoniac permet au catalyseur de retrouver une activité intrinsèque substantielle d’environ 50% à 70%, dans un test cinétique par rapport à un catalyseur neuf. Cette réactivation, de l’ordre de 50% à 70%, permet au catalyseur de retrouver des conditions de productivité satisfaisantes, proches de celles obtenues avec un catalyseur neuf, à l’étape d’hydrogénation dans le procédé industriel.
Par ailleurs, il a été observé que cette activité est durable dans le temps et le traitement par la solution aqueuse d’ammoniac n’entraîne pas de changement substantiel de sélectivité lors de l’étape d’hydrogénation de l’anthraquinone.
En outre, et comme indiqué précédemment, le procédé de réactivation du catalyseur selon l’invention peut être mis en œuvre in situ ou ex situ , et ceci sur la totalité ou une partie seulement du catalyseur à réactiver. Il est également possible d’effectuer cette réactivation du catalyseur, en totalité ou en partie, en cours de fonctionnement, c’est-à-dire pendant le fonctionnement du procédé industriel de fabrication de peroxyde d’hydrogène par hydrogénation d’anthraquinone.
Le procédé de réactivation de l’invention permet donc de manière aisée de réactiver un catalyseur utilisé pour l’hydrogénation d’anthraquinone dans la synthèse industrielle de peroxyde d’hydrogène. La facilité de mise en œuvre, que ce soit sur la totalité ou une partie du catalyseur à réactiver, et le fait de pouvoir effectuer cette réactivation in situ ou ex situ , avec ou sans arrêt de l’unité de production de peroxyde d’hydrogène, permet de s’affranchir de périodes d’arrêt pour remplacement du catalyseur usagé, de nettoyage des résidus de catalyseurs ayant subi des détériorations chimiques et/ou physiques, et ainsi permettent d’augmenter substantiellement les rendements de production industrielle de peroxyde d’hydrogène.
L’étape a) du procédé de l’invention est une étape optionnelle de lavage du catalyseur à réactiver (dit encore catalyseur désactivé). Cette étape, si elle est souhaitée, comprend une mise en contact d’au moins une partie ou de la totalité du catalyseur à réactiver avec un solvant afin d’éliminer les quinones et hydroquinones résiduelles, qui peuvent être éventuellement récupérées et/ou recyclées.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le solvant utilisé dans l’étape a) de lavage peut être de tout type bien connu de l’homme du métier et avantageusement le solvant est le même que celui utilisé dans le procédé industriel de préparation du peroxyde d’hydrogène. Ce solvant peut être de tout type ou encore un mélange de solvants, et plus avantageusement un mélange de solvants polaires/apolaires, comme par exemple décrit dans Ullmann (G. Goor et coll., op. cit. ).
Dans un exemple, l’élément de dissipation de chaleur comprend un premier ensemble d’ailettes formées sur la seconde surface. En conséquence, la chaleur absorbée par la première surface peut être dissipée plus efficacement, ce qui garantit le maintien de l’intégrité des composants à l’intérieur du convertisseur de puissance électrique, notamment les modules de puissance adjacents à la première surface.
Dans un aspect, l’au moins un condensateur du bloc de condensateurs a une forme cylindrique, fermée à chaque extrémité longitudinale par une bride circulaire, une extrémité de l’au moins un condensateur étant montée sur la base électriquement conductrice, et l’autre extrémité étant la face de dissipation. Dans un exemple non limitatif, le condensateur est de type chimique.
Dans un exemple, la base électriquement conductrice est un composant de barre omnibus électrique surmoulé configuré pour établir une connexion électrique entre l’au moins un condensateur, le ou les modules de puissance et le module de commande.
Dans un autre aspect, la face de dissipation des condensateurs est en contact thermique avec la surface inférieure du boîtier au moyen d’une résine thermiquement conductrice. La résine thermiquement conductrice, telle qu’une pâte thermique, permet un transfert efficace de la chaleur générée par la face de dissipation des condensateurs en fonctionnement vers la surface inférieure du couvercle. En conséquence, un flux de fluide, tel qu’un flux d’air, peut permettre à la chaleur absorbée par le couvercle d’être transportée et dissipée dans l’air ambiant.
Dans un exemple, la surface inférieure du boîtier comprend un second ensemble d’ailettes configurées pour dissiper la chaleur. En conséquence, on obtient un moyen plus efficace de refroidir les condensateurs, ce qui garantit le fonctionnement normal des condensateurs, et donc du convertisseur de puissance électrique, au cours de sa durée de vie.
Dans un autre aspect encore, la présente invention concerne un ensemble électrique rotatif comprenant une machine électrique rotative ; et un convertisseur de puissance électrique, tel que configuré de la manière décrite ci-dessus, en connexion électrique avec la machine électrique rotative. Le convertisseur de puissance électrique est configuré pour être plus petit en termes d’emballage, et plus léger. En outre, conformément à la présente invention, la gestion de la chaleur du convertisseur de puissance électrique est améliorée et plus efficace, ce qui garantit le maintien de l’intégrité de l’ensemble électrique rotatif pendant son fonctionnement.
BRÈVES DESCRIPTION DES FIGURES Les caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention seront mieux compris grâce à la description suivante et aux figures ci-jointes. La description se réfère aux figures ci-jointes avec :
La illustre le convertisseur de puissance électrique, conformément au présent sujet ;
La illustre un bloc de condensateurs intégré à un dissipateur thermique du convertisseur de puissance électrique, conformément au présent sujet ;
La illustre une vue en coupe transversale du convertisseur de puissance électrique, conformément au présent sujet ;
La illustre une vue inférieure du convertisseur de puissance électrique, montrant une pluralité d’ailettes sur le dissipateur thermique, conformément au présent sujet ;
La illustre un ensemble électrique rotatif, conformément au présent sujet ; et
La illustre une vue en coupe transversale de l’ensemble électrique rotatif, conformément au présent sujet.
Les figures ne sont pas nécessairement à l’échelle et la taille de certaines parties peut être exagérée pour illustrer plus clairement l’exemple représenté. En outre, les figures fournissent des exemples cohérents avec la description, mais la description n’est pas limitée aux exemples fournis sur les figures.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE La présente invention concerne un convertisseur de puissance électrique, spécifiquement un convertisseur de puissance électrique d’un ensemble électrique rotatif. Le convertisseur de puissance électrique est un dispositif ou un circuit électronique de puissance qui convertit le courant continu (CC) en courant alternatif (CA) et/ou vice versa. On peut également dire que le convertisseur de puissance électrique est un convertisseur de tension qui fonctionne comme un pont redresseur en mode générateur et/ou comme un onduleur en mode moteur de la machine électrique rotative. Par conséquent, l’ensemble électrique rotatif, un dispositif électromécanique, de préférence polyphasé, peut convertir l’énergie électrique en énergie mécanique, ou vice versa. Dans un scénario où l’ensemble électrique rotatif fonctionne comme un moteur pour entraîner un véhicule à moteur, le convertisseur de puissance électrique reçoit du courant continu d’une source d’alimentation électrique, convertit le courant continu en courant alternatif et le fournit à un rotor de la machine électrique rotative. Dans un scénario où l’ensemble électrique rotatif fonctionne comme un générateur, par exemple lorsque le véhicule à moteur est entraîné par un moteur à combustion interne (IC), le rotor de la machine électrique rotative est entraîné pour générer du courant alternatif qui peut ensuite être converti en courant continu, par le convertisseur de puissance électrique, pour être stocké dans un stockage de puissance électrique. La source d’alimentation électrique et le stockage de puissance électrique, mentionnés dans les scénarios ci-dessus, peuvent être les mêmes.
Dans la description ci-dessus, le convertisseur de puissance électrique est inclus, ou intégré, dans l’ensemble électrique rotatif. Toutefois, dans un autre exemple, le convertisseur de puissance électrique, fonctionnant de la manière décrite ci-dessus, peut ne pas être intégré à l’ensemble électrique rotatif. En d’autres termes, il peut exister en tant que composant séparé de l’ensemble électrique rotatif, tout en restant en connexion électrique avec la machine électrique rotative pour effectuer les opérations décrites dans l’exemple ci-dessus. La présente invention est applicable aux deux exemples de convertisseurs de puissance électrique.
Grâce à la structure très mince du dispositif de fermeture 14, celui-ci est très léger et nécessite très peu de matière, ce qui réduit tout impact négatif sur l’environnement.
Grâce à la languette de préhension 46, l’ergonomie du dispositif de fermeture 14 est très bonne et facile à ajuster.
Le dispositif de fermeture 14 est facilement adaptable pour pouvoir être monté sur la plupart des pompes de distribution à bouton-poussoir existant sur le marché.
L’utilisation d’un matériau en forme de feuille pour réaliser le dispositif de fermeture 14 facilite la personnalisation. Ainsi, il est possible de placer sur la feuille formant le dispositif de fermeture 14 du texte, un logo, un schéma d'utilisation, etc. par exemple par impression sur la feuille.
LEGENDE 10 : ensemble de conditionnement et de distribution 12 : pompe de distribution 14 : dispositif de fermeture 16 : récipient 18 : ouverture supérieure 20 : corps de pompe 22 : bouton-poussoir 24 : orifice de distribution 26 : corps cylindrique 28 : buse 30 : surface d’appui 32 : rebord 36 : portion annulaire 38 : trou 40 : rabat 42 : extrémité libre 44 : zone d’accrochage 45 : portion occultante 46 : languette de préhension 48 : tronçon frangible 50 : élément de retenue axiale 52 : plots A1 : axe principal
PROCEDE DE REMPLACEMENTS D'ORGANES DE PREHENSION DE PREFORMES ET INSTALLATION DE CONVOYAGE ASSOCIEE Domaine technique de l'invention L'invention concerne un procédé de remplacement d'organes de préhension dans une installation de convoyage de préformes, l'installation de convoyage comportant :
- des moyens de démontage aptes à réaliser automatiquement une opération de démontage d'un organe de préhension de son élément de liaison ;
- des moyens de remontage aptes à réaliser automatiquement une opération de montage d'un nouvel organe de préhension sur ledit élément de liaison.
L'invention concerne aussi une installation de convoyage apte à mettre en œuvre automatiquement un tel procédé de remplacement.
Arrière-plan technique La fabrication de récipients en matière thermoplastique, tels que des bouteilles, est généralement effectuée à partir de préformes, parfois appelées ébauches ou paraisons, qui sont introduites dans un dispositif de moulage auquel sont associés des moyens de formage, par exemple par soufflage ou par étirage-soufflage.
Avant d'être conformées en récipients finaux, les préformes subissent plusieurs traitement le long d'un parcours de défilement dans une ligne de fabrication automatique de récipients. La ligne de fabrication de récipients en grande série comporte plusieurs stations, et notamment une station de chauffage et une station de formage, à travers lesquelles les préformes sont convoyées automatiquement.
Préalablement à leur moulage par soufflage ou étirage-soufflage, les préformes sont chauffées dans la station de chauffage de manière à conférer à leur corps une consistance suffisamment malléable pour l'opération de soufflage. Leur col, qui présente déjà sa forme définitive, est au contraire maintenu à une température suffisamment basse pour lui permettre de conserver sa forme. De ce fait, les préformes sont généralement transportées par l'intermédiaire de leur col.
La station de chauffage comporte un tunnel de chauffage muni de moyens de chauffage des préformes. Les préformes sont généralement convoyées par une installation de convoyage le long du tunnel à grande vitesse sans marquer d'arrêt. Le tunnel présente une longueur suffisante pour permettre le chauffage du corps des préformes durant leur traversée.
L'installation de convoyage comporte des organes de convoyage qui sont équipés d'organes de préhension individuelle de préforme. Les organes de convoyage défilent le long d'un circuit de convoyage en boucle dont un tronçon forme un parcours de chauffe des préformes. Le parcours de chauffe passe dans le tunnel de chauffage.
La pompe 16 qui est alimentée par l'hydrogène liquide sous pression délivré en sortie du réservoir 12 et circulant dans la portion de circuit 10A a pour fonction d'augmenter la pression de l'hydrogène liquide, de manière progressive jusqu'à une pression comprise dans une première gamme allant par exemple de 10 à 200 bars, plus particulièrement dans une deuxième gamme allant par exemple de 10 à 120 bars, voire dans une troisième gamme allant par exemple de 10 à 80 bars et par exemple d'environ 50 bars dans un exemple de réalisation. Les différences de pression sont fonction des besoins de la chambre de combustion du moteur aérobie à hydrogène d'aéronef. La pompe 16 est plus particulièrement raccordée à une turbine 18 par l'intermédiaire d'un arbre de transmission mécanique 20 et forme ainsi conjointement avec la turbine une turbopompe. Le système de conditionnement de carburant SC1 comporte au moins une turbopompe. On notera que la pompe de gavage 14 est immergée dans le réservoir 12 formant un bain cryogénique, ce qui permet de s'affranchir des problèmes de pression d'aspiration positive nette en entrée de la pompe à hydrogène liquide 16 (phénomène connu en terminologie anglo-saxonne sous le terme de « Net Positive Suction Pressure » et qui est relatif au problème de la cavitation), tout en respectant les exigences de température et de pression en entrée de cette pompe.
Le circuit du système de conditionnement de carburant SC1 comprend, en aval de la turbopompe à hydrogène 16 (dans le sens de circulation de l'hydrogène dans le circuit), une portion de circuit 10B comprenant une vanne de régulation 22 suivie d'un ou de plusieurs échangeurs de chaleur qui sont configurés pour augmenter la température de l'hydrogène sous pression délivrée par la turbopompe 16.
Dans l'exemple illustré sur la la portion de circuit 10B peut comprendre plusieurs échangeurs de chaleur successifs, dont un premier échangeur de chaleur 24 qui utilise une source de chaleur disponible à bord de l'aéronef pour réaliser une première montée en température de l'hydrogène. Ce premier échangeur de chaleur 24 utilise ici une source de chaleur produite dans une autre portion (10E) du circuit du système de conditionnement qui sera décrite ultérieurement et où, plus particulièrement, des gaz chauds de combustion (carburant) sont générés. Dans l'architecture décrite ici le premier échangeur de chaleur 24 est configuré pour assurer la plus grande montée en température de l'hydrogène par rapport aux autres échangeurs de chaleur décrits ci-après (échangeurs auxiliaires) et est donc qualifié d'échangeur principal. Le système de conditionnement de carburant SC1 peut comprendre plusieurs échangeurs du type de l’échangeur 24.
Le premier échangeur de chaleur 24 peut être suivi d'un deuxième échangeur de chaleur 26 qui réalise une deuxième montée en température de l'hydrogène, ici par refroidissement d'un fluide calorifique d'un autre circuit présent à bord de l'aéronef, tel que par exemple un circuit d'huile de l'aéronef.
Un troisième échangeur de chaleur 28 pouvant être disposé en aval du deuxième échangeur 26 réalise une troisième montée en température de l'hydrogène, ici par refroidissement d'un autre fluide calorifique d'un autre circuit présent à bord de l'aéronef tel que par exemple un circuit d'air, et plus particulièrement d'un circuit d'air cabine provenant d'un système de contrôle de l'environnement dénommé ECS (selon la terminologie anglo-saxonne « Environmental Control System »).
En réchauffant l'hydrogène du circuit du système de conditionnement SC1 de la d'autres circuits présents à bord de l'aéronef sont donc refroidis, ce qui permet de réduire les besoins en énergie et ainsi d'améliorer le bilan énergétique de l'aéronef en utilisant les enthalpies disponibles des circuits embarqués.
À titre d'exemple, l'hydrogène liquide dont la température est d'environ 25K au niveau de la vanne de régulation 22 augmente en température en sortie du premier échangeur 24 jusqu'à une température d'environ 240K, puis passe à une température d'environ 280K en sortie du deuxième échangeur 26 et enfin à une température d'environ 310K en sortie du troisième échangeur 28.
On notera que la température souhaitée de l'hydrogène en sortie du dernier échangeur est comprise par exemple entre 240K et 310K.
A titre d’exemple, la puissance thermique échangée dans l’échangeur principal peut être de l’ordre de 1,3 MW, tandis qu’elle avoisine plutôt 200 kW et 50kW respectivement dans les deux autres échangeurs. Ces deux derniers échangeurs ayant peu d’impact sur le circuit du système de conditionnement, ils sont ainsi plus faciles à concevoir et à contrôler que l’échangeur principal 24.
L'ordre dans lequel les échangeurs de chaleur du circuit sont configurés peut bien entendu varier notamment selon les gammes de température requises par chacun des fluides utilisés pour réchauffer l'hydrogène.
Tout échangeur de chaleur qui est configuré pour réchauffer un fluide depuis une température de l'ordre de 200K en entrée jusqu'à une température comprise entre 240K et 310K en sortie de cet échangeur peut convenir, en complément de l'augmentation de température assurée par le premier échangeur.
Le nombre et le type d'échangeurs, ainsi que les circuits de l'aéronef (notamment le ou les fluides calorifiques utilisés) dont la chaleur est extraite pour réchauffer hydrogène peuvent bien entendu varier par rapport à la description qui vient d'être faite.
La portion de circuit 10B est raccordée, en aval, à la turbine 18 de la turbopompe à hydrogène qui reçoit ainsi l'hydrogène sous pression, par exemple à une température de 310K et à une pression de 50 bars, issu de l'échangeur 28.
La détente partielle de l'hydrogène sous pression dans la turbine 18 procure à la turbopompe la puissance nécessaire pour la suite du cycle d'alimentation. En particulier, de la puissance mécanique est ainsi transmise à la pompe à hydrogène 16 via l'arbre de transmission mécanique 20 reliant la turbine 18 à la pompe 16 pour le fonctionnement de cette pompe.