INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un mode de réalisation, le fluide hydrocarboné mis en œuvre selon l’invention présente un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 240 à 300°C et comprend de 5 à 15% en poids d’isoparaffines en C15, de 30 à 60% en poids d’isoparaffines en C16, de 10 à 30% en poids d’isoparaffines en C17, et de 10 à 30% en poids d’isoparaffines en C18 et présente une teneur en aromatiques inférieure à 100 ppm en poids, par rapport au poids total du fluide hydrocarboné et ledit fluide présente une teneur en carbone biogénique d’au moins 95% en poids, par rapport au poids total des atomes de carbone du fluide hydrocarbone.
Selon un mode de réalisation, le fluide hydrocarboné mis en œuvre selon l’invention comprend de 10 à 30% en poids d’isoparaffines en C17 et de 60 à 90% en poids d’isoparaffines en C18 et présente une teneur en aromatiques inférieure à 100 ppm en poids, par rapport au poids total du fluide hydrocarboné et ledit fluide présente une teneur en carbone biogénique d’au moins 95% en poids, par rapport au poids total des atomes de carbone du fluide hydrocarbone.
Selon un mode de réalisation, le fluide hydrocarboné mis en œuvre selon l’invention présente un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 260 à 340°C et comprend de 10 à 30% en poids d’isoparaffines en C17 et de 60 à 90% en poids d’isoparaffines en C18 et présente une teneur en aromatiques inférieure à 100 ppm en poids, par rapport au poids total du fluide hydrocarboné et ledit fluide présente une teneur en carbone biogénique d’au moins 95% en poids, par rapport au poids total des atomes de carbone du fluide hydrocarbone.
Selon un mode de réalisation, le fluide hydrocarboné mis en œuvre selon l’invention comprend de 5 à 15% en poids d’isoparaffines en C15, de 30 à 60% en poids d’isoparaffines en C16, de 10 à 30% en poids d’isoparaffines en C17, et de 10 à 30% en poids d’isoparaffines en C18 et présente une teneur en aromatiques inférieure à 50 ppm en poids, par rapport au poids total du fluide hydrocarboné et ledit fluide présente une teneur en carbone biogénique d’au moins 90% en poids, par rapport au poids total des atomes de carbone du fluide hydrocarbone.
A cet effet, la présente invention fournit avantageusement une installation pour la préparation d’un précurseur d’émulsion explosive dont les éléments la composant sont avantageusement aptes à être réunis au sein d’un seul conteneur, et une utilisation de ladite installation pour la préparation d’un précurseur d’émulsion explosive répondant aux besoins existants susmentionnés.
La Demanderesse s’est rendu compte qu’il était possible de disposer d’une installation pour la préparation d’un précurseur d’émulsion explosive, qui soit de taille mesurée, peu complexe, facile à installer, à démonter et à transporter de sorte à pouvoir préparer de façon sécurisée sur site, un précurseur d’émulsion explosive et en particulier en des quantités faibles à modérées. La Demanderesse s’est également rendu compte qu’il était possible d’utiliser l’installation modulaire selon l’invention pour la fabrication d’un précurseur d’émulsion explosive constitué d’une émulsion inverse d’eau dans l’huile, qui soit facile et peu couteux à mettre en œuvre et ce, même pour des quantités faibles à modérées.
En conséquence, un premier objet de l’invention concerne une installation modulaire (1)
pour la fabrication d’un précurseur d’émulsion explosive constitué d’une émulsion inverse d’eau dans l’huile comprenant :
Un deuxième objet de l’invention concerne l’utilisation de l’installation modulaire selon le premier objet de l’invention pour la fabrication d’un précurseur d’émulsion explosive constitué d’une émulsion inverse d’eau dans l’huile.
L’utilisation selon l’invention permet avantageusement de pouvoir fabriquer facilement, et à moindres coûts, des quantités faibles à modérées d’un précurseur d’émulsion explosive constitué d’une émulsion inverse d’eau dans l’huile.
La représente une vue en perspective de l’installation selon l’invention, sur laquelle on distingue - une première cuve (2) pour la préparation d’une phase aqueuse comprenant un premier moyen de chauffage (3) qui est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce, des premiers moyens d’agitation de la phase aqueuse (4), la première cuve communiquant avec des premiers moyens de circulation par pompage (5) de a) la phase aqueuse directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) pour la préparation de l’émulsion inverse d’eau, b) de l’eau d’alimentation de la première cuve depuis une cuve de stockage d’eau, et c) du nitrate depuis une cuve de stockage du nitrate (7), - une deuxième cuve (8) pour la préparation d’une phase huileuse comprenant un deuxième moyen de chauffage (9) et des deuxièmes moyens d’agitation de la phase huileuse (10), ladite deuxième cuve communiquant avec des deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) de d) la phase huileuse depuis la deuxième cuve directement ou indirectement vers un dispositif de cisaillement (6) et e) des composants de la phase huileuse depuis des cuves externes de stockage des composants (12) vers la deuxième cuve (8), - au moins une troisième cuve de stockage (13) de l’émulsion communiquant avec le dispositif de cisaillement (6) via des troisièmes moyens de circulation par pompage (14) de f) l’émulsion inverse d’eau dans l’huile et - un moyen de fourniture de fluide caloporteur (15) qui est une chaudière à eau chaude pour alimenter en fluide caloporteur le premier (3) et deuxième (9) moyens de chauffage.
La représente une vue en perspective de l’installation selon l’invention comprenant une quatrième cuve (16) pour la préparation d’une pré-émulsion composée du mélange de la phase aqueuse et de la phase huileuse, ladite cuve comprenant des troisièmes moyens d’agitation (17) et communiquant avec la première cuve (2) via les premiers moyens de circulation par pompage (5), avec la deuxième cuve (8) via les deuxièmes moyens de circulation par pompage (11) et avec le dispositif de cisaillement (6) via des quatrièmes moyens de circulation par pompage de la pré-émulsion (18).
La représente l’installation selon l’invention dans laquelle plusieurs éléments sont compris dans un même conteneur (A).
La représente la première cuve (2) comprenant un premier moyen de chauffage, qui est un échangeur thermique tubulaire de forme hélicoïdale composé de deux tubes disposés en quinconce.
Description détaillée de l’invention La présente invention concerne une installation modulaire (1) pour la fabrication d’un précurseur d’émulsion explosive constitué d’une émulsion inverse d’eau dans l’huile comprenant :
Par issue de la conversion de la biomasse, on entend une coupe hydrocarbonée produite à partir de matières premières d’origine biologique. Les matières premières d’origine biologiques peuvent être choisies parmi les huiles végétales, les graisses animales, les huiles de poisson et leurs mélanges.
De préférence, la coupe hydrocarbonée d'origine biologique est obtenue par un procédé comprenant des étapes d’hydrodésoxygénation (HDO) et d’isomérisation (ISO). L’étape d’hydrodésoxygénation (HDO) conduit à la décomposition des structures des esters biologiques ou des constituants triglycérides, à l’élimination des composés oxygénés, phosphorés et soufrés et à l'hydrogénation des liaisons oléfiniques. Le produit issu de la réaction d’hydrodésoxygénation est ensuite isomérisé. Une étape de fractionnement peut de préférence suivre les étapes d’hydrodésoxygénation et d’isomérisation. De manière avantageuse, les fractions d’intérêt sont ensuite soumises à des étapes d’hydrotraitement puis de distillation afin obtenir les spécifications du fluide hydrocarboné souhaité selon l'invention.
Ce procédé HDO/ISO est mise en œuvre sur une charge biologique brute, encore appelée biomasse ou matière première d’origine biologique, sélectionnée dans le groupe consistant en des huiles végétales, des graisses animales, des huiles de poisson et leur mélange. Les matières premières d’origine biologique appropriées sont par exemple l'huile de colza, l'huile de canola, le talloil, l'huile de tournesol, l'huile de soja, l'huile de chanvre, l'huile d'olive, l'huile de lin, l'huile de moutarde, l'huile de palme, l'huile d'arachide, l'huile de ricin, l'huile de noix de coco, les graisses animales telles que le suif, les graisses alimentaires recyclées, les matières premières issues du génie génétique, et les matières premières biologiques produites à partir de microorganismes tels que les algues et les bactéries. Des produits de condensation, esters ou autres dérivés obtenus à partir de matériaux biologiques bruts peuvent également servir de matières premières.
De préférence, la matière première d’origine biologique est un ester ou un dérivé triglycéride. Ce matériau est soumis tout d’abord à une étape d’hydrodésoxygénation (HDO) pour décomposer la structure des esters ou triglycérides constitutifs et éliminer les composés oxygénés, phosphorés et soufrés de manière concomitante à l’hydrogénation des liaisons oléfiniques. Cette étape d’hydrodésoxygénation (HDO) de la matière première d’origine biologique est suivie par une isomérisation du produit ainsi obtenu conduisant à la ramification de la chaîne hydrocarbonée et à une amélioration des propriétés de la paraffine à basses températures.
Durant l’étape HDO, l’hydrogène et la matière première d’origine biologique sont passés sur un lit catalytique d’hydrodésoxygénation de manière simultanée ou à contre courant. Durant l’étape HDO, la pression et la température sont comprises entre 20 et 150 bars et entre 200 et 500°C respectivement. Des catalyseurs classiques et connus d’hydrodésoxygénation sont utilisés durant cette étape. Éventuellement, la matière première d’origine biologique peut être soumise à une pré-hydrogénation sous conditions douces pour éviter les réactions secondaires des doubles liaisons avant l’étape HDO. Après l’étape d’hydrodésoxygénation, le produit issu de la réaction est soumis à une étape isomérisation (ISO) où l’hydrogène et le produit, et éventuellement un mélange de n-paraffines, sont passés sur des lits catalytiques d’isomérisation de manière simultanée ou à contre-courant. Lors de l’étape ISO, la pression et la température sont comprises entre 20 et 150 bars et entre 200 et 500°C respectivement. Des catalyseurs classiques et connus d’isomérisation sont utilisés durant cette étape.
Des procédés secondaires additionnels peuvent également être mise en œuvre (comme des mélanges intermédiaires, des piégeages ou autres procédés de la sorte).
Le produit issu des étapes HDO/ISO peut éventuellement être fractionné afin d’obtenir les coupes d’intérêt.
Divers procédés HDO/ISO sont décrits dans la littérature. La demande WO2014/033762 décrit un procédé comprenant une étape de pré-hydrogénation, une étape d’hydrodésoxygénation (HDO) et une étape d’isomérisation opérées à contre-courant. La demande de brevet EP1728844 décrit un procédé de production de composés hydrocarbonés à partir d’un mélange de composés d’origine végétale et animale. Ce procédé comprend une étape de prétraitement du mélange permettant d’enlever les contaminants, comme par exemple les sels de métaux alcalins, suivie d’une étape d’hydrodésoxygénation (HDO) et d’une étape d’isomérisation. La demande de brevet EP2084245 décrit un procédé de production d’un mélange hydrocarboné qui peut être utilisé comme gazole ou dans une composition de gazole par hydrodésoxygénation d’un mélange d’origine biologique contenant des esters d’acides gras éventuellement en mélange avec des acides gras libres, par exemple des huiles végétales comme l’huile de tournesol, l'huile de colza, l'huile de canola, l'huile de palme ou l’huile de pin, suivi d’une hydroisomérisation sur des catalyseurs spécifiques. La demande de brevet EP2368967 décrit un tel procédé et le produit obtenu par ce procédé.
Avantageusement, la matière première d’origine biologique contient moins de 15 ppm de soufre, de préférence moins de 8ppm, préférentiellement moins de 5ppm et plus préférentiellement moins de 1ppm selon la norme EN ISO 20846. Idéalement la charge ne comprend pas de soufre en tant que matière première d’origine biosourcée.
La charge désoxygénée et isomérisée issue du procédé HDO/ISO est ensuite hydrogénée, après avoir été éventuellement fractionnée afin d’obtenir une gamme d’ébullition souhaitée.
De préférence, l’étape d’hydrogénation est une étape d’hydrogénation catalytique à une température de 80 à 180°C et à une pression de 50 à 160 bars d’une charge (ou coupe) d’origine biologique désoxygénée et isomérisée.
L’étape d’hydrogénation est effectuée grâce à des catalyseurs. Les catalyseurs d’hydrogénation types peuvent être soit massiques soit supportés et peuvent comprendre les métaux suivants : nickel, platine, palladium, rhénium, rhodium, tungstate de nickel, nickel-molybdène, molybdène, cobalt-molybdène. Les supports peuvent être de la silice, de l’alumine, de la silice-alumine ou des zéolithes.
Un catalyseur préféré est un catalyseur à base de nickel sur support d’alumine dont l’aire de surface spécifique varie de préférence de 100 à 200 m 2 /g de catalyseur ou un catalyseur massique à base de nickel. Les conditions d’hydrogénation sont typiquement les suivantes :
Pression : 50 à 160 bars, de préférence 80 à 150 bars et plus préférentiellement 90 à 120 bars ; Température : 80 à 180 °C, de préférence 120 à 160 °C et plus préférentiellement 150 à 160 °C ; Vitesse volumique horaire (VVH): 0.2 à 5 hr-1, de préférence 0.4 à 3 hr-1 et plus préférentiellement 0.5 à 0.8 hr-1 ; Taux de traitement par l’hydrogène : adapté aux conditions mentionnées ci-dessus et pouvant aller jusqu’à 200 Nm3/tonnes de charge à traiter.
La température dans les réacteurs est typiquement comprise entre 150 et 160°C avec une pression d’environ 100 bars tandis que la vitesse volumique horaire est d’environ 0.6 hr-1 avec un taux de traitement adapté en fonction de la qualité de la charge à traiter et des paramètres du premier réacteur d’hydrogénation.
Selon une autre variante lorsque par exemple la ou les matières naturelles végétales sont des fleurs notamment les fleurs de jasmin, les fleurs de mimosa, ou les graines et/ou gousses de vanille notamment séchées de préférence séchées et broyées le système de solvants n’est pas porté à reflux, mais maintenu à une température inférieure ou égale d’au moins 1 à 5 °C du point d’ébullition du solvant comportant le plus bas point d’ébullition inférieure ou égale à 45 °C, telle que 40°C. L’étape de mise en contact et d’extraction solide / liquide est suivie d’une étape de récupération de l’extrait naturel de préférence végétal issue de la ou des matière(s) naturelle(s) de préférence végétale(s). Cette récupération peut être réalisée par filtration, distillation, ou avec un extracteur de type Soxhlet. Selon un mode de réalisation la récupération est réalisée par filtration par exemple sur papier.
Selon une autre variante du procédé de l’invention, l’étape de récupération de l’extrait est réalisée par séparation de la ou des matière(s) naturelle(s) qui n’a(ont) pas été solubilisée(s) (également appelé précipité) de son surnageant comprenant la ou lesdits solvant(s). La séparation du précipité du ou des solvant(s) est réalisée par les méthodes classiques connues de l’homme du métier. On peut par exemple citer la méthode de filtration, ou la chromatographie. Le ou les solvant(s) peu(ven)t être retiré(s) du surnageant par désolvantation telle que définie précédemment, si besoin ledit surnageant désolvanté peut être purifié à nouveau par une ou des méthode(s) classique(s) de purification connue(s) de l’homme du métier. On peut par exemple citer la chromatographie, la distillation sous pression réduite ou pas, et/ou la recristallisation, pour obtenir une concrète. La concrète est plus ou moins visqueuse peut se présenter sous la forme d'un résidu cireux épais éventuellement colorée.
a) d’un premier système de solvants comprenant au moins un solvant comprenant au moins un solvant alcane comprenant au moins un solvant alcane comprenant au moins 8 atomes de carbone tel que défini précédemment, notamment le ou les solvant(s) alcane est(sont) choisi(s) parmi les composés de formule (I) ainsi que ses isomères optiques tels que définis précédemment ; avec
b) une ou plusieurs matière(s) naturelle(s) solide(s) choisie(s) parmi i) à x) telle(s) que définie(s) précédemment ; puis
3) suivie d’une étape de chauffage du mélange a) + b) à une température supérieure à 30 °C ;
de préférence le réacteur dans lequel se trouve le mélange a) + b) comprend un système réfrigérant ou condenseur, plus préférentiellement le réacteur est un extracteur de type Soxhlet ou un appareil à distiller ; préférentiellement le mélange a) + b) est chauffé pendant une durée comprise entre 5 minutes et 48 heures, particulièrement entre 30 minutes et 24 heures, plus particulièrement entre 1 heure et 12 heures, encore plus préférentiellement entre 2 heures et 5 heures ;
a) d’un premier système de solvants comprenant au moins un solvant alcane comprenant au moins 8 atomes de carbone tel que défini précédemment, notamment le ou les solvant(s) alcane est(sont) choisi(s) parmi les composés de formule (I) ainsi que ses isomères optiques tels que définis précédemment ; avec
Plus particulièrement les solvants additionnels de préférence « verts » différents du ou des solvants alcanes comprenant au moins 8 atomes de carbone tel que défini précédemment, de l’invention sont choisis parmi les familles suivantes : Les esters d’acides organiques tels que l’acétate d’éthyle, l’acétate d’isopropyle, l’acétate de propyle, l’acétate de t -butyle, de préférence l’acétate d’isopropyle ; les alcools tels que le bioéthanol, ou l’isopropanol ; les cétones tels que la méthyl éthyl cétone, la méthyl propyl cétone les carbonates d’alkyles en C 1 -C 4 , tels que le carbonate de diméthyle ; et leur mélange.
Chacun des solvants utilisés dans le système de solvants a) présente une pureté d’au moins 95 %, notamment d’au moins 97 %, en particulier d’au moins 99 %.
Selon un mode de réalisation particulier de l’invention la ou les matière(s) naturelle(s) solide(s) i) à x), broyée(s) ou non, sous forme de poudre(s) de préférence sèche(s), telle(s) que définie(s) précédemment, est(sont) mise(s) en contact a) avec un premier système de solvant(s) tel(s) que défini(s) précédemment, pour former un mélange a) + b) hétérogène.
Plus particulièrement la mise en contact est réalisée à température ambiante, sous agitation ou non, de préférence sous agitation. La ou les matière(s) naturelle(s) i) à x) telle(s) que définie(s) précédemment est(sont) plus particulièrement laissée(s) à macérer ou infuser à une température comprise entre 10 °C et 40 °C, mieux entre 20 °C et 30 °C tel que 20 °C, dans le système de solvant(s) tel que défini précédemment. Selon une autre forme de l’invention, la mise en contact est réalisée avec chauffage à une température inférieure ou égale d’au moins 1 °C à 5 °C du point d’ébullition du solvant comportant le plus bas point d’ébullition telle que 30 °C. Quelle que soit la température de mise en contact de a) avec b), cette mise en contact est réalisée dans un ballon en verre ou en métal, une cuve inox industrielle ou non, à simple ou double paroi, ou tout autre réacteur adapté à accueillir des solvants et matières naturelles. La durée de macération ou infusion dudit mélange a) + b) est comprise de préférence entre quelques secondes à une semaine, plus particulièrement entre 30 minutes et 48 heures, encore plus particulièrement entre 1 heure et 36 heures, mieux entre 2 heures et 24 heures, encore mieux entre 2 heures et 6 heures. La macération ou infusion peut être réalisée sous agitation, i.e. le mélange a) + b) peut être maintenu sous agitation mécanique de préférence à une vitesse de rotation comprise entre 10 tours / minute et 1200 tours / minute, en particulier entre 100 tours / minute et 900 tours / minute, encore plus particulièrement entre 200 tours / minutes et 850 tours / minute tel que 200 tours / minute.
Selon un mode de réalisation particulier, lors du chauffage du mélange, le réacteur dans lequel se trouve le mélange a) + b), comprend un système réfrigérant ou condenseur pour refroidir et condenser le ou les solvants du système de solvant(s) a). Plus préférentiellement le réacteur est un extracteur de type Soxhlet ou un réacteur muni d’une agitation mécanique et équipé d’un réfrigérant à eau ou à hélices, de préférence un réacteur muni d’une agitation mécanique et équipé d’un réfrigérant à eau ou à hélices. Dans ce dernier cas le système de solvant(s) est avantageusement porté à reflux du(des)dit(s) solvant(s) du système de solvant(s), comprenant au moins un solvant alcane tel que défini précédemment, à une température supérieure ou égale à 30 °C. Préférentiellement le mélange a) + b), est chauffé pendant une durée comprise entre 5 minutes et 48 heures, particulièrement entre 30 minutes et 24 heures, plus particulièrement entre 1 heure et 12 heures, encore plus préférentiellement entre 2 heures et 5 heures
Selon ce mode de réalisation, le fluide hydrocarboné ou la composition peut alors être mis(e) en circulation entre le bain comprenant au moins un organe à refroidir et le système d’échange de chaleur.
Le système d’échange de chaleur peut être relié à un circuit d’eau ou d’air, l’eau ou l’air permettant alors de refroidir le fluide hydrocarboné ou la composition, avant qu’il ou elle ne soit réintroduite dans le bain pour assurer son rôle de fluide de refroidissement.
La mise en circulation du fluide de refroidissement peut être assuré par un système de pompe.
La chaleur récupérée de la composition comprenant le fluide hydrocarboné lors de l l’échange de chaleur peut éventuellement être récupérée et utilisée par exemple pour chauffer un bâtiment.
Procédé de refroidissement La présente invention a également pour objet un procédé de refroidissement d’au moins un organe par immersion directe comprenant une étape d’immersion totale ou partielle dudit au moins un organe dans la composition définie dans la présente invention.
Typiquement, la composition est mise en place dans un bain et l’organe est immergé totalement ou partiellement dans la composition au sein dudit bain.
De préférence, l’organe à refroidir est un organe d’un data center (centre de données), par exemple un serveur ou un ordinateur.
Le procédé de refroidissement selon l’invention peut être mis en œuvre dans le système de refroidissement selon l’invention.
Le procédé de refroidissement selon l’invention peut comprendre en outre une étape de refroidissement de la composition préalablement chauffée lors de l’immersion dans le bain. Cette étape de refroidissement de la composition peut être mise en œuvre grâce à un échangeur de chaleur, extérieur au bain, avec un circuit d’eau ou d’air. Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention peut comprendre en outre, à la suite de l’étape de refroidissement de la composition, une étape de récupération de chaleur provenant de la composition, ladite chaleur récupérée pouvant éventuellement être utilisée par exemple pour chauffer un bâtiment.
Trois fluides hydrocarbonés sont préparés selon un procédé tel que décrit dans la présente invention, par HDO/ISO d’une biomasse suivie par une étape d’hydrogénation.
Le tableau 1 regroupe les propriétés physico chimiques des fluides hydrocarbonés.