INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Conformément à un mode de réalisation selon l’invention, une étape b2) de conversion en butadiène comprend au moins une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape b1), par un effluent liquide riche en éthanol issu de l’étape b3), par une fraction de l’effluent riche en acétaldéhyde issu de l’étape b5) et optionnellement avantageusement alimentée par un flux riche en éthanol issu de l’étape b5), et une section de séparation permettant de séparer l’effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent gazeux et un effluent liquide. Ladite section réactionnelle peut également être alimentée par un flux externe d’acétaldéhyde.
Le débit des différentes alimentations de la section réactionnelle de ladite étape b2) est ajusté de telle sorte que le rapport molaire éthanol sur acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, de manière préférée compris entre 1 et 3,5, de manière encore plus préférée entre 2 et 3 et de manière très préférée entre 2,4 et 2,7.
Ladite section réactionnelle permet de convertir une partie du mélange éthanol/acétaldéhyde en au moins du butadiène. La sélectivité de la transformation du mélange éthanol/acétaldéhyde est de préférence supérieure à 60%, de manière préférée supérieure à 70%, de manière très préférée supérieure à 80%. Par sélectivité, on entend le rapport molaire du débit de butadiène dans l’effluent de ladite section réactionnelle sur le débit d’éthanol et d’acétaldéhyde consommé dans ladite section réactionnelle. La conversion de la transformation du mélange éthanol/acétaldéhyde est de préférence supérieure à 30%, de manière préférée supérieure à 40%, de manière préférée supérieure à 47%. Par conversion, on entend le rapport molaire du débit d’éthanol et d’acétaldéhyde dans l’effluent de ladite section réactionnelle sur le débit d’éthanol et d’acétaldéhyde dans l’alimentation de ladite section réactionnelle. Elle est opérée en présence d’un catalyseur, avantageusement un catalyseur supporté sur silice choisi dans le groupe constitué par les catalyseurs comprenant de l’oxyde de tantale, de zirconium ou de colombium, préférentiellement comprenant 2% d'oxyde de Tantale (voir par exemple Corson, Jones, Welling, Hincbley, Stahly, Ind. Eng Chem. 1950, 42, 2, 359-373). Ladite section réactionnelle est opérée à une température comprise entre 300°C et 400°C, de manière préférée entre 320°C et 370°C et à une pression comprise entre 0,1 MPa et 1,0 MPa, de préférence entre 0,1 MPa et 0,5 MPa, de manière préférée entre 0,1 MPa et 0,3 MPa.
De préférence, environ 65 à 80% de l'acétaldéhyde est converti dans ladite section réactionnelle. L’effluent de ladite section réactionnelle comprend donc encore de l’éthanol. De nombreuses impuretés peuvent être produites avec le butadiène, parmi lesquelles de l’éthylène, du propylène, du diéthyl ether (DEE), de l'acétate d'éthyle, du butanol, de l'hexanol, des butènes, des pentènes, des pentadiènes, des hexènes, et des hexadiènes.
Ladite section réactionnelle étant alimentée par l’effluent acétaldéhyde issu de l’étape b5) de traitement des effluents, le ratio éthanol sur acétaldéhyde à l'entrée de cette section est ajusté en contrôlant la fraction de l’effluent éthanol issu de ladite étape b5) alimentant l’étape b1), et donc produisant de l'acétaldéhyde. En effet, la fraction restante de l'effluent riche en éthanol issu de ladite étape b5) alimente l’étape b3) de traitement de l’hydrogène et forme, après lavage de l’effluent hydrogène, ledit effluent liquide riche en éthanol issu de ladite étape b3) qui alimente ladite étape b2). Or, cet effluent liquide riche en éthanol issu de ladite étape b3) ne contient que très peu d’acétaldéhyde.
Étape b3) de traitement de l’hydrogène Conformément à un mode de réalisation selon l’invention, une étape b3) de traitement de l’hydrogène comprend au moins une section de compression alimentée par ledit effluent hydrogène issu de l'étape b1) et une section de lavage gaz-liquide alimentée par une fraction dudit effluent éthanol issu de ladite étape b5), et par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de ladite étape b1), et produit au moins un effluent liquide riche en éthanol et un effluent hydrogène purifié. De préférence, ladite étape b3) n’est alimentée par aucun autre flux.
Ladite fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l'étape b1) est comprise entre 0 et 100%. L’utilisation d’une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde permet de diminuer le débit de la fraction dudit effluent riche en éthanol issu de ladite étape b5).
Ladite étape b3) permet d’obtenir un effluent hydrogène purifié très pur, c'est-à-dire comprenant au moins 90% molaire d'hydrogène, de préférence 99% molaire d'hydrogène, de préférence 99,8% molaire d’hydrogène. L’effluent hydrogène purifié comprend également des traces d'eau et d'éthanol. Cette étape permet également de récupérer l'éthanol et l'acétaldéhyde compris dans l’effluent hydrogène issu de ladite étape b1), permettant ainsi leur recyclage et maximisant le rendement global du procédé.
L’utilisation d’une fraction de l’effluent riche en éthanol issu de l’étape b5) et d’une fraction de l’effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape b1) en lieu et place d’eau – comme cela était réalisé dans l'art antérieur – permet de diminuer le débit total d’eau circulant dans le procédé. Ainsi, le débit total d'eau alimentant les étapes b5) et b5’) de traitement des effluents est diminué, diminuant de ce fait la taille des équipements et la consommation en utilités des étapes b5) et b5’). De plus, comme cela a été décrit précédemment, l’effluent liquide riche en éthanol issu de ladite étape b3) peut alimenter directement l’étape b2) de conversion en butadiène sans avoir à être traité par l’étape b5) de traitement des effluents.
L’effluent hydrogène issu de l’étape b1) est comprimé dans une section de compression à une pression comprise entre 0,1 MPa et 1,0 MPa, avantageusement entre 0,1 MPa et 0,7 MPa, et de manière préférée entre 0,4 MPa et 0,68 MPa. L’effet de cette compression est d’une part de diminuer le débit volumique de gaz, et d’autre part d’améliorer l’efficacité du lavage en aval.
L’effluent hydrogène comprimé est ensuite refroidi à une température comprise entre 25 et 60°C, préférentiellement entre 30°C et 40°C, puis alimente en fond la colonne de lavage de la section de lavage dans laquelle il est mis en contact avec ladite fraction de l’effluent éthanol issu de l’étape b5) et ladite fraction de l’effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape b1), lesdites fractions étant respectivement alimentées en tête et en un point intermédiaire de ladite colonne de lavage. Ces deux fractions sont refroidies chacune à une température comprise entre 15°C et -30°C, préférentiellement entre 0°C et -15°C avant d’être alimentées dans ladite colonne de lavage. Avantageusement, l'effluent riche en éthanol issu de l'étape b5) sera alimenté à une température inférieure à celle de ladite fraction de l’effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape b1), créant ainsi un gradient thermique entre la tête et le fond et limitant les pertes en solvant dans l'effluent hydrogène purifié. La colonne de lavage gaz-liquide de la section de lavage est munie de plateaux ou de garnissage vrac ou structurés.
Dans un mode de réalisation, le rayon externe de veine et le rayon interne de veine sont choisis de telle sorte que : - si la température est inférieure ou égale à 700°C : , - si la température est supérieure à 700°C : , où et , étant en degrés Celsius et étant en 10 6 rpm².m².
Dans un mode de réalisation, le talon est formé en un matériau, et présente une difficulté définie comme : où : est une masse volumique du matériau en kilogrammes par mètre cube, est le nombre d’aubes mobiles de la pluralité d’aubes mobiles (33) destinées à être montées à la périphérie externe du disque de rotor (32), et sont choisis de telle sorte que : - si la température est inférieure à 759°C : , - si la température est dans la plage allant de 759°C à 1083°C : , où , , étant en degrés Celsius, - si la température est dans la plage allant de 1083°C à 1117°C : , où , , et étant en degrés Celsius, et - si la température est supérieure à 1117°C : , et la masse volumique du matériau est comprise dans une plage allant de 2 à 10 kilogrammes par mètre cube.
Dans un mode de réalisation, le disque mobile de turbine est destiné à présenter une surface amont, une surface avale, et chaque alvéole du disque est destinée à être délimitée par une surface de fond d’alvéole, un paramètre est défini comme : avec : et : où : est une hauteur de veine, la hauteur de veine étant définie comme une différence entre le rayon externe de veine et le rayon externe de veine , en mètres, est le nombre d’aubes mobiles de la pluralité d’aubes mobiles (33) destinées à être montées à la périphérie externe du disque de rotor (32), est un rayon de jante, le rayon de jante étant défini comme la plus petite distance radiale entre l’axe longitudinal et la surface de fond d’alvéole, en mètres, est une épaisseur de jante, l’épaisseur de jante étant définie comme une distance axiale entre un point de jonction de la surface amont du disque mobile de turbine et de la surface de fond d’alvéole, et un point de jonction de la surface avale du disque mobile de turbine et de la surface de fond d’alvéole, en mètres, et le rayon externe et le rayon interne sont choisis de telle sorte que : où et , étant en degrés Celsius, étant en 10 6 rpm².m² et étant en 10 8 Newtons par mètre cube (10 8 N/m 3 ).
Dans un mode de réalisation, est une longueur de corde en tête d’aube, la longueur de corde en tête d’aube étant définie comme une distance axiale entre un premier point et un deuxième point, le premier point étant un point de jonction entre la surface radialement interne de la plateforme du talon et le bord d’attaque de la pale à profil aérodynamique, et le deuxième point étant un point de jonction entre la surface radialement interne de la plateforme du talon et le bord de fuite de la pale à profil aérodynamique, est une longueur de corde en pied d’aube, la longueur de corde en pied d’aube étant définie comme une distance axiale entre un troisième point et un quatrième point, le troisième point étant un point de jonction entre la surface radialement externe de la plateforme du pied et le bord d’attaque de la pale à profil aérodynamique, et le quatrième point étant un point de jonction entre la surface radialement externe de la plateforme du pied et le bord de fuite de la pale à profil aérodynamique, un paramètre est défini comme : et la longueur de corde en tête d’aube , la longueur de corde en pied d’aube , le rayon externe de veine et le rayon interne de veine sont choisis de telle sorte que : - si : , où et , et - si : , étant en 10 6 rpm².m², et dans laquelle la longueur de corde en tête d’aube est comprise dans une plage allant de 0,005 mètre à 0,05 mètre et la longueur de corde en pied d’aube est comprise dans une plage allant de 0,01 mètre à 0,05 mètre.
Procédé de fabrication du produit selon l’invention
Le procédé de fabrication du produit comporte les étapes a) à c) susmentionnées.
Ce procédé est décrit ci-dessous, de manière non limitative, pour la fabrication d’un revêtement de la paroi latérale et/ou du fond d’un creuset, en particulier d’un creuset d’un four à induction.
A l’étape a), on prépare une charge de départ avec un DVC selon l’invention.
De préférence, à l’étape a), on n’ajoute pas d’eau, ni de liant temporaire au DVC, afin de limiter la création de porosité pendant l’étape c).
De préférence, le DVC est utilisé tel quel, c'est-à-dire que l’étape a) est optionnelle, la charge de départ étant le DVC.
A l’étape b), la charge est mise en forme.
Le fond du creuset, ou « sole », est classiquement réalisé en versant la charge de départ, de préférence constituée d’un DVC selon l’invention, sur le sol de l’enceinte du four. La couche ainsi constituée est alors compactée.
Tous les moyens connus pour compacter un DVC selon l’invention sont possibles, notamment le pressage, le damage, le coulage ou la vibration.
De préférence, le DVC compacté est ensuite nivelé. Cette mise à niveau permet également d’éliminer la partie supérieure de la couche damée ou vibrée, plus faiblement densifiée. Un moule destiné à la fabrication de la paroi latérale est ensuite provisoirement disposé sur la couche nivelée.
Pour réaliser la paroi latérale du creuset, de la charge de départ est alors entre l’enceinte du four, par exemple constituée avec des matériaux d’isolation, et le moule disposé dans ladite enceinte, de préférence jusqu’à ce que la charge de départ ceinture le moule sur toute sa hauteur.
De préférence, la charge de départ est compactée par vibration. La compaction peut être réalisée au fur et à mesure du versement de la charge de départ.
A l’étape c), une montée en température permet une activation du liant activable à chaud, et ainsi de former une phase liant les particules réfractaires entre elles, de manière à obtenir un produit « consolidé » selon l’invention.
Le traitement thermique peut conduire à un frittage, total ou partiel, des particules réfractaires du DVC, de manière à obtenir un produit « fritté » selon l’invention dans lequel ladite phase liante a été décomposée.
Le traitement thermique est de préférence effectué à une température supérieure à température de service T service à laquelle le four fonctionne en exploitation. La durée du palier à la température maximale atteinte lors du traitement thermique est de préférence supérieure à 30 minutes, de préférence supérieure à 1 heure et/ou inférieure à 10 heures, de préférence inférieure à 3 heures.
Le produit consolidé par activation du liant activable à chaud ou fritté obtenu à l’issue de l’étape c) présente typiquement une porosité ouverte comprise entre 10% et 30%, de préférence entre 15% et 25%.
On va maintenant décrire plus en détail en référence aux figures 2 à 7 un mode de réalisation de l’invention dans lequel des organes de maintien 30 permettant de remédier au problème de chute radiale des corps pendulaires 3 sont présents.
Chaque organe de maintien 30 est porté par le support 2. On constate par ailleurs que, selon ce mode, tel qu’il est décrit spécifiquement en référence aux figures 2 à 7, chaque organe de maintien 30 est commun à deux corps pendulaires circonférentiellement voisins. Comme on peut le voir sur la , chaque organe de maintien 30 peut jouer le rôle d’une cale entre deux portions circonférentielles 26 de masses pendulaires 5 appartenant chacune à deux corps pendulaires circonférentiellement voisins.
Le profil de butée 36 présente ici une forme incurvée. Ce profil de butée 36 combine ici, lorsque l’on se déplace depuis l’extrémité circonférentielle de la masse pendulaire 5, une fraction convexe 38, puis une fraction concave 39
Comme on peut le voir sur la , la forme incurvée du profil de butée 36 est ici déterminée de manière à ce que la position radiale du pion 34 reste la même lors du déplacement relatif de la masse pendulaire par rapport à ce pion. Ainsi, que la masse pendulaire 5 occupe la position A, la position B, ou la position C lors de son déplacement, la position radiale de l’organe de maintien 30 reste constante, bien que le point de contact entre pion 34 et profil de butée 36 change, par glissement. Ainsi, la compression de l’organe de rappel élastique 31 interagissant avec l’organe de rappel élastique reste la même lors de ce déplacement.
Comme on peut le voir sur la , l’organe de maintien 30 et l’organe de rappel élastique 31 peuvent être reçus dans une même ouverture 40 ménagée dans le support 2. Cette ouverture 40 présente ici une forme allongée radialement et est fermée radialement extérieurement par une extrémité 45.
Comme on peut le voir sur les figures 4 et 6, lorsque l’organe de maintien 30 coopère avec un profil de butée 36 d’une portion circonférentielle 26 d’une masse pendulaire 5 et exerce un effort radial vers l’extérieur sur cette masse pendulaire 5 sous l’effet de la force de rappel exercée par ledit organe de rappel élastique 31, cet organe de maintien 30 peut d’abord rester à une distance E de l’extrémité radialement extérieure 41 de l’ouverture 40, lors de l’utilisation du dispositif.
La matière du pion 34, par exemple le polyamide, est avantageusement choisie pour permettre une usure sous l’effet de la force exercée par le profil de butée 36 lorsque l’organe de maintien 31 est à distance de l’extrémité radialement extérieure 41 de l’ouverture 40. Du fait de cette usure, une épaisseur de matière F correspondant à la distance E peut être enlevée. En revanche, ce matériau ne s’use dans l’exemple considéré plus sous l’effet de cette même force exercée par le profil de butée 36 lorsque l’organe de maintien 30 est en butée contre cette extrémité radialement extérieure 41 de l’ouverture 40. Cette usure est par exemple visible en comparant la , représentant le pion 34 avant usure, et la [Fig 8], représentant ce pion 34 après usure.
Dans un mode de réalisation, le talon est formé en un matériau, et présente une difficulté définie comme : où : est une masse volumique du matériau en kilogrammes par mètre cube, est le nombre d’aubes mobiles de la pluralité d’aubes mobiles (33) destinées à être montées à la périphérie externe du disque de rotor (32), le procédé comprenant une étape de dimensionnement de l’aube mobile de turbine au cours de laquelle et sont choisis de telle sorte que : - si la température est inférieure à 759°C : , - si la température est dans la plage allant de 759°C à 1083°C : , où , , étant en degrés Celsius, - si la température est dans la plage allant de 1083°C à 1117°C : , où , , et étant en degrés Celsius, et - si la température est supérieure à 1117°C : , la masse volumique du matériau étant comprise dans une plage allant de 2 à 10 kilogrammes par mètre cube.
Dans un mode de réalisation, le disque mobile de turbine est destiné à présenter une surface amont, une surface avale, et chaque alvéole du disque est destinée à être délimitée par une surface de fond d’alvéole, un paramètre étant défini comme : avec : et : où : est une hauteur de veine, la hauteur de veine étant définie comme une différence entre le rayon externe de veine et le rayon externe de veine , en mètres, est le nombre d’aubes mobiles de la pluralité d’aubes mobiles (33) destinées à être montées à la périphérie externe du disque de rotor (32), est un rayon de jante, le rayon de jante étant défini comme la plus petite distance radiale entre l’axe longitudinal et la surface de fond d’alvéole, en mètres, est une épaisseur de jante, l’épaisseur de jante étant définie comme une distance axiale entre un point de jonction de la surface amont du disque mobile de turbine et de la surface de fond d’alvéole, et un point de jonction de la surface avale du disque mobile de turbine et de la surface de fond d’alvéole, en mètres, le procédé comprenant une étape de dimensionnement de l’aube mobile de turbine au cours de laquelle et sont choisis de telle sorte que : où et , étant en degrés Celsius, étant en 10 6 rpm².m² et étant en 10 8 Newtons par mètre cube (10 8 N/m 3 ).
Dans un mode de réalisation, , , et sont choisis de telle sorte que : où et , étant en degrés Celsius, étant en 10 6 rpm².m² et étant en 10 8 Newtons par mètre cube (10 8 N/m 3 ).
Dans un mode de réalisation, est une longueur de corde en tête d’aube, la longueur de corde en tête d’aube étant définie comme une distance axiale entre un premier point et un deuxième point, le premier point étant un point de jonction entre la surface radialement interne de la plateforme du talon et le bord d’attaque de la pale à profil aérodynamique, et le deuxième point étant un point de jonction entre la surface radialement interne de la plateforme du talon et le bord de fuite de la pale à profil aérodynamique, est une longueur de corde en pied d’aube, la longueur de corde en pied d’aube étant définie comme une distance entre un troisième point et un quatrième point, le troisième point étant un point de jonction entre la surface radialement externe de la plateforme du pied et le bord d’attaque de la pale à profil aérodynamique, et le quatrième point étant un point de jonction entre la surface radialement externe de la plateforme du pied et le bord de fuite de la pale à profil aérodynamique, un paramètre étant défini comme : le procédé comprenant une étape de dimensionnement de l’aube mobile de turbine au cours de laquelle la longueur de corde en tête d’aube , la longueur de corde en pied d’aube , le rayon externe de veine et le rayon interne de veine sont choisis de telle sorte que : - si : , où et , et - si : , étant en 10 6 rpm².m², la longueur de corde en tête d’aube étant comprise dans une plage allant de 0,005 mètre à 0,05 mètre et la longueur de corde en pied d’aube étant comprise dans une plage allant de 0,01 mètre à 0,05 mètre.
De préférence, la taille de particule maximale D 99,5 dudit ensemble de particules est inférieure ou égale à 10 mm, de préférence inférieure ou égale à 8 mm, de préférence inférieure ou égale à 6 mm, de préférence inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 4 mm, de préférence inférieure à 2 mm, de préférence inférieure à 1 mm.
La quantité de particules de taille supérieure à 300 µm est de préférence supérieure à 50% et/ou inférieure à 70%, en pourcentage massiques sur la base de l’ensemble des particules du DVC.
De préférence, les particules réfractaires et les particules du liant activable à chaud représentent ensemble plus de 81 %, plus de 85 %, plus de 90 %, plus de 93 %, voire plus de 95%, voire plus de 98 % de la masse dudit DVC.
Fraction matricielle De préférence, la fraction matricielle représente plus de 15%, de préférence plus de 20%, de préférence plus de 20% et/ou moins de 38%, de préférence moins de 35% de la masse dudit ensemble de particules.
Les particules de taille inférieure à 75 µm représentent de préférence plus de 10% et moins de 35% de la masse dudit ensemble de particules.
De préférence, plus de 80%, de préférence plus de 90% des particules fines sont en un matériau réfractaire. De préférence, toutes les particules fines, à l’exception des particules fines de liant activable à chaud et des particules fines d’additif éventuel, sont des particules réfractaires (c'est-à-dire en un matériau réfractaire). La quantité de particules fines réfractaires est de préférence supérieure à 10%, de préférence supérieure à 15%, et/ou inférieure à 27%, inférieure à 25%, en pourcentage massique sur la base du DVC.
Ledit matériau réfractaire est choisi dans le groupe formé par l’alumine, la magnésie, l’oxyde de chrome, la silice, la bauxite, la mullite, la zircone, la zircone partiellement stabilisée, la zircone stabilisée, la mullite-zircone, l’alumine-zircone, le spinelle magnésie-alumine, le zircon, la cordiérite, le titanate d’aluminium, les chamottes argileuses contenant entre 30% et 50% d’alumine, de préférence entre 35% et 45% d’alumine, la wollastonite, les matériaux alumine-zircone-silice (ou « AZS »), les matériaux alumine-zircone-silice-oxyde de chrome (ou « AZS-Cr »), la bauxite, les zircones renforcées par de l’alumine, les matériaux alumine-oxyde de titane-zircone, et leurs mélanges.
De préférence, ledit matériau réfractaire est choisi dans le groupe formé par l’alumine, la mullite, les chamottes argileuses contenant entre 30% et 50% d’alumine, de préférence entre 35% et 45% d’alumine, la bauxite, et leurs mélanges. De préférence encore, ledit matériau réfractaire est choisi dans le groupe formé de l’alumine, la mullite, et leurs mélanges.
De préférence, la teneur massique en Al 2 O 3 de la fraction matricielle est supérieure à 50%. De préférence encore, le rapport massique P 2 O 5 /(Al 2 O 3 +ZrO 2 +CaO+MgO+SrO+BaO) de la fraction matricielle est supérieur à 5, de préférence supérieur à 5,5 et/ou inférieur à 10, de préférence inférieur à 7,5.