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COMBUSTIBLES irVDUSTniELS.

iOO COMBUSTIBLES INDUSTRIEI^

Essais bt analtsb des pétroles. — Les pétroles, ainsi que nous venons de le dire, contiennent une série d'hydrocarbures homologues du gaz du marais et caractérisés, comme lui, par nn point d'ébuUition qni s'élève depuis 0° jusqu'au-dessus de 300^. Les plus légers sont gazeux à la température ordinaire ; les plus lourds sont solides, comme les diverses paraffines.

Tous ces hydrocarbures sont attaqués par le chlore avec élimination successive d'hydrogène sous forme diacide chlorhydrique ei fixation d*une quantité de chlore équivalente. Le premier terme de la substitution, pour chacun de ces carbures, représente Téther chlorhydrique de Falcool correspondant.

Tous ces éthers chlorhydriques chauffés avec du sodium donnent du chlorure de sodium et un hydrocarbure renfermant 2 atomes d'hydrogène de moins que le carbure primitif; on repasse ainsi de la série do gaz de marais à la série du gaz oléfiant.

Les pétroles renferment des substances très volatiles et très inflammables, comme les hydrures de butyle, d'amyle, etc., dont le dégagement dans les cales a causé la perte d'un grand nombre de navires pétroliers.

Essai industriel. — Pour reconnattre le plus ou moins de danger que peuvent présenter les huiles brutes au point de vue du transport, on peut, comme l'a indiqué H. Sainte-Claire Deville, constater pour chacune d'elles les quantités de matières volatilisées au-dessous de 150^ ; en déterminant ensuite les quantités de matières volatiles entre 150* et 2M* et celles qui ont résisté à cette température, on aura les proportions d'essence, d*huile lampante, d*huile combustible, et enfin d'huile propre à lubrifier les machines.

H. Sainte-Claire Deville a déterminé ces proportions en soumettant une petite quantité de pétrole brut à la distillation dans un petit alambic de cuivre muni d'un serpentin. Un thermomètre donne à chaque instant la température de la vapeur. En notant la perte de poids de Talambic quand la température atteint d'abord 150*, puis S80^, on a le poids de Fessence et le poids de l'huile lampante.

Les pétroles présentent une autre cause de danger signalée par H. Sainte-Claire Deville, et qui tient à leur grande dilatabilité sous l'influence de la chaleur. Cette dilatabilité suffit pour faire éclater les tonneaux métalliques, si on les a remplis à une température inférieure à celle qui peut résulter, soit des variations de la température dans le , même lieu, soit du changement de latitude. H. Sainte-Qaire Deville,

PROPRIÉTTÉS ET ANALYSE DU PÉTROLE !9i

prenant la densité à 0® et à 50^, en a déduit le coefficient de dilatation. La connaissance de ces coefficients permet aux expéditeurs de déterminer la valeor de Tespace quMl faut laisser vide dans le tonneau qui contient l*huile. Cet espace sera égal à Y xKx5l)^, si Ton représente par V le volume du liquide, par K le coefficient de dilatation, et si l'on suppose que, pendant le voyage, l'huile doive être exposée à un changement de température de 50"*.

Analyse. — - L'analyse élémentaire se fait comme il a été dit pour la houille, notamment en ce qui concerne le soufre. Nous indiquerons seulement les expériences particulières concernant la détermination du poids spécifique et celle du point d'inflammation.

Le poids spécifique se déterminera avec un densimètre à la température de 15*. S'il arrivait que le liquide fût trop épais pour faire asage d'un densimètre, on aura recours à la méthode du flacon. On peut aussi mettre nne goutte du pétrole dans une éprouvette contenant de Talcool à 15^. On ajoute de Veau jusqu'à ce que la goutte reste en équilibre au milieu du liquide. On peut alors prendre le poids spécifique à l'aide du densimètre.

Pour déterminer rapidement le point d'inflammation d'un pétrole, on en verse une petite quantité dans un récipient de 0",05 de diamètre et de 0f",05 de profondeur. On couvre le récipient avec une plaque d'amiante, traversée par un thermomètre descendante 0°*, 003 du fond du récipient. On met le tout dans un bain de sable, et on élève progressivement la température. Après chaque élévation de 1^ du bain de sable, on soulève Tamiante et on enflamme la vapeur fournie. La température indiquée chaque fois par le thermomètre fournit le point d'inflammation.

PouTOir calorifique. — Pour obtenir le pouvoir calorifique théorique, H. Sainte-Claire Deville a déterminé la composition élémentaire des pétroles, en admettant, comme pour la houille, que la quantité de chaleur donnée par la combustion du composé est la somme des quantités de chaleur de combustion des éléments. Le nombre ainsi trouvé pour les pétroles est un maximum.

Méthodes de Sainte-Claire Deville. — Pour obtenir le pouvoir calorificjue réel des pétroles, H. Sainte-Claire Deville a employé deux méthodes.

La première de ces méthodes est la suivante :

Dans une chaudière tubulaire de 6 chevaux contenant 540 kilogrammes d'eau environ, il avait fait établir un foyer en briques cntiè-

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rement entouré d'eau, et au-devant duquel une plaque de fonte percée de trous donnait accès en même temps à Thuile et à Tair ; Thuile, en se répandant sur la tôle, se volatilisait, et, rencontrant le courant d air qui entre par les trous, se brûlait sans fumée.

L*huile minérale était contenue dans deux vases de Mariotte, en tôle, munis d*un long tube de niveau gradué en millimètres.

La chaleur développée dans l'intérieur du foyer et observée dans la chaudière y produisait de la vapeur d*eau qui était condensée par un serpentin. Cette eau était amenée dans des réservoirs en tôle gradués et fermés, d'où, au moyen de Tair comprimé par la machine, et, après avoir parcouru les tuyaux enveloppant la chaudière, elle retournait dans celle-ci sans perte et à une température connue. On avait ainsi la quantité de chaleur produite dans le générateur.

Il restait à déterminer la chaleur qui sortait avec les fumées ou plutôt avec les produits incolores de la combustion. Ces gaz passaient à travers un tuyau horizontal à double enveloppe, dans un condenseur à surfaces susceptibles d'être refroidies comme le tuyau horizontal et se dégageaient, après un grand nombre de circuits, dans la cheminée où était placé un thermomètre. Une quantité d'eau s'écoulait en partant d'un compteur à débit constant, traversait entre deux lames métalliques toutes les surfaces léchées par la fumée, s'engageait entre les deux enveloppes de la cheminée horizontale et venait enfin se déverser au dehors. Deux thermomètres très sensibles donnaient la température de l'eau à son entrée et à sa sortie de l'appareil réfrigérant.

On mettait l'appareil en fonction et on continuait de chauffer jusqu'à ce que les températures ^ et ^ de Teau à l'entrée et à la sortie du réfrigérant des fumées ainsi que le poids P de la vapeur produite par le générateur et le poids M de l'huile employée devinssent absolument constants. Alors, en les déterminant pendant deux ou trois heures environ, on avait, avec une grande exactitude, la chaleur de la combustion Q par la formule :

dans laquelle T est la température de l'eau d'alimentation, et K le poids de l'eau qui refroidit la fumée.

La seconde méthode de Sainte-Claire Deville a l'avantage de pouvoir être appliquée toutes les fois que l'on possède une machine à

vapeur dont la chaudière est chauffée aux huiles minérales. Elle consiste à brûler, sous la chaudière d'une machine à vapeur produisant un travail régulier, successivement les mêmes quantités de Thuile sur laquelle on veut expérimenter et d'une huile type dont la chaleur de combustion bien constante a été déterminée une fois pour toutes.

On prend par exemple une machine de 8 chevaux à chaudière Belleville. On maintient constante, à moins de i/10 d'atmosphère près,^ la pression dans la chaudière pendant que la machine comprime, dans un grand réservoir en fer de 40 mètres cubes, de Tair à une pression constante de â atmosphères 3/4. L'air amené par les pompes s'échappe par un robinet dont l'ouverture est convenablement réglée pour que, la machine faisant un travail constant, la pression dans le réservoir reste elle-même absolument invariable. Dans ces conditions, on mesure exactement la quantité d^eau volatilisée dans la chaudière, les quantités d'huile consommée et, quand on fait les deux déterminalions successivement pour l'huile lourde de gaz servant de type et pour l'huile mise en expérience, on a toutes les données nécessaires pour calculer le pouvoir calorifique de celte dernière.

Ces méthodes ont toutes deux conduit à ce résultat que les parties des pétroles qui ne distillent pas au-dessous de 280°, fournissent, à égalité de poids, i i/2 à 2 fois autant de chaleur que les houilles de meilleure qualité. L'huile lourde de houille des usines à gaz est dans le même cas que les huiles lourdes de pétrole ; c'est, par suite, le combustible le plus facile à manier, et même le plus économique à employer. Le pouvoir calorifique du pétrole et, en particulier, celui des résidus de distillation, est de 11.000 calories en moyenne, et il atteint même 11.500 calories pour certaines huiles minérales de provenance américaine * ,

1. Poar la détermination du pouvoir calorifique, Sainte-Claire Deville a emplo^'é la formule suivante qui diffère peu de celle de Dulong,

et a trouvé :

Huile distillée d« While Oaic (Virginie occidentale)

Uaile distillée de Burminy Springs (V. 0.)

Huile brûle de Cil Creek ^PenntvivaDie)