PROCÉDÉS DE PURIFICATION DES HUILES BRUTES DE PÉTROLE

Avant qu'on les livre a Ja consommation, les huiles' brutes de pétrole doivent nécessairement être purifiées, c'est-à-dire séparées en plusieurs produits. De nombreuses raffineries de pétrole ont été montées dans ce but, en Amérique et dans toute l'Europe.

Le pétrole, tel qu'il sort de la source, est loin d'être un corps homogène. C'est la réunion, ou plutôt une dissolution réciproque,

L'ART DE L'ÉCLAIRAGE

de plusieurs corps, analogues par leur nature, tous combustibles, mais différant les uns des autres par leur état physique et leurs qualités éclairantes.

Le pétrole brut est d'une couleur bruneverdâtre, quelquefois tout à fait noire, couleur due à l'asphalte., et à des particules de charbon qu'il tient en suspension. Souvent aussi, il retient une faible partie de l'eau avec laquelle il était mêlé dans son gisement au sein de la terre.

Cette eau une fois mise à part, le pétrole est composé d'un nombre considérable de carbures d'hydrogène, produits d'autant plus légers que les chiffres représentant le nombre d'équivalents de carbone et d'hydrogène combinés , sont plus faibles , et au contraire, d'autant plus lourds, plus solides, plus difficiles à volatiliser, que les chiffres de ces équivalents de carbone et d'hydrogène sont plus élevés.

Si l'on place dans un alambic ordinaire, une certaine quantité d'huile brute de pétrole, et que l'on chauffe lentement et progressivement le liquide, de manière à recueillir les différents corps par ordre de volatilité, voici les substances qui passeront successivement à la distillation.

En premier lieu, on verra s'échapper des bulles de gaz hydrogène protocarboné et bicarboné. Ces gaz, identiques à ceux qui servent à l'éclairage, étaient retenus par simple dissolution dans le liquide , comme l'air est dissous dans l'eau potable.

Ensuite on recueillera dans le récipient de l'alambic, de l'eau, mêlée d'essences à odeur empyreumatique .

Puis viendra une huile légère, de couleur ambrée; c'est Y huile de naphte, liquide qui, jusqu'à ces dernières années , n'avait guère servi qu'à conserver à l'abri de l'air, dans les laboratoires de chimie, les échantillons de potassium et de sodium, mais qui a reçu de nos jours, des applications importantes. Cette huile, en effet, peut dissoudre le caoutchouc,

les gommes, les résines, et remplacer dans l'industrie le sulfure de carbone, toujours nuisible à la santé des ouvriers.

Après le naphte viendra la benzine, liquide précieux, qui dissout les corps gras, et sert dans l'économie domestique à nettoyer et à détacher les vêtements.

Après la benzine, on recueille Y huile éclairante de pétrole, c'est-à-dire le liquide particulièrement apte à servir à l'éclairage. Il passe ensuite à la distillation, l'huile lourde et onctueuse, qui est impropre à l'éclairage, mais excellente pour le graissage des machines et pour le chauffage des chaudières à vapeur.

Enfin viendront la naphtaline et la paraffine, substances solides à la température ordinaire, blanches, brillantes, translucides, et dont on fait, en Amérique et en Angleterre, les bougies diaphanes dont nous avons parlé dans le chapitre de l'éclairage par les corps gras solides.

Il restera dans la cornue, du goudron et du charbon, qui, l'un et l'autre, peuvent servir au chauffage, quand on les a agglomérés avec la poussière de charbon, produit à peu près sans valeur jusqu'ici.

Dans la pratique des raffineries d'huile de pétrole, on ne conduit pas la distillation avec autant de soins. Dans une première opération, on sépare le pétrole en trois produits : 1° les essences légères, qui communiqueraient à l'huile une trop vive inflammabilité, 2° l'huile particulièrement propre à l'éclairage, 3° les huiles lourdes. Dans une seconde opération, on distille de nouveau les huiles lourdes, pour en retirer l'huile à graisser et la paraffine.

La figure 113 représente l'appareil distillatoire employé dans l'usine de M. Deutsch à Paris. La capacité de la chaudière, qui est en fonte, varie entre 1000 et 8000 litres. Sa forme générale est un cylindre terminé en haut et en bas par deux calottes sphériques. La calotte supérieure porte un tube conique, A,

Fig. î (3. — Appareil pour

muni d'un entonnoir et d'un robinet, pour l'introduction du pétrole brut ; elle est percée d'un trou d'homme, permettant les nettoyages. Du sommet de ce cône part un tube, L, qui conduit les vapeurs dans les appareils à condensation. En sortant des chaudières par les tubes L, les vapeurs traversent un tube enveloppé par un manchon métallique, H, parcouru lui-même dans son intérieur, par un courant d'eau, destiné à refroidir les vapeurs.

En sortant du manchon, les vapeurs débouchent dans de vastes cuves, B, dans lesquelles circule constamment de l'eau froide, et qui renferment un serpentin, où se liquéfient les vapeurs arrivant de la chaudière. Le liquide condensé se rend par le tube, E, dans le récipient, C; on le recueille dans des burette^ D, placées au-dessous de chaque récipient, F, F, sont les tubes destinés à laisser

la distillation du pétrole.

échapper des gaz qui pourraient faire éclater les appareils. G, est un manchon où se réunissent tous ces gaz, pour s'échapper au dehors.

Une fois l'huile éclairante séparée des autres produits, on la fait passer dans des cuves, où on l'agite successivement avec de l'acide sulfurique et une dissolution de carbonate de soude , afin de la débarrasser des matières colorantes et de lui ôter les odeurs étrangères. Cette opération se nomme le lavage.

La figure 114 montre l'appareil laveur. Ce sont deux cuves, C, D,. dont l'une renferme l'acide sulfurique et l'autre la liqueur alcaline. Leur forme est rectangulaire , leur fond cylindrique. Elles sont superposées de manière que le pétrole qui a subi l'action de l'acide dans la cuve C, soit versé directement, à l'aide d'un robinet H, dans la cuve à alcali, D.

L'ART DE Lr

Le pétrole brut s'introduit par le tube A dans la chaudière C. Dans chacune des deux chaudières un arbre horizontal, armé de palettes, mélange intimement l'huile et le réactif. Le carbonate de soude est amené dans la seconde cuve par le robinet L Un robinet, G, fait écouler l'huile épurée dans des barils.

Après ces deux traitements, il ne reste plus qu'à laver l'huile à grande eau, et à l'enfermer dans des vases métalliques pour la vente

Les pétroles de diverses provenances, diffè-

Tig. ÏI4. — Appareil pour laver le pétrole à Tacide

et à l'alcali. '

rent les uns des autres par les proportions de carbures d'hydrogène qu'ils renferment. L'huile de pétrole de Rangoun est la plus riche en paraffine ; celle du Canada est la plus riche en essences. De chacune de ces huiles brutes on retire une quantité d'huile à éclairer, qui varie entre 50 et 90 pour 100: c'est la partie la plus importante de ce liquide naturel.

Quelle est la composition exacte des huiles de pétrole destinées à l'éclairage ? D'aprèsM. E. Kopp, on pourrait les diviser en deux catégories. Le premier groupe comprend les naphtes^ ou naphtes bitumineux,

dont le type est l'huile de pétrole du com- ^merce. Cette variété est peu riche en benzine et en paraffine, et le point d'ébullition des hydrocarbures qu'elle contient, est assez élevé. Ces hydrocarbures (la pétroline, le naphte, le naphtène, le naphtole, etc.) renferment de 86 à 88 parties de carbone sur 12 L à 14 d'hydrogène. Telles sont les huiles de pétrole de la mer Caspienne, de Perse, de Turquie, de Chine ; celles d'Amiano (Parme), de la Calabre, de la Sicile, de l'Orbe (en Suisse), de France, de Suède, de Hongrie, de Bavière ; les bitumes de la mer Morte, en Palestine ; enfin les huiles de certaines sources du Canada,

Le second groupe comprend les huiles minérales contenant delà paraffine. Elles sont généralement onctueuses au toucher, renferment beaucoup de paraffine et des hydrocarbures à point d'ébullition peu élevé et isomères du gaz oléfiant. On peut considérer comme le type de cette série, l'huile minérale de Rangoun ; il faut y ranger aussi la plupart des huiles américaines.

MM. Pelouze et Cahours ont étudié chimiquement les pétroles d'Amérique, et ils ont constaté dans ces produits, l'existence d'un composé de carbone et d'hydrogène, d'une odeur éthérée, qui bout à 68 degrés, et qu'ils ont appelé hydrure de eaproylène. L'alcool caproylique dérivé de cet hydrocarbure, comble une lacune dans l'échelle des substances organiques que l'on comprend sous le nom d'alcools.

Les huiles américaines se séparent, par des distillations répétées, en un liquide léger et volatil, comme la benzine, et une huile volatile plus lourde ; c'est cette dernière qui sert à l'éclairage. D'après M. Mowbray, l'huile brute contient 55 pour 100 d'huile éclairante de la densité de 0,77 à 0,82; 27^pour 100 d'essences plus légères, et 12 pour 100 d'huiles plus lourdes, chargées de paraffiue. Le reste est formé d'impuretés.

Ainsi l'huile de pétrole destinée à l'éclai-

rage, résulte du mélange d'un assez grand nombre de carbures d'hydrogène différents. Les fabricants, en distillant le pétrole, s'efforcent, autant que possible, d'empiéter sur les deux produits extrêmes, qui consistent dans les essences légères et les lourdes, parce que la portion moyenne, c'est-à-dire l'huile à éclairer, trouve un débit plus facile etse vend un prix plus élevé.

L'huile à éclairer doit satisfaire à certaines conditions. Elle doit brûler facilement, en totalité et sans fumée. Elle ne doit posséder qu'une odeur légère, et surtout, elle ne doit présenter aucun danger d'explosion entre les mains du consommateur. Les portions de l'huile brute qui distillent entre les températures de 120 et de 220 degrés, possèdent seules cette propriété.

Les huiles lourdes donnent une flamme fuligineuse. Les essences légères sont peu éclairantes, mais c'est là leur moindre défaut. À la température ordinaire, elles se répandent en vapeurs, qui sont d'une odeur insupportable, et qui, arrivant au contact •d'une flamme quelconque, prennent feu, font éclater le récipient et la lampe qui contient l'essence. Le liquide embrasé, lancé par l'explosion, met le feu à tout ce qu'il rencontre.

L'huile à éclairer, privée de ces dangereuses essences, doit avoir une densité comprise entre les limites de 0,800 et 0,820 ; en -d'autres termes, un litre de bon pétrole à brûler ne doit pas peser moins de 800 grammes, ni plus de 820 grammes. Il est facile aux consommateurs de faire l'épreuve de l'huile qu'ils achètent, soit au moyen de la pesée du litre, soit à l'aide d'un densimètre. Sur la tige de cet instrument, au point d'affleurement, se trouve indiquée la densité du liquide.

Nous devons dire pourtant que ce moyen de vérification n'est pas toujours certain. Il ^st arrivé , en effet , que des fabricants peu scrupuleux, se trouvant posséder des huiles à densité trop forte, les mélangent

d'essences légères, pour obtenir la densité voulue, et trouver le débit de leur marchandise. Ainsi altérée, l'huile de pétrole réunirait à la fois les défauts des huiles lourdes et les dangers des essences.

M. Salleron, se basant sur ce principe, que le degré d'inflammabilité d'une huile est proportionnel à la quantité de vapeurs qu'elle émet à la température ordinaire, a inventé un petit appareil pour l'essai des huiles de pétrole, dans lequel on mesure la tension des vapeurs de l'huile à examiner.

Il résulte de nombreuses expériences faites par M. Salleron, que la limite maximum de tension permettant d'utiliser une huile pour l'éclairage, est celle qui répond à une pression de 64 millimètres, produite à la température de 15 degrés.

L'instrument construit par M. Salleron pour mesurer la tension des vapeurs de l'huile de pétrole, est d'un maniement assez difficile, et n'est pas entré dans la pratique. Les chimistes et les physiciens n'ont besoin, d'ailleurs, d'aucun instrument particulier pour reconnaître la valeur d'une huile de pétrole pour l'éclairage. 11 leur suffit, et c'est le moyen que nous recommandons comme le seul digne de confiance, de placer le liquide à examiner dans une cornue tubulée, qui puisse recevoir la tige de verre d'un thermomètre, et déporter le liquide à Fébullition, pour reconnaître le degré de la température de cette ébullition. Le pétrole, pour être employé avec confiance, doit bouillir entre 1S0 et 200°.

Un moyen d'épreuve qui a l'avantage d'être à la disposition de tout le monde, consiste à reconnaître si le pétrole est, ou non, inflammable spontanément. On verse dans une soucoupe un peu de pétrole, et on en approche une allumette-bougie enflammée, ou une allumette de bois. Si le pétrole prend feu, il faut le rejeter ; s'il ne brûle pas au contact de l'allumette-bougie, bien que la partie enflammée de cette allumette soit très- voisine de la surface du liquide, on peut consacrer avec con-

L'ART DE L'ECLAIRAGE

fiance celte huile à l'éclairage. Les essences légères, placées dans ces conditions, s'enflamment comme de l'alcool ; les* essences lourdes ne s'enflamment jamais. Le pétrole destiné à l'éclairage ne doit s'enflammer dans la même expérience, que lorsqu'on Fa chauffé quelque temps, soit en l'approchant du feu , soit parle voisinage, longtemps continué, d'une allumette en ignition. Dans les ateliers américains on prescrit de rejeter toute huile qui s'enflamme par l'approche d'une allumette, quand elle est chauffée à 44° centigrades.

Voilà des indications pratiques bonnes à retenir.

On s'est livré à de nombreuses expériences comparatives sur le pouvoir éclairant et sur le prix de revient de l'éclairage au pétrole. Les professeurs Booth et Garret, à Philadelphie, ont trouvé que 10 litres d'huile naturelle produisent, en moyenne, autant de lumière que 24 mètres cubes de gaz, ou bien, autant que 45 litres de gazogène (mélange d'essence de térébenthine et d'alcool).

La comparaison avec les bougies de paraffine et de blanc de baleine, a donné des résultats tout aussi favorables. On a déduit d'expériences comparatives, que le même pouvoir éclairant est obtenu, si Ton brûle pour 104 francs de bougies de spermaceti, 64 francs de bougies d'adamantine, 60 francs de bougies de paraffine, 11 francs de gaz et S francs 55 centimes de pétrole.

Faisons remarquer que ces résultats sont basés sur le prix de l'huile de pétrole à New- York, et qu'ils seraient moins favorables au pétrole avec le prix de cette huile en Europe, lequel est augmenté par les frais de transport.

En 1863, le professeur Frankland , de Londres, a trouvé, d'après des expériences particulières, que, pour produire l'intensité lumineuse représentée par vingt bougies de blanc de baleine, brûlant pendant dix heures, il faudrait dépenser les sommes suivantes,

j pour chaque substance employée à l'éclairage :

Cire 8 fr. 90 c.

Blanc de baleine 8 30

Paraffine 4 75

Chandelle de suif 3 30

Huile de blanc dé baleine 2 ï>5

Huile de paraffine 0 60

Pétrole . . 0 76

Gaz de houille 0 42

Gaz de cannel-coal 0 30

On voit que, sous le rapport économique? c'est lè pétrole et l'huile de paraffine qui se rapprochent le plus du gaz. Par conséquent, comme tout porte à le croire, si le prix de ces huiles vient à baisser, elles entreront plus largement encore dans la consommation, et pourront faire une concurrence redoutable au gaz d'éclairage.

Quoi qu'il en soit, l'huile de pétrole est, de tous les moyens d'éclairage actuels, le pluséconomique, après le gaz.