GÉNÉRALITÉS SUR L'INDUSTRIE DES GOUDRONS
Goudron de bois. — Formation des divers produits qui composent le
goudron de bois. — Distillation du bois. — Composition du goudron
de bois. — Appareil distillatoire.
Goudron de houille. — Sa composition. — Appareils distillatoires pour
la rectification du goudron de houille. — Marche de la rectification.
Traitement des parties constituantes du goudron de houille.
Formation des divers produits qui composent le goudron de bois.
Suivant que la distillation du bois a pour but principal, soit l'obtention de gaz permanents combustibles (tel est le cas de la fabrication du gaz d'éclairage), soit au contraire celle de vapeur liquéfiables pour en extraire Pesprit de bois et l'acide
pyroligneux, on doit opérer dans des conditions de température et de rapidité absolument différentes, ainsi que nous allons le démontrer.
Lorsqu'on carbonise du bois, la chaleur gagne peu à peu les couches ligneuses internes, et, à partir de 140°, en décompose les principes immédiats qui, tout d'abord, se résolvent en produits volatils de composition complexe et peu stables» Ceux-ci, se dégageant, arrivent à la surface du bois, où règne une température notablement plus élevée que celle qui leur a donné naissance.
Sous Faction de cet excès de chaleur, ces produits se dissocient à leur tour en donnant des corps de composition de moins en moins complexe et, par suite, de plus en plus stable à mesure que la température qu'ils subissent est plus élevée. A cette première cause de décomposition vient, en outre, se joindre l'action réductrice du charbon de de la couche ligneuse superficielle, déjà plus ou moins complètement carbonisée.
De cette double action, il résulte que les corps volatils, susceptibles de condensation, au lieu de se dégager, subissent partiellement, tout au moins, une série de décompositions et de recompositions chimiques, qui tendent à les résoudre, aux dépens du carbone du charbon, en carbures d'hydrogène et en oxyde de carbone, corps combustibles propres au chauffage ou à la fabrication du gaz d'éclairage, mais absolument improductifs en gaz liquéfiables.
On comprend , dès lors, que, si la carbonisation du bois s'opère lentement, à l'aide d'une chaleur augmentée peu à peu, on obtiendra le maximum de produits liquéfiables, parce qu'ils auront le temps de se dégager et, par suite, d'être recueillis, avant que la température ne soit assez élevée et l'action du charbon assez puissante pour les dissocier en gaz permanents.
Les procédés et appareils de distillation de bois donneront donc des rendements en produits liquéfiables d'autant plus grands que la carbonisation du tissu ligneux pourra s'y effectuer plus graduellement et à l'aide d'une chaleur dont le maximum ne devra être atteint qu'à la fin de l'opération, pour achever la carbonisation du bois, dont le rendement en charbon sera lui-même d'autant plus considérable que la température aura été moins élevée et l'opération conduite plus lentement.
Nous voyons donc, en résumé : qu'une distillation lente, effectuée à une température graduée, donne à la fois plus de charbon et de produits liquéfiables et, par suite, moins de gaz permanents ; que le résultat inverse est obtenu lorsqu'on opère rapidement la carbonisation du bois h l'aide d'une haute température initiale.
Distillation du bois et composition du goudron de bois.
Lorsqu'on carbonise le bois, soit par combustion
partielle, soit par distillation en vase clos, on obtient toujours, dès que la température a dépassé 140°, un mélange de gaz permanents, inflammables et de vapeurs condensables et un résidu solide.
Les corps volatils comprennent :
1° Des gaz permanents inflammables, qu'on peut utiliser pour le chauffage ou l'éclairage, et qui sont constitués par des mélanges, à proportions variables suivant le degré de la température qui les engendre, d'hydrogène, d'oxyde de carbone, d'acide carbonique, de divers carbures d'hydrogène et d'un peu d'azote provenant surtout de l'air ambiant; *
2° Des vapeurs condensables, dont les produits liquéfiés se présentent, d'après leurs densités respectives, dans l'ordre suivant :
a) Une couche supérieure, de couleur brunâtre, composée d'huiles goudronneuses légères, renfermant divers carbures d'hydrogène, tels que : le benzol, le toluène, la naphtaline, la paraffine, etc.. ., associés à quelque peu de phénols et de résines pyrogénées (créosotes), ainsi qu'à de l'acide pyroligneux en quantité variable;
b) Un liquide aqueux, mélange très complexe de divers acides de la série grasse, tels que : acides formique, acétique, propionnique, butyrique, etc., avec de l'acétone, de l'acétate de méthyle, de l'alcool méthylique et des matières groudronneuses en dissolution;
c) Une couche inférieure composée d'huiles
Fig. 40 et 41. — Appareil pour Ja distillation du bois.
BB' chaudières à distillation. — CC tuyaux de condensation. — GG' baquets collecteurs.— PP' tuyaux conduisant au foyer les gaz non condensés. — DD' tuyaux amenant l'eau froide qui s'écoule par EE'.
lourdes goudronneuses, plus ou moins chargées
d'acide pyroligneux et de faibles quantités de phénols et de substances créosotées.
Le goudron de bois est obtenu principalement dans deux circonstances, soit comme produit accessoire dans la fabrication de l'acide pyroligneux des gaz d'éclairage et de charbon de bois, soit dans la distillation des pins et des sapins.
La composition du goudron de bois varie beaucoup selon la nature du bois employé et aussi selon la méthode suivie. On peut toutefois prendre comme moyenne les nombres suivants :
Charbon 28 à 30 0/0
Eau acide 28 à 30 0/0
Goudron 7 à 10 0/0
Gaz divers 30 à 37 0/0
Appareil distillatoire
Le bois coupé (fig. 40 et 41) depuis un an est introduit dans de grands cylindres en tôle qu'on ferme ensuite par un couvert luté à l'argile auquel pend un tuyau d'échappement qui communique avec un collecteur en cuivre refroidi par un courant d'eau, puis avec un réfrigérant également en cuivre et refroidi. Le cylindre étant chauffé, le bois se décompose et donne naissance à un grand nombre de produits volatils plus ou moins condensables.
Au début de l'opération, il ne distille d'abord que de Peau : on établit la communication du cylindre avec le collecteur seulement lorsque la dé-
composition commence. Les produits condensables se déposent dans le collecteur, dans le réfrigérant et enfin dans un condenseur placé à la suite du réfrigérant; de là ils se réunissent dans une cuve unique. Les gaz qui échappent à la condensation se rendent dans des fours où ils sont brûlés.
La distillation est généralement terminée après huit heures.
Le charbon obtenu comme résidu représente à peu près 2r> 0/0 du poids du bois de chêne ou hêtre soumis à l'opération.
Les produits de condensation résultant de la distillation du bois renferment principalement de l'acide acétique, de l'acétate d'ammoniaque, des carbures, des substances ternaires, des goudrons légers et lourds, de l'alcool mélbylique, de l'acétone et des acides gras. Lorsqu'on abandonne ce liquide complexe à lui-même, il se sépare en trois couches :
1° une couche inférieure formée par les huiles lourdes créosotées;
2° une couche moyenne constituée par l'acide pyrolig.ieux dont nous ne nous occuperons pas;
3° une couche supérieure dans laquelle se trouvent des huiles légères goudronneuses.
Quand on distille le bois dans le but d'obtenir le goudron comme produit principal, on dirige l'opération plus lentement. Le rendement en charbon est plus faible, mais la proportion de goudron obtenu est plus importante et peut atteindre 18 0/0.
La composition de goudrons de deux sortes de provenances a donné à l'analyse les résutats suivants :
i il
Eau acide 7 20
Huiles légères 11 10
Huiles lourdes 20 15
Brai 60 45
Pertes 2 10
L'huile légère bout de 70 à 250° ; elle a une densité variant de 0,841 à 0,877; elle renferme un grand nombre d'hydrocarbures et aussi les phénols.
L'huile lourde renferme surtout de la créosote.
Nous verrons plus loin la composition de la créosote.
Traitement du goudron de bois.
Le traitement du goudron en vue de l'obtention de la créosote, du crésylol, etc., sera traité plus loin dans les articles correspondants k chacun de ces corps.
GOUDRON DE HOUILLE Composition du goudron de houille. -
Les composés qui peuvent être fournis par les goudrons de houille, soit par la rectification de ceux-ci, soit par l'action des acides et des bases sur eux, peuvent êlre divisés en trois groupes :
1° Corps neutres ou indifférents; 2° Corps possédant des propriétés acides; 3° Corps possédant des propriétés basiques. Voici le tableau de ces corps :
CORPS NEUTRES Hydrogène . H
Série OH2n+2
Gaz des marais CH*
Hydrure de caproïle. . . . C^H** Point d'ébullition 68°
Hydrure de capryle .... C8H18 116-118°
Hydrure de pelargyle. . . C9H20 136-138°
Hydrure de rutyle C10H22 158-162°
Série CnH2n
Gaz oléfiant C2H*
Propylène C3H6
Caproylène C6H12
Oenanthylène C?HU — 95°
Paraffine OH2n — 33-65°
Série OH2n 6
Benzine CW .— 80-81°
Toluène C7H8 — 111°
Xylène C8H10 1390
Cumène C9H12 — 166°
Cymène C10H14 — 175°
Hydrocarbures de différentes séries.
Naphtaline.. C10H8 Point de fus. 79° Point d'ébullit. 212°
Anthracène. . C^Hio — 180° — 300°
Fluorène. ? 113° r- 305°
Acénaphtène. C12H10 — 93-100° — 285°
Phénanthrène Ci*HW — 105° — 340°
Chrysène . . . C18H12 245-248° en dessus de 360°
Pyrène Ci°Hio — 170-180° — 380°
Trillat. Produits chimiques. 11
