HUILES DE BOG-HEAD

La décomposition du schiste d'Ecosse se pratique généralement dans des cornues de fonte analogues à celles employées pour la fabrication du gaz éclairant, sauf qu'elles sont plus larges et beaucoup moins élevées. Chaque cornue est chauffée isolément, afin de pouvoir mieux régler la température. A leur partie antérieure, elles sont munies d'un large tube de dégagement des vapeurs et des gaz, qui descend immédiatement pour éviter le retour des vapeurs. A leur partie postérieure, s'adapte un couvercle mobile et luté, identique à celui des cornues à gaz. Les tubes de conduite des gaz et des vapeurs traversent un mur épais, qui sert de séparation entre l'atelier renfermant le massif de maçonnerie qui entoure les cornues et l'appareil de

condensation. On évite ainsi le danger d'explosion et d'incendie. Ce système de condensation consiste dans un large tuyau horizontal de fonte, exposé à l'air libre, ayant la longueur du massif de maçonnerie renfermant les cornues, dans lequel pénètrent les tubes conducteurs des vapeurs. Ce tuyau est terminé sur le côté par un trop-plein déversant les liquides condensés dans une citerne et par une série de tubes verticaux reliés entre eux et munis à chaque courbure du bas d'un trop-plein pour laisser écouler tous les liquides. Le gaz et les vapeurs non condensées, avant de se rendre dans un gazomètre pour être consommés ensuite, soit sous chaque cornue, soit comme moyen d'éclairage, traversent un réfrigérant ou serpentin rempli d'eau froide. Le gazomètre est équilibré de manière à n'exercer absolument aucune pression; quelquefois même, il est établi pour déterminer une aspiration de gaz. Ce dernier moyen présuppose l'existence de plusieurs gazomètres fonctionnant alternativement.

Comme le chauffage s'exécute à feu nu, la réussite de l'opération dépend nécessairement de l'habileté de l'ouvrier, qui doit veiller à ce que les cornues soient toujours à une température suffisamment élevée pour que le schiste puisse se décomposer, mais pas assez élevée pour que les produits de la décomposition puissent éprouver une action destructive subséquente de la part de la chaleur. Un bon chauffeur réalise ces conditions au bout de peu de temps. Néanmoins, pour se mettre à l'abri des négligences ou des erreurs, on a proposé en France d'effectuer au bain de plomb la distillation du bog-head. Ce procédé doit évidemment donner de bons résultats au point de vue de la conduite de la distillation; mais il me paraît que les frais d'installation des appareils et la plus grande masse qu'il s'agira de chauffer emporteront les bénéfices qui résulteront de l'application de celte méthode.

En France, on estime que 1,000 kilogrammes de bog-head d'Ecosse, distillé à feu nu, fournissent 550 kilogrammes d'huile de schiste brute. A l'établissement de MM. Coosemans et C'% à Anvers, on obtient de celle

même quantité 580 à 590 kilogrammes d'huile dépouillée d'eau. Le même rendement est accusé par les industriels anglais. Les essais faits en petit sur des schistes renfermant 75 p. c. de matière bitumineuse donnent 45 à 50 p. c. d'huile brute. On éprouve donc parla distillation, telle qu'elle est généralement pratiquée, une perte s'élevant de dO «à 15 p. c. On ne doit pas s'étonner de cette perte, en considérant les fuites de vapeurs qui ont lieu aux surfaces de jonction des différents organes de l'appareil de distillation et de condensation, et des carbures très volatils qui sont entraînés avec le gaz et que certains industriels lancent direcicment dans l'air en infectant ainsi tous les environs de leur usine.

L'huile de schiste brute est brune par réfraction et d'un vert d'olive par réflexion; elle exhale une odeur infecte. Sa densité est à i5° de 0.870 ou 50° Baume. Elle se compose d'une série d'hydrocarbures liquides, dont le poids spécifique varie de 0.700 à 0.870 et dont le point d'ébullition paraît être compris entre 55 et 525°, et d'un hydrocarbure solide, la paraffine, qui y est contenue dans le rapport de 7 à 10 p. c. Elle renferme, en outre, de l'ammoniaque et des bases volatiles.

On ne sait rien de précis sur la nature de ces hydrocarbures; on ignore, en effet, la composition de la plupart d'entre eux, leurs propriétés essentielles et leur mode de génération.

Il y a là un vaste champ de recherches, mais leur abondance permet de prédire qu'on les utilisera un jour autrement que pour l'éclairage et pour les usages auxquels ils servent aujourd'hui. On parviendra indubitablement à en former d'autres produits qui pourront réaliser des merveilles analogues à celles qui nous sont offertes par l'aniline et ses dérivés.

La séparation des différents hydrocarbures repose sur la méthode dite de la distillation fractionnée, et leur épuration sur l'inaction de Tacide sulfurique à la température ordinaire. On y procède de la manière suivante :

i/huile brute, séparée de l'eau ammoniacale, est introduite dans une chaudière de tôle ou de fonte, analogue à celle employée pour la distilla-

tion des acides gras de saponification sulfurique. Celle chaudière surmontée d'un chapiteau et d'un trou d'homme, et munie d'un excellent thermomètre métallique, est enfermée dans un massif épais de maçonnerie.

Elle porte à sa partie inférieure un tuyau de fonte terminé par un robinet et destiné à l'écoulement du goudron; ce liiyau, ainsi que le foyer, sont à l'extérieur de l'atelier de distillation renfermant le massif de maçonnerie, afin d'éviter les chances d'explosion et d'incendie.

Le chapiteau est en communication avec un réfrigérant à serpentin à l'aide d'un tuyau de tôle légèrement incliné, de 4 à 6 mètres de longueur. De cette manière, il y a une distance convenable entre le massif de maçonnerie qui rayonne de la chaleur et le système de condensation qui est terminé par un trop-plein, renfermant un densimètrc indiquant, par conséquent, d'une manière continue le poids spécifique du liquide distillé. La prudence exige qu'à la partie inférieure du serpentin, à laquelle se trouve adapté le trop-plein, on soude un tuyau vertical passant directement au travers de la toiture pour laisser échapper le gaz et la vapeur non condensés hors de l'atelier de distillation et loin de tout foyer ou de lampe. On évite de cette manière les chances si nombreuses, d'ailleurs, d'incendie ou d'explosion. . ..^ j,

On procède à la distillation à l'aide de cet appareil ; on réunit :

V Tous les produits qui distillent depuis le moment de l'ébuHition jusqu'à ce que la température se soit élevée à 180% ou mieux jusqu'à ce que le poids spécifique de l'hydrocarbure, qui d'abord est 0.600, monte à 0.650, 0.700, 0.750 et arrive enfin à 0.790; ce mélange constitue le naphte d'huile de schiste ;

2° Les liquides distillant entre 180 et 225% dont le point d'ébuUition et la densité sont :

t. II. 39

lis sont destinés exclusivement à la préparation de Tliuile photogène de première qualité;

5<> Tous les liquides distillant entre 225 et 268'' et dont les points d'ébullltion et la densité sont :

Ils sont utilisés pour la fabrication du photogène de deuxième qualité ou des huiles solaires;

4" Tous les liquides distillant entre 268 et 500^ ou 525", dont les points d'ébullition et la densité sont :

Ces liquides constituent les huiles paraffinées, employées pour l'extraction de la paraffine et la préparation d'un (ïuide visqueux, utilisé en remplacement des huiles fixes pour faciliter le frottement des machines.

11 reste dans la chaudière une certaine quantité de goudron, qui ne s'élève qu'à 10 et 15 p. c. lorsqu'on porte la température de 525 à 550°, tandis qu'il en reste de 18 à 20 p. c. lorsqu'on arrête la distillation à 500". Je reviendrai tantôt sur ce goudron.

L'épuration de ces différents hydrocarbures s'effectue différemment d'après la nature et l'usage des produits. Les naphtes sont simplement soumis à une rectification, soit seuls, soit avec de l'eau ; ils fournissent de 5 à 5 p. c. de naphte pur, dont la faculté dissolvante pour les corps gras et résineux est extrême; mais leur odeur pénétrante, désagréable et persistante n'a pas permis jusqu'ici de les employer aux mêmes usages que le

naphte de goudron de houille ou de pétrole. Ils servent jusqu'ici presque exclusivement pour la purification de la paraffine. Le résidu de la rectification du naphte brut est ajouté au liquide destiné à la préparation de l'huile photogène.

La désinfeclion et la décoloralion complète de ce liquide s'obtiennent de la manière suivante : il est introduit dans une espèce de baratte de plomb et additionné avec 5 à 15 p. c. de son poids d'acide sulfurique concentré; le mélange est maintenu pendant une à deux heures dans une agitation continue. Au bout de ce temps, il est abandonné au repos pendant vingt-quatre heures, J^e contact de l'acide sulfurique, surtout si la quantité s'élève de 10 à 15 p. c, change complètement l'odeur de l'hydrocarbure : de pénétrante et désagréable qu'elle était, elle devient balsamique ; il se produit ainsi une petite quantité de goudron qui se sépare en combinaison avec l'acide sulfurique f). L'huile décolorée et désinfectée surnage. Elle contient maintenant de l'acide sulfureux et une trace d'acide sulfurique qu'il importe d'en éliminer. Après l'avoir décantée du goudron acide, on l'agile dans une baratte avec un lait de chaux ou mieux avec une solution très concentrée de soude caustique. L'action de la chaux, et de la soude surtout, contribue au développement de l'odeur balsamique. Convenablement déposée, l'huile est soumise à une nouvelle distillation, et on recueille tous les liquides dont le poids spécifique oscille autour de 0.800. Elle constitue le photogène proprement dit. Les photogènes versés dans la consommation par la fabrique Coosemans et C'^ ont cette densité, qui s'élève quelquefois à 0.810, comme je m'en suis assuré. D'après les renseignements que je dois à l'obligeance de MM. De Roubaix-Oudenkoven, d'Anvers, cosociétaires de M. Coosemans, l'huile de schiste brute fabriquée dans leur usine fournit 50 p. c. de photogène de 0.800.

L'épuration des hydrocarbures destinés à la fabrication des huiles

(1) La quantité de goudron produite paraît être exactement proportionnelle à la dose d'acide sulfurique employée.

solaires se fait absolument de la même manière; seulement, comme ils sont plus fortement colorés, ils exigent un traitement plus énergique à l'acide sulfurique.

La séparation de la paraffine des huiles paraffinées se fait par refroidissement et expression. Je reviendrai plus loin sur la paraffine. Les huiles qui ont déposé celle-ci peuvent être décolorées et désinfectées par l'action successive de l'acide sulfurique et des alcalis, suivie de la distillation; dans la plupart des usines, on procède de cette manière à leur épuration.

Dans quelques usines, on soumet à une distillation spéciale le goudron produit lors de la rectification de l'huile de schiste brute. Lorsqu'on procède ainsi, on ne pousse jamais, lors de la distillation fractionnée, la température jusqu'à 525 ou 550°; on s'arrête à 500° et on obtient de 5 à 8 p. c. de goudron de plus. Ce goudron, soumis dans une chaudière lenticulaire de fonte à l'action de la chaleur capable de dégager toutes les matières volali • lisables, produit, d'après les renseignements que MM. Cogniet et Maréchal, de Nanterre, près Paris, ont bien voulu me communiquer à Londres :

Essences et huiles légères 20

Huile paraffinée 70

Coke 10

En supposant que l'huile brute laisse, lors de la rectification, 15 p. c. de goudron, il est bien évident que l'application ultérieure de la chaleur sur ce goudron peut augmenter de 10 p. c. le rendement de l'huile de schiste brute. D'après MM. Coignet et Maréchal, la paraffine extraite de ce goudron présente des qualités supérieures à celles qu'on retire des huiles lourdes ordinaires. Le traitement du goudron est appliqué depuis longtemps dans ' nos usines. Dans la fabrique de bougies de MM. De Roubaix-Oudenkoven, à Anvers, on soumet à la distillation les goudrons provenant des acides gras. Ils obtiennent ainsi des huiles lourdes destinées au graissage des machines.

A rétablissement de Berchem, le bog-head, traité comme je viens de l'indiquer, fournit de 58 à 59 p. c. d'huile brute marquant 50'' B., qui, par la distillation fractionnée, l'épuration de la rectification, donne :

Naphte . 3.0

Huile photogèiic à 0.800 50.0

Huiles paraffinées • . 30.0

Goudron et porte 17.0

La distillation sèche porterait les 50 p. c. d'huile paraffinée à 40 p. c; de sorle qu'en *ne considérant que l'huile dépouillée de naphte, on aurait :

Huile photogène 55

Huile lourde paraffinée 45

représentant le rapport de production de l'huile destinée à l'éclairage ( t de l'huile lourde, ce qui, il faut le reconnaître, est un résultat encore peu avantageux.

Mais toute la quantité d'huile lourde obtenue par la rectification de l'huile de schiste brute existe-t-elle dans les produits de la distillation sèche des schistes? Je me permets d'en douter. Je suis plutôt porté à croire qu'une partie très notable se forme dans l'acte même de la rectification, telle qu'elle est généralement pratiquée dans l'industrie. On sait, en effet, par l'ensemble des travaux accomplis sur les hydrocarbures, que, sous l'influence de la chaleur, ces corps éprouvent des transformations moléculaires, qui tantôt ont pour résultat de convertir un hydrocarbure en un autre beaucoup moins volatil que lui, tantôt en deux, dont l'un plus volatil, l'autre beaucoup moins que celui qui leur a donné naissance. 11 me semble, d'après cela, que la séparation, par voie de volatilisation, des hydrocarbures existant dans l'huile de schiste brute, devrait être tentée par la vapeur introduite dans ces corps contenus dans un alambic et maintenus

à une température toujours beaucoup inférieure à leur point d'ébullition. Ces considérations n'ont point échappé à l'esprit pénétrant de M. Warren de la Rue, lorsqu'il a établi le mode de distillation à la vapeur du naphte de Rangoon et des huiles de pétrole. Je recommande ces observations à l'attention de nos industriels.

pétroléum; huile de pétrole.

Le pétrole importé en Europe nous vient de la Pennsylvanie et du Canada. Là, des sources naturelles en produisent des quantités considérables. Dans ces contrées, où il se trouve des dépôts énormes de schistes bitumineux, il suffit de forer des puits analogues aux puits artésiens, pour voir arriver le pétrole à la surface du sol. Pour se le procurer, il suffit de le recueillir simplement dans des tonneaux de bois très serré, et dont l'intérieur est couvert d'une couche de gélatine qui communique au bois une imperméabilité complète pour les hydrocarbures. A l'heure actuelle, la production du pétrole dépasse de beaucoup la consommation; aussi s'en perd-il énormément. Dans les pays de production, sa valeur est tellement minime, qu'il est employé comme moyen de chauffage. Les pétroléums importés jusqu'ici en Europe varient considérablement dans leur aspect,, leur consistance et leur composition. Leur couleur est ou d'un jaune ver^ dàtre, ou d'un orange brunâtre. Leur odeur^ quoique très pénétrante, est infiniment moins désagréable et persistante que celle de l'huile de schiste brute. Leur poids spécifique est compris entre 0.780 et 0.825 ; il est donc beaucoup moindre que celui de l'huile de schiste brute,q[ii est, comme je l'ai déjà dit, compris entre 0.868 et 0.878. Ils se composent d'une série d'hydrocarbures sur la nature et les propriétés d'un grand nombre desquels on ne possède jusqu'ici aucune notion bien précise. Les rapports qui existent entre les hydrocarbures sont tellement variables qu'on ne peut rien en déduire de général. Ainsi :

Un pétrole de 0.781 de densité a fourni ;

Naphtc do 0.600 à 0.650 8

Naphtedc0.650à726 14

Huile photogônc do 0.79.'5 41

Huile paraffinée* 27

Goudron et perte 10

Un pétrole de 0.810 de densité a donné :

Naphte de 0.600 à 0.750 5

Huile photogônc de 0.795 65

Huile paraffinée 20

Gou<fron et perte 10

Un pétrole de 0.825 a donné :

Naphte de 0.600 à 0.750 4

Huile photogcne de 0.793 76

Huile lourde paraffinée 12

Goudron et perte 8

Il résulte de la comparaison de ces trois pétroles de provenances diffé* rentes, que leur valeur varie presque du simple au double pour la production des huiles photogènes.

Dans une limite donnée, ils en fournissent une quantité d'autant plus grande que leur poids spécifique est plus élevé. Je dis dans une limite donnée, car, dépassant une certaine densité, ils acquièrent la consistance du naphte de Rangoon et, dans ce cas, s'enrichissent en paraffine aux dépens de l'huile propre à l'éclairage, ce qui, en tout cas, n'est pas un inconvénient, puisque la valeur de la paraffine est supérieure de plus du double à celle de l'huile phologène. Les industriels ne peuvent point perdre de vue, pour leurs achats, cette variabilité de composition des pétroles, sans cela ils risquent de grands mécomptes dans leurs opérations.

La séparation des différents hydrocarbures contenus dans le pétrole se fait, comme pour l'huile de schiste brute, par la méthode de la distillation