RÉSIDUS

Wigan cannel coal

Newcastle

Staffordshire

Le résidu de la distillation du goudron est ce qu’on nomme le brai. Certains goudrons en donnent une proportion beaucoup plus considérable que les goudrons anglais analysés par M. Calvert. Voici un rendement moyen qui diffère beaucoup de celui qui a été donné par ce chimiste :

Huile légère à 25 degrés 1,80 à 2

Huile lourde 24,00 à 26

Huile à antliracène 0,95 à 1

Brai 66,00 à 65

Perte (eau, etc.) . . . . 7,25 à 6

Ce goudron est, comme on voit, pauvre en produits très-volatils (huile ou essence légère). Généralement les goudrons en donnent de 4 à 5 pour 100. La proportion des huiles lourdes est toujours beaucoup plus considérable.

Voici un autre dosage rapporté à 1,000 kilogrammes de goudron bien desséché. On a eu soin d’y séparer les essences de naplite les plus légères des huiles à benzol, et d’indiquer en même temps la valeur approximative de ces divers produits.

1,000 kilogrammes de goudron bien desséché produisent :

GOUDRON DE HOUILLE

Eau ammoniacale

Essence de naphte

Huiles légères à benzol

Huiles lourdes phéniquées

Graisse verle à 10 p. 100 d’anthracène. . Brai sec

1 ,000 kilogrammes de goudron à 9 francs les 100 kilogrammes, soit 90 francs la tonne, produisent :

(pour mémoire)

Eau ammoniacale

Essence de naphle, 20 kilogr. à 50 fr. les 1 00 kïl . . .

Huile à benzol, 70 kilogr. à 50 fr

Huiles lourdes, 520 kilogr. à 15 fr

Graisse verte à 10 p. 100 d’anthracène, 100 kilogr.

à 60 fr

Brai sec, 550 kilogr. à 5 fr

10 fr. 00 35 00

Valeur des produits retirés de 1,000 kilogr. de goudron. 170 fr. 50

Depuis quelques années, la Compagnie parisienne du gaz produit un goudron liquide, très-riche en huiles légères. Ce goudron est obtenu par un procédé nouveau d’épuration du gaz, qui est dû à MM. E. Pelouze et P. Audouin.

Les travaux du Jury international étaient à peu près terminés lorsqu’il a eu communication de ce procédé, sur lequel il lui a été impossible de statuer. Cette circonstance nous engage à le décrire ici, afin qu’il reçoive la publicité qui fera apprécier son mérite.

On sait que le gaz entraîne, même après son refroidissement, des parties goudronneuses qui ne se déposent qu’incomplétement dans les colonnes h coke, appareils gênants par leurs dimensions, irréguliers dans leur action et sujets à des obstructions fréquentes. Avant l’application du procédé dont il s’agit, les parties goudronneuses se déposaient dans la masse solide qui sert à l’épuration du gaz, et qui est composée,

NATURE ET COMPOSITION DES GOUDRONS

comme on sait, d’un mélange de sulfate de fer, de chaux et de sciure de bois. Cela dit, voici la description du nouveau procédé.

Procède de MM. Pelouze et Audouin pour la condensation des dernières parties du goudron que le gaz entraîne.

Ce goudron est contenu dans le gaz impur sous la forme d’un brouillard jaunâtre composé de gouttelettes très-fines. Lorsqu’on reçoit sur un morceau de papier blanc un jet de gaz impur, les gouttelettes s’écrasent et s’étalent à la surface du papier qui sert d’écran, et celui-ci se couvre au bout de quelques instants d’une tache noire de goudron. C’est sur cette observation que MM. Pelouze et Audouin ont fondé un procédé fort ingénieux pour la condensation des dernières parties du goudron.

Le gaz qu’il s’agit de purifier passe par une série de trous d’un diamètre de 1 millimètre et demi, percés dans une plaque de laiton (planche I, fig. 2 et 5), et les jets ainsi divisés frappent les pleins d’une autre plaque de laiton placée à une distance de 1 millimètre et demi de la première et percée d’un égal nombre de trous. Mais, comme ces trous ne correspondent pas à ceux de la première plaque, le jet de gaz frappe contre une surface plane, de manière à produire l’aplatissement et la réunion des gouttelettes de goudron. Après avoir traversé les trous de la seconde plaque, le gaz rencontre le plein d’une troisième plaque pareillement percée, et ces deux contacts suffisent pour le débarrasser des parties goudronneuses. Un jet de gaz ainsi épuré, lorsqu’on le projette pendant quelques instants sur un écran de papier, ne souille plus ce dernier.

Le système de plaques est placé verticalement dans une cloche .disposée dans l’intérieur d’un condensateur (planche 1,

GOUDRON DE HOUILLE

iîg. I). Cette cloche plonge dans un bain de goudron dans lequel s’écoule celui qui se condense et qui ruisselle à la surface des plaques, le trop-plein se déversant continuellement dans un réservoir extérieur.

Le passage du gaz à travers les trous et son choc contre les surfaces des plaques donne lieu à une certaine perte de pression. Il est donc nécessaire de le poussera travers le système de plaques. Pour cela, des pompes viennent puiser le gaz dans les appareils où il se refroidit, et le poussent, sous une pression de quelques décimètres d’eau, dans le condensateur de MM. Pelouze et Audouin, au sortir duquel il se rend dans les appareils épurateurs. Et il est à remarquer que, la masse destinée à l’épuration (page 20) ne s’obstruant et ne s’agglomérant plus par suite des dépôts de goudron, la filtration du gaz à travers cette masse exige une pression moindre qu’aulrefois.

L’appareil de MM. Pelouze et Audouin, que nous venons de décrire, fonctionne déjà dans un grand nombre d’usines à gaz en France et à l'étranger. A fusine à gaz des Ternes delà Compagnie parisienne, où l’on fabrique par jour 80,000 mètres cubes de gaz, cet appareil permet de recueillir journellement 000 litres d’un goudron léger et très-riche en essence légère, car il en renferme jusqu’à 20 p. 100, alors que le goudron ordinaire n’en contient que de 5 à 5 p. 100.

Les faits que nous venons d’exposer concernant l’origine, la nature et la composition des goudrons, nous permettent d’aborder maintenant l’exposé des procédés qui servent à l’exploitation du goudron de bouille, le seul qui fournisse des matières premières aux industries tinctoriales. Nous décrirons ces procédés sommairement, en insistant particulièrement sur les modifications et perfectionnements dont ils ont été l’objet dans ces derniers temps.

DISTILLATION DU GOUDRON DE HOUILLE

Les procédés d’exploitalion du goudron de houille se sont modifiés sensiblement depuis que les dernières huiles qui résultent de sa distillation sont employées pour la préparation de l’anthracène, et aussi par suite de la nécessité de préparer des alcaloïdes purs dont l’emploi est réclamé par certaines industries. Rappelons brièvement comment s’exécute la distillation du goudron. Comme ce produit retient en suspension une certaine quantité des eaux ammoniacales avec lesquelles il s’est, condensé, et que la vaporisation de cette eau interposée pendant la distillation donnerait lieu à des boursouflements dangereux, il est nécessaire d’en priver le goudron avant de le distiller.

Cette déshydratation s’effectue en chauffant lentement le goudron à 80 ou 90 degrés, dans de grandes chaudières en tôle, à double fond, où l’on fait arriver de la vapeur d’eau. Dans ces conditions, le goudron fluidifié monte à la surface; une partie des huiles les plus volatiles se volatilise et est condensée. Au bout de vingt ou trente heures, la séparation est assez complète pour qu’on puisse soutirer, au moyen d’un robinet de vidange, l’eau qui s’est rassemblée à la partie inférieure de la chaudière. Le goudron encore chaud est porté de là dans les chaudières où doit s’opérer la distillation.

Cette opération s’exécute dans des chaudières en tôle forte, cylindriques et à fond concave. Le fond, plus exposé que les parois, est renforcé. Les chaudières, d une capacité de 20 à 50 mètres cubes, sont rangées en batterie dans un four en

DISTILLATION DU GOUDRON DE HOUILLE

maçonnerie. Elles sont placées horizontalement avec une légère inclinaison du côté du robinet de vidange. Chacune d’elles repose sur une voûte en briques qui la protège contre l’action directe de la flamme. Les gaz de la combustion, après avoir pénétré dans des carneaux superposés, arrivent au contact de la chaudière dont ils chauffent la partie inférieure seulement. A mesure que le niveau du goudron y descend, on bouche les carneaux supérieurs de manière à ne pas surchauffer les parois. Dans certaines usines, les chaudières sont chauffées à feu nu. En Angleterre, quelques distillateurs ont muni leurs chaudières d’agitateurs mécaniques, dans le but de prévenir la surchauffe, lorsque l’opération est poussée très-loin pour la production de l’anlhracène. A la partie supérieure, les chaudières sont munies d’un trou d’homme qui sert à les charger et à les nettoyer. Elles sont surmontées d’un chapiteau qui livre passage aux vapeurs, et qui communique par de longs tubes avec plusieurs serpentins réfrigérants où se condensent les vapeurs. A la base du chapiteau règne une gorge qui reçoit le liquide condensé sur les parois; des tuyaux déversent directement ce liquide dans les serpentins.

Les produits condensés coulent dans des récipients. A l’aide de robinets convenablement placés, l’ouvrier peut foire changer le cours des vapeurs et les diriger à volonté dans tel ou tel serpentin, disposition qui permet d’opérer les premiers fractionnements pendant la distillation môme du goudron. La marche de cette distillation et la température de la vapeur sont d’ailleurs indiquées par un thermomètre qui plonge, par une tubulure, dans l’intérieur du chapiteau.

Ces dispositions permettent d’opérer plusieurs fractionnements. Le nombre de ces derniers varie suivant la nature du goudron et aussi suivant le point où l’on arrête la distillation. En tout cas, on recueille des huiles légères et des huiles lourdes.

GOUDRON DE HOUILLE

On désigne ordinairement sous le nom d'huiles légères les produits qui passent à la distillation entre 60 et 200 degrés, et qui offrent la composition indiquée ci-dessus. Souvent on les partage en deux fractions, en recueillant séparément les produits qui passent avant 140 ou 150 cl les produits passant entre 150 et 200 degrés. Les huiles de premier fractionnement constituent les essences légères. Ces huiles sont limpides, très-fluides, d’une densité qui varie entre 0,780 et 0,850. Elles marquent 25 ou 26 degrés à l’aréomètre (lequel marque 10 degrés dans l’eau pure). Le serpentin où elles se condensent est complètement refroidi par un courant d’eau froide qui marche en sens inverse du courant de vapeur. Les huiles de deuxième fractionnement ou huiles moyennes , qui passent entre 150 et 200 degrés, possèdent une densité de 0,850 à 0,890. Elles marquent 15 degrés à l’aréomètre.

La proportion des huiles légères qu’on peut extraire du goudron est très-variable. Elle ne dépasse généralement pas de 5 à 6 p. 100, mais il est des goudrons qui en donnent beaucoup moins. Dans la distillation de ces goudrons pauvres, on se contente d’un seul fractionnement, recueillant ensemble tout ce qui passe avant 200 degrés.

Les huiles lourdes , qui passent à une tempérai ure supérieure à 200 degrés, marquent 5 degrés à l’aréomètre ou davantage, suivant la température où la distillation a été poussée. Le serpentin qui les condense est formé par un large tube et baigne dans de l’eau à 60 ou 70 degrés. Sans cette précaution, les produits solides, et surtout la naphtaline que renferment ces huiles, pourraient se déposer et obstruer les tuyaux. Les huiles lourdes sont le produit le plus abondant de la distillation du goudron, qui en fournit aisément 24 à 25 p. 100 de son poids. Mais il s’en faut qu’on en sépare toujours toute l’huile lourde qu’il peut fournir. En arrêtant la distillation à

DISTILLATION DU GOUDRON DE HOUILLE

‘200 degrés, on obtient pour résidu un brai liquide ou du moins pâteux à froid et qui renferme toutes les huiles lourdes. On reçoit directement ce brai liquide, au sortir delà chaudière, dans des tonnes en fer qui servent à l’expédier aux fabricants de charbon de Paris. En poussant la distillation plus loin, on obtient pour résidu le brai gras , qui renferme encore une certaine quantité d’huiles lourdes. Enfin le brai sec résulte d’une distillation poussée jusque vers 550 ou 400 degrés.

Aujourd’hui, en vue de l’obtention des huiles à anthracène, on pousse généralement la distillation jusqu’à celle dernière limite, qui est atteinte dans l’usine de la Compagnie parisienne du gaz.

Ees huiles qui passent à la distillation à ces températures élevées présentent, après le refroidissement, une consistance butyreuse et un aspect verdâtre (p. 54). Ce sont les huiles à anthracène. On les recueille à part.

A 400 degrés, on arrête la distillation, à moins que l’on ne veuille sacrifier le brai, comme nous le dirons plus loin. Le résidu de la chaudière est encore fluide à celle haute température. On l’évacue tout chaud par les robinets de vidange, qui doivent être placés du côté opposé des foyers et complètement isolés de la chaudière et de son foyer. Au moment de la coulée, le brai émet, en effet, des vapeurs lourdes et jaunes qu’il serait dangereux d’appeler du côté du feu. Dans les usines de la Compagnie parisienne, le brai se rend d’abord dans des élouffoirs en tôle où sa température s’abaisse de 400 à 200 degrés. De là, il se rend dans une grande chambre en tôle qui reçoit le brai de toutes les cornues. lien sort à 120 degrés encore fluide, pour couler lentement dans de grands réservoirs creusés à ciel ouvert.

Le brai a reçu, comme on sait, de nombreuses applications. Il sert, comme une sorte d’asphalte artificiel, à la construc-

GOUDRON DE HOUILLE

ia

tion de trottoirs, de couvertures. On l’emploie pour imprégner des briques ou des pierres qu’on veut rendre imperméables. Mais son principal usage consiste dans la fabrication des combustibles agglomérés.

Nous avons décrit plus haut les appareils et procédés les plus généralement employés pour la distillation du goudron. Nous passerons sous silence la description des variantes et des essais qui ont eu pour but, soit de faciliter le dégagement des vapeurs par l’injection de vapeur d’eau, ou leur fractionnement dans des cylindres disposés verticalement comme des appareils à colonne, soi! de rendre l’opération continue len introduisant continuellement le goudron à une extrémité et en faisant sortir le brai par l’autre. Jusqu’ici ces diverses dispositions n’ont pas répondu à l’attente des inventeurs.