Читать книгу Évolution des procédés - la séparation de l'air atmosphérique en ses éléments, l'oxygène et l'azote - Raoul Pictet - Страница 4
ОглавлениеL’OXYGÈNE ET SES EMPLOIS INDUSTRIELS
INTRODUCTION
Depuis les belles découvertes de la fin du XVIIIe siècle qui ont permis d’étudier, en l’isolant, le gaz oxygène, l’importance de ce gaz dans tous les phénomènes cosmiques n’a fait que grandir.
Toutes les combustions, toutes les flammes utilisées dans l’industrie, toutes les respirations amenant la vie, l’alimentant, vivifiant les organismes des animaux sous la forme des combustions lentes, sont uniquement la résultante de l’action de l’oxygène transformant les molécules constituant les animaux en d’autres corps chimiques, tantôt plus complexes, tantôt plus simples selon la place de l’étape traversée par l’être vivant entre sa naissance et sa mort.
Ce gaz oxygène est donc un facteur puissant de chaleur, de vie, de transformation des corps sur la terre.
Il y a par ce fait un intérêt spécial à pouvoir produire ce gaz en grandes quantités, surtout pour qu’on l’obtienne à très bas prix afin d’en généraliser l’emploi dans tous les domaines de l’industrie, de l’hygiène, de la thérapeutique et tout spécialement pour rendre possible les synthèses immédiates de ce gaz soit avec l’azote, soit avec l’hydrogène.
Ces deux synthèses sont déjà réalisées d’une façon embryonnaire, dans une période de débuts, mais l’éclosion normale de ces procédés ne peut pas prendre le développement que l’on en peut attendre sans l’abondance et le bon marché de ces gaz amenés à la pureté suffisante.
On sait que les salpêtres du Chili marchent vers le déclin et que c’est uniquement aux produits synthétiques des azotates et des ammoniaques que l’on peut utilement s’adresser pour donner à l’agriculture de toutes les contrées l’aliment nécessaire, urgent pour permettre aux récoltes de nourrir les populations des villes, en employant, sans grands frais de transport, les cultures intensives dans leurs abords immédiats.
Ce que nous venons de dire prouve que les deux gaz, constituants de l’air atmosphérique, marchent de pair dans l’importance capitale de leurs emplois dans la civilisation contemporaine.
Le problème de la séparation de l’air atmosphérique en ses éléments répond donc à une demande énorme, pressante.
L’étude critique des procédés employés actuellement, ainsi que les théories physiques sur lesquelles ils reposent, demandent à être passées au crible d’une analyse exacte et minutieuse pour pouvoir préciser les progrès accomplis et les limites dans lesquelles les vues scientifiques, autorisent de nouveaux espoirs ou au contraire mettent un mur aux possibilités expérimentales, en établissant des barrières naturelles et logiques aux désirs légitimes et aigus de l’époque actuelle.
Nous décrirons donc d’une façon sommaire les procédés employés jusqu’ici pour séparer l’air en ses éléments, et nous nous étendrons un peu sur les caractères distinctifs et essentiels du procédé de liquéfaction de l’air atmosphérique, et de rectification de l’air liquide en insistant sur le complément fondamental de ce procédé, soit la régénération du liquide obtenu une première fois au moyen d’appareils spéciaux provoquant la liquéfaction de l’air et en fournissant de grandes quantités en remplacement de celles qui disparaissent.
Lorsque ces appareils apparus dès 1877, perfectionnés successivement pendant 22 ans, ont permis de doter l’industrie annuellement de plusieurs millions de mètres cubes d’oxygène pur, rien qu’en Allemagne, je me suis aperçu qu’une modification fondamentale dans la théorie et la construction des appareils s’imposait, j’ai remplacé le procédé de rectification et de régénération de l’air liquide, par le procédé du moindre effort, celui de la dissolution de l’oxygène dans l’azote liquide pur et l’application simultanée de la régénération de l’azote liquide pur par l’application de la distillation fractionnée.
Grâce à cette modification fondamentale, dont l’interprétation est facile après l’examen critique du procédé de rectification, on constate que la puissance motrice ou l’énergie nécessaire pour l’obtention de l’oxygène et de l’azote, est réduite à moins du quart du travail mécanique réclamé par le procédé dit de rectification.
On constate en plus qu’avec le nouveau procédé datant de 1912, on obtient avec un seul compresseur un azote chimiquement pur dès le début des opérations et dé l’oxygène à tous les degrés de pureté auquel on désire l’utiliser. Ces avantages découlent spontanément de la nouvelle théorie servant de base fondamentale au procédé de dissolution.
Nous donnerons à ce nouveau procédé le développement analytique qu’il comporte en le comparant, phase par phase, avec le procédé ancien décrit pour la première fois en 1899.
Par l’utilisation immédiate de ce procédé nouveau de dissolution le prix de l’oxygène est devenu si minime, que le gaz pénètre partout dans la grande industrie; on peut aujourd’hui l’employer pour les hauts fourneaux, la fusion des quartz et terres réfractaires, le traitement des minerais de tous les métaux difficilement fusibles comme les fers au titane, les minerais de vanadium, de nickel, de platine, d’iridium, de volfram, etc., etc.
L’éclairage au moyen de l’oxygène devient le plus brillant, le plus économique et celui dont la puissance et l’éclat se rapproche incontestablement le plus de celui du jour, de celui du soleil!
Les domaines des synthèses chimiques ouvrent leurs portes à deux battants devant l’azote et l’oxygène purs et à bas prix!
Nous terminerons cette étude générale de procédés concernant spécialement l’obtention de l’oxygène et de l’azote par l’exposé d’un nouveau procédé pour obtenir deux qualités de gaz hydrogène: La première le gaz «In Coelo» servant par la parfaite pureté de cet hydrogène à satisfaire les besoins de l’aérostation et ceux spéciaux du traitement chimique des graisses et des synthèses ammoniacales. La seconde, le Vulcan Gaz soit un mélange d’hydrogène pur, d’oxyde de carbone et de méthane.
Ce «Vulcan Gaz» est destiné à toute l’industrie métallurgique, aux soudures autogènes pour remplacer très avantageusement l’acétylène. On coupera les tôles de fer et d’acier avec une remarquable facilité sans durcir en aucune façon les surfaces coupées, chose impossible avec l’acétylène, gaz endothermique.
Nous appuyerons dans cette deuxième partie de notre étude sur les lois de thermodynamique qui président à la décomposition des hydrocarbures et aussi aux différences systématiques des plus importantes dans les usages métallurgiques de l’acétylène et du Vulcan Gaz.
L’application de l’hydrogène dans ses deux formes et des considérations générales sur les synthèses des trois gaz oxygène, azote et hydrogène termineront cette étude.
Raoul PICTET.
Mars 1914.
