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"Appareil et procédé; perfectionnés pour le traitement des
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hydrocarburef3,
L'invention se rapporte au traitement des composés d'hydrocarbures et des produits de distillation de ceux-ci par polymérisation des éléments instables de tels composés pendant qu'ils sont à l'état gazeux.
L'invention a pour objet dos moyens perfectionnés s'appliquant au procédé
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décrit dans le brevet déposé par leu demandeur sous le numé- ro MO.290 pt1.rtj.OUllnX')mnnt pour améliorer l'effet do con procédés et pour faciliter l'évacuation du catalyseur èpui- sé de l'appareil utilisé,
Dans la mise en oeuvre du dtt procédé, les com- posés à purifier sont d'abord vaporisés et passent ensuite
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c".r.e,."/ sous forme de vapeurs à travers une chambre contenant un eata-
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tel que terre à foulon* noir l<.ninl1tl. ùtl.wc1 tC..
Jcoïselguhr,, ut8i?e ou autres matières absorbantes analogues, Lors- qu'on traite les composés d'hydrocarbures tels que les pro- duits de distillation "craqués" ou essence dite " de crac-
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king % pétrole,,, ete + #, pour éliminer les composés insta- bles tels que les dioléfines, on, a remarqué que, du fait du passage des vapeurs à travoro la oata.lyaour,-e forma sur celui-ci un dépôt de gomme ou autre matière adhérente, qui tend à couvrir la surface du catalyseur et a y adhérer ce qui à pour effet de faire obstacle à l'action du cataly- seur et de diminuer graduellement l'efficacité du procédé jusqu'à ce que finalement l'effet du catalyseur soit telle- ment affaibli qu'il paraisse épuisé;
on est alors obligé de
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In brûler ou de lo v4ri-f-1-01* de toute autre manière pour qu'il puisse à nouveau être employé efficacement. Une ou- verture suffisament large est pratiquée au sommet de la chambre de catalyse pour permettre le chargement du cataly- seur frais et une vanne se trouve à la base de cette cham-
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bre pour évacuer le catalyseur épuisé, !i6 l'expérience a fait apparaître., dans cette évacuation, une difficulté due au fait quo leu matière trangèr8 déposées durant le trais teillent des vapeurs d'hydrocarbures sont geramées et adhéren- tes, de sorte que le catalyseur tend à s'agglomérer dans la chambre du catalyse et à former des masses qui obstruent la vanne, et empêchent le catalyseur de sortir lors- que la vanne est ouverte.
Pratiquement dans l'utilisation,.
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tHM liaison avec les autres appareils de raffinage; du pro- cédé,* le temps nécessaire au déchargement et au rechargement de la chambre de catalyse a une grande importance;, il doit être réduit au minimum dans le but de gêner aussi peul que possible L'action des autres appareils,
La demanderesse a découvert qu'en intro- duisant un solvant on petites quantités dans la chambre de
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catalyse pour entraîner par lavage la matière collante, on
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peut améliorer l'efficacité du catalyseur prolonger sa durée , et vaincre ainsi la tendance du catalyseur à for- mer des masses et a obstruer la vanne.
On peut, par ces moyens;; faire écouler librement le catalyseur à travers la vanne lorsque celle-ci est ouverte, de sorte que l'obstacle à la décharge et le retard qui en résulte sont surmontai le déchargement peut alors être accompli ra- pidement et automatiquement,
L'invention, a pour objetd des moyens d'applications plus économiques et plus efficaces, des procé.
dés décrits dans le brevet ci-dessus mentionné et des moyens destinés à décharger rapidement le catalyseur quand celui-ci est épuisé., de sorte que l'appareil peut agir plus longtemps avec une seule charge et que sa mise hors d'action,pendant la déchargement et le rechargement de la chambre du cataly- se peut être aussi courte que possible,
Les autres objets et avantages de l'inven- tion apparaîtront à l'examen de la description qui va suivre et des dessins annexés dans lesquels on areprésentéà ti- tre d'exemple seulement les modes de réalisation de l'inven- tion utilisés de préférence*
La figure 1 est une coupe verticale par 1-1 de la figure 3 montrant un mode de réalisation de l'in- vention.
La figure 2 est un détail du même mode de réalisation montrant une partie de la trémie,du crible et de la plaque de @@ protection*
La figure 3 est une coupe horizontale de l'appareil représenté sur la figure 1 par la ligne 3-3 de celle-ci
La figure 4 est un schéma d'ensemble mon- trant l'appareil en liaison avec une chaudière et un ré-
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servoir contenant le solvant. la figure 5 est une forme modifiée de l'ap- pareil appliquant l'invention, la tour de catalyse étant représentée en coupe verticale.
Les figures 6, 7, S, 9 et 10 montrent d'au- tres modifications d'un tel appareil.
Dans le mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 1 à 4 inclusivement* une chau- dière 10 de construction courante repose sur une assise en briques et est chauffée soit par le feu,, soit par tout autre moyen utilisé d'ordinaire, Elle est reliée par une conduite de vapeurs 11 à une ouverture 12 pratiquée dans la paroi extérieure d'une tour de catalyse 13 à double pa- roi. La. conduite 11 se raccorde de préférence à la tour,. tangentiellement, comme on le voit sur la figure 3, de fa- çon à produire une circulation dos vapeurs chaudes entre les deux parois 14 et 15 de la tour de catalyse, La tour 13 est munie d'un sommet 19 et d'une base 20, qui sont tous deux solidement fixés à la tour.
Au sommet 19 de celle-ci est pratiquée une ouverture 21 assez large,, avec un clapet convenable et un dispositif de fermeture 22.
La paroi intérieure 15 de la tour 13 est concentrique à la paroi extérieure 14 et forme une chambre ouverte au sommet et pourvue à la base d'un fond perforé 16 en forme de trémie,, Un crible en for fin est, de préférence placé sur la trémie perforée et une plaque a rainures 18 est posée sur le crible pour le protéger lors du nettoyage ou d dans le cas où des outils seraient employés pour enlever la matière logée dans ce cribla, La paroi 15 se continue en dessous de la trémie jusqu'à la base 20 de la tour de cata- lyse;
elle est reliée à celle-ci par un joint solide 23 Un tuyau 24, communiquant avec la tour 13, est disposé jus- te au dessus de la plaque de base 20 pour permettre aux li- quides, qui se condensemtentre les deux parois 14 et 15 et
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qui se rassemblent à la partie inférieure de l'espace compris
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entre ces deux parois, d'être ramenés. à la chaudière.
Au dessus de la chambre de catalyse 15, qui est ouverte à sa partie supérieure, ae trouva un tuyau perfo- ré 25 fixé au sommet 19 de la tour par l'intermédiaire de pe*.
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titôsbras 26* Un tuyau 27 relie le tuyau perforé 25 au ré- servoir 28# le débit étant réglé par la vanne 29, # la. tré- mie 16 de la chambre de catalyse communique par un tuyau 30 et une vanne 31 avec un tuyau de décharge * 32, Un petit tuyau d'écoulement 33 peut être appliqué au tuyau 30 juste
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au t4rutf de ,t,L '1TQ.nn() 31 ;
11 est normal ornant fermé par la vanne 34 L&espaoe oompris entre la trémie et la base 20 de la tour comprend une partie 36 pour les vapeurs et une ou plusieurs sorties 37 et 38 pour les liquides, ces dernières aboutissant à un organe de retenue 39, /Le fonctionnement de l'appareil est le suivant la chambre de catalyse'., à l'intérieur de la paroi 14 de la tour 13 est remplie avec un catalyseur convenable tel que ceux-ci dessus mentionnés ou une matière analogue On utilise de préférence la terre à foulon à cause de son
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efficacité et de son emploi fréquent dans beaucoup de raffi- neries pour d'autres opérations," catalyseur est introduit dans la tour par l'ouverture 21 qui est ensuite s oli démenât j) tttfWtA. br",v4- ferm'les vannes 31 34 et 29 sont fermées.
Un lit épais de catalyseur est ainsi formé au dessus du fond perforé 16, le crible métallique 17 ayant des mailles assez fines pour empêcher le catalyseur de pénétrer dans l'espace 35.Les vapeurs venant de la chaudière 10 sont alors admises dans l'enveloppe extérieure de la tour 13, enveloppe qui en- toure la chambre de catalyse* Les vapeurs tendent à chauffer le catalyseur par leur circulation autour de lui avant de venir à son contact* Les vapeurs qui se condensent dans l'en** veloppe se rassemblent à la partie inférieure de celle-ci
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et retournent à la chaudière par le tuyau 24 Le sommet 19 de la tour oblige les vapeurs qui passent au dessus du bord supérieur de la paroi 15, à se diriger vers le bas Ces vapeurs entrent alors en contact avec le catalyseur,
le traversentainsi que la plaque 18 à rainures, le crible 17 et la trémie perforée et arrivent dans l'espace 35 duquel elles s'échappent par la conduite 36 dans le condenseur ordi- naire ou autre appareil analogue non représenté sur -le des** Bina
Le procédé de polymérisation des hydrocar- bures instables, décrit dans le brevet ci-dessus mentionné conduit à la formation de liquides à haut point d'ébullition au contact du catalyseur; ces liquides s'écoulent graduelle- ment à travers le/catalyseur et la trémie; dans l'espace 35 duquel ils sont évacués par le tuyau 37.
L'extrémité supé- rieure du tuyau 38 se prolonge un peut au dessus du fond de l'espace 35 de façon qu'au cas ou des matières soli- des se rassembleraient dans ce fond près de l'entrée du tuyau 37 et tendraient à boucher celui-ci, les liquides puissent facilement sortir par le tuyau 38. De l'organe 39 cu liqui- des peuvent être ramenés par des moyens appropriés, non re- présentés sur le dessin, à la chaudière 10. ou bien peuvent être recueillis à part.
Le procédé conduit également au dépôt de gommes et autres matières adhérentes étrangères sur le cata- lyseur, de telle sorte que l'action catalytique est forte- cela ruent gênée par elle même* Pour prolonger la vie du cataly- beur,on fait passer à travers celui-ci une petite quantité d'un de liquide capable de dissoudre et d'emporter avec lui une partie de la matière étrangère, aussi bien que d'activer l'évacuation des polymères et de garder ainsi la surface du catalyseur propre et libre pour exercer son effet absorbant sur les vapeurs qui le traversent.Un solvant quelconque con- venable peut être utilisé.
La demanderesse a constaté que les
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vapeuts traitées condensées donnent un bon résultat pour cet usager En conséquence, pendant le fonctionnement de l'appareil* on ouvre de préférence, légèrement la vanne 29 pour permettre un faible écoulement dans la chambre de catalyse du solvant contenu dans le réservoir 28, è travers le tuyau perforé 25. Le solvant dissout la matière êtran- gère dont il a été question ou une partie importante de celle-ci, et l'entraîne sous la forme liquide,avec les polymères à travers la plaque 16,l'espace 35 et le tuyau 37 ou 38 dans l'organe 39.
On trouve ainsi dans ce dernier Ion polymères ou liquides à haut point d'ébullition dont il a été question ci-dessus, qui sont formés en présence du catalyseur,* le liquide produit par la condensation de vapeurs dans la chambre de catalyse et le solvant contenant des gommes ou autres matières étrangères* Le mélange peut être renvoyé à la chaudière pour être distillé à nouveau; ou bien il peut être traité séparément dans le but de le solvant et de séparer les vapeurs con- densées des polymères etc...
Dans l'appareil représenté sur la figure 5, le catalyseur n'est pas préalablement chauffé par les vapeurs qui viennent de la chaudière, il/est simplement par le contact de ces vapeurs lorsqu'elles le traversent On a trouvé qu'une quantité suffisante de vapeurs était condensée de cette manière pour agir comme solvant en.. traînant la matière étrangère, gomme ou autre qui est @@@- déposée par les vapeurs sur le catalyseur pendant le fonc- tionnement Les vapeurs passent de la chaudière; à travers la conduite 40; au sommet de la tour 41.
Celle-ci peut être entourée d'une couche de matière isolante 42 pour éviter une condensation excessive et aider à conserver au catalyseur la température la plus convenable pour l'action catalytique et le nettoyage du catalyseur* Une ouverture 43 est pratiquée au sommet de la tour;, un crible 44 est
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placé au dessus de la base de la tour pour supporter le cata- lyseur; l'appareil comprend en outre une conduite de dé- charge 45 et une vanne 46 pour régler le déchargement du catalyseur,' une conduite de vapeurs 47:; communiquant avec l'espace 48 formé entre le crible 44et la base de la tour, et un tuyau 49 pour la sortie des poly et autres liquides qui peuvent se rassembler dans l'espace 48.
Une vanne 50 est prévue sur le tuyau 49 pour règler le retour de ces liqui- des à la chaudière ou à un autre réservoir ou appareil dans lequel on peut désirer les recueillir. Il est évident que des organes de retenue convenables sont placés aux points où ils sont nécessaires pour éviter le reflux ou un court cir- cuit en un point quelconque de l'appareil, par exemple le passage des vapeur do la. chaudière à lu tour à travers la tuyau 49, etc...
Dans cette forme d'appareil la température du catalyseur est telle que le passgge d'une partie des vapeurs à travers la tour jusqu'au tuyau 47 sous forme de vapeurs soit possible, Les queues a haut point d'ébullition des vapeurs produites sont cependant condensées dans le ca- talyoeur ot servant de solvant pour onlever par lavago Ion gommes ou matières analogues, Ainsi le dépôt qui, sinon,, tendrait à couvrir la surface du catalyseur et à gêner son action qui est essentielle à l'opération, est largement pré- venu ou tout au moins la formation de ce dépôt est retardée, de sorte que la vie du catalyseur est notablement prolongée En outre, lorsque le catalyseur est épuisé, la tendance qu'il pourrait avoir de s'agglomérer et d'obstruer la vanne de de- enarge 46 est surmontée,
ce qui facilite beaucoup le décharge ment de la chambre de catalyse.
On dispose les vannes 51 et 52 dans les con- duites 40 et 47 de telle façon qu'en laissant la vanne 51 ouverte et la vanne 52 partiellement fermée on peut faire passer sous pression les vapeurs à travers la tour 41, ces
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vapeurs étant ainsi portées à des températures de surchauffe ou bien de telle façon qu'en ouvrant la vanne 52 et en fer-
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mant partiellement la vanne 51 on puisse créer unoproauion dans la chaudière et détendre les gaz immédiatement après leur passage dans la tour. Ainsi par un réglage convenable des vannes la température' des vapeurs pénétrant dans la tour peut être réglée et la quantité de vapeurs condensées dans
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la chambre de catalys e également.
Les parois isolantes de la tour tendent à maintenir constantes ces températures et à éviter la gène que poutcauser les changements de la tempéra- ture extérieure.
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On ateprésonté également sur la figure 5 une conduite de vapeur d'eau 53 arrivant dans la conduite des va peurs d'hydrocarbures 40; le débit de cette conduite 53 est réglé par une vanne 54. la demanderesse a découvert que l'ad-
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rA',....... mission de vapeur -ans la chambre de catalyse tend ' a prolon- ger la vie du catalyseur, probablement par l'aide apportée dans l'entraînement des polymères, gommes, etc... et en aug- mentant par cela même l'action de la matière absorbante.
La vapeur d'eau peut être admise en même temps que les vapeurs d'hydrocarbures ou être admise4 dans les intervalles de trai- tement des vapeurs d'hydrocarbures.), pour nettoyer le cataly
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seur et enlever par lavage les matières déposées sur atelui-ci, Dans ce dernier cas, on doit employer de la vapeur sèche à une température d'environ 4'66" ,Ii' f{ .i, h c pour que l'action soit efficace,
Dans la figure 6 la tour de catalyse 55 est pourvue d'une enveloppe 56 dans laquelle circule de la vapeur d'eau afin de maintenir à une température désirée le
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oatu7lyaaur contenu dans la chambre 57;
le tuyau d'arrhéo de vapeur 58 et le tuyau de sortie 59 sont munis de vannes au moyen desquelles en réglant le débit de vapeur d'eau, on peut régler cette température Les vapeurs d'hydrocarbures sont ad mises directement dans la chambre de catalyse par la conduite
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60, elles traversent le catalyseur et la trémies 61 et ar- rivent dans l'espace) 62 duquel ollou 'vont., par lu conduite 63 au condenseur (non représenté sur le dessin) Les liquides,, comprenant les polymères,, les vapeurs condensées le solvant etc*,, s'écouelement par le tuyau 64;
un réservoir 65 pour le solvant est relié par le tuyau 66 à un tube d'arrosage 67, le débit du solvant étant règle par la vanne 68, Une ouver- turc 69 est ménagée dans la chambre 57 pour changer le cata- lyseur et une conduite de décharge 70, réglée par la vanne 71. est prévue pour le décharger* D'autres moyens convenables pourraient évidemment être employés pour introduire le sol- vant. Celui-ci peut être amené continuellement pendant l'o- pération ou bien il peut être introduit en quantit es de plus en plus grandes à mesura que le catalyseur s'épuiso. ou bien encore il peut être introduit isolément à la fin 'de l'opération pour permettre le déchargement du catalyseur,
La figure 7 représente une modification de cet appareil;
les parties correspondantes sont indiquées par les mêmes chiffres de référence, A la place du réservoir 65 pour le solvant et du tube 67, on a mis un tube de re- froiaissement 72 relié avec un tuyau d'arrivée 73 et un tuyau de sortie 74. Tout moyen convenable pout être appliqué pour l'alimentation en fluide de refroidissement du tuyau 73 et du tube 72, Cette combinaison a pour effet de produire une condensation d'une partie des vapeurs entrant dans la cham- bre en raison du refroidissement du¯tube 72; les vapeurs ain- si condensées passent sous la forme liquide à travers le catalyseur et agissent comme un solvant pour entrainer les gommes ou autres matières étrangères, pour prolonger la vie au catalyseur et faciliter son déchargement, comme il a été décrit ci-dessus.
Une forme quelque peu différente de l'appa- reil est représentée sur la figure 8. Là les vapeurs pénè4 trent dans la tour 79 par la conduite 80 et se dirigent vers
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le bas en passant entre lors parois intérieure et extérieure de la toux, réchauffant ainsi le catalyseur 81 à l'intérieur de la chambre. Une ouverture 85 à la base de cette chambre permet aux vapeurs d'y pénétrer en traversant de bas en haut le crible 82 et le catalyseur 81 et d'arriver ainsi dans l'es pace 83 d'où elles se rendent au condenseur (non représenté sur la figure) par la conduite 84.
Un tube d'arrosage 86 est placé dans l'espace 93 ot est alimenté par le réservoir de solvant 87* la catalyseur ,est chargé dans la chambre par l'ouverture 88 et évacué par l'ouverture 89. Un tuyau d'é- coulement 90 situé à la base de la tour sous l'ouverture 85 constitue une sortie pour les liquides qui se trouvent dans la tour 79.
Ces liquides sont formés par @ les vapeurs qui se sont condensées entre les parois intérieure et extérieure de la tour, par le solvant qui s'est écoulé à travers le cata lyseur et l'ouverture 85. et aussi par les produits de poly- mérisation qui se sont formés dans le catalyseur,, Dans cet appareil., le solvant traversant la catalyseur a un double rôle,uentraîne@ les gommes et les polymères et -musai de la- fver les vapeurs, ce qui permet un fractionnement beaucoup plus serrée
Dans la figura 9 on a représenté une forma quelque peu différente de l'appareil dans laquelle les vapeurs passent d'abord à travers le catalyseur, puis à travers un liquide de lavage et enfin circulent autour du catalyseur pour se rendre de là au condenseur.
La chaudière 90 est re- liée par la conduite 91 à la tour à double paroi 92. la con- duite 91 traverse la double paroi et amène les vapeurs d'hydrocarbures directement en présence du catalyseur 93 à travers lequel elles descendent; elles traversent également lo crible 94, contournent le bord inférieur de la paroi in- térieure 95, remontent autour de la chambre et se rendent par la conduite 96 et le condenseur 97 au réservoir 98. Le tuyau 99 relie la base de la tour avec la chaudière,il est
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il est normalement fermé par la vanne 100.
Un tuyau 101 est fixé sur le côté de la tour 92 au dessus du bord infé- rieur de la paroi intérieure pour ramener à la chaudière les liquides qui peuvent monter jusqu'à ce point* Le tuyau 101 est muni d'une vanne 102 et d'un organe de retenue 103 Des vannes 104 et 105 peuvent être placées sur les conduites 91 et 96 si on le juge utile. Les moyens de chargement et de déchargement du catalyseur peuvent être ceux précédemment décrits.
Cet appareil fonctionne de la manière sui- vante: les vapeurs pénétrant directement dans la chambre de catalyseur sont en partie condensées de sorte qu'une fer- meture liquide, composée par les vapeurs condensées; les polymères,, etc...,. se forme autour du bord inférieur de la paroi intérieure 95 comme on l'a représenté sur la figure; 90 Les vapeurs non condensées traversent ce que liquide et se dirigent vers le haut entre les deux parois de la tour. leur
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chaleur restante tendant à maintenir ou à augroont-er la tem- pérature du catalyseur ; plus elles augmentent l'isole mont de la ohambre de catalyse. Les vannes 104 et 105 peu- vent être utilisées pour régler la pression et la température des vapeurs passant à travers la tour comme on l'à déjà dé- crit plus haut.
Le tuyau 99 est utilisé pour vider la tour
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cAi... '-'... chaque fois qu'on le désire.
Dans la figure 10, on a représenté une
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s iajy le-i-f ormea ' appara i 1 dans laquelle la tour est montée di- rectement sur la chaudière. La chambre intérieure peut être disposée pour recevoir les vapeurs soit avant, soit après leur passage travers l'enveloppe qui entoure cette cham- bre. Dans l'appareil représenté, les vapeurs passent de la chaudière 110 dans la chambre à double paroi 112 par l'ou- verture 111, puis traversent le crible 113 le catalyseur
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114, passent au dosuua du bord uupôriour de la paroi Intd- rieure 115 et descendent dans l'enveloppe autour de la cham
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bre de catalyse.
Les vapeurs sont amenées de là au conden- saur (non représenta) par la conduite 116, Les liquides re- cueillis à la partie inférieurede l'enveloppe sont évacués
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jaar le tuyau 1:l; ils peuvent être recueillis séparément ou bien renvoyés par des moyens appropriés à la chaudière 110.
Un tube d'arrosage 118 est de préférence monté qu sommet de
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la tour; il a pou-bu-6--e- répandre le solvant sur le cata- lyseur. La solvant, les produits de polymérisation, les gommes et autres liquides formés dans le catalyseur s'écou- lent à travers le crible 113 dans la. chaudière.
On pourrait évidemment apporter des modifioa4 tions dans la forme de l'appareil et dans la liaison des dif- férentes parties sans que l'économie de l'invention en soit . altérée,
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REVENDICATI0 55
1 .- Un prodédé de traitement des hydrocarbu- res, caractérisé par le passage des hydrocarbures sous forme de vapeurs à travers un catalyseur destiné à retenir les com- posés instables et en même temps par le passage d'un solvant à travers le catalyseur
2 .- Un procédé tel que celui revendiqué sous 1 , caractérisé par le fait que des vapeurs condensées d'hy- drocarbures passent à travers le catalyseur et jouent le rô- le de solvant pour nettoyer ce catalyseur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.