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" PROCEDE POUR LE TRAITEMENT DES HUILES D'HYDROCARBURES "
Cette invention a trait,à un procédé pour le traitement des huiles d'hydrocarbures et concerne plus particulièrement un procédé perfectionné pour la produc- tion d'hydrocarbures à faible point d'ébullitio appro- priés à leur emploi comma carburant pour moteurs ou appli- cations analogues. Toutefois, en ce qui concerne certaines de ses caractéristiques, le procédé n'est pas limite à Inapplication particulière mentionnée, étant donne que @ certaines phases du dit procédé sont susceptibles de re cevoir- des applications. plus générales.
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L'invention a principalement pour objet un procédé perfectionné pour traiter les huiles d'hydrocar- bures dans la phase de vapeur; un procédé dans lequel on évite le dépôt nuisible de carbone ; unprocédé dans lequel le carbone qui se forme nécessairement se préci- pite dans une partie prédéterminée du traitement et peut être éliminé facilement; un procédé dans lequel le car- bone est éliminé par la même opération que celle qui est employée pour préchauffer et déshydrater la matière de complément et, en général un procédé perfectionné pour le traitement des huiles d'hydrocarbures, particulièrement dans la phase de vapeur.
L'invention réside en outre dans le fait d'appliquer les caractéristiques sus-mentionnées conjoin- tement avec un procédé qui comprend l'emploi de vapeur d'eau et d'un agent. convenable ( terme qui comprend soit un agent, catalytique, soit un réactif chimique) et dans d'autresphases et combinaisons de phases qui ressorti- ront d'une façon plus détaillée de la description qui suit.
Dans le dessin annexé: Fig. 1 est une vue schématique d'un-appareil suivant l'invention; Fig. 2 est une coupe verticale du condenseur à injection ou d'une colonne à goudron;
Fig. 3 est une coupe transversale d'un des tuyaux du convertisseur.
Dans ce dessin, qui représente schématique- ment un appareil permettant de réaliser l'invention, A désigne.un alambic tubulaire muni d'un conduit d'admission A -et d. 'un conduit d'échappement A2 aboutissant à un;*
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détendeur ou chambre d'expension B A son extrémité supé-
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rieure cette chambre est reliée par des tuyaux ]±" à l'extrémité d'entrée du convertisseur .c... tandis qu'elle. est munie à son extrémité inférieure d'un tuyau B2 par lequel le résidu lourd ou lea hydrocarbures liquides peuvent être retirés..
Sur.le tuyau B est monté, directement avant son entrée dans le convertisseur un tuyau d'admission de vapeur D par lequel de la vapeur sous pression est refou- lée dans le convertisseur conjointement avec les vapeurs
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du tuyau Bt. L'extrémité de sortie du convertisse' 0 est reliée à un condenseur à injection ou colonne à gou-
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drion Ka, A son extrémité' supérieure* le condenseur E est muni d'une tuyère d'injection Z à laquelle la matière de complément provenant d'un rléser-voir 19 est délivrée par un tuyau F Dans sa partie supérieure le condenseur
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â injection B est muni d'un tuyau G aboutissant à une tour de fractionnement ou de lavage lit tandis qu.'il est muni à son extrémité inférieure d'un eandixlt l'retournant a l'extrémité d'admission, A de l'alambic tabulaire A.
La tour H est aussi munie* à son extrémité inférieure
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d'un conduit Ii: re1.ié .au. c6ndùit l. et à san extrémité supérieure. d'un tuy att g ¯ aboutissant à un condenseur It.
L'extrémité inférieure du. condenseur ± est reliée par un tuyau lt" à un décanteur !±#. Comme le produit arrivant dû eondenseur- ,c6'ntierit à la fois- de l'eau cie 1-lhydro- carbure à létat liquide et un gaz fixe, le décanteur- M est agencé pour séparer ces éléments de la manière sui- vante: A l'extrémïté,infêrieure du décanteur se trouve un tuyau à eau ou colonne 1[ servant à éliminer l'eau condensée, tandis que l'extrémité supérieure est munie
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d'un tuyau 0 servant a. éliminer l'huile d*hydrcxearbure
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résultante. Le gaz fixe est évacué par un tuyau O
La construction du convertisseur est générale- ment, comme représenté fig 1., la suivante: le tuyau:B par lequel les vapeurs quittent le détendeur B débouche dans le collecteur C du convertisseur.
Ce collecteur est divisé en une section supérieure et une section inférieure par une paroi C2 et il est relié à un collecteur analo- gue par dea tuyaux q Les vapeurs arrivant dans le' convertisseur se rendent par le groupe supérieur des tu- yaux au collecteur C3 et reviennent par les tuyaux in- férieur Q à la partie inférieure du collecteur c d'où ils se rendent par le tuyau d'échappement C4 au condenseur à injection ou colonne à goudron E Les ouvertures Q pré- vues à l'extrémité des tuyaux ±. reçoivent des sections allant progressivement en diminuant du sommet vers la base, afin que la vitesse d'écoulement par les tubes supé- rieurs soit plus faible que par les tubes inférieurs.
Le contenu des tubes supérieurs est ainsi chauffé pendant un temps plus long que le contenu des tubes inférieurs, ce qui équilibre l'effet de chauffage en raison du fait que les tubes inférieurs sont soumis à la température la plus élevée. D'autres moyens peuvent être employés à cet effet.
Par exemple, on obtiendrait le même résultat en donnant à la section transversale de l'agent diverses grandeurs pour régler le débit.
Comme: représenté fig. 3 les tubs de conver- tisseur sont remplis de l'agent. Cet agent peut être de l'oxyde ferrique, ¯ou.autre matière convenable, et on a prévu une disposition perfectionnée pour monter et suppor- ter cet agent à l'intérieur des tubes. l'oxyde ferrique - ou autre agent est transformé en une masse plastique dont on fait des barres qui ont sensiblement la forme d'une
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étoile en section transversale. Les barres S ont préfé- rablement unelongueur moindre que les tubes Q et sont consécutivement décalés,, comme le montre la fig. 3 de façon à obliger les vapeurs à entrer en contact plus complètement avec l'agent.
Cette disposition des barres
S A non seulement comme résultat que l'oxyde ferrique ou autre agent offre une grande surface avec laquelle les vapeurs peuvent entrer en contact, mais augmente la durée des. tubes- q En donnant aux barres la forme d'une étoile en section transversale, il n'existe que deux pointa de contact entre ces barres et le tube..
De plus, au lieu que les vapeurs passent à travers l'agent, elles passent entre ce dernier et les parais internes des tu- bes du convertisseur et empruntent directement la chaleur des parois, Les barres sent formées en mélangeant
1'*oxyde ferrique avec une matière plastique convenable qui est alors refoulée à travers une presse-filière conve- nable pour recevoir la forme voulue en section trana- versale
On décrira maintenant d'une façon détaillée le condenseur à injection ou colonne à goudron 33 dont la construction est la suivante:
En quittant le conver- tisseur c les vapeurs sont délivrées dans la chambre E du condenseur E La tuyère F disposée à l'extrémité su- périeure de cette chambre est agencée pour injecter la matière de complément liquide et pour mélanger cette matière avec les vapeurs.. On favorise le mélange en dis- posant des boules ou pièces métalliques 7 à travers les- quelles le mélange de vapeurs du convertisseur et duli- quide de complément descend à la chambre F2 avant d'at teindre la chambre d'évacuation à la sortie de' la- quelle les vapeurs se rendent par le tuyau J à la tour de fractionnement au de lavage H Pour faciliter le net-
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toyage des boules métalliques T il est prévu une dispo- sition perfectionnée.
Ces boules métalliques sont formées séparément de façon à. offrir une grande surface exposée, mais sont montées par couronnes ou séries enfilées chacu- ne séparément sux un fil métallique - .De cette façon, ces éléments peuvent être enlevé's rapidement en vue du nettoyage chaque fois que cela devient nécessaire. Le fonc- tionnement du condenseur à injection ou colonne à goudron
E pourra être décrit de la façon la plus commode en se ré- . férant au procédé indiqué plus loin, mais il est bien en- tendu que bien que cet appareil convienne particulièrement en vue de son application à ce procédé, certaines des carace téristiques les plus générales de l'invention ne sont pas limitées à cette application* le procédé et diverses pha- ses du dit procède pouvant être réalisées dans tout appa- reil convenable..
Dans ce procéda. l'hydrocarbure à traiter pénètre par le conduit d'admission A dans l'alambic A où sa température s'élève jusqu'à, environ 425 C cette température pouvant toutefois varier suivant les carac- téristiques de la matière de chargement.
Les huiles chauffées pass'ent alors par le tuyau d'échappement sous une certaine pression, par exemple kilog par centimètre carré, et pénètrent dans le détendeur B En raison de la diminution brusque de la pression, les éléments les plus légers se valorisent complètement et lest vapeurs se rendent par le tuyau b à une température d'environ 370 C à l'extrémité d'entrée du convertisseur 0. Les éléments lourds sont évacués par le tuyau B2 tout poids spécifique désiré pouvant être ob- tenu en réglant le degré de chauffage dans l'alambic et la pression dans le détendeur.
Au moment où les éléments les plus légers sont sur le point de péné'trer dans le
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convertisseurs, ils se mélangent avec de la vapeur d'eau sous pression.. et le mélange de vapeurs d'huiles et de vapeur d'eau est alors soumis à l'action de 1* agent que renferme le convertisseur- à une température d'environ
575 c ce qui a pour effet que les vapeurs d'huiles ab- sorbent une certaine proportion de l'hydrogène de la va- peur d'eau.. lorsqu'on refroidit les vapeurs de la tempé- rature élevée du convertisseur à la température désirée pour la tour de fractionnement et le condenseur, on éprou- ve des difficultés pour empêcher l'appareil d'être rendu impropre au fonctionnement par les dépôts de carbone..
La demanderesse a découvert que la majeure partie du carbone se dépose pendant le refroidissement de la température de 575 c du convertisseur à une température d'environ 370 C et que, si l'on abaisse la température au-dessous de ce point., la quantité de carbone qui se dépose est très faible.
On utilise cette découverte pour'appliquer au pro- cédé une phase additionnelle grâce à laquelle les vapeurs arrivant du condenseur sont amenées à se mélanger dans la colonne à goudron E avec la matière de complément ar- rivant du réservoir F2 Dans- cette action, les vapeurs se refroidissent à une température d'environ 2300 C et le carbone se dépose dans le liquide que renferme la par- tie inférieure de la chambre E2 ce dépôt du carbone dans le liquide permet d'enlever commodément le dit carbone à certains intervalles prédéterminés quand le liquide qui se trouve à la partie inférieure de la chambre E2 devient trop épais-.. Une porte de nettoyage E4 est prévue dans cet- te chambre à cet effet.
Dans la pratique* on cnstate qu il n'est pas nécessaire d'enlever ce liquide plus souvent qu'une fois toutes les' quarante-huit heures.
L'emploi de la matière de complément dans le
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condenseur à injection pour refroidir les vapeurs prove- nant du convertisseur a d'autres rôles importants, notam- ment celui de permettre au.condenseur de se comporter à la façon d'un appareil de distillation ou déliminatin pour retirer la teneur en gazoline de la charge fraîche d'hydrocarbure et celui de déshydrater cette charge avant son passage par le tuyauta l'extrémité d'entrée A de l'alambic.
Cet emploi permet aussi de régler le point extrême des vapeurs arrivant de la tour de fractionnement, à laquelle les;vapeurs provenant du condenseur à injection arrivent par les tuyaux . La tour' de fractionnemnt H peut être de toute construction bien connue et, dans cer- tains cas, on peut lui substituer une tour de lavage . Les vapeurs qui se vaporisent à la température désirée, par exemple à 222 C. environ, ou à une température inférieure, sortent de la tour de fractionnement ou de lavage ¯4 par le tuyau pour pénétrer dans le condenseur L tandis que les fractions à point d'ébullition plus élevé sont rame- nées par le tuyau 2* et le tuyau 1 à l'almbic A en vue= d'un nouveau traitement.
Les vapeurs d'huiles et d'eau:, se condensent alors de la; manière usuelle dans le condenseur
L et se s'eparent, comme précédemment décrite dans le dé- canteur M
On a représenté et décrit le procédé en combi- naison avec un appareil, mais il est bien entendu que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée à @ la mise en pratique du procédé 'dans .un appareil particu- lier ni aux températures ou combinaisons de phases du procédé.
E outre quoique on ait représenté' et décrit l'application, d'huiles d'hydrocarbures dans le condenseur à injection, il est bien entendu qu'on pourrait employer de l'eau ou un autre.liquide et d'autre moyens de refroi- dissement qu'un condenseur à injection.