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"Perfectionnements aux procédés de transformation des.
"hydro-carbures de pétrole en essence pour automobiles ."
L'invention a pour objet des perfectionnements aux procèdes de traitement des hydro-carbures de pétrole et, en particulier, des perfectionnements aux procédés de trans- formation continus des hydro-carbures résiduaires ou de leurs équivalents en essence d'une part, et en matières analogues au charbon d'autre part .
Dans les procédés habituels de distillation du pétrole et dans la transformation ultérieure des produits intermédiaires en essence à des températures et à des pressions relativement élevées, il se forme d'une manière continue, des quantités variables de fuel oil résiduaires
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ou de coke, ou encore des gaz permanents qui s'échappent .
La quantité de cee sous-produits obtenus dépend des tempéra- tures et des pressions utilisées, et de la manière dont agis- sent les méthodes de cracking employées
L'inconvénient qu'il y a à laisser se produire du fuel oil et du coke provient, non seulement de la valeur com- mercis.le relativement faible de,ces produits, mais' encore du fait que cette production s'opère à une température qui est nuisible à la résistance des appareils communément utilisés.
Bien plus, lorsque ces produits sont engendrés sous pression, l'opération peut , dans certains cas, devenir dangereuse .
On a suggéré diverses méthodes pour éviter la pro- duction de fuel oil comme produit final dans la fabrication de l'essence par le cracking,Parmi ces méthodes, l'une d'en- tre-elles consiste à distiller à la pression atmosphérique le fuel oil de manière à obtenir d'une part un produit de dis- tillation facilement transformable constituant le produit principal , et un charbon de cornue dur, en faible quantité, constituant le produit secondaire . Cependant, ce procédé nécessite que l'on traite des quantités relativement consi- dérables de fuel oil dans des cornues, d'où résultent des frais relativement élevés d'appareillage de traitement et d'entretien.
Un autre des procédés connus consiste a produire, d'une façon continue ou intermittente, un carbone visqueux imprégné d'un résidu huileux , Mais ce procédé présente le même inconvénient que le précédent : à savoir la nécessité de traiter de grandes quantités d'une matière volumineuse.
En plus, ce procédé n'est pas économique en raison du fait que le liquide huileux n'a pas plus de valeur marchande que le
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carbone imprégné lui-même, Enfin , cette matière résiduaire ne peut pas être aisément transformée en un combustible pulvérulent parfa.itement sec, convenant par exemple pour des foyers à charbon pulvérise .
L'un des buts principaux de l'invention , est d'effectuer une transformation continue en conservant au mieux la chaleur fournie à l'origine au système, d'un hydro- carbure de pétrole en essence, tout en évitant la formation de fuel oil et de coke comme résidus .
Un autre but consiste à effectuer une transforma- tion continue, dans les conditions indiquées précédemment, d'un hydro-carbure de pétrole, de manière à obtenir, comme produit principal de l'essence et comme produit secondaire, un composé analogue à du charbon sec .
Enfin l'invention vise un traitement ayant pour but principal la production continue d'essence au moyen de cracking, a des pressions et à des températures adaptées au type d'essence désiré à partir de produite de distillation facilement transformables obtenus comme corps intermédiai- res et en obtenant en même temps une production continue d'un produit analogue à du charbon sec, comme résidu final de la réaction .
L'invention vise en outre
La transformation continue en gazoline des produits intermédiaires de distillation précitée, en même temps que la production continue d'un produit résiduaire analogue au charbon sec, la production continue des produits de dis- tillati.on étant obtenue par l'évaporation progressive de ré- sidus primaires et intermédiaires que l'on soumet alternati- vement à des pressions élevées et faibles, en maintenant cons- tamment ces résidus à des températures appropriées à l'ob-
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tention du degré d'évaporation cherche .
La transformation continue en essence des produits de distillation précités, en produisant d'une manière conti- nue ces produits à un@ température$ et des pressions telles que l'on obtienne des résidus de distillation dont la cons- titution chimique parait la mieux apprdpriée à leur transfor- mation ultérieure en essence, tout en produisant d'une manière concomitante et concordante, un produit final analogue à du charbon sec .
La transformation en essence de produits interné- diaires , ces produits étant tout d'abord obtenus en soumet- tant un résidu primaire ou un de ses équivalents naturels à une température et à une pression telles que, lorsqu'on ré- duit cette pression dans une zone qui ne reçoit pas de cha- leur de l'extérieur, on obtienne parmi les produits de vapori- sation, une quantité prédominante de produits qui se trans- forment facilement en essence et un compose liquide résiduai- re constitué par du carbone libre en suspension dans un com- plexe de polymères'.
,La transformation continue en essence de produits intermédiaires à la manière indiquée plus haut, dans laquelle ces produits de distillation sont obtenus progresaivement en soumettant le résidu liquide intermédiaire précédemment men- tionné , une température et à une pression telles que, en réduisant sensiblement cette pression dans une zone qui ne reçoit pas de chaleur.de l'extérieur, on obtienne un produit de distillation qui contient principalement une substance facilement transformable en essence, ainsi qu'un résidu liqui- de à la température en.question, ce-résidu étant constitué par du carbone libre en suspension dans un complexe de poly- mères
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La transformation en essence des produits précités,
dans laquelle ces produits de distillation sont obtenus par la vaporisation progressive de résidus primaires et intermé- diaires contenant en suspension une quantité suffisante de chaux hydratée ou d'un autre agent produisant un effet ana- logue de manière à former un liant adsorbant pour le carbone produit concurremment et pour le complexe de polymères .
La transformation en essence des produits inter- médaiaires précités, dans laquelle des produits de distilla- tion sont obtenus par une évaporation progressive , la fin d'évaporation étant réglée de telle manière que le complexe résiduaire constitué par l'adsorbant, le carbone libre et les polymères poids moléculaire élevé reste à l'état liquide dans la phase terminale de l'évaporation et acquiert une structure analogue à celle d'un charbon sec lorsqu'il se solidifieà l'extérieur des appareils .
La transformation continue en essence des produits précités, à la manière indiquée, dans laquelle les produits de distillation sont finalement évaporés en présence d'une substance adsorptive, de manière à obtenir un produit final, semblable à du charbon sec avec un contenu en carbone vo- latil et en cendre correspondant à celui des charbons connus existants .
La transformation continue en essence et en complexe analogue à du charbon sec, dans laquelle ce résidu analogue à du charbon,contient une quantité suffisante d'hydrogène pour pouvoir être à nouveau transformé en hydro-carbure de pétrole en présence d'hydrogène additionnel et dans des conditions de température et de pression généralement utilisées dans les procédés connus de ce type .
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La transformation continue précitée en essence et en complexe analogue à du charbon sec, dans laquelle le pro- duit de distillation intermédiaire que l'on obtient tout d'a- bord est continuellement transformé en essence par un cracking exécuté dans des conditions de température et de pression ap- propriées à la qualité d'essence désirée et dans lequel cer- taines parties des produits de distillation intermédiaires obtenus progressivement sont converties en produits lubri- fiants, en .paraffine solide, ou partiellement en chacun de ces deux composes , le restant des produits de distillation inter- médiaire étant constamment converti en essence à la manière précédemment décrite ,
La transformation continue des hydrocarbures de pétrole en essence et en complexe analogue à du charbon dans laquelle le produit de distillation intermédiaire précédemment décrit est obtenu par évaporation à partir d'un résidu pri- maire ou d'un produit naturel équivalent qui a été précédemment soumis a des conditions de pression et de température toiles qu'il ait éprouvé un certain degré de dégradation
La transformation continue d'un hydrocarbure de pé- trole en essence et en complexe analogue à du charbon sec, dans laquelle le produit de distillation intermédiaire précé- démment mentionné est obtenu par évaporation à partir d'un résidu primaire qui s'écoule continuellement d'une chaudière constituée par des canaux communiquant librement et surmon- 'tés d'un réservoir ,
ladite chaudière étant maintenue à une température et à une pression les mieux appropriées à la pro- duction maximum d'essence; en même temps, on charge constam- ment dans la chaudière de la matière brute et du corps adsor- et l'on en extrait continuellement de l'essence, tout en maintenant une circulation forcée de liquide à l'inté- rieur de la chaudière .
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La transformation continue d'un hydrocarbure de pétrole en essence et en complexe analogue à du charbon sec , dans laquelle le produit de distillation intermédiaire mentionné précédemment est obtenu; par évaporation à partir d'un résidu primaire qui s'écouleconstamment d'une chaudière du type décrit, les liquider ou le produit intermédiaire de distillation après condensation étant renvoya à la chaudière , pour y subir une transformation ultérieure, en même temps qu'un produit de distillation analogue plus loure obtenu progressi- vement
Pour permettre de mieux comprendre l'invention, celle-ci va tre décrite en se référant aux dessins schéma- tiques ci-joints .
On voit en 1 la chaudire dans laquelle s'ef- fectue l'opération de cracking , chaudière d'un type connu qui permet d'obtenir un grand rendement en essence en même temps qu'un produit résiduaire, d'une forme pour ainsi dire dégra- dée et particulièrement appropriée à la transformation men- tionnée plus haut , Cette chaudière comprend un tambour cy-
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lindrique horizontal 2 disposé au-dessus de deux conduits verticaux & .1. ant l'autre l'arrïàre , Ces con- verticaux et 4k l'unva.va.nt et l'autre l'arrière . Ces con- duits débouchent eux-mêmes dans des tambours transversaux antérieur et postérieur 5 et 6 reliés entre eux par le fais- ceau de tubé%. inclinésde manière à constituer une série de canaux communiquant librement surmontés par le tambour 2 constituant une sorte de réservoir .
La chaudière 1 est munie d'un indicateur de niveau 8 et de soupapes de sûreté 9 et 10 .
Une hélice 11, placée dans le conduit postérieur 4,est montée sur l'arbre 12 qui traverse un presse-étoupe 13 et qui est actionnée par un moteur 14 .La chaudière est placée au-dessus du foyer 15 qui peut être chauffé par un combustible quelcon- queapproprié . Sur le dessin, les brûleurs 16 et 16' cons- tituent un dispositif qui peut fonctionner avec du gaz ou avec du fuel oil.Les gaz chauds provenant du foyer 15 se rendent a l'atmosphère par un carneau souterrain 17 et une cheminée 18.
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La conduite de vapeur 19 aboutit à un appareil à reflux 20, qui est en outre raccordé directement à la chau- dière 1 par le tuyau de reflux 21. Une fois la chaudière 1 mise dans les conditions qui correspondent au cracking, il se produit des vapeurs d'essence qui se dégagent par la tuyau- terio 19 .
L'appareil est chargé continuellelent à partir de la cuve 22 grâce à une pompe à haute pression 23 qui as- pire le liquide par la canalisation 24 commandée par le ro- binet 24' et le refoule, par la canalisation 25 commandée par le robinet 25' à la partie supérieure de l'appareil à reflux 20,En marne temps , une quantité déterminée d'adsorbant est introduite dans le système par la tuyauterie 25 Ce pro- duit vient d'un petit réservoir de mélange qui n'est pas re- présenté sur le dessin.En même temps, une quantité apprécia- ble de la substance dans un certain état de dégradation pro- venant du liquide en circulation continue dans la chaudière , s'écoule sans interruption par les tuyauteries 26 et 26' sous la commande des robinets d'arrêt 27,
et 27' et 27" et d'une soupape 28 fonctionnant à la main ou automatiquement . Ce résidu se rend au séparateur 29 de vapeur à basse pression d où la vapeur séparée se rend a nouveau dans le cycle par la tuyauterie 30 où elle sera utilisée de la manière qui sera décrite ultérieurement , Un dispositif de sécurité, des- tiné à évacuer le contenu de la chaudière, est constitué par le tuyau 31 commandé par la soupape d'arrêt 31' et conduit au refroidisseur 32 .
Le résidu séparé initialement dans le séparateur à basse pression 29('ou un produit naturel de composition analogue )- s'écoule à travers le robinet d'arrêt 33, les ca- nalisations 34 et 26 et le robinet d'arrt 35, dans un ré- servoir à flotteur 36 muni de trois robinets 37,37' et 37".
Ce résidu est ensuite aspiré par une pompe 38 qui l'envoie par la canalisation 39 et le robinet 39' au serpentin de ré-
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chauffage 41 placé dans le four 42 et qui peut être chauf- fé par un moyen quelconque, des brûleurs 43 et 43' montrant les dispositifs qui peuvent être utilisés pour-le chauffa- ge au moyen du gaz ou du fuel oil . On peut également faire arriver dans le conduit une quantité réglable de va-. peur surchauffée qui arrive par la canalisation 40 et que l'on règle par le robinet 40'.Les gaz qui s'échappent du four 42 se rendent dans l'atmosphère par la cheminée 44.
Si on le désire, le serpentin 41 peut être chaufféégalement au moyen du foyer primaire 15 .
Le serpentin 41 peut également être remplacé par une série de tubes reliés par un collecteur ou par une chaudière comprenant une série de canaux tubulaires communi- quant librement, au-dessus desquels se trouve un réservoir de liquide Dans le serpentin 41 ou dans le dispositif analogue le résidu est maintenu une température ,à une pression et pendant une durée telles qu'il ne se produise pas de cracking proprement dit .
Pourtant, ces conditions seront choisies de telle manière que, lorsque la pression vient à baisser ou à diminuer dans le Réparateur 47, il se produise une sé- paration suffisante de vapeur pour que le résidu résultant qui reste dans le séparateur 41 se solidifie à l'extérieur des appareils en constituant le complexe analogue à du char- bon auquel il a été fait allusion précédemment.Le liquide se rend dans le séparateur 47 par la conduite 45, son débit étant réglé automatiquement ou à la main par la squpape de déchargement 46 .
Le produit secondaire évaporé dans l'évapora- teur 47 s'écoule par la canalisation 48 et se rend à l'échangeur 49. De la, par le serpentin de condensation 50, placé dans le condeuseur 50' il se rend au réservoir 51 sur lequel on peut exercer une pression variable, ce qui permet de régler la qualité et la proportion de la vapeur et du liquide résiduaire séparés dans le séparateur 47. La pres-
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sion variable peut être exercée sur le système par la canali- sation 52 commandée par le robinet 52', grâce à des pro- cèdes connus On peut également agir sur la température de la vapeur en même temps que sur-a pression et, par sui te, sur la quantité et la qualité des produits intermédiaires obte- nus en faisant varier le'niveau de l'eau dans le réservoir 50 'du condenseur .
Le produit de condensation qui s'écoule du réservoir 51 est pris par une pompe 53 sur l'aspiration de laquelle est un robinet de réglage 51' .Cette pompe envoie le liquide dans le conduit 54 et, de là, dans le réservoir 22 en disposant convenablement les robinets 55 et 55', ou bien encore en disposant autrement ces robinets,' le -produit de condensation peut être envoyé par la pompe dans le conduit 56 afin d'en extraire de l'huile de graissage ou de le sou- mettre à un autre traitement approprié
Le liquide chaud sépare dans l'évaporateur 47 est constitué par un mélange de carbone libre et d'adsorbants en suspension dans un complexe polymérisé .Ce liquide peut être évacué par le tuyau 57 et envoyé dans des moules ou dans d'autres récipients où il prend,
au bout de peu de temps, une structure analogue à celle du charbon sec, ainsi qu'il a été précédemment décrit , Ce liquide peut encore être pria par u- ne pompe 58, en passant par les robinets de commande 59, 59', 50" et envoyé à l'état liquide, à travers une canalisation convenablement isolée, aux lieux d@tilisation.
Si l'on veut, on peut modifier la qualité du produit final analogue à du charbon ,soit en incorporant au rétidu un agent modificateur convenable, soit en le soumet- tant à un traitement ultérieur pendant qu'il est dans le sé- parateur, 47, mais cet agent additionnel ou ce traitement ul- térieur ne doit pas modifier sensiblement la quantité ou la nature de la vapeur produite .
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Si le traitement modifie la fluidité du com- plexe résiduaire contenu dans le séparateur 47 au point qu'il ne puisse plus être pompé , on utilisera, pour évacuer ce résidu, soit un transporteur à vis, soit un autre moyen convenable et connu . Ou bien encore, on appliquera le trai- tement modificateur au résidu après avoir extrait.de dernier de l'appareil 47 avant qu'il ne se solidifie .
Le premier chargement de l'ensemble des appa- 'reils s'effectue au moyen d'une pompe centrifuge 60 à mar- che continue actionnée de préférence par un moteur électri- que 60' avec un contrôleur automatique et une turbine de se- cours, cette pompe aspirant l'hydrocarbure à traiter dans un réservoir non représenté sur le dessin, par l'intermé- diaire de la tuyauterie 61, et le refoulant dans la tuyaute- rie 61' l'échangeur de température 62, la tuyauterie 63, l'échangeur 64, la tuyauterie 65, l'échangeur 66 et la tuyau- terie 67 jusqu'au réservoir 22.e courant d'hydrocarbures est contrôlé par une soupape équilibrée 68 et le flotteur 68'.
Les échangeurs sont disposés de manière à fonctionner à con- tre-courant et progressivemat, de manière à.chauffer préala- blement la matière première à la température la plus élevée possible, tout en restant dans les limites pratiques de la conservation économique de la chaleur et en assurant un échange de chaleur partiel avec les vapeurs renvoyées du circuit dans les échangeurs précédemment énumérés ,
Dans ce but , et pour assurer cette conser- vation de la chaleur, tous les appareils utilisés , y compris la chaudière elle-même, les évaporateurs à basse pression , les tours de lavage, le réservoir de matières brutes ,les échangeurs de chaleur et les tuyauteries qui les réunissent doivent être considérés comme convenablement isolés,
quoi- que cela ne soit pas expressément représenté su les dessins .
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Les vapeurs produites tout d'abord dans le séparateur 29 s'échappent de ce séparateur par la tuyauterie 30 pour se rendre au système de robinets 69,69' et 69"Ce sys- tème de robinet*'! permet le passade des vape@rs cheudes vers 1$échangeur 70 placé la. base de la tour de lavage 71 ou, au contraire, met cet appareil hors circuit.
Les vapeurs chaudes et les produits de condensation passent ensuite dans l'échangeur 64',Ces vapeurs réchauffent la matière première qui passe dans le serpentin 64 .De la, les vapeurs s'écoulent par la tuyauterie 72 et le robinet 72' vers la seconde tour de lavage. 73 ,:La matière qui s'écoule de cette tour passe par la tuyauterie 74 sous la commande de la soupape équili- brée 75 et du flotteur 75' pour arriver au réservoir 22. Ce dernier réservoir est, à son tour., relié avec la tour 73 par le conduit de vapeur 76, ce qui permet aux vapeurs légères produites dans le réservoir 22 , de pénétrer dans la partie supérieure de la tour 73.
Les fractions les plus légères de l'essence s'échappent de cette tour par la tuyauterie 77 et se rendent dans l'enveloppe de l'échangeur 62', en réchauf- fant la matière première qui arrive dans l'installation par la tuyauterie 61'.De là, les vapeurs passent par le serpentin 78 du condenseur placé dans l'enveloppe 78' pour aboutir fine- lement au réservoir d'emmagasinage 79.De ce réservoir, l'es sence condensée peut être extraite de l'installation ou être raffinée soit dans cette installation ,soit à l'extérieur, à volonté; on peut également envoyer une partie de cette essence dans le cycle en la déversant à la partie supérieure de la tour de lavage 73, de manière à produire un meilleur lavage .
Les vapeurs d'essence brute qui s'échappent de l'appareil à reflux 20 entrent dans la tour de lavage 71 en passant par les tuyauterie? 80 et 81, sous une pression réduite réglée par le faisceau de robinets 82,82,82" et 83 ou par ce dernier seulement si l'on désire commander la pres-
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sion à distance. La partie de la vapeur ayant Subi le lavage, quitte la tour 71 par la tuyauterie 84 et se rend au serpen- tin 85 du condenseur placé dans le réservoir 85'\Le liquide ainsi obtenu s'écoule dans le réservoir 86.L'essence contenue dans ce réservoir peut être extraite de l'installation ou peut subir un raffinage ultérieur à volonté .
Les constituants les plus lourds extraits par lavage dans la tour 71, dans laquelle le niveau du liquide est maintenu par le robinet 87 et le flotteur 87', s'échap- pent par la tuyauterie 88 pour se rendre au serpentin 89 du condenseur 89'.Le liquide s'écoule dans le réservoir 90 d'où il peut être retiré de l'installation ou subir un raffi- nage ultérieur dans l'installation mené ou à l'extérieur de celle-ci à volonté .
On peut disposer en tout point de l'installe- tien où cela paraitra utile pour la vérification du bon fonc- tionnement de l'installation , des dispositifsautomatiques de contrôle de température et de pression , ainsi que des thermomètres et des manomètres enregistreurs .
Quoique le procédé qui vient d'être décrit puis . se être appliqué de préférence en combinaison avec une chau- dière du type décrit, il doit être entendu que son application n'est pas limitée à l'emploi d'une telle chaudière , non plus qu'à une succession déterminée des divers appareils, ni même à la forme et à la disposition exacte de ces derniers .