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Procédés et dispositifs pour le cracking cata- lytique des huiles de pétrole, goudron, et autres applica- tions analogues.
COMPAGNIE INTERNATIONALE POUR LA FABRICATION DES ESSENCES ET PETROLES
Lorsque les huiles provenant soit des pétroles naturels, soit de la distillation des charbons, lignites, schiste, etc... sont crackéesen présence d'un catalyseur, l'activité de ce dernier ne reste pas constante dans le temps. Après une période d'adaptation, cette activité décroît pour devenir à peu près nulle au moment où le cata- lyseur doit être régénéré.
A un moment quelconque; le de- gré d'activité du catalyseur est caractérisé par les pro- duits légers fabriqués, ceux-ci.. au fur et à mesure que ce degré d'activité baisse, baissent'également en quantité et ne proviennent de plus ,en plus 'que des produits faciles à cracker.
La présente invention a pour objet 'un procédé et,
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un dispositif pour le cracking catalytique des pétroles et autres produits hydrocarbonés supprimant ces inconvénients.
Conformément à l'invention, les huiles étant trai- tées sur un catalyseur, les résidus, après retrait des lé- gers, au lieu d'être amenés sur ce même catalyseur sont di- rigés dans une deuxième chambre de réaction chargée d'un catalyseur à degré d'activité plus élevé. Cette façon d'opérer peut être répétée en série, en un nombre de fois convenable, variable suivant les produits à traiter, le nombre total des catalyseurs à utiliser dépendra du volume de chacun d'eux, du débit de l'huile à traiter et de sa qualité.
Le procédé implique nécessairement l'emploi,pour la vaporisation des huiles, d'appareils connus sous le nom de "vaporiseurs", c'est-à-dire d'appareils oii l'huile est, par des dispositifs appropriés, vaporisée par peti- tes quantités subissant une vaporisation totale, les va- peurs formées à chaaue instant et dirigées sur le cata- lyseur conservant ainsi une composition sensiblement cons- tante.
Comme l'activité d'un catalyseur baisse d'autant plus rapidement, toutes choses égales d'ailleurs, que la quantité d'huile qu'il transforme est plus grande, il suf- fit de faire traverser en série un nombre appropié d'ap- pareils se composant chacun, comme le montre le schéma de la fig. 1 du dessin.annexé, d'un vaporiseur V1, d'un tube de catalyse T1 et d'un déphlegmateur Dl (trois appareils'en série ont été figurés à titre d'exemple).
Les vaporiseurs peuvent être d'une construction connue quelconque.
Le cracking principal se fait dans le tube T1: les légers sont séparés dans D1 d'où ils sont éliminés par le conduit dl pour être recueillis au dehors. Les rési- .dus plus difficiles à cracker sont, après vaporisation en V2, traités dans T2, puis après séparation des légers hors
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de par d2; les nouveaux,résidus sont vaporisés ,en V3 et traités en D3. etc..,..
La masse des produits à cracke est moins impor- tante dans T2 que dans' T1; dans'T3 que dans T2, ecg- Donc l'activité des catalyseurs croît en durée de Tl à T3 cependant qu'ils reçoivent chacun des.produits de plus en plus- difficiles à cracker,:on réalise ainsi un cracking méthodique.
Au bout d'un certain temps, l'activité de- T1 est nulle, ce qui se traduit par une séparation nulle des légers en D1 Les produits traversent T1 sans transfor-, mation et celle-ci ne commence à se manifester que. dans T2 puis, plus tard seulement, dans T3. L'opération doit' être . arrêtée lorsque le rendement total de l'installation T1- T2 - T3 devient inférieur a un chiffre que l'on s'est fi- xé; on doit alors procéder à une régénération dans to'us les éléments vaporiseurs et catalyseurs, pendant que les huiles pourront être.traitées sur un groupe analogue
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Tl - T2 - T3 en marche., tandis que T1 - T2 - T 3 est régénéré. par tous moyens appropriés et réciproquement.
Dans le dispositif qui vient d'être.décrit, le . tube T1 après que son activité est tombée à zéro est simplement traversé par les huiles à traiter. Il peut,. dans.certains cas, y avoir intérêt.à retirer le tube de tête du circuit dès qu'il n'est plus actif, ce qui se produit au bout d'un temps connu et qui se manifeste d'ailleurs par la disparition des légers au déphlegma- teur. Le second tube devient alors tube de tête et le tube mis hors circuit est régénéré, puis replacé, après régénération, en fin de trajet de l'huile à traiter, le catalyseur en plus grand état d'activité ayant ainsi à traiter des produits de plus en plus difficiles à crac- ker. On réalise de la sorte une permutation circulaire des éléments de crackirig.
La fig. 2 montre en schéma une semblable ins-
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tallation comportant six éléments :
L'huile est amenée par une conduite générale G et peut être injectée, alternativement dans les vapori- seurs V1- V2 ......... V6 par l'intermédiaire des van- nes v1- v2 v6 L'huile injectée dans v1, par exemple, par v1 est vaporisée, traverse le catalyseur T1- puis le déphlegmateur Dl ; les légers s'échappent par L1 tandis que les lourds descendent par Ml et peuvent être soit recueillis à l'extérieur par la vanne d'1 soit injec- tés dans le vaporiseur V2 par la vanne dl.
Le fonctionnement est le suivant (cinq appareils par exemple étant en service) : Tous les robinets sont ,fermés, sauf v1- dl - d2 - d3-d4 - d5. L'huile entre par v1 dans v1 et suit le trajet v1-Tl - Dl - V2 - T2- D2 - v3- T3 - D3 - V4 - T4 - D4- V5- T5- D5. Les résidus lourds s'échappent en dehors par d5' et les lé- gers par La- L2- L3 - L4 - L5.
Lorsque le catalyseur T1 est devenu inactif, on l'isole en fermant V1 et d1. L'huile est introduite par v2 dans V2 qui devient élément de tête et un élé- ment frais V6 - T6 - D6 est ajouté à l'extrémité par fer- meture de d'5 et ouverture de d5 et d;6.
Le catalyseur T1 ainsi isolé est régénéré sur place. Après quoi, lorsque le catalyseur T2 est devenu inactif, la même opération a lieu par fermeture de v2-d2 et d'6- et par ouverture de v3 d6 et d'1 et ainsi de suite.
La disposition adoptée dans la fig. 2 permet outre le travail en série d'un certain nombre de groupes d'appareils vaporiseurs, catalyseurs et déphlegmateurs, conformément à la description précédente, la possibilité d'utiliser les groupes d'appareils (v1- T1- D1- v2- T2 D2 v6- Tt0 D6) en parallèle.
Il a été indiqué plus haut qu'en utilisant cinq groupes d'appareils en série on recueille des produits légers après chaque groupe et un résidu après le cinquié-
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me groupe.
Dans certains cas, suivant les conditions écono- miques, il peut y avoir intérêt à ne traiter les huiles que sur un nombre restreint de groupes, un seul par exem- ple, de façon à augmenter la valeur du résidu et à dimi- nuer la 'quantité des produits légers fabriquée. Dans ce cas, l'appareillage de la fig. 2 permet l'utilisation si- multanée de tous les groupes. Les robinets Dl - d2 ..... d6 resteront constamment fermés et les robinets d - d2 etc.... constamment ouverts, les vannes vl......v6 pour- ront être ouvertes simultanément et fermées indépendamment les unes des autres pendant la régénération du groupe va- poriseur-catalyseur.
Il est facile de voir qu'avec les modifications légères des tuyauteries, il est possible de réaliser tou- tes les combinaisons voulues, c'est-à-dire, travail en sé- rie sur 1- 2 - 3 - 4 - 5 etc... groupes.
On peut prévoir l'intercalation, entre l'appa- reil catalyseur et le déphlegmateur de chaque.groupe va- poriseur-catalyseur-déphlegmateur, prévu plus haut d'un épurateur destiné à la désulfuration des huiles.
Conformément à cette forme de réalisation de l'invention, les huiles sont, comme le montre la fige 3, vaporiséesdans un vaporiseur v1 puis traitées sur un catalyseur Tl mais avant d'arriver dans le déphlegmateur, D1 elles traversent un épurateur E destiné à retenir les composés sulfurés. L'épurateur E1 ainsi que le con- duit e' reliant cet épurateur au catalyseur T1, sont maintenus à une'température suffisante pour empêcher tou- te condensation en E et el, sans toutefois apporter aucune modification aux produits, sauf en ce qui concerne la rétention des composés sulfurés.
Au sortir.de l'épurateur El, les huiles' sont dirigées sur un déphlegmageur D1 d'où les produits lé- gers s'échappent par L1 tandis 'que les produits lourds
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se condensent et sont évacués par le conduit M1, soit pour tre recueillis à travers, la vanne d1,soit pour être envoyés dans un second vaporiseur v2 à travers la vanne d1.
Les produits légers s'échappant par LI sont alors amenés, en passant par un serpentin RI, dans un collecteur Hl recueillant les produits condensables et d'où les vapeurs non condensables s'échappent dans la direction indiquée par la flèche pour être conduites à un appareil de rétention ou autre.
La masse épurante placée dans l'appareil épu- rateur El, se compose de sous-oxydes, d'oxydes ou de métaux, du nickel par exemple, ces oxydes ou métaux se trouvant à l'état finement divisés sur des supports porcelaniques ou autres, ou pouvant être incorporés à un support poreux.
Si, conformément à la fig. 3, on place un seul appareil épurateur, son volume doit être calculé de façon à ce qu'il ne soit nécessaire de le régénérer qu'en même temps que le groupe v1- T1. On peut égale- ment remplacer l'appareil épurateur unique El par deux ou plusieurs appareils placés en parallèle (3 par exem- ple) E2 - E3 - E4 (conformément à la fig. 4), munis de robinetterie permettant d'épurer les huiles sur l'un quelconque des appareils pendant que les autres sont en régénération.
La forme d'exécution de l'installation décri- te suivant la fig.5 -qui comporte également une plurali- té de groupes vaporiseurs-catalyseurs-déphlegmateurs, éventuellement organisés en circuit fermé pour l'utili- sation à permutation circulaire, - est complétée par des groupements reliés à chacun des déphlegmateurs ou à une pluralité d'entre eux, ces groupements permettant d'opérer un raffinage des produits légers émanant desdits déphlegmateurs, de sorte qu'à l'extrémité de sortie de
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1'installation d'ensemble on obtient des -hydrocarbures lé- gers généralement utilisables.
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Dans l'a fig. :5, A' désigne un récipient,, chargé d'huile de pétrole ou de toute autre matière de départ analogue, et destiné à alimenter un ou plusieurs groupe- ments d'appareils tels que ceux ,qui vont être décrits, ci- après. Chacun des 'groupements comporte un appareil vapo- . riseur B.
Dans l'exemple représenté,cet appareil est éta- bli sous la forme d'un récipient annulaire, fermé à ses, deux extrémités, et comportant, dans sa partie supérieure, une série de plateaux-chicanes b, tandis que, dans sa, partie inférieure et sur un faux fond perforé B est chargée une matière de contact bl, telle qu'un métal ou un oxyde métallique par exemple, sur un support en- ma- tière inerte, porcelariique ou autre.
Le vaporiseur qui, dans la pratique, sera chauf- fé à une température voisine de 350 C - 450 reçoit, à travers son fond supérieur, l'huile venant d'un réservoir A, mais préalablement réchauffée, à une température de 150 environ dans un serpentin ou autre réchauffeur ap- proprié A1. Ce premier réchauffage est suivi de préfé- rence, et conformément à l'invention, d'un second réchauf- fage à une température voisine de 200 , ce qui assure une fluidification convenable de l'huile et amène celle-ci à un état où sa vaporisation peut s'opérer rapidement dès l'entrée dans le vaporiseur B. Le réchauffeur A2, dis- posé à la suite du réchauffeur A1. pourra être constitué par une colonne comportant une série de plateaux en chi= cane a2.
A la partie supérieure du vaporiseur B, on ad- met, en quantité convenablement réglée, de la vapeur d'eau, cette vapeur étant produite dans une chambre de va- porisation Cl alimentée par de l'eau prise dans un bac C, lequel, comme le réservoir d'huile A, peut être commun
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pour une série de groupements de cracking, c'est-à-dire pratiquement pour une série de vaporiseurs.
L'huile fluidifiée à la sortie du. réchauffeur A2, admise, en mélange avec une proportion convenable de vapeur d'eau venant de C1. est rapidement vaporisée en minces couches sur les plateaux chicanes b, dans la par- tie haute des vaporiseurs B.
Les résidus solides se déposent, dans un état de division convenable, sur la matière poreuse dont est chargée la partie inférieure du vaporiseur.
L'appareil vaporiseur comporte, à sa partie inférieure, un conduit b2 muni d'un robinet et d'un siphon pour l'écoulement et l'évacuation des produits 7 3 4 non vaporisés, et des tubulures D , b , b4 également pourvues de robinets, et servant l'une D7 au départ des vapeurs et les autres b3 et b4 respectivement à l'ad- mission périodique et au départ d'un agent de régénéra- tion tel que de l'air ou de l'oxygène permettant de brû- ler les dépôts qui se sont faits sur la matière en con- tact.
Au sortir du vaporiseur, les vapeurs d'huile se rendent, par le conduit D7, dans une chambre de cracking catalytique. Cette chambre E5 est constituée par un récipient fermé à ses deux extrémités et chargé, entre deux faux fonds perforés E6, E7, d'une matière de con- tact catalytique, telle qu'un métal, un oxyde métallique. ou tout autre matière de contact appropriée. Cette cham- bre sera chauffée à une température variant entre 400 et 500 environ, suivant la nature des produits traités.
Comme la matière catalytique, au bout d'un cer- tain temps, se couvre d'un dépôt de carbone, il est néces- saire de la régénérer périodiquement, cette régénération s'opérant,.de la façon connue, au moyen d'un courant d'air ou d'oxygène ou d'un courant d'air et de vapeur d'eau admis par une couronne F. D'autre part, par une
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série 'de conduits f aboutissant chacun à l'une des cré- pines G1 réparties à intervalles convenables dans la masse de matière catalytique, le courant d'agent de régé- nération se répartit ainsi simultanément dans les diffé- rentes zones de la chambre E5 et uniformément dans tou- te la masse.
La chambre comporte une tubulure de départ
H, munie d'un robinet, pour les vapeurs qui ont subi un cracking catalytique, et une tubulure I pour le départ des gaz provenant de la régénération. Bien entendu le robinet de la tubulure H est fermé quand celui de la tubulure I et celui de l'arrivée d'agent régénérateur sont ouverts, et vice versa.
Au sortir de la chambre de cracking catalyti- que, les vapeurs sont amenées, par un conduit H, dans un appareil d'épuration J, lequel sera de préférence disposé exactement comme la chambre de cracking catalyti- que et chargé d'un agent épurateur tel qu'un métal, ni- ckel ou autre, ou un oxyde métallique. Dans cet épura- teur, les vapeurs crackées se débarrassent en majeure partie des impuretés qu'elles peuvent contenir, et notam- ment du soufre. La matière épuratrice devra périodique- ment être régénérée par le moyen connu d'un soufflage d'air ou d'oxygène ou autre agent convenable. De-prêté- rence, la régénération s'opérera simultanément dans le groupe d'appareils B - e5- J.
L'épurateur J sera maintenu à une température voisine de celle de la chambre de cracking catalytique E.
Les vapeurs crackées et ayant subi-une épura- tion aussi complète que possible, sont 'amenées, par un conduit K, dans un séparateur ou déphlegmateur L7 de construction connue quelcoque, Ce séprateur sera main- tenu à une température convenable pour assurer la sépara- tion des produits bouillant à une température supérieure à 230 ou bien convenablement choisis pour la qualité du produit cherché. Les produits séparés seront recueillis
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à la partie inférieure de l'appareil, tandis que les pro- duits légers, autrement dit ceux bouillant à une tempéra- ture inférieure à 250 environ, seront séparés à la par- tie supérieure.
Les produits lourds évacués par la partie infé- rieure de l'appareil à travers un siphon formant joint hydraulique, L8, se rendent à un second groupement d'ap- pareils B - E5 - J, où ils subissent, comme dans le pre- mier groupement, une vaporisation suivie d'un cracking ca- talytique et d'une épuration ; la sortie de l'épurateur de ce second groupe étant reliée à un autre déphlegmateur.
Les légers qui s'échappent du déphlegmateur L7 ou d'une série de déphlegmateurs appartenant aux groupe- ments successifs, sont amenés dans un collecteur M7 d'où ils sont dirigés dans l'appareil de raffinage ainsi combi- né avec l'installation qui vient d'être décrite.
Le groupement pour le raffinage comportera, à l'entrée des produits légers, un dispositif épurateur ana- logue à l'épurateur J ; dans cet épurateur N, on retient immédiatement les traces d'impuretés que peuvent contenir les légers provenant des divers déphlegmateurs connectés au collecteur M7.
Comme on le voit, les déphlegmateurs sont ainsi encadrés par des épurateurs d'entrée J et des épurateurs de sortie N. Ces derniers seront de préférence chargés d'une matière épuratrice, telle que du cuivre par exemple et susceptible de donner avec les traces de soufre appor- tées par les vapeurs, un composé relativement stable. Bien entendu, les épurateurs N devront être maintenus à une température convenablement supérieure à celle des vapeurs provenant des déphlegmateurs, en vue d'assurer le fonc- tionnement des masses épuratrices dans les meilleures con- ditions possibles. A cet effet, on disposera entre le , collecteur M7 et les épurateurs N, un réchauffeur 0.
Les produits légers, 'épurés en N, sont amenés,
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par un conduit P, une, chambre dans de cons- truction analogue d'affinage Q, des éléments B, à celle J, N et chargée d'un catalyseur très actif, au nickel par exemple.
Dans cette chambre, il suffira de maintenir une température comprise entre 180 et 200 , par exemple, va- riable bien entendu suivant la nature des produits et de l'agent catalyseur. Les produits légers ainsi épurés dans la chambre N, puis traités par un agent catalyseur dans la chambre Q, traversent au sortir de cette dernière un condenseur R, où la partie la plus importante d'entre eux est liquéfiée et recueillie en S.
De ce récipient S, les produits non condensa- bles se rendent, par un conduit T7, dans'une chambre d'ab- sorption U, chargée, de la façon connue, d'une matière absorbante telle que du charbon actif ou de l'huile; les produits non absorbés se rendent par un conduit V7 dans une chambre où, par barbotage ou autre moyen approprié, on retient les produits éthyléniques. Enfin, les gaz per- manents, non absorbés et non retenus, sont amenés, par un conduit X, dans un gazomètre Y, où ils sont recueillis pour tous usages convenables.
Les gaz permanents contenant une plus ou moins grande proportion d'hydrogène, sortant de l'installation par un conduit X, peuvent être recueillis, commeil a été dit ci-dessus, dans un gazomètre et servir avantageusement à la régénération des matières épuratrices dans les réci- pients J. La régénération se fera de préférence au moyen de courants successifs d'air ou d'oxygène et de gaz hy- drogénés résiduels. On pourra éventuellement utiliser deux courants de gaz hydrogénants encadrant un courant d'air ou d'oxygène.
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Processes and devices for the catalytic cracking of petroleum oils, tar, and other like applications.
INTERNATIONAL COMPANY FOR THE MANUFACTURE OF GASOLINES AND OIL
When oils obtained either from natural oils or from the distillation of coals, lignites, shale, etc. are cracked in the presence of a catalyst, the activity of the latter does not remain constant over time. After a period of adaptation, this activity decreases to almost zero when the catalyst needs to be regenerated.
At any time; the degree of activity of the catalyst is characterized by the light products produced, these .. as this degree of activity decreases, also decreases in quantity and no longer comes from 'only products that are easy to crack.
The present invention relates to a method and,
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a device for the catalytic cracking of oils and other hydrocarbon products eliminating these drawbacks.
In accordance with the invention, the oils being treated on a catalyst, the residues, after removal of the light, instead of being fed to this same catalyst are directed into a second reaction chamber loaded with a higher activity catalyst. This way of operating can be repeated in series, in a suitable number of times, varying according to the products to be treated, the total number of catalysts to be used will depend on the volume of each of them, the flow rate of the oil to be treated and of its quality.
The process necessarily involves the use, for the vaporization of oils, of apparatus known under the name of "vaporizers", that is to say apparatuses in which the oil is, by suitable devices, vaporized by small amounts. the quantities undergoing total vaporization, the vapors formed at each instant and directed onto the catalyst thus retaining a substantially constant composition.
As the activity of a catalyst decreases all the more rapidly, all other things being equal, as the quantity of oil which it transforms is greater, it suffices to pass in series an appropriate number of devices each consisting of, as shown in the diagram in fig. 1 of the attached drawing, a vaporizer V1, a catalysis tube T1 and a dephlegmator D1 (three devices in series have been shown by way of example).
The vaporizers can be of any known construction.
The main cracking is done in the T1 tube: the light ones are separated in D1 from where they are eliminated by the dl duct to be collected outside. The residues more difficult to crack are, after vaporization in V2, treated in T2, then after separation of the light ones.
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from by d2; the new residues are vaporized in V3 and treated in D3. etc .., ..
The mass of cracked products is less in T2 than in 'T1; in 'T3 than in T2, ecg- So the activity of the catalysts increases in duration from T1 to T3, however they each receive products which are more and more difficult to crack: a methodical cracking is thus carried out.
After a certain time, the activity of T1 is zero, which results in a zero separation of the light in D1. The products pass through T1 without transformation and this only begins to appear. in T2 then, only later, in T3. The operation must be. stopped when the total efficiency of the installation T1- T2 - T3 falls below a figure which has been set; one must then proceed to a regeneration in all the vaporizing and catalyst elements, while the oils can be treated on a similar group
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T1 - T2 - T3 running., While T1 - T2 - T 3 is regenerated. by all appropriate means and vice versa.
In the device which has just been described, the. T1 tube after its activity has fallen to zero is simply crossed by the oils to be treated. He can,. in some cases, it may be in your interest to remove the head tube from the circuit as soon as it is no longer active, which occurs after a known time and which is manifested by the disappearance of the light to the dephlegmator. The second tube then becomes a head tube and the disconnected tube is regenerated, then replaced, after regeneration, at the end of the path of the oil to be treated, the catalyst in a greater state of activity thus having to process products of more and more difficult to spit. In this way, a circular permutation of the crackirig elements is carried out.
Fig. 2 shows in diagram a similar ins-
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installation comprising six elements:
The oil is supplied by a general pipe G and can be injected, alternately into the vaporizers V1- V2 ......... V6 via the valves v1- v2 v6 The oil injected in v1, for example, by v1 is vaporized, passes through the catalyst T1- then the dephlegmator Dl; the light ones escape via L1 while the heavy ones descend via M1 and can either be collected outside by the valve of 1 or injected into the vaporizer V2 by the valve dl.
The operation is as follows (five devices for example being in service): All the taps are closed, except v1- dl - d2 - d3-d4 - d5. The oil enters through v1 into v1 and follows the path v1-Tl - Dl - V2 - T2- D2 - v3- T3 - D3 - V4 - T4 - D4- V5- T5- D5. Heavy residues escape outside through d5 'and light through La- L2- L3 - L4 - L5.
When the catalyst T1 has become inactive, it is isolated by closing V1 and d1. The oil is introduced through v2 into V2 which becomes the head element and a fresh element V6 - T6 - D6 is added at the end by closing d'5 and opening d5 and d; 6.
The catalyst T1 thus isolated is regenerated on site. After that, when the catalyst T2 has become inactive, the same operation takes place by closing v2-d2 and 6- and by opening v3 d6 and 1 and so on.
The arrangement adopted in fig. 2 allows, in addition to the serial work of a certain number of groups of vaporizers, catalysts and dephlegmers, in accordance with the previous description, the possibility of using the groups of devices (v1- T1- D1- v2- T2 D2 v6- Tt0 D6) in parallel.
It was indicated above that by using five groups of devices in series, light products are collected after each group and a residue after the fifth.
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group me.
In certain cases, depending on the economic conditions, it may be advantageous to treat the oils only on a limited number of groups, one for example, so as to increase the value of the residue and to reduce the quantity. quantity of light products manufactured. In this case, the apparatus of FIG. 2 allows simultaneous use of all groups. The valves Dl - d2 ..... d6 will remain constantly closed and the valves d - d2 etc ... constantly open, the valves vl ...... v6 can be opened simultaneously and closed independently of each other. others during regeneration of the vaporizer-catalyst group.
It is easy to see that with the slight modifications of the piping it is possible to realize all the desired combinations, that is to say, work in series on 1 - 2 - 3 - 4 - 5 etc. ... groups.
It is possible to provide for the intercalation, between the catalyst apparatus and the dephlegmator of each vaporizer-catalyst-dephlegmator group, provided above, of a purifier intended for the desulphurization of oils.
In accordance with this embodiment of the invention, the oils are, as shown in fig 3, vaporized in a vaporizer v1 then treated on a catalyst T1 but before arriving in the dephlegmator, D1 they pass through a purifier E intended to retain sulfur compounds. The purifier E1 as well as the pipe e 'connecting this purifier to the catalyst T1, are maintained at a temperature sufficient to prevent any condensation in E and el, without however making any modification to the products, except with regard to retention of sulfur compounds.
On leaving the purifier El, the oils' are directed to a dephlegmager D1 from which the light products escape through L1 while the heavy products
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condense and are evacuated through line M1, either to be collected through valve d1, or to be sent to a second vaporizer v2 through valve d1.
The light products escaping through LI are then brought, passing through a coil RI, into a collector H1 collecting the condensable products and from which the non-condensable vapors escape in the direction indicated by the arrow to be conducted to a retainer or other.
The purifying mass placed in the purifying apparatus El, consists of sub-oxides, oxides or metals, nickel for example, these oxides or metals being in the finely divided state on porcelain or other supports. , or which can be incorporated into a porous support.
If, in accordance with fig. 3, a single purifier is placed, its volume must be calculated so that it is only necessary to regenerate it at the same time as the group v1-T1. It is also possible to replace the single purifying device El by two or more devices placed in parallel (3 for example) E2 - E3 - E4 (in accordance with fig. 4), fitted with taps for purifying the oils. on any one of the devices while the others are regenerating.
The embodiment of the installation described in accordance with FIG. 5 - which also comprises a plurality of vaporizer-catalyst-dephlegmator groups, possibly organized in a closed circuit for use in circular permutation, - is supplemented by groups connected to each of the dephlegmators or to a plurality of them, these groups making it possible to operate a refining of the light products emanating from said dephlegmators, so that at the outlet end of
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The overall installation gives generally usable light hydrocarbons.
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In a fig. : 5, A 'denotes a receptacle, loaded with petroleum oil or any other similar starting material, and intended to supply one or more groups of apparatus such as those which will be described below. . Each of the 'groups has a vaporiser. riser B.
In the example shown, this apparatus is established in the form of an annular container, closed at its two ends, and comprising, in its upper part, a series of baffle plates b, while, in its, lower part and on a perforated false bottom B is loaded a contact material b1, such as a metal or a metal oxide for example, on an inert material support, porcelain or the like.
The vaporizer which, in practice, will be heated to a temperature close to 350 C - 450 receives, through its upper base, the oil coming from a reservoir A, but previously heated, to a temperature of approximately 150 in a coil or other suitable heater A1. This first reheating is preferably followed, and in accordance with the invention, by a second reheating to a temperature in the region of 200, which ensures suitable fluidization of the oil and brings it to a state where it can be vaporized quickly as soon as it enters vaporizer B. Heater A2, placed after heater A1. could be constituted by a column comprising a series of plates in chi = cane a2.
At the upper part of the vaporizer B, water vapor is admitted in a suitably regulated quantity, this vapor being produced in a vaporization chamber C1 supplied with water taken from a tank C, which , like oil tank A, can be common
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for a series of cracking groups, that is to say practically for a series of vaporizers.
The fluidized oil at the outlet of the. A2 heater, admitted, mixed with a suitable proportion of water vapor coming from C1. is quickly vaporized in thin layers on the baffle plates b, in the upper part of the vaporizers B.
The solid residues are deposited, in a suitable state of division, on the porous material with which the lower part of the vaporizer is loaded.
The vaporizer apparatus comprises, at its lower part, a duct b2 provided with a tap and a siphon for the flow and evacuation of non-vaporized products 7 3 4, and pipes D, b, b4 also provided valves, and serving one D7 for the departure of vapors and the other b3 and b4 respectively for the periodic admission and for the departure of a regenerating agent such as air or oxygen allowing to burn off the deposits which have formed on the material in contact.
On leaving the vaporizer, the oil vapors pass, via line D7, into a catalytic cracking chamber. This chamber E5 consists of a container closed at its two ends and charged, between two perforated false bottoms E6, E7, with a catalytic contact material, such as a metal or a metal oxide. or any other suitable contact material. This chamber will be heated to a temperature varying between approximately 400 and 500, depending on the nature of the products treated.
As the catalytic material, after a certain time, becomes covered with a deposit of carbon, it is necessary to regenerate it periodically, this regeneration taking place, in the known manner, by means of a current of air or oxygen or a current of air and water vapor admitted by a crown F. On the other hand, by a
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series' of conduits f each terminating in one of the G1 strainers distributed at suitable intervals in the mass of catalytic material, the stream of regenerating agent is thus distributed simultaneously in the different zones of the chamber E5 and uniformly throughout the mass.
The chamber has a starting tube
H, provided with a valve, for the vapors which have undergone catalytic cracking, and a pipe I for the departure of the gases coming from the regeneration. Of course the tap of the tube H is closed when that of the tube I and that of the arrival of regenerating agent are open, and vice versa.
On leaving the catalytic cracking chamber, the vapors are brought, via a pipe H, into a scrubber J, which will preferably be arranged exactly like the catalytic cracking chamber and loaded with a purifying agent. such as a metal, nickel or the like, or a metal oxide. In this scrubber, the cracked vapors get rid for the most part of the impurities which they may contain, and in particular sulfur. The scrubbing material will periodically need to be regenerated by known means of blowing with air or oxygen or other suitable agent. Regeneration will take place simultaneously in device group B - e5- J.
The scrubber J will be maintained at a temperature close to that of the catalytic cracking chamber E.
The cracked vapors, having undergone as complete purification as possible, are brought, by a conduit K, into a separator or dephlegmator L7 of any known construction. This separator will be maintained at a suitable temperature to ensure the separation. - tion of products boiling at a temperature above 230 or suitably chosen for the quality of the desired product. Separate products will be collected
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at the bottom of the appliance, while light products, that is, those boiling at a temperature below about 250, will be separated at the top.
The heavy products evacuated by the lower part of the device through a siphon forming a hydraulic seal, L8, go to a second group of devices B - E5 - J, where they undergo, as in the first first grouping, vaporization followed by catalytic cracking and purification; the outlet of the purifier of this second group being connected to another dephlegmator.
The light which escapes from the L7 dephlegmator or from a series of dephlegmators belonging to successive groups, are brought into a collector M7 from where they are directed into the refining apparatus thus combined with the installation which has just been described.
The group for refining will include, at the inlet of the light products, a purifying device similar to the purifier J; in this N purifier, the traces of impurities which may be contained in the light from the various dephlegmators connected to the collector M7 are immediately retained.
As can be seen, the dephlegmators are thus surrounded by inlet scrubbers J and outlet scrubbers N. The latter will preferably be loaded with a purifying material, such as copper for example and capable of giving with traces of sulfur brought in by vapors, a relatively stable compound. Of course, the N purifiers must be maintained at a temperature suitably higher than that of the vapors coming from the dephlegmators, in order to ensure the operation of the purifying masses in the best possible conditions. For this purpose, a heater 0 will be placed between the manifold M7 and the purifiers N.
Light products, 'purified in N, are brought,
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through a pipe P, a chamber in a similar construction for refining Q, elements B, to that J, N and loaded with a very active catalyst, nickel for example.
In this chamber, it will suffice to maintain a temperature of between 180 and 200, for example, variable of course according to the nature of the products and of the catalyst agent. The light products thus purified in chamber N, then treated with a catalyst agent in chamber Q, pass through a condenser R on leaving the latter, where the most important part of them is liquefied and collected in S.
From this receptacle S, the non-condensable products pass, via a duct T7, into an absorption chamber U, charged, in the known manner, with an absorbent material such as activated carbon or carbon. 'oil; the unabsorbed products go through a conduit V7 into a chamber where, by bubbling or other suitable means, the ethylenic products are retained. Finally, the permanent gases, not absorbed and not retained, are brought, through a conduit X, into a gasometer Y, where they are collected for all suitable uses.
The permanent gases containing a greater or lesser proportion of hydrogen, leaving the installation via a pipe X, can be collected, as has been said above, in a gasometer and advantageously serve for the regeneration of the purifying materials in the receptacles J. Regeneration will preferably be carried out by means of successive currents of air or oxygen and residual hydrogenated gases. It is optionally possible to use two streams of hydrogenating gas flanking a stream of air or oxygen.