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Procédé pour augmenter la production au benzol provenait des gaz de distillation de combustibles.
Cette invention vise à permettre un accroissement de la production du benzol provenant des gaz de distil- lation de combustibles par le procédé selon lequel on absorbe le benzol provenant des gaz au moyen d'huile de lavage dont on le sépare ensuite par distillation.
Ce procédé se pratique jusqu'à présent de la manière suivante : Après la séparation du goudron et l'obtention
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de l'ammoniac qui en provient, on refroidit le gaz à la température la plus favorable au.lavage du benzol par un refroidissement indireot ou également par un lavage direct au moyen d'une faible quantit6 d'eau correspondante ; on le lave ensuite dans de hautes colonnes aveo une huile de goudron dont la limite inférieure d'ébullition est au- dessus de 185 C et, de cette huile.de lavage, on extrait par une distillation directe le benzol sous la forme de -l'avant-produit de benzol*. L'huile de lavage restant comme résidu de cette distillation est à nouveau employée comme huile de lavage.
On soumet le produit préparatoire du benzol à une distillation directe à la vapeur ; cette distillation fournit pour environ 80 % un benzol brut, c'est-à-dire un distillat représentant le benzol avec sea homologues ; le reliquat de 20 % renferme environ pour moitié de la naphtaline qui est séparée dans les bacs de refroidissement, et le reliquat liquide restant, formé surtout d'huile de lavage, est ramené à nouveau à l'huile de lavage restante.
Cette dernière opération est nécessaire, car sans elle la quantité d'huile de lavage qui se trouve en circulation diminuerait constamment de sorte quil faudrait amener continuellement de l'huile de lavage fraîche.
On voit donc que par ce procédé l'huile de lavage s'épaissit fortement aveo le temps puisque sa viscosité qui était à l'origine d'environ 1,85 s'élève à la valeur 7 après trois jours environ et atteint approximativement la valeur 15 après trois semaines environ, l'huile étant alors tellement épaisse que son emploi ultérieur comme huile de lavage est rendu impossible. Pour empêcher une impropriété encore plus rapide de l'huile de lavage, il est ici néoes-
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saire en outre de soutirer continuellement une partie d'une telle huile en circulation et de la soumettre à une régénération par une ou plusieurs distillations.
Comme on le verra plus loin, ce procédé possède en outre cet incon- vénient très important qu'un ppurcentage proportionnelle- ment élevé de la teneur totale en benzol ne peut pas en général être extrait du gaz par le lavage, mais se soustrait au traitement à l'huile de lavage et reste par conséquent dans le gaz.
Suivant l'invention, cet épaississement de l'huile de lavage est évité et en outre il se produit par le lavage du gaz des quantités de benzol en substance plus importantes quand on sépare du gaz avant le lavage du benzol par un lavage direct à l'eau au moins approximativement les subs- tances qui passent par absorption en plus au benzol dans l'huile de lavage et nuisent soit à l'absorption du benzol provenant du gaz, soit à la séparation du benzol de l'huile . de lavage. De telles substances sont, par exemple, la naphtaline ainsi que les phénols et en outre aussi des résidus éventuels du goudron et des substances analogues.
Par un lavage direct du gaz, après l'extraction de l'ammo- navaec des quantités d'eau correspondantes, il est, ainsi comme cela s'est produit, possible de séparer du gaz ces substances au moins jusqu'à un faible résidu qui n'est plus nuisible à la production du benzol qui suit. Ce lavage direct du gaz avec de grosses quantités d'eau doit suivre l'extraction de 1'ammonaifatue de quoi on obtiendrait l'eau ammoniacale sous une ferme beaucoup trop raréfiée et par suite non plus économique.
Pour pouvoir laver le az avec les grandes quantités d'eau nécessaires à cet
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effet, qui s'élèvent à environ 40 m3 d'eau pour 10.000 m3 de gaz et représentent par suite le multiple des quantités d'eau nécessaires par exemple dans la production directe de 1'ammoniacil faut employer des colonnes de lavage sans aucune construction intérieure. Tant que le gaz à soumettre à ce procédé de lavage possède encore une température dépas- sant la température' la plus favorable au lavage du benzol, le gaz peut être refroidi lors du lavage en même temps à la température désirée pour ce lavage.
Mais on peut également refroidir le gaz avant ce lavage indirectement à la tempé- rature désirée pour pouvoir économiser de cette façon le cas échéant, de l'eau de lavage agissant directement.
Tant que par le lavage la teneur en naphtaline du gaz n'est pas encore réduite à la quantité minima désirée, ou pur économiser les quantités d'eau de lavage ; le gaz qui quitte le ou les laveurs direct peut encore être conduit à travers une ou plusieurs colonnes sans ruis- tellement, colonnes dans lesquelles le gaz subit une diminu- tion de vitesse brusque, ce qui a pour résultat d'éliminer mécaniquement la naphtaline contenue dans le gaz sous forme de !acons solides.
Par suite de l'élimination du gaz, au moins approxima- tivement des substances qui, outre le benzol, passent aussi l'huile de lavage et nuisent à l'absorption du benzol ou à son extraction de l'huile de lavage, une quantité de benzol beaucoup plus importante que précédemment se laisse absorber, pourvu qu'on tienne compte à cet effet d'une quantité d'huile de lavage relativement plus importante et d'un appa- plus grandes reil de lavage de/dimensions correspdnates Or la teneur réelle en benzol de,% gaz de distillation de combustible s'est
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dérobée jusqu'à présent, à une détermination quantitative exacte,
parce que toutes les déterminations de laboratoire de la teneur en benzol du gaz donnent un résultat inexact par suite des faibles masses de gaz entrant en jeu dans la détermination du laboratoire, c'est-à-dire que ses détermi- nations donnent une teneur en benzol qui est plus faible que celle qu'on peut déterminer dans la quantité de consti- tuants volatils contenus dans le combustible distillé.
En admettant alors comme teneur en benzol du gaz la quantité qui, d'après le pourcentage des substances volatiles du combustible, doit être contenue dans le gaz et en établis- sant la quantité d'huile de lavage d'après cette quantité de benzol déterminée théoriquement sur la base de la capa- cité d'absorption de l'huile de lavage sensiblement libérée de naphtaline, on constate qu'une quantité correspondant effectivement à la quantité de benzol déterminée théorique- ment est extraite du gaz par lavage, quantité qui est plus grande d'au moins 35% que la quantité de benzol extraite du gaz par les procédés employés jusqu'ici sans élimination préalable des produits nuisibles à l'absorption.
Par suite, il faut calculer la quantité d'huile de lavage et également en proportion la surface active de l'appareil de lavage de 50 % environ plus grandes que la quantité d'huile de lavage et que l'installation de lavage employées jusqu'ici.
L'exemple numérique suivant donnera une idée de l'ao- croissement possible de la production du benzol :
Bans une installation de production de benzol, la capa- cité d'absorption de l'huile de lavage employée sur la base de la détermination de la teneur en benzol dans l'huile de lavage enrichie et dans l'huile de lavage soutirée suivant
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la méthode de distillation usuelle par le feu a été pour l'emploi de 3 litres d'huile de le,? kg de benzol brut par m3 d'huile de lavage ; pour une quantité de benzol brut de 318 kgs à produire par heure on a donc mis en circulation 17 m3 d'huile de lavage par heure.
En élevant la quantité de lavage horaire de 17 m3 à environ 26 m3 on a augmenté le rendement en avant-produit du benzol de 37% tout en augmentant en substance la proportion du benzol de 90 par rapport aux homologues.
Etant donné que, même après un lavage très poussé du gaz avant le lavage du benzol, il reste dans le gaz une certaine quantité minima de naphtaline et d'autres subs- tances nuisibles à l'absorption du benzol et à sa sépara- tion, on peut éviter suivant l'invention l'influence nuisi- ble de ces substances passant dans l'huile de lavage de la manière décrite ci-dessous. Cette particularité du procédé donne un résultat considérable en particulier même dans les cas où, pour des raisons d'économie, on doit employer des quantités d'eau pour le lavage préalable du gaz moins im- portantes qu'il est nécessaire pour un lavage poussé des- dites substances oapables d'absorption, ou bien dans les cas où un tel lavage préalable du gaz n'a pas lieu du tout.
Cette particularité consiste en principe dans une méthode de traitement particulière de l'huile de lavage libérée du ben- zol qu'on a ramenée jusqu'à présent directement à l'huile de lavage en circulation, comme on l'a indiqué au début, après en avoir éliminé .la naphtaline.
Suivant l'invention, on soumet le résidu de la distil- lation du produit préparatoire après sa libération de la naphtaline par refroidissement à une distillation indirecte,
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c'est-à-dire à une distillation dans un alambic chauffé au feu. Si l'on refroidit ce distillat à des températures in- férieures au point de congélation allant par exemple jusqu'à environ 150 C on constate que la naphtaline se sépare de nouveau du distillat. En soumettant ensuite le distillât ainsi libéré de la naphtaline à une distillation directe à la vapeur, on obtient ainsi comme distillat une huile légère, c'est-à-dire une huile plus légère que l'eau et qui contient en majeure partie du benzol, tandis que le produit primitif possédait un poids spécifique un peu supérieur à 1.
Le résidu de la distillation par le feu peut être ajouté à une distillation de goudron existant éventuellement. En déssé- chant alors le résidu de la distillation à la vapeur et en le soumettant à nouveau à une distillation indirecte, o'est- à-dire à une distillation au feu, on peut à nouveau éliminer la naphtaline de ce distillat par congélation, et obtenir par une distillation directe à la vapeur du produit libéré de la naphtaline à nouveau une huile légère consistant essentiellement en benzol.
Selon les conditions, on peut répéter une ou plusieurs fois cette opération en soumettant à une nouvelle distilla- tion par le feu le résidu donné de la distillation à la vapeur, en le libérant de la naphtaline par congélation et ainsi de suite. Ces opérations montrent donc qu'après chaque élimination de la naphtaline de l'huile de lavage, on peut extraire du benzol de cette huile ou, en d'autres termes, que la naphtaline qui se trouve dans l'huile de lavage est com- binée à une quantité de benzol proportionnellement élevée, laquelle n'est pas libérée uniquement par une distillation de l'huile de lavage à la vapeur seule.
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L'exemple numérique suivant fera mieux comprendre la signification pratique de l'élimination de la naphtaline de l'huile de lavage, que ce soit par un lavage préalable du gaz avant le lavage du benzol ou par son élimination de l'ensemble de l'huile de lavage libérée du benzol ou du résidu de la'distillation du produit préparatoire.
Une huile de goudron employée comme huile de lavage du benzol, produite dans la distillation du goudron dans la fraction passant entre 200'et 300 C et libérée de la naphtaline par refroidissement jusqu'à la température atmos- phérique dans les baos de refroidissement usuels, fournit l'analyse suivante : Point d'ébullition 192 C. 11 est passé: jusqu'à 200 : 6 %, jusqu'à 230 : 54 %, jusqu'à 250 : 73 %, jusqu'à 280 : 90 % du poids spécifique 1,02 à 15 C.
1500 car de cette huile furent soumis à une distillation à la vapeur et distillés jusqu'à l'apparition de naphtaline solide dans l'appareil refroidisseur du distillat. ON obtint 390 car d'huile légère flottant sur l'eau. Le contenu res- tant dans l'alambic à vapeur fut refroidi après un dessè- chement préalable à la température de -8 aucune élimi- nation de naphtaline ne se produisit. Une distillation à la vapeur répétée jusqu'à l'apparition de naphtaline dans le refroidisseur de distillat ne donna aucun distillat, Alors on distilla le contenu de l'alambic à la vapeur après des- sèchement dans un alambic chauffé au feu. Le distillat du point d'ébullition de 200 - 320 fut soumis à nouveau à la distillation à la vapeur, après prélèvement de naphtaline qui se sépara au cours du refroidissement.
De ce fait, on obtint à nouveau. 500 cm3 d'huile légère (d'un poids spéci-
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fique inférieu à 1) ; cette huile fut refroidie jusqu'à -4 et donna 30 gr de naphtaline et dans une distillation ultérieure au feu 450 om3 d'huile légère.
L'analyse de l'ébullition de l'huile (450 cm3) montra les valeurs suivantes : Point d'ébullition 1110 il est-passé : à 180 15 cm3 à,
EMI9.1
2200 20 em3, à 2300 : 330 oi3, à 2500 : 440 cm3.
Une distillation subséquente à la vapeur de ce produit donna 110 cm3 d'huile légère, de sorte qu'on obtint un total de 500 cm3 d'huile légère. Le traitement ultérieur de ces 500 CET d'hule légère par distillation au feu alternées, par congélation de la naphtaline et distillation à la vapeur donnèrent finalement 245 caS de benzol brut bouillant jus- qu'à 1800 et avec le point d'ébullition de 78 de sorte qu'on obtint à partir des 1500 -3 d'huile de lavage le total de 17 % de benzol brut.
Cette propriété de la liaison du benzol par la naphta- line explique donc pourquoi la détermination usuelle jus- qu'ici du benzol contenu dans l'huile de lavage enrichie par sa distillatipn au feu tonnait des valeurs fausses par rap- port au benzol absorbé réellement. Un exemple numérique mettra ceci également en évidence.
Un examen de l'huile de lavage enrichie et séparée suivant la méthode de distillation au feu usuelle jusqu'à présent, a donné les valeurs suivantes : Huile enrichie contenant 1,06 % de benzol brut, huile séparée " 0,26 % de benzol brut.
Cette même huile de lavage soumise à la nouvelle métho- de de distillation combinée par la vapeur et par le feu, a donné les valeurs suivantes :
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Huile enrichie contenant 2,2 % de produit purifié, huile séparée " 0,8 % de produit purifié, et ces 14 kgs de produit purifié par m3 d'huile de lavage correspondaient exactement à la quantité de benzol déterminée d'après la quantité des constituants volatils du combustible.
On peut obtenir ensuite une augmentation de la produc- tion du benzol dans la distillation du combustible, également par un autre régime de chauffage des chambres de distilla- tion par rapport aux méthodes de chauffage habituelles, en effeotuant la distillation du combustible au début, c'est- à-dire par exemple pendant 10 heures environ en chauffant les chambres du four le plus fortement possible et pendant le reste du temps en les chauffant au ralenti. Un chauffage renforcé au début doit permettre de porter la charge du four à la température finale usuelle d'une façon plus rapide que jusqu'à présent sans que celle-ci soit elle-même élevée.
Quand cette température est atteinte, elle doit être mainte- nue à cette valeur et dès l'instant où le contenu du four nécessite un moindre apport de chaleur, il faut diminuer conformément l'alimentation en combustible. Comme 1;expRrie ce l'a prouvé, un tel mode de chauffage permet d'accroître la teneur en benzol des produits volatifs d'environ 5 à
8% par rapport au mode de chauffage employé jusqu'à présent, d'après lequel les fours sont chauffés tout le temps d'une façon homogène et doivent être vidés de préférence à des intervalles tels que les fours situés les uns à c8té des autres soient vidés, chargés à nouveau et fortement chauffés dans des intervalles de temps les plus courts possible et qu'on subdivise l'ensemble de;
la batterie en deux rangées de manière à les alimenter progressivement dans le nome
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sens. la raison de l'augmentation notable du rendement en benzol dans ce cas réside probablement dans le fait d'une division du goudron qui se développe surtout dans la pre-
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miére 1:.1:"""" ;; la ..
REVENDICATIONS
1.- Procédé pour augmenter la production du benzol provenant des gaz de distillation de combustibles à l'aide d'une huile enlevant le benzol au gaz par lavage, caracté- risé en ce qu'on soumet le gaz avant le lavage du benzol, le cas éohéant en même temps qu'à un refroidissement, à un lavage avec des quantités d'eau d'importance telle que de ce fait on sépare du gaz, au moins la majeure partie des substances qui sont absorbées par l'huile de lavage et qui nuisent à l'absorption du benzol de l'huile de lavage ou à la séparation du benzol de cette huile.