BE394267A - - Google Patents

Description

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  "Procédé d'utilisation de brai, goudron, de résine d'acide et d'autres matières combustibles". 



   L'invention concerne un procédé d'utilisation de brai, goudron, de résine d'acide et d'autres matières combus- tibles par chauffage à l'abri de l'air, en particulier pour la production de combustibles liquides pour moteurs. Ce procé- dé se distingue essentiellement, d'une part, des procédés de cokéification par lesquels on produit du coke sous une forme cohérente, et d'autre part des procédés de pyrolyse (cracking) pour lesquels il est essentiel, pour que ces procédés puissent 

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 être utilisés industriellement, d'éviter la formation de quantités appréciables de résidus solides de la nature du coke. 



   On peut utiliser le procédé conforme à l'invention par exemple pour tirer parti des brais et résines d'acides de toutes sortes qu'on obtient au cours du raffinage des produits du naphthe et qui non seulement sont sans valeur, mais encore extrêmement gênants. Grâce à l'invention on a réussi à obte- nir, à partir de ces matières, des hydrocarbures liquides légers, c'est-à-dire un produit de grande valeur. 



   Le procédé convient aussi en particulier pour l'uti- lisation d'huiles lourdes de peu de valeur et de matières bi- tumineuses ainsi que de produits analogues qu'on obtient au cours du traitement du naphthe ou du charbon. 



   Les hydrocarbures obtenus par ce procédé sont en particulier des combustibles très volatils pour moteurs, rap- pelant l'essence et de haute qualité, et notamment antidéto- nants. 



   On connaît un procédé d'utilisation de résine d'aci- de dans lequel les composés organiques du soufre sont décompo- sés par l'action de l'air à chaud, la totalité du soufre étant transformée en anhydride sulfureux et en anhydride sulfurique. 



  Le but principal de ce procédé est de soumettre le mélange gazeux obtenu à un traitement ultérieur pour fabriquer de l'acide sulfurique. La substance organique est transformée en grande partie en coke et'seules de petites parties peuvent être obtenues sous forme d'hydrocarbures liquides. Dans ces conditions la nature des hydrocarbures obtenus est nécessaire- ment médiocre. On connaît également un procédé de traitement de résines d'acides suivant lequel ces résines sont chauf- fées avec précaution, graduellement, et par échelons pour 

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 éviter toute formation d'écume. 



   Contrairement à ces procédés connus la caractéristi- que essentielle du procédé conforme à l'invention, est que la matière sur laquelle on opère, c'est-à-dire par exemple les résines d'acides, est introduite dans une cornue chauffée jusqu'au rouge, puis chauffée à l'abri de l'air et gazéifiée. 



  On a reconnu que la température appropriée varie entre   7000   et 800 . 



   Lorsqu'on introduit la matière de départ dans la cornue chauffée au rouge, cette matière se transforme en ma- jeure partie en vapeurs d'hydrocarbures, sous l'action du chauffage rapide, en particulier sous l'action du rayonnement calorifique des parois de la cornue et on n'obtient, en plus des cendres, que peu de résidus dé la nature du coke. Une par- tie notable des vapeurs d'hydrocarbures qui s'échappent peut être séparée par fractionnement sous forme de combustibles pour moteurs de grande valeur dont les propriétés physiques et les propriétés chimiques sont semblables à celles des bon- nes essences de pyrolyse. 



   Ainsi qu'on l'a déjà dit, le procédé est basé sur l'utilisation d'un chauffage exceptionnellement rapide de la matière première dans une chambre de gazéification dont les parois sont portées à une haute température et agissent prin- cipalement par rayonnement sur la matière première. Pour aug- menter la surface rayonnante et réduire les épaisseurs de cou- ches traversées par le rayonnement, on peut utiliser des garni- tures intérieures montées dans la chambre de gazéification et qu'il faut également porter à une haute température. 



   En plus du chauffage rapide il faut nécessairement que la matière contenue dans la chambre de gazéification soit maintenue en petites quantités et ne reste que peu de temps   @   

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 dans cette chambre. On a constaté qu'en choisissant convena- blement les conditions de travail on réussit à gazéifier une matière quelconque en très peu de temps de façon qu'il ne reste qu'un résidu solide et sec. 



   On a reconnu également qu'un mode d'application par- ticulièrement approprié du procédé conforme à l'invention consiste à introduire la matière dans la chambre de gazéifi- cation sous une forme finement divisée, résultat qu'on peut obtenir en particulier par pulvérisation de la matière liqui- de, ou rendue liquide, à travers des gicleurs ou par d'autres moyens connus. 



   Dans l'application du procédé conforme à l'invention il faut que la grosseur des gouttes, l'intensité du rayonne- ment et la durée de séjour soient accordées entre elles de fa- çon que les granules du résidu soient suffisamment traités lorsqu'ils sortent de la chambre de gazéification. On peut régler aussi la durée du séjour dans la chambre de gazéifi- cation et le passage des gouttelettes par l'introduction de gaz n'exerçant aucune action nuisible sur la matière gazéi- fiée. 



   Il est en outre essentiel que les gouttes qui circu- lent au centre de la cornue, c'est-à-dire qui sont les plus éloignées des radiateurs, reçoivent un rayonnement suffi- samment intense. C'est pourquoi il ne faut pas que la densi- té des gouttes devienne assez grande pour que le rayonnement soit absorbé trop fortement avant d'atteindre le centre de la cornue;d'autre part pour que le procédé soit économique, il faut que la densité admissible pour les gouttes et par con- séquent le débit admissible de la chambre de gazéification soient suffisamment utilisés. C'est pourquoi l'une des ca- ractéristiques particulières consiste à tenir compte de l'a- bsorption du rayonnement dans la chambre de gazéification A remplie de gouttes. 

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   EXEMPLE DE   REALISATION.   



   La cornue de gazéification est constituée par un tuyau vertical en fer de 40 cm d'ouverture et de 3 m. de hau- teur. Dans cette cornue chauffée à 750 C on introduit, par le haut, au moyen d'un gicleur, du brai de pétrole fondu, avec un débit de 60 kg/heure. La grosseur des gouttes est de l'ordre de grandeur de 0,1 mm et la durée de leur séjour dans la cham- bre de gazéification est de l'ordre de grandeur d'une seconde. 



  La pression qui règne dans la cornue est la pression atmos- phérique. Pour régler la pulvérisation et le mouvement de la matière dans la chambre de gazéification on utilise les gaz d'échappement qui se produisent pendant la décomposition. 



   Un avantage important du procédé consiste en ce que les vapeurs produites dans la chambre de gazéification peu- vent être soumises, sans condensation préalable, à un traite- ment thermique subséquent quelconque (pyrolyse), et que la température, la durée du séjour et la forme de la chambre de pyrolyse utilisée pour cette opération sont, dans une grande mesure, indépendantes des conditions de gazéification et peu- vent être choisies en conséquence. Comme les conditions optima de la gazéifification et de la pyrolyse sont généralement très différentes la division du traitement thermique en deux parties permet un mode opératoire plus avantageux que lors- qu'on maintient les mêmes conditions pendant tout le chauf- fage. Suivant le cas, la chambre de gazéification et la chambre de pyrolyse peuvent se trouver dans deux fours dis- tincts ou dans un même four. 



   Dans bien des cas il est avantageux de séparer, avant leur entrée dans la chambre de pyrolyse, les granules de rési- du qui se sont formés dans la chambre de gazéification. Les 

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 séparateurs peuvent être constitués par les dispositifs con- nus; la vidange peut avoir lieu d'une façon continue ou dis- continue. Il convient en général de séparer les granules de résidu lorsqu'ils sont secs, c'est-à-dire de maintenir le sé- parateur à une température tellement élevée que les vapeurs de goudron ne puissent pas se condenser. Lorsqu'il y a peu de cendres, le carbone qui forme le résidu restant est un sous-produit précieux. 



   Le procédé peut être appliqué à la pression ordinai- re ou sous une pression élevée. Lorsqu'il n'est pas possible de les utiliser autrement,les sous-produits peuvent être renvoyés dans l'opération. Ceci est :en particulier le cas aus- si (contrairement aux procédés de pyrolyse usuels) pour les huiles lourdes et pour les produits distillés de la nature du goudron ou du brai. Lorsque les matières de départ ne peuvent pas être transformées sans inconvénient par simple chauffage en un liquide mobile, l'addition de produits de la distillation peut aussi contribuer à faciliter la pulvéri- sation. 



   Pour recueillir ou pour recueillir et éliminer les granules résiduels, on peut utiliser, suivant l'invention, des récipients particuliers et des défourneuses à fonction- nement continu ou intermittent servant à extraire les granu- les résiduels.   On   dispose à cet effet d'un nombre suffisant de types connus. 



   Pour supprimer d'une façon pratiquement complète le dégagement d'acide sulfureux pendant la décomposition de brai d'acide ou de résine d'acide dans la cornue chauffée au rouge, on mélange intimement la résine   d' acide,   conformément à l'in- vention, avant le traitement thermique, avec des quantités 

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 d'additions basiques en excès en présence d'eau, et on traite le mélange à la température d'ébullition de l'eau ou à une température un peu plus basse,. jusqu'à ce que le dégagement des gaz (acide sulfureux et acide carbonique) soit terminé. 



  On réussit ainsi à effectuer une neutralisation complète et à faire en sorte que les gaz qui se dégagent s'échappent en courant régulier sans formation d'écume gênante. 



   Bien qu'il se produise généralement, pendant la neutralisation, un mélange en forme d'émulsion de l'eau et de la résine, on réussit, par des moyens mécaniques, à séparer ultérieurement l'eau en excès du mélange neutralisé, ce qui fait que la résine d'acide neutralisée peut être amenée pres- que anhydre au traitement ultérieur dans la cornue fortement chauffée. Les additions basiques suivantes peuvent par exem- ple être utilisées: chaux éteinte, craie, dolomie,¯magnésie, carbonate de sodium. 



   EXEMPLE DE REALISATION ---------------------- 
Délayer 10 kg de craie dans 20 litres d'eau chaude et ajouter   graduellement,   en remuant continuellement, 20 kg de résine d'acide (provenant du raffinage de l'huile de graissage). Lorsque le dégagement violent de gaz se ralentit, continuer à remuer à chaud jusqu'à ce que le dégagement de gaz soit terminé. Après refroidissement, décanter l'eau en excès et exprimer la résine d'acide neutralisée, pour la dé- barrasser du reste de l'eau. 



   Il est parfois avantageux de mélanger la résine d'acide neutralisée avec d'autres matières pyrolysables avant de l'introduire dans la cornue, parce que le rendement en hydrocarbures de grande valeur peut ainsi atteindre une va- n 

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 leur plus élevée que lorsque le traitement a lieu séparément. 



  En outre, le mélange intime de la résine d'acide neutralisée avec une quantité suffisante d'huiles permet d'obtenir ce résultat qu'il se produit une émulsion fluide et très mobile qui, comme d'autres liquides, peut être pompée à travers des tuyaux et pulvérisée à travers des gicleurs. On peut utiliser à cet effet des huiles lourdes quelconques en particulier aussi les huiles lourdes obtenues dans le traitement de la résine d'acide dans les barillets de cornue. 



   EXEMPLE DE REALISATION ---------------------- 
Délayer à chaud dans de l'huile lourde de la résine d'acide neutralisée; proportions du mélange . 120 kg d'huile pour 100 kg de résine d'acide brute contenue dans le produit de la neutralisation. Il se produit une émulsion stable et très mobile à 90 C. 



   Dans l'application du procédé tout le soufre conte- nu dans la résine d'acide reste dans le résidu de la cornue et il est ainsi rendu inoffensif à la seule exception de celui qui est contenu sous forme d'hydrogène sulfuré dans les gaz qui se dégagent et qui peut être absorbé par des méthodes connues après la condensation des combustibles liquides dans des épurateurs de gaz. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'utilisation de brai, goudron, résine d'acide et d'autres matières combustibles liquides ou rendues liquides, par traitement thermique, caractérisé par le fait qu'on introduit les matières dans une cornue chauffée au rouge, puis qu'on les chauffe et qu'on les gazéifie à l'abri de l'air. <Desc/Clms Page number 9>

   2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la matière en traitement est transformée en vapeurs d'hydrocarbures et en coke en un seul passage à tra- vers la chambre de travail, principalement par rayonnement partant des parois fortement chauffées de la chambre de tra- vail, et avantageusement à l'état de division fine.

   3.- Variante du procédé suivant les revendications 1 et 2, variante dans laquelle les hydrocarbures obtenus sont soumis à une dissociation, caractérisée par le fait que les vapeurs sortant de la chambre de gazéification dans l'appli- cation du procédé suivant les revendications 1 et 2 sont ame- nées, sans être condensées, à une deuxième chambre de four dans laquelle ont lieu des transformations des vapeurs pro- duites, en particulier la transformation de matières peu vo- latiles en matières plus volatiles (pyrolyse).

   4. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, carac- térisé par le fait qu'on accorde entre elles la grosseur des gouttes de la matière de départ finement divisée, l'inten- sité du rayonnement et la durée du séjour de la matière dans la chambre de gazéification, de façon que les granules du résidu soient suffisamment traités et épuisés lorsqu'ils sor- tent de la chambre de gazéification.

   5. - Procédé suivant les revendications 1 à 4, carac- térisé par le fait qu'on donne au diamètre de la cornue et à la densité spécifique des gouttes dans la cornue des valeurs telles qu'on obtienne dans la cornue de gazéification une distillation uniforme de toute la matière.

   6. - Procédé suivant les revendications 1 et 2, ca- ractérisé par le fait que les granules résiduels entraînés sont séparés du courant de gaz chaud avant d'entrer dans la chambre de pyrolyse. <Desc/Clms Page number 10>

   7. - Procédé suivant les revendications 1 à 6, carac- térisé par le fait qu'on mélange avec la matière de départ les huiles lourdes obtenues dans le traitement des produits de la gazéifification.

   8. - Procédé suivant les revendications 1 à 7, carac- térisé par le fait qu'on règle la durée du séjour des goutte- lettes de la matière en traitement ou des vapeurs qui se sont formées, dans la chambre de gazéification, en introduisant des gaz ou vapeurs inertes.

   9. - Procédé suivant les revendications 1 à 8, carac- térisé par le fait que les gaz obtenus au cours du traite- ment des produits de la gazéification, gaz qui ne peuvent pas être condensés en combustibles liquides pour moteurs sont utilisés pour la pulvérisation de la matière de départ ou réintroduits dans l'opération à d'autres endroits.

   10.- Procédé suivant les revendications 1 à 9, ca- ractérisé par le fait que la matière à traiter est introdui- te par un ou plusieurs gicleurs dans une cornue pouvant être chauffée.

   Il.- Procédé suivant la revendication 1 ou l'une des revendications 2 à 10, pour la fabrication d'hydrocarbures liquides à partir de résine d'acide, procédé caractérisé par le fait que la résine d'acide est mélangée en excès, en pré- sence d'eau, avec des additions basiques, de préférence de la chaux éteinte ou du carbonate de chaux, et traitée à des températures allant jusqu'au point d'ébullition de l'eau, après quoi la résine d'acide est chauffée et gazéifiée à l'abri de l'air dans une cornue chauffée au rouge.

   12.- Procédé suivant la revendication 11, caractéri- sé par le fait que l'eau est séparée mécaniquement avant l'introduction du mélange dans la cornue.

   @ <Desc/Clms Page number 11> 13.- Procédé suivant les revendications 11 et 12, caractérisé par le fait que la résine d'acide préalablement traitée est mélangée avec une huile avant l'introduction dans la cornue.

   14. - Procédé suivant les revendications 11 à 13, caractérisé par le fait que la résine d'acide préalablement traitée est transformée, par son mélange intime avec une quantité suffisante d'huile, en émulsion fluide très mobile.

   15. - Procédé suivant les revendications 11 à 14, ca- ractérisé par le fait que les huiles lourdes obtenues au cours de la décomposition de la résine d'acide sont utilisées et mélangées avec la résine d'acide préalablement traitée.