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Procédé et appareil pour transformer les hydrocarbures lourds en hydrocarbures légers par dissolution.avec hydrocarbures gazeux et séparation en cascade
Les phénomènes suivants ont été observés par la Deman- deresse :
Toutes les huiles minérales se dissolvent entre elles en donnant lieu à un mélange homogène.
Si l'on verse de l'essence dans une huile lourde et cn procède ensuite à la distillation fractionnée du mélange, on n'obtient plus la même quantité d'essence intrcduite, et toute la masse est constituée par un hydrocarbure plus léger, qui entre en ébullition et distille tout à une température plus basse que l'huile lourde et à une température plus élevée que l'essence employées.
Si l'on fait fondre un hydrocarbure, solide à tempéra- ture et pression ordinaires, et on y ajoute un hydrocarbure liquide laissant ensuite le mélange se refroidir, on consta- tera que si la quantité (selon la qualité) du liquide a été assez petite, toute la masse sera solide; par cohtre, si la quantité de l'hydrocarbure liquide a été assez grande, toute la masse restera liquide. Dans aucun cas, au refroi - dissement à la température ordinaire, il ne se vérifiera une séparation de l'hydrocarbure préalablement solide de celui préalablement liquide. La masse devient toute solide ou toute liquide, c.à.d. elle reste homogène.
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Cela est dû au fait que, si l'on met ensemble deux ou plusieurs hydrocarbures, on n'obtient pas un mélange mais une solution des hydrocarbure's entre eux avec formation d'une nouvelle qualité de molécules homogènes et intermé - " diaires entre celles des huiles qui avaient été mises en - semble. Le nombre de ces molécules résultantes est égal à la somme du nombre des molécules des constituants. Ceci peut être représenté à titre d'exemple par les formules suivantes ;
C H + C H = 2 C H
15 32 5 12 = 10 22
EMI2.1
lj 32 5 12 - 7 16
4 C15H32 + C5H12 = 5 C13H28
On suppose d'introduire deux hydrocarbures liquides, même de densités très différentes dans un récipient étroit et haut muni de deux robinets, en haut et en bas, respec- tivement, et de les laisser reposer après les avoir mé - langés.
Si on soutire du liquide du robinet supérieur, on constate qu'il est identique à celui soutiré du robinet inférieur, des molécules d'une seule qualité ayant été formées. S'il n'était pas ainsi, les molécules plus lour- des seraient descendues en bas et celles ayant une den - sité mineure seraient montées en haut.
Si on fait bouillir dans une chaudière pendant un temps limité une masse d'huile et on condense les vapeurs en résultant, on obtient deux huiles différentes: une huile plus lourde restant dans la chaudière et une plus légère formée par les vapeurs condensées. Si on mélange ces deux huiles et on laisse refroidir, on obtient l'hui- le initiale.
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Si on a une huile qui à la distillation fraction- née entre en ébullition par ex. à 250 C. et est complète- ment distillée à 3500 C. et si on prend la fraction distil- lée par ex. entre 250 et 300 et on la soumet à une nouvel- le distillation, on constatera que cette fraction ne commen- cera pas à distiller à 2500 C. mais commencera à un point plus bas, par ex. à 2000 C. Ce fait confirme ce qui été ex- posé ci-dessus, c.à.d. que l'huile initiale était formée par une seule qualité de molécules et que la fraction prise par la distillation a formé des molécules d'une nouvelle qualité.
En.effet, si l'huile initiale et la fraction prise étaient, comme on le croit habituellement,seulement un mé- lange d'huiles, lorsqu'on distille à nouveau la fraction prise entre 2500 et 3000 C. la distillation devrait avoir lieu dans les mêmes limites et les même quantités, ce qui toutefois ne se vérifie pas. La nouvelle qualité de molé- cules qui s'est formée, caractérisée par les limites de distillation 250-3@0 C. est différente et plus légère que celle caractérisée par les limites de distillation 250-3500 C., considérant les deux fractions bien entendu à la même pression. De même, la molécule restante, distillée de 3000 à 350 C. sera plus lourde que celle initiale distillant de 250 à 350 C.
En vertu du phénomène susdit, il est évident que même en utilisant une huile lourde on peut, par des dis- tillations et séparations successives, parvenir à extraire une certaine quantité, naturellement beaucoup plus petite que la quantité initiale d'huile traitée, d'huile légère.
Cette séparation est définie par la demanderesse: sépara - tion en cascade.
On dénomme ici une huile plus lourde qu'une autre lorsque sa molécule contient un nombre plus grand d'atomes, particulièrement de carbone. En général, plus une huile est lourde, d'autant plus grande est sa densité et d'autant plus élevée est la température d'ébullition.
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La demanderesse a constaté que si on chauffe une huile à pression constante, ses molécules tendent à se séparer (non pas à se briser), de sorte qu'un certain nombre d'elles forment une huile qui à la température atteinte reste encore liquide, c.à.d. ces molécules de- viennent plus lourdes, tandis que les molécules restantes se transforment en une autre qualité de molécules qui à la température atteinte vaporisent, c.à.d. ces molécules deviennent plus légères. Naturellement le nombre total des molécules ne varie pas.
Par ex. si on chauffe -Un dodécane jusqu'à environ 253 , point d'ébullition du té- tradécane, on peut rapprésenter le procédé qui a lieu par la formule suivante: 20 12 il 26 = C14H30 + C10H22 liquide liquide vapeur
On en déduit qu'une masse d'huile maintenue toute à la même température et pression, tend à être formée par des molécules ou agrégats de molécules tous d'une seule qualité, cette qualité se modifiant par l'ébullition de l'huile. Pour la même huile, si on maintient la pression constante, la qualité des molécules liquides restantes est déterminée spécialement par la température plus éle- vée à laquelle l'huile a été fait bouillir. On peut ob- tenir, dans certaines limites, un résultat analogue en maintenant la température constante et diminuant la pres- sion.
La demanderesse a constaté qu'une huile plus lourde donne des vapeurs plus lourdes, tandis qu'une huile plus légère donne des vapeurs plus légères, et que les vapeurs qui se forment à une certaine température correspondent à la température à laquelle ils se forment, quel que soit le poids moléculaire de l'huile initiale, c.à.d. plus la température à laquelle elles se forment est basse, d'au- tant plus légères sont les huiles qu'elles donnent après
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condensation, et vice versa les vapeurs qui se forment à une température plus haute donnent des huiles plus lourdes.
Cela se vérifie toutefois seulement jusqu'à une température donnée,, au dessus de laquelle les molécules se brisent et même d'une huile très lourde on peut ob- tenir l'hydrocarbure le plus léger, c.à.dc le méthane.
Un hydrocarbure, soumis à des conditions appro priées, se transforme en d'autres hydrocarbures par un simple échange d'atomes entre les molécules qui en com- posent la masse, le nombre total des molécules restant invarié.
Cette transformation ne doit pas être confuse avec celle obtenue par la rupture des mclécules, car dans ce dernier cas le nombre des molécules augmente.
Si on met ensemble des hydrocarbures liquides diffé- rents, en maintenant la température et la pression in - variée, ces hydrocarbures tendent à former une masse ho- mogène de molécules d'une seule qualité4 Les hydrocarbures gazeux différents, ou les vapeurs d'hydrocarburés diffé-. rents, dans ces conditions et si un'autre moyen n'entre pas en jeu, restent destincts.
Un hydrocarbure est déterminé spécialement par le nombre total des atomes de carbone et d'hydrogène par rapport au nombre des molécules qui en composent la masse.
Cet hydrocarbure, porté à l'état liquide et laissé en repas de façon à ce que toutes ses molécules acquièrent la même température et tension, tend à être formé par une qualité unique de molécules. Si par contre on le chauffe, comme la masse ne peut être portéd toute simul.. tanément à la même température, ni portée brusquement à une température donnée, tandis que la température croit par degrés, quelques molécules de l'hydrocarbure devien- nent plus lourdes aux frais d'autres qui deviennent plus légères.
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L'hydrocarbure se transforme ainsi continuellement et de ce fait les hydrocarbures, même. en maintenant la soient ¯pression constante et bien qu'ils/initialement formés presque totalement par une seule qualité de molécules, ne vaporisent pas à une température unique du début à la fin, mais ils vaporisent à des températures crois- santes, à différence des liquides qui ne peuvent se transformer comme l'eau etc. et qui vaporisent totale- ment à une seule température. Ce fait, conjointement à celui qu'une huile peut en fournir d'autres par plusieurs moyens, a fait croire erronément jusqu'ici que chaque masse d'huile minérale soit toujours constituée par un mélange de plusieurs huiles, ce qui n'est pas exact.
En tenant compte de ce qui précède, un des principaux éléments caractérisants d'un hydrocarbure est donné par la température où la distillation fractionnée com- mence et se termine et par la manière d'où cette distil- lation s'accomplit.
La demanderesse a aussi constaté que si on commu- nique de la chaleur à une masse de vapeurs d'huiles mi- nérales en élévant leur température, il y a une tendance à la formation de vapeurs d'une huile qui bout à la tem- pérature atteinte, c.à.d. des vapeurs plus lourdes.
Cette transformation d'une partie des molécules s'ef- fectue aux frais des molécules restantes, qui deviennent ainsi plus légères, leur nombre global restant invarié.
Si on a par exemple des vapeurs d'huile, produites à
2150 point d'ébullition à pression normale du dodécane (C12H26) et on les chauffe jusqu'à 234 point d'ébullition du tridécane (C13H28), une partie des vapeurs se trans- forme en vapeurs de tridécane, tandis que la partie restante se transforme en des vapeurs d'endcane (C11H24) selon la formule: 11 24
2 C12H26 = C13H28 + C11H24
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Si .on refroidit ces vapeurs jusqu'à 196 ,point d'ébullition de l'endécane, les vapeurs plus lourdes se condensent à l'état liquide et seulement l'endécane reste à l'état de vapeur.
Si on chauffe à nouveau les vapeurs d'endecane - eette fois il suffire. d'aller à une tempé- rature plus basse que la précédente -on aura une deuxième séparation de vapeurs plus légères. On pourra ainsi ob- tenir par des séparations successives d'une huile donnée à l'état de vapeur une certaine quantité, naturellement plus petite de vapeurs d'une huile beaucoup plus légère, qui donneront après condensation une huile plus légère que l'initiale. On peut ainsi effectuer, aussi pour les vapeurs d'huile, une séparation en cascade, analoguement à ce qu'on effectue pour les huiles à l'état liquide comme mentionné ci-dessus.
En général, les hydrocarbures sont gazeux tant que leur molécule contient moins de 5 atomes de carbone; à
5 atomes ils commencent à devenir liquides (l'essence, plus légère est le pentane C5H12) et au fur et à mesure que le nombre des atomes de carbone augmente, les hydro- carbures deviennent légers, semi-légerrs, moyens, semi- lourds, lourds jusqu'à environ 2& atomes de carbone par molécule; à ce point ils deviennent solides à tempéra- ture et pression normales.
Conformément à ce qui précède on peut transformer les huiles lourdes en huiles légères en dissolvant dans elles des huiles légères, par ex. en mélangeant le nonadécane et le pentane en des parties proportionnelles à leur poids moléculaire on obtiendra du dodécane suivant la formules 19 40 C5H12 = 2 C12H26
On peut effectuer une transformation encore plus accentuée en dissolvant dans les huiles lourdes des hydrocarbures gazeux jusqu'à ce qu'on obtient de .l'essence très légère (pentane).
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On peut représenter cette opération par la formule sui- vante
2 C19H40 + 7 C H4 = 9 C5H12 méthane pour obtenir cette dissolution des hydrocarbures gazeux dans les hydrocarbures lourds, en appliquant les constatationzs et considérations ci-dessus, la demande- resse a trouvé plusieurs moyens; la dissolution est ob- tenue avantageusement non pas d'un coup, mais graduelle.- ment et en employant successivement des moyens diffé- rents .
La demanderesse a constaté encore que plus l'huile est lourde, d'autant plus facilement elle absorbe les hydrocarbures gazeux, de sorte que il est par ex. plus facile de passer d'un heptadécane (C17H36) à un endécane (C11H24) que d'un endécane à un heptane (C7H16).
En tenant compte de ce fait, on reconnaît l'utili- té de transformer une huile lourde jusqu'à un point donné, en séparer, préférablement par séparation en cascade, les essences, et soumettre le résidu redevenu lourd à une nouvelle transformation avec de la nouvelle huile lourde jusqu*au point convenable et ainsi de suite.
Un des moyens pour dissoudre des hydrocarbures gazeux dans un hydrocarbure liquide en vue de transformer ce dernier dans un hydrocarbure plus léger, est le bar- botement des premiers à travers le deuxième. La solution a lieu d'autant plus facilement et en des proportions d'autant plus grandes que l'opération est conduite à température plus basse et à pression plus élevée. La. température et la pression seront toutefois déterminées par la qualité de l'huile, en tenant compte qu'il est nécessaire do maintenir l'huile en traitement liquide et très fluide.
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La demanderesse a observé qu'une huile, en pré- sence d'un hydrocarbure gazeux, bout à une tempéra- ture plus basse que celle à laquelle elle entrerait. en ébullition en présence d'un gaz qui ne soit pas un hydrocarbure, par ex. de l'air. Ce phénomène a lieu d'une manière plus marquée si, outre la présence sur la surface du liquide en ébullition de l'hydrocarbure gazeux, on fait en même temps barboter aussi de l'hy- drocarbure gazeux à travers l'huile; le phénomène est encore plus accentué si le gaz doit barboter dans le liquide à travers des canaux forméspar de menues pièces de matériaux, telles que les anneaux Rachig, des billes de verre, ou autres, immersées dans le liquide dans une certaine épaisseur.
Le but visé est toujours d'effectuer le contact le plus intime possible entre les molécules de l'hydro- carbure liquide et celles des hydrocarbures gazeux traités.
Si on condense les vapeurs ainsi produites, on obtient une huile plus légère que celle qu'on obtien- drait en faisant bouillir la même huile sans la pré- sence de l'hydrocarbure gazeux; l'huile restant dans la chaudière est de même plus légère que si elle avait subi une ébullition normale, ce qui indique qu'une dissolution de l'hydrocarbure gazeux dans l'hydro - carbure liquide a eu lieu, de sorte que ce dernier est devenu plus léger.
En tenant compte des constatations et des considérations ci-dessus, la demanderesse a trouvé plusieurs moyens pour transférer les hydrocarbures lourds en hydrocarbures légers. On indiquer ces moyens ci-après et on décrira un appareil et son fonctionnement à titre d'exemple de leur réalisation pratique. r. alti.n
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La figure 1 montre le schéma général de l'appa- reil;
La figure 2 est la vue schématique d'une forme de construction modifiée de l'appareil pulvérisateur et catalysateur;
La figure 3 est une variante de la figure 2.
PHASE 1 = Le compresseur A, actionné par le moteur B, comprime dans le réservoir C un hydrocarbure gazeux passant à travers le tube 1. L'hydrocarbure gazeux est amené de C à travers le tube 2 au récipient à fermeture hermétique D, où il entre par en haut et cù se trouve l'huile lourde à traiter. L'huile lourde est poussée de D par le tube 8 en G à travers les tuyères c. Du tube 2 sont branchés les tubes 3 et 4 qui amènent le gaz en G à travers les tuyères c.
Ces tuyères ont la particularité suivante? comme l'huile est envoyée en G simplement par la pression supérieure existant en D, toute la pression du gaz, presque double de celle existant en G, sert pour pulvériser l'huile. Les tuyères c sont telles que le gaz vers la sortie rencontre tout autour sous un certain angle et en tourbillons le jet d'huile, et le pulvérise réalisant ainsi un contact forcé très .ample et intime entre les molécules de l'huile et du gaz, de sorte que ce dernier se dissout dans l'huile qui devient légère. Il est essentiel que la pression à laquelle l'huile est poussée dans les pulvérisateurs ne soit pas supérieure à celle du gaz, et qu'elle suive les variations de celle-ci.
Cela est obtenu en faisant de sorte que le gaz même transmette la pression au réservoir de l'huile.
L'huile ainsi rendue plus légère précipite dans l'autoclave F et le remplit jusqu'à une certaine hauteur. Dans le récipient F sont disposés des tubes
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catalysateurs d immersés complètement dans l'huile et ouverts de sorte que l'huile peut y entrer li- brement. Le catalysateur, qui est préférablement un catalysateur hydrogénant, est supporté', par des toiles métalliques, au dessous desquelles se trouvent les tuyères du gaz branchées du conduit 5. Le gaz passe ainsi à travers l'huile et la matière cata- lysante. Cette catalysation est considérablement facilitée par le mouvement rapide que la pression donne au gaz, de sorte que l'huile déjà plus légère sortant des tuyères ± devient encore plus légère dans les catalysateurs d.
Un dispositif très efficace pulvérisateur- catalysateur qui a donné des résultats pratiques ex- cellents est représenté à la figure 2.
Une tuyère de pulvérisation 20 pénètre dans une boîte cylindrique fermée hermétiquement 21 contenant entre deux diaphragmes perforés un catalysateur 22.
L'huila arrive à une pression n'excédant pas celle du'gaz et .sa pression suit les variations de pression du gaz, car c'est bien le gaz qui donne la pression au réservoir de l'huile. Le mélange de gaz et huile pulvérisée est ainsi forcé sous pression à travers le catalysateur; l'hydrocarbure gazeux se combine avec l'huile lourde, celle-ci est transformée en une huile plus légère et sort en bas à travers le tube 23.
A l'intérieur du cylindre 21 et' au dessus du catalysateur est fixé un anneau 24 qui en réduit considérablement la section, en vue d'éviter que l'huile projetée contre les parois s'écoule le long des mêmes sans passer à travers le catalysateur. Pour obtenir ce résultat on peut aussi disposer dans la boite 26 des diaphragmes 27 comme montré à la fig.3 de façon à faire suivre au mélange un parcours en zig- zag.
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Comme la chute de pression doit avoir lieu sur la pointe de la tuyère où le gaz viunt en contact avec l'huile, la soupape 25 du tube adducteur du gaz doit toujours être toute ouverte, tandis qu'on peut ouvrir plus ou moins da soupape 26 pour régler la quantité d'huile admise..
Ces dispositifs peuvunt remplacer les tuyères de pulvérisation c (fig.l dans la colonne G) ou bien être employés en même temps qu'elles, en les appliquant au dehors de la colonne , l'huile et le gaz en sortant étant fait barboter en F (fig.1).
Lorsqu'il est nécessaire de traiter à nouveau la même huile, on l'envoie à travers le tube 7 sous l'action de la pression en E, où on introduit égale- ment la nouvelle huile à traiter. Bien que l'obten- tion d'huiles légères soit possible à toute tempéra- ture et pression, elle s'effectue d'autant mieux que la température est plus basse et la pression plus élevée, de sorte que, l'huile devant être maintenue fluide, la basse température et la haute pression ont des limites qui varient suivant les huiles traitées;
maintes fois un réchauffement' sera même nécessaire- La pression en G est réglée par la soupape e du tube 15, à travers lequel sort le gaz admis et non dissout dans l'huile. Dans cette phase on a réa- lisé la transformation de l'hydrocarbure lourd en hydrocarbure plus léger par la pulvérisation et la catalysation de l'huile à l'état liquide préférable- ment à basse température et à haute pression.
Lorsque l'appareil doit être chargé, pour in- troduire l'huile de E en D, on ferme E où, par l'ou- verture du tube 9, il s'établit la même pression qu'en D, après quoi on ouvre le tube 10, à travers lequel l'huile passe par gravité de E en D.
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Après avoir rempli D, on referme 10 et puis 9 et on ouvre E vers l'extérieur de façon à y rétablir la pression atmosphérique.
PHASE II = L'hydrocarbure déjà plus léger, entre de l'autoclave F par le tube 6 dans l'autoclave H qu'il remplit seulement jusqu'à une certaine hauteur. Une boîte I est placée dans H et cette boîte est en - " tourée par une couche d'une certaine épaisseur d'an- neaux Raschig ou autre matière semblable qui couvre et toute la surface de Hlest immersée dans l'huile. Le tube 11 entre dans l'autoclave H et la parcourt jusqu'à la paroi opposée. Du gaz sous pression entre par ce tube, sort des trous qui y sont pratiqués et barbote à travers l'huile et les anneaux Raschig plongés dans l'huile. L'huile est maintenue en ébul- lition, tandis que la pression est réglée, au moyen des soupapes g et h à un degré suffisant à pene pour produire la circulation ci-après décrite.
Au lieu des anneaux Raschig ou en même temps qu'eux, on pourrait employer des tubes catalysateurs comme les tubes d déjà décrits. On effectue ainsi une trans- formation ultérieure de l'huile en hydrocarbure plus léger, car ilsse produisent des vapeurs plus légères que celles que l'on obtiendrait normalement de l'huile en ébullition en H, si les hydrocarbures gazeux n'é- taient pas présents. Il s'effectue aussi une sépara- tion, car les vapeurs produites sont éloignées et successivement condensées. Par effet de la séparation des vapeurs légères, l'huile restant en H devient au fur et à mesure plus lourde.
Pratiquement elle est beaucoup moins lourde que l'huile qui résulterait d'une ébullition normale, car le barbotement de l'hydrocarbure gazeux à travers l'hydrocarbure li- quide et les anneaux Raschig la rend considérablement plus légère.
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La vapeur produite, mélangée avec les gaz, entre dans la boite intérieure I à travers le con- duit 1 qui la guide aux catalysateurs pour gaz 1, formés chacun par plusieurs tubes concentriques, remplis d'une matière catalysante préférablement hydrogénante, à travers lesquels elle est forcée successivement par la pression. Il s'effectue ainsi la, catalysation des hydrocarbures gazeux avec les vapeurs de l'hydrocarbure liquide, de sorte que les molécules des enset de l'autre se dissolvent les unes dans les autres (solution gazeuse) tendant à former des molécules d'une qualité unique, intermédiaires entre celles des gaz et des vapeurs, ces dernières devenant correspondamment plus légères.
Le mélange de gaz et de vapeurs plus légères passe de I, par le conduit P, en L. Il est convenable de réchauffer l'autoclave de façon à chauffer non seulement le liquide mais aussi les vapeurs afin que leur tempé- rature ne descende pas. L'ouverture de i doit être sensiblement plus haute que le niveau du liquide pour éviter que ce dernier puisse y pénétrer dans le cas de formation d'écume. Les vapeurs des hydro- carbures liquides qui sont plus lourds que &es hy- drocarbures gazeux et les gaz qui ordinairement les accompagnent (hydrogène, oxyde de carbone etc.) ont des difficultés à s'élever jusqu'au point d'y pénétrer.
Pour éviter cet inconvénient on couvre le conduit i par un tube V de section beaucoup plus large fermée supérieurement, qui arrive par son bord inférieur beaucoup plus bas que l'ouverture de i et peu au dessus du niveau de l'huile. De la partie supérieure de V sort un tube p' de section réduite qui descend jusqu'à environ 5 centimètres au dessus du bord inférieur de Va Le tube p' sert pour mainte- nir la pression en V égale en tout cas.à celle de H.
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Le fond supérieur du tube V est au moins 15 centi- mètres au dessus de l'ouverture' do 1. i et V peuvent être inclinés de toute manière voulue. de niveau
Au fur et à mesure que le liquide descend/en H par effet de l'ébullition, on en fait entrer d'autre par 6. Lorsque, après un certain temps d'ébullition, l'huile restant en H est devenue assez lourde, on l'envoie sous pression par le tube 13 en E où elle se mélange avec la nouvelle huile lourde, pour ren- trer dans le cycle.
'PHASE III = La pression existant en L est moindre que celle en H, et les vapeurs entrant en L et se dilatant se refroidissent un peu et laissent préci- piter les vapeurs plus lourdes. Le condensé qui se recueille ainsi en M passe par le tube 14 dans le réservoir U. Il s'effectue ainsi la première sépara- tion de cette phase. Comme L est chauffé tout autour une température fixe plus élevée que celle des va- peurs, celles-ci se chauffent à nouveau et passent dans la boîte thermostatique N, dans laquelle on maintient à l'aide des soupapes thermostatiques usuelles ou de toute autre manière convenable, une température fixe plus basse que celle de L.
Les va- peurs se refroidissent ainsi à nouveau et les va- peurs plus'lourdes formées en L par le réchauffement se condensent et vont par le tube 17 en U, tandis que les autres vapeurs devenues plus légères aux frais de celles devenues plus lourdes qui se sont condensées, vont en 0; il s'effectue ainsi la deuxième séparation de cette phase. Les vapeurs atteignent en 0 une température supérieure à celle de N, mais infé- rieure à celle de L; elles passent de 0 dans la deuxième boîte thermostatique P, où elles sont sou- mises à une autre séparation comme en N.
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Les vapeurs condensées en P vont également par le tube 18 en U. Si nécessaire on peut naturellement effec- tuer encore d'autres séparations.
L'huile lourde recueillie en U est envoyée, en fermant les tubes 14, 17, 18 et ouvrant le tube 16 pour donner de la pression si nécessaire, en E par le tube 12, mélangée avec de la nouvelle huile lourde et ramenée dans le cycle.
Les vapeurs résultant de toutes les transfor- mations et séparations en P sent condensées dans le condensateur R. Le condensé, avec les résidus gazeux, passe dans le chambre S d'où il tombe dans le réser- voir T, tandis que les gaz sortent du tube 19 placé au dessus. La pression en L, M, N; 0, P, R, S, qui doit être préférablement très proche de celle atmo- sphérique, est réglée par les soupapes h, m, n.
Les résidus gazeux sortant de 15 et de 19, s'ils ne sont pas épuisés en hydrocarbures, peuvent être ren- voyés dans le gasomètre V et, mélangés avec les nouveaux gaz, ramenés dans le cycle. Par ex., si on utilise un gaz composé totalement d'hydrocarbures, la quantité, naturellement assez moindre que celle entrée, sortant de l'appareil, est encore toute uti- lisable. Pour donner une idée des pressions et tem- pératures nécessaires, on donnera l'exemple suivant :
On suppose de transformer en hydrocarbure léger un hydrocarbure très lourd qui commence à bouillir au dessus de 300 C.
On maintient dans la colonne de pulvérisation G et en F une pression de 10 atmosphères environ.
Pour maintenir l'huile bien fluide, il faudra la chauffer à 40 C. environ.
La pression des réservoirs C et I devra être de 20 atmosphères environo
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Dans l'autoclave H la pression ne sera pas supérieure à 5 atmosphères environ.
La température doit être telle qu'elle donne lieuà la production de vapeurs, ce qui peut être contrôlé par des dispositifs prévus sur l'appareil dans ce but.
Comme règle générale la température ne doit pas excéder 200 C.
La pression en L,M,N,C,P,R,S ne sera pas supé- rieure à 2 atmosphères.
La température en L sera de 160 environ, en N de 110 environ, en 0 de 135 environ, en P de 60 environ.
Lorsque le gaz (mélange gazeux) admis dans l'appareil est très riche en hydrocarbures gazeux, pour l'épuiser le plus possible avant de le décharger à l'extérieur, lorsqu'il sort de la colonne de pul- vérisation G, au lieu de le décharger on l'introduit par un déplacement convenable des tubes dans l'auto- clave H, au lieu ou avec le gaz frais.,
Un autre mode encore plus convenable d'utilisa- tion du gaz est le suivant.
Comme la demanderesse a constaté que dans l'autoclave H (à chaud) ils se ferment aussi des hydrocarbures qui sont gazeux à la température ordinaire, tels que le butane, le propane, l'éthane etc., il est convenable de les re - cueillir et dans ce but, au lieu de faire passer le gaz frais d'abord par la phase I (récipients G et F), on le fait arriver directement dans l'autoclave (phase II, à chaud) et les vapeurs et les gaz sor- tant du condensateur R sont amenés à la phase I (à froid) où ils se combinent avec l'huile lourde à traiter, la rendant plus légère au moyen des pulvérisateurs c et des catalysateurs à froid d.
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L'ordre du cycle est ainsi inverti, phase II, phase III, phase I; phase II etc., De cette manière, natu- rellement lorsque l'appareil est continuellement en fonction l'huile lourde à traiter, avant de passer en H, est toujours encore préalablement transformée en huile plus légère en G et F, non pas au moyen de gaz frais, mais au moyen du gaz en excès qui ne s'estpas combiné -en H ot des vapeurs en H formées et non condensés dans la phase III. Ce mode de fonctionnement à inversion est obtenu dans l'appa- reil par un simple déplacement de tubes.
Lorsque les vapeurs sortant de h sont des va- peurs d'huile déjà assez légère, au lieu de la sé- paration en cascade, il est utile de les recueillir par la compression. Dans ce but les vapeurs sortant de l'autoclave H à 5 atmosphères environ sont amenées à un compresseur qui les comprime jusqu'à 20-30 at- mosphères dans le condensateur R duquel on recueille les huiles légères. Les résidus gazeux sont amenés à l'extérieur au moyen du tube 19 ou bien à la phase
I selon que l'on travaille par la méthode directe ou par inversion.
Le procédé cidessus décrit est applicable à tous les hydrocarbures sans distinction, soit de la série grasse soit de la série aromatique, et on peut employer tous les hydrocarbures gazeux même s'ils sont mélangés avec d'autres gaz, comme il arrive par exemple dans le gaz illuminant usuel.
Si les hydrocarbures lourds sont chauds, on les réchauffe pour les faire fondre et si nécessaire on les mélange avec des hydrocarbures liquides, En utilisant des huiles lourdes de la série grasse, la Demanderesse a obtenu de l'essence; en utilisant celles de la série aromatique, on a obtenu du benzole, ce qui est ex- pliqué par les formules qui suivent:
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2 C19H40 + 7 C H4 = 9 C5H12
EMI19.1
2 C 14 H 10 + 3 C 0 H4 4 C6H6 C 7 He
En traitant une huile lourde de la série grasse avec les gaz non saturés, comme par ex. l'acétylène, on a obtenu un liquide égal approximativement à ce- lui formé par un mélange d'essence et de benzole, ce qui est expliqué par la formule suivante:
C19H40 + 4 C2H2 = 3 C5H12 + 2 C6H6
Ce procédé ne laisse aucun résidu et,sauf les impuretés, l'huile traitée se transforme totalement ce qui est expliqué par les réaction qui ont lieu.
Toutes les usines qui traient les pétroles bruts et qui effectuent les procédés de dissociation (cracking) obtiennent comme résidus du fortes quan- ti.tés d'huiles très lourdes et d'hydrocarbures ga- zeux, et cela peut se dire aussi des cokeries qui donnent comme résidu du goudron, des huiles de goudron et des hydrocarbures gazeux, qui se peuvent transformer tous en benzole. Il y a aussi des pé- troles bruts tellement lourds qu'il ne vaut pas la peine de les traiter par les meilleures méthodes connues jusqu'ici, des huiles de schistes etc. et des jets naturels abondants d'hydrocarbures gazeux.
Toutes ces huiles peuvent être transforma en essence par le procédé suivant l'invention.