BE400393A

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Publication number: BE400393A
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Description

"Procédé pour la préparation de carburants"
La présente invention se rapporte à un procède perfectionné pour produire des carburants non détohants pour moteurs à combustion interne, et particulièrement des carbu- rants de sécurité.

On a déjà proposé d'employer comme carburants pour moteurs à combustion interne des fractions du pétrole bouillant. dans des zones de température relativement élevées, par exemple l'huile d'éclairage. Toutefois, ils tendent à détoner dans le ,moteur lorsqu'on emploie des taux de compression élevés. Afin

d'éviter ce désavantage on ajoute à ces huiles des quantités considérables de benzol ou similaire, produisant ainsi toute- fois un carburant dont la composition est instable et dont la courbe d'ébullition n'est pas convenable à cause des consti- tuants volatils qu'il renferme, ce qui, par exemple, ne convient guère pour servir dans les moteurs d'aviation.

De plus, les propriétés indésirables des constituants à point d'ébullition élevé que renferme un tel carburant se manifes- tent désagréablement pendant leur emploi.

Or on a trouvé qu'on obtient un carburant possèdant des propriétés admirables, distillant dans la zone comprise entre 130 et 2400C. et avantageusement ,entre 150 et 220 C. en soumettant des mélanges d'hydrocarbures dont au moins 80 % en volume bouillent au-dessus de 150 et au-dessous de 240 c. et qui sont en majeure partie constitués par des hydrocarbures aromatiques à une hydrogénation de raffinage sous pression.

De préférence, il faut que la totalité de la matière première bouille au-dessus de 130 C., et le mieux est encore que les zones d'ébullition des matières premières soient entièrement comprises entre 150 et 220 C.

D'ordinaire, les produits obtenus par cette hydrogé- nation de raffinage sous pression ne demandent aucun fraction- nement avant leur emploi, mais en certains cas il peut y avoir avantage à séparer des fractions ayant des zones d'ébullition indésirables, par exemple les têtes, qu'on peut si on le désire employer à d'autres usages. Pour autant qu'on sépare certaines fractions celles-ci ne constituent cependant qu'une proportion relativement faible du produit principal.

Une façon particulièrement avantageuse de mettre à exécution le procédé suivant l'invention consiste à diviser @

un mélange d'hydrocarbures composé en majeure partie d'hydro- carbures aromatiques, par exemple du benzol brut.ou du benzol lourd, en une fraction à zone d'ébullition relativement éle- vée, par exemple comprise entre 130 et 220 C., et une fraction à zone d'ébullition inférieure, par exemple inférieure à 1300C.. On soumet la fraction à zone d'ébullition supérieure à une hydrogénation de raffinage sous pression suivant l'in- vention,tandis que la fractionà zone d'ébullition inférieure peut être soumise, si on le désire, à un raffinage par d'autres procédés chimiques, par exemple au moyen d'acide sulfurique.

Comme matières premières on envisagera les fractions de goudrons de houille répondant aux spécifications susindi- quées, en particulier le benzol lourd, ou les fractions lour- des du type essence répondant aux dites spécifications et tirées du goudron primaire de houille ou de produits de l'hy- drogénation destructive de la houille, ou des fractions lour- des du type essence répondant aux dites spécifications et obtenues en craquant des huiles à des températures très éle- vées ou provenant de la fabrication du gaz d'huile.

On effectue l'hydrogénation de raffinage sous pression dans des conditions telles qu'à peu près seuls les composés non saturés contenus dans les matières premières soient hydrogénés et que les impuretés telles que les compo- sés du soufre et de l'oxygène soient éliminés, tandis que les noyaux, par exemple des homologues du benzène que contient le benzol lourd, ne subissent aucune hydrogénation, ou ne la subissent qu'à un faible degré. De ce fait la séparation de . dépôts caoutchouteux et les constituants résinifiants sont également éliminés ou rendus inoffensifs.

L'hydrogénation de raffinage sous pression s'effec- , Que de la manière la plus avantageuse en présence de cataly-

seurs réfractaires à l'empoisonnement par le soufre. Comme exemples de substances catalytiques à envisager on peut mentionner les composés des métaux lourds du 6ème groupe du système périodique, spécialement le molybdène et le tungstène, ainsi que le chrome ou l'uranium, ou les composés de l'étain, du vanadium,du Manganèse, du rhénium, du titane, du zirconium, du zinc, du cadmiun, de l'aluminium ou du cobalt. On peut employer avec un avantage particulier les oxydes, hydroxydes, sulfures,halogénures ou carbonates de ces métaux.

Les substan- ces catalytiques peuvent être supportées par des véhicules, comme par exemple du charbon actif, du menu coke de lignite, de l'alumine, etc.. Ces substances sont avantageusement rappor- tées sur le véhicule à l'état colloïdal. On peut aussi les mélanger mécaniquement avec le véhicule ou les précipiter sur lui à partir d'une solution comprenant la substance cataly- ticiue.

Les pressions employées pour l'hydrogénation de raffinage sont ordinairement supérieures à 20 atm. et en géné- ral de préférence supérieures à 50 atn. On envisagera généra- lement des pressions d'environ 100, 200, 300, 500 et en cer- tains cas même 1000 atm. Avec des catalyseurs suffisamment actifs on peut employer des pressions d'environ 40 atm.

Les températures employées sont ordinairement comprises dans la zone de 200 à 450 C., de préférence entre environ 300 et 410 C., par exemple entre 340 et 390 C.

Les gaz destinés à servir dans la réaction peuvent être constitués par de l'hydrogène seul ou par des mélanges en contenant, par exemple un mélange d'hydrogène et d'azote, ou du gaz à leau, ou de l'hydrogène mélangé avec de l'anhy- dride carbonique,, de l'hydrogène sulfuré, de la vapeur d'eau, @

ou du méthane ou autres hydrocarbures.

La quantité d'hydrogène qu'on maintiendra dans la chambre de réaction et dans les pièces y attenantes s'il y a lieu varie considérablement suivant la nature des matières premières particulières traitées ou suivant le résultat en vue. En générale on peut employer ZOO, 600., 1000 2000 m3m d'hydrogène ou plus, mesuré dans les conditions normales de température et de pression, par tonne de matière carbonée traitée. La quantité minimum d'hydrogène employée par tonne de matière carbonée est d'environ 100 mètres cubes d'hydrogène.

L'hydrogénation de raffinage s'effectue avantageu- sement avec des gaz hydrogénants en circulation.

Il est particulièrement avantageux d'opérer en in- troduisant continuellement de la matière preméree à raffiner dans le récipient de réaction et en en retirant continuelle- ment les produits raffinés. Au besoin, on peut employer plusieurs récipients de réaction dans lesquels, au besoin, on peut faire régner des conditions différentes de températu- re ou de pression ou des deux et dans lesquels on peut aussi employer des catalyseurs différents.

En général, on effectuera l'hydrogénation destruc- tive de raffinage en faisant passer la matière à raffiner, en même temps que le gaz hydrogénant, sur un catalyseur et d'or- dinaire dans la phase de vapeur. Dans certains cas on peut aussi mettre le procédé en oeuvre dans la phase liquide ou au-dessus de la température critique, dans une phase très analogue à la phase liquide, et en ce cas il peut y avoir avantage à maintenir le catalyseur en suspension. Le cataly- seur peut alors être présent en quantités très faibles.

L'avantage du procédé suivant la présente invention réside dans le fait que, pratiquement sans pertes dues à la gazéification, on peut produire un excellent carburant pour

moteurs d'aviation. Comparativement aux procédés de raffinage connus dans lesquels on opère avec des agents de raffinage chimiques, comme par exemple l'acide sulfurique, l'avantage réside dans le fait qu'il ne se produit pratiquement aucune perte de rendement.

Les produits obtenus suivant la présente invention peuvent également être mélangés avec d'autres carburants, par exemple pour anélorer l'indice d'octane de leur courbe d'é- bullition, ou on peut les employer comme solvants, par exemple dans les compositions à usage d'enduits.

L'exemple ci-âpres mettra mieux en lumière la fa- çon dont la présente invention peut être mise en oeuvre, mais il doit être entendu que l'invention ne se limite pas à cet exemple.

EXEMPLE
Diviser par distillation du benzol brut en deux constituants dont l'un bout jusqu'à 160 C. et l'autre de 160 à 2200C. Raffiner la fraction relativement volatile par l'acide sulfurique d'une manière connue en soi. On obtient avec un rendement de 83% en poids un benzol raffiné qu'on emploie seul ou en mélange avec de l'essence comme carburant pour moteurs d'automobile. Faire passer la fraction moins volatile en même temps que de l'hydrogène à 370 C. et sous une pression de 200 atgm. sur un catalyseur composé d'acide molybdique, d'oxyde de zinc et de magnésie dans des conditions telles qu'il ne se produise pas de dédoublement ou d'hydrogénation des noyaux aromatiques.

On obtient un benzol lourd complète- ment épuré dont la zone d'ébullition est comprise entre 150 et 225 C. et qui convient admirablement comme benzol d'aviation ou comme complément pour les essences d'aviation.

Claims

RESUME EMI7.1 ----.1----,,-- 1.- Procédé pour produire des carburants intéres- sants, consistant à soumettre à une hydrogénation de raffinage sous pression des mélanges d'hydrocarbures dont au moins 80 % en volume bouillent au-dessus de 150 C. et au-dessous de 240 C. et qui sont composés en majeure partie d'hydrocarbures aromatiques.

2.- Les matières premières bouillent entièrement entre les limites de 130 et de 240 C 3.- Les matières premières bouillent entièrement entre les limites de 150 et de 220 C.

4.- La matière première est du benzol brut ou du benzol lourd dont au moins 80 % en volume bouillent au-dessus EMI7.2 de 15zoo. et au-dessous de 2400C* 5.- On divise le benzol brut ou lourd en une fraction à zone d'ébullition supérieure, par exemple comprise entre 130 et 220 C.m et une fraction à zone d'ébullition inférieure, par exemple inférieure à 130 C., on soumet la fraction relati- vement peu volatile à une hydrogénation de raffinage sous pres- sion et, le cas échéant, on raffine la fraction relativement volatile par des procédés chiniques ordinaires.

6.- On effectue 1.'hydrogénation de raffinage en présence de catalyseurs comprenant des composés de métaux lourds du Sème groupe du système périodique ou de composés de l'étain, du vanadium, du manganèse, du rhénium, du titane, EMI7.3 du zirconi'Ul#, du zinc, du cadmium., de l'altmrlniun ou du cobalt.

7.- On opère à des températures comprises entre 300 et 4109 c. <Desc/Clms Page number 8>

8.- A titre de produits industriels nouveaux, les carburants et solvants obtenus par le procédé de raffinage décrit ci-dessus.