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pour PROCÉDÉ DE TRANSFORMATION DES HYDROCARBURES.
La présente invention a peur objet un procédé de transformation des hydrocarbures consistant essentielle- ment à les faire'réagir aveo un acide sulfurique ayant une concentration.de 48 à 66 Bé'(densité 1,500 à 1,845)
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à des températures comprises entre 7.50 ..et 300 c, de façon à leur faire subir à la fois des réactions d'oxyda- tion, de cracking, de condensation, de cyclisation et de désulfuration ménagées. Les hydrocarbures transformés dis- tillent ou sont enlevés par entraînement en faisant passer dans le milieu de réaction un courant de gaz inerte,' d'air, de vapeur d'eau isolément ou réunis.
L'air et la vapeur d'eau produisent une oxydation partielle des hydrocarbures.
Il se forme d'autre part au sein du bain sulfurique un résidu charbonneux que l'on peut recueillir et transformer par lavage, à l'eau (et au besoin aux alcalis) et calcina- tion, en carbone très divisé et pur (genre carbon-black).
Pour réaliser la réaction de l'acide sulfurique avec les hydrocarbures à transformer, on peut procéder de plu- sieurs façons. On peut mélanger l'hydrocarbure à l'acide sulfurique, puis porter la mélange à la température voulue, entre 1500 C et 3000 C. on peut encore introduire l'hydro- carbure au sein de l'acide sulfurique chauffé et maintenu à la température voulue, en faisant barboter l'hydrocarbure dans cet acide. On peut enfin faire tomber peu à peu l'hy- drocarbure sur la surface de l'acide préalablement chauffé et maintenu à la température voulue.
La réaction est favorisée par l'emploi de catalyseurs constitués par des métaux ou des composés métalliques tels que : fer, nickel, cuivre, mercure, plomb, cobalt, alumine, soude, potasse, magnésie, etc...
La pression de distillation peut osciller au-dessous ou au-dessus de la pression atmosphérique sans entraîner-de perturbation dans les résultats. Mais il est fréquemment avantageux d'employer un vide partiel pour favoriser la distillation.
Suivant la température employée, la concentration de l'acide, et la durée d'action, on favorisera la formation
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des hydrocarbures ou celles du carbone, Si on se propose surtout d'obtenir des hydrocarbures, on ne dépassera pas, en principe, la température de 200 à 2500 C. Si on se pro- pose, au contraire, d'obtenir surtout du carbone, on pourra aller jusqu'à 2500 et 3000 C; et il sera fréquemment avan- tageux de poursuivre un certain temps le chauffage, une fois terminée l'introduction d'hydrocarbures.
Comme point de départ, on peut utiliser à titre d'hy- drocarbures à transformer tous les hydrocarbures possibles: acycliques ou cycliques, saturés ou non; essences, fuel-oil, gasoils, pétroles bruts, essence de térébenthine, essences végétales, etc... Les hydrocarbures obtenus varieront sui- vant les hydrocarbures à transformer,suivant la température de réaction, suivant les concentrations. Ils sont constitués, pour la plus grande partie, de composés à chaine fermée sa- turée ou non et ont, de ce fait, des propriétés antidéto- nantes remarquables. Ces liquides, qui présentent en géné- ral une certaine coloration, peuvent être avantageusement soumis à la rectification et donnent alors des liquides parfaitement limpides.
Ils contiennent principalement des hydrocarbures naphténiques, surtout monocycliques, avec un peu de paraffines, d'hydrocarbures aromatiques et très peu d'hydrocarbures éthyléniques.
Quant au carbone pulvérulent obtenu finalement, il jouit suivant le stade auquel on arrête l'opération, et le catalyseur mis en jeu, de propriétés adsorbantes ou absorbantes plus ou moins accentues, qui permettent de lui incorporer divers produits suivant les besoins. C'est ainsi que certaines qualités peuvent retenir du soufre en propor- tions plus ou moins'grandes (éventuellement celui qui pro- vient du pétrole ou de l'acide mis en jeu) ce qui les rend particulièrement aptes à la vulcanisation du caoutchouc.
De même ce carbone peut retenir des sels organiques ou @ minéraux qui lui permettent d'être utilisé comme engrais.
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EXEMPLES
1 / On prépare un mélange de 600 cmc. d'acide sulfu- rique à 65 Bé avec 200 cmc d'eau:-où l'on utilise directe- ment un acide de titre correspondant. On chauffe ce mélange à une température de 150 à 1800 C, et on fait tomber lentement à la surface, en une durée de 5 heures, 3 litres d'un gasoil ayant une densité de 0,844. On envoie en même temps au sein de ce bain sulfurique un courant d'entraine- ment constitué par un mélange d'air et de vapeur d'eau et l'on obtient 2420 cmc d'une huile blanche, même sans recti- fication, dont la densité est 0,835.
Il reste un résidu charbonneux susceptible d'être trans- formé en carbon-black.
2 / on prépare un mélange de 300 cmc d'acide sulfurique à 65 Bé avec 100 cmc d'eau. On chauffe ce mélange à une température comprise de 175 à 185 0 et on fait tomber lentement sur sa surface, en une heure, 100 cmc d'un pétrole de Venezuela (Vénézaelan orude oil) ayant une densité de 0,950. En même temps on fait passer au sein du bain sulfu- rique un courant d'entraînement constitué par un mélange d'air et de vapeur d'eau. On obtient 40 cmc d'un liquide contenant presque exclusivement des hydrocarbures mono- cycliques, d'une densité de 0,850 environ, et, après lavage et calcination du résidu solide, on peut recueillir aussi 40 à 50 gr. de ca.rbon-black.
3 / 250 cmc d'acide sulfurique à 65 Bé sont additionnés de 90 cmc d'eau. On ajoute 25 cmc d'un fuel-oil de Pechel- bronn (qualité commerciale 65 alsacien) ayant une densité de 0,940. On chauffe ce mélange et on le maintient pendant environ 1 heure 1/4 entre 1600 et 1900 0 en y faisant passer un courant de vapeur d'eau et d'air. On recueille, par fil- tration du bain puis lavage et calcination de la matière charbonneuse, 22 gr. de carbone pur. D'autre part, on
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recueille 5 à 7 cmc d'une huile qui a été entrainée. Elle est constituée, en majeure partie, d'hydrocarbures mono- cycliques.
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¯jù b' jj REVENDICATIONS f 2
Ayant ainsi décrit mon invention et me réservant d'y apporter tous perfectionnements ou toutes modifications qui me paraîtraient nécessaires, je revendique comme ma proprié- té exclusive et privative:
1 - Procédé de transformation des hydrocarbures carac- térisé par le fait que l'on fait réagir ces hydrocarbures avec un acide sulfurique ayant une concentration de 48 à 66 Bé, à des températures comprises entre 1500 et 3000 0 et que l'on recueille les hydrocarbures transformés et/ou le résidu charbonneux demeuré au sein du bain sulfurique.
2 - Procédé suivant 1 caractérisé par le fait que l'on facilite la distillation continue des hydrocarbures trans- formés au moyen d'un vide partiel.
3 - Procédé suivant 1 caractérisé par le fait que l'on fait passer dans le milieu de réaction un courant d'entrai- nement de gaz inerte, ou d'air, ou de vapeur d'eau, ou d'air et de vapeur d'eau agissant ensemble ou séparément.
4 - Procédé suivant 1 caractérisé par le fait que, pour provoquer la réaction, on mélange les hydrocarbures à l'acide sulfurique, après quoi on chauffe le mélange à la température voulue.
5 - Procédé suivant 1 caractérisé par le fait que l'on introduit les hydrocarbures au sein de l'acide sulfurique chauffé préalablement.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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for PROCESS OF TRANSFORMATION OF HYDROCARBONS.
The present invention relates to a process for the conversion of hydrocarbons consisting essentially of making them react with a sulfuric acid having a concentration of 48 to 66 Bé (density 1,500 to 1,845).
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at temperatures between 7.50 ... and 300 c, so as to subject them to both mild oxidation, cracking, condensation, cyclization and desulphurization reactions. The converted hydrocarbons distill or are entrained by passing a stream of inert gas, air, water vapor, singly or in combination through the reaction medium.
Air and water vapor produce partial oxidation of hydrocarbons.
A carbonaceous residue is formed in the sulfuric bath, which can be collected and transformed by washing, with water (and if necessary with alkalis) and calcination, into highly divided and pure carbon (like carbon-black).
There are several ways of carrying out the reaction of sulfuric acid with the hydrocarbons to be transformed. We can mix the hydrocarbon with sulfuric acid, then bring the mixture to the desired temperature, between 1500 C and 3000 C. We can also introduce the hydrocarbon into the sulfuric acid heated and maintained at the temperature desired, by bubbling the hydrocarbon through this acid. Finally, it is possible to gradually drop the hydrocarbon onto the surface of the acid which has previously been heated and maintained at the desired temperature.
The reaction is favored by the use of catalysts consisting of metals or metal compounds such as: iron, nickel, copper, mercury, lead, cobalt, alumina, soda, potash, magnesia, etc.
The distillation pressure can oscillate below or above atmospheric pressure without causing any disturbance in the results. However, it is frequently advantageous to employ a partial vacuum to aid in the distillation.
Depending on the temperature used, the concentration of the acid, and the duration of action, the formation
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hydrocarbons or those of carbon, If we mainly intend to obtain hydrocarbons, we will not exceed, in principle, the temperature of 200 to 2500 C. If we propose, on the contrary, to obtain mainly carbon , we can go up to 2500 and 3000 C; and it will frequently be advantageous to continue the heating for a certain time after the introduction of hydrocarbons has been completed.
As a starting point, it is possible to use, as the hydrocarbons to be converted, all the possible hydrocarbons: acyclic or cyclic, saturated or not; gasolines, fuel oil, gas oils, crude oils, turpentine, vegetable gasolines, etc. The hydrocarbons obtained will vary according to the hydrocarbons to be transformed, according to the reaction temperature, according to the concentrations. They consist, for the most part, of closed chain compounds, whether or not saturated, and therefore have remarkable anti-knock properties. These liquids, which generally have a certain coloration, can advantageously be subjected to rectification and thus give perfectly clear liquids.
They mainly contain naphthenic hydrocarbons, especially monocyclic, with some paraffins, aromatic hydrocarbons and very little ethylenic hydrocarbons.
As for the pulverulent carbon finally obtained, it enjoys, depending on the stage at which the operation is stopped, and the catalyst involved, more or less accentuated adsorbent or absorbent properties, which allow various products to be incorporated into it as required. It is thus that certain qualities can retain sulfur in greater or lesser proportions (possibly that which comes from the petroleum or the acid involved), which makes them particularly suitable for the vulcanization of rubber.
Likewise, this carbon can retain organic or mineral salts which allow it to be used as a fertilizer.
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EXAMPLES
1 / A mixture of 600 cmc is prepared. 65 Bé sulfuric acid with 200 cc of water: where a corresponding title acid is used directly. This mixture is heated to a temperature of 150 to 1800 ° C., and 3 liters of gas oil having a density of 0.844 are slowly dropped to the surface over a period of 5 hours. At the same time, a driving current consisting of a mixture of air and water vapor is sent into this sulfuric bath and 2420 cmc of white oil is obtained, even without rectification, whose density is 0.835.
A carbonaceous residue remains which can be transformed into carbon-black.
2 / a mixture of 300 cmc of 65 Bé sulfuric acid is prepared with 100 cmc of water. This mixture is heated to a temperature of 175 ° to 185 ° C. and 100 cmc of a Venezuelan oil (Vénézaelan orude oil) having a density of 0.950 is slowly dropped onto its surface over one hour. At the same time, an entrainment stream consisting of a mixture of air and water vapor is passed through the sulfur bath. 40 cmc of a liquid containing almost exclusively mono-cyclic hydrocarbons, with a density of about 0.850, are obtained, and after washing and calcining the solid residue, 40 to 50 g can also be collected. by ca.rbon-black.
3/250 cmc of sulfuric acid at 65 Bé are added 90 cmc of water. 25 cc of a Pechelbronn fuel oil (Alsatian commercial grade 65) having a density of 0.940 are added. This mixture is heated and maintained for approximately 1 1/4 hour between 1600 and 1900 0 by passing a stream of water vapor and air through it. 22 gr. Are collected by filtration of the bath followed by washing and calcination of the carbonaceous material. of pure carbon. On the other hand, we
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collects 5-7 cmc of an oil that has been entrained. Most of it is made up of mono-cyclic hydrocarbons.
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¯jù b 'jj CLAIMS f 2
Having thus described my invention and reserving the right to make any improvements or modifications that may seem necessary to me, I claim as my exclusive and private property:
1 - Process for the transformation of hydrocarbons characterized by the fact that these hydrocarbons are reacted with a sulfuric acid having a concentration of 48 to 66 Bé, at temperatures between 1500 and 3000 0 and that the transformed hydrocarbons and / or the carbonaceous residue remaining in the sulfuric bath.
2 - Process according to 1 characterized in that it facilitates the continuous distillation of the transformed hydrocarbons by means of a partial vacuum.
3 - Process according to 1 characterized in that one passes through the reaction medium a entrainment stream of inert gas, or air, or water vapor, or air and steam of water acting together or separately.
4 - Process according to 1 characterized in that, to cause the reaction, the hydrocarbons are mixed with sulfuric acid, after which the mixture is heated to the desired temperature.
5 - Process according to 1 characterized in that the hydrocarbons are introduced into the previously heated sulfuric acid.
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