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" Perfectionnements apportés aux procédés et installations pour l'obtention d'essenoe en partant d'hydrocarbures bruts"
L'invention est relative aux procédés et installations pour l'obtention d'essence en partant d'hydrocarbures bruts (raw orude oil ). pour le traitement d'hydrocarbures bruts, en vue de la production d'essence, il a été généralement d'usage jus- qu'ici de former, en partant d'hydrocarbures biuts,par distillation seule ou par distillation combinée avec une décomposition modérée en distillat propre à constituer la charge pour une opération de décomposition plus import site cette charge étant traitée, ensuite, à des conditions de chaleur et de pression oonvenant à la décomposition en vue de produire l'essence désirée.
Pour la mise en oeuvre d'un procédé de ce genre il a été généralement d'usage de séparer diverses fraotions d'hydrocarbures et de les considérer quel- que peu d'après la nature des sous-produits qui sont trai- tés, d'une matière plus appropriée, par des opérations indé-
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pendantes ou même olassés comme produits, pouvant être mis sur le marché sans subir un traitement ultérieur. Par exem- ple, une méthode bien oonnue oonsiste à séparer, des hydro- carbures bruts, une charge de gasoil qui est, ensuite, sou- mise à une déoomposition dans un traitement séparé, complète en elle-même,pour produire l'essence.
Cette essence, dans plusieurs cas, a été d'une nature telle qu'elle nécessite un autre traitement, tel qu'une réformation et une stabilisa- tion, pour former une essence finale répondant aux presorip- tions requises. De même, dans plusieurs cas, il a été trouvé désirable, avant la séparation du gasoil , de soumettre les hydrocarbures bruts à un tapin topping et de faire subir à la partie non-vaporisée, en résultant, une légère déoomposi- tion comme celle convenant à une réduction de viscosité, de façonna pouvoir augmenter la teneur en gasoil . Diverses au- tres opérations auxiliaires, pour le traitement d'hydrocarbu- res bruts en vue de la production d'essence, ont également été effeotuées dindépendamment.
L'invention consiste, prinoipalement, en un procédé unitaire, pour le traitement d'hydrooarbures bruts, suivant lequel toutes les opérations nécessaires à l'obtention d'un rendement maximum en essence, ayant un point final et les caractéristiques désirées, peuvent être réalisées en même temps au cours d'une série d'opérations se raccordant entre elles et combinées de matière telle qu'une dépense minimum en chaleur et une surveillance réduite soient nécessaires pour obtenir un rendement élevé.
En confinant toutes les diverses opérations, qui ont été effectuées jusqu'ioi individuellement ou suivant une combinaison incomplète quelconque entre elles, il devient possible d'utiliser plus avantageusement la oha- leur qui, sinon, serait perdue et également de réduire, à un faible taux, la main d'oeuvre et la surveillance néoessai- re au fonctionnement d'une installation pour la mise en
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oeuvre du procédé.
Plus spécialement l'invention consiste à combiner en un unique procédé unitaire , pour le traitement d'hydrooar- bures bruts, les opérations du topping des hydrocarbures burts, de la réduction de la viscosité--des hydrocarbures bruts traités par topping, de la déoomposition d'une charge de condensât propre , de la réformation de n'importe quelle partie nécessaire de l'essence obtenue en vue d'augmenter sa valeur anti-détonnante au point désiré, et de la stabi- lisation du distillat @@ d'essence résultant de ces opéra- tions, pour obtenir un produit final désiré ayant un point final et une tension de vapeur convenables.
Les particularités indiquées oi-dessus et d'autres ainsi que les avantages de l'invention, de même que la ma- nière de les réaliser apparaîtront clairement de la des- oription suivante à l'aide des) dessins ni-annexés.
Les fig. 1 et lA, de ces dessins, montrent, en étant juxtaposées, en élévation (parties en coupe) une installa- tion de décomposition combinée établie conformément à l'invention.
On a désigné par 1 une tour de vaporisation spontanée pour les hydrocarbures bruts; par 2 un évaporateur; par 3 un four réduoteur de visoosité; par un four pour phase de vapeur ; par 5 une chambre de digestion;par 6 un appareil de fraotionnement ; par 7 un séparateur de gaz primaire; et par 8 un stabilisateur.
La charge d'hydrocarbures , par exemple du pétrole brut du @@@@ Mid-Continent 37' est introduite par le,8 oonduit 9 et est refoulée, par l'action de la pompe 10, au travers des éohangeurs de chaleur 11, 12, 13, et 14 de façon que sa température soit devenue suffisante pour produi- re la vaporisation de naphte léger, par exemple plus ou moins 450 F. La quantité de naphte léger , ainsi @@@@@ varie selon la nature des hydrocarbures bruts et peut oor-
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respondre à environ 10 % à 30 % de la charge initiale,la densité de oe naphte pouvant être au voisinage de 67 à 71' A. P.I. par exemple 70' A. P.I.
Les hydrocarbures bruts, ainsi chauffés préalablement, sont ensuite introduits dans la chambre primaire 15 de la tour de vaporisation spontanée 1, dans laquelle des vapeurs sont dégagées. Cette chambre pri- maire oomporte des dispositifs de fractionnement tels que des plateaux à barbotage 16. Du naphte léger vierge est sou- tiré par le conduit de vapeu47 et, après avoir passé par un élément de l'échangeur de ohaleurll, traverse le con- denseur final 18 vers le réservoir 19. Du naphte léger vier- ge peut être soutiré du réservoir 19 et introduit, par le conduit 20 aveo son robinet 121, dans la partie supérieure de la chancre 15 pour la vaporisation spontanée, oomne fluide de reflux ou comme hydrocarbures refroidisseurs,par @@ l'intermédiaire de la pompe 21.
Les parties non-vapori- sées de la charge d'hydrocarbures bruts, qui peuvent être à une température de 410 -440 F. par exemple, passent de la chambre 15 dans la chancre secondaire 22, pour la vaporisa- tion spontanée, par le oonduit 23, avec robinet 23@ commandé par le niveau du liquide et qui sert à maintenir de niveau désiré dans la chambre 15.
Dans la chambre secondaire 22 se poursuit la vaporisation du liquide introduit, celle-ci étant produite principalement par le contact avec des vapeurs chaudes dérivées de l'appa- reil 24 pour la vaporisation spontanée du goudrcn, les va- peurs provenant de cet appareil 24 s'écoulant, vers le haut par le oonduit 25 et l'éohangeur de ohaleur 26, dans la par- tie inférieure de la chambre secondaire 22 et maintenant, dans celle-ci, une température par exemple de 520 à 575 F, de préférence d'environ 535 F. Ces vapeurs entrent dans la chant bre en dessus de plaques formant chicanes 27 alors que le li- quide non-vaporisé, provenant de la chambre primaire 15,en- tre au-dessus de ces plaques.
Les produits, vaporisés par la
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chaleur des vapeurs provenant de l'appareil de vaporisation spontanée du goudron, s'écoulent vers le haut par des pla- teaux de barbotage ou dispositifs analogues 28 et 29, des hydrocarbures refroidissants ou du fluide de reflux étant débités par des conduits 30 et 31, des robinets 33 et 34 servant à régler le débit du raflux ainsi fourni. Le fluide de reflux, débité par le oonduit 31, peut être du naphte lourd, soutiré du réservoir accumulateur 80 par une pampe 32, alors que le liquide introduit par le conduit 30 est, de préférenoe, un gasoil léger provenant d'un réservoir 38 et qui est refoulé par la pompe 58 et par le conduit 122 dans le conduit 30.
Un plateau collecteur 35, qui est établi en un point intermédiaire de la chambre sepondaire 22 juste au-dessus de l'entrée du conduit de reflux 30, sert à recueil- lir du gasoil léger propre, soutiré par le oonduit 37 et dirigé vers un réservoir 38. La température du liquide dans le collecteur peut être d'environ 450 à 550 F.,par exem- ple 475 F et la quantité de gasoil ainsi soutirée peut oor- respondre à environ 12% de la charge initiale, la densité du gasoil étant,par exemple, d'environ 36 A.P.I. Les va- peurs, s'échappant à la partie supérieure, peuvent être sou- tirées parle conduit 80 et sont introduites dans l'accumu- lateur 80 après avoir passé par le serpéntin oondenseur 180.
Les vapeurs, ainsi soutirées, sont constituées principalement par du naphte lourd ayant, par exemple, une densité d'environ 46 A.P.I. et peuvent correspondre, par exemple, à 19 % de la oharge initiale. @e liquide , non vaporisé et qui reste sur le fond de la chambre seoondaire 22,-- en étant oonstitué par des hydrocarbures bruts réduits oompreant du gasoil lourd et d'autres parties nonmvaportisées de la ohaxge brute ainsi que des parties condensées des vapeurs de la chambre de vaporisation spontanée du fuel-oil, ayant une densité d'en- viron 22 A. P.I. par exemple --, est soutiré par le conduit 39 et l'éohangeur de chaleur 26 et est refoulé par la pompe
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41, au travers du oonduit 40 et l'éohangeur de chaleur 42, en un point intermédiaire de l'évaporateur 2.
La tem- pérature des hydrooarbures bruts réduits est augmentée par la chaleur dérivée des éohangeurs de chaleur 26 et 42, avant leur introduction dans l'évaporateur. Par exemple, la tem- pérature des hydrocarbures lourds peut être d'environ 535 F sur le fond de la ohambre secondaire 22, d'environ 650 - 670 F après avoir passé par l'éohangeur de ohaleur 26 et d'environ 7002715 F après avoir passé par l'éohangeur de chaleur 42. L'augmentation de température , qui résulte du passage des hydrocarbures lourds au travers de ces éohan- geurs peut être plus ou moins élevée, que celle qui est indiquée, et elle dépend de la quantité et de la tempéra- ture des produits chauds ont on dispose pour l'échange de chaleur.
Ces hydrocarbures lourds entrent dans l'évapora- teur au-dessus des plaques à ohioanes ou autres dispositifs de fractionnement 43 et s'écoulent vers le bas par dessus ces plaques à l'encontre desvapeurs montantes de l'évapo- rateur, jusqu'au plateau collecteur 44.
Le liquide, recueilli sur le plateau collecteur 44, qui peut être séparé en fractions légères par de l'eau introduit par le conduit 44', s'écoule par gravité par le conduit 45 dans l'accumulateur 46, comportant un conduit à vapeurs 123 pour ramener, au besoin, des vapeurs à l'éva- porateur 2.
La quantité de liquide ainsi soutirée peut être constituée par exemple par environ 39 % d'hydrocarbu- res bruts réduits de la charge et 61% de la charge rame- née dans le cycle, bien que ces pourcentages puissent su- bir des variations dépendant de la change traitée et des conditions de fonctionnement. La quantité totale du liquide soutirée peut, par exemple, être approximativement 145 à 150 % bien que ce pourcentage puisse subir de grandes va- riations dépendant de la nature de la charge utilisée et des oonditions de fonotionnement en variant, généralement
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et par exemple, depuis moins de 100% à plus de 200% par rap- port à la charge initiale. La densité de cette charge oompo- sée, introduite dans le four réducteur de viscosité, peut être d'environ 22 A. P.I.
Les hydrocarbures peuvent passer du conduit 40 direotement dans cet accumulateur 46 par le oonduit 125 avec son robinet 126 qui peut servir, au besoin, au réglage.Le liquide recueilli dans l'accumulateur 46 est soutiré par le conduit 47 et refoulé par la pompe 48 au travers de serpentins chauffants du four réducteur de visco- sité 3. La température du produit, entrant dans le four, peut être approximativement la même que celle du liquide quand il est soutiré du plateau collecteur 44, c'est-à-dire 750 -800 F.
En entrant dans le four, la charge s'éooule sui- vant deux courants parallèles, contrôlés chacun/par un robinet à commande manuelle ou par un régulateur automatique de dé- bit 47' , d'ab@@d au travers de serpentins protégés dans la zone de convection 49 du four, qui est la plus proche de la ohambre de combustion, ensuite vers le haut par des serpn- tins chauffés par rayonnement dans la chambre de oonbustion 50 du four et finalement par un serpentin de digestion dans une partie plus @@iode 51 de la zone de oonveotion du four, oonurrement aveo les gaz brûlés, la température finale, atteinte par les hydrocarbures, étant suffisante pour pro- duire un degré modéré de décomposition,,
par exemple suffi- sante pour convertir les hydrocarbures en 8 à 10% d'essenoe et en 22-24% d'une charge pour le four pour phase de vapeur.
Cette température peut être de 840-880 F, environ 850 F étant généralement préférable. Le ohiffre de référence 163 désire une oloison interne du four.
Les hydrocarbures chauds, après avoir quitté le four 3, s'écoulent par le conduit 52 dans la partie inférieure de l'évaporateur 2, de préférence sans qu'il se produire une réduotion substantielle de pression. L'évaporateur fonction- ne, de préférenoe, à une pression modérée, par exemple à
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195-215 livres par pouoe carré.
Le chauffage de la charge dans le four réduoteur de viscosité provoque un degré modéré de décomposition et, pour cette rais en, les produits intro- duits par la base dans l'évaporateur, oontiennent des frac* tions légères qui s'évaporent, les vapeurs montant dans l'évaporateur . L'ascension des vapeurs est contrecarrée par les chicanes 53, établies en dessous du plateau collecteur 44 et le$ plateaux de barbottage ou autres dispositifs de fractionnement 54, établis au-dessus du plateau collec- teur, ainsi que par les chicanes 43 dont question plus haut.
Une charge, relativement propre, est introduite à la fois au-dessus des chicanes 53 par le conduit 55 et au-dessus des plateaux de barbotage 54 par le conduit 56, oomne fluide de reflux afin de provoquer le fractionnement des vapeurs mon- tantes. Le liquide introduit peut, avantageusement, être du gasoil léger, débité par un conduit d'alimentation commun 57 dans lequel les hydrocarbures, soutirés du réservoir 38 peur le gasoil, sont refoulés par la pompe 58. Des robinets 59 et 60 sont prévus pour contrôler la quantité du fluide de reflux admis.
Les vapeurs, qui lestent non-oondensées, s'échappent par le somment de l'évaporateur par le conduit de vapeur 61 à une température d'environ 750-760* F, par exem- ple, et sont introduites dans la tour de fractionnement ou
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de barbotage 6 en un point Jntermédiaire.es vapeurs montent alors dans la tour, en étant soumises au fractionnement par lesplateaux à chicanes 62 et les plateaux de barbotage 63.
Un conduit 64 est prévu pour'introduire un fluide de reflux léger et propre, tel que le gasoil léger susmentionné, dans l'appareil de fraction@@ment 6 en un point intermédiaire au-dessus des plaques à chicanes 62. Ce oonduit peut compor-
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/'[.t!.f-dht-U-1- ter un dispositif @@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@ réglable 6$ , par lequel la température des hydrocarbures introduits peut être modifiée, la valve 66 étant prévue pour régler la quan- tité du fluide de reflux admis.
Le liquide de reflux, pour @@@@
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les plateaux à barbotage dans la partie supérieure de l'ap- pareil de fractionnement, est obtenu en soutirant du liquide d'un plateau collecteur en dessous du sommet de la tour, en refroidissant ce liquide par un échange indirect de ohaleur aveo des hydrocarbures bruts dans l'échangeur de chaleur 13 et en ramenant le liquide refroidi au sommet de la tour.
Le oonduit 67 dans lequel circule le fluide de reflux, com- porte une pompe 68, un robinet de réglage 168 et un réfri- gérant auxiliaire 69 avec robinet de réglage 168' qui sert additionnellement à refroidir le liquide en circulation et à régler le point final de l'essence. Un dispositif à thermostat automatique 69' se:bt à maintenir oonstant le point final de l'essenoe dérivée de la tour 6, en augmentait la quantité de liquide passant par le réfrigérant 69, à la suite d'un accroissement de la température des vapeurs s'é- ohappant par la partie supérieure de la tour 6 et vioe-versa.
Cet appareil de fractionnement fonotionne de préférence, àune pression qui est sensiblement la même que oelle de l'évaporateur 2.
Les vapeurs d'essence, qui restent non-oondensées par le fractionnement dans la tour 6, s'échappent par le somnet de oelle-oi par le conduit de vapeurs 70 et s'éooulent, par le oondenseur 71, vers le separateur primaire de gaz 7. La tem- pérature des vapeurs, quittant la tour, peut, par exemple être d'environ 435 F et celle du liquide oondensé dans le séparateur de gaz 80 F. La partie inférieure de la tour de fractionnement 6 agit comme un réservoir de liquide du fait qu'au-dessus du niveau du liquide et en dessous de l'entrée de vapeur dans la tour sont prévus des plateaux de barbotage 72 et un collecteur 73.
Le collecteur reoueille une partie du oondensat de reflux de gasoil léger, foné au cours du frac- tionnement des vapeurs et ce condensatest conduit, en quan- tités désirées, ou bien direotement par la conduite de dé- charge 74 et l' éohangeur de chaleur 14 dans l'accumulateur
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38 pour le gasoil léger, ou bien par le conduit 75 et l'éohan - geur de chaleur 76 dans le réservoir 38 ou dais les deux à la fois. Le oondensat, ainsi soutiré, peut avoir une densité d'en- viron 25 A.P.I. une quantité suffisante étant enlevée pour maintenir le niveau constante dans le réservoir 38. Tout ex- oès de oondensat, non soutiré du collecteur 73, déborde dans la partie iféreure de l'appareil de fractionnement.
Les robinets 128 et 77 permettent le oontrôle néoessaire pour régler le débit ducondensat. De l'eau peut être introduite, dans l'appareil de fractionnement ou la tour de barbott/age
6 par le conduit 170 pour aider à la séparation des fractions d'essence du condensât de reflux. La température du liquide dans la partie inférieure de l'appareil de fractionnement peut être d'environ 700 F et celle du liquide dans le réser- voir 38 d'envirm 500 F. Des hydrocarbures additionnels peu- vent être introduits dans le réservoir 38 depuis une source externe par le oonduit 154, si nécessaire.
Une soupape réduo- trice de pression ou un orifice 78 sert à réduire la pression qui agit sur le oondensat, avant son introduction dans le réservoir 38, après avoir passé par l'éohangeur de chaleur
14, et une soupape ou un orifice analogue 79 agit d'une ma- nière similaire sur le oondensat après son passage au travers de l'échangeur de chaleur 76.
Du naphte léger vierge, provenant du réservoir 19, est refoulé, par le conduit 81 et par la pompe 21, dans le sépara - eu@@ teur de gaz primaire 7. Ce séparation de gaz peut être mainte nu à une pression, légèrement inférieure ocelle de la tour de fractionnement, par exemple 175 livres par pouoe oarré, quand la pression dans la tour de fractionnement est de 200 livres par pouce oarré. Le mélange du distillat d'essence, contenu dans le séparateur de gaz, est grossièrement débarras-- sé de gaz non-condensables, qui s'échappent par le oonduit des gaz 83 pendant que le distillat restant est soutiré hors du séparateur de gaz primaire et refoulé, par la pompe 84, le
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conduit 85 et l'éohangeur de chaleur 86, dans le stabilisa- teur 8.
Le distillat entre, en un point intermédiaire,dans le stabilisateur au-dessus d'une pluralité de plateaux de barbotage 87 et en dessous d'un nornbre plus grand de pla- teaux de barbotage 88. En dessous des plateaux de barbotage 87 est établi un collecteur 89 , qui sert à recueillir les produits liquides ayant été refoulés dans le oonduit 90 et l'échangeur de chaleur 76, par la pompe 91, le liquide étant ramené dans le stabilisateur 8 en dessous du oolleo- teur 89. L'éohangeur de chaleur 76 agit comme réchauffeur pour le distillat sur le fond du stabilisateur.
L'essence stabilisée, ayant le point final désiré réglé automatique- ment par le réglage des robinets 168 et 168' ,par exemple 4000 F, est soutirée du fond du stabilisateur par le oond&it 92, l'éohangeur de chaleur 86 et le réfrigérant auxiliaire 94, sous forme d'un produit final.
L'essence obtenue peut, au besoin être purifiée en phase de vapeur, en phase liquide, ou parun traitement par l'aoide, avant ou après stabilisation, de la manière usu- elle. Le point final de cette essence est déterminée par l'effetrefroidisseur du liquide introduit par le conduit 67 au sommet de l'appareil de fractionnement. Cet effet refroi- disseur est oontrôlé automatiquement par l'action du dispo- sitif thermostat!que 69' au sommet de l'appareil, qui règle la quantité de liquide ramenée au travers du serpentin réfri- gérant 69, par le fonotionnement des robinets 168 et)168' .
Les robinets 168 et 168' peuvent, évidemment, être commandés à la main, si on le désire. La chaleur, transférée par le distillat soutiré par le oonduit 92, par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur 86, augmente la température du dis- tillat introduit dans le stabilisateur. La température du distillat, entrant dans le stabilisateur, peut être approxi- mativement de 320 F. Des vapeurs et des gaz non-oondensa- bles sont soutirés, par le sommet du stabilisateur par le
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oonduit 95 et le réfrigérant 96 et le oondensat en résul- tant est introduit dans le réservoir de reflux 97. Les va- peurs, quittant la tour, peuvent avoir une température de
135 F, par exemple, alors que le liquide dans le réservoir de reflux, peut être maintenu à une température de 100' F, par exemple.
Du liquide peut être soutiré du fond du réser- voir 97 et refoulé, par le conduit 98, au sommet du stabili- sateur comme un fluide de reflux, La pompe 99 fournit la pression nécessaire et la quantitédde liquide ramenée par pompage, peut être réglée par un robinet réglaole 100. Du gaz stabilisateur eet soutiré, du sommet du réservoir 97, par le conduit 101.
Le oondensat de reflux, recueilli au fond de l'appareil de fractionnement 6 -- étant une charge pure, ayant une den- sité d'environ 25 A.P.r. et ayant une couleur d'environ
3 N.P.A., par exemple, de même qu'une teneur relativement faible en carbone, de préférence pas supérieure à 1 % pour l'essai Conradson -- est soutiré par le conduit 102 et refou- lé, par na pompe 103, dans le four 4 pour la phase de vapeur et la chambre de digestion 5, y raccordée, dans lesquels le condensât est soumis à une décomposition en phase de vapeur, de préférence à une température inférieure à 1.000 F et supé- rieure à 850 F, de préférence à 900-950 F et à une pression de 100 à 400 livres par pouce carré, de préférence 195 à 225 livres par pouce carré. La décomposition en essenoe,
par passe. est de préférence au voisinage de 15 à 20 %, la plus grande partie de cette conversion étant effectuée à des températures au-dessus de 850 F.
On a constaté que ces conditions de décomposition modé- rée donnent une essence ayant un pouvoir anti-détonant rela- tivement élevé sans formation simultanée de quantités exoes- sivement grandes de gaz fixes ou produits lourds tels que du goudron ou du ooke. Le degré anti-détonante de l'essenoe obtenue peut être augmenté, si on le désire, par acoroisse..
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ment de la température ou le pourcentage de la décomposi- tion en essence par passe. La charge pour la phase de va- peur peut, par exemple , être de l'ordre de 160 à 200 % par rapport à la quantité de la charge initiale pour l'instal- lation.
Une proportion considérable de produits,provenant du serpentin pour la phase de vapeur, peut être récupérée par condensation et ramenée dans le'cycle, cette quantité étant, par exemple, d'environ 70 % de la charge totale fournie au serpentin. La charge soumise à la déoomposition en phase de vapeur , est de préférence au moins aussi pure que celle indiquée plus haut, car des oharges moins pures tendent à former des dépôts préjudiciables de charbon dans l'installa tion de déoomposition.
Les produits déoomposés quittent le four et coulent dans la chambre de digestion 5 par le conduit 104, de pré- férenoe sans auoune réduction substantielle de pression.La chambre de digestion fonctionne, de préférence, à une pres- sion sensiblement la même que celle de l'évaporateur et de la tour de fractionnement, o'est-à-dire 195 à 225 livres par pouoe carré. Dans la chambre de digestion, une décompo- sition additionnelle a lieu, les vapeurs, soumises à la di- gestion, s'échappant à la partie supérieure par le conduit 105 et s'écoulant dans la partie inférieure de l'évapora- teur, à proximité du point où entre la charge décomposée provenant du réducteur de viscosité et en dessous du ni- veau des plateaux à chicanes 53.
La température des vapeurs quittant la ohanbre de digestion 5, est un peu moindre que celle des vapeurs entrant dans la chambre, par exemple en- viron 835 F, quand la température d'entrée est d'environ 935 F. Un liquide léger, pur et entièrement vaporisable, tel que du gasoil léger, est introduit par le soumet de la chambre de digestion, à proximité de la sortie de vapeur, afin d'éviter la formation de ooke dans le conduit pour les vapeurs. Ceci peut être effectué par le conduit 106, qui
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communique aveo le oonduit 57, aboutissant au réservoir 38 pour le gasoil léger.
Le conduit 57 oomporte un éohangeur de ohaleur 12 et le conduit 16 un éohangeur de ohaleur 93, de même qu'un réfrigérateur auxiliaire 107 de façon que la tem- pérature du gasoil, introduit dans la chambre de digestion, soit réduite à une valeur appropriée. Un conduit de liaison 106' aveo son robinet 107' , est prévu pour introduire des hydrocarbures froids directement dans le conduit pour les vapeurs, quand on désire faire un refroidissement addition- nel. Le serpentin 93, relié par le oonduit 93' au conduit 106 , sert à refroidir les hydrocarbures dans la chambre de digestion à proximité du point de raccordement du conduit de sortie 129 pour la circulation et;le soutirage, en enpê- ohant ainsi le dépôt de ooke à cette sortie.
Le oonduit 129, qui est utilisé surtout oomne conduit de circulation pen- dant la période de mise en marohe de l'installation, comporte un robinet 129' . La quantité d'hydrocarbures, passant par le serpentin de refroidissement, peut être réglée par l'in- termédiaire de robinets 130, 131' et 132'.
La charge passe, au travers du four 4 pour la phase de vapeur, en deux courants parallèles qui sont établis symé- triquement. Chaque oourant passe d'abord par un serpentin, chauffé par oonveotion, logé dans la partie plus froide 108 de la zone de oonveotion du four, en contre-courant avec les gaz du four, ensuite, vers le haut par un serpentin, chauffé par rayonnement, constitué par deux tubes reliés en parallè- le et logés dans les chambres de combustion 109 du four et, finalement , vers le'bas dans le même sens que les gaz du four, au travers d'un serpentin de digestion constitué par trois tubes reliés en parallèle et logés dans la partie plus chaude 110 de la zone de oonveotion du four. On a dési- gné par 166 et 167 des cloisons internes du four.
Le serpen- tin, chauffé par convection, augmente la température des
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hydrocarbures d'une manière relativement lente, alors que le serpentin chauffé par rayonnement augmente la température plus rapidement à une valeur plus élevée pour provoquer la décomposition et le serpentin de digestion maintient la température sensiblement oonstante à cette valeur. En quit- tant le four, les deux oourants se réunissent pour entrer dans la chambre de digestion. La pression d'entrée dans les serpentins pour la phase de vapeur peut être, par exemple, d'environ 420 livres par pouoe carré, et la pression de sor- tie juste suffisante pour refouler les produits décomposés dans l'évaporateur 2, o'est-à-dire environ 200 livres par pouce oarré.
La chute de pression dans les serpentins de dé- composition dépendrait, nécessairement, des caractéristiques physiques des serpentins particuliers utilisés.
La quantité de matières décomposées dans les serpentins du four pour la phase de vapeur peut être, par exemple 13 à 15 % par passe, alors que, par suite de la déoomposition additionnelle obtenue dans la chambre dedigestion 5, la quan- tité totale dematières décomposées en phase de vapeur, par passe, peut être un peu plus élevée, par exemple 18 à 19% .
Un résidu de goudron léger, ayant une densité, par exemple, denviron 16 A.P.I. , est soutiré du fond de l'é- vaporateur 2 par le oonduit 111, comportant une soupape ré- duotrice de pression 149, et est introduit dans une chambre 24, pour la vaporisation spontanée du goudron,'en un point intermédiaire dans une série de plateau à chicanes 112. La température des hydrocarbures dans cette ohambre de vapori- sation spontanée est un peu moindre que sur le fond de l'é- vaporateur, @@ c'est-à-dire 725 à 775 F.
Cette chambre est maintenue à une pression réduite, de préférence sensible- ment égale à la pression atmosphérique, et les vapeurs dé- gagées dans cette chambre s'échappent vers le haut,par le conduit de vapeur 25 et l'échangeur de chaleur 26, dans la
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partie inférieure d'une chambre de vaporisation spontanée se- condaire 22, de la manière décrite plus haut. Un reflux léger et pur, tel que du gasoil léger, peut être introduit au-des- sus des plateaux à ohioanes 112 par le conduit 113 relié au oonduit 122. Du fuel oil est soutiré du fond de la chancre de vaporisation spontanée 24 par le oonduit 155 comportant un réfrigérant 156 et une pompe 157.
Une partie du fuel oil re- froidi peut s'écouler en by-pass par le conduit de liais en 158 vers le conduit 113 pour être utilisé, si on le désire, oomne fluide de reflux, le réglage étant obtenu par le robinet 159. Un oonduit de liaison 160, aveo robinet 161, est égalema prévu pour permettre à du gasoil léger d'être introduit dans le conduit 155 pour réduire la viscosité du fuel oil. Un conduit 111' est prévu pour permettre aux vapeurs chaudes de l'évaporateur d'être introduites dans la chambre 24, si néoessaire, pour maintenir la température désirée. Le point de naccordement du conduit 111' à l'évaporateur est/plus éle- vé que oelui du conduit 111, de sorte que des vapeurs peu- vent être soutirées plutôt que des hydrocarbures liquides.
Le naphte lourd, accumulé dans la ohambre 80, est sépa- ré de se s produits légers,de la nature de l'essence, par l'intermédiaire d'un appareil de fractionnement ou stripper 131, dans le quel les vapeurs, provenant de la chambre 80, en- trant par l'intermédiaire du conduit 132. Les vapeurs frac* tionnées , de la nature de l'essence, s'échappent vers le haut par le conduit de vapeurs 133, sont condensées dans le serpentin 134 et recueillies dans le réservoir 135, alors que le oondensat de reflux est ramené de l'appareil de fiac- tionnement à la chambre d'accumulation 80 par le conduit 136.
Un conduit de soutirage 137, une pompe 138 et un conduit 139 avec robinet 141 sont prévus pour ramener l'essence du réser- voir 135 à l'appareil de fractionnement 131 comme fluide de reflux, et un conduit 140, comportant des robinets 142,sert à conduire l'essence de la pompe 138 au conduit 64 comme
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fluide de reflux dans la tour de barbotage 6, si on le dési- re. Le naphte léger, provenant de la chambre 19, peut être utilisé d'une manière analogue en ouvrant le robinet 82 dans le oonduit de liais en 82', plus spécialement pour la mise en marche de l'installation.
Du naphta lourd, qui a été strippé, ayant une densité d'environ 46 A.P.I., par exemple, est enlevé de la chambre d'accumulation 80 et refoulé, par la pompe 32, dans un conduit 114 aboutissant au serpentin réfo mateur 115, logé dans le four 4 pour la phase de vapeur. La température du naphte, en- trant dans le serpentin réformateur peut être de 200-300' F et sa température, à la sortie du serpentin et après son pas- sage dans le four, peut être de 950 à 1050' F, de préfé- renoe environ 1000F, en donnant une conversion d'environ 57 % en essence, à pouvoir anti-détonant élevé, 18 % de gasoil 5 % de fuel oil et 19 % de gaz. Les matières converties s'é- ooulent par le conduit 116 qui oomnunique aveo l'évaporateur 2 à un niveau sensiblement égal à oelui du conduit 52.
Pour le fonctionnement normal, il est préférable que le naphte lourd à reformer soit oelui séparé de lacharge brute, c'est-à-dire environ 15 % à 20 % de la charge brute, ce qui correspond à peu près à 10 % à 15 %, par exemple, de la quantité d'hydrocarbures utilisée pour le traitement rédua- teur de viscosité, mais dans certains cas il peut être dé- sirable d'augmenter cette quantité en y incorporant une par- tie ou la totalité de l'essence séparée de la charge, ou même d'ajouter du naphte provenant d'une source extérieure par le conduit 114' et la pompe 32'. L'ajoute d'un peu d'es- senoe augmenterait la valeur anti-détonante du produit final, obtenu dans l'installation mais tendrait également à augmen- ter les pertes de gaz et diminuerait autrement les qualités du produit.
Si en désire obtenir un produit final ayaune valeur anti-détonante plus basse, la quantité de naphte lourd
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réformé peut être moindre que la quantité totale séparée de la charge, De toute façon, la quantité de naphte réformé, introduite dans l'évaporateur, est petite par rapport à la quantité de charge foumie à oelui-oi par le four réducteur de viscosité et le four pour la phase de vapeur. Sur son pas- sage dans le four, le naphte, à être réformé, s'écoule d'aboid vers le haut par le serpentin 117 logé dans la zone de oon- veotion du four 4, ensuite par un serpentin 118 symétrique- ment disposé dans les zones de rayonnement du four.
Un liqui- de refroidisseur, tel que du gasoil léger, est introduit dans le conduit de transfert 116,à proximité dson point de raccordement au four, en vue d'empêcher la formation de ooke dans le oonduit. Le conduit 152, aveo robinet 153, relie , à cet effet, le conduit du gasoil 57 au conduit 116. Les températures de sortie du naphte réformé peuvent être maintenues constantes par le robinet 116' , réglé au- matiquement par la commande à thermostat 117', relié au conduit de transfert 116.
La pression sur le naphte, entrant dans le serpentin réformateur, peut être d'environ 800 livres par pouce carré et sa pression , à la'sortie du serpentin, peut être d'envi- ron600 livres par pouce carré, par exenple, la pression étant ensuite réduite, au passage au travers du robinet 206, à celle existant dans l'évaporateur.
Un conduit 143,avec pompe 144 et robinet de réglage 145, sert à faire circuler le liquide, recueilli sur le fond de l'évaporateur, par l'échangeur de chaleur 42, en chauffant ainsi la charge brute,après topping et passant par le oon- duit 40 tout en refroidissant suffisamment le liquide prove- nant de l'évaporateur, pour maintenir la température dudit liquide à une valeur inférieure à celle pour laquelle se pro- duit la fo @mation de coke, par exemple 810-830' F.
Le con- duit 143 peut communiquer avec le conduit 105 en différents points le long de ce dernier et désignés par 400, 401, 402
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et 403, de sorte que les hydrocarbures refroidis sont mélan- gés aux vapeurs chaudes provenant de la chambre de digestion 5 ou il peut communiquer directement avec le fond de l' évapora- teur . La baisse de température des vapeurs ohaudes,prove- nant de la'chambre de digestion 5, par suite de l'introduction d'hydrocarbures refroidis par le conduit 143 dans le conduit 105, peut- être d'environ 15 F, par exemple.
En introdui- sant des hydrocarbures réfrigérants, en une pluralité de points écartés le long du oonduit de vapeurs 105, on évite les dépôts locau x de ooke, qui tendent à se produire quand on a recours à un seul point d'introduction. En introduisant la charge réfrigérante en une pluralité de points on évite également le séchage de la charge réfrigérante dans le con- duit. La liaison 147 constitue un passage par lequel les produits déoomposés, provenant du fond de la chambre de di- gestion 5, peuvent passer directement du conduit129 dans le conduit pour le goudron léger 111, aboutissant à la cham- bre de vaporisation spontanée 24 en étant réglé par le robi- net 148.
Une liaison analogue 150, avec robinet de réglage 151, est prévue de façon que des quantités désirées de pro- duits déoomposés puissent être introduits directement dans la partie inférieure de l'appareil de fractionnement. Ces conduits sont utilisés principalement pendant la mise en marohe de l'installation.
Le four pour la phase de vapeurs comporte deux chambres de combustion ou zones de rayonnemnt, ohauffées séparément et indépendamment et une zone de oonveotion oonmune. Cha- oun des serpentins symétriques, pour phase de vapeur et 10- gés dans les zones 108 et 109 du four, comporte deux tubes reliés en parallèle, et chaque serpentin dans la zone de di- gestion 110 comporte trois tubes reliés en parallèle comme dé' jà indiqué.
Afin d'obtenir un degré égal de chauffage des hydrocarbures , passant par chaque circuit pour phase de va- peur, un régulateur de débit séparé 119 est prévu pour oha-
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que circuit et, en outre, un régulateur de température 120, établi de préférence à l'extrémité de la zone des serpen- tins chauffés par rayonnement qui se trouve juste avant sa liaison à la zone de digestion, est égalernent prévu pour chaque circuit.
Les Régulateurs de débit maintiennent un débit constant d'hydrocarbures au travers de chacun des circuits parallèles, alors que les régulateurs de tempéra- ture règlent la quantité de combustible fourni à ohaoune des chambres de combustion, de manière à assurer une tem- pérature de sortie constante convenable pour chaque circuit La température du naphte réformé est réglée indépendamment, si on le ,désire et comme décrit plus haut.'
Des robinets 200, 201, et 202 sont prévus pour régler le débit au travers des conduits avec lesquels ils ooopè- rent . Le robinet 202 peut être du type à réduction de pression , @@ si on le désire. Les robinets 47' servent au réglage primaire de la quantité d'hydrocarbures fournis au
203 four réducteur de viscosité.
Des robinets et 204 sont prévus pour régler le débit au travers des oonduits avec lesquels ils ooopèrent, alors que le oontrôle nécessaire pour le traitement de déoomposition en phase de vapeust effectué, en premier lieu, par des robinets 119. Le robinet 204 peut, si on le désire, être du type à réduotion de pression, alors que les robinets 205 et 206 servent à con- trôler lé traitement de réformation, tout réglage désiré de la pression étant effectué à l'aide du robinet 206.
Il est préférable d'avoir reoours aux températures et pressions mentionnées ci-dessus, pourles traitements de réduction de viscosité, de décomposition et de réformation, particulièrement pour obtenir de l'essence ayant approxima- tivement un nombre de 70 octane, en partant d'une charge telle que du pétrole brut du Mid-Continent de 37 A.P. I., toutefois des températures et des pression un peu plus ou
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moins élevées peuvent être utilisées, les conditions exactes étant déterminées, dans chaque cas, par la nature de la charge et par les oonditions requises pour le produit final désiré.
En outre, s'il est désirable, les pressions des différents traitements de décomposition peuvent être ajustées indépen- damment à des valeurs choisies pour obtenir des effets connus avec des charges individuelles à traiter. Le nombre octane et les autres caractéristiques du produit final désiré peuvent être réglés en faisant varier la température de déoomposi- tion, la déoomposition par passe des charges individuelles ou le degré total de décomposition de oes charges. Les fours, à circuits parallèles, tels que décrits, peuvent être rem- placés, si on le désire, par des fours usuels à circuit uni- que.
Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réa- lisation de ses diverses parties, ayant plus spécialement été indiqués ; en embrasse, au contraire; toutes les variantes.
Ci-dessous sont inniquées quelques unes des caractéris- tiques principales de l'invention.
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