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procédé et appareil pour la distillation et le cracking des goudrons, huiles et hydrocarbures analogues, avec fractionnement.
La présente invention se rapporte aux procèdes et appareils pour la déhydration, la distillation et le cracking des goudrons, huiles et hydrocarbures analogues.
D'après la présente invention, le nouveau procédé et le nouvel appareil pour la déhydration, la distillation et le cracking des composés cités plus haut, sont caractérisés en ce que la déhydration, la distillation, le cracking et le fractionnement des produits de la distillation sont effectués d'une manière continue, en une seule opération et dans un seul appareil, sans condensation et réchauffement intermé- diaires, et avec décharge d'un brai homogène et conforme au graderequis.
Pour préciser les idées, le procédé et l'appareil d'après la présente invention seront d'abord décrits tels qu'ils sont appliqués à la déhydration, distillation, cracking et fraction- @
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nement du goudron et des produits de sa distillation.
Une forme d'exécution préférée de l'invention, dans le cas particulier précité, est représentée à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé en une figure schématique:
La figure est un schéma montrant l'arrangement d'une installation appropriée aux besoins du cas particulier choisi comme exemple.
La matière brute, qui, dans l'exemple choisi, est donc du goudron, est emmagasinée dans le réservoir A d'où elle passe dans un économiseur de chaleur B où elle est préalable- ment échauffée par la chaleur des vapeurs s'échappant de la colonne de fractionnement C. Le goudron s'écoule par une conduite I dans la chambre de mélange D, la quantité de goudron entrant dans cette chambre étant réglée par un robinet K qui est ouvert par un thermostat à, une température déterminée.
A son entrée dans cette chambre, le goudron est immédiatement mélangé avec du brai chaud, qui effectue sa déhydration et la distillation partielle de ceux de ses constituents dont l'ébullition se fait à une température relativement basse, et dont les vapeurs passent, par une conduite au sommet de la chambre D, dans une colonne de fractionnement C. Le mélange de goudron partiellement distillé et de brai descend au fond de la chambre D d'où il est envoyé par une pompe E dans une cornue tubuaire à goudron F, avec une vitesse qui est indé- pendante de la quantité de goudron qui se trouve actuellement dans l'appareil. Dans cette cornue, le goudron se décompose et les produits qui résultent de cette décomposition passent dans une chambre de vaporisation G où leur cracking a lieu.
Les vapeurs s'échappent de la chambre G par la conduite Z et se rendent dans la colonne C, tandis que le brai est recueilli dans la partie inférieure de la chambre G et de là s'écoule dans la chambre D par deux conduites J et H. Le brai coulant par la conduite J descend directement au fond de la chambre D, tandis que celui qui coule par la conduite H entre dans cette chambre à son sommet, précisément là où entre le goudron brut, @
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préliminairement échauffé par son passage dans l'économiseur B, et se mélange avec lui, comme on l'a déjà décrit* Le brai et le goudron s'accumulent dans la chambre D d'où.la pompeE les renvoie de nouveau dans la cornue, et ainsi de suite.
Un robinet a permet l'écoulement par la conduite J d'une quantité de brai un peu en excès de celle qui est nécessaire à la production maximum de l'appareil. Le brai monte donc dans la chambre D jusqu'à ce que son niveau soit assez élevé pour qu'il se déverse par l'orifice de décharge L, qui est muni d'un robinet règlé de façon à ce que la décharge de brai ne se produit que lorsque la chambre D est à une température telle que le brai a la qualité voulue.
La pompe E est de préférence assez puissante pour faire circuler environ dix fois plus de matières (dans une petite installation) que ne le demande la production normale, de sorte que les neuf dixièmes des matières en circulation passent par la conduite H et sont donc employées pour distiller partiellement le goudron brut entrant dans l'appareil. la température de la chambre de vaporisation G s'élève à de 300 à 400 C. Toutes les vapeurs sont conduites dans la colonne de fractionnement C où elles se condensent en fractions à des points appropriés tel/s que S, T ou U.
Les gaz et les vapeurs non condensées s'échappent au point N sous le contrôle d'un thermostat et passent dans l'économiseur de chaleur B où ils donnent leur chaleur au goudron brut, et de là à un condenseur 0 et 4 un séparateur P d'eau et d'huile, les huiles volatiles étant recueillies dans un réservoir Q.
Afin de maintenir la température au point il constante, une pompe R renvoie une partie des huiles volatiles du réservoir 0. à un petit réservoir b situé au dessus de la colonne C, d'ou. elles retournent dans la colonne C au point ET. Alternativement, le condenseur 0 et le séparateur P, ou un condenseur et un séparateur auxiliaire peuvent être situés au dessus de la colonne C avec un retour approprié à cette colonne.
De la vapeur surchauffée (par exemple à 350 C.) peut
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être introduite aux points V, v' et X; la vapeur est de préfé- rence surchauffée dans un serpentin Y prévu dans la maçonnerie de la cornue F.
Le procédé d'après l'invention est aussi caractérisé en ce que les vapeurs sont libérées en trois points au moins: (1) lorsque le goudron entre dans la chambre de mélange D; (2) dans la chambre de vaporisation G; (3) à la sortie N de la colonne de fractionnement C. L'appareil consiste en la combinaison aveo une colonne de fractionnement, d'un matériel de distillation du goudron, fonctionnant d'après le principe d'une circulation continue avec contrôle thermostatique.
Un serpentin pour récupérer la chaleur des gaz de fourneaux industriels et une chambre de vaporisation peuvent être employés au lieu de la cornue tubulaire, constituant un quatrième point où les vapeurs sont libérées. On peut aussi adjoindre à l'ori- fice de décharge du brai, L, une chambre où l'on introduit de la vapeur fortement surchauffée, avec un condenseur, pour obbmir du brai de différents grades sans affecter le fonctionnement de la colonne de fractionnement C, constituant ainsi un cinquième point où les vapeurs sont libérées.
L'appareil peut être employé pour le cracking à basse pression avec un catalyste dans la chambre de mélange D, ou pour le cracking à haute pression lorsque la chambre de vapori- sation G est suffisamment robuste pour résister à la pression employée. Avec de légères modifications, il peut être employé pour la revivification des huiles de lavage du benzol et usages analogues, pour extraire le benzol des huiles dérivées de la manufacture du gaz d'éclairage et pour la manufacture de mélanges de bitumes ou de leurs émulsions.
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process and apparatus for the distillation and cracking of tars, oils and the like, with fractionation.
The present invention relates to methods and apparatus for the dehydration, distillation and cracking of tars, oils and similar hydrocarbons.
According to the present invention, the new process and the novel apparatus for the dehydration, distillation and cracking of the above-mentioned compounds are characterized in that the dehydration, distillation, cracking and fractionation of the products of the distillation are carried out continuously, in a single operation and in a single apparatus, without condensation and intermediate heating, and with discharge of a homogeneous pitch and in accordance with the required graduation.
To clarify the ideas, the process and apparatus according to the present invention will first be described as applied to dehydration, distillation, cracking and fractionation.
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the tar and the products of its distillation.
A preferred embodiment of the invention, in the aforementioned particular case, is shown by way of non-limiting example, in the accompanying drawing in a schematic figure:
The figure is a diagram showing the arrangement of an installation suitable for the needs of the particular case chosen as an example.
The raw material, which in the example chosen is therefore tar, is stored in tank A from where it passes into a heat saver B where it is previously heated by the heat of the vapors escaping from the fractionation column C. The tar flows through a pipe I into the mixing chamber D, the quantity of tar entering this chamber being regulated by a valve K which is opened by a thermostat at a determined temperature.
On entering this chamber, the tar is immediately mixed with hot pitch, which carries out its dehydration and the partial distillation of those of its constituents which boil at a relatively low temperature, and whose vapors pass through a conducted at the top of chamber D, in a fractionation column C. The mixture of partially distilled tar and pitch descends to the bottom of chamber D from where it is sent by a pump E into a tubular tar retort F, with a speed which is independent of the amount of tar presently in the apparatus. In this retort, the tar decomposes and the products which result from this decomposition pass into a vaporization chamber G where their cracking takes place.
The vapors escape from chamber G through line Z and go to column C, while the pitch is collected in the lower part of chamber G and from there flows into chamber D through two pipes J and H. The pitch flowing through pipe J goes directly to the bottom of chamber D, while that flowing through pipe H enters this chamber at its top, precisely where the raw tar enters, @
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preliminarily heated by its passage through economizer B, and mixes with it, as already described * Pitch and tar accumulate in chamber D from where the pump E returns them back to the retort , And so on.
A valve a allows the flow through line J of a quantity of pitch slightly in excess of that which is necessary for the maximum production of the apparatus. The pitch therefore rises in chamber D until its level is high enough for it to flow through the discharge port L, which is provided with a valve adjusted so that the pitch discharge does not occurs only when chamber D is at a temperature such that the pitch is of the desired quality.
Pump E is preferably powerful enough to circulate about ten times more material (in a small plant) than normal production requires, so that nine-tenths of the circulating material passes through line H and is therefore used. to partially distill the raw tar entering the apparatus. the temperature of the vaporization chamber G is 300 to 400 C. All the vapors are conducted in the fractionation column C where they condense into fractions at suitable points such as S, T or U.
The uncondensed gases and vapors escape at point N under the control of a thermostat and pass into heat economizer B where they give their heat to the raw tar, and from there to a condenser 0 and 4 a separator P water and oil, the volatile oils being collected in a Q.
In order to maintain the temperature at the point il constant, a pump R returns part of the volatile oils from reservoir 0. to a small reservoir b located above column C, from where. they return to column C at point AND. Alternatively, condenser 0 and separator P, or a condenser and an auxiliary separator can be located above column C with an appropriate return to this column.
Superheated steam (for example at 350 C.) can
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be introduced at points V, v 'and X; the steam is preferably superheated in a Y coil provided in the masonry of the retort F.
The process according to the invention is also characterized in that the vapors are released at at least three points: (1) when the tar enters the mixing chamber D; (2) in the vaporization chamber G; (3) at the outlet N of the fractionation column C. The apparatus consists of the combination with a fractionation column, of a tar distillation equipment, operating on the principle of continuous circulation with thermostatic control .
A coil for recovering heat from industrial furnace gases and a vaporization chamber can be used instead of the tubular retort, constituting a fourth point where vapors are released. It is also possible to add to the pitch discharge port, L, a chamber where strongly superheated steam is introduced, with a condenser, to obbmir pitch of different grades without affecting the operation of the fractionation column. C, thus constituting a fifth point where vapors are released.
The apparatus can be used for low pressure cracking with a catalyst in mixing chamber D, or for high pressure cracking when vaporization chamber G is strong enough to withstand the pressure employed. With slight modifications, it can be used for revitalizing benzol wash oils and the like, for extracting benzol from oils derived from the manufacture of lighting gas and for the manufacture of mixtures of bitumens or their emulsions.
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