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Description

MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Procédé pour préchauffer les matières premières dans l'hydrogénation destructive de la houille.

La présente invention se rapporte à un procédé pour hydrogéner destructivement la houille et suivant lequel on délaye celle-ci avec de l'huile en une pâte qu'on préchauffe ensuite en même temps que de l'hydrogène dans un pr.échauf- feur tubulaire. Pour que l'espace de réaction soit économiquement utilisé il est nécessaire que la matière,première contienne autant de charbon que possible. Dans le procédé tel qu'il

est présentement mis en oeuvre et en règle générale on a trouvé qu'une proportion d'environ 50 % de charbon dans la pâte de charbon et d'huile donne satisfaction. Toutefois, les pâtes ainsi dosées oecasionnent diverses difficultés pour leur préchauffage.

Dans l'opération pratique le réchauffeur, habituellement constitué par un long chemin de passage formé par des tubes rectilignes et, de préférence, verticaux reliés entre eux à leurs extrémités supérieure et inférieure par des raccords en U, ont été le siège d'avaries principalement à ces raccords en U. Ces avaries semblent être dues à un endommagement du matériau de construction qui subit une usure considérable. De plus, le préchauffage des pâtes de charbon et d'huile contenant environ 50 %' de charbon ne peut pas, en règle générale, s'effectuer économiquement au moyen d'échangeurs de chaleur.

Or on a trouvé que le préchauffage de la matière première dans l'hydrogénation destructive de la houille peut s'effectuer d'une manière bien plus avantageuse que celle précédemment usité en préchauffant une pâte contenant plus de 45 % de charbon d'une température d'au plus 280 C. à une température d'au moins 350 C. par adjonction de substances liquides chaudes participant à la réaction et contenant moins de 45 % de charbon. Ces constituants chauds de la réaction peuvent être par exemple de nouvelles quantités de pâte neuve de charbon et d'huile contenant moins de 45 % de charbon, ou -des constituants chauds des produits obtenus qu'il y a lieu de restituer au cycle afin de poursuivre leur traitement.

Il n'y a aucune difficulté à préchauffer une pâte de charbon et d'huile contenant moins de 45 % de charbon dans un préchauffeur tubulaire et, en particulier, on n'obser-

ve alors pas d'avaries des raccords en U. Il n'est pas possible de préchauffer une pâte épaisse de charbon et d'huile sans que des incidents se produisent dans un préchauffeur ordinaire au-delà d'une température de:28000., mais on peut sans difficultés effectuer son préchauffage dans un préchauffeur ordinaire jusqu'à une température d'environ 200 à 250 C., la température correcte dépendant des propriétés du charbon. Au-delà de cette température la pâte donnerait lieu à des fluctuations de pression et à des avaries du serpentin.

Le préchauffage jusqu'à une température extérieure à la zone dans laquelle ces difficultés se produisent, qui s'étend de,200 à 375 C. et plus particulièrement entre 250 et 350 C.,s'effectue suivant la présente invention par adjonction de constituants chauds de la réaction dont la température dépasse suffisamment 350 C. pour qu'en les ajoutant à l'épaisse pâte de charbon et d'huile on obtienne une température d'au moins 350 C.

Le chauffage s'effectuera de préférence de la manière suivante:
On délaye une partie du charbon primitif en pâte contenant moins de 45 % de charbon, tandis qu'on fait avec le restant une pâte dont la teneur en charbon est aussi forte que possible sans pour cela qu'elle cesse de se prêter au pompage. Des pâtes ayant des teneurs en charbon de 50 à 65 % conviennent.

La pâte dont la teneur est inférieure à 435 % de charbon et utilement inférieure à 42 % est chauffée dans un préchauffeur tubulaire ou plus avantageusement dans un échangeur de chaleur depuis 200 jusqu'à 375 C., tandis que la pâte contenant 50 à 65 % de charbon est ordinairement préchauffée à une température tout au plus de 250 C. les proportions des deux pâtes et la température à laquelle on porte la température de la plus chaude sont choisies de manière qu'en mélan-

geant les deux pâtes préchauffées le mélange prenne une tempé- rature supérieure à 350 C., avantageusement supérieure à 375 C.

Lorsqu'on opère de cette manière le taux de passage du char- bon à travers le récipient d'hydrogénation destructive n'est pas inférieur au taux employé jusqu'à ce jour, tandis qu'en même temps on évite les avaries au préchauffeur. La teneur en charbon de la pâte après le mélange des deux pâtes primi- tives est inférieure à celle qu'on calculerait par la règle des mélanges, parce que pendant le préchauffage une partie du charbon s'est déjà trouvée liquéfiée.

On peut décrire d'une manière plus complète cette façon de procéder en se référant à la fig. 1 du dessin ci- annexé. Au moyen d'une pompe a on refoule par heure 16 tonnes d'une pâte de charbon et d'huile contenant 43 % de houille et 57 % d'huile lourde dans un échangeur de chaleur b; la houille a été additionnée de 0,5 % d'oxalate d'étain préa- lablement à la préparation de la pâte. Par une conduite a" on ajoute par heure à la pâte de charbon et d'huile 30.000 m3 d'hydrogène. On chauffe ensuite le mélange dans les .échangeurs de chaleur b et c à une température d'environ 420 C. Au moyen d'une pompe a' on ajoute à la pâte relativement fluide pré- chauffée 8 tonnes d'une pâte de charbon et d'huile contenant 55 % de houille et 45 % d'huile lourde.

Le charbon consti- tuant la pâte relativement épaisse a lui aussi été additionné avant son délayage de 0,5 % d'oxalate d'étain. Afin que la pâte relativement épaisse soit dans un état bien liquide on la chauffe à une température d'environ 120 C. avant de la mé- langer avec l'autre pâte. On poursuit son chauffage dans un préchauffeur d jusqu'à la température de réaction, c'est-à- dire à peu près 420 C. C'est à cette température que les constituants de la réaction sont introduits dans le récipient @

de réaction e.

Après leur passage à travers les trois récipients de réaction e, f et g les produits de réaction arrivent dans un séparateur h d'où les substances liquides et solides sont soutirées en 3. tandis que les gaz et vapeurs continuent leur chemin par la conduite k vers les -.échangeurs de chaleur b et c et sont finalement refroidis à la température ordinaire dans le condenseur 1. Les produits de réaction liquéfiables se trouvent ainsi séparés. Quant à l'hydrogène restant, on peut le réutiliser, au besoin après épuration.

La façon d'opérer décrite ci-dessus présente cet avantage particulier que pour le chauffage préalable dé la pâte relativement fluide on utilise des .échangeurs de chaleur, si bien que la chaleur contenue dans les produits de réaction chauds peut être transmise à la pâte primitive plus froide.

Suivant la présente invention il peut être avantageux d'effectuer un chauffage direct de pâtes de charbon et d'huile contenant plus de 45 % de charbon en restituant au cycle une partie des produits de réaction qui ont déjà été complètement ou partiellement transformés. S'ils n'ont pas la température convenable ces produits seront d'abord réchauf- fés, avantageusement en même temps que de l'hydrogène. Ce réchauffage peut s'il y a lieu s'effectuer directement par adjonotion d'hydrogène à très haute température.

La matière préchauffée sera avantageusement ajoutée à la pâte de charbon et d'huile relativement froide dans un grand récipient de mélange ou dans un tube ayant un plus grand diamètre.que le restant du réchauffeur et dans lequel la matière chaude sera introduite de préférence par le centre et avantageusement en plusieurs points. Les figs. 2 et 3 montrent le préchauffage direct

de la pâte de charbon et d'huile de concentration supérieure à 45 % destinée à une hydrogénation destructive subséquente.

Suivant la fige 2 le chauffage direct est effectué dans un tube dont le diamètre est plus grand que le restant du préchauffeur, tandis que suivant la fig. 3, on y procède dans un récipient dont la forme est celle d'une bouteille.

Suivant les deux figures la pâte de charbon et d'huile est amenée en a et pompée au moyen d'une pompe b dans le préchauffeur tubulaire d dans lequel la pâte est chauffée en même temps que de l'hydrogène, qu'on introduit en c, jusqu'à la zone de températures dangereuse. Le chauffage direct a lieu dans le tube (voir la fig. 2) ou dans la bouteille (voir la fig. 3) par adjonction d'un mélange de résidu (voir ciaprès) et d'hydrogène en h. mélange qu'on a préalablement chauffé dans un préchauffeur q. Après son chauffage direct la pâte de charbon et d'huile se rend dans le préchauffeur f où elle est amenée à la température de réaction. Par la conduite y, la matière première est ensuite introduite dans le récipient à haute pression i où l'hydrogénation destructive s'effectue dans les conditions usuelles connues à cet effet.

Les produits de réaction se rendent dans le séparateur à chaud k où se produit une séparation entre les gaz et vapeurs et un résidu (voir ci-dessus) composé de matières liquides et solides. Le résidu est restitué au cycle par la conduite m au moyen d'une pompe p, tandis que l'hydrogène est introduit par la conduite r.

Claims

RESUME 1.- Procédé pour hydrogéner destructivement de la houille suivant lequel on délaye celle-ci, au moyen d'huile, en une pâte qu'on soumet ensuite à un chauffage préalable en même temps que de l'hydrogène dans un préchauffeur tubulaire, <Desc/Clms Page number 7> consistant à préchauffer une pâte contenant plus de 45 % de charbon d'une température d'au plus 280 C. jusqu'à une température d'au moins 350 C. par adjonction de constituants de réaction liquides chauds contenant moins de 45 % de charbon.

2.- Comme constituants de réaction liquides chauds on emploie de la pâte de charbon et d'huile neuve contenant moins de 45 % de charbon.

3.- On emploie, comme constituants de réaction liquides chauds, des constituants chauds des produits obtenus qu'il y a lieu de restituer au cycle afin de poursuivre leur traitement.

4. - On chauffe dans un échangeur de chaleur par contact indirect avec les produits de réaction chauds la pâte renfermant moins de 45 % de charbon.

5. - On chauffe les constituants des produits obtenus qu'il y a lieu de restituer au cycle, avantageusement en même temps que de l'hydrogène, jusqu'à une température suffisamment supérieure à 350 C. pour que, par suite de leur adjonction à la pâte de charbon et d'huile qu'il s'agit de préchauffer, on obtienne une température d'au moins 350 C.

6. - On effectue le réchauffage des constituants à restituer au cycle par adjonction d'hydrogène à très haute température.

7.- On mélange la matière préchauffée et la pâte de charbon et d'huile relativement froide dans un grand récipient de mélange ou dans un tube dont le diamètre est plus grand que le restant du préchauffeur.

8. - La matière chaude est introduite au centre de l'enceinte de mélange, avantageusement en plusieurs points.

9.- Le préchauffage à l'extérieur de la zone de températures qui s'étend de 280 à 350 C. s'effectue dans des préchauffeurs tubulaires verticaux. <Desc/Clms Page number 8>

10. - A titre de produits industriels nouveaux, les hydrocarbures obtenus en utilisant le procédé ci-dessus défini.