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"PROCEDE DE DISTILLATION FRACTIONNEE A EFFETS MULTIPLES
L'objet de la présente invention est un procédé de distillation fractionnée à effets multiples et les dispositifs pour la mise en oeuvre de ce procédé qui est applicable à toutes les distillations de fluides complexes et plus particuliè- rement à celles du pétrole et des bitumes.
Dans un précédent brevet français, ? 824.104, le demandeur a exposé un procédé de distillation fractionnée à effets multiples comprenant différentes opérations, réalisées à des températures successivement croissantes, et la récupération de toute la chaleur absorbée par les produits successifs
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de la é.i:xtilix,iion c'-u-.i bien en raisun de leur élévation de température (chaleur que que de lilui changement ii ' :'. t a.'C ( ch al e i:;r latente de e -v ;-;,> i z ii a1 1 o >i ) et de la c-: absorbée par le résidu final.
La présente invention s'inspire des mêmes idées et
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améliore leur 6 Uic.thode.Lj d'application, elle comporte d importantes innovationd qui ,repentent de notables avantages pour 1'opération.
La plU6 i,ii,>c;>tan.1e de ce!:; nouveliss due la. IJr88cnte invenion coa:sisi.e a mélanger avec 1)11 gaz ou une vapeur le fluide destine 1;. ttx=i. d,1:sÉill<] et . effectuer les distillations dans des tubes de moyen ou de petit diamètre réuni.;:, en faisceaux et chauffes extérieurement.
Ce dispositif provoque, un contact intime et renouvelé entre le::! particules de vapeur qui se produisent et les parti-'
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cules du liquide; C'6IJt-à.-dire qu'1me même particule de liquide entre successivement et rapidement en contact avec diverses particules de vapeur et réciproquement, ce qui produit une rectification;
la particule de vapeur susceptible de se liquéfier dans les conditions de l'opération mise ainsi en contact avec des particules de liquide plus volatil les évaporera, et
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se condensera, et réciproquement une à;zoeticile é.e liquide mise au contact d'une, =jautici;1.e <,c vapeur moins volatile la condensera et L;'évaporera.
Loperation conduite suivant l'invention produit le molanse continu et renouvelé de toutes les particules du liqrti- de avec toutes les particules de vapeur, ce qui contribue no- tablement à la perfection de chaque opération élémentaire de la distillation.
L'addition au liquide traite d'un gaz ou vapeur inca-
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pable de se condenser dan.? les conditions de l'opération offre aussi des avantage8 importants, dont le premier représente l'augmentation de la tran8miôsion de chaleur au travers des
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parois du tube dans lequel se réalise la distillation.
Cette addition augmente en effet le volume du liquide et par suite sa vitesse dans le tube qu'il parcourt en se 'distillant; le gaz ou vapeur injecté occupe la partie centrale du tube, formant un noyau central et plaquant le liquide traité contre les parois où il se forme, sur la hauteur du tube, une gaine cylin- drique annulaire de très faible épaisseur; et sous cette forme la distance moyenne des particules du fluide à la paroi chauf- fante est considérablement réduite, ce qui favorise la transmission de chaleur.
En second lieu l'injection de gaz ou vapeur non liquéfiable dans le fluide traité entraîne la vapeur en production, éveillant et augmentant la faculté d'évaporation de ce liquide.
Ce second effet de l'injection de gaz ou vapeur dans le fluide traité est connu et appliqué sous des formes distinc- tes de celles de l'invention et ne donnent pas les mêmes résultats; mais quand on réalise cette injection suivant le procédé de l'invention, en effectuant la distillation dans des tubes de petit ou moyen diamètre parcourus par le fluide traité mélangé de gaz ou vapeur, les effets obtenus sont notablement améliorés, et se rapportent, non seulement à la facilité d'évaporation du fluide, mais aussi à la transmission de chaleur au travers de la paroi et à la perfection de l'opération de distillation.
Afin de pouvoir appliquer dans toutes les opérations de ces distillations des faisceaux tubulaires compris dans des calandres et que tous les fluides liquides qui cèdent ou re- çoivent. de la chaleur puissent opérer, mélangés avec un gaz ou une vapeur, dans des tubes de petit ou moyen diamètre qu'ils parcourent, on utilise un fluide intermédiaire excellent transmetteur de chaleur, soit la vapeur d'eau saturée en état de formation ou de condensation.
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L'appareil dan#: lequel le pétrole est distille par la récupération de la chaleur absorbée par les produits des opérations j0l:iY'.E.E:Lîx'c¯; de la mt1ü(. distillation :,C,1' al01'8 di-
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vise en deux parties: soit l'appareil de récupération de chaleur
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de ces produit!:; àajis lequel cette Clla181.r est soustraite aux fluides chauffeurs et t'Cé.l1,.mi3( à de y; . ' E' :? l;a qu'elle évapore, et l'appareil de distillation propreMent < 1 j. dan.-, lequel l'eau vaporisée de cette W,CAOi1 se condense, tl'é"113ruC.tti:t:1t EL1 fluide traite- cette me.oie chaleur qu'elle reçut, au moment de Sèt vaporisatiofi, des produits c1E;:3 1.)}1z.:..e'3 postérieures :±.e la distillation, ,L';,i0.A.0i de la vapeur C OHI1Dç:
fluide il1.1ù E.CTH dic..ir présente en plus l'avantage ü'tl0fYt0;::Tli:=ET' les ''C::Cljl:'.'Câ,Lü.ï2:â de trarlSTIli:38io112.1J fluide traita clEf3 calories provenant des nazivers fluides :iî,ï,l:i'EE11X't et, dans des conditions d'opération é;;a1es, de maintenir constante cette température, ce qui signifie que les opérations C; .,1 C G: > :, j¯ v C de la distillation -'sont '11a'(MC':,:IiG'',:l7.CjlàE:;p ce qui améliore considérablement leur perfec-
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tion.
Les premières phases ;le cette distillation pourraient
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s'opérer souu des pressions L101;8.b1.E.Iü.etli supérieures a la pression atmosphérique; D 11É.2.'Cî?u10 ü11 on fait cea première:.! "t l.;s,'4 â.Z.:l ,a. t 1 0 il -:;or,, rJ¯C:3 1.:>1:'("6.::io11.'; " 1. i] j É r< e ùi e. 12'l '''1).<-'8I'iê\::c.,;; à 1 au ?x'G'ï-1.OI1 atmo r:,p'ih:1T i que et t 51.;
C ce:¯,'.; i VU,lb1t 6.6 cr 0 iI,;; ,:'.il"jC.;. p .-.i.,0i1 applique a ces phases des injections d'hydrocarbures 11018.ti1.3 qni .se ,i1' . ^e,.21, L iW Hol, pétrole traité. :Dans les phases 1JOf;;;tél-ienre;;; on applique 6-<,:::.; injections de vapeur d'eau, 6¯e préférence G ::ltï.' Cil',',ls fée, et des. vides successivement CJ."a.,::Fr.".Yl"t:"i' de façon à ce que toute la distillation p<:15;5±. 8 se rc'aliser à température relati- vement basse, évita":! le cr2..c]<Íab et séparant ainsi les produite de la distillation ou-' leur état le plus .i=::1:':::: il, , 1z#- ,: ;:
telles conditions d'opération, la détermina-
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tion des produits obtenus dans chaque phase, de façon à adapter
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la volatilité de ces produits à des conditions commerciales déterminées peut s'effectuer, soit au moyen du réglage de l'injection d.e gaz ou vapeur, mélange au fluide traité, soit par la. variation de la pression d'opération, soit par l'application simultanée de ces deux moyens.
On peut aussi utiliser dans le même but la variation de température d.e la vapeur qui chauffe une phase de la -distillation, ce que l'on obtient moyennant une injection dans le récupérateur producteur de cette vapeur de chauffage, de vapeur de pression plus élevée, effectuée directement dans ce récupérateur producteur de la vapeur ou dans la calandre qui l'utilise, et par le réglage d'une valve située entre ces deux appareils ,
Enfin l'invention comporte des modes de réalisation des appareils de distillation sous calandre et des appareils , de récupération de la chaleur contenue dans les produits et dans le résidu de la distillation travaillant suivant le procédé de l'invention.
Aux dessins ci-joints :
Les figures 1 et 2 représentent schématiquement une installation complète de distillation de pétrole suivant le procédé.
La figure 3 représente le détail d'un appareil d'évaporation suivant l'invention, en coupe verticale.
La figure 3bis représente une coupe transversale du même.
La figure 4 représente le groupement des appareils d'évaporation successifs.
La figure 5 représente les détails d'un appareil de récupération de la chaleur contenue dans les produits de la distillation suivant l'invention.
Et la figure 6 représente les modifications apportées à l'application de l'invention quand la rectification des pro-
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duits d'une distillation partielle se réalise provoquant le contact de ces produits avec le pétrole alimentant cette' dis- tillation.
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Dans lE: figures 1 et 2 le pétrole a distiller est injecte par la pompe 1 dans le tube 10. A la. sertie de cette
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pompe un by-pase 2 réglé par un régulateur maintient le débit adapte aux besoins de la distillation de façon 1 maintenir constante le. densité des r2f;idw.i. A cc¯ effet on a prévu un flotteur S placé dans un récipient maintenu totalement rempli de résidu, ce 1'±[;idu descendant par le tube 4 du dernier récuopérateur a une température sensiblement constante. ,4 résidu. du récipient est ainsi constamment renouvelé.
Le pétrole, a sa sortie de la pompe 1 pénètre par le tube 10 dans le récipient annulaire 5 qui entoure extérieure-
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ment les récupérateurs de chaleur. A -:-on passage par 5 le pé- trole, absorbe la petite quantité de chaleur que cède le dernier de ces récupérateurs à travers son enveloppe cylindrique extérieure.
Le pétrole à traiter sort du récipient 5 par le tube
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6 et esz injecté par le tube '7ôt dans le.:, tube.'.? dix faisceau tubulaire du premier appareil évaporateur 8a.
A son entrée dans le;, tube,;; (le ce faisceau, lepétro-
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le reçoit une injection d'}1'ydlIOC2,11)t.1':.::', 37rtl:ï> provenant du à a. i oi-1 ;. i x= É: qui sont pompés par le ventilateur 11 dans le tube 12, cette injection étant r>1¯1;'<. par la valve 13.Q.
Le pétrole qui entre en 8.ê.: i)8X le tube 7JJ:. est additionné de Gaz sous cette forme, chauffé dans cet appareil 8Ji, par de la vapeur d' c chaly,erne>nt de la. machine a vapeur de la. pompe a vide 14 que conduit le tube 15; t par 1 1 1 i 't de ce chauffage et de l'entraînement produit par lE mouvement du. gas
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.n" s.ai,é une partie', de ne pétrole .3''évapore.
Dan'3 le ballon 16Q qui surmonte le faisceau wt:1¯:-i:lai-re la va1JE.ur distillée se sépare du liquide à, distiller.
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Cette vapeur distillée s'élève dans le ballon 16a et contourne la cloison 17a afin de pénétrer dans le tube- de sortie. Dans ce mouvement au contact de la cloison 17a une grande partie du liquide entraîné adhère à cette paroi. Il est rendu au ballon 16a. La vapeur est conduite par le tube de, sortie au rectificateur 18a. Ce rectificateur opère suivant le procédé protégé par mon antérieur brevet 840.692 de contact permanent entre deux fluides de densités distinctes.
Dans ce tube ondulé une faible partie de la vapeur se condense en vertu du refroidissement extérieur, et le brassage qui s'y produit met en contact intime et sans cesse renouvelé ces condensais avec les vapeurs. Ce contact produit la rectification de ces vapeurs et assure que les condensats définitifs soient constitués par les composants moins volatils que contiennent ces vapeurs..
A la sortie du rectificateur la vapeur pénètre dans un séparateur centrifuge 19a du type protégé par le brevet 792.307, qui le dépouille complètement du liquide qu'elle entraîne, et elle suit par le tube 21a, tandis que le liquide séparé constitué par les condensais formés par le rectificateur 18a est remis à nouveau par le tube 22 à la partie inférieure du distillateur 8a afin d'être traité, uni au pétrole apporte par le tube 7 qui alimente cet appareil. L'entrée de la vapeur dans le tube 21a est réglée par la valve 23a.
Les vapeurs qui descendent le long de 21a passent dans le refroidisseur 24 où elles se condensent en leur majeure partie; à la sortie d.e ce refroidisseur, par 38a le mélange de liquide condensé, vapeur et gaz est remis au séparateur 25a.
Le liquide séparé descend par le tube 26a traversant le refroidisseur 27 auquel il cède une partie de sa chaleur. Postérieu- rement il est refroidi et remis au dépôt; mais ces opérations complémentaires qui ne représentent pas l'invention n'ont pas été représentées dans le dessin afin de le simplifier,
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-Le iaz séparé é.;>i..# le séparateur 25a. s'élève eï .-sort par le tub<:'. 2G qui j<: conduit au gazomètre 9.
Le liquida qui j. ;.: ' par. #=. é.t ;' <' :; i: j; o ># dans 1 ' é "; ::: j# l y ;;t i V L- a. descend de cet t é i; a ,j o r. ;; t >. i :. i par 1' tube 7b¯ qui le conduit au second appareil de ;#js;11?.z*tiin &±.
CL tube e. 7± forMë' biphon d'unt hauteur E i ± #F i :1 a.i'ii pour constituer un joint hydraulique qui évite au cas où le liquida du 'ballon loa s ' é .; i: 1 .s que la %- a,., t ii de CL vae puisse passer < . é:n ; l'appaieil L b le tube. c. 7 h .
L;. liquide à>i'oirciaant à-e l'appareil 8.a est, :;.;on entrée dans l'appareil 1 C b , additionne d'hydrocarbures gazeux provenant du oea.zoùiÉf;=e 9, ponipés par le ventilateur Il. Cette injection est réglée par la. valve 13J2.. L'appareil 6b est chauffe comme 8 par de la vapeur d* échappement de la machine a va- peur de la pompe à vide 14 conduite par le tube 15 ; et sous l'influence de cette chaleur et de l'entraînement des gaz il,¯ jectés il se produit dans cet appareil une deuxième distillation du pétrole traite.
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La distillation e réalise en 8l2. comme en 8.a., et en général comme dans tous les autres 8,il à 8g, qui sont construits de la même façon, bien que allant se réduisant peu à peu de façon à. répondre à la réduction de volume du pétrole liquide et à maintenir sa vitesse dans les tubes des faisceaux sensiblement la même.
La vapeur produite contourne la cloison 17b pour atteindre le tube de sortie du ballon 16b d'ou elle
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suit à travers du rectifica.teur 1812., du séparateur 19U, et du tube 21b, cette dernière sortie étant réglée par la valve 25b. vapeur est conduite tube 21'o condenseur d"ou La vapeur est conduite Ja,r tul)e 21l2. condE:nG6ur d'où elle suit au séparateur 25l2..bar 38l2..
Le liquide condensé descend du séparateur 25.12. par le tube 26b, se refroidit dans le refroioispeur 27 et postérieurement peut être refroidi i o i >.à iJ 1. d àn c n t a. i :. c ùi é n avant d'être remis son dépôt.
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Les gaz non condensés sortent par le haut du séparateur 25b dans le tube 28 'qui les conduit au gazomètre 9.
Le pétrole non distillé en 8b descend par le tube 7c et est. injecté dans l'appareil 18c; à son entrée dans cet appareil il reçoit une injection de gaz. Le liquide parcourt sous la forme signalée pour les appareils 8a et 8b les successifs appareils 8c, 8d, 8e, 8f et 8g, et à son entrée dans ces appareils il reçoit une injection de Gaz-ou de -vapeur. Les vapeurs produites dans ces appareils sont traitées sous la forme qui sera décrite postérieurement. Je signalerai aussi plus tard la forme de chauffage de ces appareils successifs. Tous ces détails se décrivent comme suit :
Le pétrole entrant dans l'appareil-8.2 reçoit l'injection de gaz provenant du gazomètre 9 réglés par la valve 13c.
Cet appareil estchauffé par de la vapeur produite dans le récupérateur 29 qui est chauffé par lés produits des phases postérieures de la distillation, conduite de 29 à 8c par le tube 31.
La vapeur produite en 8c, mélangée avec le gaz inj ecté sort à travers le rectificateur 18c et le séparateur 19c vers le tube 21c qui la conduit au refroidisseur condenseur 24 et, à la sortie de ce condenseur, elle est conduite au séparatour 25c.
Le liquide descend par le tube 26c au travers d'un refroidisseur 27 et postérieurement est refroidi complémentairement avant d'être remis au dépôt. Le gaz séparé s'élève dans 25c et sort par le tube 28 qui le conduit à nouveau au gazomè- tre 9..
Les valves 13a, 13b, et 13c d'une part, et 23a, 23b et 23c de l'autre sont manoeuvrées de façon à augmenter l'injection de gaz de 13a à 13c et à diminuer la pression dans les appareils de 8a à 8c.
A partir de 8d, on injecte dans les appareils de la
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vapeur l¯' r:-crl2..I>.." L'lTI8T:L de la machine 1= "\/2..1JCU"j: de lé. )8ntI;e ---.. vide 14, qui provient du tube 15 par la dérivation 20 et qui peut avoir été réchauffée par échange de chaleur avec le résidu qui
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sort des i,ôcuiàér,a:1>u-;.o, Cette disposition Tl9c'l pas été "ïG'ZJïE.:>Fyltéc 6.ans la figure afin de la simplifier.
LE. CîB.l::c'i'a. de l'appareil 8.± se réalise avec la vapeur d'eau produite dans le récupérateur 32 'Moyennant la 1'éoup é r at 1 o n des chaleurs contenues dan!a les J)llélE5fJb 8utïïentes de la. G¯ 1 ; L 1 1 1 *# .i 1 c ri , Cette vapeur C..it c'-.;c3.:.itc: ,, 1'appareil 8 par le tube. 1. le vapeur produite' dans cet appareil, une fois rec-
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tifiée et pu:r;éc du liquide qu'elle entraîne, dans les appal' 8 il;;. 8Q et 19±"L est 3C'e1'tlJ.ûe à la condensation qui s'opère dans le récupérateur de chaleur bzz; et dans ce récupérateur les condensais produits com,:#ncent::o se. refroidir. A la O1 i,3.E de CE' l'é Cl, l/,.C' '- (, (1;1' le uiélan6. E.
(6 vapeur c condensais est l'enlis au :rf:ccidi.ss6ur 34 Et ;o4-;tërisn;a^eniezlt au séparateur 25Q,. Le liquide séparé descend par le tube 26,g. au travers di; refroidissuur 35 et postérieurement peut être refroidi comp1ém.entaire- ment avant d'être remis au dépôt. La, vapeur séparée sort de la
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partie supérieure de 25.d par le tube 36 au travers d'une valve régulatrice pour être traitée en même temps que les vapeurs extraites des séparateurs 25e, 25f et 25g comme il sera expliqué postérieurement.
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Liz appareils 8e 8. et 8g sont cbaffé8 par de la vapeur vive à haute pression provenant du tube 37.
Dans la figure on a admis que la. production de vapeur était limitée à une seule source; cependant dans une installation suffisamment importante il pourrait t exister plusieurs gé- nérateurs à. pressions échelonnées; et dans ce cas la. pression
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de la vapeur chauffante irait en augmentant de 8 a 8g,
Les vapeurs produites par ces 3 appareils sont dirigées par des tubes distincts 21e, 21f et 21g au récupérateur-
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de chaleur 32 où elles se condensent et commencent à se refroi- dir. A la sortie de ce récupérateur, elles passent condensées au second récupérateur 29, où ces condensats poursuivent leur refroidissement.
Ils sortent de 29 respectivement par les tubes 38e, 38f et 38g qui les conduisent au refroidisseur 34, et de là passent respectivement aux séparateurs 25e, 25f et 25g.
Les liquides séparés dans ces séparateurs descendent par les tubes 26e, 26f et 26g au travers du refroidisseur 35 et peuvent être refroidis complémentairement avant d'être remis à leurs dépôts.
La différence qui existe dans les dispositifs correspondant aux opérations des vapeurs produites respectivement dans les appareils, 8e, 8f et 8g consiste à ce que dans l'appareil 8g on supprime le rectificateur et le séparateur que comprennent les autres unités. La suppression de ces appareils est motivée par le désir d'éviter la perte de charge qui résulte de leur emploi de façon à pouvoir obtenir le plus grand vide possible dans l'appareil 8g.
Ce vide .est transmis inégalement aux séparateurs 25d, 25e, 25f et 25g, augmentant graduellement de 25d à 25g et son réglage s'établit au moyen de la valve qui unit le séparateur correspondant au tube 36.
Entre l'injecteur 39 et le condenseur 41 on a prévu un petit rectificateur 42 dans lequel on peut inj ecter une faible quantité d'eau de' façon à refroidir les vapeurs et assurer la liquéfaction de toutes les vapeurs de pétrole entrainées, et que seule reste à l'état de vapeur la vapeur d'eau injectée à l'entrée des-appareils distillateurs. Dans la plupart des cas, le refroidissement extérieur du tube 42 par l'air ou par eau sera suffisant pour condenser toutes les vapeurs de pétrole entraînées et l'on renoncera à l'injection d'eau. A la sortie du rectificateur un séparateur centrifuge 43 extrait dès vapeurs les condensais produits dans le recti-
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ficateur 42.
Ce liquide conduit par le tube 44 est injecté dans
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l'appareil 8I. m"12.1'Jb6 au liquide qui provient de l'appareil 8..
Cette solution que la. différence ciE hauteur entre, le condenseur 41 et 1' :..=oj:zi,r-#il 81 permette que cette injection puisse s'opérer ,,sn::; que le tube 44 doit totalement plein de liquide et c;';' on ,;,)1.:,.:i.:.:.C:E. maintenir :¯ib:': de liquide une portion suffisante de ce-, tube' a partil dE son embranche- ment avec le séparateur 43. les récupérateurs 52 et 29 sont chauffés: le premier par la. condensation des vapeurs produites dans les appareils
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8, 8f et 8.1Jii. qui SOnG conduites à ce récupérateur par le tubes 21e;
21f et 21j respectivement, et par le refroidissement du résidu de la dernière distillation opérée dans l'appareil qui descend du ballon 16g par le tube 45, etle second par
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:LE rE-LL'OlG'.:L:;ï;pE:iî<.I1'i; âeS fluides qui réchauffèrent le premier récupérateur 32 et par la. condensation des vapeurs produites dan,--, 1'a.ppareil de distillation 8,.9. qui sont conduites au ::céc1.pér-atsur 29 par le tube 21d.
Il est intéressant d'observer que les condensât.?, de toutes les vapeurs provenant de la distillation parcourent les tubes chauffeurs a l'état de vapeur en cours de condensation
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ou a l'état liquide mélangé a de la vapeur d'eau par suite des inj cctions ol)ér, .;i, 1 Ent:C0e de, C:'î"CL1L1 ('.c,;: aP1J2c'çeil", de; dis tilla1;ion.
Le C'Ei.lctt7. reçoit une injection (le vapeur d'échappement au point 46. Le résidu ainsi mélangé a de la vapeur doit î.tre traité préférablement danb le;.: tube txoit:; ou moyens et a une vites>#c assez grande niais non excessive de façon à ce que la vapeur constitue un noyau central qui situe le résidu contre les parole, améliorant ainsi le coefficient de transmission de chaleur dans les appareils de récupération.
Cette inj ection de vapeur dans le tube qui conduit
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le résidu s'opère de préférence à l'extrémité inférieure, du bras ascendant d'un siphon de cette tuyauterie. Cette disposition facilite la transformation de l'état physique du mélange qui se divise en bulles ou noeuds de vapeur revêtus extérieu- rement de liquide ; etcet état se conserve postérieurement mal- gré les variations de direction si le tube est de faible diamètre.
Le condenseur 41 reçoit de l'eau froide de la pompe 47 par le tube 48 et la rend, chaude, par son tube vertical de descente 49 ; et les gaz incondensables sont extraite par la pompe à vide 46 par le tube 51.
La pompe 47 fournit, en plus de l'eau de refroidissement du condenseur 41, l'eau des refroidisseurs. Cette eau parcourt successivement le tube 52, le refroidisseur 27, le tube 53, le refroidisseur 24, le tube 54, le refroidisseur 35, le tube 55, le refroidisseur 34 et enfin le tube 56.
Les dispositifs adoptés dans cet exemple.sont sujets à modifications. Au lieu de deux récupérateurs, on peut en établir trois ou quatre opérant avec les fluides chauffeurs des récupérateurs décrits et, complémentairement, avec les condensations des vapeurs des premières phases de la distillation dont la chaleur ne s'utilise pas dans l'exemple présenté où l'on suppose disposer d'une grande quantité de vapeur d'échappement provenant de la machine à vapeur de la'pompe à vide. Ces réchauffeurs peuvent opérer, s'il est nécessaire avec un'vide plus ou moins grand, et la vapeur d'eau qu'ils produisent s'applique au chauffage des premières phases de la distillation.
Les reflux des condensats des calandres des appareils de distillation de 8a à 8g retournent aux chaudières ou aux récupérateurs qui les ont produits, soit directement si ces appareils de distillation sont situés à de plus grandes hauteurs que les récupérateurs et les chaudières; au cas contraire au moyen d'une pompe de circulation.
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L'excès de gaz aspiras du gazomètre 9 et comprimés
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par le ventilateur 11 dfÜ1G le tube 12, qui i;'est l)8.G absorbe par les injections opérées d.#,ng les appareils 8Ji1:, 81 et suc retourne à ce gazomètre au travers d'un tuyau commande par la valve de pression constante 57.
En définitive le ventilateur 11 produit un mouvement des gaz du gazomètre 9 à travers des faisceaux tubulaires des appareils de distillation 8a, 8b et 8c et des autres appareils
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complémentaires, et ce:5 t;;8.:3 reviennent au même gazomètre 9. Durant ce trajet, à leur .I.;afc;sa-se dan;, 1 ('.b ppareil dietillatoiT6S. les gaz qui se détachent du pétrole en vertu de la dits- filiation s'unissent a leur courant. Le volume des Gaz de cir-
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culation augmenterait donc continuellement ni dE C';T3p1 en temps ou d'une manière continue on ne réalisait une extraction de ces gaz.
Cette fonction est confiée C- C,11 tu'oc 58 qui communique avec le tube 12 au travers lie la valve e 5 1 - Le.. refroidi8s8illent 1 co16mEntire8 des produits liquides peuvent se TE:a7.:;Er''' par le procède couvert par lé demandenr da.ns le brevet ? S40.692 ou par échange de chaleur à travers une paroi métallique avec de l'eau de refroidissement; eten ceca3 il serait avantageux d'additionner cesproduits
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avec des c,Za pour augmenter la capacité volumetrique (lE::; 8.lJ,;;'a... reils de i,'cc.n,tn.à. ; s.ozî de chaleur.
1-i#> "C bl aG E>3 Ct=7 opérations s 1:. C C e' i-v f:: de distillation t1 de manière a a.d;.;j tel' leur-; produits t:i11:l;: besoins commerciaux peuvent St. t, Tt: ;;-:.1 i::i e..r de différente.:-, facona.
Une augmentation dan.# l'injection de Gaz z >À s:.n;5 le e 5 E: trole qui pénètre dans un cL.P1?8.T"cj.l de distillation accroît cette distillation, et par ài;S:1.- la Q8J.Bit0 des produits (e cette phase e ai # i; m, t> ;.> -1 e . Un!'., diminntion de e p r i i -i 1 c n produit le même résultat. l:lc'L7.; on peut 8.1.l::'.,i opérer indirectement moyen- nant l'injection de vapeur dans un récupérateur. Si l'on injecte dans un récupérateur, dans son tube de sortie, ou dans
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les calandres en dépendant de la vapeur de plus haute pression, la température et la pression augmentent aussi bien dans ce ré- cupérateur que dans les calandres;
la production de vapeur dans les appareils cha,uffés sous cette forme augmente et la volatilité des produits diminue.
Un résultat inverse s'obtient si au moyen d'une valve on réduit la section de passage de la vapeur produite dans un récupérateur, vers l'appareil de distillation qu'elle chauffe.
On dispose,. en définitive de trois moyens distincts de réglage dans le but d'adapter l'analyse du pétrole effectuée par les successifs fractionnements de l'opération aux besoins commerciaux et aussi pour adapter un appareil construit pour traiter un pétrole déterminé à la distillation d'un autre pétrole.
La figure 3 représente un appareil de distillation (8a à 8g) en coupe verticale et la figure 3bis est une coupe par A A' du même,
Le pétrole entre dans cet appareil-par le tube 7 et .s'élève à la partie basse du faisceau tubulaire des tubes 61.
La vapeur entre par le tube 62 dans la chambre 63 qui est pourvue dans son couvercle supérieur 64 de différentes sorties, chacune d'elles terminée par une tuyère 65. Chaque sortie correspond à un tube distinct 61 du faisceau tubulaire et injecte la vapeur au centre de ce tube.
66 est un tube de purge qui relie la chambre avec l'extérieur.
A la partie supérieure du faisceau tubulaire, le ballon 16 constitue un séparateur du liquide et de la vapeur traités, le liquide sortant par le tube 7' tandis que la vapeur contournant la paroi 17 où elle déposs la plus grande partie du liquide qu'elle entraîne, sort par le tube 67. Le liquide qui adhère à la paroi du c8té de la sortie rendu à la partie inférieure du ballon par un tube étroit,
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Fà à 1 n d'améliorer la circulation de le, vapeur de chauffage .êL1..1¯; la calandre 6Güa d'augmenté''' (."ij1;i sa. t:rai1s-lliosion de chaleur aux tubes 61 et d'éviter la formation d'';: poches de gaz .iîCUllCl'1î :c'1.ü16,, la calandre 8iJt divisée en un secteur central 69 et divers secteurs :;J8:cipllG:r'iquE., 71, 72, 73, 7/1 et 75 par exemple, par 1, é.
c i o 1 #.; * x*. ? 76, que la vapeur parcourt 'successivement ent-cant par la partie iSl1j)é:cic.ul'é; et portant par la partie inférieure ou réciproquEment par des ouvercul,C-L tel- les que77,78 et79.
La. superficie de la section de passage de la vapeur dans ces secteurs diminue à que la vapeur se condense.
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if. leur base tous CE'é8ectenr,; sont réunis par une petite rainure ouverte dans les parois pour permettre le passage de l'eau de condensation; et cette eau s'extrait en définitive du dernier secteur parcouru par la vapeur.
La figure 4 montreune disposition générale de la situation mutuelle que dans une installation courante de distil-
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lation on peut donner aux appareils d*évaporât ion, plaçant celui qui opère a plus haute température, 8g, au centre et les autre.* 6 formant 6 secteura autour .de 8ff.. On pourrait aus'ji situer au centre les deux ou trois secteurs des dernières phases et autour des mêmes situer les autre... secteurs; les dômes
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16a, à. 16g etc ... de tous ces secteurs étant conttruit de façon à s' ad a-1JteT mutuellement, les uns aux autres pour constituer un bloc unique.
Les vide;.! entre les diverses calaIldres et les di- vers fond,; se remplissent avec de l'amiante ou une autre matiè- re mauvaise conductrice de la chaleur de façon à former un
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bloc et à limiter les pertes de chaleur a celles qui se produi- sent à la surface extérieure de ce bloc qui sera, en plus, revêtu d'un matériel isolant.
Les tubes de sortie des vapeurs se grouperont sous la même forme pour se protéger mutuellement, et se revêtiront pour éviter de la meilleure manière possible toute perte dé ' chaleur.
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Dans les.petites installations on peut utiliser aussi les fluides chauffeurs du dernier récupérateur 29, quand ils sortent à haute température de ce récupér'ateur, pour protéger la vapeur d'eau de chauffage et les reflux de ses condensats, et en général, surtout dans les petites installations, on cherchera à défendre un tube contre les pertes de chaleur en l'approchant d'un autre tube.
La figure 5 représente les détails des récupérateurs appliqués au cas de la figure 1.
Le récupérateur intérieur 32 produit une vapeur de plus haute pression et température, tandis que le récupérateur 29 opère avec des fluides plus froids et produit une vapeur de moindres pression et température. Les deux forment des couronnes cylindriques verticales terminées supérieure et inférieurement par des couvercles plans.
Les fluides chauffeurs qui opèrent dans ces récupérateurs parcourent des tubes qui constituent des serpentins horizontaux; et ces serpentins horizontaux constituent la surface de transmission de chaleur entre l'eau qui s'évapore et le fluide qui parcourt les tubes qui constituent ces serpentins.
Une tôle perforée 81 voisine du couvercle supérieur divise en deux parties le récupérateur 32.
Dans la partie inférieure, les serpentins parcourus par les divers fluides chauffeurs sont situés dans des plans horizontaux de niveaux successivement plus bas, à faible in- tervalle.
Les reflux de la calandre chauffée par la vapeur produite dans le récupérateur pénètrent dans la caisse supérieure par une entrée qui ne se voit pas dans la figure et les perfo-' rations 81 sont calculées de façon à ce qu'une faible quantité d'eau se maintienne toujours dans la caisse, assurant sa distribution par toutes les perforations.
L'eau qui sort de la caisse supérieure au travers de
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C0b perfOTé]:tiO1;1 iJ i o <0e8> 1"8iJic1.,"'.îJ1ent ;";,i U 1.' le premier 5E,l''';'Je11ti11 1.i o - :<izoiat;,à et maintient Mur ct .-:e-rxaenti.n une légère couone d'eau.
Cette eau baigne le serpFntin entier, et, descendant entre le iJ 1 nt c r 1; t 1 c <: à:-: tube.t?, 1C:8 contourne jusqu'à leur extrémité inférieure et t <1 la coule: L,1XC le serpentin suivant.
De cette façon, l'eau parcourt la totalité du i=ôcupéz?ah6>li< de haut en bas, absorbant la c.ié11tr des :iii;1<µ,es qui parcourent ces serpentins qu'elle refroidit en s'évaporant.
La vapeur produite monte entre les serpentins et la. paroi extérieure et sort en définitive de l'appareil par la tubulure supérieure 33.
Le récupérateur 29 qui entoure presque complètement le récupérateur 32 est construit d'une façon semblable.
D'après la figure, legs fluides chauffeurs du récupé- rateur 32 sont les suivants:
Les vapeurs provenant de la phase de distillation réalisée dans l'appareil 8g qui..vont conduites au récupéra- teur par le tube 21g et pénètrent dans le premier serpentin horizontal 82g. 82g comprend un second serpentin horizontal qui fa.it suite au premier, et le diamètre du tube du premier serpentin horizontal se réduit progressivement au fur et à me- sure que se condensent les vapeurs qui le parcourent.
L'extrémité du second serpentin horizontal est unie au tube 38g qui conduit les fluides qui le parcourent dans le récupérateur 29.
Le second fluide chauffeur de l'appareil est constitué par les vapeurs produites da.n.s l'appareil 8f, qui sont conduites au premier récupérateur par le tube 21f pénètrent dans le serpentin 82f qui est enroulé de la même façon que le
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serpentin antérieur 2g9 et ces vapeurs et leurs conde#ats sortent de ce serpentin 82i par le tube 381 qui les conduit au ru¯ é cup ér at eur 29.
Le troisième fluide Ci7.a.11iîeuY' du récupératü1J.1" 32 est
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constitué par les vapeurs produites dans l'appareil de distillation 8e qui, conduites par le tube 21e pénètrent dans le serpentin 82e enroulé comme les deux précédents 82f et 82g, et qui, à leur sortie, pénètrent dans le tube 38e qui les conduit au second récupérateur 29 ; le dernier fluide' chauffeur est le résidu liquide qui sortant du ballon 16g par le tube 45 reçoit une injection de vapeur d'échappement en 46 et pénètre à sa sortie du tube 45 dans le serpentin 83 qui comprend quatre serpentins horizontaux reliés l'un à l'autre. Après avoir parcouru ces serpentins, le résidu sort par le tube 45a qui le conduit au récupérateur 29.
A son tour le récupérateur 29 est chauffé par les fluides suivants :
A sa partie supérieure par la condensation et refroidissement partiel des vapeurs provenant de la distillation opérée dans l'appareil 8d.
Ces vapeurs sont conduites à ce récupérateur par le tube 21d et parcourent le serpentin 82d qui comprend deux ser- pentins horizontaux. Bans le serpentin supérieur les vapeurs. de la distillation se condensent et les tubes qu'elles parcourent sont de sections progressivement réduites. Dans le serpentin inférieur, leurs condensats mélangés avec la vapeur in- jectée en 8d se refroidissent. Ce mélange sort du second serpentin par le tube 38d.
Le récupérateur 29 reçoit en plus les chaleurs des fluides qui, sortis à l'état de vapeur des appareils 8e, 8f et 8g furent condensés partiellement dans le récupérateur 32. Chacun de ces fluides parcourt un des serpentins horizontaux, Ils sortent par les tubes 38e, 38f et 38g.
Enfin le résidu après avoir été refroidi en 32, cède une autre quantité de chaleur à la vapeur en production dans le récupérateur 29, et à cet effet parcourt les trois derniers serpentins horizontaux de ce récupérateur, sortant du derni-er
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d Ct>: :3tZ';àEîii,.'i.'i: par le Lube e 4 , Le 'mouvement de l'eau oui se zT:y00i'7.F..' OpGïC-. en bzz comme en 32. i.ii' li'1> suivant ce' qui a été signalé arl::;sj l. :lritl i'7.cliî" . ment, lE dernier récupérateur 29 ;:;t entouré d'un vase 5 claJ18 lequel ;?.ci:E le pétrole qui entre en opération.
Ce pétrole parcourt le vase 5 à faible ;ri.té:J;#:; dé façon réduire le plus possible le. perte, é. d chaleur qui se relise à txavezr:.. de la superficie cylindrique, du récupérateur 29 etque, en tout cas, cette perte soit économisée et appliquée au chauffagedu pé- trole qui entre en opération.
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Tous le;3 a.piJ3.1't:.ils (',;mploy6s sont fortement calori::L1ges pour éviter dans la. i1lEdî2:CO du y0;'â::b les pel'tE.; de cha- leur et les tubes sont de préférence groupe pour se défendre mutuellement de ces pertes.
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La. figure 6 représente 'un rectificateur qui j,J6Ut titre appliqua avantageusement da:; c11=,e;ne des phases de la distil- lation.
Dans cette. figure le rectificateur est représente applique à la phase n+1 et reçoit comme liquide rectificateur le
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liquide alimentaire de Z.3 même phase à sa. sortie du vase supé- rieur de la phase n.
Ce rectificateur comprend un serpentin en forme de spire qui contourné la partie supérieure de la calandre de
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l'appareil evaporateur de la phase n+1, soit Dn+1, et se divi- se en deux parties: la partie inférieure composée de.3 spiresp et la partie supérieure composée des spires s.
Un tube extérieur RC qui entoure Dn+1 constitue la caisse extérieure du rectificateur; et la spire qui s'appuie à l'intérieur sur Dn+1 et à l'extérieur sur RC divise l'espace annulaire compris entre des deux tubes, formant ainsi deux ser- pentins successifs: l'inférieur composé des spires p et le supérieur des spires s.
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La vapeur produite dans l'appareil Dn+1 sort du d8me Yn+1 par le- tube Vn+1 qui la conduit à la partie basse du rectificateur dans lequel elle pénètre et qu'elle parcourt de bas en haut, sortant du même par le tube V'n+l,
Les spires de ce serpentin ne sont pas parallèles et la section du passage de la vapeur varie, diminuant et augmen- tant à intervalles.
D'après la figure, les six spires inférieures sont parcourues en sens inverse de la vapeur par le liquide recti- fi.cateur qui entre dans la caisse t par le tube Tn+1, et cette caisse le délivre au serpentin reparti sur toute la largeur de la spire p.
A un intervalle de deux spires, des ouvertures o pratiquées dans la spirale permettent au liquide rectificateur de tomber directement en cascade sur la spire inférieure; et cette cascade interrompt le passage de la vapeur entre ces deux spires de façon que la cascade du liquide et le courant de vapeur s'entrechoquent l'un contre l'autre et qu'en définitive la vapeur divise la cascade et projette les particules du liquide' qui la forment dans le serpentin, vers le haut, ce qui offre de grandes opportunités de contact intime entre les particules du liquide et celles de la vapeur et produit la recti- fication de cette vapeur.
Cette opération se réalise en un point où la section de passage qu'offre le serpentin à la vapeur est réduit, ce qui augmente considérablement la vitesse de cette vapeur et favorise son action atomisatrice sur le liquide.
Cette opération terminée, la section du serpentin s'accroît à nouveau de façon à provoquer une grande réduction de la vitesse-de la vapeur et par conséquent la diminution de l'entraînement des particules liquides.
Ces particules liquides sont projetées contre lapa;-.,. roi par la force centrifuge, adhèrent à cette paroi et descen-
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dent le 10 de celle-ci à la. partie extérieure de la. spire, où elie<q GiS réunissent :...vsc le liquide- qui. coule le la>ig de cette. paroi.
L'a.=:iés: la figure le;,: spires 1) sont inclinées radialeH)&n.t ±, l'extérieur ver-, l'intérieur d'. façon a compenser la force centrifuge. et à >i.r.iàcttz.c. que le liquide en 1':;2, descente le !on,:, de c;#-tc; apir'' #;c T=.oeJja¯7.tic:;.:e ;i>ii.Co;.=:;#.iic:#.t j''.;'." .;;, i:;:1#=,cc, L.. vapeur tï'ait/t. parcourt le serpentin des #s :.; p 1 1- c ;> ài 5 ' f: n 1 1" é ,211 0 q:t z;,1.1 t d zLn chaqur. cascade, o avec la %" .... i 11G. ci± liquide e i: é; c t 1 .f 1 z i<.t :.. iti:. Sc rectifia < . <;# =.. :': ce choc; ensuite, 1 <- 1 o nj de la T,; #, i > <. :J ,, 1 r et de la oà < .; i vitesse diminue, elle se sépare du liquide qu'elle entraîne, et dans cette nouvelle spire la. vitesse de la vapeur 2..1Ü1e11t e à nouveau afin 4, ' * j .é i c i, \n(: nOEvelle rectification en cascade, et ainal de suite.
Dans la spire supérieure du Me-cpentin inférieur on opère de le. <;Qi:ie façon; dULio le liquide rectificatcur smployë e;',t constitue par les reflux d-E..; liquider répares de la vapeur dan''-', le ;;:(':l:'i;ç;:1',j,i1 :s " À j< F 1 j L. " l 1 ' , 1 spire.;; s, qui constitue un séparateur et t < i¯ii lequel on n'injecte a.ucun liquide c "< 1: c t 1 r 1 c * thur.
Ceper.db.nt le 1 (C r: ;1 #. :- ± ï' o E. d. ±L 5. E É.. < e ii qui 1 ,11 produit au travers de ;. i u<. paroi extérieure provoque dans ce 3eps.rs.teur 1? condensation 1<.> produits le plue. lourd.'... de va qui le parcourt, et ces condensations, en même tE:Yi1j)S que le liquide qu''elle entraîne, sont e;.Rtr.¯it<:=> d-e' cette vapeur par centri- ì;gati,en> Ce #éi:,a'iû<,:12r. é;.ü construit cliij lé: le 1'<1.12'ti licut<".:t inférieurj Haut les cs.cad<:'3 r qui :3ont r-upprimec..
L±.::; contractions et expansionp successives de la vapeur obtenues moyennant la. variatior. de la section !'c..c1.ialc d.'u serpentin, qui favorisent au.c.si 1iBn la condensation, des pa.rticu.lcb plus den-
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ses que la séparation du liquide quelle contient. sont main-
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tenues. ¯¯
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Un canal de prélèvement, plaqué contre la paroi, dont la bouche est placée face à la direction du mouvement de la vapeur, et qui descend dans une direction intermédiaire entre celle du mouvement de la vapeur et la verticale, reçoit et, conduit ce liquide au fond du séparateur.
Ce canal arrête et retient le liquide qui entraîné par le mouvement de la vapeur circule près de la paroi exté- rieure, et il l'évacué, à la partie basse du séparateur, à l'entrée de la première .spire du rectificateur inférieur, de spires p, dont il constitue le liquide rectificateur.
Dans la figure les spires s présentent dans leur section radiale une pente inverse des spires p, soit une pente vers l'extérieur, tandis que les spires p s'inclinent vers l'intérieur. A leur extrémité extérieure ces spires s s'inclinent 'beaucoup plus pour former le long de la caisse RC un canal extérieur. Ces dispositifs ont pour but de soustraire du contact avec la vapeur traitée' le liquide qui en est extrait, en localisant ce liquide dans ce canal périphérique de la spire d'ou on peut l'évacuer soit directement, soit en le versant dans le canal m aux points d'embranchement de ces deux canaux.
Lorsqu'on adopte cette dernière disposition, le canal a doit être modifié en ces points d'embranchement de façon. à être ouvert du côté opposé au mouvement de la vapeur et fermé en sens inverse. Il prend donc la forme d'un tube, ouvert aux embranchements avec la spire du coté opposé au mouvement de la vapeur et fermé au contraire de ce côté, et ouvert en direction inverse entre spire et spire de façon à pouvoir recueillir le liquide entraîné par la vapeur qui circule dans ce passage.
En définitive le rectificateur de la figure 6 com- prend en sa partie basse le rectificateur proprement dit dans lequel se réalisent de successives opérations de rectification entre le liquide alimentaire de la phase considérée et la va-
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peur produite dan6 cette :OlJa.SE:, le cycle de ces Eze3 operaticns étant parcouru en sens inverse par le liquide rectificateur et
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par la, vapeur re-otifiër, suivant la méthode due rectification et de lavage méthodique. postérieurement à cette z-ectii"1.J:..tion, on extrait de la vapeur les particule:
', liquida qu'elle entraîne, cette opération se réalisant dans le séparateur qui prolonge le rectificateur.
L'addition de la rectification à l'opération unitaire a l'avantage d'améliorer les produits de chacune des distilla- tions partielles, les rendant propres à la consommation commer- ciale une fois qu'ils auront subi les traitements chimiques
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qu'ils peuvent requérir suivant t 1 <# impuretés contenues ,:Jant-.; le fluide traita.
La vapeur sortant du rectificateur est conduite par
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le tube e V ' ;+ 1 à son récupérateur de chaleur ou , ;:;on condenseur, comme il 1 a été expope précédemment.
LI décrit'-. 1.- titre d'exemple peut Stre modifiée pour s'adapter r ai& 'o <..-; z 1 ii aux cat- qui 1 j Fà l;.ii e n "i .=, prefienter. On p-ut, à. a.r exemple, a< >; iii <. n t s# ou réduire le nombre de phases et lE' nombre des recupers.teur6 de chaleur, chacun 1 ' E.iJK répondant une température dr terminée e à, la vaeu'i: roduite et aux concilions de pression à chacune'de;j #< o p é r a . t 1 <J 13 partielles.
Cé(: variations X.Eii o2lild.itis=lù d'opération de l''in5tal- lation sont déterminées dans chaque cas et on doit en tenir compte dans le projet de. cette installation..
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Inc.( :Jllid<'J11njCnt de o conditions normale.? :> ô. ' o =J é .t a, tior. d'une installation, on j;5. modifie-:" ce:-:: condition.,! et z. ; j 1 e les nouvcllen condition;;, par les procèdes qui ont à t - i;12.1éB antérieurement pour .'-rmettre au besoin l'a.da.ptation d'une installation a des fins distinctes de celles prévues au moment de sa conception.