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"Perfectionnements apportés oteurs de turbines à gaz".
L'invention est relative à la production d'un combusti- ble pour moteurs de turbines à gaz, et a entre autres pour objet de fournir un combustible pour moteurs de turbines à gaz par l'em- ploi duquel la formation de dépôt ou de tartre sur les ailettes de la turbine est éliminée ou fortement réduite.
Dans les turbines à gaz, le combustible est injecté dans une zone de combustion et entre en ignition en présence d'un excès d'air, les produits de combustion étant dirigés vers les ailettes présentant des contours soigneusement confdrmés, ce par quoi l'éne@ gie du courant de gaz est transformée en énergie de rotation.
Le rendement de conversion est élevé.Bien qu'il soit désirable pour différentes raisons d'employer des combustibles résiduaires bon
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marché, on a trouvé que l'emploi de tels combustibles est fortement limité par le fait que dans beaucoup de cas une certaine partie des matières inorganiques présentes dans le combustible, ne restes* pas dans le courant gazeux après la combustion et se dépose dans le moteur de la turbine pour former un tartre, notamment sur les ailettes du rotor et du stator, entraînant une diminution du rende- ment du moteur, et nécessitant le rabattement du couvercle à inter- valles fréquents pour nettoyer les ailettes et d'autres parties du moteur sur lesquelles le tartre s'est déposé.
On a trouvé que la présence de composés de vanadium o dans le cmbustible résiduaire contribue fortement à la formation de ce tartre, et qu'afin d'empêcher la formation de tartre d'attein- dre un point tel qu'il réduise sensiblement la valeur du combusti- ble dans son application aux moteurs de turbines à gaz, il est nécessaire de réduire la teneur en vanadium du combustible jus- qu'à moins de 0,03 % et, de préférence, de l'éliminer entièrement.
L'invention a entre autres pour objet, de fournir un combustible de pétrole, dérivé d'une fraction résiduaire de pétrole qui peut avoir une teneur en vanadium élevée, qui convient pour l'emploi comme combustible de turbine à gaz, et dans lequel les désavantages précités sont considérablement réduits. L'invention a plus particulièrement pour objet de fournir un combustible pour moteurs de turbines à gaz dont l'emploi réduit fortement ou évite la formation de tartre sur les surfaces intérieures d'un moteur à gaz, comme sur les ailettes du rotor et du stator.
Selon l'invention, un combustible approprié pour l'em- ploi dans les moteurs de turbines à gaz est obtenu par un procédé qui comprend le traitement d'une fraction résiduaire de pétrole, ne constituant de préférence pas plus que 30 % en volume du pétrol= brut, contenant au moins un composé de vanadium sous forme élémen- taire ou combinée, avec un solvant contenant un ou plusieurs hydrocarbures ayant 3-7 atomes de carbone par molécule, et ensuite la séparation de la solution ainsi obtenue d'avec la matière
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insoluble se trouvant dans ledit solvant.
Le solvant est de préférence pratiquement libre d'aroma- tique et ne doit pas avoir une teneur en aromatique dépassant 0,5 %
Les hydrocarbures préférés pour l'emploi comme solvant normal sont l'hexane/et l'heptane normal, ou bien l'on peut employer un mélange de ces hydrocarbures, ou un mélange de solvant contenant de l'hexane normal et/ou de l'heptabe normal. De préférence, le poids total d'hexane normal et d'heptane normal dans le soldant constitue au moins 50 %.
De préférence, le combustible résmduaire de pétrole est traité avec au moins 500 % et, de façon plus désirable, avec en- viron 800 % en volume du solvant contenant les hydrocarbures.
En opérant suivant le procédé ci-dessus, on a trouvé possible d'enlever la totalité ou une grande proportion des compo- sés de vanadium se trouvant dans le résidu,comme matière insoluble dans le solvant. Après séparation de la matière insoluble, le solvant est habituellement enlevé de la fraction résiduaire, et la fraction ainsi raffinée, avec ou sans mélange ou traitement ultérieur, convient pour l'emploi comme combustible de turbine à gaz.
Le procédé de l'invention est appliqué, de la façon la plus avantageuse, aux fractions ésiduaires de pétrole présentant une teneur totale en vanadium d'au moins 0,02 % et de préférence supérieure à 0,03 % en poids, estimée comme vanadium élémentaire.
L'invention est illustrée mais en aucun cas limitée par les exemples suivants.
Exemple
Une fraction résiduaire de 12,4 % en poids dérivée s d'une huile de pétrole brut du"Moyen-Orient" et traitée à la température ambiante avec 800 % en poids d'éther de pétrole bouillant de 60 C à 80 C. La solution ainsi formée est laissé reposer pendant quelques heures,et ensuite la matière insoluble est enlevée par filtrage et la solution résultante distillée
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pour enlever le solvant d'éther de pétrole.
La répartition du vanadium a été trouvée être comme montré @ dans le tableau suivant.
EMI4.1
<tb>
Résidu <SEP> à <SEP> 12,4 <SEP> % <SEP> de <SEP> pétrole <SEP> brut <SEP> du <SEP> M.O.... <SEP> 100 <SEP> part, <SEP> en
<tb> Matière <SEP> insoluble <SEP> dans <SEP> le <SEP> solvant.... <SEP> 19,5 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> vanadium <SEP> de <SEP> matière <SEP> n'ayant
<tb> pas <SEP> réagi.......................... <SEP> 0,065
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> vanadium <SEP> de <SEP> matière <SEP> insoluble <SEP> dans <SEP> le <SEP> solvant <SEP> (qui <SEP> est <SEP> 0,22 <SEP> %
<tb> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> matière <SEP> insoluble)... <SEP> 0,043 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Résidu <SEP> traité <SEP> 80,5 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb> Teneur <SEP> en <SEP> vanadium <SEP> de <SEP> la <SEP> fraction
<tb> résiduaire <SEP> traitée <SEP> (c--d <SEP> 0,024 <SEP> %
<tb> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> résidu <SEP> traité <SEP> .......
<SEP> 0,019 <SEP> " <SEP> " <SEP> "
<tb>
Ainsi, par le procédé de l'invention, la teneur en vana- dium est réduite de 0,065 % en poids dans le résidu non traité à
0,024 % en poids dans le résidu traité, le combustible ainsi obte- nu étant particulièrement approprié pour les turbines à gaz.
Exemple II
Un volume d'une fraction résiduaire de 16,7 % en volume, de dérivée d'une huile/pétrole brut du Moyen-Orient et ayant une teneur en vanadium de 0,012 %, est traités à 140 F avec 8 volumes d'un solvant à hydrocarbures. La matière insoluble est séparée .par filttation et la solution résultante est distillée pour enlever le soldant à hydrocarbures La répartition du vanadium entre le résidu traité et le précipité a été trouvée être comme représentée par le tableau suivant basé sur le traitement de 100 parties en @ poids du résidu.
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EMI5.1
<tb>
Rendement <SEP> - <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids <SEP> Teneur <SEP> en <SEP> vanadium <SEP> - <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
EMI5.2
Solvant ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
EMI5.3
<tb> Résidu <SEP> traité <SEP> Précipité <SEP> Résidu <SEP> traité <SEP> Précipité
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> Propane <SEP> 20,1 <SEP> 79,9 <SEP> - <SEP> 0,015% <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fraction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 100% <SEP> de <SEP> total
<tb>
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<tb>
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<tb> Butane <SEP> 68,0 <SEP> 32,0 <SEP> 0,0022% <SEP> de <SEP> 0,033% <SEP> de
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> fraction <SEP> fraction
<tb>
<tb>
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<tb> 12,5% <SEP> de <SEP> total <SEP> 87,
5% <SEP> de
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> total
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<tb>
<tb>
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<tb> Iso-butane <SEP> 48,0 <SEP> 52,0 <SEP> 0,0009% <SEP> de <SEP> 0,022% <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fraction <SEP> fraction
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3,8% <SEP> de <SEP> total <SEP> 96,2% <SEP> de <SEP> total
<tb>
EMI5.4
Pentane 81,7 18,3 0,0041ô de 0,04=7 % de
EMI5.5
<tb> fraction <SEP> fraction
<tb> 27,7% <SEP> de <SEP> total <SEP> 72,3% <SEP> de <SEP> total
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Hxane <SEP> 85,7 <SEP> 14,3 <SEP> 0,0062% <SEP> de <SEP> 0,047% <SEP> de
<tb> fraction <SEP> fraction
<tb> 44,5% <SEP> de <SEP> total <SEP> 55,5% <SEP> de <SEP> total
<tb>
Exemple III Une fraction résiduaire de 25,
2% en poids dérivée d'un huile de pétrole brut du Moyen-Orient et ayant une teneur en vanadium de 2 0,0307 % en poids est traitée avec 8 fois son volume de propane dans une tour à contre-courant fonctionnant à 150 F, au sommet , et à 110 F à la base. Le résidu traité constitue 36 % en poids de la masse d'alimentation et ne contient pas de vanadium.
Exemple IV
La fraction résiduaire décrite dans l'exemple III est traitée par charges avec 8 fois son volume d'éther de pétrole paraffinique bouillant entre 60 et 80 C, à la température ambiante.
Le résidu traité constitue 90% en poids de la masse d'alimentation et contient 0,0166 en poids de vanadium.