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PROCEDE POUR LE CRACKAGE D'HYDROCARBURES.
Le crackage d'hydrocarbures liquides pour l'obtention de pro- duits gazeux, notamment de constitution non saturée, ou même de composés hydrocarbures liquides à faible poids moléculaire, est possible par de nombreux procédés de fission connus à base purement thermique ou thermo- catalytique. Mais il est dans tous les cas nécessaire d'utiliser, à cet effet, des installations techniques importantes., et les masses de coke de fission inévitables, qui se déposent dans les procédés de fission cata- lytiques sur les matières de contact et réduisent fortement leur activité après des temps de réaction relativement courts, ne peuvent être éliminées que par combustion.
Cette régénération inévitable des matières de contact se traduit par une réduction importante du rendement des installations de fission de ce genreo
Or, on a trouvé qu'on peut effectuer dune manière particuliè- rement avantageuse la décomposition thermique d'hydrocarbures liquides!) surtout des résidus de distillation du pétrole, et même des résidus à point d'ébullition élevé de l'hydruration du pétrole ou d'autres produits paraf- finiques ou hydroaromatiques,
en combinant le procédé de crackage des hui- les avec le procédé normal de cokéfaction dans la chambre de cokéfactiono On procède donc en mélangeant uniformément les huiles à cracker avec le charbon à coke et en soumettant ce mélange de la manière usuelle à la coké- faction. On mélange 1?huile au charbon après sa préparation, et on peut ef== fectuer le mélange par pulvérisation sur des convoyeurs à courroie ou même dans des appareils mélangeurs spéciaux par exemple des tambours mélan- geurs ou des transporteurs à viso La quantité de l'huile ajoutée peut at- teindre jusqu'à un tiers de la masse du charbon sans quil en résulte des difficultés de fonctionnement.
Cette combinaison de la cokéfaction du charbon avec le cracka-
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ge des hydrocarbures à point d'ébullition élevé n'était pas toute indiquée ni même évidente, d'autant moins que les températures et les temps de réac- tion des deux processus thermiques sont différents..
C'est ainsi que les hy- drocarbures liquides se "fendent" normalement aux températures de cokéfac- tion de 1000 à 11000 C., surtout en carbone de suie et en hydrogène gazeuxo
Or,pour ce nouveau procédé de combinaison,, on a été surpris de constater que les huiles hydrocarburées fournissent malgré les hautes températures de cokéfaction des produits de fission thermique de très haute qualité sous la forme d'oléfines riches en éthylène et en propylène, ainsi que des aromates benzéniques, abstraction faite de l'hydrogène, ces produits de fission ayant une importance industrielle et économique considérableo E- tant donné le cheminement lent connu des températures en partant des parois vers l'intérieur de la charge de charbon,
on suppose que les produits ali- phatiques de crackage dégagés en premier lieu de l'huile;, de même que les produits de dégazage du charbon, sont assez rapidement refroidis à des tem- pératures basses, de sorte qu'on évite ainsi une fission thermique trop pousséeo Même la dilution des gaz de crackage par le gaz de coke dégagé em- pêche probablement une décomposition trop poussée des gaz de crackageo Il en résulte que la formation du coke de fission, qui atteint jusqu'à 25% dans les procédés normaux de crackage est largement décalée dans ce trai- tement thermique modéré au profit de la formation des hydrocarbureso La conversion partielle des aliphates en aromates a lieu ensuite aux tempé- ratures de 700 à 800 C. dans la chambre collectrice des gaz.
Au cours de ces processus thermiques, les constituants des cendres., et surtout les composés oxydiques du fer et de l'aluminium avec le charbon exercent une action catalytique superficielle favorisant la réaction de la fission thermique des huiles hydrocarburéeso A l'aide de faibles additions de sels métalliques de ce genre solubles dans l'eau, qui se transforment pendant la cokéfaction en oxydes métalliques, on peut agir non seulement quantitativement sur le rendement en hydrocarbures détermi- nées, par exemple en oléfines ou aromates, mais on peut le faire dévier dans une direction bien déterminée par le choie des catalyseurs..
Ces addi- tions au charbon à coke sont quantitativement si faibles qu'elles n'exer- cent aucune action appréciable sur la teneur en cendres du coke formé,, d'autant moins que les quantités de coke de fission formées complémentai- rement ne contiennent pas de cendres, L'addition d'hydrocarbures liquides au charbon à coke ne produit aucun effet nuisible sur le processus de co- kéfaction, parce que la pression de fonctionnement ne s'élève qu'insensi- blement, le retrait du mélange de charbon et d'huile restant pratiquement constant.
Grâce à la constatation nouvelle d'après laquelle les consti- tuants minéraux des cendres du charbon à coke ont une grande importance pour le processus de crackage, la distribution uniforme des hydrocarbu- res sur le charbon est une condition pour la mise en oeuvre parfaite du procédé suivant l'inventiono
Les avantages du nouveau procédé de crackage combiné avec la cokéfaction du charbon sont multipleso L'addition de l'huile au charbon à coke n'apporte pas seulement une augmentation quantitative importante du rendement en goudron., benzène et gaz, mais elle exerce surtout une action favorable sur la nature et la composition de ces constituants du charbono C'est ainsi qu'on obtient une augmentation en huiles aroma- tiques du goudron très importante de la teneur en huiles aromatiques du goudron, du rendement en benzène, de la quantité du gaz,
de la teneur en oléfines de ce dernier et de son pouvoir calorifique.
La cokéfaction du charbon contenant de l'huile apporte égale- ment une amélioration de la qualité du coke en ce qui concerne la résis- tance mécanique et le densité, de sorte que le procédé convient surtout particulièrement à la fabrication d'un coke spécial (de fonderie) diffi- cilement combustible et lent à réagiro Pour les mêmes raisons, il est également possible d'allonger la réserve de plus en plua réduite en charbons faciles à cokéfier, et de résoudre ainsi un problème des quali- tés de charbon existant depuis longtemps,
parce que ce procédé permet
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également l'utilisation de charbons médiocres moins collants sans qu'il en résulte une réduction des conditions concernant la résistance mécani- que du coke obtenue L'importance du procédé pour la solution du problème des qualités du charbon peut donc être considérée comme capitale.
Mais les avantages du procédé ne concernant pas seulement 19 augmentation du rendement en constituants du charbon et l'amélioration de la qualité du coke; le procédé est également et particulièrement avan- tageux au point de vue économique, parce que le crackage des huiles n'exi= ge aucune installation technique complémentaire., et parce que l'augmenta- tion des rendements obtenue par l'addition d'huile est équivalente aussi bien quantitativement que qualitativement aux rendements obtenus par les procédés de crackage usuelso EXEMPLES.
1. On cokéfie 1000 gr de charbon de coke humide dans une cor- nue avec et sans addition d'huile à 1000 Co
EMI3.1
<tb> Rendements <SEP> de <SEP> Rendements <SEP> de <SEP> 1 <SEP> Rendement <SEP> complé-
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> kg <SEP> de <SEP> charbon <SEP> kg <SEP> de <SEP> charbon <SEP> ment <SEP> aire <SEP> par <SEP> kg <SEP> de
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<tb>
<tb> de <SEP> coke <SEP> avec <SEP> de <SEP> coke <SEP> avec <SEP> pétrole <SEP> fractionné
<tb>
<tb>
<tb> 10% <SEP> d'eau. <SEP> 10% <SEP> d'eau <SEP> + <SEP> 50
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<tb> gr. <SEP> de <SEP> pétrole
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<tb> fractionné <SEP> à
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<tb> 200 <SEP> C.
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Goudron <SEP> 3,0 <SEP> gr <SEP> 5,8 <SEP> gr <SEP> 56 <SEP> gr
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<tb> Benzène <SEP> 1,0 <SEP> gr <SEP> 2,1 <SEP> gr <SEP> 22 <SEP> gr
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<tb> Gaz <SEP> 290 <SEP> litres <SEP> 380 <SEP> litres <SEP> 1800 <SEP> litres
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<tb> (pouv. <SEP> calo <SEP> (pouvo <SEP> calo
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<tb> 4350 <SEP> cal/m3) <SEP> 4350 <SEP> cal/m3)
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<tb>
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<tb> CnHm <SEP> 2,1% <SEP> 4,6% <SEP> 228 <SEP> litres
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> H2 <SEP> 54,0% <SEP> 55,0% <SEP> 1048 <SEP> litres
<tb>
II. Dans une batterie d'essai à 3 fours d'une capacité res- pective de 350 kg, on cokéfie avec un charbon à coke., avec des teneurs de plus en plus grandes en huile., et on détermine la quantité du coke en ce qui concerne la résistance mécanique et la densité :
EMI3.2
<tb> Charbon <SEP> à <SEP> Charbon <SEP> à <SEP> co- <SEP> Charbon <SEP> à <SEP> Charbon <SEP> à
<tb>
<tb> coke <SEP> nor- <SEP> ke <SEP> + <SEP> 5% <SEP> de <SEP> coke <SEP> + <SEP> 10% <SEP> coke <SEP> + <SEP> 20%
<tb>
<tb> mal <SEP> pétrole <SEP> de <SEP> pétrole <SEP> de <SEP> pétrole
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> 78% <SEP> 84,8 <SEP> 87,0 <SEP> 88%
<tb>
<tb> tambour
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<tb> Coeff. <SEP> métallo <SEP> 36% <SEP> 47e2 <SEP> 61,2 <SEP> 60,8
<tb>
<tb> Ilsedèr
<tb>
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<tb> Résistance <SEP> à <SEP> 92,8kg/cm2 <SEP> 98,9kg/cm2 <SEP> 113,7kg/cm2 <SEP> 119,2kg/cm2
<tb>
<tb> la <SEP> compression
<tb>
<tb>
<tb> Vol. <SEP> des <SEP> pores <SEP> 7293% <SEP> 62,0% <SEP> 54,6% <SEP> 42,8%
<tb>
III.
Un charbon à gaz contenant 36,2% de constituants vo- latils ne fournit que des menus de coke éboulants après la cokéfaction en cornueo Le même charbon avec 10% d'un résidu de pétrole fractionné jus- qu'à 350 C. donne un pain de coke cohérent ayant une résistance à la com- 'pression de 91,4 kg/cm2.