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PERFECTIONNEMENTSA LA PRODUCTION DE COKE.
La présente invention est relative à la production de coke à par- tir de matières hydrocarbonées. Elle se rapporte plus spécialement à la pro- duction de coke de pétrole sous forme subdivisée à partir d'huiles hydrocar- bonées lourdes du type des.matières brutes réduites ou qui ont été soumises à un "topping", ou du type des résidus ou poix de distillation similaires.
En bref, l'invention pourvoit à la production d'agrégats de coke de dimen- sions commerciales, par injection d'huiles résiduelles lourdes du type spé- cifié dans une masse fluidifiée de solides carbonés finement divisés de di- mensions inférieures à celles des agrégats désirés à des conditions contri= buant à l'agglomération de ces particules plus petites pour former des agré- gats stables de dimensions commerciales.
La production de coke à partir d'huiles résiduelles, spécialement à partir des résidus de distillation de matières brutes,atmosphérique ou sous le vide, est bien connue dans la pratique. Des procédés de cokéfaction commerciaux de ce type ont pour but principal la producticn d'huiles hydro- carbonées, de plus grande valeur, à points d'ébullition plus faibles, huiles du type du gasoil et de la gazoline, du coke étant formé comme sous-produit de la réaction de cracking thermique impliquée.
Jusqu'à ces récentes an- nées, la technique usuelle de la cokéfaction comportait un préchauffage de l'alimentation jusqu'aux températures de cokéfaction dans des serpentins de chauffage convenables, préchauffage suivi d'un trempage de l'huile aux températures de cokéfaction dans un réservoir ou un tambour dans lequel la réaction de cokéfaction était achevée. Le coke était déposé dans le tambour comme masse solide qui, après un certain temps, remplissait complètement et bouchait le tambour. Le procédés devait être interrompu à de fréquents intervalles pour enlever le coke qui était cassé et récupéré sous la for- me de gros morceaux lourds. Différents procédés ont été proposés pour éli- miner ces difficultés.
La plupart de ces procédés impliquent l'addition à l'alimentation, de solides adsorbants inertes subdivisés, tels que du coke,
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du sable, de la pierre ponce, du kieselguhr, de l'argile épuisée, ou matiè- re semblable, pour servir comme supports pour le coke et comme agents de nettoyage empêchant le dépôt de coke sur les parois de l'installation.
Tandis que les systèmes à lit mobile et à suspension peuvent être utilisés pour ce type d'opération, la technique dite des solides flui- des offre les plus grands avantages en ce qui concerne le réglage de la température, l'économie de chaleur, la facilité et la continuité de l'opéra- tion et les dimensions de l'installation. Cette technique implique l'in- jection de l'alimentation dans un lit hautement turbulent relativement den- se de solides chauds subdivisés dont les dimensions se rangent entre environ 30 et environ 400 mailles.
La fluidification est réalisée par des gaz ou des vapeurs se dirigeant de bas en haut à travers le lit à une vitesse su- perficielle linéaire d'environ 0,3 à 5 pieds par seconde pour donner au lit d'apparence d'un liquide bouillant séparé, par une surface intermédiaire définie.,'d'une phase dispersée supérieure. Les produits volatils sont enle- vés au sommet tandis que le coke sous forme de solides portant ce coke peu- vent être récupérés directement du lit fluidifié. La chaleur requise pour la cokéfaction peut être fournie par échange de chaleur indirect, combustion interne limitée dans le lit fluidifié, ou circulation continue de solides portant du coke entre la zone de cokéfaction et une zone séparée de brûlage du coke fonctionnant à une température supérieure à celle de cokéfaction.
Jusqu'ici, la technique des solides fluides a été adaptée à l'é- lévation du titre des résidus bruts exclusivement dans le but principal de produire des huiles à points d'ébullition inférieurs, le coke étant récu- péré, comme sous-produit, sous la forme de particules de dimensions permet- tant la fluidification, c'est-à-dire, sensiblement non supérieures à environ 30 mailles, dimensions non avantageuses pour des buts commerciaux. La pro- duction de particules sensiblement plus grandes dans le lit fluidifié a été considérée comme désavantageuse à cause des difficultés de fluidification qui en résultent.
En plus, le développement des particules solides dans le lit fluide, dû au dépôt de coke sur ces particules, est insuffisant pour faire passer les particules de dimensions qui leur permettent d'être facile- ment fluidifiées, à des dimensions facilement vendables, durant les temps de séjour pratiques dans la zone de cokéfaction. Cependant, du fait de ses avantages remarquables du point de vue thermique et du processus suivi, une adaptation de la technique des solides fluides à la production de coke commercial est hautement désirable. La présente invention procure cette adaptation.
Par conséquent, le principal objet de l'invention consiste à pro- curer un procédé perfectionné de production de coke subdivisé, de dimensions commerciales, à partir de résidus hydrocarbonés lourds, en utilisant la technique des solides fluides. D'autres objets et avantages plus spécifi- ques apparaîtront de la description suivante de l'invention, dans laquelle on fera référence aux dessins annexés.
Les figures 1, 4 et 5 sont des illustrations graphiques des ef- fets que l'on peut obtenir par le procédé de l'invention..
Les figures 2 et 3 sont des microphotographies illustrant la for- mation, la composition et l'apparence du coke produit par le procédé de l'in- vention.
La figure 6 est une illustration schématique d'un système conçu pour mettre en oeuvre un mode de réalisation préférée de l'invention.
On a maintenant trouvé que des particules solides, de dimensions permettant leur fluidification, maintenues sous forme d'une masse fluidifiée, turbulente, dense, ressemblant à un liquide bouillant, peuvent être agglomé- rées à l'état fluidifiés, pour former des agrégats d'une dimension avantageu- se pour le marohé, par injection d'une huile résiduelle lourde dans la masse fluidifiée à des conditions contribuant à une cokéfaction au moins partielle de l'huile résiduelle.
Lorsque les conditions de température, de vitesse d'alimentation d'huile et de vitesse du gaz fluidifiant sont convenablement
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réglées, les particules fluidifiées sont réunies et assemblées par-le résidu lourd visqueux produit au cours de la cokéfaction partielle de l'a- limentation d'huile résiduelle,pour former des agrégats stables, résis- tant à l'attrition, qui durcissent encore lors du refroidissement vers. les températures normales. Cet effet d'agglomération est tout à fait diffé- rent du développement des particules individu-elles, et cumulatif de ce déve- loppement, qui résulte du dépôt de coke sur ces particules, et qui a été ob- servé et utilisé dans différents procédés antérieurs de cokéfaction.
L'ac- croissement de dimensions que l'on peut obtenir par l'agglomération des par- ticules, suivant la présente invention, est un multiple élevé de celui qui résulte du développement des particules par le dépôt de coke. Par exemple, le développement des particules par dépôt de coke sur les particules indi- viduelles peut augmenter les dimensions des particules d'environ 50 à 100% durant les temps de cokéfaction pratiques. Une agglomération, suivant l'in- vention, d'autre part, produit des particules de coke ayant environ 10 à 100 fois les dimensions des particules originales et permet la production de particules de coke ayant jusqu'à environ 1/4. de pouce de diamètre, dans un lit de solides fluidifiés.
Des conditions de réaction spécifiques convenant pour les buts de l'invention dépendent, jusqu'à un certain point, du caractère de l'alimen- tation d'huile résiduelle et des solides complétant le lit fluidifié. En général, des températures d'environ 700 -1050 F sont efficaces pour la plu- part des alimentations d'huiles résiduelles. Dans ces limites, la tempéra- ture peut être d'autant plus élevée que la teneur en carbone Conradson ou la nature réfractaire de l'alimentation est plus importante. Des tempéra- tures d'environ 800 -900 F produisent des résidus de cimentage visqueux en partant de la plupart des alimentations en des temps relativement courts et sont,par conséquente préférées.
En vue de procurer des proportions suffi- santes de résidu visqueux,le taux d'alimentation de l'huile devrait être relativement élevé, des taux d'alimentation d'environ 0,3 à 0,9 volume d'hui- le liquide par volume de solides non aérés par heure (v/v/heure) étant géné- ralement convenables. A nouveau, des charges d'alimentation de nature ré- fractaire ou de teneur en carbone Conradson relativement élevée ou l'appli- cation de températures de lit basses demandent des vitesses d'alimentation plus faibles qu'avec des charges d'alimentation à faible teneur en carbone Conradson ou des températures de lit élevées dans les limites spécifiées.
La vitesse du gaz fluidifiant dépend beaucoup de la densité et des dimen- sions des particules originales aussi bien que des dimensions des particules de coke à récupérer. Elle devrait être réglée de manière telle que les par- ticules dans la gamme de dimensions originales et des particules quelque peu plus grandes soient bien fluidifiées pour former une masse turbulente dense surmontée d'une surface intermédiaire déterminée, pendant que les ag- glomérats de particules de la dimension commerciale désirée sont admis à se déposer sélectivement dans le fond du lit fluidifié duquel ils peuvent être enlevés dans un état non fluidifié.
D'une manière plus précise, des gammes de vitesses d'environ 0,5 à 5 pieds par seconde peuvent être utili- ,sées dans ce but en liaison avec des solides tels que le coke, le sable, les argiles, etc, ayant des dimensions de particules originales dans les limites de 35 à 200 mailles. Des solides de densité relativement faible, tel que du coke, demandent des vitesses de fluidification plus faibles, à savoir., environ 0,5 à 3 pieds par seconde, que des.solides de densité relativement élevée, tel que le sable, qui peuvent exiger des vitesses de 1 à 5 pieds par seconde, dans ce but. Le coke, qui donne le produit vendable de la plus haute qualité, est le solide de base préféré de l'invention.
Les dimensions du récipient d'agglomération aevraient être choisies pour per- mettre un temps de séjour moyen des solides d'environ 0,5 à 5 heures aux conditions spécifiées ci-avant.
En cours de fonctionnement, les solides de base fluidifiables fins sont appliqués d'une manière continue à la masse fluidifiée tandis que l'alimentation d'huile résiduelle liquide est injectée, de préférence, par fine vaporisation ou atomisation dans la masse du lit en un ou plusieurs points. Le gaz fluidifiant est fourni à la base du lit par un moyen de
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distribution habituel convenable. La chaleur peut être fournie par la chaleur de préchauffage des solides et des fluides du procédé, par échan- ge de chaleur indirect ou par une combustion limitée réalisée dans le lit fluidifié de toute manière usuelle.
Suivant une variante très avantageuse de l'invention, la surface transversale du récipient d'agglomération s'é- largit depuis le bas jusqu'en haut de celui-ci, de manière à permettre une augmentation sérieuse de la vitesse du gaz fluidifiant du côté de la base du récipient. A l'encontre de cette vitesse sérieusement accrue, seuls les plus grands agglomérats peuvent se déposer,et les conditions peuvent être facilement réglées de manière que seuls les agglomérats de la gamme de dimensions commerciales désirées soient recueillis dans le fond du réci- pient pour être récupérés. Au-dessus de cette zone de dépôt, le lit reste fluidifié bien qu'il montre un certain degré de classification par dimen- sions de particules sur la hauteur du lit.
Une vaporisation importante des constituants de l'alimentation volatils et un degré limité de cracking thermique en gasoil, gazoline et gaz ont lieu comme réactions latérales avantageuses. Ces produits sont emportés au sommet par le gaz fluidifiant et peuvent être envoyés à une installation usuelle de récupération de produits, de préférence, après sé- paration des fines solides entraînées qui peuvent être renvoyés au lit fluidifié comme solides de base. Du fait des vitesses d'alimentation rela- tivement élevées et des températures basses requises pour un fonctionnement efficace du procédé d'agglomération de l'invention, les productions de pro- duits volatils de valeur, comme le gasoil et la gazoline, sont sensiblement plus faibles que dans les procédés courants de cokéfaction.
Cependant, sui- vant un mode de réalisation préféré de l'invention, le procédé d'aggloméra- tion peut être combiné avec un procédé de cokéfaction en donnant des produc- tions optima de produits de cracking volatils de valeur, sans inconvénients dans le rendement de l'un ou l'autre élément du procédé combiné.
On a signalé ci-avant que, dans la cokéfaction fluide courante orientée vers la production de rendements maxima de gasoil et de gazoline, tout développement excessif des particules, par exemple, par agglomération doit être soigneusement évité pour empêcher des troubles de fluidification, tel que la constitution de canaux, qui affectent, d'une manière nuisible, l'équilibre thermique et de production du procédé. La présente invention procure un moyen de haute valeur pour maintenir la répartition désirée des dimensions de particules dans une zone de cokéfaction de ce type, tout en produisant simultanément de grandes particules de coke de dimensions commer- ciales .
Dans ce but, une zone de cokéfaction du type fluide fonctionnant pour la production de gasoil et de gazoline peut être alimentée, d'une maniè- re continue, en coke de base frais de dimensions permettant sa fluidification, à savoir environ 20 à 150 microns, pendant que le coke produit est enlevé d'une manière continue, de la phase dense. La tenue de cette zone de coké- faction fluide est choisie de telle manière que le coke enlevé soit resté dans la zone de cokéfaction pendant un temps suffisant pour que ses dimensions aient augmentées d'une quantité non supérieure à environ 50 à 100%, augmen- tation due au dépôt de coke. Des particules de cette dimension n'amènent pas de troubles de fluidification; en même temps, ces dimensions représen- tent celles qui sont le plus désirable pour les solides de base de la phase d'agglomération de l'invention.
Au moins une partie importante de ces par- ticules enlevées est,par conséquent, fournie cornue solides de base, vers la phase d'agglomération, pour y être convertie en coke vendable,3 comme dé- crit ci-avant. De cette manière, les deux phases coopèrent pour donner des conditions optima dans chaque phase et un rendement maximum de produits de cracking volatils de valeur et de coke de dimensions commerciales.
L'invention et ses effets avantageux seront illustrés encore par les études et résultats expérimentaux suivants. Dans un réacteur "flui- de" de laboratoire,un résidu "South Louisiana" (2,4%) était cokéfié sur du sable fluidifié, ayant une grandeur de particules de 80 à 325 mailles à une température de 1060 à 10900F, avec une vitesse d'alimentation de résidu de
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0,$3 p heure p (0,64 v/v/heure) et .40% en poids de vapeur diluante (basés sur le résidu), ce qui a pour résultat une vitesse de fluidification d'en- viron 0,8 pied par seconde, pendant 15 et 30 minutes dans deux essais sépa- rés, respectivement I et II. L'alimentation était injectée par un gicleur de vaporisation dans le lit fluide,
de la vapeur étant alimentée à travers une grille de distribution à la base du lit, en dessous du point d'injec- tion de l'alimentation. La chaleur était fournie par chauffage extérieur indirect du lit. La répartition des dimensions des particules des solides était déterminée par des analyses à l'écran (screen analyses) avant et après les essais, et des microphotographies étaient prises des différentes coupes.
Les résultats de ces expériences sont illustrés aux figures 1 à 3 du dessin.
A la figure 1, la répartition des dimensions de particules des solides, avant la cokéfaction (courbe A; sable chargé; 3300 gr) et après l'essai I (courbe B; sable déchargé; temps de réaction : 15 minutes; 3355 gr et l'essai II (courbe C; sable déchargé; temps de réaction : 30minutes; 3442 gr), est montrée graphiquement en rapportant les résultats de réparti- tion en poids pour cent à une échelle de probabilité logarithmique, de ma- nière qu'une répartition normale de dimensions de particules (Maxwell) ap- paraissent comme une ligne droite (en abscisse: % en poids de particules plus faibles que les dimensions relevées; en ordonnée; dimensions de parti- cules, en microns).
Pour l'essai ou traitement I, le sable déchargé montre une augmentation bien uniforme des dimensions, dans toute la gamme de dimen- sions de particules, comparativement avec les solides chargés. Dans le cas du traitement II, la répartition des dimensions de particules des solides dé- chargés après 30 minutes montre une augmentation accentuée dans la propor- tion des particules plus grandes, comparativement avec le sable chargé, par rapport aux solides déchargés après un traitement de 15 minutes (traitement I) .
La cause de cette augmentation des dimensions de particules apparaît clairement des microphotographies des figures 2 et 3. Comme montré aux photos de la figure 2, les particules de toutes les coupes du sable, tel qu'il est chargé, sont des éléments solides individuels. La même chose est sensiblement vraie pour les deux coupes les plus fines des solides déchar- gés du traitement I (figure 3) bien que quelques particules aient une struc- ture en forme de rognons ? ce qui montre que quelques particules plus peti- tes se sont agglomérées pour former ces agrégats. Cependant, les deux cou- pes les plus grandes comprennent exclusivement des agrégats formés par l'ag- glomération d'un grand nombre de particules plus petites, comme cela est clairement montré par leur structure granulaire.
Des coupes similaires pri- ses des solides déchargés du traitement II ont les mêmes composition et ap- parence.
A la figure 2, les coupes sont de caractéristiques suivantes, prises de gauche à droite et de haut en bas; 325 mailles- A = 100 microns; 150 à 200 mailles - B = 100 microns ; 100 à 150 mailles - 0 = 100 microns; 80 mailles - D = 500 microns.
A la figure 3 , les coupes sont les suivantes , prises de gauche à droite et de haut en bas : 325 mailles - E = 100 microns; 150 à 200' mailles - F = 100 microns; 30 à 60 mailles - G = 1000 microns; 10 à 14 mail- les - H = 1000 microns.
Les résultats expérimentaux susdits montrent en conclusion que dans la cokéfaction sur des solides fluidifiés, une agglomération i.mportan- te de particules plus petites peut être réalisée en plus du dépôt de coke sur les particules individuelles. Le fait que des agglomérés de plus de 2 mn de diamètre (coupe de 10 à 14 mailles de la figure 3) sont formés en partant de particules inférieures, à l'origine, à 0,25 mm, en 15 minutes, à des températures relativement élevées et à des vitesses d'alimentation d'huile faibles, ces deux conditions étant défavorables à l'agglomération des particules, montre la possibilité de formation d'agglomérés de coke de dimensions commerciales avec des temps de contact courts, aux conditions de la présente invention.
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Ce fait est encore confirmé par des expériences réalisées ponr étudier l'effet de la vitesse d'alimentation de l'huile sur l'agglomératicn des particules. Le procédé expérimental était sensiblement le même que ce- lui décrit ci-avant sauf qu'on utilisait, comme alimentation d'huile, une poix obtenue sous le vide à partir d'un mélange de matières brutes compre- nant principalement une matière brute 1-lest Texas, la température était de 1025 à 1030 F, les dimensions de particules du sable chargé étaient de 35 à 80 mailles, et la vitesse d'alimentation était variée de 0,4 à 0,7 poids/heure/poids (0,3 à 0,6 v/v/heure). La durée du traitement était d' environ 5 heures pour chaque vitesse d'alimentation .
Des expériences similaires étaient menées en utilisant, du coke à 35-80 mailles au lieu de sable. Les résultats de ces deux expériences sont montrés graphiquement à la figure 4 dans laquelle la vitesse d'agglomération est donnée en ordon- née en % en poids (sur 35 mailles) par heure tandis qu'en abscisse est donnée la vitesse d'alimentation spatiale du résidu, en v/v/heure, à savoir volume d'huile/volumes de solides non aérés/heure. On notera que l'inclinai- son de la courbe devient à pente d'autant plus raide que la vitesse d'alimen- tation croit, ce qui signifie que la vitesse d'agglomération (et avec elle, les dimensions des agglomérats) augmente en même temps que la vitesse d'ali- mentation de l'huile.
Aux vitesses d'alimentation préférées de l'invention, des vitesses d'agglomération contribuant à la formation de coke de dimen- sions commerciales peuvent être atteintes, même aux températures défavorable- ment élevées utilisées dans ces expériences. Bien que les expériences ci- dessus aient été effectuées en utilisant du sable ou du coke comme solides de contact fluidifiés, il doit être noté que des expériences analogues menées avec un gel de silice produisaient des résultats semblables.
Dans les expériences utilisant du coke, un traitement de 26 heu- res était effectué sur un coke de pétrole ayant à l'origine des dimensions de particules de 35 à 80 mailles, avec la poix décrits ci-avant comme matiè- re d'alimentation. La température était de 1025 à 1030 F, et la vitesse d'alimentation d'huile était variée de 0,6 à 1 poids/heure/poids (0,5à 0,8 v/v/heure). Le coke était déchargé à intervalles et pesé, et des analyses à l'écran et des observations microscopiques du coke étaient effectuées.
Le coke en excès était enlevé, et le traitement poursuivi sur le coke dé- chargé. Des résultats montrant la tendance à l'agglomération du coke sont donnés graphiquement à la figure 5 dans laquelle les dimensions de particu - ' les sont données (en ordonnée) en poids % sur 35 mailles, par rapport aux heures de traitement totales exprimées en poids de résidu alimenté/poids de coke (en abscisse). La courbe montre une augmentation rapide de l'agglomé- ration lorsque l'exposition du coke à l'huile augmente. Un examen micros- copique des solides déchargés montrait que, tandis qu'une certaine partie de l'augmentation de la matière (sur 35 mailles) est due au développement des particules individuelles par dépôt de coke, la majeure partie de cette matière est de loin constituée d'agglomérats.
Un examen des agglomérats plus grands (sur 20 mailles montrait que les espaces entre les particules formant l'agglomérat étaient remplis de coke. Ces expériences montrent ainsi que le procédé de l'invention permet la production de particules de coke de dimensions commerciales, à partir de coke de pétrole de dimensions permettant sa fluidification, par mise en contact de ce coke avec des rési- dus d'huiles lourdes, à des conditions de cokéfaction dans un traitement fluide suivant la présente invention.
Une variante préférée de ce mode de réalisation de l'invention mentionnée en dernier lieu, sera maintenant décrite avec référence à la fi- gure 6. Le système qui y est illustré comprend essentiellement un disposi- tif de cokéfaction fluide 1, et un dispositif d'agglomération du type flui- de 25, qui peuvent fonctionner suivant l'invention, de la manière suivante
Le dispositif de cokéfaction 1 contient une masse fluidifiée, turbulente, dense M1 de coke de pétrole, maintenue à une température de cokéfaction d'environ 900 à 1400 F, de toute manière quelconque connue dans la pratique de cokéfaction fluide (non représentée).
Bien qu'on puisse uti- liser dans ce but un chauffage indirect ou une combustion partielle dans la masse Ml, on préfère une alimentation en chaleur par circulation, d'une ma-
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nière continue, de solides entre le dispositif de cokéfaction 1 et une zone de génération de chaleur, brûlant du coke. Des systèmes de ce type sont bien connus; ils ont été montrés par des brevets tels que les brevets U.S.A.
2.436.160, 2.485.315 et d'autres, et ne nécessitent pas une description ici pour une compréhension parfaite de la présente invention.
Du coke en dimensions permettant sa fluidification, par exemple;, d'environ 20 à 150 microns de diamètre, est fourni, d'une manière'continue à la masse Ml par une conduite 3. Un gaz fluidifiant, comme de la vapeur,' des gaz ou des vapeurs hydrocarbonés, etc, est fourni par une conduite 5 à travers un moyen de distribution convenable, tel qu'une grille 7. L'alimen- tation huileuse, telle qu'un résidu (sous vide), ayant un point d'ébulli- tion initial de 900 à 1200 F, peut être injectée, par une conduite 9' et un gicleur de vaporisation 11,
dans le corps de la masse Ml. Une vaporisation et un cracking de l'alimentation.huileuse s'effectuent dans cette masse M1 qui est fluidifiée par l'action combinée du gaz fluidifiant et des vapeurs de produit, pour prendre une densité apparente d'environ 30 à 80 livres par pied cube et donner une surface intermédiaire déterminée L1. Les produits de cokéfaction volatils sont enlevés au sommet à partir du niveau L1 et peuvent être menés par une conduite 13 vers une installation normale de cra- cking catalytique ou de récupération de produit (non représentée), de pré- férence après séparation de fines de coke entraînées dans' un cyclone 15 pourvu d'une canalisation plongeante 17. Les solides fluidifiés sont enlevés par une conduite 19 directement depuis la masse M1.
La tenue du réacteur 1 peut être facilement réglée en faisant varier les vitesses d'alimentation et d'enlèvement des solides de manière qu'aux conditions prévalentes de températures et de vitesse d'alimentation d'huile, l'augmentation des dimensions des particules dans la masse M1 soit restreinte à environ 50 à 100% et que les solides enlevés par la conduite 19 ne soient pas plus grands qu'environ 80 mailles de moyenne et, de préfé- rence, tombent dans les limites d'environ 35 à 200 mailles. Des dimensions de particules de cet ordre peuvent être tolérées dans le dispositif de coké- faction 1 sans difficultés de fluidification.
Des températures d'environ 950 à 1100 F et des vitesses d'alimentation d'environ 0,3 à 1,5 v/v/heure, suivant surtout la température, conviennent généralement avec des temps moyens de séjour des solides d'environ 0,1 à 1 heure. En général, plus élevée est la température, plus élevée est la vitesse d'alimentation dans les limites spécifiées. Une partie des solides enlevés par la conduite 19 peut être mise en circulation par une conduite 21 vers un brûleur, et renvoyée par la conduite 3 pour l'alimentation de chaleur, comme montré ci-avant.
Le reste des solides enlevés par la conduite 19 est envoyé par la conduite 23, sensiblement à la température de la masse Mi, vers un dispo- sitif d'agglomération 25 pour y servir comme coke de base. Le dispositif d'agglomération 25 a, de préférence, la forme d'un cône renversé pourvu à sa base d'une grille de distribution de gaz 27 à travers laquelle lui gaz flui- difiant tel que de la vapeur ou tout autre gaz inerte, de préférence préchauf- fé jusqu'à environ 900 à 1000 F, peut être fourni au dispositif d'agglomé- ration 25 par une conduite 29.
L'inclinaison des parois du dispositif d'ag- glomération est, de préférence, telle que la vitesse superficielle linéaire du gaz introduit par la grille 27 soit, sérieusement réduite dès que ce gaz se dirige vers le haut pour en arriver à environ 10 à 50% de sa vitesse originale dans le haut du dispositif d'agglomération 25. Une huile résidue l- le lourde qui peut être la même que celle fournie au dispositif de cokéfac- tion 1, ou bien une matière de teneur en carbone Gonradson plus élevée ou de nature réfractaire supérieure, comme une charge de cycle du dispositif de cokéfaction, peut être alimentée au dispositif d'agglomération 25 par une conduite 31 et un gicleur de vaporisation 33, de préférence après pré- chauffage jusqu'à environ 5000 à 700 F.
Les conditions de fluidification dans le dispositif d'aggloméra- tion 25 sont réglées de manière qu'une masse de solides, bien fluidifiée., hautement turbulente M25 ayant une surface intermédiaire supérieure L25,
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soit formée dans les parties supérieure et intermédiaire du dispositif d'ag- glomération 25. Des vitesses superficielles linéaires initiales du gaz fluidifiant d'environ 3 à 10 pieds par seconde dans le bas du dispositif d'agglomération 25 conviennent, dans ce but,aux dimensions de particules spécifiées.
La température de la masse M25 est, de préférence, maintenue à environ 8000 à 950 F, ce qui peut facilement être réalisé par le pré- chauffage des matières du procédé comme indiqué, car il n'y a qu'une réac- tion endothermique limitée qui se réalise dans le dispositif d'aggloméra- tion 25. La vitesse d'alimentation de l'huile peut être d'environ 0,3 à 1 v/v/heure et est, de préférence, d'environ 0,5 à 0,9 v/v/heure aux con- ditions spécifiées. Les temps de séjour des solides dans le dispositif d' agglomération 25 peuvent être d'environ 0,5 à 5 heures, de préférence, d'environ 0,5 à 1 heure.
Quand on opère de cette manière, une agglomération des solides dans la masse M25 s'effectue à une vitesse rapide. Des particules de coke aggloméré de dimensions excédant environ 0,1 pouce (maille) ont une ten- dance prononcée à se déposer à toutes les vitesses de gaz dominantes dans le dispositif d'agglomération 25. Ces grandes particules s'accumulent dans le fond du dispositif d'agglomération 25 au-dessus de la grille 27 pour former une couche relativement tranquille d'où lesdites particules peuvent être évacuées, d'une manière continue, par une conduite 35. Les particules plus petites, de dimensions inférieures à environ 100 mailles, restent flui- difiées pour former la masse M25 dont la concentration en particules relativement grosses décroît fortement le long de sa hauteur.
Les fines solides, sensiblement plus petites que 100 mailles, sont entraînées par le mélange de gaz fluidifiant et de vapeurs du produit., qui se dégage au sommet à partir du niveau L25 pour être enlevé et envoyé à une installation convenable de récupération du produit (non représentée) par une conduite 37, de préférence, après séparation des fines dans le cyclone 39 et leur renvoi à la masse M25 par une canalisation plongeante 41.
Les solides enlevés par la conduite 35 sont de dimensions com- merciales et peuvent être récupérés comme coke produit. Toute partie dési- rable de celui-ci peut être enlevé par une conduite 43, broyée à une dimen- sion permettant la f luidication et renvoyée au dispositif de cokéfaction 1, au dispositif d'agglomération 25 ou à tout récipient brûleur quelconque utilisé conjointement.avec le dispositif de cokéfaction 1 pour l'alimen- tation en chaleur.
Le système illustré à la figure 6 peut comporter différentes variantes. Par exemple, la chaleur peut être fournie à la masse par addition d'un gaz soutenant la combustion, tel que de l'air et/ou de l'oxygène, par une conduite 45 pour soutenir une combustion limitée dans la masse M25 en vue d'engendrer de la chaleur. Si un récipient brûleur est utilise conjointement au dispositif de cokéfaction 1, des solides chauds de ce brûleur peuvent être envoyés directement à la masse M25. Ces solides chauds peuvent être ajoutés à une vitesse propre à maintenir la zone d'agglomération à une température, de préférence, de l'ordre de 8000 à 950 F, en fournissant ainsi la chaleur de réaction et la chaleur sensi- ble des réactifs et des gaz.
On peut aussi utiliser un échange de cha- leur indirect pour maintenir la température de la masse M2. D'autres variantes restant dans l'esprit de l'invention apparaîtront aux techniciens en ce domaine.
La description ci-avant et les opérations exemplatives ont ser- vi à illustrer des modes de réalisation spécifiques de l'invention mais n'ont pas pour but d'en limiter la portée.
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