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PROCEDE ET DISPOSITIFS. POUR LE TRAITEMENT CHIMIQUE DE SUBSTANCES
SOLIDES, PAR DES GAZ.
La présente invention, concerne, entre autres, les procédés et appareils pour la sulfuration des substances telles que les substances mi- nérales. Elle se rapporte plus particulièrement à la préparation de produits améliorés, à base d'argile, par des procédés comportant une sulfuration no- tamment lorsque l'on sépare, par la suite, les sulfures de fer formés, ce qui permet d'obtenir des masses argileuses particulièrement intéressantes comme catalyseurs dans les procédés de conversion des hydrocarbures.
Une caractéristique importante de l'invention consiste dans la création d'un nouvel ensemble, pour la réalisation de réactions chimi- ques à des températures élevées dans lequel les substances solides traitées sous forme de particules, sont chauffées à la température de réaction dé- sirée en contact avec des gaz chauds; ces substances solides, ou un compo- sant ou un contaminant de ces substances étant modifiées chimiquement par contact avec un gaz chimique de réaction.
On a proposé précédemment des procédés de préparation de masses argileuses modifiées constituant des catalyseurs à propriétés uniques, ces procédés consistant à traiter des argiles contenant du fer avec des gaz provoquant la sulfuration à des températures élevées, le sulfure de fer formé étant ensuite éliminé. Les masses de contact nouvelles ainsi obtenues sont modifiées tant dans leurs propriétés physiques que chimiques et pré- sentent d'importants avantages comme catalyseurs et notamment une stabili- té exceptionnelle pour le cracking ou le traitement des pétroles à haute teneur en soufre.
On a proposé-également certaines méthodes perfectionnées de sulfuration de l'argile utilisant un milieu transporteur gazeux chaud pour diluer le gaz actif de sulfuration, et fournir la chaleur nécessaire en vue d'amener l'argile à la température voulue de sulfuration.
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La présente invention permet de réaliser dans les procédés de sulfuration? de nouveaux perfectionnements qui ont pour effet d'aug- menter le rendement et l'économie du procédé, et grâce auxquels on peut réaliser la production industrielle à grande échelle de produits modifiés à base d'argile ayant une qualité uniforme.
Conformément à la présente invention, la sulfuration de l'ar- gile ou d'autres produits minéraux contenant du fer est réalisée en au moins deux étapes : une étape initiale au cours de laquelle l'argile ou la substance minérale est chauffée à la température élevée désirée par contact avec un milieu gazeux sensiblement inerte comportant une quantité relativement faible de sulfure gazeux actif tel que mpc ou CS2, puis une seconde étape au cours de laquelle l'argile ainsi chàuffée et-partielle- ment sulfurée est mise en contact., pendant un temps court., avec un gaz de sulfuration concentré en vue de compléter la réaction de sulfuration.
L'argile "sulfurée" est ensuite refroidie et soumise à un lavage à l'aci- de, en vue principalement de provoquer l'élimination des sulfures de fer formés. Grâce à cette opération., on obtient une sulfuration complète et uniforme de l'argile en utilisant seulement des quantités relativement faibles de gaz actif de sulfuration destiné à agir sur la teneur en fer de l'argile, ce qui, entre autres avantages,améliore l'économie du sys- tème dans l'utilisation du gaz de sulfuration. Les argiles sulfurées ré- sultantes sont susceptibles d'être facilement lavées à l'acide de façon à donner des produits modifiés à base d'argile ayant une faible teneur en fer et une activité catalytique uniformément élevée et stable.
Le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre simplement, soit par masses séparées en utilisant une chambre de réaction appropriée destinée à contenir l'argile et en munissant cette chambre de dispositifs permettant d'introduire des courants de gaz de composition ou de concentration différentespar commande manuelle ou automatique, soit si on le désire, en marche continue, pour l'une ou l'autre des éta- pes de traitement. Par exemple, on peut faire passer l'argile à travers une zone de chauffage et de traitement primaire, et la décharger dans un ou plusieurs récipients où la seconde étape du traitement se fait par masses séparées.
Il est préférable toutefois, dans les opérations industrielles, d'utiliser un procédé entièrement continu., dans lequel le catalyseur se déplace à contre-courant par rapport au gaz de traitement à travers les différentes étapes de traitemento Ainsi, un gaz transporteur chauffé peut être introduit dans la chambre de réaction contenant une couche mobile d'argile en un point situé avant le point d'entrée du gaz de sulfuration, ce qui correspond à une période au cours de laquelle l'argile est initia- lement chauffée par contact avec le gaz jusqu'à la température de réaction désirée.
Pendant cette période, l'argile est en contact avec des gaz chauds à faible concentration en sulfure comme cela sera décrit ci-après et l'ar- gile ainsi sulfurée ou partiellement sulfurée est alors mise en contact pendant une courte période,' au cours de son déplacement à travers l'appa- reil de réaction avec un gaz de sulfuration beaucoup plus concentré qui complète la sulfuration de toutes les parties non encore sulfuréeso
Avec le procédé perfectionné conforme à la présente invention, l'argile est chauffée jusqu'à la température désirée, et la plus grande partie, sinon la totalité, du fer entre en réaction au cours de la pre- mière étape, lors du contact avec les grands volumes de gaz de sulfura- tion dilué, qui servent également à débarrasser rapidement l'argile par entraînement, des produits de réaction ou de calcination indésirables;
l'argile ainsi sulfurée est alors soumise à une sulfuration plus poussée dans la dernière étape avec seulement un faible volume de gaz de sulfu- ration concentré. Le traitement ultérieur avec le gaz de sulfuration con- centré constitue une étape de finissage assurant une sulfuration complète de la teneur en fer de l'argile et compensant les irrégularités de trai- tement qui ont pu se produire pendant l'opération effectuée à l'étape pré-
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cédente.
Ces irrégularités de traitement pendant la première étape peuvent provenir de ce qu'on appelle le "chanelling" c'est-à-dire l'écoulement du gaz à travers des canaux se formant dans la masse en traitement, de mélan- ges imparfaits ou non uniformes de sulfure actif et de gaz transporteur, d'une non uniformité de durée de contact due à des différences dans le taux d'écoulement de l'argile sur toute la surface transversale de la chambre de réaction ou d'autres causes qui peuvent se rencontrer au cours d'une opération pratique.
Le traitement ci-dessus décrit en deux étapes entraîne en ou- tre des économies importantes de chauffage et de gaz de sulfuration. Pen- dant l'étape initiale de chauffage on peut n'utiliser que de petites quantités de gaz de sulfuration et meme en quantités moindres que celles qui sont théoriquement nécessaires pour une sulfuration complète. La réaction nécessaire peut être facilement complétée avec des concentrations élevées en gaz de sulfuration dans un volume d'ensemble relativement faible. La réaction de sulfuration est apparemment endothermique et il est par suite avantageux d'effectuer tout au moins une partie notable de la réaction au moins en présence du gaz chauffant.
La formation éventuelle de produits de sulfuration nuisibles, se fait dans la partie supérieure de l'appareil de réaction,dans la région des températures les plus basses et en présence de grands volumes de gaz qui évacuent par entraînement ces produits nuisibles hors de la chambre de réaction, ce qui réduit au minimum tout effet indésirable sur l'argile sulfurée.
On a représenté schématiquement sur les dessins ci-joints dif- férents modes de réalisation de dispositifs qui peuvent être utilisés pour la mise en pratique du procédé conforme à la présente invention.
La figure 1 est une élévation de face extrêmement schématique d'un appareil de traitement, certaines parties étant représentées avec arrachement et apparaissant en coupe de manière à montrer certains détails de l'intérieur de l'appareil.
La figure 2 est une coupe horizontale transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une coupe horizontale transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
Les figures 4, 6, 7 et 9 sont des vues partielles analogues à celle de la figure 1 représentant d'autres modes de réalisation modifiés de la partie inférieure de l'appareil et montrant des caractéristiques additionnelles qui peuvent être utilisées avec l'un quelconque des dispo- sitifs représentés.
Les figures 5 et 10 sont des coupes transversales prises res- pectivement suivant la ligne 5-5 de la figure 4 et la ligne 10-10 de la figure 9.
La figure 8 montre une autre variante d'une partie du disposi- tif représenté sur la figure 7.
La figure 11 est une vue à grande échelle d'une partie du dis- positif représenté sur la figure 9, montrant plus clairement certains élé- ments de celui-ci.
La figure 12 représente en coupe transversale verticale un mo- de de réalisation modifié de l'appareil destiné à être utilisé dans le trai- tement des substances finement divisées ou pulvérulentes.
La figure 13 est une vue partielle en coupe verticale d'un au- tre mode de réalisation de l'appareil représenté sur la figure 12.
L'invention nest pas limitée à son application au traitement de matières solides déterminées, ni à son utilisation pour des réactions chimiques particulières. C'est simplement à titre illustratif et non limi-
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tatif que la description ci-après se rapportera à une application spé- ciale de l'invention c'est-à-dire à la sulfuration des argiles contenant du fer et des substances minérales analogues
En se rapportant plus particulièrement au mode de réalisation des figures 1, 2 et 3,on peut voir sur ces figures un appareil de traite- ment comprenant une chambre de réaction 1 qui sur la majeure partie de sa , longueur est entourée par une paroi cylindrique sensiblement verticale 2 et qui, à sa partie inférieure,
comporte une section de longueur et de dia- mètre plus petits représentés comme ayant une forme conique inversée 3 qui aboutit à un conduit de décharge 4. La substance solide est introduite par un conduit de charge 5, muni de dispositifs appropriés'connus quelcon- ques tels qu'un joint gazeux, une vanne, etc, (non représentés) destiné à empêcher ou tout'au moins à retarder l'échappement des gaz hors de la chambre de réaction par ce conduit.
Les matières solides chargées dans la chambre de réaction sont recueillies sur une plaque concave ou trémie 6 et distribuées sur toute la section transversale de la chambre de réaction elle-même au moyen d'é- léments tubulaires espacés 7,de manière à constituer une couche mobile 8, sensiblement uniforme, de particules solides granuleuses de n'importe quel- le dimension appropriéeo Cette couche se déplace par gravité à travers l'ap- pareil;, pénètre dans la section 3a par des conduits distributeurs 9a ména- gés dans le bloc séparateur 9 et disposés de manière à permettre une éva- cuation sensiblement uniforme du catalyseur et sa redistribution sur une surface transversale plus étroite dans la section 3 avant évacuation ulti- me par le conduit 4.
Le mode de réalisation préféré des conduits distributeurs 9a, dans ce mode de réalisation, a été représenté en particulier sur la figure 3 qui complète la figure 1. On peut voir que les séries de conduits exté- rieurs sont dirigés vers le bas, vers l'intérieur, et que les séries de conduits intérieurs sont dirigés vers le bas vers l'extérieur, les deux séries de conduits ayant leurs orifices d'entrée disposés suivant des cer- cles concentriques tandis que leurs orifices de sortie sont disposés sur un même cercle.
Grâce à cette disposition, on supprime au maximum la ten- dance qu'ont les granules qui se trouvent au voisinage de la paroi à pren- dre une vitesse différente de ceux qui se trouvent plus près du centre et on obtient par suite un écoulement sensiblement uniforme de ces granules sur toute la largeur de la couche à partir de la section plus large qui se trouve au-dessus de la ligne 3-3 de la figure 1.
Des organes, tels que par exemple un conduit représenté en 10, sont prévus pour l'introduction d'un gaz réchauffeur et diluant à l'inté- rieur de la chambre de réaction; le "channelling" (formation de canaux dans la masse pour l'écoulement du gaz) est réduit au minimum par l'emploi d'une paroi interne, représentée en 12, munie d'un conduit circulaire 12b, et sur une partie de sa hauteur de perforation 12a, ou d'un système réti- culaire ou à fentes équivalent disposé verticalement ou horizontalement., Des gaz de réaction peuvent être introduits dans le conduit 4 par un autre conduit 11.
Un gaz formant joint est également introduit dans le conduit 4 en 13 au-dessous du conduit 11; une partie de ce gaz introduit par le conduit 13 s'écoule vers le haut empêchant l'écoulement vers le bas du gaz introduit par le conduit 11 et obligeant ce gaz à s'écouler vers le haut dans la section conique 3 de la chambre de réaction et à travers les con- duits 9a jusqu'à la section plus large disposée au-dessus; cet écoulement des gaz se fait en sens inverse du mouvement d'écoulement par gravité des substances solides.
Dans la section supérieure de la chambre de réaction, disposée au niveau de la paroi intérieure perforée 12, les gaz ascendants se mélangent avec les gaz chauds qui y sont introduits, provoquant un écou- lement du mélange de gaz chauds en direction générale vers le haut et à contre-courant avec l'écoulement de la couche mobile de solides.
Les gaz ascendants se dégagent des substances solides dans l'espace de vapeur mé- nagé au-dessus de la couche, en 14, et sont évacués par le conduit 150
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La disposition tangentielle du conduit 10 tend à donner un mouvement de tourbillonnement aux gaz introduits dans le conduit 12b, ce qui assure u- ne bonne distribution du gaz dans le conduit en vue de son entrée unifor- me sur tout le pourtour de la chambre de réaction, à travers les ouvertu- res ménagées dans la paroi 12.
La paroi intérieure perforée 12 ainsi que le bloc 9 sont constitués avantageusement en des substances céramiques ou autres,ré- fractaires ou résistantes à la chaleuret résistantes également à la cor- rosion par les gaz de réaction chauds qui attaquent le métal. L'emploi d'un bloc résistant à la corrosion et d'une paroi interne est particuliè- rement important dans le cas de l'utilisation du dispositif de traitement décrit à la sulfuration des argiles et des substances minérales analogues.
En outregrâce au dispositif représenté, les gaz chauds s'écoulant dans le conduit circulaire 12b servent en outre à maintenir les substances so- lides que l'on chauffe à la température qu'elles doivent atteindre sans qu'il y ait de pertes de chaleur à travers la paroi.
On va maintenant exposer le fonctionnement du dispositif dé- crit en supposant que celui-ci est utilisé pour la sulfuration d'argile contenant du fer. Cette argile, sous forme de granules de n'importe quel- le dimension convenable est introduite dans la chambre de réaction, comme cela a été décrit ci-dessus, de manière à constituer une couche mobile qui, en se déplaçant par gravité au travers de l'appareil, jusqu'au con- duit de décharge 4, traversera une zone A où elle sera chauffée à la tem- pérature de réaction voulue par contact avec des gaz chauds qui s'y trou- vent. Les gaz dans la zone A seront constitués d'un mélange dilué d'un gaz de sulfuration tel que de l'hydrogrène sulfuré ou du sulfure de car- bone dans un gaz diluant inerte ou gaz de support tel que l'azote ou des gaz de fumée.
Le mélange gazeux est obtenu à partir d'un grand volume de gaz sensiblement inerte introduit par le conduit 10, le gaz de sulfuration actif concentré étant introduit par le conduit 11; le gaz formant joint (qui peut avoir la même composition que celle du gaz inerte préalablement mentionné ou une composition différente) est introduit par le conduit 13.
Il suffit d'introduire une petite quantité seulement de gaz par le conduit 11, mais la pression de ce gaz:et de celui qui est introduit par le con- duit 13 doit être maintenue plus élevée que celle du gaz qui se trouve dans la partie principale de la chambre de réaction de façon à provoquer l'écoulement recherché vers le hauto Le gaz de sulfuration actif se dilue, jusqu'à une concentration contrôlée, dans la partie s'écoulant vers le haut du gaz formant jointintroduit par le conduit 13.
Comme exemple d'opération pratique, l'argile est introduite non chauffée, ainsi également que le gaz formant joint pénétrant par le conduit 13et le gaz actif de sulfuration pénétrant par le conduit 11.
Le gaz diluant sensiblement inerte est introduit par le conduit 10 à une température d'environ 810 C. et il se mélange avec le volume de gaz con- sidérablement plus faible qui pénètre par les conduits 9a si bien que sa température ne diminue que faiblement. Par contact avec le gaz de sulfura- tion dilué, l'argile est chauffée jusqu'à la température de réaction dé- sirée qui est de l'ordre de 780 -810 C.
Les rapports volumétriques des gaz sont réglés de telle sorte que la composition du gaz de sulfuration chaud dilué dans la partie principale de la chambre de réaction se main- tiennent avec une teneur en sulfure égale à environ 2 à 4 fois l'équiva- lent stochiométrique de la teneur en fer de l'argile; cette teneur en gaz de sulfuration actif dans une quantité de gaz inerte suffisante pour pro- voquer réchauffement de l'argile jusqu'à la température désirée, est fa- cilement obtenue dans une chambre de réaction ayant la forme représentée lorsque le gaz de sulfuration actif constitue de 0,75 à 1,5 % environ de l'ensemble des gaz chauds dilués.
Le gaz de sulfuration concentré introduit par le conduit 11 péut comprendre jusque 100 % de gaz de sulfuration actif tel que H2S ou CS2 et il sera dilué entre 15 et 75 % en volume et de pré- férence entre 25 à 50 %, dans la section B où se fait le traitement par les gaz concentrés. Pour amorcer la réaction de sulfuration d'une manière
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uniforme sur toute la section transversale de la partie principale de la chambre de réaction, une partie convenable du gaz de sulfuration actif pourra être de préférence mélangée avec un gaz de support chaud sensible- ment inerte,et le mélange ainsi constitué formera alors le gaz diluant chaud introduit par le conduit 10.
En pratique, le gaz diluant ainsi in- troduit contiendra 0,5 % en volume ou davantage de sulfure actif sans ex- céder en général 3 à 5% environo
La paroi de la section conique de la chambre de réaction qui se trouve au-dessous du bloc 9 peut être fabriquée en métal démuni de gar- niture isolante ou réfractaire. De cette manière, la partie extérieure de la paroi métallique étant exposée à l'air libre;, le refroidissement de l'argile chaude commencera. Un refroidissement plus poussé de l'argile traitée pourra être obtenu pendant son déplacement au moyen de serpentins de refroidissements appropriés disposés au-dessus du conduit 13 dans le conduit 4 ; dispositif de ce genre a été représenté schématiquement sur la figure 6.
L'argile refroidie, après sulfuration, est soumise à un lessi- vage à l'acide dilué comme cela a été proposé précédemment. Par exemple, l'argile sulfurée peut être traitée par un acide minéral aqueux dilué à la température ambiante pendant 8 à 24 heures, puis séchée.
Dans les figures 4 et 5, on a montré en 20 un autre mode de réalisation modifié du bloc réfractaire, muni de saillies 21, s'appuyant sur la paroi conique de la section 3. Dans ce mode de réalisation, le ca- talyseur pénètre dans la partie inférieure conique, et les gaz provenant de la partie conique pénètrent dans la section de traitement principale, par des conduits 21a ménagés entre les saillies 21 dans le bloc 20.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 6, la section de traitement principale est portée par un châssis ou plate-forme 25 servant également de plaque porte-tubes laquelle supporte un certain nombre de tubes 26. Ces tubes se rejoignent dans un passage commun péné- trant dans le conduit 4. Les gaz chauds pénètrent par un conduit 10a et sont distribués à l'intérieur de la section principale de la chambre de réaction par des passages ménagés dans le bloc 27, comme cela est repré- senté, et qui comprennent un collecteur vertical principal 28 et des bran- chements secondaires 29 et 29a. Le bloc 27 est supporté par,la plate-for- me 25.
L'extrémité supérieure du bloc 27 peut se terminer par un sommet comme cela est représenté dans le mode de réalisation de la figure 4 ou bien peut être aplatie de fagon à constituer un palier 30 pour l'accumu- lation d'un cône statique de matières, représenté en 31, et qui prend l'angle de talus naturel.
Sur la figure 6, on a représenté schématiquement un système de refroidissement 32. On peut utiliser un tel système;, ou d'autres sys- tèmes de refroidissement, pour la matière traitée quittant la chambre de réaction, en combinaison avec l'un quelconque des modes de réalisation des dispositifs de traitement représenté.
Dans le mode de réalisation modifié de la figure 7 comme dans celui de la figure 6, les parois de la section principale de la chambre de traitement sont portées par une plate-forme 25, et des tubes 26, portés par celle-ci, sont prévus pour décharger la substance solide à l'intérieur du conduit 4. Le bloc de céramique 40 est également supporté par la plate- forme 25 comme précédemment. Le bloc 40 comporte un conduit vertical 41 se terminant par une partie conique 42 à son extrémité supérieure., Le conduit 41 est rempli de billes sphériques 43 qui peuvent être en pierre, en céra- mique, en métal résistant ou en toute autre matière appropriée.
Ces billes peuvent être de dimensions sensiblement uniformes sur toute l'étendue lon- gitudinale du conduit 41 mais elles sont de dimensions progressivement ré- duites dans la partie conique 42 jusqu'à avoir des diamètres correspondant plus ou moins aux dimensions moyennes des substances à traiter. Les billes les plus petites, empilées au-dessus des limites supérieures du bloc 40,
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sont disposées suivant une pile formant avec l'horizontale, un angle moin- dre que l'angle naturel de talus et au-dessus de. cette pile des billes, les substances solides à traiter s'entasseront sous la forme d'un cône statique reposant sur les billes comme cela est indiqué en 44.
Grâce à cette disposition, on obtient une bonne distribution des gaz introduits par le conduit 45.Dans ce mode de réalisation on a également montré un dispositif permettant de mélanger une petite partie des gaz de traitement actifs avec le gaz de support chaud qui pénètre dans la chambre de réaction proprement dite par le conduit 41 et les cou- ches disposées en 42 et 44. Ce dispositif comprend le conduit 46 servant à amener une petite quantité de gaz dans le passage 41, où il se mélangé avec le volume beaucoup plus grand de gaz introduit en 45. Une grille ou tamis peut être prévue en 47 pour empêcher l'entrée des billes 43 dans le conduit 45.
Au lieu de billes disposées dans le conduit 41, on pourrait utiliser d'autres dispositifs pour retarder l'écoulement et empêcher le ."Channelling" du gaz. Par exemple, le conduit 41 pourrait être rempli d'une couche statique d'argile granuleuse ou d'autre substance à traiter au lieu de l'être par les billes représentées.
On a représenté sur la figure 8 encore un autre mode de réa- lisation dans lequel des chicanes sont prévues à l'intérieur du passage.
Comme on le comprendra facilement., lorsqu'on utilisera le mode de réalisation des figures 7 et 8 pour la sulfuration des argiles ou au- tres,le gaz inerte sera introduit par le conduit 45 et une quantité dé- sirée de gaz de sulfuration actif pénétrera par le conduit 46. La partie restante du gaz de sulfuration nécessaire sera fournie comme précédemment et pénétrera par les tubes 26 pour s'écouler à contre-courant par rapport à l'argile qui suit son mouvement descendant.
Dans le mode de réalisation représenté dans les figures 9, 10 et 11, le bloc réfractaire 50 a une forme telle qu'il y a un passage cir- culaire 51 ménagé entre ce bloc et la garniture isolante de la chambre de réaction. La partie centrale du bloc 50 est constituée de façon à ménager une zône conique 52 par laquelle les substances solides à traiter sont dé- chargées dans le conduit 4.
On comprendra que le conduit central unique constitué par la zone 52 pourra également être remplacé par un certain nombre de zones plus petites de forme analogueo
Sur une partie étagée du bloc 50,à l'extrémité du conduit 51, sera prévu un élément annulaire 53 comportant des orifices pour l'admis- sion de gaz à l'intérieur de la chambre de réaction. L'élément 53 peut ê- tre d'un seul bloc ou constitué de tuiles séparéesen céramique, répar- ties sur tout le pourtour, comme cela a été représenté en 53a, de façon à constituer entre elles des conduits 53b (voir en particulier figure 10).
Au-dessus de l'élément 53, et comme cela est représenté plus en détail sur la figure 11, est disposée une couche de billes de dimen- sions convenables pour pouvoir reposer dans des espaces 53b sans tomber à travers ceux-ci. Ces billes sont empilées les unes sur les autres entre le bloc 50 et la paroi de la chambre de réaction et leurs dimensions vont en décroissant jusqu'à la limite supérieure de ce bloc. En fait elles sont d'ailleurs empilées plus haut du côté de la paroi et cela de façon à for= mer une couche dont l'angle avec l'horizontale soit moindre que l'angle de talus statique, si bien qu'une couche statique de substances solides à traiter s'empilera sur cette couche de billes comme cela est représenté en 55.
Les gaz diluants chauds introduits par le conduit 10 seront distribués sur toute la surface transversale de la chambre de réaction;, simplement en passant entre les espaces ménagés dans la couche de substan- ces solides en 55 ; ilss'y mélangeront avec le gaz réactif qui pénètre par
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le conduit 11 et par le conduit 4 à travers la couche de substances so- lides descendant dans le conduit 52, et le dilueront.
On peut se rendre compte que dans l'utilisation de ce mode de réalisation pour la mise en oeuvre de la réaction de sulfuration des argi- les, ou autre;, les granules d'argile sont chauffés à la température de réaction et commencent à être sulfurés par contact avec le gaz de sulfu- ration dilué dans la zone A, située au-dessus de la couche statique d'ar- gile,en 55; puis cette argile ainsi chauffée et traitée est ensuite mise en contact avec le gaz concentré dans une zone B entourée en partie par le bloc 50 et disposée au-dessous des sections de la chambre de réaction qui sont pénétrées par le gaz diluant chaud.
La zone A de chauffage et de traitement initial doit, quel que soit le type d'appareil de traitement utiliséavoir des dimensions au moins suffisantes pour permettre le chauffage de substances solides à chauffer jusqu'à la température désirée,pendant le passage de ces sub- stances à travers cette zone, et pour assurer la durée de contact dési- rée entre la masse de contact chauffée et le gaz de traitement. La durée de contact désirée dépendra de la nature de la substance solide et du gaz de chauffage ainsi que du taux d'échange de chaleur entre ce gaz et ces substances solides.
On a constaté que de l'argile sous forme de pastilles cylindriques de 4 m/m de diamètre et de longueur, ayant une densité appa- rente de 0,6 à 0,7 Kg par litre peut être échauffée,'par des gaz de fumée entrant à une température de 810 C, depuis la température ambiante jus- qu'à la température de 7700 à 810 C. par un contact à contre-courant avec 1 mètre cube à 1,5 mètre cube de gaz de fumée (comportant surtout de l'a- zote) par kilogramme d'argile;, pendant une durée de 1/2 heure à 2 heures.
En pratique,,il est préférable que la durée de contact.soit telle que la substance solide chauffée soit maintenue à la température atteinte pen- dant approximativement 1/2 heure supplémentaire ou davantage pour assurer un chauffage interne complet et une complète utilisation des gaz réactifs utilisés.
En choisissant les dimensions et les taux d'écoulement? l'opé- ration peut être réglée de telle manière que la température maximum soit atteinte à une certaine distance au-dessus du point d'introduction du gaz de chauffage,si bien que la couche de substances solides sera à la tem- pérature atteinte pendant une partie désirée de sa descente avant d'entrer dans la zone relativement plus froide Bo
Les substances solides doivent rester dans la zone de finissa- ge B où se complète la réaction avec le gaz réactif concentré, pendant u- ne courte période de temps seulement, de l'ordre de 5 à 15 minutes envi- rono D'ailleurs, le fait de rester plus longtemps dans la zone de chauf- fage ou dans la zone de finissage ne semble entraîner aucun effet nuisi- ble.
Dans la zone B, il suffit d'un faible volume de gaz seulement, sui- vant le degré de traitement réalisé dans la zone précédente. Lorsque la réaction désirée a été effectuée en majeure partie dans la zone primaire., on pourra utiliser dans la zone B des taux d'écoulement très bas de l'or- dre d'un volume de gaz par volume de solides déchargés.,
Le mode de réalisation représenté dans les figures 12 et 13 est particulièrement adapté au traitement des-solides finement divisés ou en poudre comme c'est le cas par exemple pour la sulfuration des argiles que l'on utilise dans les opérations connues sous le nom de "couches flui- difiées".
Le mode de réalisation de la figure 12, comporte une chambre verticale de réaction 101, qui est de préférence cylindrique à sa partie supérieure,limitée par la paroi latérale 102; elle peut néanmoins avoir toute autre forme désiréeo La paroi 102,du fait de la présence de gaz de sulfuration ou de tout autre gaz corrosif à haute température dans sa sec- tion correspondante, est de préférence constituée en céramique ou en tou- te autre matière résistant à la corrosion, et isolante., tout au moins sur toute la partie de sa longueur qui vient en contact avec les gaz corrosifs à haute température, c'est-à-dire à des températures au-dessus d'environ
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500 C.
Pour renforcer la structure, on peut utiliser une enveloppe métal- lique ou en toute autre matière appropriée, 103, entourant la paroi 102.
Dans sa section inférieure, la paroi 102 est renflée vers l'in- térieur de façon à constituer une paroi plus épaisse 102a. Une fente an- nulaire 105 d'une longueur appropriée, comme cela sera expliqué plus com- plètement ci-après., est ménagée dans la partie plus épaisse 102ao Cette fente constitue un passage qui communique avec un conduit d'alimentation ' 106, par lequel les gaz de chauffage sont introduits dans la chambre de réaction, ces gaz s'écoulant vers le haut par la dite fente annulaire 105 jusqu'à une zone de mélange M disposée au-dessous de la section .de traite- ment primaireo Cette section de traitement primaire est divisée en des zo- nes de traitement séparées P1 ...
P7 par des parois de séparation perfo- rées représentées par exemple en 1079 108, 109, 110, 111, 112, et 113; ces parois de séparation sont également constituées de préférence en céra- mique ou autre matière résistant aux gaz de sulfuration à températures élevées. Le nombre de ces parois de séparation sera choisi suivant les dimensions de l'unité construite et le gradiant de température que l'on désire obtenir à l'intérieur de la zone de réaction.
Au-dessous de la partie renflée de la paroi 102, et sensible- ment sur toute la longueur de la partie plus épaisse de cette paroi ; ci constitue l'enveloppe de la section de traitement secondaire; cette dernière est également divisée en zones de traitement séparées Sl, S2, S3, par des parois de séparation horizontales 115, 116 et 117 qui sont de pré- férence également constituées en céramique.
Le gaz de sulfuration concen- tré contenant par exemple H2S ou CS2 est introduit dans la section de trai- tement secondaire, au=dessous de Sl par un conduit représenté en 118, le gaz s'écoule vers le haut à travers les parois de séparation perforées 1159 116 et 117, et pénètre au-dessous dans la zone de mélange M où il se mélange avec les gaz chauds introduits par le conduit 106 et la fente an- nulaire 105.
Le mélange de gaz concentré avec le gaz chaud qui se forme ainsi dans la zone de mélange M s'écoule vers le haut à travers les parois perforées 107, 108, 109, 110, 1119 112 et 113 pour être déchargé par un conduit 120, qui peut être muni d'un dispositif (non représenté) pour sé- parer les particules solides entraînées (appareil de précipitation élec- trostatique cyclone, etc.) Le nombre de parois de séparation dans la par- tie la plus basse peut également être modifié suivant l'étendue du trai- tement secondaire que l'on veut réalisero
L'argile finement divisée, ou toute autre matière minérale,
qui se trouve dans chacune des zones existant au-dessus des surfaces de séparation respectives précédemment décrites est "fluidifiée" par les gaz qui traversent ces parois de séparation perforées qui les supportent et, en cet état fluidifié, est chauffée,, par échange direct de chaleur avec les gaz chauds, et sulfurée par l'élément sulfurant de ce gaz. Du¯fait de l'addition continuelle de matières premières par le transporteur 104, le niveau de la couche fluidifiée disposée au-dessus de la paroi de sépara- tion 113, s'élèvera jusqu'au dessus de la hauteur du conduit vertical 121 traversant cette paroi de séparation.
Les matières solides provenant du. niveau supérieur de la couche s'écouleront par suite en trop plein dans le conduit 121 où elles tomberont de façon à constituer une couche au-des- sus de la paroi de séparation 112 du niveau inférieur suivant ; cette nou- velle couche est alors fluidifiée d'une manière analogue par les gaz qui traversent vers le haut la paroi de séparation 112 et les substances con- stituant cette couche d'écoulent à leur tour en trop plein dans un conduit similaire 122 et ainsi de suiteo La matière solide s'écoule ainsi vers le bas de couche en couche dans la section de traitement primaire par les con- duits respectifs 123, 124, 125, 126 et 127.
Au dessus de la paroi de séparation 117, dans la section de traitement secondaire la substance déjà chauffée et partiellement traitée qui se décharge par le conduit 127 dans la zone S3 est fluidifiée d'une manière analogue par le gaz qui y pénètre tandis qu'une addition continue
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de solides s'écoule en trop plein dans les zones immédiatement inférieu- res S2 et Sl par les conduits 128 et 129 respectivement. La substance so- lide qui se trouve dans les différentes couches au-dessus des parois de séparation 115 et 116 est à son tour maintenue à l'état fluidifié par les gaz s'écoulant vers le haut à travers ces parois de séparation.
De la ma- nière décrite, la substance solide est chauffée et traitée par contact à contrecourant avec les différents gaz introduits s'écoulant vers le haut.
La substance solide traitée est finalement déchargée par un conduit 130 muni d'une vanne à grille ou d'un dispositif de réglage-de l'écoulement, 131. Avant d'en arriver là elle avait débordé de la zone située au-dessus de la paroi 115 dans le conduit 132 et était passée dans la section de refroidissement C qu'elle avait quittée par débordement pour pénétrer dans le conduit 130 ; celui-ci débouche dans cette section refroidissante au-dessus de l'extrémité inférieure du conduit 132. Le refroidissement est effectué par échange indirect de chaleur ou par tout autre moyen approprié tel que par exemple la disposition d'une gaine li- quide s'écoulant dans l'espace compris entre les parois 133 et 134 et constituée par de l'eau ou tout autre liquide refroidissant que l'on fait circuler d'une manière connue, au moyen des conduits 135 et 136.
Pour empêcher la décharge du gaz de sulfuration avec les sub- stances solides dans le conduit 130 et pour assurer un écoulement vers le haut du gaz de sulfuration concentré introduit par le conduit,118 on in- troduira par un conduit 137 à la base de la section de refroidissement C un gaz inerte formant joint à une pression légèrement supérieure à celle qui existe au point d'introduction du gaz de sulfuration concentré, par le conduit 118, ce joint s'opposant à l'écoulement vers le bas du gaz de sulfuration. De faibles volumes seulement de gaz formant joint, sont né- cessaires de l'ordre d'environ 1 à 2 % du taux volumétrique avec lequel le gaz de chauffage est introduit par le conduit 106.
Dans le mode de réalisation modifié représenté dans la figure
13, le mélange du gaz de sulfuration concentré et du gaz de chauffage in- troduit se fait à l'intérieur de la zone Pl de la section de traitement primaire. Le gaz de chauffage est introduit par un conduit 150 qui commu- nique avec un conduit 151 ménagé dans un bloc de céramique 152 et par- tant de la chambre de réaction 101a au-dessous de la paroi de.séparation 107a; ce bloc peut, comme cela est représenté être renforcé par une enve- loppe métallique extérieure faisant corps avec l'enveloppe 103 ou fixé de façon appropriée à celle-ci.
Dans le mode de réalisation modifié représenté dans la figure
13, les substances solides qui s'écoulent en trop plein de la zone Pl pé- nètrent dans un conduit 153. Ce conduit est constitué en une matière ré- sistant à la corrosion et il a un diamètre convenable pour permettre le passage d'un volume suffisant de gaz de traitement concentré, sans exiger des taux d'écoulement de gaz correspondant à des vitesses susceptibles d'em- pêcher l'écoulement par gravité des substances solides à travers le con- duit, du fait du contre-courant de gaz introduit dans ce conduit comme cela sera décrit ci--après. Le conduit 153 est contigu au conduit 154 ménagé dans un bloc de céramique 155,.@il a de préférence le même diamètre.
Une envelop- pe de renforcement est prévue pour le bloc 155; cette enveloppe fait corps avec l'enveloppe 103 où y est fixée d'une façon appropriée. A la base de la chambre de réaction 101a est prévue une garniture en céramique 156 com- portant une ouverture appropriée 157 pour l'admission dans la chambre de réaction des gaz provenant du conduit 151, ainsi qu'une ouverture 158 com- muniquant avec le conduit 153 et le conduit 1540
Le bloc de céramique 155 est entaillé comme représenté en 159 et 160 de façon à constituer des conduits annulaires d'entrée des gaz, com- muniquant directement avec le conduit 154 et entourant ce conduit. Le gaz de sulfuration concentré est introduit dans le conduit annulaire 159 par ,un conduit d'alimentation 161.
Un gaz inerte constituant joint gazeux, est introduit par le conduit 162 à une pression légèrement supérieure pour di-
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riger vers le haut l'écoulement du gaz par le conduit 154 et le conduit 153. Les arêtes inférieures des parties entaillées 159 et 160 sont à un angle suffisamment aigu pour empêcher toute tendance des substances so- lides en mouvement à reposer sur elles
Le taux d'écoulement des gaz dans le conduit 154 est suffi- sant pour empêcher les substances solides qui descendent dans ce conduit de s'amasser.
La quantité de gaz de sulfuration qui peut être introduite dans le conduit 154, par le conduit 161 par exemple, est dans ces condi- tions sensiblement moindre que celle qui peut être employée dans le mode de réalisation de la figure 12.Lorsque l'on utilise le mode de réalisa- tion de la figure 13, il est par conséquent recommandé d'admettre une quantité de gaz de sulfuration actif plus grande avec le gaz de chauffa- ge qui entre par le conduit 150, de façon que le gaz de sulfuration ac- tif soit à une concentration suffisante pour que dans la section de trai- tement primaireil y ait chaque fois une quantité de gaz de sulfuration équivalant à plusieurs fois la teneur théorique en fer de l'argile. Le gaz de sulfuration peut être introduit par un conduit 163,
communiquant avec le conduit 151 par lequel s'écoule le gaz de chauffage.
La substance sulfurée est en outre refroidie en étant conti- nuellement déchargée par le conduit 154 dans la section de refroidisse- ment C analogue à celle représentée dans le mode de réalisation de la figure 12. Le produit refroidi est déchargé de la zone de refroidissement par un conduit muni d'une vanne à grille 165, ou de tout autre disposi- tif de régulation du courant.
L'appareil représenté sur les figures 12 et 13 est adapté en particulier au traitement de substances ayant des dimensions de particu- les permettant la formation d'une masse fluidifiée avec le gaz de trai- tement.Les dimensions moyennes des particules doivent par conséquent ê- tre de l'ordre de 80 à 200 microns.
Dans le mode de fonctionnement préféré on utilisera un taux d'écoulement tel qu'il permette aux solides de rester dans chacune des couches, constituant la section de traitement primaire pendant une durée de l'ordre d'environ 1,5 -heure. En utilisant sept couches comme cela est représenté,la durée totale de passage dans la section de traitement pri- maire, au cours de laquelle l'argile est chauffée à la température vou- lue et subit la sulfuration initiale sera par conséquent de l'ordre de 10 heures 1/2.La section de traitement secondaire pourra avoir des di- mensions telles qu'il faille environ 1/2 heure aux substances solides pour traverser les trois couches du mode de réalisation de la figure 12.
Dans la section de refroidissement, l'argile pourra être refroidie à la tempé- rature de décharge désirée, inférieure à environ 425 à 550 C.
Dans le mode de construction des apparèils représentés sur le dessin, ou dans d'autres types d'appareils susceptibles de les remplacer, on obtient le mélange désiré, de gaz de sulfuration et de gaz de support chauffé, qui constitue le gaz de traitement dilué servant à la première étape de traitement;, par écoulement ou diffusion d'une fraction du gaz de sulfuration concentré provenant de la dernière étape de traitement; la construction est réalisée de façon à réduire au minimum le "channelling".
Il est toutefois préférable., pour assurer en outre la sulfuration de l'ar- gile sur toute la section transversale de la chambre de réaction, d'ajou- ter au moins une petite partie de gaz de sulfuration au gaz de support chaud introduit directement dans la chambre de réaction dans la première étape de traitement : Par exemple en admettant le gaz de réaction avec la fraction désirée du gaz de support par le conduit 10 de la figure la
Le gaz de sulfuration concentré introduit dans la seconde éta- pe, qu'il s'agisse d'un procédé continu ou discontinu, n'a pas besoin d'être à température élevée.
Comme l'argile est déjà chauffée à la tempé- rature voulue, du fait du traitement subi dans la première étape de trai- tement, et que de petites quantités seulement du gaz total sont utilisées
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dans la seconde étape de traitement,et pendant un temps relativement courte on peut utiliser une température ordinaire, y compris la température ambian- te ou même une température inférieureo En fait, la diminution de tempéra- ture de l'argile pendant la seconde étape de traitement de sulfuration peut être avantageuse, du point de vue du refroidissement qui est nécessaire avant que l'argile sulfurée puisse être lessivée,
Le gaz de chauffage qui sert également de gaz de support pour la dilution de H2S ou de CS2, et qui est utilisé en particulier dans la première étape de traitement de l'argile;
, doit être essentiellement inerte ; cela signifie qu'il doit être exempt, d'une part de tout constituant oxy- dant qui serait susceptible de briller le gaz de sulfuration actif et d'au- tre part, de tout autre constituant en quantité telle qu'il risquerait de. gêner la réaction de sulfuration., ou d'être nuisible au catalyseur. L'azo- te commercial est un exemple de gaz remplissant sensiblement ces condi- tions.
Un autre gaz transporteur de chaleur essentiellement inerte, relativement bon marchéque l'on peut se procurer facilement, est consti- tué par des gaz de fumée spécialement préparés ou traitéset qui peuvent être obtenus par exemple par une combustion contrôlée d'un combustible.
Les combustibles gazeux sont préférés du fait qu'il est plus facile de con- trôler leur combustion comme exemple de tels combustibles gazeux qui peu- vent être brûlés pour donner des gaz de fumée, on peut citer le propane et le gaz de chauffage domestique. Ces gaz de fumée, venant par exemple du propane du commerce, peuvent être facilement préparés exempts d'oxygène mais contiennent des éléments tels que de la vapeur d'eau CO2, et généra- lement de petites quantités de CO et de H2, en plus de l'azote.
Dans le cas des procédés antérieus de sulfuration des argiles en une seule étape,, au moyen de gaz de sulfuration dilué, la quantité d'anhydride carbonique qui peut être présente dans le gaz de traitement est limitée à cause des effets nocifs exercés par de grandes quantités d'anhydride carbonique sur la réaction de sulfuration et sur l'opération subséquente de lessivage de 1'argile à l'acide.
Dans le traitement à deux étapes conforme à la présente inven- tion, l'effet nocif du CO2 contenu dans le gaz de traitement est sensible- ment moins important du fait du traitement final avec un gaz de sulfuration concentré. Une sulfuration efficace suivie d'un bon lessivage à l'acide peut être obtenue par un traitement avec des compositions de gaz de fumée contenant 12 à 15 % ou plus (en volume) de CO2, et seulement de petites concentrations de gaz de sulfuration de l'ordre de 0,5 % à 1 % de H2S (par rapport au volume total de gaz de traitement)., suivi par un court traite- ment de l'argile dans un gaz de sulfuration plus concentré contenant de préférence environ 25 à 50 % en volume du gaz de sulfuration.
La quantité totale de sulfure utilisé n'a besoin d'être que légèrement en excès de l'équivalent théorique du fer contenu dans l'argile.
Pendant la première étape de traitement au cours de laquelle l'argile est chauffée à la température déssréeg il est nécessaire d'utili- ser des quantités de gaz de traitement relativement grandes. Dans les con- ditions de chauffage pratiques, à contre=courant, on a trouvé que 10000 à 10300 volumes environ de gaz de fumée sont nécessaires pour échauffer un volume d'argile, (telle qu'une sub-bentonite activée à l'acide pesant 750 grammes au litre) depuis la température ambiante jusqu9à 810 C.,la durée de l'opération dépendant de la vitesse à laquelle le gaz est intro- duit.
Le taux d'admission du gàz de chauffage n'a pas d'effet notable sur la réaction de sulfuration pourvu qu'il soit suffisamment élevé pour que l'argile soit chauffée à la température de réaction désirée. Après que l'ar- gile a été chauffée à la température désirée pour la sulfuration, 1/2 heu- re environ seulement ou même moins peut être nécessaire pour obtenir une réaction complète avec le fer contenu dans l'argile. Néanmoins, on a trou- vé avantageux de maintenir l'argile à la température atteinte pendant au moins 1 heure et de préférence pendant environ 2 à 5 heures avant de sou-
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mettre ladite argile à un traitement subséquent avec le gaz de sulfuration concentré.
On n'a pas constaté qu'il y ait un avantage particulier à pro- longer la durée du traitement au-delà de la durée indiquée; par contre, on n'a pas constaté non plus d'effet nuisible résultant de cette manière de faire.
Pendant la dernière étape de traitement (finissage) on peut utiliser des concentrations de 15 à 100 % en volume, d'agents de sulfura- tion gazeux, tels que CS2 ou H2S; il est préférable d'utiliser des concen- trations comprises entre 25 et 50 %. Le traitement avec le gaz de sulfura- tion concentré dans la seconde étape de traitement doit être réalisé pen- dant un temps relativement court, de l'ordre de quelques minutes; même a- vec de basses concentrations en sulfure de l'ordre de 10 à 15 des durées de 10 à 30 minutes ont été jugées entièrement satisfaisanteso .
Le gaz de support pour le traitement à l'agent de sulfuration concentré-peut, bien entendu, avoir la même composition que celui utilisé comme gaz de chauffage dans la première étape du traitement ou une compo- sition différenteo Dans la pratique et pour plus de simplicité il est tou- tefois préférable d'utiliser le même gazo Lorsque l'on emploie un procédé continu du type décrite on obtient la dilution des 100% ou d'autres con- centrations de l'hydrogène sulfuré, introduit par le conduit 10,en réglant le taux et le volume du gaz,formant joint, introduit par le conduit 11, si bien que la fraction dirigée vers le haut se mélange avec le sulfure d'hydrogène pour fournir la concentration ultime désirée pour le traite- ment de finissage.
Ainsis la fraction qui s'écoule vers le haut du gaz formant joint, auquel on ajoute une proportion de gaz de sulfuration com- prise entre 1/3 de volume et un volume égal, formera un courant de gaz com- biné comportant une concentration de 25 à 50 % en gaz de sulfuration, pour, l'opération de finissageo
Pour obtenir une bonne action de sulfuration et une élimination convenable du sulfure defer formé,'par un lessivage tempéré à l'acide, le gaz de traitement devra être sensiblement exempt d'oxygène non combiné et d'eau.
On réduit facilement la teneur en humidité du gaz de fumée décrite utilisé comme diluant et comme gaz de chauffage, jusqu'à une valeur maxi- mum de 0,02 volume pour cent en faisant passer ce gaz de fumée sur un gel de silice desséchante En brûlant le gaz combustible dans l'air, ainsi que cela a été décrit ci-dessuson peut obtenir des compositions de gaz de fumée satisfaisantes, allant de la combustion sensiblement complète (0,6% de 02 pas de H2 ou de CO) jusqu'à un gaz mddérément réducteur (contenant 6,4 % de CO, 4 % de H2, 9,8 de CO2).En chauffant un gaz contenant C02 et H2 à une température de l'ordre de 650 à 8000 C., il peut se produire une "réaction de gaz à l'eau" avec formation de CO et de H2O.
Comme le gaz de fumée est rendu plus réducteur aux dépens de H2, la teneur en humidité correspondant à l'équilibre théorique est accrue. Aucun effet fâcheux n'est à noter toutefois dans l'utilisation d'un gaz de fumée ayant une teneur calculée déquilibre en humidité d'environ 18 % dans la première étape de traitement ainsi qu'une teneur;, calculée, d'équilibre d'environ 5 % de H2O dans le traitement de finissage.
Dans une opération à deux étapes utilisant du gaz de sulfura- tion très dilué dans la première étape, en plus des avantages déjà cités;, on obtient tous les avantages de l'emploi de gaz de sulfuration dilué par rapport à l'emploi de gaz de sulfuration à 100 % (ou de gaz de sulfuration à concentration élevée) et en particulier une facilité plus grande pour é- liminer complètement le fer "libéré par un lessivage à l'acide à la tempé- rature ambiante, une utilisation plus économique du gaz de sulfuration coû- teux, la réduction au minimum de la corrosion par les gaz de sulfuration concentré, une plus grande uniformité de sulfuration,etc..
On peut utili- ser des concentrations plus basses en gaz de sulfuration dans la première étape et une quantité moins grande de sulfure que dans les opérations à une étape? avec du gaz de sulfuration dilué et cela pour obtenir des pro- duits de la meilleure qualitéo L'opération de finissage effectuée avec un petit volume de gaz de sulfuration concentré, agissant pendant un temps
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court, assure une sulfuration uniforme et complète et permet de réduire la quantité totale de gaz de sulfuration utilisé ainsi que la durée totale de traitement par rapport à ce qui est nécessaire dans une opération en une seule étape, tout en donnant des résultats comparables.
On a constaté également que lorsque l'on utilise l'opération ci-dessus décrite à deux étapeson peut utiliser des températures de traitement inférieures pour obtenir une sulfuration équivalente à celle que l'on obtient dans une opération en une étape, avec une élimination sensiblement égale de fer lors du lessivage subséquent à l'acide. Avec le type d'argile de l'exemple ci-dessus et bien que l'on puisse utiliser des températures plus basses on obtint néanmoins des catalyseurs compor- tant le moins de fer résiduel et ayant une activité maximum, avec une sul- furation effectuée à environ 770 à 8100 C.
En plus de l'application principale, ci-dessus exposée, du dis- positif décrit, à la sulfuration de l'argile, le dispositif en question est applicable également à des procédés, tels que le traitement de l'ar- gile avec du chlore gazeux, et plus généralement à tous autres procédés où des substances solides doivent être traitées avec des gaz de réaction chaude, en une opération continue. Une de ces utilisations est la régéné- ration des catalyseurs empoisonnés par le coke à la suite d'une opération de conversion des hydrocarbures.
Dans cette opération, le catalyseur se déplace à contre-courant par rapport aux gaz de régénération et doit être initialement mis en contact avec du gaz oxydant dilué de façon à brûler la majeure partie (ou le pourcentage désirable) du dépôt carboné dans la zone Ao Le catalyseur ainsi partiellement régénéré et contenant maintenant une fraction plus petite de coke non brûlé pourra alors être amené en con- tact pendant un temps relativement court avec un gaz oxydant concentré (à tapeur en oxygène plus élevée) au niveau le plus bas de la chambre de réaction dans la zone Bo L'oxygène non consommé,, provenant de cette sec- tion la plus basse,
pénètre ensuite dans la section de traitement initial A et est dilué par les gaz de fumée ou tout autre gaz diluant introduit directement dans cette sectiono
Le système décrit est particulièrement avantageux dans le cas d'une conversion catalytique des hydrocarbures où les réactions de conver- sion des hydrocarbures -se font à des températures inférieures à celles qui sont nécessaires pour brûler le coke formé, au cours de l'opération de ré- génération subséquente., Ainsi dans la polymérisation catalytique des hydro- carbures à faible poids moléculaire, le catalyseur empoisonné par le coke peut pénétrer dans le four de régénération à des températures d'environ 320 C. ou même inférieures.
Un gaz inerte, tel qu'un gaz de fumée ou un gaz à faible teneur en oxygène, est admis directement dans la zone A et ré- chauffe le catalyseur jusque la température de comoustion du coke. Un gaz riche en oxygène est admis dans la zone B et est consommé, partiellement seulement,, pour la combustion du coke résiduel porté par le catalyseur chaud entrant dans cette zone en provenance de A : le gaz venant de B qui en ré- sulte et qui contient de l'oxygène non consommé s'écoule alors vers le haut dans la zone A où il se dilue dans le gaz inerte ou pauvre en oxygène, in- troduit directement dans cette zone, de façon à constituer le gaz de régé- nération dilué agissant dans cette zone.
Lorsqu'on opère de cette manière, le catalyseur à la teneur en coke la plus élevée est traité par du gaz de régénération dilué à faible teneur en oxygène, et la régénération finale par combustion de la petite quantité de coke résiduelle portée encore par le catalyseur est assurée par un court contact avec le gaz riche en oxygène de la zone Bo Cela permet une utilisation très efficace de la quantité d'o- xygène employé.
Si on le désire, le taux d'écoulement du gaz de traitement concentré et du gaz formant joint dans la zone B peut être tel qu'il y ait, tout au moins en partie, un refroidissement effectif du catalyseur jusqu'à la température désirée pour la réaction de conversion ultérieure des hydro- carbureso
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Grâce à l'emploi du système décrite on assure:une bonne distri- bution des gaz réactifs et un traitement chimique uniforme. ' En amenant le gaz réactif concentrée dans la zone relativement étroite du traitement de finissage, on assure la réalisation de la réaction au cours de la courte période de contacta dans un volume de traitement relativement faibleavec une perte minimum de gaz de réaction.
Les sous-produits délétères sont ra- pidement évacués du système, à mesure qu'ils se forment dans la région où la température est la plus basse,, du fait des grands volumes de gaz présents' dans la zone de traitement initial et sans que l'on permette à ces produits' de venir par la suite en contact avec la matière traitée dans la zone à température plus élevée. Les irrégularités dans la première étape de trai- tement et qui provient du "channelling" des gaz ou d'un mélange imparfait de ceux-ci sont nivelées dans 1?étape de traitement concentrée ce qui per- met l'emploi de mélanges très dilués pendant la période de chauffage,avec les économies que cela entraîne.