<Desc/Clms Page number 1>
Il est connu de produire des gaz ou des mélanges gazeux riches en oléfines, en particulier des gaz riches en @ éthylène, par transformation thermique d'huiles hydrocarbonées, notamment de fractions de pétrole ou de goudron à point d'ébul- lition élevé. Cela peut, par exemple, avoir lieu en amenant l'huile hydrocarbonée à traiter, sous force finement divisée, en contact avec des gaz chauds dans une chambre de réaction
<Desc/Clms Page number 2>
aintennue à température élevée.
Le gaz porteur ch?.ud peut être préparé en faisant réagir une quantité partielle de l'huile hy drocarbonée sur de l'oxygène, avantageusement sous la forme d'un gaz oxygéné d'une concentration élevée en O2 Dans de telles transformations thermiques, on ne transforme la plupart du temps en hydrocarbures gazeux qu'une certaine fraction des hy- drocarbures liquides, tandis qu'il se forme par ailleurs, ou qu'il reste dans le résidu des substances visqueuses ou pois- seuses de poids moléculaire élevé, et que, fréquemment, une partie de l'huile de départ reste pratiquement inchangée. Le résidu de la transformation thermique ou la fraction de subs- tances de poids moléculaire élevé doit être séparé du gaz ré- actionnel.
On fait appel à cet effet, la plupart du temps, à un lavage à l'eau qui, toutefois, est lié à l'inconvénient no- table qu'il se forme des émulsions stables huile-eau et que, par ailleurs, le traitement des fractions boueuses qui se dépo- sent sur l'eau présente des difficultés notables. Les substan- ces ballast sont, en particulier, difficilement utilisables par suite de leur teneur minime en hydrogène.
La présente invention consiste à envoyer, à travers une couche de matière solide granuleuse maintenue en mouvement, le mélange d'hydrocarbures gazeux et d'hydrocarbures liquides finement divisés provenant de la chambre de réaction où la transformation thermique des huiles de départ a été effectuée, de manière à refroidir le mélange réactionnel et à déposer à la surface de la matière granuleuse les fractions liquides ou visqueuses qu'il renferme.
Suivant l'objet de la présente invention, on fait passer en conséquence le mélange chaud d'hydrocarbures ou ana- logues se présentant en phase gazeuse et vaporeuse ou en pha- se liquide et provenant de la scission thermique, le cas
<Desc/Clms Page number 3>
échéant après une certain refroidissement préalable, par exemple effectué par addition de gaz froid, à travers une couche de charbon humide froid qui est en mouvement, de sorte que les hy- drocarbures encore liquides pour les conditions de travail choi- sies se déposent à la surface du charbon en grains, tandis que la fraction des produits réactionnels qui est pratiquement dé- barrassée des hydrocarbures liquidesest soutirée pour elle- même.
Conformément à l'invention, on utilise de préférence, pour retenir les fractions liquides des produits réactionnels, un charbon collant ou cokéfiant, et l'on cokéfie le mélange formé.
Il s'est avéré qu'un charbon à coke chargé,de la manière indiquée, avec le résidu de la scission thermique de l'huile de départ, peut être pratiquement cokéfié avec le même avantage qu'un charbon à coke auquel on a ajouté, de la ma- nièré connue, une fraction de pétrole ou de goudron à bas point d' ébullition. Les réactions qui, lors de la scission ther- mique, conduisent à la formation d'éthylène et d'autres substan- ces précieuses, laissent donc inchangées les fractions de l'hui- le de départ qui'agissent favorablement pour la formation du coke ou pour les processus de déroulant dans le four à coke, ou bien les transformant en des substances exerçant un effet analogue.
Les produits réactionnels huileux provenant de la transformation thermique de la matière de départ, produits qui sont introduits dans le four de cokéfaction avec le charbon à coke, provoquent, lors de la cokéfaction, une' augmentation no- table du rendement en gaz ; dans ce cas, la teneur en oléfines du gaz de distillation du charbon se trouve notamment augmen- tée. On utilise donc d'une façon avantageuse le résidu inex ploitable en soi qui provient de la production de gaz riches on
<Desc/Clms Page number 4>
bléfines à partir d'huiles hydrocarbonées, sens ,11'il se pro- duise de difficultés lors de la purification des produits réac- tionnels.
Par rapport à l'utilisation de filtres statiques pour la purification des produits réactionnels, la purifica- tion des produits réactionnels effectuée conformément à l'in- vention présente l'avantage notable que le corps de filtra- tion se trouve constamment en mouvement et que, par suite, une obturation du filtre est exclue.
Finalement, il y a encore lieu de mentionner comme avantage de l'invention que, lors de l'exécution de la trans- @ formation thermique, on n'a pas besoin de tenir compte de la nature et, dans une certaine mesure, non plus de la quantité des substances résiduelles ou des substances ballast, mais que seule l'obtention d'un rendement maximum en gaz riche en clé fines est seule déterminante. Les fractions non transformées de la matière de départ ne sont pas perdues dans le procédé conforme à l'invention, mais forment une substance addition- nelle précieuse pour la cokéfaction du charbon à coke.
Le traitement, par le charbon à coke humide froid, des produits réaetionnels provenant de la scission thermique de l'huile de départ peut être effectué sous la pression nor- male, avantageras amont t tefois à la même pression que la scis sion thermique préalable. Si l'on exécute par conséquent la scission thermique sous pression réduite, ce qui, par exemple, serait avantageux pour la formation d'éthylène,
on peut aussi effectuer sous la même pression réduite le traitement des pro- duits réactionnels par le charbon à coke froid
On effectue avantageusement le traitement du charbon à coke par les produits réactionnels de la scission thermique de l'huile à des températures pour lesquelles, vrai dire, les
<Desc/Clms Page number 5>
fractions à point d'ébullition élevé qui sont favorables pour la cokéfaction se déposent à la surface du charbon à coke, mais pour lesquelles toutefoisles hydrocarbures, liquides dans les conditions normales,
qui prennent naissance dans cer- tains cas par suite d'une réaction secondaire de la scission thermique, par exemple des composés aromatiques légers, res- tent à l'état de vapeur. On est alors en mesure, à partir des produits réactionnels gazeux ou à l'état de vapeur qui sont séparés du charbon à coke chargé par les résidus, d'obtenir également les corps aromatiques précieux à bas point d'ébulli- tion. Dans ce cas, il est en général avantageux de soutirer de la chambre de traitement, à une température inférieure à 100 , de préférence inférieure à 60 , le charbon à coke chargé par les résidus de l'huile.
Un dispositif approprié à la mise en oeuvre du pro- cédé conforme à l'invention est représenté schématiquement et simplement à titre d'exemple sur le dessin annexé.
Du charbon à coke d'une granulation usuelle parvient d'une trémie d'emmagasinage 1, par l'intermédiaire d'un sas 2 réalisé à peu près sous la forme d'une roue à palettes, dans un récipient intermédiaire 3 fermé, qui est, par exemple, pour- vu d'un dispositif secoueur pouvant être actionné par un le- vier 5 afin de secouer le contenu du récipeint 3ou le main- tenir en mouvemnt L'extrémité inférieure 6, du récipeitn 3 fait saillie a l'intérieur de la chambre de traitement 2.
propre- ment dite qui est constituée par une pièce tubulaire 8 télesco- pique qui pénètre dans une chambre 10 constituée par une ma- çonnerie réfractaire 5:
ou analogue, la hauteur de plongée du tube dans la, chambre 10 pouvant être réglée par déplacement du tube télescopique. A la partie inférieure de la chambre 10 qui se rétrécit coniquement il est également prévu un dispo-
<Desc/Clms Page number 6>
sitif secoueur 11 de sorte que le contenu de la chambre 10 peut passer en un courant le plus continu possible à travers le sas 12 dans le récipient de réserve 13 pour le charbon hui- lé.
Le récipient 13 est, par exemple, pourvu d'un sas d'ex traction 14 qui délivre à des berlines de transport 15 le char- bon huilé. Sur le côté et auprès de la chambre 10 est, montée une chambre de réaction 17 constituée par une maçonnerie ré- fractaire 16
Dans la forme d'exécution représentée, la scission thermique de l'huile de départ a lieu du fait que cette huile est amenée en contact avec un gaz porteur chaud. Le gaz por- teur chaud est avantageusement produit dans une tête de com- bustion 18 montée en avant de la chambre réactionnelle 17 par réaction d'une huile hydrocarbonée (avantageusement d'une' partie de l'huile de départ) sur de l'oxygène en quantité limi- tée.
Lors de cette réaction, il se produit des gaz brûlés d'une température élevée qui est de l'ordre de 1500 à 1600 . Si l'on désire obtenir de préférence de l'éthylène, il est alors avan- tageux de porter au préalable le gaz porteur à une température de l'ordre de 850 à 1000 à l'aide de gaz froid ; dans ce cas, .on peut, le cas échéant, amener au brûleur 18, par la tubulure 19, ou en d'autres points de la chambre réactionnelle 17 du gaz résiduel froid débarrassé des hydrocarbures ou des gaz finals provenant de la décomposition gazeuse.
Dans le gaz porteur chaud chauffé à une température de l'ordre de 850 à 1000 , on délivre alors de l'huile de dé- part sous forme finement divisée, par des ouvertures appro- priées ou buses qui sont disposées dans la paroi de la tête du brûleur et de la chambre réaetionnelle.
Le mélange des fractions gazeuses, à l'état de vapeu et à l'état liquide qui se forme dans la chambre réactionnelle
<Desc/Clms Page number 7>
est envoyé, par le canal 20 dans la chambre 10. Il pénètre dans' cette dernière, à travers l'amoncellement 21 formé dans la masse continue du charbon à coke froid soumis à un lent dépla- cernent, et il afflue vers le haut à travers le remplissage du tube 8 dans la chambre 2 qui est reliée par la tubulure 22 avec un réfrigérant 23 Au réfrigérant, se raccordent d'autres dispositifs servant à purifier et à traiter le gaz, dispositifs qui ne sont pas représentés sur le dessin.
Lors de leur trajet à travers le remplissage de la chambre 19 et du tube 8 les produits réactionnels cèdent au chabon a coke les composantes solides et liquides à point d'ébullition élevé qu'ils renferment. Les grains de charbon se recouvrent alors d'une pellicule uniforme d'huile, tandis qu'or peut, par un choix approprié de la vitesse à laquelle le char- bon traverse la chambre 10, régler de la façon désirée le rap- port du charbon à l'huile.
Comme huile de départ pour le présent procédé, on envisage essentiellement des fractions de pétrole à point d'ébullition élevé, notamment de l'huile Bunker-C. On peut tou- tefois utiliser aussi des substances goudronneuses, en parti- culier des goudrons provenant de la distillation à basse tempé- rature et analogues. De préférence, on traite des fractions comportant plus de 8 à 10% d'hydrogène.
La scission thermique de l'huile de départ, au lieu d'être effectuée en suspension, comme représenté sur le des- sin, peut aussi être exécutée par mise en contact avec des supports de chaleur solides. Il est également possible d'ef- fectuer la scission thermique en présence de catalyseurs qui sont pulvérisés dans la chambre de réaction ou sont disposés sur les supports de chaleur solides.