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La présente invention est relative au traitement des hydrocarbures de pétrole en vue d'améliorer la stabilité de la couleur et la stabilité au point de vue dépôts de fractions de kérosène et/ou de gasoil, c'est-à-dire, de fractions bouillant dans la gamme d'environ 150 à 375 C.
Des fractions bouillant en dessous de 250 C et provenant de la plupart des huiles sont normalement incolores et, après application d'un procédé d'adoucissement pour convertir tous les
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mercaptans en bisulfures, elles sont d'une couleur relativement stable. Une telle stabilité de coloration est commercialement désirable et tout développement de couleur avant, durant ou après adoucissement donne lieu à des critiques défavorables et diminue la valeur des huiles.
Les fractions de naphte, de White spirit ou de kérosène provenant d'autres huiles brutes sont cepenaant incolores lors- qu'elles sont fraîchement produites mais subissent des changement de couleur frappants lors d'une exposition à l'air et à la lu- mière pendant une courte période de temps.Par exemple, la frac- tion de gamme d'ébullitions de 150 à 250 C, provenant d'une telle huile brute est initialement incolore mais en quelques minu- tes --,-le développe une couleur rose qui s'assombrit, se transfor- me en vert d'émeraude et devient finalement de couleur olive terne. Des changements similaires se produisent assez bien plus lentement dans des tambours d'acier fermés mais les colorations finales peuvent être également intenses comme celles décrites ci-avant.
De plus, ces mêmes fractions peuvent perdre leur clar- té et il peut se former des dépôts.
Le processus habituel utilisé pour l'adoucissement, c'est à-dire, pour la conversion de mercaptans en bisulfures, des frac- tions d'une gamme d'ébullitions de 150 à 250 C n'empêche pas la formation de couleurs et de dépôts dans les produits provenant de cette seconde classe d'huiles brutes.
Il est également connu que des fractions bouillant entre 250 et 375 et plus sont habituellement obtenues par distilla- tion d'huile brute sous forme d'huiles de couleur brune ou jaune paille. Des fractions de cette couleur sont acceptables pourvu que la couleur soit uniforme d'une fournée à l'autre et aussi longtemps que les distillats sont de couleur stable et ne forment pas de-dépôts lors de l'emmagasinage.
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Des dép8ts peuvent s'accumuler dans les filtres d'une ins tallation commerciale et provoquent ainsi des blocages, avec un arrêt résultant de l'installation. Les fractions de la gamme d'é- bullitions de 250 à 375 C provenant de la seconde classe d'hai- les brutes ci-avant sont initialement de couleur jaune paille mais foncent ensuite, les huiles perdant leur clarté et formant des dépôts.
De telles fractions de qualité non satisfaisante peuvent être rendues stables en ce qui concerne les dépôts et !'l'une sta- bilité grandement améliorée de la couleur, par des traitements courants et bien connus, par exemple, un lavage acide et un trai- tement à haute température avec de l'argile. Ces traitements sont cependant coûteux et l'évacuation des rebuts inutiles, tels que la boue acide ou l'argile épuisée de ces procédés peut également constituer un problème.
Le but de la présente invention est d'améliorer la stabi- lité de la couleur et au point de vue dépôts de fractions insta- bles de kéros'ène et/ou de gasoil, d'une manière simple.
Suivant la présente invention, un procédé d'amélioration de la,stabilité de la couleur et des dépôts de fractions de kéro- sène et/ou de gasoil, comprend le traitement d'une huile brute ou d'une fraction contenant au moins une portion bouillant dans la gamme du kérosène et/ou du gasoil en phase liquide avec de l'oxygène gazeux sous des conditions suffisantes pour maintenir l'oxygène en solution dans la phase liquide et faciliter sa réac- tion avec les matières provoquant l'instabilité de la coloration, afin de convertir ces matières en matières bouillant en dehors de la gamme d'ébullitionsdu kéro sène et/ou du gasoil,
et ensuite la distillation de la fraction ou de l'huile brute pour obtenir un distillat de kérosène et/ou de gasoil stable à la couleur et - aux dépota.
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L'air est compris dans l'expression "oxygene gazeux". Les conditions particulières de traitement utilisées dépendent du degré de l'instabilité de la couleur et des dépôts, qui doit être enlevé, et peuvent être déterminées par expérience pour toute huile donnée. Une réaction entre l'oxygène et les matières formatrices de couleur et de dépôts est aidée suivant des prin- cipes établis par une température élevée et par une augmentation du rapport oxygène/huile et de la durée de contact. De préférence, le volume, à température et pression normales, de l'oxygène ajou- té par volume d'huile liquide devrait être d'au moins 1, et la durée de contact devrait être de plusieurs minutes au plus. La température doit être suffisamment basse pour que l'huile soit en phase liquide.
Cependant, il est également désirable d'opérer sous une pression accrue pour aider au maintien de l'oxygène en solution, et cette pression accrue peut permettre l'utilisation de températures plus élevées sans danger de vaporisation de l'hui- le. On a trouvé qu'un traitement d'intensité suffisante pour en- lever l'instabilité de la couleur peut être réalisé sans affecter d'autres propriétés de l'huile. Le traitement a également peu d'effet sur la réduction de la teneur en mercaptans et en soufre total, et on devrait utiliser des procédés courants d'adoucisse- ment ou de désulfuration en plus du traitement à l'oxygène, soit avant, soit après celui-ci, si un produit adouci ou exempt de soufre est désiré.
Le présent procédé impliquant le traitement en phase liquide de l'huile avec de l'oxygène, outre qu'il permet des traitements relativement sévères, a également l'avantage supplé- mentairequ'il peut être appliqué à des huiles ou à des fractions relativement longues contenant une proportion de kérosène ou de gasoil, aussi bien qu'aux fractions de kérosène ou de gasoil elles-mêmes. Il permet également de donner deux ou plusieurs traitements suivant les nécessités; par exemple, l'huile brute peut être traitée et redistillée pour donner une fraction de
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kérosène; le résidu de cette opération peut de nouveau être trai- té et redistillé, et une fraction de gasoil enlevée.
L'étage particulier du procédé, auquel le traitement à l'oxygène est donné, n'est pas critique. C'est ainsi qu'une hui- le brute peut être traitée en trasit vers une raffinerie, par exemple par injection d'oxygène dans une canalisation, ou immé- diatement avant distillation. Ou bien, des-courants latéraux ou secondaires appropriés peuvent être enlevés durant'la distil- lation, traités et, soit recyclés à un.point inférieur de la colonne de distillation, soit envoyés à une autre unité de distil. lation, oien le traitement peut être donné indépendamment aux fractions particulières de kérosène et/ou de gasoil.
Ci-après est donné un exemple de traitement appliqué à une huile brute avant distillation.
EXEMPLE
Une huile brute était pompée à une vitesse de 4 litres par heure à travers un serpentin de 3/8 de pouce de diamètre in- terne et de 65 pieds de longueur-, qui était immergé dans une con duite maintenue à une température de 150 C. La pression du côté de décharge de la conduite chauffée était maintenue par une vanne pneumatique par air à 80 livres par pouce carré (pression effec.- tive). Dans l'entrée de la conduite, 13 litres par heure (à tem- pérature et pression normales), d'oxygène étaient mesurés grâce à un rotamètre. L'huile brute traitée à l'oxygène, émergeant du système, était refroidie et recueillie. La totalité,sauf 5%,, de l'oxygène était fixée par l'huile brute.
Dans une distillation subséquente, une fraction de kéro- .sène bouillant entre 140 C et 245 C était enlevée. En comparant les distillats obtenus dans des expériences où de l'oxygène était respectivement utilisé et non utilisé, les résultats suivants étaient obtenus.
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Avec <SEP> oxygène <SEP> Sans <SEP> oxygène.¯¯¯¯
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<tb> Couleur <SEP> Saybolt <SEP> + <SEP> plus <SEP> 27
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<tb> Soufre <SEP> de.mercaptan, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,0066 <SEP> 0,0063
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<tb> Soufre <SEP> total, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 0,084 <SEP> 0,05
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<tb> Phénols, <SEP> % <SEP> en,poids <SEP> 0,024 <SEP> 0,024
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après 4 heures dans une bombe à 100 C et à 10 livres par pouce .carré d'oxygène.
Aucun changement/indiue un degré élevé de stabilité de la coloration.
Le traitement de fractions enlevées durant distillation peut être réalisé par des méthodes décrites avec référence au dessin annexé, qui est une représentation schématique d'une unité de distillation et de traitement.
L'huile brute pénètre dans la colonne de fractionnement principale 1 par une conduite 2, en ayant reçu un préchauffage suffisant pour préparer les distillats nécessaires.
Dans la colonne de fractionnement 1, les vapeurs d'essen- ce (et de reflux sortent par une conduite 3 et le reflux condensé est renvoyé par une conduite 4. De cette manière, une essence "sauvage" d'un point d'ébullition final d'environ 160 C peut être détenue. Un résidu d'huile combustible est enlevé par une conduite
5, ce résidu étant rendu exempt de gasoil et de kérosène d'abord par injection de vapeur par une conduite 6 et enlèvement d'un courant secondaire liquide par une conduite 7 à partir d'un point @ convenable de la colonne. Ce courant peut être choisi de sorte qu'il contienne la totalité des composés donnant lieu à une ins- tabilité de couleur et à une formation de dépôts à l'emmagasi- nage..
Le courant chaud enlevé parla conduite 7 passe 'dans une -pompe 8 et reçoit une injection d'oxygène gazeux arrivant par..-la conduite 9 avant d'entrer dans un serpentin 10. La pression à la
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sortie du serpentin 10 peut être augmentée par l'action d'une vanne pneumatique 11.Les dimensions du serpentin et la pression opératoire sont choisies de manière qutà la température du cou- rant dans la conduite 7, une quantité suffisante d'oxygène soit absorbée pour réaliser pratiquement totalement la transformation des composés formateurs de couleur et de dépôts, en matières de gamme débulitions supérieure.
Le liquide passant par la vanne 11 est renvoyé en un point inférieur 'à la conduite 7, de sorte que la matière de gam- me débullitions supérieure, formée par l'oxygène, ne passe pas de nouveau à travers la conduite 7.
Par la conduite 12,qui est située au-dessus de la condui- ce 7, une fraction de kérosène et de gasoil préalablement traitée par recyclage à travers l'unité qui vient d'être décrite, est enlevée.Le courant secondaire après préchauffage dans un échan- geurs de chaleur 13 pénètre dans une colonne de redistillation l4 de conception courante. Les produits de la spécification requis se circulent à partir de séparateurs de courants secondaires 18 et 19 à travers des conduites 16 et 17 ; toutematière plus légè- re, en même temps que de la vapeur de séparation, passe sous for- me de vapeur par une conduite 20 et est condensée pour procurer un reflux. Tout excès de produits de queue légers peut être ren- voyé à la tour 1.
Un petit résidu séparé à la vapeur, circule de la base de la tour 14 et est repris par la pompe 15 et renvoyé à la conduite 1.
Ou bien, au lieu de faire passer le liquide traité, de la vanne 11 en retour dans la colonne 1, il peut être envoyé di- rectement à travers l'échangeur de chaleur 13 vers la colonne 14, c'est-à-dire, qu'il peut passer par une conduite 21 indiquée par une ligne en traits interrompus. Dans ce cas, une 'séparation des matières formées de point d'ébullitions supérieur est rélisée dans la colonne de redistillation 14, et ces matières sont ren-
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voyées à la colonne 1 via la pompe 15.
Par la présente invention, l'instabilité de la couleur et des dépôts des fractions de kérosène et/ou de gasoil provenant de certaines huiles brutes peut être corrigée d'une manière simple sans allonger indûment le temps dépensé à réaliser le procédé.
Le traitement à l'oxygène peut se réaliser sans addition de catalyseur ou sans utilisation de procédés et d'installations de traitement compliqués.
REVENDICATIONS
1. Un procédé pour améliorer la stabilité de la couleur et au point de vue dép8ts de fractions de kéro sène et/ou de ga- soil, comprenant le traitement d'une huile brute ou d'une frac- tion contenant au moins une portion bouillant dans la gamme du kérosène et/ou du gasoil en phase liquide avec de l'oxygène ga- zeux sous des conditions suffisantes pour maintenir l'oxygène en solution dans la phase liquide et faciliter sa réaction avec les matières provoquant l'instabilité de la coloration, afin de con- vertir ces matières en matières bouillant en dehors de la gamme d'ébullitions du kérosène et/ou du gasoil, et ensuite la distil- lation de la fraction ou de l'huile brute pour obtenir un distil- lat de kérosène et/ou de gasoil stable à la couleur et aux dé- pots.