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La présente invention est relative à un procédé de craquage d'hy- drocarbures, en vue de la production de gaz de grande valeur, en particu- lier de gaz riches en oléfines.
Suivant un procédé antérieur, mais qui n'a pas été publié, on peut assurer le craquage d'hydrocarbures, en particulier d'hydrocarbures liqui- des, avec un rendement particulièrement élevé en oléfines, en insufflant le produit dont on part, à l'aide d'un support de chaleur sous forme d'un gaz ou de vapeur porté au préalable à une température élevée, et avec di- vision très fine de l'huile, dans une enceinte de réaction portée à une température élevée, et en veillant à ce que les réactions de transformation se déroulent essentiellement sans contact avec les surfaces de parois fixes.
Dans le craquage effectué de cette façon, on obtient un mélange de gaz et de vapeurs qui se compose éventuellement pour plus de 50 pour cent d'éthylè- neo On obtient en outre un résidu non vaporisé, semblable à un brai, qui est liquide à température élevée.
Les conditions spéciales qui doivent être réalisées lors du cra- quage (température du gaz de support, pression, durée de séjour, refroidis- sement, etc.,.) dépendent en premier lieu du produit dont on part. Si on est en présence d'un produit de ce genre dont l'intervalle d'ébullition est relativement étroit, par exemple en présence d'une fraction d'huile de pé- trole nettement définie, il faut réaliser des conditions autres que lors- qu'on doit soumettre au craquage un mélange d'hydrocarbures distillant en- tre des limites de température très éloignées l'une de l'autre.
On a obser- vé que dans certains cas, en particulier lorsqu'on utilise une matière pre- mière qui contient des constituants ne se vaporisant pas (par exemple du ' brai, de l'asphalte), il est difficile de trouver des conditions dans les- quelles on peut trouver en dehors d'un réglage donnant un rendement maxi- mum en gaz de valeur, ou une production minimum de produits solides de cra- quage, également un réglage de la qualité des gaz de craquage comme on le désire, en particulier en ce qui concerne une production principale d'éthy- lène .
La présente invention est relative à une autre réalisation de la solution indiquée ci-dessus, dans le but de soumettre également au craquage, dans des conditions optima, même des huiles brutes contenant une fraction qui ne peut être vaporiséeo
Conformément à la présente invention, on réalise le procédé de craquage qui s'opère avec utilisation d'un gaz porteur ou une vapeur porteu- se, réchauffé au préalable jusqu'à une température élevée, de façon qu'en utilisant une matière première ne pouvant être entièrement vaporisée on en libère d'abord, par un traitement thermique préalable à des températures inférieures à la température ultérieure à appliquer lors du craquage, une fraction sous forme de vapeur aussi grande que possible et en la séparant de la fraction restante non vaporisée, liquide ou solide,
à la suite de quoi on mélange la fraction à l'état de vapeur au gaz porteur fortement réchauffé au préalable, en même temps qu'on lui fait subir un craquageo
Le fait de ne soumettre à la réaction proprement dite de craquage que les fractions de la matière première qui sont à l'état de vapeur offre l'avantage que, pendant le craquage, on n'a affaire, pratiquement, qu'à des mélanges homogènes de vapeurs ou de gaz, ce qui est un fait qui, comme on sait, est d'une importance essentielle pour la conduite de la réaction et la régularité des produits obtenuso
Par fraction sous forme de vapeur de la matière première, il faut entendre non seulement la fraction de la matière première qu'on obtient par une vaporisation au sens ordinaire,
mais aussi la fraction qui se forme du
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fait que certaines molécules de la matière première sont dissociées en mo- lécules ayant un nombre moindre d'atomes de carbone, et en molécules à te- neur en hydrogène relativement très faibleo Ce dernier phénomène sera dé- signé, dans le cadre de la présente invention, sous le nom de craquage pré- alable
Quand on procède conformément à la présente invention, on obtient en outre que le gaz utile produit, contenant des oléfines, contient relati- vement peu de brouillard de brai, ce qui est avantageux pour l'épuration du gaz utile et pour l'utilisation de la chaleur sensible.
En particulier, le dispositif de séparation électrostatique éventuellement utilisé peut, le cas échéant, être exécuté avec des dimensions considérablement moindreso
Le procédé selon l'invention peut être réalisé de façons très di- verses, tout en conservant le principe fondamentalo Sur le dessin annexé sont représentées de façon schématique trois formes d'exécution de disposi- tifs qui peuvent servir à la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Sur ce dessin: La figo 1 représente un dispositif dans lequel le traitement thermique pré- alable de la matière première a lieu dans une enceinte libre d'é- léments montés à l'intérieur.
La figo 2 représente un dispositif dans lequel le traitement thermique pré- alable a lieu à l'intérieur d'un lit animé de mouvements tourbillonnaireso La figo 3 représente un dispositif dans lequel le traitement préalable a lieu à l'intérieur d'un lit fixe.
Les dispositifs représentés sur le dessin ne comprennent que les éléments qui servent au traitement thermique préalable de la matière pre- mière. Les éléments de l'installation qui servent au craquage proprement dit des vapeurs dégagées associées au gaz porteur porté à une température élevée ont été supprimés, étant donné qu'ils ne sont pas absolument néces- saires à la compréhension de la présente invention.
Dans la figo 1, le dispositif destiné au traitement thermique pré- alable est formé d'un récipient cylindrique 1 qui se termine en cône aux deux extrémites et débouche dans le haut dans une conduite 2 d'évacuation de la vapeur, tandis qu'à l'extrémité inférieure du récipient est prévue une conduite 3 d'évacuation pour le résidu liquide de la matière première.
Suivant l'axe du récipient cylindrique 1 passe une conduite 4 de traitement par la vapeur qui est ramenée à l'extérieur latéralement dans la région de la conduite d'évacuation 3 et est mise en communication avec un dispositif qui n'est pas représenté, dans lequel on produit un gaz porteur réchauffé au préalable jusqu'à une température élevée, par exemple une température de 1100 à 1200 , et qui peut se composer d'un mélange de gaz de fumée et de vapeur d'eauo La conduite 4 pour le gaz porteur se termine dans la région de la conduite 2 d'évacuation de la vapeur.
On insuffle l'huile à craquer, au moyen des buses 5 et avec une quantité relativement faible de vapeur d'eau dont la température est d'en- viron 600 à 800 et qu'on fait arriver par la conduite 6,dans le récipient 1 de traitement à une vitesse telle et suivant une direction telle que le mélange d'huile et de vapeur d'eau exécute le long de la paroi cylindrique un mouvement ascendant en hélice.
Il se produit alors une vaporisation par- tielle de fractions d'huile avec expulsion de restes liquides par projec- tion contre la paroi de l'enceinte de réactiono Afin de libérer àutant que possible tous les hydrocarbures pouvant être vaporisés ou être obtenus par craquage préalable, on insuffle par d'autres buses 7,8 et de la vapeur
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d'eau dans l'enceinte de traitement de telle sorte que le mouvement initial en hélice soit favorisé ou maintenuo Dans la partie supérieure également du récipient de traitement 1, des résidus liquides sont projetés contre la paroi et s'écoulent vers le bas pour sortir par la conduite d'évacuation 3 du récipient de traitemento Le mélange produit de vapeurs d'huile et de vapeur d'eau pénètre en 10 dans la conduite d'évacuation 2,
il s'y mélange à la vapeur de support fortement réchauffée qui entraîné le mélange de va- peurs d'hydrocarbures et de vapeur d'eau dans l'enceinte de craquage qui n'est pas représentée, dans laquelle s'effectue ensuite de la manière dé- sirée le craquage avec production d'un gaz riche en éthylène.
Le résidu liquide qui est retiré par la conduite d'évacuation 3 peut être utilisé de façon quelconque, par exemple pour être 'brûlé avec de l'air avec production d'un gaz de fumée chaud qui sert ensuite à la produc- tion du gaz porteur chaud.
Dans le dispositif selon la figo 2, il a été prévu un récipient 20,de préférence cylindrique, pour le traitement thermique préalable, ré- cipient dans lequel on maintient une couche 21 en une matière à grains fins, par exemple en fines de coke.Le coke fin peut être mélangé de matières, ap- propriées de contact, et le coke peut éventuellement être imprégné aussi de solutions salines correspondantes qui produisent un effet catalytique.
On utilise à cet effet, de préférence, des catalyseurs ayant un effet de rupture sur les chaînes. On maintient en mouvement le lit animé d'un mouve- ment tourbillonnaire au moyen de courants de vapeur qu'on introduit à tra- vers les buses 22 à 25 par le bas dans le lit La vapeur d'eau peut avoir une température de 600 à 800 o Dans le lit animé d'un mouvement -tourbillon- naire, on injecte alors par la conduite 26 l'huile qui, en raison du mou- vement tourbillonnaire intense, se répartit rapidement dans le lit et est décomposée, en venant en contact avec la vapeur d'eau à haute température, en une fraction à l'état de vapeur et une fraction non vaporiséeo La frac- tion à l'état de vapeur s'échappe de la surface de la couche tourbillonnaire et parvient, en passant par un orifice 27,
dans un séparateur cyclone 28 et de là dans une conduite d'évacuation ±$ où le mélange de vapeurs d'hydrocar- bure et de vapeur d'eau vient au contact du gaz porteur fortement réchauffé au préalable qu'on fait arriver par la conduite 30 et qui transporte le mé- lange dans le dispositif de craquage qui, dans cette figure non plus,
n'est pas représentéo Les fractions de poussières fines de catalyseur entraînées par les vapeurs d'hydrocarbures dégagées sont séparées dans le cyclone par suite de l'abaissement de la vitesse de circulation et du changement de direction du courant et elles retournent par la tubulure de sortie 31 dans le lit animé d'un-mouvement tourbillonnaireo
La fraction non vaporisée de la matière première dont on est par- ti se dépose sur les fines particules de cokeo Le cas échéant, on peut pous- ser le craquage préalable jusqu'au point où on obtient du carbone élémen- taire, de telle sorte qu'il ne se forme pas de quantités notables de résidu liquidée Pour éliminer ces résidus du procédé, on peut, d'une manière con- tinue ou intermittente,
retirer une partie de la masse formant le lit tour- billonnaire de l'enceinte de traitement 20 et la remplacer par de la masse fraîche
Dans le dispositif selon la figo 3, le récipient pour le traite- ment thermique préalable se compose de nouveau d'un cylindre 40 dans le- quel, toutefois, on a accumulé sur une grille 41 semblable à un tamis un lit fixe 42 en une matière inerte à grains relativement gros ou en morceaux de coke grossiers ou en débris grossiers de porcelaine et d'autres matiè- res céramiques. On introduit l'huile par la conduite 43 et on la pulvérise sous la forme d'un jet fin qui est dirigé par le haut sur la surface du lit
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fixe.
On introduit en même temps par les conduites 44 et 45 de la vapeur d'eau qui se mélange à l'huile finement pulvérisée, et par transmission de la chaleur de la vapeur d'eau à l'huile on détermine une vaporation par- tielle ou un craquage préalable de cette huile. Le mélange de vapeurs d'hui- le et de vapeur d'eau qui s'échappe vers le bas en traversant le lit fixe est évacué à travers la conduite 46 et parvient ensuite dans la conduite' 47 dans laquelle a lieu le mélange avec le gaz porteur fortement réchauffé au préalableo On conduit ensuite le mélange, de la manière déjà décrite, dans le dispositif proprement dit de craquage.
Les résidus issus du produit dont on est parti et qui prennent naissance au cours du traitement thermique préalable s'écoulent hors du dispositif, dans la mesure où ils sont liquides à la température de traite- ment, par la conduite d'écoulement 48, tandis que les résidus solides sont retenus tout d'abord entre les gros grains du lit fixe et s'enlèvent, à l'occasion, par une combustion.
REVENDICATIONS.