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La présente invention concerne un procédé de production d'un gaz à teneur concentrée en oléfines, en particulier d'un gaz composé en majeure partie d'éthylène. La production d'un tel gaz se fait par craquage pyroly- tique d'huiles d'hydrocarbures et liquéfaction des gaz de réaction obtenus et séparation par fractionnement en leurs constituants.
Dans la fabrication de gaz riches en éthylène, de la manière géné- rale ci-dessus indiquée, on a toujours procédé jusqu'ici de telle sorte qu' on mette l'huile dont on part en contact de n'importe quelle manière à des températures élevées (par exemple supérieures à 900 ) avec des surfaces @ chaudes de corps solideso Ces corps solides étaient constitués en l'espèce soit par des éléments semblables à des grilles et rapportés à l'intérieur d'enceintes de chauffage, soit encore par un courant mobile de supports de chaleur granuleux ou en morceaux. La concentration en éthylène du mélange de réaction produit ne pouvait en l'espèce dépasser toutefois 15 à 17 % que dans des cas exceptionnels et n'a jamais pu être poussée au delà de 30 %.
Pour obtenir l'éthylène à partir du mélange de la réaction au cours de la décomposition pyrolytique de l'huile, il fallait alors insérer une liquéfaction à deux étages au moins. C'est en particulier cette liquéfac- tion à deux étages du mélange de la réaction provenant de la décomposition pyrolytique qui, jusqu'à présent, était un obstacle relativement important pour l'introduction technique générale du procédé ci-dessus décrit de pré- paration de l'éthylène
Selon un procédé antérieur, mais qui toutefois n'a pas été décrit, on peut obtenir la décomposition pyrolytique des huiles d'hydrocarbures avec production d'un mélange de la réaction qui contient au moins 30 % d' éthylène en insufflant l'huile dont on part, sous une forme finement divi- sée, et avec un support de chaleur porté à une température élevée,
atteig- nant au début environ 1100 , ou gazeux, dans une enceinte de réaction en évitant le contact avec les.:surfaces des parois fixes. Il se forme alors un mélange de réaction qui contient, en dehors de la fraction importante d'oléfines, encore d'autres fractions à l'état de gaz et de vapeur ou soli- des, parmi lesquelles les fractions à l'état de vapeur et les fractions solides se déposent lors du refroidissement du gaz, sous la forme d'un rési- du pouvant couler. Dans ce procédé, on a pu déterminer que, suivant la na- ture de l'huile dont on part, on peut obtenir un mélange de la réaction qui après la séparation de l'acide carbonique, par exemple par lavage avec une @ solution de lavage appropriée, présente une teneur en éthylène de 50% et davantage.
Pour produire de l'éthylène concentré dont la teneur en éthylène dépasse 90 %, on traite, d'après la présenté invention, l'huile initiale dont on part et qui se trouve sous une forme finement divisée, avec un support de chaleur à l'état de gaz ou de vapeur et porté à une température élevée, à une température telle, et sans contact avec les surfaces des parois fixes, qu'il se forme un mélange gazeux qui@contient, éventuellement après séparation de l'anhydride carbonique, au moins 30 % d'éthylène et en outre des fractions à l'état de vapeur ou solides qui sont séparées, lors du refroidissement, sous la forme d'un résidu pouvant couler, à la suite de quoi on obtient à partir du mélange gazeux,
par une liquéfaction et un fractionnement uniques un gaz à forte concentration d'oléfines.
Si, on met en oeuvre le procédé de fabrication d'un gaz d'oléfines concentré de la manière conforme à la présente invention, on obtient déjà au moyen d'une liquéfaction et d'un fractionnement à un seul étage un gaz d'éthylène dont la teneur en éthylène est si élevée qu'on peut l'utiliser directement pour la polymérisationo Le procédé selon l'invention permet donc d'opérer non seulement avec un meilleur degré de réaction entra l'huile
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initiale dont on part et les oléfines, mais aussi avec des moyens considé- rablement moindres pour la concentration du mélange de réaction du craquage de l'huile au moyen d'une compression, d'un refroidissement'et d'un frac- tionnement du mélange de la réaction.
Sur le dessin annexé, on a représenté par un schéma le déroulement du procédé selon l'invention.
L'huile à craquer arrive par la conduite 1 dans un dispositif mé- langeur 2 sur lequel est en même temps raccordé également la conduite 3 pour le gaz porteur chaudo Ce gaz porteur peut être constitué par de la vapeur d'eau ou encore par un mélange de vapeur d'eau et de gaz de fumée.
Le cas échéant, on peut aussi utiliser un mélange de vapeur d'eau et d'an- hydride carbonique, ou encore un gaz de combustion. Dans chaque cas, le gaz porteur se trouve à une température comprise entre 1100 et 1200 . Dans le dispositif mélangeur 2 se produit un malaxage intime de l'huile finement pulvérisée et du gaz porteur, tandis que, par l'adoption d'une vitesse appropriée pour le gaz porteur, on favorise encore la fine répartition de l'huile. Le mélange parvient ensuite dans l'enceinte de réaction 4 dépour- vue d'éléments rapportés à l'intérieur, dans laquelle la réaction de cra- quage se déroule sans contact des constituants de la réaction avec des sur- faces des parois fixes. La température s'abaisse, par suite des réactions de craquage endothermiques, à une valeur d'environ 750 à 800 .
Ensuite, le mélange de la réaction parvient dans le laveur de refroidissement 2. dans lequel il est refroidi jusqu'à une température d'environ 180 , par contact direct avec de l'eau froide ou de l'eau modérément réchauffée au préalable.
Il se condense alors une fraction, faible seulement, il est vrai, de con- stituants à l'état de vapeur provenant du mélange de la réaction, et qu'on soutire par la conduite 6, avec l'eau de refroidissement. Immédiatement à la suite, on débarrasse le mélange de la réaction, dans un dispositif 7 de précipitation électro-statique , des matières liquides et solides en suspension (brouillard de brai, carbone élémentaire). On soutire les sub- stances précipitées par la conduite 8 sous la forme d'un résidu pouvant couler. Ensuite, le gaz parvient dans un appareil final de refroidissement indirect 9 dans lequel la température est abaissée à sa valeur ambiante.
Le produit de condensation, composé d'eau et de constituants huileux, qu'on obtient dans le réfrigérant final est soutiré par la conduite 10. Suivant la nature du gaz porteur utilisé, il se produit alors, dans le dispositif consécutif 11, un enlèvement, par lavage, de l'anhydride carbonique et le cas échéant aussi de l'oxyde de carbone. Le mélange de la réaction prove- nant du craquage de l'huile abandonne le laveur 11 à la température normale, la concentration en éthylène étant d'au moins 30%, et il parvient par la conduite 12 dans l'installation de liquéfaction 13 à un seul étage. Le mé- lange de la réaction liquéfié est conduit par la canalisation 14 dans la colonne de fractionnement 15 dans laquelle s'effectue la décomposition du mélange en fractions individuelles.
Par la tête de la colonne, on retire à travers la conduite 16 un mélange de gaz permanents, par exemple d'hy- drogène et d'azote. Par la conduite 16 s'échappe la majeure partie du butane. Par la conduite 18, on retire l'éthylène à un degré de concentra- tion de plus de 90 %. Par d'autres conduites 19 et 20, on peut enfin retirer de la colonne des hydrocarbures à trois et à quatre atomes de carbone, qui peuvent alors être soumis le cas échéant, dans un dispositif spécial 21, à un traitement en vue de la transformation en éthylène.