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PROCEDE DE PRODUCTION D'HYDROCARBURES GAZEUX DE VALEUR
Le brevet principal est relatif à un procédé et à un dispositif de production d'hydrocarbures gazeux de bas poids moléculaire, à partir d'hydrocarbures liquides ou gazeux d'un poids moléculaire plus élevé, par transforma- tion thermique, lors de la mise en contact avec un support
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chaud de chaleur, à l'état de vapeur ou de gaz, un dispo- sitif de mélange d'une section sensiblement plus petite monté que celle de l'enceinte de réaction étant/en avant de ladite enceinte de réaction.
Le conduit cu canal de mélange est, dans ce cas, en communication, à l'extrémité qui est à l'opposé de l'enceinte de réaction, avec un dispositif qui fonctionne, de préférence, par récupération et sert au chauffage du support de chaleur qui est à l'état de gaz ou de vapeur, ledit dispositif étant muni d'offices pour l'injection de la matière de départ à transformer.
La matière de départ a transformer, par exemple de l'essence ou une huile légère, est injectée sous une pression élevée et à l'état finement pulvérisé, dans -Le canal de mélange, de sorte qu'on assure un mélange intime.
Le mélange parvient ensuite du canal de mélange dans une enceinte réactionnelle élargie dans laquelle se déroule, avec un accroissement de volume correspondant, la décompo- sition des hydrocarbures ce poids moléculaire élevé, tandis qu'on empêche sensiblement, avant la fin de la réaction, un contact avec des parois de l'enceinte réactionnelle et d'autres surfaces de limitation fixes.
L'invention concerne maintenant un perfection- nement apporté au brevet principal et qui corsiste a dis- poser les buses pour le produit à transformer sur des tubes à buse refroidis à l'eau et débouchant radialement dans le conduit ou le canal de mélange, lesdites buses étant sensiblement dirigées verticalement vers le bas.
En disposant les buses pour le preduit a trans- former de la manière conforme à l'invention, on obtient pour résultat que le produit est pulvérisé sensible:en concentriquement dans le canal de mélange et qu'il ze
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mélange de carrière homogène avec le support de chaleur fortement chauffé. Par suite de l'introduction concentricue
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du mélange dans l'enceinte réactionnene, cn es-c ce= tain que la réaction est terminée avant que le mélange n'entre en contact avec les surfaces des parois, ce sorte qu'on évite très largement la formation de dépôts de carbone élémentaire sur lesdites parois.
Le mélange meilleur du produit pulvérisé avec -Le gaz porteur chaud qui résulte de l'introduction concentrique permet, en oure, d'avoir une chambre de mélange plus grande et maintient par suite à une faible valeur la perte de pression.
Il est en outre possible, de cette manière, d'échanger facilement les buses, et a cet effet il est
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prévu, selon une auure caractéristique de 1. 'L¯ver:icn, de monter les tubes à buse de manière amovible sur le carter du dispositif réactionnel. L'échange peut avoir lieu en retirant le tube à buse et en plaçant un autre -cube à buse ou en introduisant une autre buse dans le 'cube, le fonc- tionnement pouvant être poursuivi par amenée du produit a travers un ou plusieurs autres tubes a buse. On peut par
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suite, sans d¯¯ c.3..;
,', ¯ Crc '¯ .. Feulement une buse ne fonctionnant plus éventuellement de manière irréprocha- ble, rais on peut -ße::e commuter rapidement le fonc- tionnement sur le -Grattement d'une a,7u--e matière de départ, par exemple passer du rrsitemen-c d'une huile légère au traitement Ce i'esserce, ou inversement. rour pouvoir erlcv02: ---n -j,,,be à buse pendant le fonctionnement, 1 d. - -":-. buse 'craverse de manière é-ssnche aux gas, conformément 2..L'.Y'TTe'? tîCn, le tiroir relié a l'extérieur avec le carter, et un presse-étoupe
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raccordé audit tiroir.
A;-r<o:s en-evement c.e l'extrémité du
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tube à buse jusqu'au presse-étoupe, le tiroir est fermé de sorte que l'enlèvement et l'introduction d'un 'cube à buse à effectuer de façon correspondante a lieu pratiquement sans sortie de gaz.
Dans le but de transformer un hydrocarbure liquide de poids moléculaire élevé qui est délivré aux buses à l'état préchauffé, par exemple une huile lourde, l'inven- tion prévoit, en outre, d'entourer le tube à buse, monté dans une chemise parcourue par un liquide de refroidissement, avec un certain jeu à l'aide d'une enveloppe tubulaire qui est reliée à son extrémité externe, avec l'air libre et à son extrémité interne avec la buse, de Manière qu'une enceinte isolante remplie d'air soit formée entre le tube à buse et la chemise tubulaire.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la chemise refroidie à l'eau des tubes à buse sensiblement horizontaux est disposée avec une légère inclinaison dans le canal de mélange, les buses ayant une position pour laquelle elles pulvérisent la matière verticalement vers le bas. La chemise refroidie à l'eau est avantageusement amenée avec le tube à buse dans la position inclinée, la position verticale de la buse étant assurée par une position' angulaire correspondante sur le tube à buse.
De cette manière,.on obtient que les bulles de vapeur se formant éventuellement dans la chemise de refrci- ' dissement au voisinage de la buse sont évacuées obligatoire- ment vers le haut hors de la chemise de refroidissement, sans que la chemise à eau risque de brûler par suite des températures élevéesdu gaz porteur,
D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-' tion ressortiront plus en détail de la description qui va
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suivre en regard des dessins annexés qui représentent, schématiquement et simplement à titre d'exemple, un dis- positif réactionnel perfectionné conforme a l'invention.
Sur ces dessins : La fig. 1 est une vue en coupe verticale de la partie supérieure d'un dispositif réactionnel réalisé conformément à l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale d'un tube à buse à refroidissement par eau.
L'enceinte réactionnelle désignée par est constituée par une maçonnerie réfractaire 2 entourée par une enveloppe métallique , L'enceinte réactionnelle se rétrécit vers le haut, comme indiqué en 4. Au rétrécisse- ment 4 se raccorde un canal de mélange possédant une section sensiblement plus petite que celle de l'enceinte réactionnelle l et qui est également constitué par une maçonnerie réfractaire 6. Le canal de mélange vertical 5 est relié en haut, par un canal horizontal 7, avec un récupérateur non-représenté sur les dessins.
La maçonnerie réfractaire 6 du canal de mélange est traversée en un ou plusieurs endroits par des canaux 8 inclinés vers l'intérieur. A travers les canaux 8 passent des tubes à buse .2 dont l'extrémité 10, pourvue d'une buse dirigée verticalement vers le bas, s'étend sensiblement jusqu'au milieu du canal de mélange . Dans ce canal de mélange parvient, du réchauffeur, un gaz de support fortement chauffé, par exemple de la vapeur d'eau qui, comme décrit dans le brevet principal, est chauffée par récupération dans ledit réchauffeur.
La matière à transformer, par exemple une huile légère délivrée par les tubes à buse 9, est pulvérisée finement et concentriquement
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dans le canal de mélange et fO:'::é alors un :;:lu:ce 1:.;±;e avec la vapeur d'eau forter er. v : r c::auffée, le:. #,'1;: -e réagissant thermiquement avec accroissement ce r..;.r,e bzz l'enceinte iéactionneie adjacente. Le gar ré^c;.oï=re1 en soutiré à la partie inférieure de l'enceinte rt cct:.or.r.el par une ouverture non représentée.
La forme de réalisation au tube à buse ± est visible en détail à la figure 2. Le tube à buse 9, auquel l'huile à scinder est délivrée en 9a, est pourvu a son
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extrémité interne d'une buse il de pt1.LvérisaùlorJ ac:a laquelle est fixée une -cete ae buse affiovicle 12. CetjO tête de buse 12 est, de cette1:anJ.f...;re , facilement Nci.an- geable contre une autre tête de buse de st-c,,"-#: : i':,"..::.'e: 1.('.
Le 'cube à buse ¯9 est entouré d'une cïe:.:re do refroidissement 1:.2. qui est ferrie à l'intérieur l Cl' bzz paroi frontale 13 a. Dans la cie::..se de refro.W s,e.er; .:!l. est montée une autre chemise tuwulai:^e 14, dans ic: :;:c#tie supérieure de laquelle est monté le tuce a buse 9. L'eau de refroidissement, délivrée en 15 à -La partie inférieure du tube 14, arrive à la buse 11 et parvient, en passant autour du tube 14, au-dessus de l'extrémité d'entrée 15, en 16 vers le naut dans la conduite d'évacuation. La suse il est soudée avec une ouverture inférieure 17 de -La chemise de refroidissement 13.
Le tube à buse .2 comportant les tubes de refroi- dissement 13, 14 qui l'entourent possède une position inclinée vers le milieu du canal de mélange 5, comme on peut le voir sur la figure 1. En correspondance avec l'inclinaison du tube à buse avec ses chemises de refroi- dissement, la buse 11 possède une position angulaire telle qu'elle se trouve verticalement vers le bas et qu'il se
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produit: une pulvérisation concentrique vers le bas depuis la tête de buse 12.
Lors de la transformation d'huiles lourdes qui sont délivrées aux buses 11 à l'état préchauffé, le tube à buse 9 est entouré d'un isolement thermique pour empêcher une transmission de chaleur de l'huile préchauffée à l'eau de refroidissement. L'isolement thermique est constitué, dans l'exemple d'exécution représenté, par'une chemise tubulaire 19 encourant le tube à buse, ladite chemise étant reliée à l'extérieur en 20 avec l'air libre et étant scudée avec le tube 14. A l'intérieur, la chemise tubulaire 1 est soudée avec la buse Il de manière qu'il se forme ertrc' la chemise tubulaire 19 et le tube à buse ± un espace libre simplement relié avec l'air extérieur et formant un isolement thermique.
Le tuce à bise ± avec le tube de refroidissement 13 qui l'entoure traverse un tiroir 21 relié à la bride 22, d'une pièce tubulaire 24 elle-même reliée à l'enveloppe métallique 23 du carter de l'enceinte de mélange 5. Au tiroir 21 est er outre raccordé un presse-étoupe 25 formant une fermeture étanche au Gaz du tube de refroidissement 13.
Ce tube de refroidissement 13 est solidaire d'une bride 26 qui est reliée latéralement par des vis 27 avec la bride 28 du presse-étoupe et maintient dans sa position le tube à buse avec son tube de refroidissement 13.
Lors de l'enlèvement, le tube de refroidissement 13, après desserrage des vis 27 et déblocage du presse- étoupe 25, est tiré avec sa buse 11 jusque dans ledit presse-étoupe, après quoi le tiroir 21 est fermé. Lorsque l'ouverture de l'élément tubulaire 24 a été ainsi fermée de manière étanche au gaz, on enlève du presse-étoupe le
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tube à buse 0- avec son -cube de refroidissement 13. à buse
L'enlèvement du tube/avec son dispositif de refroidissement a lieu tandis qu'on poursuit l'alertée d'agent de refroidissement, afin d'empêcher un brûlage.
Dans ce but, les raccords des canalisations d'amenée et d'évacuation de l'agent de refroidissement sont reliés avec des tuyaux souples 29 par l'intermédiaire d'organes d'arrêt 30.
REVENDICATIONS
1. dispositif pour la production d'hydrocarbures gazeux de valeur, de bas poids moléculaire, à partir d'hy- drocarbures liquides ou gazeux de poids moléculaire plus élevé, par transformation thermique, lors de la mise en contact avec un support de chaleur chaud, à l'état de vapeur ou à l'état gazeux, un dispositif de mélange réalisé avec une section sensiblement plus petite que celle de l'enceinte réactionnelle étant placé, connue dans le brevet principal, en avant de ladite chambre réactionnelle, carac- térisé par le fait que les buses pour la matière de départ, buses qui sort sensiclement dirigées verticalement vers le bas,
sont montées sur des tubes à buse refroidis à i l'eau et débouchant radialement dans le canal de mélange.
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VALUE GAS HYDROCARBON PRODUCTION PROCESS
The main patent relates to a process and to a device for the production of gaseous hydrocarbons of low molecular weight, from liquid or gaseous hydrocarbons of a higher molecular weight, by thermal transformation, during the setting into operation. contact with a support
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hot from heat, in the state of vapor or gas, a mixing device of a substantially smaller section mounted than that of the reaction chamber being / in front of said reaction chamber.
The conduit or the mixing channel is, in this case, in communication, at the end which is opposite the reaction chamber, with a device which operates, preferably, by recovery and serves for heating the medium. heat which is in the state of gas or vapor, said device being provided with units for the injection of the starting material to be transformed.
The starting material to be processed, for example gasoline or a light oil, is injected under high pressure and in a finely pulverized state, into the mixing channel, so that an intimate mixing is ensured.
The mixture then arrives from the mixing channel into an enlarged reaction chamber in which, with a corresponding increase in volume, the decomposition of the hydrocarbons at this high molecular weight takes place, while before the end of the reaction is substantially prevented. contact with walls of the reaction chamber and other fixed limiting surfaces.
The invention now relates to an improvement made to the main patent and which makes it possible to arrange the nozzles for the product to be processed on nozzle tubes cooled with water and opening radially into the duct or the mixing channel, said tubes. nozzles being directed substantially vertically downward.
By arranging the nozzles for the preduct to be processed in the manner according to the invention, the result is that the product is sprayed substantially: concentrically in the mixing channel and that it ze
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homogeneous quarry mix with strongly heated heat carrier. As a result of the concentric introduction
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of the mixture in the reaction chamber, so that the reaction is completed before the mixture comes into contact with the surfaces of the walls, so that the formation of elementary carbon deposits is largely avoided on said walls.
The better mixing of the sprayed product with the hot carrier gas which results from the concentric introduction makes it possible, in oure, to have a larger mixing chamber and consequently keeps the pressure loss low.
It is also possible, in this way, to easily exchange the nozzles, and for this purpose it is
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provided, according to a characteristic gauge of 1. 'L¯ver: icn, to mount the nozzle tubes in a removable manner on the casing of the reaction device. The exchange can take place by removing the nozzle tube and placing another nozzle tube or inserting another nozzle into the cube, operation may be continued by feeding the product through one or more other tubes. a nozzle. We can by
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continuation, without d¯¯ c.3 ..;
, ', ¯ Crc' ¯ .. Growing a nozzle which may no longer function flawlessly, we can -ße :: e quickly switch the operation to the -Grating of a, 7u - th material starting, for example going from the rrsitemen-c of a light oil to the treatment Ce i'esserce, or vice versa. rour power erlcv02: --- n -j ,,, be to nozzle during operation, 1 d. - - ": -. nozzle 'cracks in a gas-tight manner, in accordance with 2..L'.Y'TTe'? tîCn, the spool connected to the outside with the casing, and a stuffing box
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connected to said drawer.
A; -r <o: s en-evement c.e the end of the
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nozzle tube to the stuffing box, the slide is closed so that the removal and introduction of a correspondingly effected nozzle cube takes place practically without gas outlet.
In order to convert a liquid high molecular weight hydrocarbon which is supplied to the nozzles in a preheated state, for example a heavy oil, the invention further provides for surrounding the nozzle tube, mounted in a tube. jacket traversed by a cooling liquid, with a certain clearance by means of a tubular casing which is connected at its external end, with the free air and at its internal end with the nozzle, in such a way that an insulating enclosure filled with air is formed between the nozzle tube and the tubular jacket.
According to another characteristic of the invention, the water-cooled jacket of the substantially horizontal nozzle tubes is disposed with a slight inclination in the mixing channel, the nozzles having a position for which they spray the material vertically downwards. The water-cooled jacket is advantageously brought with the nozzle tube in the inclined position, the vertical position of the nozzle being ensured by a corresponding angular position on the nozzle tube.
In this way, it is achieved that any vapor bubbles which may form in the cooling jacket in the vicinity of the nozzle are forced out upwards out of the cooling jacket, without the water jacket in danger. burn due to the high temperatures of the carrier gas,
Other characteristics and advantages of the invention will emerge in greater detail from the description which will follow.
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Follow with reference to the accompanying drawings which represent, schematically and simply by way of example, an improved reaction device in accordance with the invention.
In these drawings: FIG. 1 is a vertical sectional view of the upper part of a reaction device produced in accordance with the invention.
Fig. 2 is a longitudinal sectional view of a water-cooled nozzle tube.
The reaction chamber designated by is constituted by a refractory masonry 2 surrounded by a metal casing, The reaction chamber narrows upwards, as indicated in 4. To the constriction 4 is connected a mixing channel having a substantially larger section. smaller than that of the reaction chamber 1 and which also consists of a refractory masonry 6. The vertical mixing channel 5 is connected at the top, by a horizontal channel 7, with a recuperator not shown in the drawings.
The refractory masonry 6 of the mixing channel is crossed in one or more places by channels 8 inclined inward. Through the channels 8 pass nozzle tubes .2 whose end 10, provided with a nozzle directed vertically downward, extends substantially to the middle of the mixing channel. Into this mixing channel arrives, from the heater, a strongly heated carrier gas, for example water vapor which, as described in the main patent, is heated by recovery in said heater.
The material to be transformed, for example a light oil delivered by the nozzle tubes 9, is sprayed finely and concentrically
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in the mixing channel and fO: ':: é then a:;: lu: ce 1:.; ±; e with water vapor forter er. v: r c :: auffée, on :. #, '1 ;: -e thermally reacting with increasing ce r ..;. R, e bzz the adjacent reacted enclosure. The gar re ^ c; .oï = re1 withdrawn from the lower part of the enclosure rt cct: .or.r.el through an opening not shown.
The embodiment with the nozzle tube ± is visible in detail in Figure 2. The nozzle tube 9, to which the oil to be split is supplied at 9a, is provided with its
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inner end of a nozzle il of pt1.LverisaùlorJ ac: to which is attached a -cete ae affiovicle 12 nozzle. CetjO nozzle head 12 is, of this1: anJ.f ...; re, easily Nci.angeable against another nozzle head of st-c ,, "- #:: i ':," .. ::.' e: 1. ('.
The 'nozzle cube ¯9 is surrounded by an end:.: Re do cooling 1: .2. which is ferrie inside the Cl 'bzz front wall 13 a. In the company :: .. se de refro.W s, e.er; .:! l. is mounted another tuwulai jacket: ^ e 14, in ic::;: upper side of which is mounted the nozzle nozzle 9. The cooling water, delivered at 15 to -The lower part of the tube 14, arrives to the nozzle 11 and arrives, passing around the tube 14, above the inlet end 15, at 16 towards the naut in the discharge pipe. The suse it is welded with a lower opening 17 of the cooling jacket 13.
The nozzle tube .2 comprising the cooling tubes 13, 14 which surround it has an inclined position towards the middle of the mixing channel 5, as can be seen in FIG. 1. In correspondence with the inclination of the tube. nozzle tube with its cooling jackets, the nozzle 11 has an angular position such that it lies vertically downwards and that it is
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product: a concentric spray downwards from the nozzle head 12.
When processing heavy oils which are supplied to the nozzles 11 in a preheated state, the nozzle tube 9 is surrounded by thermal insulation to prevent heat transfer from the preheated oil to the cooling water. The thermal insulation consists, in the exemplary embodiment shown, by a tubular jacket 19 running the nozzle tube, said jacket being connected to the outside at 20 with the free air and being scudée with the tube 14 Inside, the tubular liner 1 is welded with the nozzle II so that the tubular liner 19 and the nozzle tube are formed inside a free space simply connected with the outside air and forming a thermal insulation .
The weatherstripping ± with the cooling tube 13 which surrounds it passes through a drawer 21 connected to the flange 22, of a tubular part 24 itself connected to the metal casing 23 of the housing of the mixing chamber 5 A cable gland 25 is also connected to the drawer 21, forming a gas-tight closure of the cooling tube 13.
This cooling tube 13 is integral with a flange 26 which is connected laterally by screws 27 with the flange 28 of the stuffing box and maintains the nozzle tube with its cooling tube 13 in its position.
During removal, the cooling tube 13, after loosening the screws 27 and unblocking the stuffing box 25, is pulled with its nozzle 11 into said stuffing box, after which the drawer 21 is closed. When the opening of the tubular element 24 has thus been closed in a gas-tight manner, the cable gland is removed from the gland.
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tube with nozzle 0- with its cooling tube 13. with nozzle
Removal of the tube / with its cooler takes place while the coolant alert is continued, in order to prevent burnout.
For this purpose, the connections of the supply and discharge pipes for the cooling medium are connected with flexible pipes 29 by means of stop members 30.
CLAIMS
1. device for the production of high molecular weight gaseous hydrocarbons from liquid or gaseous hydrocarbons of higher molecular weight, by thermal transformation, upon contact with a hot heat carrier , in the vapor state or in the gaseous state, a mixing device made with a section substantially smaller than that of the reaction chamber being placed, known in the main patent, in front of said reaction chamber, charac- terized by the fact that the nozzles for the starting material, nozzles which exit sensicly directed vertically downwards,
are mounted on nozzle tubes cooled with water and opening radially into the mixing channel.