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Procédé de préparation de bitumes de pétrole, convenant à la fabrication de combustibles agglomérés, et produits en résultant
On sait que les brais de houille sont couramment utilisés comme agglomérants des fines de charbons dans la fabrication des boulets ou des briquettes pour le chauffage domestique ou in- dustriel. Aux marnes fins sont employés les bitumes et les brais de pétrole provenant de la distillation et du désasphaltage des résidus de distillation directe du pétrole. Toutefois ces produite ne possèdent pas toujours les propiétés requises des liants d'ag glomération pour permettre de travailler selon les procédés d'agglomération dits "par broyage".
Les agglomérés fabriqués à partir des bitumes de pétrole exigent, d'autre part, un refroidissement plus poussé et plus long que ceux préparés avec le brai de houille. A chaud, ils manquent;
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de solidité et peuvent se déformer et même coller les uns aux autres, lorsque, pour le stockage, on les dispose en tas.
On a remédié partiellement à ces divers inconvénients en utilisant les brais de désasphaltage au lieu des brais de distillation, mais, malgré les caractéristiques meilleures des premiers, on ne peut les employer que selon la méthode d'agglo- mération dite "du brai fondu.' - Le procédé selon l'invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients et sujétions.
Il consiste à incorporer aux brais de pétrole de qualité courante, des résidus provenant de traitements thermiques et/ou oatalytiques du pétrole. On obtient ainsi une gamme de liants d'agglomération conférant aux combustibles agglomérés des caractéristiques équivalentes aux meilleures de celles obtenues avec les brais de houille.
Cette introduction de résidus de cracking dans les brais de pétrole procure les avantages suivants : - Augmentation de leur point de ramollissement mesuré par la méthode "Bille et Anneau".
- Augmentation de leur susceptibilité, c'est-à-dire de l'évolution de leur pénétration en fonction de la température - Augmentation de leur coke "Conradson" - Elévation de la température minimale d'agglomération des poudres.
Les résidus de pétrole convenant à la mise en oeuvre de la présente invention sont ceux provenant de traitements thermiques à température élevée, comme les résidus des procédés de réduction, des procédés de vis-breaking, des procédés de cracking thermique en général et ceux provenant des traitements de cracking oatalytique de plus en plus répandus aujourdi
Selon les travaux de la Demanderesse, les fractions lourdes du cracking catalytique communément désignées par le nom de "Slurry oils", qui sont des produits dépréciés qu'on éciuyle
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généralement dans les fuels lourds, constituent les manières premières préférées pour la préparation. des résidus utilisables dans les liants d'agglomération selon l'invention.
En distillant ces matières premières dans une tour sous vide, on sépare un résidi: très lourd, de densité supérieure à 1,10, ayant un résidu Conradsor- élevé, supérieur à 50, et un point de ramollissement supérieur à
100 - 110 C (cathode "Bille et Anneau") , alors que les résidus de distillation direote dépassent rarement des températures de ramollissement de l'ordre de 70 75 C
Les proportions dans lesquelles on mélange les résidus de cracking avec les brais et bitumes de pétrole peuvent varier dans de grandes liites et dépendent à la fois des propriétés du liant qu'on veut obtenir, de la nature et des caractéristiques du bitume etdu résidu de cracking employés.
Dans la pratique, avec des résidus ae cracKing ayant un point de ramollissement "Bille et Anneau" supérieur à 110 C la proportion de résidu de cracking dans le liant d'agglomération sera comprise, à titre indicatif, dans l'intervalle 10 à 50% en poids, et de préférence 20 à 40% poids.
L'invention s'étend aussi aux caractéristiques ressor- tant 'les trois exemples donnés ci-après à titre non limitatif.
L'incorporation dans les bitumes de pétrole des résidus de cracking préalablement concentrés par distillation, peut être réalisée par simple mélange de constituants, soit broyés à sec et à froid pour éviter leur agglomération, soit, plus souvent, (voir exem ple 1) liquéfiés à chaud entre 150 et 200 C et malaxés.
Dans une variante du procédé, la concentration par distillation du résidu de cracking est réalisée après mélange avec le brai de pétrole dans des proportions variables mais, de préférence, dans des proportions convenables pour constituer, en résidu, le liant d'agglomération désiré (Exemple 2).
Lorsque le brai de pétrole est un bitume de distillation directe, on peut aussi, (voir exemple 3) mélanger le résida
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de cracking avant concentration avec la. charge alimentant l'ins- tallation produisant le bitume et effectuer ainsi simultanément an une seule opération combinée la fabrication du bitume et la concentration du résidu de cracking qu'on désire incorporer au bitume.
EXEMPLE 1
Par distillation sous pression réduite, inférieure à
0,1 mm de mercure, de Slurry oil provenant d'un cracking cataly- tique, on reoueille à une température supérieure à 315 C un rési- du ayant les caractéristiques suivantes - Densité à 15 C 1,225 - Point de ramollissement (B. et A) C 132 - Résidu Conradson % poids 62,3
Par malaxage à chaud entre 165 170 C, on mélange 23 parties en poids de ce résidu avec 77 parties en poids d'un bitume de désaaphaltage ayant les caractéristiques suivantes - Densité à 15 C 1,083 - Point de ramollissement (B.
et A) C 73
Le liant obtenu présente les caractéristiques oi-après t - Densité à 15 C 1,12 - Bille et Anneau C 88
En opérant de la même façon, mais en modifiant les pro- portions, à savoir 31 parties en poids de résidu de oracking et 69 parties en poids de bitume de désasphaltage, les caracgéris tiques deviennent - Densité à !5 C 1,13 Ramollissement (B. et A) C 95
Le tableau ci-après, donnant la valeur de la pénétra- ' @ tion à différentes températures, montre l'amélioration de la sus ceptibilité du bitume ,de désasphaltage par l'addition du résidu de
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oraoking, selon l'invention.
Sur ce même tableau les résultats de l'essai d'agglomé- ration de la poudre montrent que cette mené addition a pour effet d'élever la température minimale d'agglomération (début d'agglo- mération) .
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Pénétration à = Température d=sggl.omératEon t Produit , . 1 s j0 C 40"c: 50aCi 6O" Ct é$"O : débutante partielle totale 1 : .: .f .f .1 t t ! i t i S t t t Bitume de i : s i déaasphal- : t t : tage 71 18t 58: l60: 258 Inférieures à/35 C ###.-#.
1:: : t Liant 23/77 0,55 2 133 37; â| j 400 45 50* s 1 Liant 31/69 0,5: li :.4: 16: 26: tt5 50" 55 1 :.1 t 1 ; .t n- t . 1 #,,,,
EXEMPLE 2
On mélange 20 parties en poids de bitume de désasphaltage ayant les mânes caractéristiques que celui de l'exemple 1, et 80 parties en poids de "Slurry cils " telles que venant d'un cracking catalytique et dont on sait, par une distillation préa-
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lable, qu'elles contiennent 1j,9;
poids de résidu ayant une tem- pérature de ramollissement de 131 C
On distille sous vide poussé le mélange bitume-Slurry
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oils'et l'on sépare ff,5 parties en poids de distillat et 30,5 parties en poids d'un résidu, ayant une densité de 1,14 un résidu Conradson de 40,1% et un point de ramollissement Bille et Anneau de 91 C Ce résidu convient comme liant d'agglomération; ses propriétés sont très voisines du liant 31/69 de l'exemple 1 t
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Pénétration à 30-0 oe5 40 1
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: ôo : x9 " ,3 ;
- .. ¯ L'agglomération de poudre ccoe àI5 C et est totale- dès qu'on dépasse 50 C ' @
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EXEMPLE 3
On utilise un bitume de distillation directe provenant de la distillation sous vide du pétrole brut et ayant une densité de 1,030 à 15 C un point de ramollissement ( B. et A.) de 54 C
On mélange 21 parties en poids de oe bitume avec 79 parties en poids de "Slurry oil" ayant les mêmes caractéristiques que celui de l'exemple 1.
On distille sous vide poussé ce mélange et l'on sépare 72 parties en poids de distillat et 28 parties en poids d'un résidu ayant une densité de 1,12, un résidu Conradson égal à 38,5% et un point de ramollissement B. et A. de 86 C Ce résidu convient comme liant d'agglomération;
sa pénétration en fonction do la température est très voisine de celle de 1 'exemple 2
Pénétration à 30 C 1
40 1
50 8
60 22,5
65 34
L'agglomération de poudre commence à 35 - 40 C et est totale dès qu'on atteint 50 C
Le procédé selon l'invention c'est-à-dire l'introduction de résidu de oraoking dans les brais de pétrole, procure de nombreux avantagea découlant de la qualité des liants d'agglomération, et principalement la possibilité de leur broyage pendant toute l'année et même pendant les saisons chaudes, grâce à l'augmentation de la température minimale d'agglomération des poudres.
Les bitumes ou brais de pétrole auxquels on incorpore pour les améliorer les résidus de oracking définis au début, sont principalement les bitumes de distillation directe, les brais de désasphaltage, les mélanges en toutes proportions de ces brais et bitumes, étant entendu que cette liste ne saurait être limitative.
L'invention s'étend évidemment à l'utilisation d'autres résidus de cracking ou des brais de houille, en mélange aveo les bitumes de distillation et les brais de désasphaltage.