BE609888A - - Google Patents

Description

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  "Procédé de préparation d'hydrocarbures non saturée " 
On sait préparer des hydrocarbures non   saturés.   en particulier l'acétylène et   l'éthylène.   par pyrolyse d'y drocarbures à des températures élevées. On peut procéder  par exemple en introduisant les hydrocarbures à décomposer dans un courant de gaz de combustion chauds. Ces gaz de combustion fournissent l'énergie nécessaire au craquage et servent en mê me temps de diluant pour les gaz résultant du craquage) afin d'éviter dans une grande mesure une réaction ultérieure des fractions non saturées donnant du goudron et du coke. 



   Comme hydrocarbures décomposables que l'on dési- 

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   @     d-tha     1"   nuite de 1a desiri tion   par   1' xpression matiè resde départ" on   Utilise   de préfér des parafineset   de    naptènes par exemple   méthane,   éthane   propane    butanehexa ne, cycloheane   n-   et iso-cctaneainsi que des fractions de la distillation du pétrole ayant divers domaine  d'ébuli tien,

   par exemple les produite passant entre   40   et 350 C    On   peut également   décomposer   des   oléfines     tille!   que 1'éthylène le propyène le butylène ou le butadiène en produite plue petits ou contenant un plus grand nombre de doublet   liaisons    Les rendements en acétylène et en éthylÇne qui   sont   souvent les produits principaux   recherchés,   dépendent dans une grande mesure de la nature de la matière de départ, à savoir des pro   portions   de paraffines à chaîne droite et à chatne ramifiée, du degré de ramification de ces paraffines et des proportions de naphtènes et d'oléfines. 



   Les matières de départ peuvent être introduites dans le courant des gaz de combustion en un même point ou en des points différents.Dans le premier cas) on parle d'une pyrolyse en un temps et dans le deuxième cas d'une pyrolyse   @   en plusieurs temps 
Or la demanderesse a trouvé un procédé de pyrolyse très avantageux selon lequel on soumet à la décomposition dans un premier temps des éléfines des naphtènes et/ou des paraffines fortement ramifiées et dans un deuxième temps des paraffines à chaîne droite ou peu ramifiée comportant au moins 2 atomes de carbone. 



   Le procédé selon l'invention permet d'obtenir des rendements en acétylène, éthylène et autres oléfines à chaîne courte, plus élevés que ceux qu'on peut obtenir lorsque l'on soumet le mélange des constituants à une pyrolyse en un seul temps. Si l'on décompose séparément les composants individuels 

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     auxquels on peut ajouter éventuellement de la vapeur d'eau, servent de gaz entraîneur pour effec tuer La pyrolyse   subséquente  lies   gaz   doivent avoir une température supérieure à 2000 C et de préférence comprise entre 2200 et 2500 C A la sortie du   brûleur    on ajoute au gaz entraîneur chaud) la première matière de départ sous forme de gaz ou de liquide en fines particules. Conviennent comme matières de départ des paraffines fortement ramifiées telles 
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 que llisobutane, l'isopentane. le néopentane le 2.2.4-triméthylpentane(iso-octane); des naphtènes comme le cyclopen-   tane   le cyclohexane ou le   méthylcyclohexane.   des oléfines 
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 telles que le propylène, le n-butylène et l'iso-butylène, le butadiène ou le pentène.

   On peut également employer des mélanges contenant une proportion prépondérante des substances des types mentionnés ci-dessus. Dans le procédé selon   l'inven-   tiun conviennent particulièrement des fractions huileuses qui sont riches en substances naphténiques, ramifiées et/ ou oléfiniques telles qu'elles existent en partie dans la nature 

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 ou telles qu'on peut les obtenir par traitement thermique ou catalytique de fractions de pétrole. Dans le premier temps, la matière de départ ajoutée, après son mélange avec le gaz entraîneur, est décomposée, principalement en acétylène dans le réacteur. Le réacteur doit avoir des dimensions telles que les gaz y restent pendant une durée de séjour suffisante pour que la matière dé départ puisse réagir complètement.

   Si l'on ajoute la deuxième matière de départ avant que la première matière de départ ait bien réagi, on n'obtient qu'une faible augmentation du rendement. En règle générale, le temps de séjour dans la première étape est de 0,1 à 5.10-3 seconde et de préférence 0,5 à 2.10-3 secondes, mais dans des cas par-   ticuliers   il peut être également plus long ou plus court. Dans le premier temps on ajoute la matière de départ dans une quantité telle que la température à la sortie du premier réacteur soit d'au moins 1300 C et de préférence comprise entre 1400 et   170000.   Lorsque la température descend en-dessous de 1300 C la réaction du deuxième temps nécessite un temps de séjour si long qu'une proportion notable de l'acétylène formé dans le premier stade se décompose à nouveaux.

   A la sortie du premier réacteur, on ajoute la deuxième matière de départ sous forme de gaz ou de particules liquides finement divisées au mélange du gaz entraîneur et du gaz de craquage. On peut soumettre à la pyrolyse des matières solides, par exmple sous forme fondue ou dissoute. 



   Dans le deuxième temps, on utilisera de préférence comme matières de départ des paraffines à chaîne droite ou peu ramifiée comportant au moins deux atomes de carbone et dont la chaîne a une longeur quelconque, telle que l'éthane, le nbutane, le n-heptane, le 2-méthyl-heptane, le n-dodécane, le 
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 3.8-diméthyidéoane, l'hexàdécà.ne. De plus on peut'employer" des oléfines à poids moléculaire plus élevé et à caractère 

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 principalement paraffinique comme le n-octène-(l) ou le n- dodécène-(2) ainsi que des naphtènes à longues chaînes laté- rales comme le   n-dodécyl-cyclohexane.   On peut également utili- ser des mélanges des substances des types sus-mentionnées. 



   Pour cette étape conviennent particulièrement comme matières de départ des fractions de pétrole qui, de par leur origine,      sont riches en paraffines à chaîne droite, et des huiles   paraf-   finiques préparées à partir du pétrole selon des méthodes con- nues ou produites, par exemple, suivant le procédé de Fischer- 
Tropsch. On peut également soumettre   à la   pyrolyse des résidus industriels qui sont solides à la température ambiante. 



   La deuxième matière de départ est décomposée par la chaleur principalement en éthylène dans le deuxième réac- teur. Ce réacteur a des dimensions telles que le temps de séjour soit suffisant pour que la matière de départ réagisse, mais en règle générale, il ne doit pas être supérieur à   3.10-2   seconde car autrement l'acétylène se décompose notablement. 



   De préférence le temps de séjour est de 2 à 8.103 seconde. 



   La quantité de la deuxième matière de départ utilisée est tel- le que la température à la sortie du deuxième réacteur soit supérieure à   700oC   et avantageusement comprise entre 800 et   lOOOoC.   



   A la sortie du deuxième réacteur, on arrête la réaction d'une manière connue, par exemple par un refroidisse- ment brusque avec de l'eau ou un mélange d'eau et d'huile, et on envoie les gaz résultant du   craquage   une utilisation ultérieure courante ou bien on poursuit le traitement d'une manière classique. 



   On peut préchauffer les matières de départ du pre- mier et du deuxième temps d'une manière connue   à une   tempéra- ture inférieure au point de décomposition. Le passage de la 

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 première à la deuxième zone de craquage peuvent se faire directement, par exemple en utilisant un tube continu portant les arrivées des matières de départ individuelles à une certaine distance l'une de l'autre. Les deux zones de craquage peuvent également être séparées par un étranglement, ce qui est souvent avantageux et donne des rendements plus élevés. 



   L'exemple suivant illustre la présente invention sans toutefois en limiter la portée. 



  EXEMPLE:
Dans une chambre de combustion, on brûle par   heu. -   re 28,4 m3 ( mesurées dans des conditions normales) d'hydro gène avec 13,6 m3(conditions normales) d'oxygène et on ajoute ensuite 21,6 kg de vapeur d'eau. On introduit par heure dans le gaz entraineur chaud obtenu à sa sortie de la chambre de combustion, 10 kg d'isooctane (2.2.4-triméthylpentane) vaporisé et préchauffé à 250 C Après passage du courant gazeux dans la zone de réaction avec une durée de séjour de 1,5. 10-3 seconde, on ajoute au gaz 10 kg par heure de n-heptane, également préalablement vaporisé et préchauffé à 250 C Après un temps de réaction de 2,3,10-3 secodne pour ce deuxième temps, on refroidit les gaz brusquement par de l'eau.

   On obtient les rendements   suivants(%   en poids) en hydrocarbures non saturés, par rapport à la somme des hydrocarbures utilisés: 
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<tb> 
<tb> C2H2 <SEP> 17,7
<tb> C2H4 <SEP> 29,1
<tb> C3H6 <SEP> 5,4
<tb> 
 
Si l'on mélange d'abord de l'iso-octane et du nheptane et que l'onsoumet le mélange ! une pyrolyseen un seul temps dans des conditions identiques on obtient un ren-   dement   en éthylène à   peu près identique   mais 11,5%en moins d'acétylène et 18,% en moins de propyène   @   lorsqu'on effectue dans deux appareillages séparés, le craquage d'iso-octane et de n-heptène dans des condi-   tions   indentiques, o a besoin de 13% d'énergie en plus, 

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 donc de plus de gaz de combustion et d'oxygène,

   pour produire la même qantité d'hydrocarbures non saturés. 



   On peut obtenir des résultats analogues en opérant dans des conditions identiques et en utilisant dans le premier temps de l'isobutane, de l'isopentane, du néopentane, du cyclopentane, du cyclohexane, du méthylcyclohexane, du propylène, du butylène, du   bùtadiène   ou du pentène, et dans le deuxième temps de   l'éthane,   du n-butane, du n-heptane, du 2-méthylheptane, du n-dodécane, du 3. 8-diméthyldécane, de l'hexadécane, du n-octène ou du n-dodécène.

Claims (1)

1. RESUME La présente invention comprend notamment: 1 Un procédé de préparation d'hydrocarbures non saturés, en particulier de l'acétylène et de l'éthylène, par pyrolyse d'hydrocarbures que l'on introduit dans des gaz de combustion chauds, procédé selon lequel on effectue la pyrolyse en deux temps, en utilisant dans le premier temps des oléfines, des naphtènes et/ou des hydrocarbures fortement ramifiés et immédiatement après dans le deuxième temps, des paraffines à chaîne droite ou peu ramifiée comportant au moins deux atomes de carbone', et on refroidit brusquement les gaz résultant du craquage.

   2 Des modes d'exécution du procédé spécifié sous 1 ), présentant les particularités suivantes prises séparément ou en combinaison: a) le courant de gaz entraîneur a une température EMI7.1 comprise entre 2200 et 2500oC, la température à la sortie du premier réacteur estvde. 1400 a 1700oC et la température à la sortie du deuxième réacteur est de 800 à 10000c; b) dans'le premier temps, le. temps de réaction est de O75 à 2.1.'3¯secôndèyëtde.ns"Ie"detzgitue temps- de 2-à 8.io- seconde.