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"Procédé d'amélioration de la stabilité de la couleur des com- bustibles hydrocarburés et produits obtenus"
La présente invention est relative à l'amélioration de la stabilité de la couleur de combustibles hydrocarbures, conte- nant des impuretés colorées pouvant être extraites par acide, en particulier des carburants pour turbines à réaction, tels que des carburants obtenus comme sous-produits d'installations d' hydrofining de gas-cils.
Un procédé d'amélioration de la stabilité de la oou- leur de combustibles hydrocarbures de ce genre consiste à faire passer le combustible à travers une matière adsorbante, tell$. qu'un charbon actif, de la pierre ponce ou des terres. Un au- tre procédé consiste à laver le combustible avec de l'acide zul-
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torique d'une concentration de 10 à 50% ou à faire pascer le combustible à travers une matière adsorbante qui a été imprégnée d'acide sulfurique présentant la concentration susdite.
Suivant la présente invention, un prooédé pour amélio- rer la stabilité de la couleur de combustibles hydrocarbures consiste à faire passer le combustible à travers un lit d'une matière adsorbante en présence d'une phase liquide consistant en aoide sulfurique aqueux d'une concentration d'au moins 10% et en excès par rapport à celle nécessaire pour imprégner la matiè- re adsorbante, et à régénérer l'acide sulfurique par introduc- tion d'une phase acide liquide fraîche et enlèvement d'une pha- se acide liquide épuisée à contre-courant par rapport à la cir- culation du combustible hydrocarbure.
Par le procédé de la présente invention, il soit POIS- sible de traiter le combustible de façon continue avec de l'a- cide sulfurique en présence d'une matière adsorbante. La matiè- re adsorbante préférée est formée par du charbon actif, mais on peut utiliser d'autres matières adsorbantes bien qu'elles soient moins efficaces, par exemple de la pierre ponce d'une dimension convenable de particules. On peut utiliser également des com- binaisons de charbonactif avec d'autres matières absorbantes.
On fait de préférence passer le combustible de bas en haut à travers le lit de la Matière adsorbante, l'acide sulfuri- que aqueux frais est introduit au sommet du lit et l'acide sul- furique aqueux épuisé est enlevé au bas de ce lit. L'acide é- puisé contenant les impuretés colorées se dépose au fond du lit.
Il peut être enlevé de façon continue ou intermittente, et 1' introduction de l'acide frais au sommet du lit se fora à une al- lure propre à maintenir la présence d'une phase acide liquide en contact avec la matière adsorbante. Les matières colorées sont en équilibre entre l'acide adsorbé par l'adsorbant et l'a- cide se trouvant dans la phase liquide.
'
Les matières colorées pouvant être extraites par aoide
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et se trouvant dans les combustibles hydrocarbures, spécialement dans les carburants pour turbines à réaction obtenues comme noue-produits d'installations d'hydrofining de gaa-oils, sont principalement constituées par des composes contenant de l'aeote et on a trouvé que le procédé de la présente invention enlèvera jusqu'à 2 mg d'azote par litre de combustible.
L'entraînement d'acide par le combustible lors du passage à travers le lit d'adsorbant au cours du procédé de la présente invention est beaucoup moins sujet à se produire si le combustible passe à travers une solution acide soue forme de petites gouttelettes en l'absence d'une matière adsorbante, mais toute petite quantité quelconque d'acide entraîné peut être fa- cilement enlevée par un lavage courant utilisant une matière caustique.
Une forme de réalisation particulièrement préférée d l'invention sera décrite avec référence au dessin annexé qui est une représentation schématique d'un appareil permettant la mise en oeuvre de la présente invention. c
L'alimentation du combustible hydrocarbure est intro- duite par la vanne 1 dans le fond d'un réaoteur 2 qui contient un lit d'une matière adsorbante dont la moitié inférieure con- oiste en particules de pierre ponoe 3, tandis que la moitié eu- périeure consiste en oharbon actif 4. Le lit pourrait aussi Atre constitué entièrement de charbon actif. Pour éviter le blocage du point d'alimentation et le flottement du oharbon ao- tifs on place des couchée de laine de verre 5 et 6 au-dessus et en dessous du lit de la matière adsorbante.
Ce lit est im- prégné d'acide sulfurique aqueux et on ajoute un excès suffi- sant d'acide pour assurer une phase acide liquide, par exemple jusqu'à environ 2/3 de la hauteur du lit. Le combustible hy- drocarbure est alimenté dans le réaoteur 2 à une allure conve- nable et un espace libre 7 d'un volume suffisant est prévu au- dessus de ce lit pour permettre le reflux de l'acide entraîné.
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au taux de circulation utilisé. L'acide épuisé de couleur fon- cée, contenant les impuretés azotées,-sa recueille au fond du réacteur 2 et, lorsque la matière adsorbante exige une régéné- ration, l'acide épuisé est évacué par une vanne 8 et de l'acide sulfurique aqueux frais est admis par una vanne 9.
Ou bien, l'acide frais est admis et l'acide épuisé est évacué d'une ma- nière continue.
Le combustible traité quitte le haut du réacteur 2 et passe par un conduit 10 pour arriver au fond d'un second réacteur 11 où. il est lavé par une matière alcaline. La matiè- re alcaline est alimentée par une vanne 12 et enlevée par une vanne 13, Le combustible hydrocarbure produit quitte le haut du réacteur 11 par un conduit 14.
Les exemples suivants illustrent les procédés de mise en oeuvre de l'invention.
Exemple 1
On a utilisé un carburant pour turbines à réaction, obtenu en tant que courant de soutirage d'une installation d' hydrofining de gas-oils, ce carburant présentant les oaraotéris. tiques suivantes
EMI4.1
<tb> Densité <SEP> A.P.I. <SEP> - <SEP> 44
<tb>
<tb>
<tb> Point <SEP> d'éclair <SEP> (Tag), <SEP> F <SEP> 109
<tb>
<tb>
<tb> Distillation <SEP> :
<SEP> F
<tb>
<tb> Point <SEP> d'ébullition <SEP> initial <SEP> 277
<tb>
EMI4.2
5% enlevés à j 323 1054 " " 336
EMI4.3
<tb> 20% <SEP> " <SEP> " <SEP> 349
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 30% <SEP> " <SEP> " <SEP> 359
<tb>
EMI4.4
bzz " " . 372 50% " Il 386
EMI4.5
<tb> 60% <SEP> " <SEP> " <SEP> 397
<tb>
<tb> 70% <SEP> " <SEP> 412
<tb>
EMI4.6
80% " Il 428 90% " Il 451
EMI4.7
<tb> 95% <SEP> " <SEP> " <SEP> 473
<tb>
<tb> Point <SEP> d'ébullition <SEP> final <SEP> 491
<tb>
EMI4.8
Soufre 0,037?'
EMI4.9
<tb> Couleur <SEP> Saybolt <SEP> +15
<tb> Stabilité <SEP> de <SEP> la <SEP> couleur <SEP> -13
<tb> Indice <SEP> de <SEP> neutralisation <SEP> (mg <SEP> de <SEP> KOH/g) <SEP> 0,0014
<tb>
Le réacteur 2 contenait, comme matière adeorbante,
du charbon actif présentant la répartition suivante de dimen- sions des particules :
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EMI5.1
<tb> Miorona <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> >3000 <SEP> 0
<tb> 2000-3000 <SEP> 56
<tb> 1410-2000 <SEP> 36,2
<tb> 1190-1410 <SEP> 5,5
<tb> 1000-1190 <SEP> 1,4
<tb> 840-1000 <SEP> 0,3
<tb> 500- <SEP> 840 <SEP> 0,3
<tb> 500 <SEP> 0,3
<tb> 100
<tb>
<tb>
<tb> Densité <SEP> apparente, <SEP> g/1 <SEP> 320
<tb>
Un liquide traversant un charbon actif de cette quali- té ne devrait pas avoir une vitesse linéaire supérieure à 3 mè- très par heure, afin d'obtenir une efficacité maximum de con- tact et afin d'éviter une érosion des particules.
On n'utilise pas de pierre ponce dans cet exemple,
On introduit dans le réacteur 2, un volume d'acide sulfurique aqueux à 50%, égal au 4/5 du volume du lit de char- bon activé, ce volume d'acide étant /suffisant pour imprégner le lit et pour procurer une phase liquide occupant jusqu'à environ les 2/3 de la hauteur du lit. On alimente ensuite le combusti- ble hydrocarbure dans le réacteur 2 au taux de 12 volumes par volume de lit de charbon actif par heure. Le combustible quit- tant le réacteur 2 est envoyé dans le réacteur 11, ou il est lavé par une solution aqueuse de soude caustique d'une conoen- tration de 15 Baume.
Après le passage de 917 volumes de com- bustible par volume de lit à travers l'appareil, on retire par la vanne 8 un volume d'aoide sulfurique de couleur rouge foncé, qui est égal à 40% de la solution d'acide initiale et on rempla- ce ce volume par m volume égal d'acide sulfurique aqueux à 50% frais admin par la vanne 9. Après le passage de 194 volu- mes supplémentaires de combustible, une autre portion constitué par 45% de l'acide épuisé est retirée et remplacée par de l'a- cide frais. Après passage de 116 volumes supplémentaires de combustible, on retire 37,5% d'acide épuisé et on remplace ce- lui-ci par de l'acide frais. On faisait alors passer 540 volu- mes supplémentaires de combustible à travers l'appareil.
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On échantillonnait périodiquement le combustible qui avait traversé l'appareil et on déterminait sa oouleur Say- bolt (A.S.T.M.-D156) et la stabilité de la couleur, oette der nière étant mesurée par la oouleur Saybolt après un vieillie, semant accéléré, c'est-à-dire 16 heures à 100 0 en présence d'air, Les résultats sont donnés au tableau suivant : Volume ayant traversé Couleur Saybolt Stabilité de la oouleur
EMI6.1
<tb> 549 <SEP> > <SEP> +30 <SEP> +27
<tb>
<tb> 743 <SEP> " <SEP> +25
<tb>
<tb> 937 <SEP> " <SEP> +28
<tb>
<tb> 1111 <SEP> " <SEP> >+30
<tb>
<tb> 1227 <SEP> " <SEP> "
<tb>
<tb> 1657 <SEP> " <SEP> "
<tb>
Un chiffre satisfaisant pour la stabilité de la cou- leur est +20, de sorte qu'il est évident que le procédé sui- vant l'invention, utilisant un lit de charbon actif, est plue qu'adéquat.
D'autres propriétés du combustible n'ont pas été affectées de façon significative par le procédé de l'invention.
Exemple II
On a utilisé un carburant similaire à celui employé à l'exemple I. Le réacteur 2 contenait des particules de pierre ponoe, au lieu de charbon actif, la pierre ponoe ayant la répartition suivante de dimensions de particules !
EMI6.2
<tb> microns <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> >2000 <SEP> 0
<tb> 1410-2000 <SEP> 35
<tb> 1190-1410 <SEP> 20
<tb> 1000-1190 <SEP> 15
<tb> 840-1000 <SEP> 10
<tb> 500-840 <SEP> 15
<tb>
<tb> >500 <SEP> 5/100
<tb>
<tb>
<tb> densité <SEP> apparente, <SEP> g/l <SEP> 500
<tb>
On introduisait dans le réacteur 2 un volume d'aci- de sulfurique aqueux à 50%, égal à 78% du volume du lit de pierre ponce, ce volume d'acide étant suffisant pour imprégner le lit et pour assurer une phase liquide jusqu'aux 2/3 de la hauteur du lit, comme à l'exemple I.
On alimentait le combus- tible à la même allure que dans l'exemple I à travers les ré- acteurs 2 et 11, la solution de lavage dans ce réacteur 11
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étant à nouveau constituée par une solution aqueuse de soude caustique d'une concentration de 15 Baume. Après passage de 560 volumes de combustible, on retirait environ 50% en. volume de l'aoide épuisé et on remplaçait celui-ci par de l'acide fraie, comme à l'exemple I. Après passage de 250 volumes sup- plémentaires du combustible, on retirait une nouvelle quantité de 50% do l'acide épuisé pour la remplacer par de l'acide fraie. On faisait alors passer 199 volumes supplémentaires de combustible à travers l'appareil.
On échantillonnait périodiquement le combustible ayant traversé l'appareil, comme à l'exemple I, oe qui donnait les résultats suivants.
Volume ayant traversé Couleur Saybolt Stabilité de la couleur
EMI7.1
<tb> 216 <SEP> #+30 <SEP> +26
<tb>
<tb> 416 <SEP> " <SEP> ' <SEP> +25 <SEP>
<tb>
<tb>
<tb> 560 <SEP> " <SEP> +23
<tb>
<tb>
<tb> 678 <SEP> " <SEP> +16
<tb>
<tb>
<tb> 810 <SEP> " <SEP> +21
<tb>
<tb>
<tb> 1009 <SEP> " <SEP> +20
<tb>
Il est évident que l'utilisation de pierre ponce, bien.qu'efficace pour améliorer la stabilité de la couleur du carburant, n'est pas aussi efficace que l'utilisation de cher- bon actif, car l'acide sulfurique doit être renouvelé plus fréquemment et la stabilité de la couleur atteinte n'est pas aussi élevée.
L'utilisation d'un lit d'aeorbant consistant en 50% de charbon actif et en 50% de pierre ponce donnerait des résul- tats intermédiaires à ceux de l'exemple I et de l'exemple II et donnerait une stabilité de la oouleur tout. à fait appropriée .
Le tableau suivant montre que, bien que l'on préfère l'utilisation d'acide sulfurique à 50 (en volume), des oon- oentrations n'atteignant que 10% sont également effecicaces pour améliorer la stabilité de la oouleur d'un carburant sem- blable à ceux utilisés aux exemples I et II, en l'absence d'une - matière adsorbante,
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Concentration d'acide Couleur Saybolt Stabilité de la couleur
EMI8.1
<tb> pas <SEP> de <SEP> traitement <SEP> +21 <SEP> -13
<tb> 10% <SEP> +26 <SEP> + <SEP> 7
<tb> 30% <SEP> +27 <SEP> +15
<tb> 50% <SEP> +29 <SEP> +21
<tb>
En présence d'une matière absorbante, suivant la présente invention, l'efficacité du traitement par acide est encore accrue.
REVENDICATIONS
1. Un procédé pour améliorer la stabilité de la cou- leur de combustibles hydrocarbures, qui consiste à faire pas- ser le combustible à travers un lit d'une matière adsorbant- en présence d'une phase liquide consistant en acide sulfurique aqueux d'une concentration d'au moins 10 et en excès par rap- port à celle nécessaire pour imprégner la matière adsorbante, et à régénérer l'acide sulfurique par introduction d'une phase' acide liquide fraîche et enlèvement d'une phase acide liquide épuisée à contre-courantpar rapport à la circulation du combus- tible hydrocarbure.