Procédé pour la dissociation (cracking) des huiles minérales. La présente invention se rapporte à un procédé pour la, dissociation (cracking) des huiles minérales pour en obtenir un produit formé d'hydrocarbures à points d'ébullition inférieurs. Ce procédé présente la particula rité qu'on vaporise les huiles minérales à une température et à une pression qui ne changent pas sensiblement l'état moléculaire original des hydrocarbures et que les vapeurs dévelop pées sont soumises à une pression élevée dlans un espace de compression séparé de l'espace de vaporisation et sont amenées ensuite à se détendre soudainement, grâce à quoi leur état moléculaire est changé et elles sont transfor mées en hydrocarbures à point d'ébullition inférieur.
Avantageusement la température et la pression employées dans l'espace de vapori sation sont réglées indépendamment de la température et de la pression employées dans l'espace de compression, et les va peurs passant de l'espace de vaporisa tion à l'espace de compression peuvent être surchauffées, soit avant leur compression, ou pendant leur compression, ou au moins préalablement à leur détente, Il peut convenir d'injecter vapeur d'eau dans le fluide en traitement, avant la compression des vapeurs, soit dans les huiles minérales pendant leur vaporisation ou dans les vapeurs déjà développées de celles-ci.
Une série d'essais ont été faits sur du kérosène vaporisé par chauffage de celui-ci à des températures allant de 160' C à 300 C et sur des hydrocarbures -de pétrole bruts, lourds, ,lu type mexicain; vaporisés pa.r chauf fage à des températures allant de<B>90'</B> C à 415' C.
Les premiers vapeurs développées étaient comprimées jusqu'à 33 atmosphères environ dans un compresseur avec chauffage externe jusqu'à<B>550'</B> C et soumises à une détente sou daine après :la compression. On a pu constater dans -ces essais qu'en opérant à une pression de 33 atmosphères environ, on pouvait obtenir un plus grand rendement et un produit plus raffiné qu'en opérant, par exemple, à *une pression de 14 .atmosphères.
On a également observé que la vitesse .de la compression en trait en ligne de compte comme facteur im portant et que les meilleurs résultats étaient obtenus aux vitesses de compression plus élevées, Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, le schéma d'une installation pou vant servir à la mise en #uvre du nouveau procédé.
L'installation représentée comporte une chaudière tubulaire à vapeur 8, d'une puis sance de 50 HP pour engendrer de la vapeur d'eau, reliée à une machine à vapeur 16, au serpentin à vapeur 3 d'un surchauffeur 2 et à la chemise extérieure d'un compresseur 5 actionné par la machine à vapeur 16. Le sur- chauffeur 2 comporte non seulement le ser pentin à vapeur 3 servant à surchauffer la vapeur d'eau venant de la chaudière, mais aussi un serpentin 4 destiné au surchauffage des vapeurs d'hydrocarbure venant de l'ap pareil de vaporisation.
Le surchauffeur 2 est pourvu de brûleurs 25 reliés par un tuyau 26 à une source d'ali mentation clé combustible et pouvant être ali menté d'un jet de vapeur par le tuyau 15 partant du serpentin 3.
L'installation comporte, de plus, l'appa reil de vaporisation 1, par exemple du type cylindrique, qui peut présenter un volume total d'environ 500 litres et est pourvu de dispositifs de réglage de la température et de la pression. Dans cet appareil débouche un tuyau à vapeur d'eau 10.
Le compresseur 5 est également muni de dispositifs de réglage de la température et de la pression et est de préférence du typa à cy lindres à trois étages; il comporte une chemise extérieure pour des buts de chauffage et de refroidissement afin de le maintenir à la tem pérature de travail nécessaire au bon traite ment. Sa capacité est, par exemple, de 3 litres par tour d'arbre et il marche, par exemple, à raison de 110 tours par minute. Le compres seur 5 est relié par un tuyau à vapeurs 20 à l'entrée 18 d'un réservoir de détente 17 par l'intermédiaire d'une soupape deréduction de de pression 19, du type à aiguille ou à expansion, laquelle peut être réglée de façon à déterminer la limite maximum de la pression pendant la période de compression.
La soupape 19 s'ouvre automatiquement lorsque la pression dépasse cette limite et permet alors aux va- peurs comprimées d'être déchargées dans le réservoir de détente 17, où elles se détendent soudainement. Ce dernier est formé d'un cy lindre en acier d'un volume total de 110 litres environ.
L'installation possède encore un refroidis seur 21 du type à serpentin enroulé formé d'un tube d'une longueur de 9 mètres à peu près et d'un diamètre de 30 mm. Ce refroi disseur se relie à un réservoir récepteur ou collecteur 23 d'une capa cité de 1000 litres et capable clé résister à des pressïons Jusqu'à 20 atmosphères.
L'appareil de vaporisation 1 est pourvu de brûleurs 12 reliés par un tuyau 13 à une source d'alimentation de combustible et reliés aussi par le tuyau à vapeur 15 au serpentin à vapeur d'eau 3 du surchauffeur 2, ces brû leurs servant à chauffer la capacité -chargée :de l'huile minérale à traiter. L'appareil de vaporisation est pourvu de deux tuyaux à va peurs :d'hydrocarbure 6, 7 munis de robinets et partant de l'espace de vaporisation de l'appareil. Le tuyau 6 relie l'appareil de vaporisation :directement au compres seur 5 -du<B>côté</B> de l'orifice d'admission sur le cylindre à basse pression pour conduire les vapeurs d'hydrocarbures de l'appareil :de vaporisation au compresseur 5.
Le tuyau 7 conduit les vapeurs d'hydrocar bures :de l'appareil de vaporisation par le ser pentin -de surchauffagp des vapeurs 4 et de là au tuyau 6 auquel il se relie entre le ro binet 6' et l'orifice d'admission du compres seur 5. Pour réduire au minimum la chute de température entre l'appareil<B>de</B> vaporisation et le compresseur et entre le surchauffeur et le ieempresseur, les tuyaux 6, 7 peuvent être isolés nu point clé vue thermique ou être pour vus de -chemises à alimentation en vapeur sur chauffée ou à. tout autre :chauffage approprié.
Le serpentin à vapeur :d'eau 3 est relié au générateur de vapeur d'eau 8 et fournit de la vapeur d'eau surchauffée à l'appareil de va porisation par le tuyau à vapeur 10.
Comme dit plus haut, le compresseur 5 est pourvu !d'une chemise pour des buts de chauffage, de refroidissement et d'isolement thermique et l'orifice d'entrée de cette chemise est relié au tuyau à vapeur principal 9 par un tuyau à robinet de réglage 11 et au ser pentin à vapeur 3 par le tuyau à robinet de réglage 15.
De la vapeur d'eau surchauffée passe du serpentin surchauffeur de vapeur d'eau 3par le tuyau 15 pour se rendre à la chemise du compresseur 5 et pour chauffer extérieure ment ce dernier préalablement à la vaporisa tion dle l'huile minérale à traiter.
Le tuyau à vapeurs d'hydrocarbures 20 entre le compresseur 5 et le réservoir de dé tente 17 peut être isolé au point de vue ther mique ou être pourvu d'une chemise à vapeur ou êtrechauffé autrement afin d'éviter le plus possible des pertes de chaleur des vapeurs d'hydrocarbures comprimées. Le réservoir de détente 17 est pourvu d'un tube indicateur mesureur permettant de s'orienter sur les con ditions existant à l'intérieur du réservoir et notamment sur la, quantité des vapeurs liqué fiées dans celui-ci.
Pour la mise en marche de l'installation, l'huile minérale à traiter est introduite dans l'appareil de vaporisation 1. La pression de la vapeur est élevée dans la chaudière 8 à environ 7 atmosphères et les brûleurs du sur- chauffeur 2 sont réglés de façon à surchauf fer la vapeur à une température jusqu'à 550 C. La vapeur d'eau surchauffée du ser pentin 3 est alors conduite du tuyau 15 par la chemise du compresseur pour chauffer celui-ci préalablement à l'extérieur à environ la même température. Les brûleurs 12 de l'ap pareil de vaporisation 1 sont alors allumés et la température de la masse liquide dans celui- ci est élevée jusqu'à ce que des vapeurs en soient dégagées.
Quand les vapeurs commencent ainsi à être dégagées, le compresseur 5 est mis en marche et les vapeurs sont amenées de l'ap pareil de vaporisation dans le serpentin 4 à vapeurs d'hydrocarbures du surchauffeur 2 et de ce serpentin les vapeurs sont aspirées dans le compresseur, et chaque charge de va peurs est séparément comprimée par l'appli cation immédiate d'une pression intense et expulsée ensuite dle la zone de pression pour se détendre soudainement. Le dégagement des vapeurs peut se continuer jusqu'à un abaisse ment de pression dans l'appareil de vaporisa tion qui indique que le travail opératoire touche à sa fin. L'intensité dé la pression pendant la période de compression est réglée suivant les besoins et elle peut varier dans de larges limites.
Les vapeurs sont amenées à se détendre, soit à la pression atmosphérique, ou à peu près, soit seulement à une pression considérable ment inférieure à la pression de compression. Les résultats les plus satisfaisants ont été ob tenus par détente soudaine des vapeurs à la pression atmosphérique, mais de bons résul tats ont été également réalisés en faisant dé tendre lesdites vapeurs à des pressions allant de 1,6 kg à 8 kg par centimètre carré.
Quand les vapeurs passant par le sur- chauffeur amènent suffisamment de chaleur pour maintenir le compresseur à la tempéra ture opératoire suffisante, l'arrivée de vapeur surchauffée à lachemise du compresseur peut être interceptée. Quand la température de l'huile minérale dans l'appareil de vaporisa tion -atteint le point d'ébullition des éléments à point :d'ébullition iplus élevé, les vapeurs peuvent être conduites .-directement dé l'ap pareil<B>-de</B> vaporisation au compresseur.
Au lieu d'employer le serpentin surchauf- feur -les vapeurs 4, la. température -du com presseur pourra être élevée par la vapeur d'eau surchauffée à un degré qui permette à toutes les vapeurs dégagées passant :directe ment de l'.appareil -de vaporisation à la zone. de pression :d'être chauffées dans le compres seur à un.degré favorable pour la. dissociation (cracking).
On peut employer tout moyen quelconque convenable pour maintenir la. chaleur de-l'ap- pareil de vaporisation, du surchauffeur et du compresseur à la température opératoire ap propriée.
La température -de la. masse liquide dans l'appareil @de vaporisation est -de préférence réglée @de manière ,à maintenir un dégagement continu -des vapeurs avec un degré minimum d'altération de l'état moléculaire original et la capacité du compresseur sera proportionnée par rapport à l'appareil de vaporisation de manière à en retirer la totalité des vapeurs dé gagées et à y maintenir la pression de vapo risation d e préférence à la pression atmosphé rique ou à peu près à celle-ci.
Une pression baisse dans l'appareil de vaporisation facilite le dégagement rapide des vapeurs; elle per met que la vaporisation s'effectue à des tem pératures relativement basses et elle élimine les risques dangereux qui pourraient résulter de la présence de pressions élevées dans la zone de vaporisation.
Quand la température de l'hydrocarbure liquide dans l'appareil de vaporisation atteint 200 C, de la vapeurd'eau surchauffée pourra être introduite dans les vapeurs dégagées et le mélange de vapeurs d'hydrocarbure et de vapeur d'eau, ainsi formé, pourra, être trans féré par le serpentin surchauffeur des vapeurs au compresseur<B>5,</B> dont la vitesse est réglée (le façon à imposer des efforts de pression sou dains aux vapeurs et à les comprimer par choc violent.
Du compresseur, un flux pratiquement constant de vapeurs comprimées est maintenu par la soupape à aiguille 19 dans la direction du réservoir de détente 17, on la pression est relâchée et où les vapeurs sont amenées à se détendre soudainement. La détente soudaine dles vapeurs provoque une chute de tempéra ture et la liquéfaction de presque toutes les vapeurs. Pour la condensation des vapeurs qui n'ont pas été liquéfiées dans le réservoir de détente 17, l'orifice de sortie de celui-ci est relié au refroidisseur à serpentin 21 qui se décharge dans<B>le</B> réservoir collecteur 23 on toutes les vapeurs liquéfiées sont recueillies. La diffé rence de pression entre le réservoir de détente et le réservoir collecteur permet le flux non entravé des produits liquéfiés vers ce dernier.
De cette façon, tous les produits sauf quel ques vapeurs incondensables et des gaz per- manents, qui peuvent aussi être recueillis et utilisés, seront rassemblés dans le réservoir collecteur 23 sous forme de liquides de points d'ébullition et de poids spécifiques différents par rapport à l'huile minérale en traitement.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'emploi de l'installation qui vient d'être décrite, mais le procédé pourra être mis en exécution avec toute autre installation ap propriée.