Procédé de traitement de mélanges d'essences avec des hydrocarbures plus lourds, en vue d'obtenir une quantité d'essences plus grande que celle initialement contenue dans le mélange. Il y a de nombreux procédés brevetés pour la transformation des produits hydro- carburés en produits plus légers et spéciale ment en essences. Les procédés existants sont basés généralement sur le phénomène de la décomposition des hydrocarbures, sur le "cracking", ainsi que sur le phénomène de l'hydrogénation en présence de catalyseurs. Les hydrocarbures saturés à longue chaîne se décomposent par le cracking en hydro carbures non saturés, gaz et goudron.
Afin de transformer ces produits et notamment les hydrocarbures non saturés en hydrocar bures plus ou moins semblables à ceux con tenus dans les essences naturelles, il faut les hydrogéner comme il a été dit plus haut, et cette opération se produit à des tempéra- tut-es et des pressions différentes, suivant les inventeurs, tel le procédé Bergius qui fait réagir l'hydrogène sous une pression de plus de 100 à 150 atmosphères.
Tous ces procédés présentent donc beau- coup d'inconvénients tant d'ordre théorique que d'ordre pratique, car les essences ont une nature différente de celle que l'on ob tient à la distillation des pétroles bruts et les appareils nécessités pour ces réactions sont compliqués, ce qui rend leur utilisation pratique presqu'impossible.
L'invention a pour but d'éviter ces in convénients. Selon le procédé qui en fait l'objet, on chauffe sous pression le mélange d'hydrocarbures lourds et d'essences et on le distille ensuite. On obtient ainsi une augmen tation en hydrocarbures légers aux dépens des plus lourds, les hydrocarbures obtenus étant saturés (cycliques et acycliques). La réaction a un effet plus immédiat et plus efficace si les vapeurs d'hydrocarbures sous pression viennent en contact avec un cataly seur.
La réaction chimique se produit très rapidement, les hydrocarbures plus lourds et à point d'ébullition plus élevé se décom- posent, par la chaleur et au contact de leurs vapeurs avec les parois métalliques surchauf fées, en hydrocarbures non saturés plus légers et à points d'ébullition plus bas et, en même temps, de préférence en présence d'un ca talyseur, les vapeurs d'hydrocarbures très volatils produisent l'hydrogénation des hydro carbures non saturés.
On peut utiliser comme catalyseurs tous ceux communément connus, tels que le fer et le cuivre, qui hâtent la réaction ci-dessus.
La pression joue un rôle important, car plus on l'augmente et plus la réaction est efficace. C'est ainsi que pour un pétrole brut contenant 13 % d'essences distillant jusqu'à 160 o C, on a obtenu, sous une pression de 10 atmosphères, une augmentation de 5 % en essences, et sous une pression de 30 atinos- phéres, on a obtenu une augmentation, en mêmes essences,
de 9 % sur l'essence que l'on obtient en distillant à la pression nor male le pétrole brut ci-dessus.
La température qui convient le mieux à la réaction peut varier de 400 ie <B>700</B> " C suivant la nature des produits traités.
Et, enfin, c'est le contenu en essences ou hydrocarbures légers qui joue de même un rôle important dans la réaction, car c'est lui qui provoque la saturation des hydrocarbures crachés.
On peut, par ce procédé, augmenter de beaucoup le rendement en essences d'tiri pétrole naturellement riche comparativement à titi pétrole pauvre en hydrocarbures volatils.
En ajoutant donc à un pétrole une quan tité déterminée d'essence, on obtient, par ce procédé, une quantité supérieure à la totalité de l'essence normale et de celle additionnée, augmentation qui varie suivant les conditions d'opération, la pression, le catalyseur et l'essence additionnée.
Cette réaction peut se produire évidem ment avec tout autre produit de pétrole au quel on aura ajouté une certaine quantité d'essence de pétrole. Toutefois, la réaction ne se produit sans inconvénients que si l'on mélange de l'essence à des produits lampants, c'est-à-dire à des produits qui ont un point d'ébullition au-dessous de + ?50à + 300 " C. C'est ainsi que, pour les pétroles bruts, la réaction a toujours lieu aux dépens du pétrole lampant, le rendement de ce dernier étant diminué exactement de l'augmentation en essence.
Si toutefois, on augmente la pression au- dessus de 50 atmosphères, on peut obtenir une réaction semblable même pour les pro duits lourds de pétrole. Les recherches de l'inventeur n'ont toutefois pas été poursuivies dans cette voie, vit que cela conduirait à de fortes températures et à des appareillages plus délicats et plus coûteux, ce qui rendrait le procédé inutilisable dans la pratique.
La présence de l'essence, c'est-à-dire d'hydrocarbures très volatils, dans l'autoclave, facilite l'obtention de la pression sans avoir recours à de fortes températures extérieures. C'est ainsi que la réaction peut être activée par l'addition d'hydrocarbures volatils, non pas seulement dans le but de provoquer l'hydrogénation, mais aussi afin d'atteindre plus vite une certaine pression, sans utiliser pour cela trop de combustible. La durée de l'opération en est donc raccourcie et le com bustible est économisé.
D'après les expériences nombreuses effec tuées jusqu'à présent, on peut obtenir facile ment une augmentation de 5 à 6 % d'es sences distillant sous pression normale jusqu'à 160 o C, en soumettant à une pression de 8 à 10 atmosphères un pétrole contenant na turellement, ou par addition, de 10 à 15 0,'0 des essences ci-dessus et en utilisant comme catalyseur le fer ou le cuivre réduits.
Le catalyseur peut être placé soit dans l'autoclave même, de façon à ce que les va peurs des hydrocarbures viennent en contact avec lui, soit dans titi tube ou un vase dé tendeur, ce qui permet aux vapeurs sous pression qui s'échappent du premier autoclave de venir en contact avec le catalyseur. Dans ce dernier cas, il est nécessaire d'amener le catalyseur à la température qui correspond à sa meilleure efficacité.
Lorsque le cataly sateur est placé dans l'autoclave même, le procédé présente, au point de vue pratique et industriel, ce grand avantage que les réactions ont lieu dans l'autoclave même et que la distillation du produit peut s'effectuer, après que la réaction a eu lieu, dans le même appareil sans qu'il soit nécessaire de maintenir sous pression tout le système de distillation.
Donc, pour utiliser ce procédé dans une raffinerie de pétrole, il n'y a qu'à modifier ou à remplacer les chaudières actuelles de distillation, afin qu'elles résistent à une pres sion déterminée, tout le reste de l'appareil lage étant le même que celui utilisé jusqu'alors.
Les avantages de cette manière de pro céder sont les suivants: 1 Augmentation très sensible d'hydro carbures légers et volatils, dont la composi tion est la même que celle des essences naturelles de pétrole, étant saturés, cycliques ou acycliques, les autres produits n'étant pas modifiés quant à leur composition chimique, leur rendement étant seulement diminué.
2 Réaction simple, ayant lieu dans un autoclave, la pression étant facile à obtenir grâce à l'essence qui s'y trouve enfermée, et qui sert de réactif de saturation hydro génée, aux produits de cracking.
3o Appareillage simple, ne demandant aux installations actuelles d'une raffinerie de pétrole que la modification des, chaudières de distillation.
En soumettant à ce procédé un pétrole brut roumain qui contient analytiquement:
EMI0003.0005
Densitô <SEP> di <SEP> -f- <SEP> 15 <SEP> o <SEP> C <SEP> /o <SEP> volume
<tb> Essence <SEP> légère <SEP> 0,728 <SEP> 7,5
<tb> " <SEP> lourde <SEP> 0,765 <SEP> 8,6
<tb> Pétrole <SEP> lampant <SEP> 0,825 <SEP> 32,7
<tb> Résidus <SEP> (-@ <SEP> pertes) <SEP> 0,925 <SEP> 51,2
<tb> l'on <SEP> a <SEP> obtenu <SEP> le <SEP> rende ment <SEP> suivant:
<tb> Essence <SEP> légère <SEP> 0,727 <SEP> 9, " <SEP> lourde <SEP> 0,765 <SEP> 13,8
<tb> Pétrole <SEP> lampant <SEP> 0,825 <SEP> 29,2
<tb> Résidus <SEP> (--'- <SEP> pertes) <SEP> 0,925 <SEP> 48,- ce qui représente une augmentation de 6,7 % en volume en essences.
Le pétrole brut a été soumis à une pres sion de 10 atmosphères, que l'on obtient en chauffant simplement le pétrole, la distilla tion s'effectuant sous pression, laquelle; lors qu'on arrive aux dernières fractions du lam pant, est réduite à 0.
Comme catalyseur l'on a utilisé le fer, le cuivre et le nickel réduits.
Le procédé fut appliqué pareillement aux pétroles bruts très pauvres en essences, mé langés à un pourcentage quelconque d'essence légère.
Ainsi, par exemple, un pétrole qui con tenait
EMI0003.0009
Densité <SEP> iv <SEP> -1- <SEP> 15 <SEP> <SEP> C <SEP> /o <SEP> volume
<tb> Essence <SEP> légère <SEP> 0,738 <SEP> 0,9
<tb> " <SEP> lourde <SEP> 0,765 <SEP> 3,1
<tb> Pétrole <SEP> lampant <SEP> 0,826 <SEP> 41,2
<tb> Résidus <SEP> (-f- <SEP> pertes) <SEP> 0;
937 <SEP> 54,8 après avoir été mélangé avec 9 % d'essences légères (0,735) a été soumis au procédé sui vant l'invention et a donné les résultats sui vants
EMI0003.0018
Densité <SEP> à <SEP> + <SEP> 15 <SEP> o <SEP> C <SEP> /o <SEP> volume
<tb> Essence <SEP> légère <SEP> 0;
725 <SEP> 6,8
<tb> " <SEP> lourde <SEP> <B>0,765</B> <SEP> 12,5
<tb> Pétrole <SEP> lampant <SEP> 0,820 <SEP> 35,0
<tb> Résidus <SEP> (-f- <SEP> pertes) <SEP> 0,940 <SEP> 47,7 ce qui représente au total une augmentation de 15,3 % en volume d'essences, d'où 15,3-9 % essence mélangée = 6,3 % en volume d'augmentation en essences.
Les avantages réalisés dans la distillation des pétroles bruts par le présent procédé sont les suivants: 1 Les produits obtenus sont identiques à ceux obtenus par le procédé habituel de distillation (densité, points d'ébullitions, indice d'iode etc.).
21, L'augmentation en essences se fait au détriment des autres produits lourds, produits qui ne changent que quantitativement (en diminuant, qualitativement ils restent les mêmes. .
La chaudière qu'on a utilisée pour les essais ci-dessus a une capacité de 250 litres.
Process for treating mixtures of gasoline with heavier hydrocarbons, with a view to obtaining a quantity of gasoline greater than that initially contained in the mixture. There are many patented processes for converting hydrocarbon products into lighter products and especially gasolines. The existing processes are generally based on the phenomenon of the decomposition of hydrocarbons, on "cracking", as well as on the phenomenon of hydrogenation in the presence of catalysts. Long-chain saturated hydrocarbons break down by cracking into unsaturated hydrocarbons, gas and tar.
In order to transform these products and in particular the unsaturated hydrocarbons into hydrocarbons more or less similar to those contained in natural gasolines, they must be hydrogenated as has been said above, and this operation takes place at high temperatures. es and different pressures, according to the inventors, such as the Bergius process which causes hydrogen to react under a pressure of more than 100 to 150 atmospheres.
All these processes therefore present many drawbacks, both theoretical and practical, because the gasolines have a different nature from that obtained from the distillation of crude oils and the apparatus required for these reactions. are complicated, which makes their practical use almost impossible.
The object of the invention is to avoid these disadvantages. According to the process which is the subject, the mixture of heavy hydrocarbons and gasoline is heated under pressure and then distilled. An increase in light hydrocarbons is thus obtained at the expense of the heavier ones, the hydrocarbons obtained being saturated (cyclic and acyclic). The reaction has a more immediate and efficient effect if the pressurized hydrocarbon vapors come into contact with a catalyst.
The chemical reaction takes place very quickly, the heavier hydrocarbons with a higher boiling point decompose, by heat and on contact of their vapors with the overheated metal walls, into lighter and more spotted unsaturated hydrocarbons. At a lower boiling point and at the same time preferably in the presence of a catalyst, the highly volatile hydrocarbon vapors produce the hydrogenation of the unsaturated hydrocarbons.
Any commonly known catalyst, such as iron and copper, which hastens the above reaction can be used as catalysts.
Pressure plays an important role, because the more you increase it, the more effective the reaction. Thus, for a crude oil containing 13% of gasolines distilling up to 160 o C, an increase of 5% in gasolines was obtained under a pressure of 10 atmospheres, and under a pressure of 30 atmospheres. pheres, we obtained an increase, in the same essences,
of 9% on the gasoline obtained by distilling the above crude oil at normal pressure.
The temperature which is most suitable for the reaction may vary from 400 ie <B> 700 </B> "C depending on the nature of the products treated.
And, finally, it is the content of gasoline or light hydrocarbons which also plays an important role in the reaction, because it is this which causes the saturation of the spit hydrocarbons.
It is possible, by this process, to greatly increase the yield of naturally rich petroleum gasolines compared to titi petroleum poor in volatile hydrocarbons.
By adding therefore to an oil a determined quantity of gasoline, one obtains, by this process, a quantity greater than the totality of the normal gasoline and of that added, an increase which varies according to the operating conditions, the pressure, the catalyst and added gasoline.
This reaction can obviously occur with any other petroleum product to which a certain quantity of petroleum gasoline has been added. However, the reaction only takes place without drawbacks if gasoline is mixed with lampant products, i.e. products which have a boiling point below +? 50 to + 300 "C. Thus, for crude oils, the reaction always takes place at the expense of kerosene, the yield of the latter being reduced exactly by the increase in gasoline.
If, however, the pressure is increased above 50 atmospheres, a similar reaction can be obtained even for heavy petroleum products. However, the inventor's research was not pursued in this direction, saw that this would lead to high temperatures and to more delicate and more expensive equipment, which would make the process unusable in practice.
The presence of gasoline, that is to say very volatile hydrocarbons, in the autoclave, makes it easier to obtain the pressure without having to resort to high outside temperatures. Thus, the reaction can be activated by the addition of volatile hydrocarbons, not only with the aim of inducing hydrogenation, but also in order to reach a certain pressure more quickly, without using too much fuel for this. . The duration of the operation is therefore shortened and fuel is saved.
From the numerous experiments carried out so far, an increase of 5 to 6% of gasoline distilling under normal pressure up to 160 o C can easily be obtained by subjecting to a pressure of 8 to 10 atmospheres. a petroleum containing naturally, or by addition, from 10 to 15 0. 0 of the above gasolines and using reduced iron or copper as a catalyst.
The catalyst can be placed either in the autoclave itself, so that the vapors of the hydrocarbons come into contact with it, or in a tube or a tensioning vessel, which allows the pressurized vapors which escape from the first autoclave to come into contact with the catalyst. In the latter case, it is necessary to bring the catalyst to the temperature which corresponds to its best efficiency.
When the catalyst is placed in the autoclave itself, the process has, from a practical and industrial point of view, this great advantage that the reactions take place in the autoclave itself and that the distillation of the product can take place, after the reaction took place in the same apparatus without it being necessary to keep the entire distillation system under pressure.
Therefore, to use this process in an oil refinery, it is only necessary to modify or replace the current distillation boilers, so that they withstand a determined pressure, all the rest of the apparatus being the same as that used until then.
The advantages of this way of proceeding are as follows: 1 Very significant increase in light and volatile hydrocarbons, the composition of which is the same as that of natural petroleum spirits, being saturated, cyclic or acyclic, the other products n 'being not modified as to their chemical composition, their yield being only reduced.
2 Simple reaction, taking place in an autoclave, the pressure being easy to obtain thanks to the gasoline which is enclosed therein, and which serves as a reagent of hydrogenated saturation, for the cracking products.
3o Simple apparatus, requiring the current installations of an oil refinery only the modification of the distillation boilers.
By subjecting to this process a Romanian crude oil which analytically contains:
EMI0003.0005
Densitô <SEP> di <SEP> -f- <SEP> 15 <SEP> o <SEP> C <SEP> / o <SEP> volume
<tb> Gasoline <SEP> light <SEP> 0.728 <SEP> 7.5
<tb> "<SEP> heavy <SEP> 0.765 <SEP> 8.6
<tb> Oil <SEP> lampant <SEP> 0.825 <SEP> 32.7
<tb> Residues <SEP> (- @ <SEP> losses) <SEP> 0.925 <SEP> 51.2
<tb> on <SEP> has <SEP> obtained <SEP> the following <SEP> yield <SEP>:
<tb> Gasoline <SEP> light <SEP> 0.727 <SEP> 9, "<SEP> heavy <SEP> 0.765 <SEP> 13.8
<tb> Oil <SEP> lampant <SEP> 0.825 <SEP> 29.2
<tb> Residues <SEP> (--'- <SEP> losses) <SEP> 0.925 <SEP> 48, - which represents an increase of 6.7% in volume in species.
The crude oil has been subjected to a pressure of 10 atmospheres, which is obtained by simply heating the oil, the distillation being carried out under pressure, which; when we get to the last fractions of the lam pant, is reduced to 0.
As catalyst, reduced iron, copper and nickel were used.
The process was similarly applied to crude oils very low in gasoline, mixed with any percentage of light gasoline.
Thus, for example, an oil which contained
EMI0003.0009
Density <SEP> iv <SEP> -1- <SEP> 15 <SEP> <SEP> C <SEP> / o <SEP> volume
<tb> Gasoline <SEP> light <SEP> 0.738 <SEP> 0.9
<tb> "<SEP> heavy <SEP> 0.765 <SEP> 3.1
<tb> Oil <SEP> lampant <SEP> 0.826 <SEP> 41.2
<tb> Residues <SEP> (-f- <SEP> losses) <SEP> 0;
937 <SEP> 54.8 after being mixed with 9% light essences (0.735) was subjected to the process according to the invention and gave the following results
EMI0003.0018
Density <SEP> to <SEP> + <SEP> 15 <SEP> o <SEP> C <SEP> / o <SEP> volume
<tb> Light <SEP> gasoline <SEP> 0;
725 <SEP> 6.8
<tb> "<SEP> heavy <SEP> <B> 0.765 </B> <SEP> 12.5
<tb> Oil <SEP> lampant <SEP> 0.820 <SEP> 35.0
<tb> Residues <SEP> (-f- <SEP> losses) <SEP> 0.940 <SEP> 47.7 which represents a total increase of 15.3% in volume of species, from which 15.3 -9% mixed gasoline = 6.3% by volume increase in gasolines.
The advantages achieved in the distillation of crude oils by the present process are as follows: 1 The products obtained are identical to those obtained by the usual distillation process (density, boiling points, iodine number, etc.).
21. The increase in gasolines comes at the expense of other heavy products, products which only change quantitatively (while decreasing, qualitatively they remain the same.
The boiler which was used for the above tests has a capacity of 250 liters.