Procédé et appareil pour la distillation d'huile minérale. La présente invention se rapporte<B>à</B> un procédé pour la distilla#l.ion d'huile minérale, par exemple de pétrole, en vue de son frac tionnement, et<B>à</B> un appareil pour l'exécution de ce procédé.
D'après le procédé suivant l'invention, dans lequel l'huile est chauffée sous pres sion et soumise ensuite<B>à</B> une vaporisa tion sous faible pression, le m-6l,ange de vapeurs produit étant soumis<B>à</B> une conden sation fractionnée, la vaporisation est effec- în,#e <B>à</B> une pression au-dessous de celle de l'atmosphère, en vue do provoquer simultané ment la volatilisation de fractions -de l'huile fac;lement et difficilement distillables, le fraelionnement de l'huile étant ainsi obtenu sans décomposition sensible des fractions<B>à,</B> point. d'Aullition élevé.
Le bat de cette manière d'opérer est d'ob tenir an rIeWé de volatilisa-tion aussi élevé que possible<B>à</B> la température la plus basse, en utilisant.la vaporisation des hydrocarbures pour faciliter la distillation des com- po#zants lourds, qui comme on le sait, pré- sente des difficultés dans les procédés de distillation ordinaires, difficultés dues<B>à</B> leur haut point d'ébullition et leur tendance de se décomposer en donnant naissance<B>à</B> des cons tituants volatils impurs et des résidus car- bonacés.
De préféxence, l'huile est soumise<B>à</B> la vaporisation sous basse pression<B>à</B> la même tempéra-tare que celle<B>à</B> laquelle elle a été, avant la-vaporisation chauffée sous pression.
Par exemple, l'huile peut être -chauffée sous pression<B>à</B> une température de plus de <B>300' C.</B> dépendant de la nature de l'huile, qui varie suivant son lieu de provenan#, l'huile étant ensuite soumise<B>à</B> une vaporisa tion<B>à</B> une température approximativement <B>la</B> même.
L'appareil pour l'exécution du procédé suivant l'invention wmporte des moyens pour amener l'huile sous pression, un récipient de chauffage pour l'huile, une soupape de ré glage d'écoulement<B>à</B> la sortie de ce récipient, une chambre de vaporisation reliée<B>à</B> cette sortie et contenant une on plusieurs surfaces inclinées sur lesquelles l'huile chaude peut, couler, une série de condenseurs -connectés<B>à</B> cette chambre de vaporisation pour la con densation fractionnée des constituants vapo risés de l'huile, et des moyens pour maintenir une pression au-dessous de celle de l'atmos phère dans la chambre de vaporisation et clans les condenseurs.
La -chambre de vaporisation peut être inclinée et avoir une entrée pour l'huile chauffée, une sortie de vapeur<B>à,</B> son sommet et une sortie au fond pour les résidus non vaporisés, une série de plaques inclinées pa rallèles, de préférence superposées, pour la distribution du fluide en nappes, et un dis positif pour recevoir l'huile<B>à,</B> l'entrée et la. distribuer<B>à</B> chacune de ces plaques.
Le dessin ci-annexé montre schém..tiique- ment <B>à</B> titre d'exemple, deux formes d'exécu tion de cet appareil.
La fig. <B>1</B> est une -coupe schématique de la première<B>-</B> *I La fig. 2 est une coupe similaire de la deuxième forme, et La fig. <B>3</B> représente un détail.
Dans l'installation que représente la fig. <B>1,</B> un appareil<B>à</B> distiller l'huile est combiné avec une chambre pour le traitement des ré sidus de la. distillation. Le pétrole brut par tiellement chauffé, au préalable par un dis positif qui sera décrit ci-après, est pompé sous une pression d'environ<B>9-0 à 30</B> kg, au travers d'un appareil de:
chauffage consistant en un long tube incliné<B>A.</B> Ce tube est chauffé par une bobine électrique et bien isolé par d'épaisses feuilles d,,,tmia.nte 'Ou par toute autre matière non-conductrice. Un ré- gulaieur de température B est immergé dans l'huile près de la soupape de sortie<B>C</B> et sert <B>à</B> régler la vitesse d'échauffement et la. tem pérature finale. La soupape<B>C</B> règle l'écoule ment de l'huile chauffée vers la chambre de vaporisation<B>D.</B>
La chambre<B>D</B> consiste en un tube in cliné, chauffé électriquement ou par tout autre moyen approprié et bien isolé au point de vue de la, perte dechaleur. Elle renferme une série de plaques inclinées superposées<B>E</B> qui s'étendent<B>à</B> partir de l'orifice d'admis sion F presque jusqu'à l'extrémité inférieure ,du tube. En ce point se trouve un orifice d'échappement<B>G</B> pour le résidu. L'huile li quide arrivaut par la soupape<B>C</B> est répartie sous la, forme d'une nappe mince sur chacune des plaques<B>E</B> au moyen d'un entonnoir<B>à</B> dis tribution multiple H.
Au-dessus de l'orifice d'admission F, la. chambre<B>D</B> se prolonge jus qu'au tube -d'échappement de va-peurs <B>J</B> qui est relié<B>à,</B> un système de condensation.
La température de la chambre<B>D</B> est maintenue constante et égale<B>à,</B> cellede l'h-iiili3 qui<B>y</B> pénètre, grâce a un régulateur de tem- tn pérature K relié au s- ystème de chauffage.
Un robinet -d'admission<B>11</B> s'ouvre dans la -chambre,<B>D</B> et sert<B>à</B> introduire de la vapeur au moment requis, mais il est généralement fermé pendant l'opération.
Le tube d'échappement<B>J à</B> l'extrémitA- supérieure de la, chambre d'évaporation est relié<B>à</B> une série de tours verticales<B>N.</B>
Les vapeurs provenant de la chambre<B>D</B> sont amenées<B>à</B> la base de la première tour, elles s'élèvent<B>à</B> travers cette dernière et pas sent<B>à</B> la base de la deuxième tour, et ainsi de suite<B>à</B> travers toute la, série jusqu'à<B>l'é-</B> chappement final<B>N',</B> lequel est relié<B>à</B> une pompe aspirante. La ehambre <B>D</B> demeure donc. soumise<B>à</B> l'aspiration. La base de chacune des tours<B><I>N</I></B> est reliée<B>à</B> une chambre close<B>0</B> qui reço#it la faction d'huile conden sée de la tour.
Le refroidissement, et la con densation s'opèrent -dans chaque tour grâce <B>à</B> une rangée de tubes P, ou<B>à</B> tout autre sys- tèm,e approprié, dans lesquels circule un cou rant d'huile brute. L'huile brute est pompée d'abord dans les tubes de la dernière des tours de refroidissement et elle passe succes sivement<B>à</B> travers les autres tours en sens inverse du courant des vapeurs<B>à</B> condenser, passant finalement dans le tube, de chauffage <B>A</B> pour la distillation.<B>A</B> mesure que, l'huile brute passe par la, système de tubes P, elle gagne de la, chaleur, en sorte que cliaaune des tours<B>N</B> est<B>à</B> une température différente,
et que chaque tour fournit un produit de con- clensation différent. Latempérature maintenue dans chaque tour peut être largement réglée par la vitesse du courant de l'huile brute dans les tubes de condensation P, en -sorte que la nature des produits distillés -qui se conden sent clans chaque tour peùt être déterminée par la vitesse du courant. Une série de pla- teaux-,chicanes inclinés<B>Q</B> servent<B>à</B> diriger les vapeurs jusqu'aux tubes P.
# Le nombre des tours en série varie sui vant la. nature -de l'huile brute et le degré (le fractionnement requis. Normalement, on utilise environ six de ces tours.
Le résidu chaud de<B>la</B> chambre<B>D</B> est oxydé en vue de le transformer en asphalte. Ce résidu -chaud tombe de la chambre<B>D</B> dans le récepteur clos L est pompé,<B>à</B> travers un tuyau R entouré d'un isolant calorifuge vers une autre chambre<B>8</B> similaire<B>à</B> la chambre<B>D.</B> Durant son passage -dans le tuyau R.. le résidu peut être chauffé légère ment, si on<B>le</B> désire, afin d'être amené<B>à</B> la température requise pour l'oxydation. Le résidu -chaud est distribué sur les plaques de la -chambre l'oxydation et s'écoule le long de. chacune de ces plaques vers le tube d'khap- pement T.
Durant.- son passage en nappe mince sur les plaques, le résidu croise un cou rant ascendant d'air chaud -qui est insufflé par une vanne d'admission<B>U.</B> Le résidu oxydé descend par le tube d'échappement T -dans une chambre réceptrice W d'où il est dirigé vers de plus grands récipients en vue d'une courte insufflation finale, s'il est nécessaire, et, refroidi par un serpcnfin (non figuré) dans lequel on fait passer un courant d'huile brute. Tandis qu'il est encore<B>à</B> l'état vis queux, l'asphalte est coulé dans des moules où on le laisse déposer.
Pendant toute l'op--_#- ration d'6xydation la température du résidu, de l'air et de la chambre d'oxydation- est maintenue aven sQin de manière<B>à</B> ne pas des cendre au-dessous de<B>25V C.,</B> et en même temps la vitesse d'écoi-ilemeir.' du résidu est maintenue constante.
Le courant d'air ascendant dans<B>la</B> chambre d'oxydation provoque une -décomposition par tielle du résidu chauffé et il se forme un produit de distillation lourd qui est entraîné avec l'air chaud. Cette vapeur est précipitée par fractionnement dans une série de tours de condensation X similaires<B>à</B> celles qui ont été décrites précédemment. La chaleur du produit de la distillation et de l'air chaud est extraite par un courant d'huile brute qui passe dans les tours d'arrière en avau!t, l'huile brute chaude étant mélangée<B>à,</B> celle qui passe par les tours<B>N,</B> etensuite -envoyée au tube d'échauffement<B>A.</B>
On évite, au couris de l'opération, les pertes de chaleur, en enveloppant soigneuse ment tout l'appa.Teil, c'est-à-dire l'extérieur du tube<B>A,</B> les chambres<B>D</B> et j9, les tours<B>N,</B> les chambres L et W et les tours X.
Dans l'appareil sous la forme représentée aux fig. 2<B><I>et</I> 3</B> -du dessin annexé, l'huile est soumise<B>à</B> la distillation en deux phases avant d'être traitée par l'air en vue de la production de l'asphalte.
Dans la, première phase, l'huile est traitée clans une chambre<B>D</B> munie de plaques<B>E,</B> du robinet<B>C,</B> d'un entonnoir distributeur H, d'un régulateur de -chaleur K et des orifices d'échappement<B>G</B> du résidu<B>J</B> de la vapeur. Avant de pénétrer dans la -chambre<B>D,</B> l'huile est chauffée dans un serpentin a consistant en un -certain nombre de tubes droits réunis par des raccards cintrés comme l'indique la fig. <B>3.</B> 'Le -chauffage -du serpentin a et de la chambre<B>D</B> s'effectue par un bec de gaz<B>b</B> dont la, flamme chauffe d'abard le serpentin a, puis passe par un -carneau approprié au tour de la chambre<B>D.</B> Le tout,
est disposé dans un four s qui n'est indiqué que schéma tiquement dans les dessins.
Les gaz qui s'échappent en<B><I>J</I></B> se eonden- sent par fractionnement, comme il a été <B>dé-</B> crit précédemment, dans des tours<B><I>N,</I></B> et les produits -condensés sont recueillis dans des récepteurs<B>0.</B> Le refroidissement s'opère dans ces tours en faisant passer de l'huile brute dans des réseaux de tubes n disposés en sec tions verticales parallèles<B>à</B> l'intérieur des Lours, avec tubes de communicaEon au som met et<B>à</B> la base, de manière<B>à</B> faire passer l'huile par la totalité des tubes. L'huile brute ainsi chauffée passe dans le serpentin a.
Le résidu de l'échappement CT tombe -dans un récepteur L, et au lieu dêtre envoyé, di rectement<B>à</B> la chambre<B>à</B> asphalte<B>S</B> (dans laquelle Fair est insufflé par la vanne U), on le fait passer par les serpentins refroi- di##seurs des tours de condensation X de la chambre<B>à</B> asphalte. Cette huile continue ainsi<B>à</B> être chauffée tout en servant en m;I#me temps<B>à</B> condenser les vapeurs très chaudes provenant. clé la chambre<B>à</B> asphalte.
<B>A</B> partir des serpentins refroidisseurs clés tours X, l'huile passe dans une chambre clé vaporisation intermédiaire JI par un tube- d'échauffement m. La disposition du tube w# ,le<B>la</B> chambre M et des appareils de chauf- fa--e est. similaire a celle du 'tube a el*de la el chambre<B>D.
A</B> partir clé<B>la,</B> chambre<I>N, les</I> vapeurs passent flans les Lours (le condensa tion V qui sont similaires aux tours<B><I>N</I></B> ci; refroidies -le même par l'huile brute qui servira<B>à</B> l'opération. Le résidu clé la chambre JI <I>passe</I> par un orifice d'échappement fl fleuis le récepteur<B>1</B> d'où il est poinpA el; envo--é dans un 'tube<B>r</B> chauffé au gaz, similaire aux tiibe.s# a<I>et m décrits</I> plus haut.
De lù# <B>le</B> ré sidu chauffe passe dans la cliirnbre <B>à</B> asplrilfe <B>8,</B> où il esf traité par Fair. comme il est cl--crit précédemment, en sorie que le résidu OX"-rlé est recueilli dans la chambre TI" <I>6t le</I> produit lourd de la condensation est condensé par fractionnement dans- les tours X.
On comprendra que les conditions clé température et clé réduction (le la pression sont déterminAes par<B>la</B> matière<B>à</B> dist##Iler. Les basses températures, et un vide relative ment faible s'appliquent, par exemple, aux huiles légères, tandis que. les températures élevées aftei <B>'</B> gnant <B>300 ' C</B> ou au-delù, el l'as piration forte s'emploient clans le cas des huiles lourde-,.
Le procé-lé ex#ru1I,-.6 ià l'aide (les appareils rc-présentés est essentiellement continu et,<B>-</B> ne demande pas cl" récipi,,iils de di4illa-tion clé yriiirles dimeilsions.
Le procéd,_# de distillation décrit ici n'est j-,#s simplenien' un procklé clé raffinage (le J'huile pour en faire de l'essence<B>à</B> moteurs mais il est destiné<B>à</B> fractionner des mélanges hydrocarbonés complexes, comme le pétrole brut pour en obtenir les huiles<B>à</B> brûler, les produits de distillation lourJs et les huiles lubrifiantes, ces fraeÂons étant ,sépar_-#-_s d'une manière continue au cours clés opéra tions.