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"Procédé et appareil pour la décomposition (cracking) d'hydro- carbures des huiles minérales ou de leurs distillats, par distillation sous pression".
On connaît de nombreux procédés ayant pour objet la décomposition (cracking), provoquée par distillation sous pression, d'hydrocarbures à point d'ébullition élevé. Il faut cet effet employer des pressions très considérables, allant jusqu'à 100 atm. et au-delà. En même temps, ces réactions de décomposition s'effectuent à des températures très élevées, de sorte que les appareils nécessaires pour l'opération usuel- le de distillation sous pression doivent, comme on le conçoit aisément, répondre à des conditions très sévères. Pour atteindre les pressions et les températures indiquées ci-dessus, il faut transmettre à la matière à distiller des quantités de chaleur
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très considérables; il faut par -conséquent des cornues de distillation ayant une épaisseur de paroi notable.
On a essayé de différentes manières de tourner les difficultés provenant de l'épasseur de paroi des cornues dans le cas du chauffage ordinaire par l'extérieur. C'est ainsi que la matière à décomposer est chauffée non pas dans des cornues, mais dans des tubes afin d'obtenir la surface nécessaire pour la transmission de la chaleur; ou bien on injecte par exemple des métaux liquéfiés en fusion (plomb) dans la chambre de réaction, ou bien on fait s'élever la salière à distiller dans du métal en fusion.
Dans tous ces procédés, de grandes difficultés résultent de la formation de coke sur les surfaces de chauffe et la réaction de dé- composition s'effectue en conséquence de telle manière que, parallèlement à la séparation de coke, il se produit une for- mation notable de gras, ce oui réduit le rendement en produits liquides légers de la décomposition.
C'est parce/que la décomposition sous pression, suivant les méthodes usuelles, d'hydrocarbures à point d'ébullition élevé en des produits à point d'ébullition plus bas, vais avec une migration d'hydrogène, l'hydrogène aug- mentant dans les produits à bas point: d'étullition taudis que les résidus s'appauvrissent en hydrogène. Le cas limite extrême serait la naissance d'hydrogène libre et de gaz à forte teneur en hydrogène (méthane), d'une part, et de coke de pétrole comme résidu, d'autre part.
Si l'on parvient au contraire à effectuer la décomposition de façon qu'à partir des hydrocarbures saturés du type CnH2n+ 2' il se forme des fractions du type des oléfines CnH2n ou du$ partir de naphtènes de poids moléculaire élevé il se forme des oléfines de poids moléculaire bas, aucune formation de carbone libre -et d'hydrogène libre ne peut théoriquement se produire.
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La présente invention est basée sur cette constatation que le cas'' extrême, signalé plus haut, de la formation d'hydrogène libre et de gaz riches en hydrogène, d'une part et de coke de pétrole d'autre part, se présente à des tem- pératures plus élevées, ainsi que cela, est déjà connu par la fabrication du gaz d'huile. La formation de coke s'amorce tout particulièrement au contact des surfaces de chauffe parce qu'en ces endroits on rencontre l'excès de température causant la formation du coke. Le coke déposé sur les surfaces de chauffe rend alors de plus en plus mauvaise la transmission de la chaleur du foyer extérieur à l'intérieur de la cornue, co qui provoque de nouveau une température excessive et par conséquent une séparation de coke encore plus forte.
On a trouvé maintenant que, dans la décomposition sous pression d'hydrocarbures â point d'ébullition élevé en vue de produire des hydrocarbures à bas point d'ébullition, du type d'essences, l'action de températures particulièrement élevées n'est pas de l'importance décisive qu'on lui a reconnue en général. Il a au contraire pu être démontré par des essais précis que la décomposition sous pression commence déjà à des températures relativement basses, lorsque la pression a atteint une valeur déterminée.
Il s'agit toutefois de réactions réversibles de sorte qu'il s'établit un équilibre chimique, c'est-à- dire un état dans'lequel non seulement les substances initiales, mais aussi loa substances nouvelle- ment formées, sont en présence en quantités déterminées qui ne changent pas aussi longtemps que les circonstances restent les mêmes.
On a détruit jusquà present cet .équilibre par une augmentation de température pour forcer la décomposition à se continuer, mais on a aussi favoriséainsi la formation de produits intermédiaires gazeux et de coke. Suivant la
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présente invention, après obtention de la températures suf- fisante pour provoquer la pression nécessaire, cette tempéra- ture est maintenue constante et 1 'équilibre est constamment rompu par ce que les hydrocarbures à bas point d'ébullition formés sont éliminés avec une grande vitesse du mélange de réaction, par l'apport de grandes quantités de chaleur par unité de temps.
Tandis que dans le procédé usuel de décom- position sous pression (crachins), les tubes de flamme sont chauffés à la fin de l'opération jusqu'au rouge sombre, ce qui correspond à une température de 500 -500 , la tempéra- ture suivant le présent procède s'élever peine au-dessus de
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400 ut .out Cire bcsuaouy pluj b...jlJ!:I uaua la oaa d'huiles faciles à décomposer.
On a observé en outre qu'une autre circonstance influence aussi, si pas de façon décisive, du moins très fortement, le résultat de décomposition par distillation savoir: le rapport réciproque des volumes de la phase liquide ot de la phase gazeuse totale, c'est-à-dire le rapport du volume de liquide au volume de gaz.
Si la chambre à gaz est trop grande, il faut volatiliser en conséquence aussi une grande partie des
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hydrocarbures â point d'ébullition élevé, non encore décomposes, jusque ce que la pression soit atteinte, de sorte que le mélange des vapeurs contient moins de constituants à bas point
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ù.'d1.Jul1it.1ou. 31 d'autre 5.i la chiure à b;;' est trop petite, les vapeurs des constituants à bas point d'ébullition sont, par suite de l'ébullition violente du liquide, chargées de brouillards et de gouttes des constituants à point d'ébul- lition élevé, non encore décomposés.
Il est donc nécessaire, lorsqu'on exéoute rapidement la décomposition sous pression que les dimensions de la chambre à gaz ne dépassent pas celles nécessaires pour empêcher un entraînement mécanique
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-e . de, au point que des fradtions à point dtéb-ullition
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élevé, rion encore décomposées, de là matière a distiller doivent être vaporisées inutilement pour produire la pres- sion de réaction. Le rapport le plus avantageux du volume du liquide au volume de gaz doit être déterminé empirique- ment pour chaque matière de départ et doit être maintenu ensuite constant pendant toute l'opération.
Le procédé dérivé de cette nouvelle constatation ne peut pas être réalisé avec les appareils usuels parce que les surfaces de chauffe ne suffisent pas pour apporter à la matière en distillation les quantités de chaleur qui sont nécessaires pour que l'équilibre soit détruit sans excès de température, uniquement par une élimination suffisamment rapide, par distillation, des hydrocarbures à bas point d'ébullition - pour ainsi dire à l'instant même où ils prennent naissance. L'accélération de l'opéra- tion de distillation serait déjà limitée en cas de réalisa- tion du procédé par les moyens usuels du fait que, vu la .chaleur de vaporisation, toute la masse de la matière en distillation devrait perdre trop de chaleur; la formation des fractions à bas point d'ébullition rétrograderait déjà fortement pour cette raison.
Le procédé peut toutefois être réaliséde façon très pratique et très simple à l'aide d'un chauffage électrique par résistance (chauffage inté- rieur) caractérisé par ce que, moyennant l'emploi de ré- sistances de chauffage de grande surface, qui sont répar- ties dans toute la chambre à liquide de la cornue de distillation, de grandes quantités de chaleur sont trans- mise avec une minime différence de température entre la matière en distillation et les corps de chauffage.
Il est à recommander, on vue d'obtenir les meileurs résultats, de combiner en semblable chauffage intérieur
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électrique supplémentairement à des 'moyens auxiliaires provoquant un effet d'agitation. Par le chauffage de la salière en distillation au contacta de résistances à grande surface réparties dans toute la chambre à liquide, on par- vient A réduire au minimum la séparation d& carbone et la formation de gaz;
si en outre le liquide est maintenu en mouvement rapide pendant l'opération de décomposition de façon qu'en aucun point de la cornue il ne se produise de température excessive et que la chaleur développée dans les
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résistances sic chauffage soit ï.'Ci,,):.f'iU an bouc pointa aussi rapidement que possible, l'avantage du chauffage intérieur apparat! d'autant plus fortement, avec ce résultat que le rendement final en hydrocarbures liquides de la classe de la benzine (essences) est considérablement; augmenté.
En employant le chauffage intérieur électrique on est en outre en état de réaliser la réaction dans son réci- pient cylindrique normale qui donne au point de vue con-
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stv.etif la plus grande résistance à la pression avec la consolation de matière la plus minime. Les récipients peuventêtre complètementrevêtus d'une couche appropriée d'un calorifuge, ce qui permet de réaliser de grandes éoono.. r.ies dans l'apport de chaleur.
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On :,Zrvionü tdui. 1/Ul' l' "II1L,la.1 du ,Jh.1'!..::.r 1gl.i 3lc;c;ricue: par résistance dans une installation de distillation sous res3io pourvue d'un s41 t:.teur, réduire la matière de distillation à 10% de résidue et même moins tandis que la quantité, d'ailiers petite, de coke produits au cours de l'opération est contenue dans le résidu, en poudre finement divisée. Le résidue peut alors être évacué du récipient de réaction d'une manière continue. La formation de gaz est également réduite au minimum et dosasse rarement 8%
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du poids de la matière employée.
Le procédé a été réalisé de telle manière que, par suite de la possibilité de réglage'fort exacte de l'apport de chaleur par l'électricité, le fonctionnement est en quelque sorte automatique. Au moyen de pyromètres et de régulateurs de pression, on maintient la pression et la température dans les limites désirées, ce qui procure non seulement une grande sécurité dans le travail mais aussi une uniformité complète des produits de la réaction. Le procédé permet la réalisa- tion continue même avec un seul appareil. Dans le cas d'installations plus importantes, on peut toutefois monter l'un à la suite de l'autre deux ou plusieurs appareils de pression que la matière en distillation parcourt successive- ment.
Grâce au procédé décrit, il est possible d'effectuer la décomposition sous pression, d'hydrocarbures à point d'ébullition élevé, pour les transformer en hydrocarbures bas point d'ébullition de la catégorie de la benzine, dans un appareil compact, à fonctionnement automatique, au moyen duquel on obtient, par exemple à partir d'huile à gaz galicienne, des rendements de 60% dans les limites d'ébullition de 35-170 C. Du fait qu'on évite toute tem- pérature excessive lors du chauffage, on peut facilement maintenir constamment la température de réaction la plus avantageuse pour la matière à décomposer dans chaque cas, ce qui donne de grands rendements avec une composition constante des produits de la réaction.
Les dessins représentent schématiquement deux exemples de réalisation d'appareils pour la réalisation du procédé.
Sur la Fig. 1, 1 désigne un récipient ou une cuve de réaction cylindrique dans laquelle sont logées des résistance chauffage électrique 2 de grande surface. Oes résistances
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sont alimentées par le transformateur 3 dans lequel le cour- ant est smené en passant par un régulateur de potentiel 4,
5 est le moteur de commande du régulateur de potentiel, qui est lui-même commandé sous la dépendance de l'état de la vapeur dans la cuve l.A cet effet on a intercalé dans le circuit du moteur de commande un manomètre 6 qui est soumis à la pression de la cuve et qui, pour une pression de fonction- nement déterminée, n'influence pas le moteur.
Si la pression s'élève ou s'abaisse, le moteur de commande est influencé dans le sens d'une diminution ou d'une augmentation de l'apport d'ènergie. Cette commando dépendant de la pression de la
Tapeur peut aussi être remplacée par une commande dépendante de la température; le régalge par la pression est toutefois à priférer car dans les changements d'état à envisager ici de grandes variations de pression correspondent à de petites variations de températures
Au fond de la cuve est raccordée la conduite d'évacua- tion du résidu 7 dans laquelle est intercalée une soupape réductrice 8 qui est commandée par un motor 9 sous la dépen- dance du niveau du liquide dans la cuve.
Dans 1* exemple de réalisation représenté, on a intercalé dans le circuit du moteur un condensateur, formé par deux tubes concentriques 10 et ll qui plongent dans le liquide. La constante diélectri- que du condensateur varie avec la hauteur du niveau du liquide dans la cuve parce que les valeurs des constantes sont dif- férentes pour l'huile liquide et pour 1+huile gazeuse. Il en résulte que lorsque le niveau du liquide change, la capacité se modifie et par conséquent aussi le courant alternatif qui passe par le condensateur et qui règle le moteur 9.
Les vapeurs formées dans la cuve se rendent par un tube 12 dans le déphlemateur 13, pourvu d'anneaux de Raschig, et s'échappent par une conduite 14 dans laquelle est intercalée
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une soupape réductrice 15 qui est commandée sous la dépendance de la température régnant près du couvercle du déphlegmateur.
A cet effet on a intercalé dans le circuit d'un moteur 16 com- mandant la soupape réductrice un pyromètre 17 qui est soumis à la température régnant contre le couvercle du déphlegmateur.
Si la température s'élève au-dessus d'une valeur déterminée, l'étranglement de la soupape augmente; dans le cas contraire, il diminue. Il.en résulte qu'il ne sort que des produits de décomposition ayant la température d'ébullition désirée.
La conduite 14 est raccordée à un appareil à contre- courant 18 dont les tubes extérieurs sont 'baignés par les vapeurs sortant du déphlegmateur. La condensation des vapeurs s'opère dans le réfrigérant 19 qui est relié à l'appareil à contre-courant par une conduite 20. A l'organe d'étrangle- ment 8 de la conduite d'évacuation du résidue, on a raocordé une cuve sans pression 21 dans laquelle on laisse se détendre le résidus pour obtenir la matière à bas point d'ébullition qui quitte alors cette cuve par l'extrémité supérieure et est condensée dans le réfrigérant 22. Le résidue lourd est extrait du fond de la cuve et envoyé dans un appareil à contre-courant 23.
Pour le fonctionnement de l'installation, on règle le manomètre 6 pour la pression désirée, le pyromètre 17 pour la température desirée et le condensateur 10,11 pour la hauteur de niveau déterminée empiriquement. Les hydrocarbures à distiller sont refoulés par la pompe 24, en un courant uni- forme, d'abord dans l'appareil à contre-courant 18, et passent de là dans l'appareil à contre-courant 23 et par la conduite
25 dans la cuve 1, où ils sont chauffés par les corps de chauffage électriques. Un agitateur 26 actionné par un moteur maintient le liquide en mouvement pour empêcher la formation de coke.
La température ou la pression des vapeurs est
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maintenue constatent à la mme valeur par ce que le mano- mètre 6 règle l'apport d'énergie aux corps de chauffage d'une manière appropriée. Le rapportdu volume de vapeur à celui du liquide reste également constant du fait que l'organe
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à1 étranglement 8 est commandé par le condensateur 10, 11 dont la constante diélectrique dépend de la hauteur du niveau.
Pour le réglage du niveau, on peut aussi avoir recours à n'importe quel autre dispositif de réglage fonctionnant auto- matiquement, par exemple à un régulateur de niveau "Arca".
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;:nti:2, las J.1.J'f;illuto aorf;nni; au r16h1o(;;lI1uf;our ouront auaoi constamment la même température car l'effet de refroidisse- ment du déphlegmateur est réglé sous la dépendance de la température, par la mise au point de l'organe d'étranglement 15.
Dans la forme de réalisation de la Fig. 2, on a amélioré, par une constitution et disposition particulière des corps de chauffage, le rendement thermique et en même temps on supprime l'agitateur. Les corps de chauffage consistent en des serpentins 27 qui sont placés en partie dans un prolonge- ment 28, servant de déphlegmateur, et en partie dans la cuve même. Les hydrocarbures à distiller passent dans les ser- pentins 27 pour entrer dans la cuve; ils sont échauffés
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toac;zn Co l)UOJUCO ot quittant les aor.ioul;ino a l'extrémité inférieure, ayant alors la température nécessaire pour la réaction. Le réglage de l'apport d'énergie se fait comme dans le premier exemple de réalisation par le manomètre 6.
Les vapeurs sortant de la cuve circulent en sens inverse du liquide. Les constituants lourds se condensent au contact des serpentins et cédant la chaleur de condensation au li.. quide se trouvant dans les tubes de serpentins, tandis que les constituants légers sortent sans être condensés du som-
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uet du prolongement formant déphlegmateur. Les serpentins remplacent donc les anneaux de Raschig qui autrement
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devraient être placés dans le déphlegmateur.
Le 'bilan thermique est ainsi notablement amelioré par le fait que la chaleur de condensation des vapeurs qui ne partent pas
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est employée pour l'échauffeinent du liquide. 1/employé des serpentins présente encore, à coté de cela, l'avantage que le liquide est maintenu en mouvement pendant son échauffe- ment de sorte qu'un agitateur spécial devient superflu. La constitution des organes de commande est la même que dans le premier exemple de réalisation.
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"Process and apparatus for the decomposition (cracking) of hydrocarbons in mineral oils or their distillates, by pressure distillation".
Numerous processes are known which have as their object the decomposition (cracking), caused by distillation under pressure, of hydrocarbons with a high boiling point. This effect must be used at very considerable pressures, going up to 100 atm. and beyond. At the same time, these decomposition reactions take place at very high temperatures, so that the apparatus necessary for the usual pressure distillation operation must, as can easily be understood, meet very severe conditions. To reach the pressures and temperatures indicated above, it is necessary to transmit to the material to be distilled quantities of heat
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very considerable; distillation retorts having a significant wall thickness are therefore required.
Various attempts have been made to overcome the difficulties arising from the wall thickness of the retorts in the case of ordinary heating from the outside. Thus the material to be decomposed is heated not in retorts, but in tubes in order to obtain the surface necessary for the transmission of heat; either for example molten liquefied metals (lead) are injected into the reaction chamber, or else the salt shaker to be distilled is made to rise in the molten metal.
In all these processes great difficulties result from the formation of coke on the heating surfaces and the decomposition reaction proceeds accordingly in such a way that, in parallel with the separation of coke, a formation takes place. Noticeable fat, this yes reduces the yield of light liquid products of decomposition.
This is because the decomposition under pressure, according to the usual methods, of hydrocarbons with a high boiling point into products with a lower boiling point, leads to a migration of hydrogen, the hydrogen increasing. in low-point products: slum as the residues are depleted in hydrogen. The extreme borderline case would be the birth of free hydrogen and gas with a high hydrogen content (methane), on the one hand, and petroleum coke as a residue, on the other.
If, on the contrary, the decomposition is managed in such a way that from saturated hydrocarbons of the CnH2n + 2 'type, fractions of the type of CnH2n olefins or from naphthenes of high molecular weight are formed. of low molecular weight, no formation of free carbon and free hydrogen can theoretically occur.
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The present invention is based on this observation that the '' extreme case, mentioned above, of the formation of free hydrogen and of gases rich in hydrogen, on the one hand and of petroleum coke on the other hand, occurs in higher temperatures, as well, is already known from the manufacture of oil gas. The formation of coke begins particularly in contact with the heating surfaces because in these places we encounter the excess temperature causing the formation of coke. The coke deposited on the heating surfaces then makes the transmission of heat from the external hearth to the interior of the retort increasingly poor, which again causes an excessive temperature and consequently an even stronger separation of coke.
It has now been found that in the decomposition under pressure of high boiling point hydrocarbons to produce low boiling point hydrocarbons of the gasoline type, the action of particularly high temperatures is not. of the decisive importance that has been recognized in general. On the contrary, it has been shown by precise tests that decomposition under pressure begins already at relatively low temperatures, when the pressure has reached a determined value.
However, these are reversible reactions so that a chemical equilibrium is established, that is to say a state in which not only the initial substances, but also the newly formed substances, are present. in set amounts that do not change as long as the circumstances remain the same.
This equilibrium has so far been destroyed by increasing the temperature to force decomposition to continue, but the formation of gaseous intermediates and coke has also been promoted. Following the
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In the present invention, after obtaining the temperature sufficient to produce the necessary pressure, this temperature is kept constant and the equilibrium is constantly upset so that the low boiling point hydrocarbons formed are removed with a high speed from the water. reaction mixture, by providing large amounts of heat per unit time.
While in the usual process of decomposition under pressure (drizzle), the flame tubes are heated at the end of the operation to dark red, which corresponds to a temperature of 500 -500, the temperature following the present proceeds to rise hardly above
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400 ut .out Cire bcsuaouy pluj b ... jlJ!: I uaua la oaa of easily decomposed oils.
It has also been observed that another circumstance also influences, if not decisively, at least very strongly, the result of decomposition by distillation namely: the reciprocal ratio of the volumes of the liquid phase ot of the total gas phase, c ' that is, the ratio of the volume of liquid to the volume of gas.
If the gas chamber is too large, a large part of the gas must also be volatilized.
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high boiling point hydrocarbons, not yet decomposed, until pressure is reached, so that the vapor mixture contains less low point constituents
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ù.'d1.Jul1it.1or. 31 else 5.i the fry at b ;; ' is too small, the vapors of the low boiling point constituents are, as a result of the violent boiling of the liquid, charged with mists and drops of the high boiling point constituents, not yet decomposed.
It is therefore necessary, when rapidly carrying out the decomposition under pressure that the dimensions of the gas chamber do not exceed those necessary to prevent mechanical entrainment.
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-e. of, to the point that boiling point fradtions
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High, still decomposed, the distillation material must be vaporized unnecessarily to generate the reaction pressure. The most advantageous ratio of the volume of liquid to the volume of gas should be determined empirically for each starting material and should then be kept constant throughout the operation.
The process derived from this new finding cannot be carried out with the usual apparatus because the heating surfaces are not sufficient to provide the material in distillation with the quantities of heat which are necessary for the equilibrium to be destroyed without excess temperature. , only by sufficiently rapid removal, by distillation, of low boiling hydrocarbons - so to speak the instant they originate. The acceleration of the distillation operation would already be limited if the process was carried out by the usual means because, in view of the heat of vaporization, the whole mass of the material in distillation would have to lose too much heat. ; the formation of the low boiling point fractions would already retrograde strongly for this reason.
The process can, however, be carried out in a very practical and very simple way with the aid of electric resistance heating (internal heating) characterized in that, by means of the use of heating resistors of large surface area, which are Distributed throughout the liquid chamber of the distillation retort, large amounts of heat are transferred with minimal temperature difference between the material being distilled and the heaters.
It is recommended, in order to obtain the best results, to combine in similar indoor heating
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electric additionally to auxiliary means causing a stirring effect. By heating the distillation salt shaker in contact with large surface resistors distributed throughout the liquid chamber, it is possible to minimize carbon separation and gas formation;
if, moreover, the liquid is kept in rapid movement during the decomposition operation so that at no point of the retort does excessive temperature occur and the heat developed in the
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resistances if heating is ï.'Ci ,,) :. f'iU an goat pointed as quickly as possible, the advantage of interior heating appears! all the more strongly, with this result that the final yield of liquid hydrocarbons of the benzine class (gasolines) is considerably; increases.
By employing the electric interior heating one is furthermore able to carry out the reaction in its normal cylindrical vessel which gives the con-
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stv.etif the greatest resistance to pressure with the least material consolation. The containers can be completely coated with a suitable layer of heat insulating material, which allows great eoonos in the heat input to be realized.
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On:, Zrvionü tdui. 1 / Ul 'l' "II1L, la.1 du, Jh.1 '! .. ::. R 1gl.i 3lc; c; ricue: by resistance in a res3io distillation installation provided with a s41 t: .tor, reduce the distillation material to 10% residue and even less while the small amount of coke produced in the process is contained in the residue as a finely divided powder. continuously evacuated from the reaction vessel Gas formation is also minimized and seldom amounts to 8%
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the weight of the material used.
The process has been carried out in such a way that, owing to the possibility of exact adjustment of the heat input by the electricity, the operation is in a way automatic. By means of pyrometers and pressure regulators, the pressure and temperature are kept within the desired limits, which not only provides great safety in the work but also complete uniformity of the reaction products. The method allows continuous realization even with a single device. In the case of larger installations, however, two or more pressure devices can be fitted one after the other, through which the material being distilled successively passes.
Thanks to the described process, it is possible to carry out the decomposition under pressure, of high boiling point hydrocarbons, to transform them into low boiling point hydrocarbons of the benzine category, in a compact device, with operation. automatic, by means of which one obtains, for example from Galician gas oil, yields of 60% within the boiling limits of 35-170 C. Due to the fact that excessive temperature is avoided during heating the most advantageous reaction temperature for the material to be decomposed in each case can easily be constantly maintained, resulting in high yields with a constant composition of the reaction products.
The drawings schematically show two embodiments of apparatuses for carrying out the process.
In Fig. 1, 1 denotes a receptacle or a cylindrical reaction vessel in which are housed electrical heating resistors 2 of large surface. Oes resistances
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are supplied by the transformer 3 in which the current is passed through a potential regulator 4,
5 is the control motor of the potential regulator, which is itself controlled depending on the state of the vapor in the tank 1 For this purpose, a pressure gauge 6 has been inserted in the circuit of the control motor which is subjected to the tank pressure and which, for a determined operating pressure, does not influence the motor.
If the pressure rises or falls, the drive motor is influenced to decrease or increase the energy input. This commando dependent on the pressure of the
Tapper can also be replaced by a temperature dependent control; the pressure adjustment is however to be preferred because in the changes of state to be considered here large pressure variations correspond to small temperature variations
At the bottom of the tank is connected the residue evacuation pipe 7 in which is interposed a reducing valve 8 which is controlled by a motor 9 depending on the level of the liquid in the tank.
In 1 * embodiment shown, there is interposed in the motor circuit a capacitor, formed by two concentric tubes 10 and 11 which immerse in the liquid. The dielectric constant of the capacitor varies with the height of the liquid level in the tank because the values of the constants are different for liquid oil and for 1 + gaseous oil. As a result, when the liquid level changes, the capacitance changes and therefore also the alternating current which passes through the capacitor and which regulates the motor 9.
The vapors formed in the tank go through a tube 12 into the dephlemator 13, provided with Raschig rings, and escape through a pipe 14 in which is interposed
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a reducing valve 15 which is controlled depending on the temperature prevailing near the cover of the dephlegmator.
For this purpose, a pyrometer 17 which is subjected to the temperature prevailing against the cover of the dephlegmator has been interposed in the circuit of a motor 16 controlling the reducing valve.
If the temperature rises above a certain value, the throttling of the valve increases; otherwise, it decreases. As a result, only decomposition products having the desired boiling point are released.
Line 14 is connected to a countercurrent apparatus 18, the outer tubes of which are bathed in the vapors leaving the dephlegmator. Condensation of the vapors takes place in the condenser 19 which is connected to the counter-current apparatus by a pipe 20. A throttle member 8 of the residue discharge pipe has been connected to a pressure-less tank 21 in which the residue is allowed to relax to obtain the low-boiling point material which then leaves this tank through the upper end and is condensed in the condenser 22. The heavy residue is extracted from the bottom of the tank and sent to a counter-current device 23.
For the operation of the installation, the manometer 6 is adjusted for the desired pressure, the pyrometer 17 for the desired temperature and the condenser 10,11 for the level height determined empirically. The hydrocarbons to be distilled are discharged by the pump 24, in a uniform flow, first into the counter-current apparatus 18, and from there pass into the counter-current apparatus 23 and through the pipe.
25 in the tank 1, where they are heated by the electric heating bodies. A motor driven stirrer 26 keeps the liquid moving to prevent coke formation.
The temperature or pressure of the vapors is
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maintained, observe at the same value because the pressure gauge 6 adjusts the energy input to the heating bodies in an appropriate manner. The ratio of the volume of vapor to that of the liquid also remains constant because the organ
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à1 throttle 8 is controlled by capacitor 10, 11, the dielectric constant of which depends on the height of the level.
For the level regulation, it is also possible to use any other regulating device which operates automatically, for example an "Arca" level regulator.
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;: nti: 2, las J.1.J'f; illuto aorf; nni; at r16h1o (;; lI1uf; our will constantly have the same temperature because the cooling effect of the dephlegmator is regulated depending on the temperature, by the adjustment of the throttle member 15.
In the embodiment of FIG. 2, the thermal efficiency has been improved, by a particular construction and arrangement of the heating bodies, and at the same time the agitator is eliminated. The heating bodies consist of coils 27 which are placed partly in an extension 28, serving as a dephlegmator, and partly in the tank itself. The hydrocarbons to be distilled pass through the coils 27 to enter the tank; they are heated
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toac; zn Co l) UOJUCO ot leaving the aor.ioul; ino at the lower end, then having the temperature necessary for the reaction. The energy supply is adjusted as in the first embodiment by means of the pressure gauge 6.
The vapors leaving the tank circulate in the opposite direction of the liquid. The heavy constituents condense on contact with the coils and relinquish the heat of condensation to the liquid in the coil tubes, while the light constituents exit without being condensed from the top.
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uet of the extension forming dephlegmator. The coils therefore replace the Raschig rings which otherwise
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should be placed in the dephlegmator.
The heat balance is thus significantly improved by the fact that the heat of condensation of the vapors which do not leave
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is used to heat the liquid. In addition to this, the use of coils still has the advantage that the liquid is kept in motion while it is heating up so that a special stirrer becomes unnecessary. The constitution of the control members is the same as in the first exemplary embodiment.