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Procédé de traitement des hydrocarbures a point d'ébullition élevé en vue de les transformer en hydrocarbures plus volatils. on sait déjà obtenir à partir des hydrooar bures lourds, en les chauffant sous pression, des hydrocarbures ayant un point d'ébullition moins élevé, de l'essence par exsmpleo
Testelin et Renard,dans leur brevet allemand 226.958 demandé le 13 Mai 1909 auquel correspond le brevet français n 416.244 demandé le 12 Mai 1910, ont décrit un procédé de oe genre dans lequel l'hy- drooarbure lourd est porté à une température oomprise entre 400 et 450 .
L'appareil décrit comporte un
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serpentin plongé dans un bain de pbmb dans lequel on fait circuler l'huile sous pression, Le brevet français Wolf 580.791 demandé le 26 Avril 1924 décrit un procédé analogue dans lequel on porte l'huile sensiblement aux mêmes températures mais à des pres-
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sions plus éleyéestde l'ordre de 300 Kgs dans les exemples donnés dans le texte) et en limitant aux environs de une minute la durée da chauffage. En pratique Wolf utilise également un serpentin chauffé directement ou indirectement, dans lequel il fait passer l'huile. L'inconvénient de ces procédés résulte du fait que, en raison de la température de chauffage trop élevée, il se produit un dépôt de coke important à l'intérieur des serpentins qui donne lieu à des bouchages fréquents.
La gravité de cet inconvénient est accrue du fait de l'impossibilité de'déboucher un ; tube ayant la forme d'un serpentin.
L'emploi comme moyen de chauffage d'un bain de plomb fondu ne permet pas d'avoir une régularité de la température suffisante. Le bain de plomb s'oxyde rapidement, et son remplacement entraine une dépense élevée, Les serpentins eux-mêmes qui doivent résister aux pressions élevées sont très chers.
La présente invention a pour objet un procédé et 1 un appareil qui permettent de supprimer les différente inconvénients indiqués ci-dessus en rendant possible une marche industrielle tout-à-fait satisfaisante qui permet une transformation des hydrocarbures lourds en essence avec un rendement final supérieur à 80 %.
Le demandeur a établi que dans l'appareil décrit ci-dessous la transformation des hydrocarbures lourds en-hydrocarbures légers se produisait au cours d'une
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réaction s'amorçant aux environs de 365 sous une pression d'environ 100 Kgsj la chaleur absorbée par la réaction abaisse progressivement la tempé¯ rature de l'huile,le maximum de transformation se manifestant au moment où l'absorption des calories est telle que la température de l'huile avoisine 280 .
Il se trouve que le bouchage se produit dans deux cas
1 - L'huile circule trop vite pour entrer dans la phase de réaction; elle s'échauffe outre mesure et fait du charbon sans faire d'essence vers 400 .
2 - L'huile en phase de réaction fabrique trop d'essence s la température.s'abaisse (réaction andothermique) jusqu'à 280 o A ce point il se forme environ 60% d'essence mais le tube se bouche. La température optimum est de 3600 avec production de 23 % d'essence environ, l'huile restant dans la zone de réaction pendant une minute environ.
Pour réaliser ces diverses conditions la vitesse de circulation doit rester comprise entre des limites déterminées qui, dans un tube de 10 m/m de diamètre, sont 6 cm et 72 cm.
Pour obtenir la constance nécessaire de la température de chauffage, on remplace @e bain de plomb par un bloc de fonte soumis directement à l'action de la flamme des brûleurs. En raison de sa capacité calorifique, il constitue un excellent régulateur de la température d'une durée pratiquement
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indéfinie. Les tubes droits sont disposés parallèlement dans ce bloc et reliés l'un à l'autre de manière à être traversés successivement par l'hydrocarbure à traiter.
Chacune de leurs extrémités est fermée par un bouchon vissé qui permet de visiter et de ringarder les tubes.
Avec un appareil comportant des tubes de 10 mm, de dia- mètre, d'une longueur totale de 42 mètres dans lequel on a traité à l'heure 20 litres d'huile environ, on a obtenu,on chauffant de l'huile de manière que sous une pression voisine de 100 kgs, elle atteigne à sa sortie du four une température de 340 , un rendement de trans¯ formation de 87 %.
Vcbi d'ailleurs les résultats de l'expérience faite dans ces conditions avec du pétrole de Gabian.
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6 830 !, ! 1,SOO 1 762 E58 2,600
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= f t26.850 ; 1 t = 1 1 30,800 huile mise en oeuvre au début:45 litres huile ajoutée en cours d'expérience : 30 litres 800 - huile représentée :
45 litres. huile totale mise en oeuvre:75 litres 800 -huile consommée 301800
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Le dispositif présente encore l'avantage de simplifier à l'extrême la maçonnerie du four et par suite de réduire le coût de celui-ci. Il permet de calorifuger le four d'une manière très simple et très efficace, soit en le garnissant d'une couche de sable, soit en le reoouvrant d'une tôle placée à une certaine distance du bloc de fonte de manière
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à immobiliser un matelas d9air /Í.,..." {{À 4' 1. 0-Í MM.( vvv" v;MAI1MI'W- "r La gure 2 représente le même four en coupe transversale.
La figure 3 est une vue en plan, des tubes de la rangée supérieure employéso
La figure 4 est une coupe longitudinale d'un raccord étanche monté sur le tube d'arrivée d'huile
La figure 5 est une coupe longitmdinale d'un raccord étanché monté sur le tube de sortie l'huile.
Trois rangées superposées de tubes droits en acier 1 disposés parallèlement sont noyés dans un bloc de fonte 2. Chaque tube (ses deux extrémités filetées sur chacune desquelles on visse un bouchon en acier 3. Chacune d'elles communique avec le tube voisin par un raccord coudé 4, ces raccords étant disposés de telle manière que les tubes soient traversés successivement par le liquide à traiter.
Le bloc de fonte repose sur les massifs de maçonnerie 5,6,7. Le mélange combustible de gaz et d'air arrive par les conduits 8,9 qui portent des busettes verti¯ cales 180 Des robinets 10,11 permettent de régler les quantités respectives d'air et de gaz du mélange* On peut surveiller la marche des brûleurs à travers les regards 12,13.Les fumées sont évacuées par le
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carneau 14. Une paroi en tôle 15 est placée à une distanoe plus ou moins grande du bloc de fonte, de manière que l'air 'emprisonné et immobilisé entre la tôle et le bloc de fonte constitue un revêtement calorifuge. Cette paroi peut d'ailleurs être rempla- cée par une couche de sable, kissalgur, laitier de hauts-fourneaux, amiante, etc... ou de matière analogue, isolante et calorifuge.
Le fonctionnement du four se comprend immédiatement ; le liquide sous pression arrive pari la tubulure 14, traverse tous les tubes successivement, sort par la tubulure 17 pour se rendre au réfrigérant, et sort ensuite du réfrigérant pour se rendre au détendeur non figuré.
Le gaz qui s'échappe en brûlant par les busettes.18 chauffe le bloc de fpnte et par conséquent les tubes qui sont contenus dans ce bloc. Des cannes pyromé- triques placées en des endroits convenables donnent la température du liquide dans le tube et celle de la plaque de fonte à différents niveaux. Une des difficultés à résoudre consistait à faire des rac- cords étanches pour raccorder sur les tubes de chauffage le tuyau d'amenée d'huile et le tuyau allant au réfrigérant.
Le problème a été résolu par l'emploi des raccords représentés dans les figures 4 et 5. Le raccord sur la tubulure d'arrivée se compose de deux pièces tabulaires A et,B assemblées au moyen d'un man- chon fileté c dont l'une est soudée à l'autogène sur le tube dé chauffage correspondant et dont l'autre est soudée à l'autogène sur le tuyau d'amenée d'huile. L'une de ces soudures est représentée en D. Le manchon que l'on visse sur l'extrémité filetée E de la pièce B
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s'appuie d'autre part par un ressaut F sur un épaulement G formé sur la pièce Co Cette pièce porte un tenon H qui pénètre dans un évidement I de la pièce Bo Un join métallo-plastique J assure l'étanchéité du dispositif lord du serrage du manchon.
L'inventeur a remarqué que pour avoir une étanchéité certaine le tenon H doit pénétrer dans l'évidement dans le sens de circulation de l'huileo La figure 5 représenté un dispositif analogue sur la tubulure de sortie de l'huile dans lequel les parties qui jouent le même rôle sont représentées par les mêmes lettres affectées d'un indice. Le tenon est formé sur la pièce B' et l'évidement dans la pièce A'. De cette manière, le tenon pénètre également dans l'évidement dans le sens de circulation de l'huile.
L'invention n'est évidemment pas limitée à la forme particulière décrite., Deux tubes voisins pourraient être reliés d'une manière différente, par exemple au moyen d'un coude métallique dont on raccorderait au moyen d'une bride ou d'un autre dispositif facilement démontable chaque extrémité ur l'extrémité du tube correspondante.
Le bloc de fonte pourrait être remplacé par tout bloc de matière conductrice de la chaleur, d'une résistance mécadque suffisante, inaltérable à l'air, d'un point de fusion suffisamment élevé. A la place de tubes noyés dans la fonte, on pourrait employer plus simplement un bloc perforé.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Process for treating high boiling point hydrocarbons to transform them into more volatile hydrocarbons. it is already known to obtain from heavy hydroarbides, by heating them under pressure, hydrocarbons having a lower boiling point, gasoline for exsmpleo
Testelin and Renard, in their German patent 226.958 applied for May 13, 1909 to which corresponds French patent No. 416.244 applied for May 12, 1910, described a similar process in which the heavy hydrocarbon is brought to a temperature of between 400 and 450.
The apparatus described comprises a
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coil immersed in a pbmb bath in which the oil is circulated under pressure, French patent Wolf 580,791 applied for April 26, 1924 describes a similar process in which the oil is brought to substantially the same temperatures but at pres-
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sions more éleyéestde about 300 Kgs in the examples given in the text) and by limiting the duration of heating to around one minute. In practice Wolf also uses a heated coil directly or indirectly, in which it passes the oil. The disadvantage of these processes results from the fact that, due to the heating temperature being too high, a significant deposit of coke occurs inside the coils which gives rise to frequent blockages.
The seriousness of this drawback is increased due to the impossibility of unblocking a; tube having the shape of a coil.
The use of a bath of molten lead as a heating means does not make it possible to have sufficient temperature regularity. The lead bath oxidizes quickly, and its replacement involves a high expense. The coils themselves which must withstand high pressures are very expensive.
The object of the present invention is a method and an apparatus which make it possible to eliminate the various drawbacks indicated above by making possible a completely satisfactory industrial operation which allows a transformation of heavy hydrocarbons into gasoline with a final yield greater than 80%.
The applicant has established that in the apparatus described below the transformation of heavy hydrocarbons into light hydrocarbons takes place during a
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reaction starting at around 365 under a pressure of about 100 Kgsj the heat absorbed by the reaction gradually lowers the temperature of the oil, the maximum transformation occurring when the absorption of calories is such that the temperature of the oil is around 280.
It turns out that plugging occurs in two cases
1 - The oil circulates too fast to enter the reaction phase; it heats up excessively and makes charcoal without making gasoline around 400.
2 - The oil in the reaction phase makes too much gasoline s the temperature drops (andothermic reaction) to 280 o At this point about 60% gasoline is formed but the tube clogs. The optimum temperature is 3600 with approximately 23% gasoline production, the oil remaining in the reaction zone for approximately one minute.
To achieve these various conditions, the speed of circulation must remain between determined limits which, in a tube of 10 m / m in diameter, are 6 cm and 72 cm.
To obtain the necessary constancy of the heating temperature, we replace @e lead bath by a cast iron block directly subjected to the action of the flame of the burners. Due to its heat capacity, it is an excellent temperature regulator that lasts almost
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indefinite. The straight tubes are arranged in parallel in this block and connected to each other so as to be successively crossed by the hydrocarbon to be treated.
Each of their ends is closed by a screw cap which allows the tubes to be visited and ringed.
With an apparatus comprising tubes of 10 mm, of diameter, of a total length of 42 meters in which approximately 20 liters of oil were treated per hour, one obtained, one heating of the oil of so that under a pressure close to 100 kgs, it reaches a temperature of 340 when it leaves the furnace, a transformation efficiency of 87%.
Vcbi moreover the results of the experiment carried out under these conditions with Gabian oil.
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<tb> * <SEP> Order <SEP> of! <SEP> density <SEP> of <SEP> gasoline <SEP> extracted <SEP> density <SEP>: <SEP> oil <SEP> added
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= f t26,850; 1 t = 1 1 30.800 oil used at the start: 45 liters oil added during the experiment: 30 liters 800 - oil shown:
45 liters. total oil used: 75 liters 800 - oil consumed 301800
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The device also has the advantage of simplifying to the extreme the masonry of the furnace and consequently of reducing the cost thereof. It allows to insulate the furnace in a very simple and very effective way, either by lining it with a layer of sand, or by reopening it with a sheet placed at a certain distance from the cast iron block so
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to immobilize an air mattress / Í., ... "{{À 4 '1. 0-Í MM. (vvv" v; MAI1MI'W- "r Figure 2 shows the same oven in cross section.
Figure 3 is a plan view of the tubes of the upper row employed
Figure 4 is a longitudinal section of a sealed connector mounted on the oil inlet tube
Figure 5 is a longitudinal section of a sealed fitting mounted on the oil outlet tube.
Three superimposed rows of straight steel tubes 1 arranged in parallel are embedded in a cast iron block 2. Each tube (its two threaded ends on each of which a steel plug is screwed 3. Each of them communicates with the neighboring tube by a fitting elbow 4, these fittings being arranged such that the tubes are successively crossed by the liquid to be treated.
The cast iron block rests on the masonry blocks 5,6,7. The combustible mixture of gas and air arrives through conduits 8,9 which carry vertical nozzles 180 Valves 10,11 allow the respective quantities of air and gas in the mixture to be regulated. burners through the manholes 12,13 The fumes are evacuated by the
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flue 14. A sheet wall 15 is placed at a greater or lesser distance from the cast iron block, so that the air 'trapped and immobilized between the sheet and the cast iron block constitutes a heat-insulating coating. This wall can moreover be replaced by a layer of sand, kissalgur, blast furnace slag, asbestos, etc., or a similar insulating and heat-insulating material.
The operation of the oven is immediately understood; the pressurized liquid arrives through the pipe 14, passes through all the tubes successively, leaves through the pipe 17 to go to the cooler, and then leaves the cooler to go to the pressure reducer not shown.
The gas which escapes by burning through the nozzles. 18 heats the fpnte block and consequently the tubes which are contained in this block. Pyrometric rods placed in suitable places give the temperature of the liquid in the tube and that of the cast iron plate at different levels. One of the difficulties to be solved consisted in making watertight connections to connect the oil supply pipe and the pipe going to the refrigerant to the heating pipes.
The problem has been solved by using the fittings shown in Figures 4 and 5. The fitting on the inlet manifold consists of two tabular parts A and, B assembled by means of a threaded sleeve c of which the 'one is autogenously welded on the corresponding heating tube and the other is autogenously welded on the oil supply pipe. One of these welds is shown in D. The sleeve that is screwed onto the threaded end E of part B
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rests on the other hand by a projection F on a shoulder G formed on the part Co This part carries a tenon H which penetrates into a recess I of the part Bo A metal-plastic joint J ensures the tightness of the device lord of the tightening the sleeve.
The inventor has noticed that in order to have a certain seal the tenon H must enter the recess in the direction of flow of the oil. FIG. 5 shows a similar device on the outlet pipe for the oil in which the parts which play the same role are represented by the same letters assigned a subscript. The tenon is formed on part B 'and the recess in part A'. In this way, the tenon also enters the recess in the direction of oil flow.
The invention is obviously not limited to the particular form described., Two neighboring tubes could be connected in a different way, for example by means of a metal elbow which would be connected by means of a flange or a another device easily removable at each end of the corresponding end of the tube.
The cast iron block could be replaced by any block of heat-conducting material, of sufficient mechanical resistance, unalterable in air, of a sufficiently high melting point. Instead of tubes embedded in cast iron, a perforated block could be used more simply.
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