BE385920A - - Google Patents
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Description
<Desc/Clms Page number 1> " Procédé de traitement des hydrocarbures sa moyen de catalyseurs ". La présente invention a poar objet an procédé pour la transformation de toas hydrocarbures de la gamme de points d'ébullition inférieurs à celai communément assigné à l'essence oa aax uombastibles liquides poar motears pouvant être transformés en essence oa en un combustible poar moteurs exempt de soufre et présentant, avec une grande stabilité, an pouvoir anti-chocs (faculté d'éviter les cognements), l'aide de uatalysears à des températures modérées et à des pressions non sensiblement <Desc/Clms Page number 2> supérieures à la pression atmosphérique, le procédé per- mettant également de transformer la matière hydrocarbonée, partie en un semblable combustible pour moteurs et partie en des produits plus lourds, tels que des huiles de grais- sage, caractérisée par leur viscosité, leur stabilité et le fait qu'elles sont exemptes de soufre. L'application du procédé repose sur l'emploi, dans des conditions de température déterminées, d'une série de catalyseurs, qui, individuellement, ne sont pas nouveaux d'une façon générale, mais qui n'ont jamais, à la connaissance de la demanderesse, été employés pour l'obtention des résultats exposés ci-après. L'invention consiste en fait dans le processus d'ensemble qui va être décrit et résumé. Le dessin annexé est un schéma d'un appareil dans lequel le procédé est mis en pratique. L'appareil représenté comporte une chambre ou un récipient 1, dans lequel l'huile à traiter est vapo- risée. L'huile est amenée en A, à l'extrémité supérieu- re de cette chambre sur des plateaux en chicane 2, où elle est chauffée en minces couches, et elle pénètre en- suite dans une masse 3, éminemment'poreuse mais n'ayant aucun/caractère d'adsorbant ni aucun effet catalyseur. Cette masse pourra, par exemple, être constituée par de petits corps en faïence poreuse. Dans ladite masse, l'huile est amenée graduellement à une température ap- propriée pour sa vaporisation. De la vapeur d'eau est également admise en B à l'extrémité supérieure de la chambre de vaporisation, dans un but qui sera indiqué plus loin. L'extrémité inférieure de la chambre de vapo- risation communique directement avec une chambre de transformation 4, contenant l'une des masses catalytiques caractéristiques du présent procédé, Cette masse 5, con- siste principalement en un silicate adsorbant, tel, par <Desc/Clms Page number 3> exemple, que de la terre à foulon ou de l'argile activée. La matière sera de préférence moulée sous la forme de petits corps tubulaires ou de petits anneaux, de maniè- re à constituer une masse d'ensemble facile à pénétrer par les vapeurs d'huile. Bien que le silicate adsorbant agisse efficacement par lui-même, comme catalyseur, il est désirable, pour le traitement de certains hydrocarbu- res, d'ajouter, au silicate, une petite quantité d'alumine. Les chambres 1 et 4 sont l'une et l'autre entourées par une chemise ou un four commun approprié 6, où elles peu- vent être chauffées par tous moyens convenables. De l'extrémité inférieure de la chambre de cata- lyse 4, les vapeurs d'huile et de l'eau peuvent être conduites, à travers un tuyau 7, à ùne chambre ou tour de fractionnement 8. De l'extrémité supérieure de cette chambre, les vapeurs non condensées sont déchargées, à travers un tuyau 9, dans une chambre contenant un second catalyseur 11. Dans le cas où il serait désirable de soumettre tous les produits de la chambre 4 à l'action du catalyseur 11, on ne se servirait pas de la tour 8, les vapeurs pouvant alors passer du tuyau 7 au tuyau 9 à travers un by-pass 10 comportant une valve de réglage. La masse catalysatrice 11 consiste en un support poreux inerte, constitué par exemple par des corps en faïence poreuse, sur et dans lesquels on dépose un peu de métal, tel que du nickel, du cobalt'ou du cui- vre, ayant de l'affinité pour le soufre minéral, ceci s'obtenant en plongeant le support dans du nitrate ou un autre sel dudit métal et en chauffant ensuite pour con- vertir le nitrate en oxyde. Du catalyseur 11, les vapeurs passent dans une chambre contenant une troisième masse catalytique 13. Cette masse consiste principalement en un silicate adsor- bant, tel qu'une argile activée ou du gel/de silice, susceptible d'être moulé sous la forme de petits corps tubulaires. Dans le cas de certaines argiles, l'addition <Desc/Clms Page number 4> d'une petite quantité (jusqu'à 3 %) d'alumine libre, est désirable pour empêcher la fusion pendant la réacti- vation ou régénération. A l'intérieur de ces corps ad- sorbants, une petite quantité, de préférence un pour cent environ, de nickel ou de cobalt, sous forme métallique, peut être déposée, en ajoutant l'hydrate du métal au sili- cate et en amenant le métal à un état aminemment activé, par chauffage et réduction. Du catalyseur 13, les vapeurs peuvent être con- duites, à travers un tuyau.14, à une tour de fractionne- ment 15, d'où les vapeurs non condensées et les gaz perma- nents passent, à travers un tuyau 16, dans un condenseur 17 et dans un collecteur 18. Dahs le cas où l'on emploie la tour de fractionnement 8, il n'est pas nécessaire de se servir de la tour 15, les matières pouvant alors passer du tuyau 14 dans le tuyau 16 à travers un conduit 19 pour- vu d'une valve de réglage. Bien qu'il ait été représenté, doux tours de fractionnement, il va de soi que toute autre disposition pratique peut remplacer cette Installation indiquée pour la commodité d'une représentation schématique et que dans les appareils disposés pour la mise en pratique commerciale d'une opération déterminée et s'appliquant à un produit déterminé, une semblable tour seuleinent est nécessaire. Dans une opération où l'on cherchera à transformer la tota- lité ou la quasi-totalité d'un hydrocarbure lourd en essen- ce ou en combustible pour moteurs, on emploiera une tour de fractionnement disposée comme la tour 8, de façon que seuls passent, à travers les catalyseurs 11 et 13 les produits finaux, c'est-à-dire les éléments constituants à bas point d'ébullition qui formeront le produit cherché, tandis que le condensat de la tour 8 sera extrait au bas de celle-ci et soumis à une décomposition ultérieure dans la chambre 4 ou dans une chambre de catalyse analogue. D'un autre côté, lorsqu'on désire obtenir un produit amélioré <Desc/Clms Page number 5> tel que de l'huile pour transformateurs ou une huile de graissage, alors que l'essence ou le produit à bas point d'ébullition n'est que l'accessoire envisagé du procédé, la totalité des vapeurs passera à travers les catalyseurs 11 et 13, et il se produira ensuite une condensation fractionnelle, comme dans le cas de la tour 15, les pro- duits à point d'ébullition élevé, transformés et épurés, étant soutirés au bas de cette tour. Au début du fonctionnement normal de l'appareil, le catalyseur métallique se trouve à l'état de métal et de très fine division, dans la chambre 11, et il en est de même du métal dans la chambre 13. Le métal ou les mé- taux employés dans la chambre 4, comme addition au silica- te adsorbant se trouvent à l'état d'oxydes. La pression, dans tout l'ensemble de l'appareil, n'est en aucun cas su- périeure à ce qui est nécessaire pour l'écoulement des va- peurs, c'est-à-dire qu'elle n'est que légèrement supé- rieure à la pression atmosphérique, et, dans certains cas, il pourrait même être désirable d'employer une pression réduite, ce qui peut s'obtenir, de la façon connue, à l'aide d'une pompe à vide. La température maintenue dans la chambre de vaporisation 1, et l'alimentation en huile sont réglées de façon à avoir achevé aussi complètement que possible la vaporisation de l'huile au moment où celle- ci atteint la chambre de transformation 4. Cette vapo- risation est suée par l'admission de vapeur d'eau qui se mélange intimement aux vapeurs d'huiles, dans la masse 3. Le catalyseur de conversion 5.est maintenu à une tem- pérature qui varie suivant la nature de la matière brute et suivant l'étendue et le caractère de la transformation cherchée. La température variera, dans la pratique, entre 288 C et 542 C et pour le cracking elle sera habituellement supérieure à 426 C. L'effet du catalyseur 5 ,sur la matière traitée est profond et ne peut être décrit en détail, mais, en général, il se traduit par une décomposition <Desc/Clms Page number 6> complète d'une certaine -quantité de matière, avec produc- tion de carbone libre et de gaz permanents, et par la production d'une importante quantité d'aromatiques et de composés non saturés. Les composés sulfurés non organiques sont entièrement transformés en hydrogène sulfuré, tandis que 70 à 80 % des composés sulfurés organiques sont égale- ment décomposés et transformés en hydrogène sulfuré. La fonction du second catalyseur dans la chambre Il est d'abord l'enlèvement du soufre. Ceci résulte de la réaction entre l'hydrogène sulfuré et le métal, ce dernier étant transformé en sulfure métallique. Ce cataly- seut effectue également une autre transformation dans l'huile; il augmente la quantité de composés non saturés, La température dans la chambre 11 peut être maintenue en- tre 3150 et 430 C environ, mais donne les meilleurs résultats à environ 346 C. Les produits sortant de la chambre 11 sont ins- tables et contiennent des matières colorantes indésira- bles. Ces effets sont corrigés dans le catalyseur final 13, où la petite quantité restante de soufre est également éliminée. Dans ce catalyseur la température est mainte- nue entre 150 C et 260 C, avec les meilleurs résultats pour les produits crackés à environ 232 C. La vapeur d'eau ne se décompose pas et ne parti- cipe à aucune réaction au cours du procédé; elle est entiè- rement récupérée dans le condenseur 17. Mais, tout en ai- dant à la vaporisation et à la circulation de l'huile, elle qccomplit, en outre, un rôle des plus importants, en favo- risant la séparation, d'avec les catalyseurs adsorbants, des produits de la réaction, qui sans celà resteraient adsorbés par ces catalyseurs, en empêchant de ce fait la marche continue et efficace du processus. Cet emploi de vapeur d'eau montre une application d'une invention non revendiquée ici. Les divers.catalyseurs s'empoisonnent au cours du processus, le catalyseur 5 par un dépôt de carbone li- <Desc/Clms Page number 7> bre et les catalyseurs 11 et 13 par la transformation des métaux en sulfures. Il est par suite nécessaire de régé- nérer ces catalyseurs de temps en temps, ce qui peut s'ob- tenir, de la façon connue, en y, faisant passer de l'air en vue d'oxyder ou de brûler le soufre et le carbone. Les oxydes métalliques ainsi produits peuvent alors être réduits pour la régénération des catalyseurs 11 et 13, à l'aide d'un soufflage d'hydrogène ou de gaz contenant des hydrocarbures riches en hydrogène. Il est superflu de @ décrire en détails les méthodes de réactivation, celles-ci @ faisant l'objèt de divers brevets antérieurs de la deman- deresse. La matière brute employée dans le présent pro- cédé peut être un hydrocarbure quelconque, et le produit final pourra être, soit une essence, soit un combustible pour moteurs, ou bien encore un produit à point d'ébulli- tion plus élevé, tel qu'une huile pour transformateurs ou une huile de graissage. Dans tous les cas on obtient une certaine quantité de combustibles liquides volatils pour moteurs, et cette huile est caractérisée par son ab- sence de couleur, par le fait aussi qu'elle est exempte de soufre, qu'elle a une bonne odeur, qu'elle est éminemment stable et antièdétonante. On obtient notamment un produit présentant une composition comportant environ 45% de paraffines, 16 % de naphtènes, 30% d'aromatiques et 9 % de non saturés stables. Le poids spécifique varie en- tre 0,730 et 0,760, suivant la matière de départ et la courbe de distillation est pratiquement une ligne droite. Lorsque le principal objectif est l'obtention d'un combustible pour moteurs, tous les condensats plus lourds peuvent être traités à nouveau en vue d'une trans- formation complète. Dans ce cas, il est nécessaire d'em- ployer des températures croissantes dans la chambre de transformation 4, attendu que la matière traitée à nouveau devient de plus en plus difficile à décomposer. Dans le cas où l'objectif principal est la pro- <Desc/Clms Page number 8> duction d'une huile de transformateur ou d'une huile de graissage de qualité supérieure, la production d'essence est relativement faible et secondaire. Grâce à l'emploi du procédé décrit, l'huile est désulfurée et débarrassée des éléments s'oxydant facilement; en outre, sa viscosité est augmentée. REVENDICATIONS 1 - Un procédé de catalyse à basse pression pour la transformation d'hydrocarbures en produits stables exempts de soufre, le procédé comportant la vaporisation de l'huile et son mélange avec de la vapeur d'eau et l'opération consistant à soumettre ensuite les vapeurs aux actions successives de trois masses catalytiques cons- tituées respectivement par un silicate adsorbant, un sup- port absorbant mais non-adsorbant imprégné de nickel, de cobalt ou de cuivre et un silicate adsorbant imprégné de nickel, de cobalt ou d'alumine, lesdites masses cataly- tiques travaillant à des températures différentes. **ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
Claims (1)
- 2 - Un procédé de catalyse à basse pression pour la transformation d'hydrocarbures en produits stables exempts de soufre, plus volatils, le procédé comportant la vaporisation de l'huile et son mélange avec de la vapeur d'eau,,les opérations consistant à faire passer le mélan- ge de vapeurs d'huile et de vapeur d'eau à travers une masse catalytique contenant un silicate adsorbant à une température suffisante pour déterminer un dépôt de carbone dans la masse, à faire condensBr par fraction les éléments constitutifs les plus lourds du produit et à soumettre les constituants plus légers,à l'état de va- peurs, à des températures progressivement plus basses, aux actions de deux masses catalytiques contenant respec- tivement un support absorbant mais non adsorbant imprégné de nickel,,de cobalt ou de cuie et un silicate adsorbant <Desc/Clms Page number 9> imprégné de nickel ou de cobalt obtenu par réduction de l'hydrate de ce métal.3 - Dans la transformation et le traitement d'hy- drocarbures comprenant le pétrole, le procédé de catalyse qui comprend le chauffage de l'hydrocarbure, les opéra- tions consistant à faire passer oedl hydrocarbures à basse pression successivement par trois chambres séparées et distinctes et à soumettre cet hydrocarbure pendant qu'il est dans ces chambres à l'action dé matières de natures différentes agissant à des températures différentes.4 - Dans la transformation et le traitement d'hy- drocarbures comprenant le pétrole, le procédé de catalyse qui comprend le chauffage de l'hydrocarbure, les opéra- tions consistant'à faire passer cet hydrocarbure à basse pression successivement par des chambres séparées et dis- tinctes et à soumettre cet hydrocarbure dans chacune de ces chambres à l'action d'un catalyseur différent et à des températures progressivement plus basses.5 - Dans le traitement d'hydrocarbures, le procédé qui consiste à chauffer la matière devant être traitée, à faire passer cette matière à basse pression par une masse catalytique adsorbante agissant à une température comprise entré 288 C et 542 C, à faire passer ensuite la matière résultantepar une masse absorbante inerte conte- nant un ingrédient actif maintenu à une température com- prise' entre 315 C et 430 C, puis à àire passer ensuite la matière obtenue par une masse adsorbante maintenue à une température comprise entre 150 C et 260 C.6 - Dans le traitement d'hydrocarbures, le procédé qui consiste à chauffer la matière devant être traitée, à injecter de là vapeur d'eau dans-cette matière, à faire passer le mélange obtenu par une masse catalytique adsorbante agissant à une température comprise entre 288 C et 542 C, à faire passer ensuite la matière obtenue par une masse absorbante inerte contenant un ingrédient <Desc/Clms Page number 10> actif maintenu à une température comprise entre 515 C et 230 C, puis à faire passer la matière obtenus par une masse adsorbante maintenue à une température com- prise entre 160 C et 260 C.7 - Dans le traitement catalytique d'hydrocar- bures, le procédé qui consiste à chauffer lthydrocarbu- re, puis à faire passer l'hydrocarbure chauffé successi- vement par des masses de matières catalytiques de natures différentes et à réduire la température de plus de 55 C entre deux phases catalytiques successives.8 y Dans le traitement catalytique d'hydrocar- bures, le procédé qui consiste à chauffer l'hydrocar- bure, à faire passer l'hydrocarbure chauffé successive- ment à travers des masses de matières catalytiques de natures différentes et à réduire la température d'appro- ximativement 110 C entre les phases du traitement catalytique.9 - Dans la transformation d'hydrocarbures com- prenant la dissociation ou le cracking, le procédé qui consiste à vaporiser l'hydrocarbure, à soumettre les vapeurs d'hydrocarbure à l'action d'un catalyseur adsor- bant, à basse pression et à une température comprise entre 426 C et 542 C, puis à soumettre les vapeurs d'hy- drocarbure à l'action d'une seconde matière ou matière absorbante contenant un métal actif agissant à une tempé- rature comprise entre 315 C et 430 C et à soumettre de nouveau ces vapeurs à l'action d'un catalyseur adsorbant à une température comprise entre 150 C et 260 C.10 - Dans la transformation d'hydrocarbures com- prenant la dissociation ou cracking, le procédé qui consiste à chauffer l'hydrocarbure,à injecter une substan- ce gazeuse qui se mélange avec cet hydrocarbure, mais reste sensiblement inerte par rapport à celui-ci durant tout le processus, à vaporiser l'hydrocarbure en présence de cette substance, à soumettre les vapeurs d'hydrocarbure à l'action d'un catalyseur adworbant à basse pression <Desc/Clms Page number 11> et à une température comprise entre 430 C et 542 0,puis à soumettre les vapeurs d'hydrocarbure à l'action d'une seconde matière ou matière absorbante contenant un métal actif agissant à une température comprise entre 315 C et 430 C et à soumettre de nouveau ces vapeurs à l'action d'un catalyseur adsorbant à une température comprise entre 150 C et 260 C, puis à éliminer cette substance gazeuse.11 - Dans un procédé de cracking à basse pression- dans la phase vapeur pour du pétrole, les opérations consistant à vaporiser le pétrole, à soumettre les vapeurs à l'action d'un catalyseur de cracking travaillant à une température comprise entre 430 C et 542 C, puis à soumettre les vapeurs résultantes à un second cataly- seur du type absorbant, mais contenant un métal actif et maintenu sensiblement à 345 C, et à soumettre de nouveau les vapeurs obtenues à l'action d'yun catalyseur adsorbant travaillant sensiblement à 232 C.12 - Dans le raffinage et la stabilisation d'hy- drocarbures, les opérations qui consistent à soumettre l'hydrocarbure à une température comprise entre 315 C et 430 C à l'action de matière absorbante contenant un ingré- dient actif pour retirer le soufre et pour augmenter les composés non saturés, puis ensuite à soumettre l'hydro- carbure à une température réduite à un catalyseur adsorbant pour la rectification des composés instables et l'élimina- tion de couleur Indésirable et de toutes traces restantes de soufre.13 - Dans le raffinage et la stabilisation d'hydrocarbures, les opérations qui consistent à soumet- tre l'hydrocarbure à une température comprise entre 315 C et 430 C à l'action d'une matière absorbante imprégnée de nickel ou de cobalt ou de cuivre et ensuite à soumettre l'hydrocarbure à une température comprise entre 150 C et 260 C à l'action d'un catalyseur adsorbant.14 - Dans le raffinage et la stabilisation de pétrole eraeké, les opérations qui consistent à soumettre <Desc/Clms Page number 12> les vapeurs à une température d'approximativement 545 C à l'action de matière absorbante contenant une certaine quantité de nickel, de cobalt ou de cuivre sous une forme finement divisée et à soumettre ensuite les vapeurs à une température d'approximativement 252 C à l'action d'un catalyseur adsorbant.15 Dans le raffinage et la stabilisation de pé- trole cracké, les opérations consistant à soumettre les vapeurs à une température d'approximativement 545 C à l'action de matière absorbante contenant une certaine ,quantité de nickel, de cobalt ou de cuivre sous la forme métallique et à soumettre ensuite les vapeurs à une tempé- rature d'approximativement 232 C à l'action d'un silicate adsorbant Imprégné d'une petite quantité de nickel, cobalt ou alumine.16 - Appareil pour la transformation et le traite- ment d'hydrocarbures comprenant, en combinaison, une chambre contenant une matière catalytique adsorbante, une tour de fractionnement recevant les produits de cette chambre, une seconde chambre catalytique reliée à la par- tie supérieure de cette tour et contenant une matière absorbante imprégnée d'un oxyde métallique, une troisième chambre catalytique montée en série avec ladite seconde chambre et contenant une matière catalytique adsorbante comportant une petite quantité de nickel ou de cobalt, une seconde tour de fractionnement recevant les produits de la troisième chambre catalytique, un condenseur relié à la partie supérieure de cette seconde tour de fraction- nement et des canalisations et commandes pour faire pas- ser les produits en dérivation en dehors d'une desdites tours.17- Appareil pour la. transformation et le trai- tement d'hydrocarbures comprenant, en combinaison, une chambre contenant une matière catalytique adsorbante, une EMI12.1 ... - :'.J. , '..,., ,r';' tôûr.¯de t.r!'Lt1oe.nt. raèeva. =7,es psduits de cette { .-: <... .. - ;,F .. .: ........ chambre,, une seconde::chambre )ca..iI<i.1J.e rliée à la. partie <Desc/Clms Page number 13> supérieure de ladite tour et contenant une matière absor- bante imprégnée d'un oxyde métallique, une troisième cham- bre catalytique montée en série avec cette seconde chambre et contenant une matière catalytique adsorbante comportant une petite quantité de nickel ou de cobalt, une seconde tour de fractionnement recevant les produits de cette troisième chambre catalytique, un condenseur relié à la partie supé- rieure de cette seconde tour de fractionnement et des canalisations et commandes par lesquelles on peut faire passer les produits en dérivation en dehors desdites tours de fractionnement;18 - Appareil pour la transformation et le traite- ment d'hydrocarbures comprenant, en combinaison, une chambre contenant une matière catalytique adsorbante, une tour de fractionnement recevant les produits de cette chambre, une seconde chambre catalytique reliée à la par- tie supérieure de cette tour et 'contenant une matière absorbante imprégnée d'un oxyde métallique, une troisième chambre catalytique montée en série avec la seconde cham- bre et contenant une matière catalytique absorbante comportant une petite quantité de nickel ou de cobalt, une seconde tour de fractionnement recevant les produits de cette troisième chambre catalytique, un condenseur relié à la partie supérieure de cette secondé tour de fraction- nement et des éléments pour maintenir la première chambre à une température comprise entre 288 C et 542 C,la seconde chambre à une température comprise entre 315 C et 430 C et la troisième chambre à une température comprise antre 150 C et 260 C.19 - Dans la transformation et le traitement d'hy- drocarbures, un appareil recevant l'hydrocarbure dans la;phase vapeur et mélangé à une substance gazeuse inerte par rapport à cet hydrocarbure, comportant une chambre contenant une matière catalytique adsorbante, une tour de fractionnement recevant les produits Pesant de cette cham- bre, une seconde chambre catalytique reliée à la partie @ <Desc/Clms Page number 14> supérieure de cette tour et contenant une matière absor- bante imprégnée d'oxyde métallique, une troisième chambre catalytique montée en série avec la seconde chambre et contenant une matière catalytique adsorbante comportant une petite quantité de nickel ou de cobalt et des éléments pour maintenir la première chambre à une tempé- rature comprise entre 426 C et 542 C,la seconde chambre à 345 C et la troisième chambre sensiblement à 232 C 28- Dans le traitement et le raffinage d'hydro- carbures,, un appareil fournissant deux catalyseurs en petits morceaux pour permettre la régénération in situ et le travail sur l'hydrocarbure successivement, ces deux catalyacurs comportant comme base essentielle de la terre à foulon ou de l'argile activée, le premier catalyseur exécutant une opération de cracking à une température com- prise entre 426 C et 542 C et le second catalyseur exécutant une réaction stabilisatrice sur l'hydrocarbure caracké à une température comprise entre 200 C et 260 C, les deux opérations se faisant à basse pression.21 - Appareil pour le traitement et le raffinage d'hydrocarbures avec deux catalyseurs suivant la revendica- tion 20, comportant un catalyseur supplémentaire interposé entre les deux premiers, le catalyseur supplémentaire cons- titué également en petits morceaux comprenant une base de matière absorbante imprégnée d'un oxyde métallique et effectuant un raffinage sur l'hydrocarbure à une température entre 315 C et 430 C.
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