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Perfectionnements, aux procédés de distillation des huiles brutes @ (pétrole) ou des goudrons tirés des charbons fossiles et schisteux.
Cette invention a trait à la distillation d'huiles brutes (pétrole) ou de goudrons tirés de charbons fossiles et schisteux.
Lors de la distillation d'huiles minérales naturelles (pétro- le) et de goudrons résultant de la distillation à sec de charbons fossiles ou schisteux, il s'échappe divers produits de distilla- tion dont les températures d'ébullition ou intervalles d'ébulli- tion sont différents. Quand on chauffe par exemple du goudron de lignite à environ 250 à 280 C., il se produit de l'huile brute, après quoi passent les substances paraffinées et enfin on obtient au rouge, les produits appelés produits rouges. Le pétrole et le goudron de schiste se comportent d'une manière analogue. Dans la distillation du goudron de houille, on note généralement quatre fractionnements, à savoir : l'huile légère passant à 1800 C., l'huile moyenne jusqu'à 240 C., l'huile lourde jusqu'à 270 C. et l'anthracène jusqu'à 240 C.
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Ces pnases bien connues de la distillation se poursuivent généralement, et suivant la nature de la matière première utili- sée, jusqu'a ce qu'il se forme un résidu de coke ou de brai dans la cuve de distillation. De plus, on a l'habitude d'accomplir ces opérations en deux phases ou stades. Dans la première phase, les deux tiers environ du goudron sont éliminés, puis le reste est finalement traité dans des cuves séparées.
On a par exemple obtenu les fractionnements suivants lors de la distillation d'un goudron de lignite et d'un goudron de houille respectivement, ces distillations ayant été poursuivies jusqu'à la formation d'un résidu de coke ou de brai.
EMI2.1
<tb>
GOUDRON <SEP> DE <SEP> LIGNITE <SEP> GOUDRON <SEP> DE <SEP> HOUILLE
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> brute <SEP> 15 <SEP> % <SEP> Huile <SEP> légère <SEP> 3 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Substance <SEP> paraffinée <SEP> 69 <SEP> % <SEP> Huile <SEP> moyenne <SEP> 12 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Produits <SEP> rouges <SEP> 8 <SEP> % <SEP> Huile <SEP> lourde <SEP> 10 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Coke <SEP> 2 <SEP> % <SEP> Huile <SEP> d'anthracène <SEP> 24 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> 2 <SEP> % <SEP> Brai <SEP> 47 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gaz <SEP> 4 <SEP> % <SEP> Eau <SEP> 4 <SEP> % <SEP>
<tb>
or, on a trouvé que ces procédés de distillation suivent un cours tout différent,
résultant en une augmentation quantita- tive des produits de distillation à basse température d'ébullition et une augmentation notable des résidus solides de la distillation, si l'on mélange les substances ci-dessus, avant leur. distillation, avec une quantité appropriée de produits chimiques connus sous le nom, d'agents d'activation du charbon.
Des résultats particulièrement avantageux ont été obtenus en mélangeant de la potasse (carbonate de potassium) avec les hydro- carbures liquides mentionnés ci-dessus, par exemple dans la pro- portion de 50 % à 100 % en poids de la substance traitée, de façon à former avec elle une pâte consistante puis en soumettant ensuite cette mixture à la distillation par température graduellement croissante.
On constate alors que, lors de la distillation du même goudron
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de lignite que celui mentionné plus haut, on obtient de l'huile brute jusqu'à 2.80 ' puis jusqu'à 350 à 400 les produits rouges, tandis que les substances paraffinées., c'est-à-dire un prod.uit se solidifiant entre 0 et 30 C. ne se produisent pas du tout ou du moins en petite quantité négligeable. Si l'on continue la dis- tillation jusqu'au rouge vif, c'est-à-dire jusqu'à 700 à 1000 C., il reste dans la cuve de distillation, outre une notable quantité de potasse inaltérée, un coke dégazéifié de couleur sombre d'un pouvoir adsorbant très élevé.
Des résultats pratiquement identi- ques sont obtenus par un traitement correspondant de pétrole brut, de goudron de houille, et de goudron schisteux.
De plus, il y a avantage à procéder à cette distillation en deux stades, c'est-à-dire en interrompant le processus lors- qu'une température de 350 à 400 C. est atteinte, puis en conti- nuant à chauffer les résidus solides de la cuve dans un moufle en fer ou en toute autre matière réfractaire aux alcalis, par exemple la magnésite, jusqu'à l'obtention, au rouge vif, d'un charbon totalement exempt de gaz et activé.
Lorsque le procédé conforme à la présente invention est ap- pliqué en.présence de potasse, les exemples suivants le feront mieux comprendre en détail : EXEMPLE ? 1.
On mélange, de préférence à chaud, 100 kg. de goudron de lignite provenant d'un générateur rotatif à gradins avec 100 kg. de potasse que l'on distille dans une cuve par chaleur graduelle- ment croissante jusqu'à 350 à 400 C. Le distillat est recueilli de la manière habituelle, après quoi on fait repasser, de préfé- rence, les gaz. échappés sur le foyer pour l'activer. Le résidu de la cuve est alors mis dans un moufle et soumis à une dégazéi- fication ultérieure, à une température croissante jusqu'au rouge vif,. c'est-à-dire environ 700 à 1000 C. Ce premier stade de la distillation peut avoir lieu dans le vide comme à l'habitude.
De
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manière à récupérer le charbon qui présente une valeur notable en raison de son pouvoir adsorbant, le résidu de la cuve est libéré des traces de potasse par un lessivage à l'eau ; la potasse est alors récupérée sous la forme solide par évaporation de la solu- tion pour servir à nouveau.
Contrairement au procédé connu de distillation précédemment mentionné, le procédé de la présente invention a pu faire obtenir les quantités suivantes du même goudron de lignite (poids spécifi- que 0,972) :
EMI4.1
<tb> Huile <SEP> brute <SEP> 20 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> produits <SEP> rouges <SEP> 2 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> Coke <SEP> (exempt <SEP> de
<tb> potasse) <SEP> 38 <SEP> %
<tb>
<tb> Eau <SEP> 2 <SEP> %
<tb>
<tb> Gaz <SEP> 38 <SEP> % <SEP>
<tb>
L'huile brute ainsi obtenue (poids spécifique 0,938) fut alors soumise à une distillation supplémentaire qui donna les distillais ci-après :
EMI4.2
<tb> FRACTION <SEP> TEMPERATURE <SEP> DE <SEP> POUR <SEP> CENT <SEP> POIDS <SEP> CONDITIONS
<tb> DISTILLATION <SEP> SPECIFIQUE <SEP> PHYSIQUES
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯EN <SEP> DEGRES <SEP> à <SEP> 15
<tb>
<tb> 1 <SEP> Jusqu' <SEP> à <SEP> 170 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb> II <SEP> 170 <SEP> à <SEP> 200 <SEP> 38,5 <SEP> 0,9032 <SEP> liquide
<tb>
<tb> III <SEP> 200 <SEP> à <SEP> 250 <SEP> 37,3 <SEP> 0,9441 <SEP> liquide
<tb>
<tb> IV <SEP> 250 <SEP> à <SEP> 280 <SEP> 12,0 <SEP> 0,9459 <SEP> liquide
<tb>
<tb> V <SEP> au-dessus <SEP> de <SEP> 280 <SEP> 10,2 <SEP> - <SEP> -
<tb>
EXEMPLE N 2
On mélange 100 kg de goudron de houille avec 100 kg. de po- tasse que l'on chauffe dans une cuve jusqu'à 400 , le distillat étant recueilli comme d'habitude.
Le résidu restant dans la cuve est soumis à. un traitement ultérieur par une température de 700 à 1000 comme dans l'exemple précédent. On obtient les produits suivants
EMI4.3
<tb> distillat <SEP> liquide <SEP> 45 <SEP> % <SEP>
<tb> coke <SEP> (exempt <SEP> de
<tb>
<tb> potasse) <SEP> 29 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb> gaz <SEP> 26 <SEP> %
<tb>
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Ce distillat liquide (d'un poids spécifique de 0,9892), s'il est soumis à une distillation ultérieure,produit les frac- tionnements suivants :
EMI5.1
<tb> FRACTION <SEP> TEMPERATURE <SEP> DE <SEP> POUR <SEP> CENT <SEP> POIDS <SEP> SPECIFIQUE
<tb> DISTILLATION
<tb> EN <SEP> DEGRES
<tb>
<tb> 1 <SEP> 50 <SEP> à <SEP> 180 <SEP> 9,5 <SEP> 0,9132
<tb>
<tb> II <SEP> 180 <SEP> à <SEP> 240 <SEP> 58,0 <SEP> 0,9790
<tb>
<tb> III <SEP> 240 <SEP> à <SEP> 275 <SEP> 28,5 <SEP> 0,9985
<tb>
<tb> IV <SEP> 275 <SEP> à <SEP> 400 <SEP> 5,0 <SEP> 1,0693
<tb>
On réalise donc, par le procédé de distillation ci-dessus, . un gros avantage économique, spécialement lors du traitement de goudrons de basse qualité, parce que;
d'une part;, la proportion des fractionnements de distillation à basse température d'ébulli- tion augmente considérablement, et parce que, d'autre part, on obtient un coke de qualité ayant un pouvoir adsorbant très élevé .(par exemple un titre de bleu de méthylène de 20 à 40 d'après la "Deutsch Arzneibuch", 6ème édition, page 133).
, Le procédé de cette invention peut également donner de bons résultats si, au lieu de potasse, on mélange avec le liquide contenant du charbon un hydrate de potassium ou les sels potassi- ques d'acides faibles, en particulier le sulfide, le sulfo-cyanu- re etc.. de potassium, de façon à former une pâte, On peut égale- ment employer avantageusement les sels d'acides forts qui, lors- qu'ils sont chauffés à haute température en présence de charbon, sont convertis (réduits) en sels d'acides faibles, comme par exemple le sulfate de potassium qui peut être transformé en sul- fide.
Les substances activantes acides, telles par exemple que le chlorure de zinc, l'acide phosphorique, ou les phosphates acides, bien qu'amenant une .augmentation de formation de produits distillés à. basse température d'ébullition, produisent des résidus activés de distillation bien que ceux-ci aient un pouvoir adsorbant rela- tivement plus faible que ceux obtenus au moyen de substances acti- vantes alcalines.
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EXEMPLE N 3.
On mélange intimement 100 kg de goudron de houille avec 100 kg de KOH sec finement pulvérisé, que l'on chauffe graduelle - ment jusqu'à 400 C, en agitant le mélange par des moyens appro- priés pendant les premiers stades de la distillation. On chauffe ensuite le résidu solide obtenu dans une cuve séparée à 10000 C. jusqu'à complète dégazéification, puis après l'avoir refroidi, on le lessive avec de l'eau. La quantité de produits de distilla- tion et de charbon activé obtenu par ce procédé est pratiquement la même que celle obtenue du mélange de potasse.
EXEMPLE ? 4,
Si l'on emploie ZnC12 comme substance de mélange, le procédé étant exécuté dans les mêmes conditions que précédemment, environ 30 % du goudron traité fourniront du charbon activé dont le pou- voir adsorbant est toutefois, dans ce cas, inférieur à celui du charbon produit par un mélange de substances alcalines.
REVENDICATIONS.
Procédé de distillation des huiles brutes (pétrole) ou de goudrons, tirés de charbons fossiles et schisteux, caractérisé par les points suivants, pris séparément ou en combinaison :
1. La substance à distiller est mélangée, de préférence à l'état chaud, avec un produit chimique solide susceptible d'acti- ver le charbon, de façon à former une pâte consistante, le mélan- ge ainsi formé étant distillé à une-température graduellement croissante (jusqu'à 350 à 400 C.), jusqu'à l'obtention d'un ré- sidu solide de distillation.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Improvements to the distillation processes for crude oils @ (petroleum) or tars obtained from fossil and shale coals.
This invention relates to the distillation of crude oils (petroleum) or tars obtained from fossil coals and shale.
During the distillation of natural mineral oils (petroleum) and tars resulting from the dry distillation of fossil or shale coals, various distillation products escape, including boiling temperatures or boiling ranges. - tion are different. When, for example, lignite tar is heated to about 250 to 280 C., crude oil is produced, after which the paraffinized substances pass and finally, red products are obtained. Oil and shale tar behave in a similar fashion. In the distillation of coal tar, there are generally four fractionations, namely: light oil passing to 1800 C., medium oil up to 240 C., heavy oil up to 270 C. and l 'anthracene up to 240 C.
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These well known methods of distillation are generally continued, and depending on the nature of the raw material used, until a residue of coke or pitch forms in the still vessel. In addition, it is customary to perform these operations in two phases or stages. In the first phase, about two-thirds of the tar is removed, then the rest is finally processed in separate tanks.
For example, the following fractionations were obtained during the distillation of a lignite tar and of a coal tar respectively, these distillations having been continued until the formation of a coke or pitch residue.
EMI2.1
<tb>
TAR <SEP> OF <SEP> LIGNITE <SEP> TAR <SEP> OF <SEP> COAL
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Crude <SEP> oil <SEP> 15 <SEP>% <SEP> Light <SEP> oil <SEP> 3 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Substance <SEP> waxed <SEP> 69 <SEP>% <SEP> Oil <SEP> medium <SEP> 12 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Red <SEP> products <SEP> 8 <SEP>% <SEP> Heavy <SEP> oil <SEP> 10 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Coke <SEP> 2 <SEP>% <SEP> Anthracene oil <SEP> <SEP> 24 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Water <SEP> 2 <SEP>% <SEP> Pitch <SEP> 47 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Gas <SEP> 4 <SEP>% <SEP> Water <SEP> 4 <SEP>% <SEP>
<tb>
however, it has been found that these distillation processes follow a completely different course,
resulting in a quantitative increase in the low boiling temperature distillates and a noticeable increase in the solid residues of the distillation, if the above substances are mixed before they are mixed. distillation, with a suitable amount of chemicals known as charcoal activators.
Particularly advantageous results have been obtained by mixing potash (potassium carbonate) with the liquid hydrocarbons mentioned above, for example in the proportion of 50% to 100% by weight of the substance treated, in such a manner. forming with it a consistent paste and then subjecting this mixture to distillation by gradually increasing temperature.
It is then observed that, during the distillation of the same tar
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lignite than that mentioned above, crude oil is obtained up to 2.80 'then up to 350 to 400 red products, while the paraffinized substances, that is to say a product is solidifying between 0 and 30 C. does not occur at all or at least in negligible small amounts. If the distillation is continued to bright red, that is to say up to 700 to 1000 C., there remains in the distillation vessel, in addition to a notable quantity of unaltered potash, a degassed coke. dark in color with very high adsorbing power.
Virtually identical results are obtained by corresponding processing of crude oil, coal tar, and shale tar.
In addition, it is advantageous to carry out this distillation in two stages, that is to say by interrupting the process when a temperature of 350 to 400 C. is reached, then by continuing to heat the products. solid residues from the tank in an iron muffle or any other material refractory to alkalis, for example magnesite, until a bright red carbon is obtained which is completely free of gas and activated.
When the process according to the present invention is carried out in the presence of potassium hydroxide, the following examples will be better understood in detail: EXAMPLE? 1.
100 kg are mixed, preferably hot. lignite tar from a rotary step generator with 100 kg. of potash which is distilled in a tank by gradually increasing heat to 350 to 400 C. The distillate is collected in the usual manner, after which the gases are preferably passed through again. escaped on the hearth to activate it. The residue from the vat is then placed in a muffle and subjected to subsequent degassing, at a temperature increasing to bright red. that is to say about 700 to 1000 C. This first stage of the distillation can take place in a vacuum as usual.
Of
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so as to recover the charcoal which has a significant value due to its adsorbing power, the residue from the tank is freed from traces of potash by leaching with water; the potash is then recovered in the solid form by evaporation of the solution to serve again.
Unlike the known distillation process mentioned above, the process of the present invention was able to obtain the following quantities of the same lignite tar (specific weight 0.972):
EMI4.1
<tb> Crude <SEP> oil <SEP> 20 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> red <SEP> products <SEP> 2 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> Coke <SEP> (exempt <SEP> from
<tb> potash) <SEP> 38 <SEP>%
<tb>
<tb> Water <SEP> 2 <SEP>%
<tb>
<tb> Gas <SEP> 38 <SEP>% <SEP>
<tb>
The crude oil thus obtained (specific weight 0.938) was then subjected to an additional distillation which gave the following distillates:
EMI4.2
<tb> FRACTION <SEP> TEMPERATURE <SEP> OF <SEP> FOR <SEP> CENT <SEP> WEIGHT <SEP> CONDITIONS
<tb> DISTILLATION <SEP> SPECIFIC <SEP> PHYSICAL
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯IN <SEP> DEGREES <SEP> to <SEP> 15
<tb>
<tb> 1 <SEP> Up to <SEP> to <SEP> 170 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb> II <SEP> 170 <SEP> to <SEP> 200 <SEP> 38.5 <SEP> 0.9032 <SEP> liquid
<tb>
<tb> III <SEP> 200 <SEP> to <SEP> 250 <SEP> 37.3 <SEP> 0.9441 <SEP> liquid
<tb>
<tb> IV <SEP> 250 <SEP> to <SEP> 280 <SEP> 12.0 <SEP> 0.9459 <SEP> liquid
<tb>
<tb> V <SEP> above <SEP> of <SEP> 280 <SEP> 10.2 <SEP> - <SEP> -
<tb>
EXAMPLE N 2
100 kg of coal tar are mixed with 100 kg. of pot which is heated in a tank to 400, the distillate being collected as usual.
The residue remaining in the tank is subjected to. further treatment at a temperature of 700 to 1000 as in the previous example. The following products are obtained
EMI4.3
<tb> distillate <SEP> liquid <SEP> 45 <SEP>% <SEP>
<tb> coke <SEP> (free <SEP> from
<tb>
<tb> potash) <SEP> 29 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb> gas <SEP> 26 <SEP>%
<tb>
<Desc / Clms Page number 5>
This liquid distillate (with a specific gravity of 0.9892), if subjected to further distillation, produces the following fractions:
EMI5.1
<tb> FRACTION <SEP> TEMPERATURE <SEP> OF <SEP> FOR <SEP> CENT <SEP> WEIGHT <SEP> SPECIFIC
<tb> DISTILLATION
<tb> IN <SEP> DEGREES
<tb>
<tb> 1 <SEP> 50 <SEP> to <SEP> 180 <SEP> 9.5 <SEP> 0.9132
<tb>
<tb> II <SEP> 180 <SEP> to <SEP> 240 <SEP> 58.0 <SEP> 0.9790
<tb>
<tb> III <SEP> 240 <SEP> to <SEP> 275 <SEP> 28.5 <SEP> 0.9985
<tb>
<tb> IV <SEP> 275 <SEP> to <SEP> 400 <SEP> 5.0 <SEP> 1.0693
<tb>
Therefore, by the above distillation process,. a big economic advantage, especially when processing low quality tar, because;
on the one hand ;, the proportion of low boiling temperature distillation fractionations increases considerably, and because, on the other hand, a quality coke is obtained having a very high adsorbing power (for example a titer methylene blue from 20 to 40 according to "Deutsch Arzneibuch", 6th edition, page 133).
The process of this invention can also give good results if, instead of potassium hydroxide, a potassium hydrate or the potassium salts of weak acids, in particular the sulfide, the sulfide, or the sulfide, are mixed with the charcoal-containing liquid. potassium cyanide etc., so as to form a paste. The salts of strong acids can also be advantageously employed which, when heated at high temperature in the presence of charcoal, are converted (reduced ) in salts of weak acids, such as potassium sulphate, which can be converted into sulphide.
Acid activating substances, such as, for example, zinc chloride, phosphoric acid, or acid phosphates, although causing an increase in the formation of distillates. at low boiling temperature, produce activated distillation residues although these have a relatively lower adsorbing capacity than those obtained by means of alkaline activating substances.
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EXAMPLE N 3.
100 kg of coal tar is intimately mixed with 100 kg of finely powdered dry KOH, which is gradually heated to 400 ° C., stirring the mixture by suitable means during the early stages of the distillation. The solid residue obtained is then heated in a separate tank at 10,000 ° C. until complete degassing, then, after having cooled, it is washed with water. The amount of distillates and activated charcoal obtained by this process is practically the same as that obtained from the mixture of potash.
EXAMPLE? 4,
If ZnC12 is used as a mixing substance, the process being carried out under the same conditions as before, about 30% of the tar treated will yield activated carbon, the adsorbent power of which is, however, in this case less than that of carbon. produced by a mixture of alkaline substances.
CLAIMS.
Process for the distillation of crude oils (petroleum) or of tars, obtained from fossil coals and shale, characterized by the following points, taken separately or in combination:
1. The substance to be distilled is mixed, preferably in the hot state, with a solid chemical product capable of activating charcoal, so as to form a consistent paste, the mixture thus formed being distilled at a low temperature. gradually increasing temperature (up to 350 to 400 C.), until a solid distillation residue is obtained.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.