BE445339A

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Publication number: BE445339A
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Description


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 procédé d'extraction de gaz carburant pour moteurs. pour   les -mélanges   de gaz carburants pour moteurs (gaz liquéfiée   gasol)   qu'ion emploie en quantités croissantes pour actionner les moteurs et les véhicules, il n'existe pas de normes, valables d'une façon générale, en ce qui concerne 'leurs propriétés physiques et chimiques, mais déjà les. cons- tructeurs de moteurs- posent'souvent certaines conditions pour le gaz carburant pour moteurs. D'antre part, par- suite de l'em- ploi croissant des gaz carburants pour moteurs, il devient né-   cessaire   d'observer- strictement la bonne composition'de ces gaz, leurs limites d'ébullition et d'autres'propriétés importantes pour leur combustion. 

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   Lorsqu'on veut éviter des traitements ultérieurs compli- qués et coûteux des gaz carburants obtenus, on doit, dès leur extraction, tenir compte autant que possible de ce   désideratum.   



   Bien que les gaz carburants pour moteurs constituent, en compa- raison des autres carburants, surtout en comparaison des mélan- ges d'essence, des combustibles relativement peu coûteux, il est de l'intérêt de l'économie générale de ne pas rendre leur fabrication plus coûteuse à mesure qu'augmente leur consomma- tion et malgré l'amélioration de leur qualité, mais d'essayer même de la rendre la plus économique possible. 



   On connaît différents procédés de séparation   â'hydro-   carbures, à deux ou plusieurs atomes de carbone, englobés par exemple sous le nom de "gasol" et obtenus à partir au gaz de distillation sèche, de gaz naturel ou des gaz résiduels de la synthèse de l'essence; ils exigent,presque sans exception, l'em- ploi d'installations frigorifiques spéciales, par exemple d'ins- tallations à l'ammoniac pour pourvoir atteindre les températu- res basses nécessaires pour la séparation. Ces installations frigorifiques constituent un facteur important des frais de fabrication et de ceux d'investissement. 



   La présente invention simplifie beaucoup et rend bien moins coûteuse la séparation des gaz carburants du gaz brut, qu'on a à sa disposition et qui contient le plus souvent de l'hydrogène et de l'azote, tout en permettant l'obtention de fractions nettement tranchées les unes par rapport aux autres et sans qu'en principe, des installations frigorifiques supplé-   .mentaires   soient nécessaires, de sorte que les   exigences'men-   tionnées plus haut peuvent être satisfaites dans une large me-   s ure.   , 
L'invention consiste en ce que les fractions à séparer du gaz brut sont séparées d'abord toutes ensemble à l'état li- quide par un refroidissement à basse température sous une pres- sion convenable.

   Après qu'a eu lieu la séparation,   prihcipale-   ment de l'hdyrogène, de l'azote et du   méthane,'   qui seraient 

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 fort gênants à la' rectification suivante, la division des hydro- carbures en fractions nettement séparées a lieu beaucoup plus simplement que jusqu'à présent. Conformément à l'invention, le froid nécessaire pour compenser les pertes de froid est engen- dré en partie par la détente du gaz résiduel et, en partie, par la détente de la partie-liquéfiée.

   Lorsqu'on considère que la proportion du gaz résiduel n'est, pour la plupart des gaz entrart en ligne de compte, que de l'ordre de grandeur de 40% du gaz brut, et que cependant il est possible, conformément à l'inven- tion, de compenser d'une façon continue par leur-détente, une partie considérable despertes de froid, sans installations fri- gorifiques supplémentaires, on comprend immédiatement que l'in- vention assure également un avantage considérable en ce qui concerne la dépense d'énergie. 



   Comme la rectification subséquente des hydrocarbures doit avoir lieu sous pression, il est bien nécessaire, après l'éva- poration et le chauffage, de comprimer de nouveau la partie li- quéfiée à la pression à laquelle aura lieu la séparation, mais le travail à fournir ici n'est pas seulement moins important que le travail de compression de l'ammoniac dans les autres ins-   tallations;   car l'ensemble du travail est aussi beaucoup plus simple. Lorsque, comme cela est nécessaire pour obtenir un bon rendement frigorifiques avec une pression initiale relativement faible, principalement lorsque la teneur en hydrogène est éle- vée, la détente du gaz'résiduel a lieu avec production de tra- vail externe, par exemple, dans une machine à expansion, l'é-   nergie   ainsi récupérée contribue à abaisser les frais de fabri- cation. 



   Le procédé suivant l'invention sera décrit, dans ce qui suit, dans ses rapports avec le dessin annexé représentant à titre d'exemple, un mode d'exécution de l'invention. 



   On comprime le gaz brut, par exemple un gaz résiduel de synthèse d'une teneur de 75 à 80% en hydrocarbures, en majeure 

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 partie saturés, et environ 15% en hydrogène, dans un compres- seur K1 par exemple à 20 atmosphères et, après abduction, dans le réfrigérant K3, de la chaleur produite par la compression, on le conduit par le tuyau 5 à l'appareil à contre-courant 1 et on le refroidit à une température égale ou inférieure à   -150 .   On liquéfie ainsi presque la totalité des hydrocarbures à deux ou plusieurs atomes de carbone et on les sépare du gaz résiduel dans le séparateur 2.

   On dépend à peu près à la pres- sion atmosphérique le gaz résiduel (par exemple l'hydrogène,, l'azote, l'oxyde de carbone et le méthane),de préférence dans une machine à détente E ou dans une turbine à détente, qui peut céder le travail récupéré, par exemple à l'installation des compresseurs. Le gaz résiduel détendu quitte l'installation par le tuyau 8 après qu'il a cédé, dans l'appareil à contre- courant 1, son froid au gaz brut entrant. Pour réaliser des conditions favorables de température, on a avantage à chauffer un peu dans l'appareil à contre-courant 1, avant son entrée dans la machine à détente, le gaz résiduel sortant du sépa-   rateur   2 par le tuyau 7.

   On détend à peu près à la pression atmosphérique au moye de la soupape régulatrice 9, le liquide, obtenu dans le séparateur 2, qui contient presque tous les hy- drocarbures, on l'évapore dans l'appareil à contre-courant 1, également par échange de chaleur avec le gaz brut entrant, et on le chauffe à peu près à la température ambiante, pour le condenser ensuite, dans le compresseur K2, à une pression de 25 à 30 atmosphères environ, à laquelle a lieu la séparation. 



  Après ce compresseur K2 se trouve le réfrigérant K4 destiné à dissiper la chaleur engendrée par la compression. Le gaz con- densé passe ensuite par la tuyauterie 10 dans la colonne de rectification 3 où le fractionnement a lieu, suivant l'inven - tion, à une température égale ou supérieure à + 20  environ. 



  Les hydrocarbures à un ou deux atomes de carbone (fraction d'é- 

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 thane) sont éliminés dans cette   colonne et   peuvent être soutirés à la tête de la colonne, tandis que les hydrocarbures à trois atomes ou un plus grand nombre d'atomes de carbone sont amenés du bas de la colonne 3, par le tuyau 11, à la colonne de rec- tification 4 qu'on fait fonctionner par exemple sous une pres- sion   de'15   atmosphères environ et à la même température. On sou- tire ensuite de cette colonne les gaz carburants pour moteurs à trois atomes de carbone (fraction de propane), et ceux à quatre atomes de carbone (fraction de butane). 



   Comme le gaz conduit par la tuyauterie 10-aux appareils de rectification'est pratiquement exempt,- d'hydrogène, d'azote et d'oxyde de carbone, on peut, dans les conditions de travail relativement simples décrites, exécuter la rectification avec plus de succès, et avec une séparation plus tranchée d'une frac- tion de l'autre dans les colonnes 3 et 4 qu'il ne serait possi- ble de le faire même dans des colonnes'refroidies à l'ammoniac, en travaillant des mélanges moins purs   de' gaz.   



   On peut aussi étendre'le procédé suivant   1,'invention   à l'extraction ,des hydrocarbures à deux atomes de carbone, en ' traitant à la façon connue, pour produire du méthane, de l'étha- ne et de l'éthylène le mélange d'hydrocarbures à un et deux ato- mes de carbone qui sort de la tête de la colonne 3. Dans les ap-      pareils de rectification nécessaires à cet effet-, destempératu- res plus basses sont toutefois indispensables alors, ce qui exi- ge une installation réfrigérante supplémentaire. On peut, de cet- te façon appliquer éventuellement   ce procédé   à l'obtention des hy- drocarbures à deux atomes de carboné seulement.

Claims

R e v e n d i c a ti o n s.

1.- Procédé d'extraction de gaz carburants pour moteurs àpaptir des gaz résiduels de la synthèse de l'essence, à partir du gaz de la distillation sèche du lignite, ou à partir de mélanges de <Desc/Clms Page number 6> gaz bruts analogues contenant des hydrocarbures à deux ou plu- sieurs atomes de carbone en quantité suffisante, par refroidis- sement du gaz brut à basse température, par liquéfaction par- tielle du gaz brut suivie de la rectification du produit de condensation, mais sans emploi d'un circuit réfrigérant sup- plémentaire, caractérisé en ce que la condensation des hydro- carbures à deux ou plusieurs atomes de carbone a lieu à l'aide du froid engendré par l'évaporation du produit de condensation qui est obtenu à pattir du gaz brut et qui est envoyé directe- ment à l'encontre de ce gaz,

de manière à produire un échange de chaleur direct à la façon connue et en ce que les pertes supplémentaires de froid sont compensées dans la même zone de température par la détente, avec production de travail; du gaz résiduel non liquéfié.

2.- procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe, par échange de chaleur avec le gaz brut entrant, la partie non liquéfiée avant qu'elle se ,détende à la façon con- nue en produisant du travail.

3.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la séparation de la partie liquéfiée et évaporée à nouveau a lieu, dans deux colonnes de rectification, en trois fractions contenant, comme constituants principaux, un à deux, ou trois ou bien encore quatre atomes de carbone.

4. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange de gaz s'échappant à la tête de la colonne (3)est décomposé, à la fagon connue, en deux ouplusieurs fractions.