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" Procédé pour la production de carburants ".
La présente invention se rapporte à la produc- tion de carburants et plus particulièrement @@ à la production de carburants gazeux et liquides, y compris des gaz carburants et des carburants pour moteurs, à partir de matières carbonées non volatiles telles que du charbon, du coke, de la tourbe, des sables goudronneux, des schistes huileux, des résidus d'huile lourde et analogues.
On connaît déjà différentes méthodes pour la conversion de matières non volatiles pouvant être carbonisées, telles que le charbon, le coke, les schistes huileux et autres
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""'< substances analogues, en gaz carburants et en produits carbu- rants liquides. Le procédé classique le plus largement répandu dans l'industrie de la fabrication du gaz comprend un traitement de carbonisation ou de cokéfaction de solides pouvant être carbonisés, tels que le charbon, afin de produire du gaz de
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houille en même temps que des hydrocarbures normalement li- quides de valeur et d'autres sous-produits de valeur, suivi d'un traitement de gazéification du coke par l'intermédiaire de vapeur et de gaz oxydants, afin de produire du gaz à l'eau ou du gaz de gazogène.
De la phase de carbonisation résultent normalement des produits combustibles gazeux ou liquides con- sistant principalement en hydrogène et en hydrocarbures d'une valeur B.T.U. (B.T.U. f British Thermal Units) élevée, dont l'importance varie entre 10 et 40 % de la charge, selon la qua- lité de la matière pouvant être carbonisée. Dans tous les cas pratiques, la majeure partie de la charge carbonée est conver- tie en mélanges gazeux contenant'quantitésvariées de C 0 et de H2 , dont la valeur B.T.U. s'élève à environ 300 B.T.U. par pied cube de gaz.
Afin de produire un liquide d'une haute teneur en B.T.U, on a proposé de soumettre les mélanges gazeux contenant du C 0 et du H2, à une réaction de synthèse cataly- tique, en vue de produire à partir de celle-ci, des hydrocar- bures liquides. Le gaz de queue de la synthèse d'hydrocarbures, qui consiste en hydrocarbures normalement gazeux possédant de 1 à 4 atomes de carbone par molécule, du C 0 et du H2 non con- vertis et des éléments inertes tels que du C 02 , peut être utilisé comme gaz carburant ayant une valeur B.T.U. élevée, tandis que des produits liquides de la synthèse représentent une source additionnelle de carburant pour moteurs.
Ce procédé combiné de carbonisation, de gazéi- fication et de synthèse procure une conversion hautement effi- cace et pratiquement complète de la matière carbonée solide en gaz carburant et en carburants pour moteurs d'une valeur B.T.U. élevée, plus particulièrement par suite du fait qu'il est de- venu possible d'obvier aux nombreux inconvénients des opérations à lit fixe périodiques, par l'application de la technique bien connue des fluides solides qui permet une opération continue de certaines ou de toutes les phases de la conversion.
Cependant, même ce procédé de conversion haute- ment perfectionné laisse sans solution un problème de la plus
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haute importance, c'est-à-dire le réglage, avec la rapidité et l'économie nécessaires, du taux de production de carburants par rapport au taux très variable de la consommation de carbu- rants. Ce problème est rendu très compliqué par suite du fait que les fluctuations des taux de consommation de gaz et de car- burant pour moteur ne sont pas du tout parallèles. Le taux de consommation de gaz passe par un maximum et un minimum à dif- férentes heures de la journée; il atteint sa valeur la plus élevée en hiver et sa valeur nettement la plus basse en été.
La consommation de carburant pour moteur, par contre, ne subit pas, en une journée, de fluctuations appréciables pour l'indus- triel, mais atteint nettement sa valeur supérieure en étéx et minimum pendant les mois d'hiver, Jusqu'ici l'industrie de la production du gaz a fait face à ces fluctuations de consomma- tion de gaz, par l'emploi d'équipements de réserve qui peuvent être mis en service et hors service dans un temps relativement court. Cette méthode de réglage de la production nécessite, lorsque le gaz doit répondre à des prescriptions qualitatives déterminées, des appareils de réserve pour toutes les phases de conversion, appareils qui ne sont utilisés qu'à certains moments et qui constituent, de ce fait, une lourde charge pour l'investissement et l'économie de rendement de l'installation.
En outre, la production d'une quantité plus ou moins grande de gaz carburant entraîne uneélévation ou un abaissement parallèle de la production de carburant pour mo- teurs dans des proportions indésirables, étant donné que. les besoins en carburant pour moteurs varieront normalement de manière inverse par rapport à ceux en gaz carburant. Cet état de choses nécessite de grands espaces d'emmagasinement de gaz destinés à agir comme régulateur aux fluctuations de la consom- mation et dont le coût est prohibitif.
La présente invention obvie aux difficultés mentionnées ci-dessus et procure divers avantages complémen- taires. Ces avantages, la nature de l'invention et la manière
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suivant laquelle celle-ci est réalisée, ressortiront de la des- cription ci-dessous et avec référence au dessin annexé qui montre des vues semi-schém atiques d'appareils destinés parti- culièrement à la réalisation de l'invention.
La présente invention a pour objet principal: de prévoir un procédé d'une souplesse améliorée pour la con- version de matières carbonées non volatiles du genre mentionné, en produits combustibles normalement gazeux et liquides.
Un autre but de l'invention consiste dans la conversion de matières carbonées non volatiles en gaz carbu- rants et carburants pour moteurs, suivant un procédé continu, qui peut être appliqué avec une efficacité optimum constante et facilement adapté aux fluctuations des taux de consommation de gaz carburants et de carburants pour moteurs , sans change- ment dans la capacité de l'appareillage de production.
Un autre but de l'invention consiste en un pro- cédé perfectionné du type sp@@eifi qui permet des variations en sens opposés dans la production de gaz carburants et de carburants pour moteurs , sans influence défavorable sur l'ef- ficacité opératoire, l'appareillage de production ou la quali- té des produits.
Encore un autre but de l'invention consiste dans la conversion de matières carbonées non volatiles en gaz carburants et en carburants pour moteurs, par une opération continue combinée de gazéification et de synthèse d'hydrocar- bure, en appliquant la technique des solides fluides et en permettant une adaptation entière et instantanée des taux de production aux taux de consommation de l'un ou l'autre des carburants, sans influencer, de manière défavorable, l'effi- cacité opératoire, l'appareillage de production ou la qualité des produits.
D'autres buts et avantages supplémentaires de la présente invention ressortiront de la description plus
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détaillée qui suit, et des revendications.
On a constaté que ces buts et avantages peuvent être réalisés d'une manière tout à fait générale, en convertis- sant , par un premier procédé de conversion, les matières de base carbonées non volatiles en carburants volatils comprenant des mélanges gazeux qui contiennent du C 0 et,du H2, en sou- mettant le C 0 et le H2 produits à une réaction catalytique de synthèse d'hydrocarbures afin de produire des carburants liqui- des et du gaz de queue carburant destiné à être utilisé comme gaz de ville, et en prévoyant des moyens permettant de remettre le gaz de queue de synthèse dans le cycle de la première opé- ration de.conversion, de telle manière que l'efficacité de l'opération de-combinaison soit améliorée, quant à la conver- sion de la charge de combustible non volatil et produits car- burants gazeux et liquides,
suivant les proportions désirées.
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Conformément à bne forme de réalisation de z " de queue/ ' ' "' " . l'invention, le gaz/de synthèse remis dans le cycle, est uti- lisé comme combustible dans la premLère opération de conversion, afin de fournir au mons une partie de la chaleur requise pour la carbonisation ou pour¯la production de gaz, ou pour les deux, au lieu d'une quantité correspondante de charge de com- bustible non volatil qui, sinon, devrait être brûlée dans ce but.
Une autre forme,de réalisation¯de l'invention comprend le renvoi de gaz de queue de synthèse dans le cycle, à la phase de production de gaz à l'eau.ou de gazogène de la première opération de conversion, afin de modifier, par reformation des hydrocarbures, la teneur en C 0 et H2 du gaz produit et/ou d'enrichir le gaz d'alimentation de synthèse et, de ce fait, le gaz de queue de synthèse utilisé comme gaz de ville avec les hydrocarbures gazeux.
On comprendrafacilement que la quantité de gaz de queue de synthèse renvoyé dans le cycle et utilisé à la phase de conversion, peut être réglée suivant les nécessités du marché en gaz carburant. Lorsque la demande en gaz carburant
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est élevée, la proportion de gaz de queue de synthèse renvoyé dans le cycle sera réduite et vice versa. En même temps, la production de carburant liquide peut être soit maintenue à un taux absolu constant, soit réglée selon les fluctuations de la demande, par un réglage approprié des conditions de synthèse, suivant une manière connue en soi, par exemple par un change- ment de la température de synthèse depuis l'optimum pour la production de liquide, si on désire réduire le débit des pro- duits de synthèse liquides, ou vice versa.
Pendant les pério- des au coursdesquelles on ne désire pas obtenir un rendement en liquides maximum, le fonctionnement de l'installation peut être réglé afin de réduire les frais, par exemple, en utilisant plus longtemps un catalyseur sans réactivation ou remplacement, en réduisant le nombre de phases dans l'opération, si on fait normalement usage de plus d'une de celles-ci, etc.
Si on désire régler les conditions de synthèse de manière à maintenir la conversion de C 0 et H2 peu élevée, par exemple en dessous de 90 % afin de contribuer au réglage de la valeur calorifique et du poids spécifique du gaz de queue, ou de régler la distribu- tion des hydrocarbures synthétisés ou le taux d'élimination de l'oxygène sous forme d' H20 et de CO2, le gaz de queue de synthèse contient normalement de grandes proportions de C 0 et H2 d'une valeur B T U relativement basse;
dans ce cas, il est particulièrement avantageux de remettre dans le cycle une partie du gaz de queue de synthèse, à la phase de production de gaz de la première opération de conversion, grâce à quoi la teneur en gaz hydrocarbures du gaz d'alimentation de synthèse peut être augmentée et le gaz de queue de synthèse mis sur le marché comme gaz carburant peut être enrichi avec des gaz hydrocarbures. Il est évident que ces formes de réalisation et variantes de la présente invention peuvent être combinées de toute manière désirée afin d'adapter les rendements en carbu- rants liquides et gazeux à toutes les fluctuations possibles des exigences quantitatives et qualitatives du marché, dans nécessiter un appareillage auxiliaire ou un espace d'emmagasi-
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nement excessif.
Bien que l'utilisation de gaz de queue de syn- thèse savant la présente/invention, puisse être effectuée, dans certaines limites lors de la fabrication de gaz de synthèse au moyen des techniques à lit ou couche fixe classiques faisant usage de batteries ordinaires à gaz à l'eau ou à gaz de gazo- gène chargées au coke, on a constaté qu'on obtient une souples- se quasi illimitée du procédé et qu'on peut utiliser une quan- tité quelconque, entre 0 et 100 %, du gaz de queue de synthèse dans l'installation à gaz d'alimentation de synthèse, lorsque cette dernière est conduite suivant la technique des solides fluides.
Une telle installation à gaz de synthèse basée sur la technique des fluides, peut, par exemple, comprendre une phase de production de gaz dans laquelle de la matière carbo- née solide fluidifiée finement divisée est soumise à une réac- tion avec de la vapeur, afin de produire du gaz à l'eau, tandis que la chaleur nécessaire à la réaction du gaz à l'eau est fournie sous la forme de chaleur sensible de résidus solides chauds d'une autre phase de combustion fluidifiée ou appareil de chauffage, dans lauelle une partie des solides carbonées est soumise à combustion avec de l'air.
L'agencement d'un appareil de chauffage et d'un générateur de gaz séparés, procure l'avan- tage supplémentaire qu'on peut continuellement remettre dans le cycle le gaz de queue de synthèse, dans toute proportion désirée simultanément ou alternativement comme combustible de remplacement à l'appareil de chauffage, et comme modificateur de gaz au générateur de gaz, augmentant ainsi la souplesse du procédé. On comprendra, cependant, que la présente invention peut être appliquée à tout autre type d'installation de production de gaz de synthèse à lit fluide fixe ou mobile.
Le caractère général et les buts de la présente invention ayant été définis ci-dessus, on en donnera ci-dessous pour une meilleure compréhension, une description plus détail- lée, aveo référence au dessin oi-annexé.
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La fig. 1 est un plan schématique de canalisa- tion montrant, d'une manière générale, un système pouvant convenir pour la mise en pratique du procédé de la présente invention, et @a fig. 2 montre schématiquement un système pouvant convenir pour effectuer une forme de réalisation préfé- rée de la présente invention.
Comme il est montré en détails à la fig. 1, le système représenté schématiquement comprend essentiellement une installation 2 de production de gaz de synthèse destinée la fabrication de gaz de synthèse contenant du C 0 et du H2 , à partir de combustibles non volatils tels que du charbon, du schiste huileux, des résidus d'huile lourde, du coke ou des substances analogues, et une installation 6 pour la production d'hydrocarbures de synthèse pour la conversion catalytique de C 0 et de H2 en carburants synthétiques liquides et gazeux.
Tant l'installation 2 de production de gaz de synthèse que l'installation 6 de production d'hydrocarbure de synthèse peuvent être d'une conception quelconque connue dans la techni- que. Par exemple, l'installation 2 de production de gaz de synthèse peut consister en une phase génératrice de gaz unique pour la conversion de charbon ou de coke, au moyen de vapeur et de gaz oxydants, en gaz à l'eau, ou elle peut comprendre également, outre la phase de production de gaz à l'eau, une phase de carbonisation pour la production de gaz de houille, de produits de carbonisation liquides et de coke.
La chaleur nécessaire à la production de gaz à l'eau ou à la carbonisa- tion, ou aux deux, peut être fournie par la combustion par- tielle de matière carbonée, de manière interrompue ou conti- nue, dans les zones de carbonisation et/ou de production de gaz à l'eau ou dans un appareil de chauffage séparé. Les tem- pératures peuvent varier entre 1000 et 2000 F. pour la car- bonisation, entre 1400 et 2200 F. pour la production de gaz à l'eau et entre 1800 et 2500 F, pour des appareils de chauf- fage séparés, selon le genre de la matière de départ et des
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produits désirés. On peut faire usage, d'une manière connue en soi, de la technique à lit fixe, . lit mobile ou des soli- des fluides.
On peut prévoir des dispositifs destinés à la séparation et au raffinage des produits de carbonisation ga- zeux et liquides. L'installation 6 pour la synthèse des hydro- carbures peut comprendre des dispositifs classiques pour l'épu- ration, plus particulièrement pour la désulfuration du gaz de synthèse, un ou plusieurs appareils de réaction à lit fixe, à lit mobile ou à fluide catalytique et un système de récupé- ration de produits destiné à séparer les produits de synthèse liquides des produits de synthèse gazeux, ainsi que des in- stallations classiques de raffinage de l'huile. Les catalyseurs de synthèse habituels tels que des métaux du groupe des fers, particulièrement du fer ou du cobalt, si on le désire portés par des supports siliceux,
peuvent être utilisés à des tempé- ratures allant d'environ 350 à environ 800 F. et à des pres- sions absolues allant d'environ 1 à environ 50 atm., selon la composition des produits synthétiques désirés. Ces conditions sont bien connues dans la technique et ne font pas partie, comme telles, de la présente invention. L'invention comprend cependant la corrélation appropriée de toutes ces conditions dans la mesure où elles affectent les proportions relatives des produits finaux liquides et gazeux, à la remise dans le cycle de gaz de queue de synthèse à l'installation de produc- tion de gaz de synthèse, comme cela apparattra plus clairement ci-dessous.
En fonctionnement, l'installation 2 de produc- tion de gaz de synthèse qui peut être maintenue sous la même pression que l'installation de production d'hydrocarbures de synthèse, convertit la charge carbonée non volatile fournie comme indiqué en 1, en gaz de synthèse évacué en 3 et, si on le désire, en gaz de houille et en carburants liquides de car- bonisation qui peuvent être raffinés selon toute manière clas- sique, récupérés par les conduites 4 et 5 et mis sur le marché respectivement comme gaz carburant et comme carburants liquides pour moteurs.
Le gaz de synthèse est envoyé à l'installation
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de synthèse d'hydrocarbures et converti, après purification convenable, en produits hydrocarbures liquides et en gaz de queue contenant du C 0 et du H2 non convertis,des gaz hydrocar- bures possédant de 1 à 4 atomes de carbone par molécule et des substances inertes telles que du C 02 et du N2.
La quantité et la composition relatives des produits synthétiques liquides et du gaz de queue de synthèse, peuvent être facilement réglées suivant les demandes du marché, par un choix convenable des conditions de synthèse.
Le tableau ci-dessous compare, par exemple, des conditions opératoires et des résultats types provenant, en faisant usage d'un catalyseur de fer, du réglage ,du rapport de sélectivité des hydrocarbures liquides/gazeux et de la non- saturation des hydrocarbures synthétisés à ébullition infé- rieure.
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Opération <SEP> type <SEP> Haut <SEP> Rend. <SEP> Haut <SEP> Rend.
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Le décalage désiré peut quelquefoisêtre obtenu en changeant seulement quelques unes des variables indiquées ci- dessus.. Une composition exacte du catalyseur peut également
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influencer la distribution et les propriétés des produits, surtout lorsqu'elle est influencée par des promoteurs.
Les carac- téristiques du catalyseur puvent, si on le désire, être modi- fiées sans interrompre le fonctionnement de l'installation, en ajoutant, à volonté, à la zone de réaction, de manière continue ou périodique, des constituants individuels de catalyseur.
Comme cela a été mentionné ci-dessus, les pro- duits synthétiques liquides peuvent être raffinés par tout pro- cédé classique, tel que le cracking thermique et/ou catalytique, l'hydrogénation, la reformation, l'isomérisation, l'alcoylation, la polymérisation, etc. Lorsque la réaction de synthèse est effectuée dans des conditions pouvant conduire à la formation de grandes proportions de composés non saturés, le présent pro- cédé permet la production de carburants anti-coynangs de grande veleurpour les moteurs et l'aviation.
Dans ce but, les produits de carboni sation liquides récupérés dans l'installation de production de gaz de synthèse, peuvent être traités afin de sé- parer la fraction contenant du benzène et d'autres aromatiques convenables entrant en ébullition dans les limites des oarbu- rants pour moteurs et ces aromatiques peuvent alors être al- coylés, en utilisant des composés non saturés de la réaction de synthèse, en présence d'un catalyseur, tel que du chlorure d'aluminium, de l'acide phosphorique ou analogue, d'une manière connue en soi.
Dans ce but, des composés en C3,C4 et C5 non saturés seront normalement nécessaires et l'alcoylation peut être effectuée libre de tous autres produits de synthèse ou en présence de ceux-ci, dans les mêmes limites de température d'ébullition que pour les composés non saturés d'alcoylation.
Le carburant liquide final est envoyé à l'emmagasinement par la conduite 7.
Du gaz de synthèse de queue, possédant la com- position et la valeur B T U appropriées, correspondant aux
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spécifications du marché du gaz carburant, est enlevé par la conduite 8. Une partie correspondant à la demande du marché est dérivée par la conduite 9 et envoyée vers les endroits de Consommation. Du C O2 peut être enlevé en appliquant des procé- dés d'épuration connus, dans la mesure où cela est nécessaire pour satisfaire aux spécifications. A titre de variante, l'en- lèvement partiel de C 02 peut être effectué en lavant le gaz au moyen d'un solvant basique sous pression et en expulsant le C O2 instantanément de la solution, à la pression atmosphé- rique et sans chauffage.
On comprendra également que la compo- sition, la valeur calorifique et le poids spécifique du gaz de queue peuvent, en outre, être réglés en le mélangeant avec une quantité convenable de gaz de synthèse détourné autour de l'appareil de réaction de synthèse. On peut également faire usage d'autres moyens connus pour régler la composition du gaz suivant un ordre et une combinaison voulus quelconques, afin qu'elle corresponde aux spécifications.
Toutgaz combustible produit en excès passe par la conduite de remise en cycle 10 et est ramené à l'installation de production de gaz de synthèse, soit afin de servir de combustible de remplacement pour pour- voir au chauffage de celle-ci, soit pour modifier la composition du gaz de synthèse produit dans la phase génératrice de gaz, ou en vue de ces deux buts, comme indiqué ci-dessus et décrit plus en détail relativement à la fig. 2 du dessin.
Comme le montre la fig. 2, la système représenté dans celle-ci constitue une forme de réalisation préférée de la présente invention avec application de la technique des solides fluides dans l'installation de production de gaz de synthèse qui est représentée à titre d'exemple comme comprenant essen- tiellement un générateur de gaz,202 à solides fluides et un ap- pareil de chauffage à solides fluides 210.
Des apeils auxili- aires classiques, certains facultatifs et certains nécessaires, tels que des appareils de cokéf action ou de carbonisation, des séparateurs de solides des gaz, des préchauffeurs, des disposi-
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tifs d'alimentation et d'évacuation des solides fluidifiés, des vannes, etc., ont été omis dans lex dessin dans un but de brieveté et de simplification, étant donné que ces appareils auxiliaires et leur fonctionnement ne font pas partie de l'in- vention.
Le fonctionnement a lieu de la manière suivante : de la matière carbonée solide finement divisée, telle que du charbon, des schistes huileux, du coke ou une substance analo- gue, dont la grosseur des particules f luidifiables est à peu près uniforme et se trouve entre les limites approximatives de 400 mailles et d'un diamètre de 1/4", est amenée d'une manière connue en soi, par la conduite 201 vers le générateur de gaz 202. S'il est fait usage de coke, celui-ci peut être dérivé d'une phase de carbonisation précédente du même système :
Les solides finement divisés sont maintenus dans le générateur 202 sous la forme d'une masse dense turbulente et en ébullition, fluidifiée au moyen de vapeur amenée à la partie inférieure du générateur 202 par la conduite 203. La quantité de vapeur doit être suffisante pour convertir en gaz à l'eau une partie appré- ciable des constituants carbonés des solides à des températures variant environ entre 1400 et 2000 F. Comme on le remarquera ci-après, au moins une partie appréciable de la chaleur néces- saire à la réaction de gazéification est fournie sous la forme de chaleur sensible des résidus de combustion solides remis en circulation à partir de l'appareil de chauffage 210.
La vitesse superficielle du mélange vapeur-gaz dans le générateur 202 est telle qu'elle entraîne la fluidification désirée dans le géné- rateur 202 et peut généralement varier entre 0,5 et 10 pieds par seconde, selon la grandeur et le poids spécifique des so- lides chargés.
Des résidus de gazéification solides fluidifiés qui peuvent encore contenir environ 0,5 à 5 % de constituants carbonés, sont extraits du générateur 202, en direction vers le bas, dans la conduite 204 qui peut avoir la forme d'une tu-
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bulure à oolonne àé 1>ii,,jàif,cfi,tg/ :J, et suspendue dans de l'air ou un autre gaz oxydant qui s'écoule par la conduite
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205. La suspension pénètre, comme décrit ci-dessous, dans l'appareil de chauffage 210 par la conduite 206 qui peut rece- voir du gaz de queue de synthèse rendsen circulation, à partir de l'installation de synthèse d'hydrocarbures, par la conduite 208. Les solides forment, dans l'appareil de chauffage 210, un lit dense, turbulent et en ébullition fluidifié par de l'air, du gaz de queue de synthèse et du gaz de carneau produits.
La combustion des constituants carbonés des solides, du C 0, H2 et des hydrocarbures gazeux du gaz de queue de synthèse ajoutés par l'intermédiaire de la conduite 208, a lieu à des tempéra- tures pouvant varier entre environ 1800 et 2500 F., selon l'alimentation en oxygène qui peut être réglée suivant les be- soins de chaleur dans le générateur de gaz 202. Du gaz de car- neau est évacué à la partie supérieure par la conduite 212, afin d'être utilisé à toutes fins utiles y compris la récupé- ration de chaleur pour le système. Des résidus de combustion solides fluidifiés sont évacués vers le bas et envoyés, prati- quement à la température de l'appareil de chauffage, par la con- duite 213, vers le générateur de gaz 202, en quantités suffi- santes pour fournir la chaleur nécessaire dans celui-ci.
Des résidus de combustion solides en excès peuvent être évacués par la conduite 214 et abandonnés, après récupération de la cha- leur pour le système. La vitesse de circulation de solides chauds de l'appareil de chauffage 210 vers le générateur 202, dépend évidemment de la différence de température entre l'ap- pareil de chauffage 210 et le générateur 202, mais peut, en général, varier entre 25 livres et 200 livres de solides réu- nis en circulation par livre d'alimentation nouvelle au géné- rateur 202. Si on le désire, de la chaleur additionnelle peut être produite par la combustion partielle dans le générateur 202, de l'oxygène ou de l'air enrichi d'oxygène, amené en même temps que la vapeur.
Du gaz de synthèse brut est pris à la partie supérieure du générateur 202 et envoyé par la conduite 215 vers l'installation 218, de synthèse d'hydrocarbures, afin
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d'être pnrifié et converti en carburant liquide synthétique et en gaz de queue carburant récupérés respectivement par les conduites 219 et 220, d'une manière semblable à celle décrite relativement à l'installation de synthèse 6 de la fig. 1. Le gaz nécessaire au marché est envoyé par la conduite 221, vers les canalisations, tandis que tout gaz de queue en excès est remis dans le cycle vers l'installation de production de gaz de synthèse, par les conduites 222 et 208.
Comme cela ressort du dessin, le gaz de queue à remettre en circulation peut être renvoyé soit à l'appareil de chauffage 210 par les conduites 208 et 206, soit au générateur 202 par les conduites 224 et 203 eu aux deux, Dans le premier cas, le gaz de queue sert de combustible additionnel dans l'appareil de chauffage 210, avec comme résultat que la quantité d'alimentation en solides carbo- nés au générateur 202, peut être réduite dans une proportion correspondante, Dans le second cas, le gaz de queue peut être utilisé pour modifier la composition du gaz de synthèse , en ce qui concerne, sa teneur en 0 O,H2 et/ou en hydrocarbures ga- zeux.
Si on le désire,, les conditions de fonctionnement du gé- nérateur 202 peuvent être réglées de telle manière, par exemple, que, en faisant monter la température dugénérateur au-dessus d'environ 1800 F, une proportion appréciable des hydrocarbures présents dans le gaz de queue est convertie en quantités addi- tionnelles de C 0 et H2 .
On comprendra facilement de ce qui précède que des systèmes fonctionnant conformément à l'invention, possèdent une souplesse pratiquement illimitée quant à la possibilité de réglage, en vue de leur adaptation aux fluctuations quantita- tives et qualitatives des nécessités du marché du gaz.
Ces modi- fications peuvent être effectuées à tout moment avec une effica- cité opératoire constante maximum, par la simple remise en circulation de gaz carburant en excès, sans affecter le débit des carburants liquides pour moteur qui peut être maintenu à toute valeur constante désirée. Si, @@@@ on le désire cependant, la production en carburant liquide peut, de même, être modifiée
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par un réglage approprié des conditions de la synthèse des hydrocarbures sans influencer la quantité de gaz carburant dis- ponible pour le marché. De même, certaines fractions, plus particulièrement celles entrant en ébullition au-dessus des tem- pératures des carburants pour moteurs, peuvent être remises en circulation de la même manière que le gaz de queue, à la phase de production de gaz de synthèse.
De préférence, le système sera conçu de telle manière qu'il existe une marge sûre de gaz car- burant en excès destiné à être remis en circulation, même au moment de la demande la plus grande en gaz carburant. Le fait de procéder de cette manière, n'entraîne pas une perte d'effi- cacité, étant donné que le gaz remis en circulation peut être utilisé à la production de la chaleur nécessaire à l'opération.
Ainsi donc, cette opération peut être effectuée pendant l'été, afin de produire des quantités minima de gaz carburant et une quantité maximum de carburant liquide. Pendant l'hiver, cepen- dant, lorsque la demande en gaz augmente et que la demande en essence diminue, la récupération de gazpeut être augmentée de manière correspondante avec une diminution simultanée de la production du carburant liquide, et cela sans s'écarter des conditions de fonctionnement optima de l'installation pendant toute l'année.
Les exemoles spécifiques ci-dessous sont desti- nés à illustrer l'objet de la présente invention.
Exemple 1.
On dispose d'une installation productrice de gaz de synthèse ayant une capacité de production de 100 millions de pieds cubes par jour de C O + H2. On désire, pendant l'opé- ration d'hiver, fournir aux consommateurs 37 millions de p.c./ jour de gaz fabriqué d'une valeur calorifique de 540 B T U p. cube et d'un poids spécifique de 0,6. En opérant à une tempéra- ture de 550 - 5750 F., avec un catalyseur d'un âge moyen assez élevé, 80 % du C 0 + H2 est converti en hydrocarbures gazeux
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et liquides et en hydrocarbures légèrement exygénés.
Le gaz de queue résultant de l'opération.comprenant les 20 % du H2 +C 0 non converti est épuré -d'environ 10 millions de p.cubes jour de c0g, en rendant ainsi disponible un gaz carburant répondant aux spécifications ci-dessus et ayant une composition de 25% de C O, 31 % de H2, 15 % de N2, 20 % de C H4 et 9 % de gaz hydrocarbures plus élevés. Il n'est pas renvoyé de gaz à la section de production de gaz de synthèse. 2400 bbls. jour de produits liquides ou liquéfiables, dont tous sont ou peuvent être facilement convertis en essence à octane élevé, et 250 bbls/jour d'alcools, etc. sont également récupérés . La consom- mation de charbon totale de l'installation est de 1800 tonnes par jour.
Exemple 2.
L'installation de l'exemple 1 doit fournir pen- dant l'été aux consommateurs seulement 15 millions de p.cub./ jour de gaz industriel. La température de traitement de la réaction de synthèse est augmentée jusqu'à 6000 F et la vitesse¯ de remplacement du catalyseur est augmentée jusqu'à ce que l'age moyen du catalyseur employé soit sensiblement plus bas que celui de l'exemple 1. 95 % du 0 0 + H2 est converti en hydrocarbures gazeux, en hydrocarbures liquides et en composés oxygénés.
3800 bbls/jour d'hydrocarbures liquides ou liquéfiables et 400 bbls/jour d'alcools, etc., semblables à la production li- quide de l'exemple 1, sont récupérés. 15.000 millions de B T U/ jour de gaz de queue sont disponibles, mais seulement 8000 millions B T U/jour sont nécessaires pour la fourniture aux consommateurs après le traitement, pour répondre aux spécifi- cations, Du gaz de queue équivalent à 5000 millions de B T¯U/ jour est, par conséquent, renvoyé à la section de production du gaz de synthèse et la oonsommation totale de l'installation en charbon est réduite à 1600 tonnes par jour.
Bien que la description et les exemples d'opé- rations ci-dessus soient destinées à illustrer des applications et des résultats spécifiques de la présente invention, d'autres
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variantes évidentes aux hommes de métier demeurent dans le domaine de cette invention.
On ne peut imposer à cette inven- tion que les limitations indiquées dans les revendications ci- de-sous
REVENDICATIONS
1.- Le procédé pour la conversion de matières carbonées non volatiles en carburants volatils de valeur, qui est carac- térisé en ce qu'on soumet lesdites matières carbonées à un traitement thermique comprenant une réaction de gazéification avec de la vapeur afin de produire du C 0 et du H2, en ce qu'on soumet lesdits C 0 et H2 à un traitement catalytique afin de produire des hydrocarbures normalement liquides et un gaz carbu- rant, en ce qu'on récupère les hydrocarbures liquides et qu'on renvoie audit traitement thermique, au moins une partie dudit gaz carburant.