BE488406A

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Publication number: BE488406A
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Description


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  Procédé et appareil pour le traitement thermique d'hydro- carbures. 



   Cette invention concerne le traitement thermique des hydrocarbures. 



   Plus particulièrement, l'invention concerne un procé- dé et un appareil pour le traitement thermique en phase vapeur à des températures relativement élevées,   c'est-à-dire   à des températures auxquelles la formation de carbone doit vrai- semblablement se produire, d'une charge d'hydrocarbure li-    quide.   

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   11 est connu dans le traitement thermique d'huiles hydrocarbonées de passer une huile en sa phase vapeur simul- tanément à travers un certain nombre de chambres de réaction qui sont chauffées à la température désirée dans un four commun. dans de tels cas, la pratique habituelle est d'avoir un seul vaporiseur alimentant toutes les chambres de réaction au moyen d'un   al ime nte ur   de tête commun. 



   Dans le procédé, conforme à l'invention présente, pour le traitement thermique en phase vapeur à des tempéra- tures relativement élevées d'une charge d'hydrocarbure liqui- de, la charge liquide est amenée d'une source commune par des tuyaux d'alimentation séparés à un certain nombre de vapori- seurs dans lesquels la vaporisation est effectuée et de là, sous forme de vapeur, par des tuyaux d'alimentation séparés, à un certain nombre de chambres de réaction chauffées à la température requise pour le traitement thermique dans un four commun, de sorte qu'il y a une conduite d'alimentation séparée de la source commune directement vers chaque chambre de réaction, l'alimentation de chaque chambre de réaction étant contrôlée en un point entre la source commune et le vaporiseur correspondant. 



   Les produits de chaque chambre de réaction sont de préférence refroidis immédiatement à la sortie de la chambre de réaction et passent dans une conduite de sortie alimentant un collecteur conduisant à une cuve à goudron. (ou pot à brai). 



   Dans le procédé de l'invention l'alimentation de chaque chambre de réaction est contrôlée en un point froid où la charge est encore liquide. On obtient de cette façon un contrôle plus uniforme et plus exact de l'alimentation de chaque chambre de réaction et par conséquent de la réaction dans chaque chambre que dans les procédés classiques. Une 

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 formation excessive de carbone dans chacune des chambres de réaction peut donc être plus facilement évitée que dans les procédés habituels. 



   L'alimentation de chaque chambre de réaction dans le procédé de l'invention peut être contrôlée de façon à main- tenir des conditions de température essentiellement stable dans la chambre de réaction. Ainsi, si la température dans l'une des chambres de réaction augmente au delà d'un certain   point,l'alimentation   de cette chambre peut être augmentée de façon à provoquer un abaissement de la température. L'action inverse peut être exercée si la température devient trop faible. 



   L'appareil en conformité avec l'invention pour le frai tement thermique en phase vapeur à des températures relative- ment élevées d'une charge d'hydrocarbure liquide comporte un réservoir à liquide., un certain nombre de vaporiseurs et un nombre correspondant de chambres de réaction sont montés dans un four commun, une conduite d'alimentation séparée étant prévue du réservoir à liquide vers chaque vaporiseur et une conduite d'alimentation séparée prévue entre chacun des vapo- riseurs et la chambre de réaction correspondante et une vanne ou un moyen analogue de contrôle étant montée dans chacune des conduites d'alimentation entre le réservoir à liquide et les vaporiseurs de telle façon que l'alimentation de chaque chambre de réaction puisse être   contrôlée   séparément. 



   Les vaporiseurs de   l'appareil   de l'invention sont de préférence installés dans une seule unité de chauffage. 



   D'autres caractéristiques du procédé et de l'appareil de l'invention sont mis en évidence dans la description plus détaillée de la manière dont l'invention peut être réalisée laquelle sera donnée ci-dessous avec référence aux dessins annexés dans lesquels : 

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La figure 1 donne une vue en élévation schématique de l'appareil suivant l'invention 
La figure 2 donne une vue en coupe dans le four de réaction constituant une partie de l'appareil. 



   En se référant aux dessins, on réservoir à liquide 10 ayant la forme d'une conduite laquelle est alimentée par la charge d' hydrocarbure liquide sous pression est relié par les conduites d'alimentation 11 aux vaporiseurs 12, les- quels à gaur tour sont reliés par les conduites d'alimenta- tion 13 aux chambres de réaction 14.   Les   chambres de réac- tion 14 sont montées dans un four commun 15 chauffé par des brûleurs à huile ou à gaz 16 et les vaporiseurs 12 sont ins- tallés dans une seule unité de chauffage 17   laquelle   est chauf fée par les gaz brûlés sortant du four 15 et passant dans l'unité 17 par les conduites 18 et 19 et au-dessus du mur chicane 20. Les gaz perdus passent ensuite par les conduites 21 et 22 dans la cheminée principale.

   Chacune des chambres de réaction 14 possède une conduite de sortie 23 qui alimente un collecteur commun 24 conduisant vers une cuve à brai (non Indiquée) d'où les gaz produits passent dans les refroi- disseurs (non indiqués). Des dispositifs de refroidissement 25 pour les produits des chambres de réaction 14 sont dispo- sés   à la   sortie des chambres de réaction. 



   Chacune des conduites d'alimentation 11 est   pournue   d'une vanne 26, d'un indicateur de débit 27, d'une seconde vanne 28 et d'un manomètre 29. Chaque conduite d'alimentation 11 est aussi pourvue d'une conduite d'adduction 30 par la- quelle de la vapeur et de l'air peuvent âtre introduits dans celle-là par les conduites 40 et 41 respectivement, et d'une adduction 31 par laquelle de l'eau peut être introduite. 



  Les conduites 40 et 41 dont pourvues de débitmètres 42, 43. 



   Les conduites de sortie 23 des chambres de réaction sont pourvues de vannes 32 et les conduites de dégagement 33 

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 qui,par les vannes 34, alimentent un second collecteur 35, sont reliées à une cheminée 36. 



   Une chaudière à chaleurs perdues 37 peut être ins- tallée sous les vaporiseurs 12 pour absorber encore la chaleur des gaz envoyés à la cheminée principale. 



   Les chambres de réaction 14 sont fixées à leur extrémité inférieure et sont libres de se dilater à leur ex- trémité supérieure. Ses dispositifs mesureurs de la dilata- tion 38 peuvent être installés aux extrémités supérieures des chambres de réaction 14 et utilisés pour indiquer les conditions de température à l'intérieur des chambres de réac- tion. Les indications données par les cadrans 39 des indi- cateurs 38 peuvent être transmises en un point voisin des vannes 26, par exemple au moyen de connexions par fils de   Bowden.   Ou biens- des pyromètres peuvent être disposés en un certain nombre de points à l'intérieur des chambres de réaction et reliés à des indicateurs disposés à proximité des vannes de contrôle 26. 



   Les conduites d'alimentation 13 passent dans les chambres de réaction 14 par les raccords 44, 45 le long de chaque côté du sommet du four 15. 



   Bien que les dessins annexés montrent des chambres de réaction droites tubulaires, celles-ci peuvent être sous forme de serpentins ou de toute section convenable. 



   Dans l'opération, des courants séparés de charge liquide sont amenés de la conduite   10   par les conduites d'alimentation 11 aux vaporiseurs 12 dans lesquels la vapo- risation et, si c'est nécessaire, un surchauffage sont pro- duits. Les vapeurs produites sont ensuite passées en des courants séparés par les conduites d'alimentation 13 dans les chambres de réaction 14 qui sont chauffées à la température désirée dans le four 15. Les produits quittant les chambres 

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 de réaction sont refroidis par les dispositifs 25 et ensuite amenés par les conduites de sortie 23 dans le collecteur commun 24 et de là dans le pot à brai et les refroidisseurs. 



   Le contrôle de l'alimentation de chaque chambre de réaction 14 est effectué par la vanne correspondante 26, l'importance de l'alimentation dans chaque chambre de réac- tion étant indiquée par le débitmètre 27. L'alimentation des chambres de réaction sera normalement maintenue constante mais peut être contrôlée pour maintenir des conditions de température stable dans les chambres de réaction si celle-ci montrait des signes de diminution ou de hausse au-delà des limites désirées. 



   Les manomètres 29 donneront aussi une indication des conditions régnant dans les chambres de réaction et si la résistance dans l'une des chambres devenait excessive indi- quant que cette dernière est obstruée par le carbone, elle pourrait être retirée du circuit par fermeture des vannes 26 et 32 et l'on peut, au lieu de la charge, introduire de l'eau par la conduite correspondante 31 dans la conduite d'alimentation 11 afin d'éviter la surchauffe de la chambre bouchée et les autres chambres de réaction peuvent continuer à fonctionner pour le traitement thermique de la charge d'hydrocarbure.

   Au lieu d'introduire de l'eau dans une cham- bre obstruée, on peut injecter de l'air et de la tapeur dans sa conduite d'alimentation 11 par.   3a conduite,   correspondante 3o pour brûler le carbone dans cette chambre particulière, tandis que les autres chambres continuent à fonctionner nor- malement. Lorsque soit de l'eau soit de la vapeur et de l'air sont introduits dans l'une des chambres de réaction, les produits de cette chambre sont éliminés par la conduite 34 dans le second collecteur 35 et la cheminée 36. La conduite 40 peut être reliée à une source de gaz inerte au lieu de 

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 vapeur, de façon qu'un mélange d'air et de gaz inerte, ce dernier agissant comme diluant, peut être introduit par les conduites 30 dans les chambres de réaction 14 pour l'enlève- ment par combustion du dépôt de carbone. 



   Lorsque toutes ou la majorité des chambres de réac- tion montrent des signes de résistance excessive ,1'opération peut être arrêtée et les mesures sont prises pour brûler le carbone par   Injection   d'air mélangé à de la vapeur ou un   gaz   inerte dans les chambres de réaction. Ici de nouveau, le collecteur 35 et la cheminée 36 sont utilisés pour éliminer les produits. 



   On constatera que, en utilisant l'appareil décrit ci-dessus, on peut maintenir un contrôle précis de l'alimenta- tion de chaque chambre de réaction et en outre, que dans le cas ou une ou plusieurs des chambres sont mises hors service, l'installation entière ne doit pas nécessairement être ar-   rêtée.   



   Le procédé et l'appareil de l'invention peuvent être utilisés avantageusement pour le traitement thermique en phase vapeur à des températures supérieures à 500 C. d'hydro- carbures liquides. Ainsi, le procédé et l'appareillage peu- vent être utilisés pour la production d'hydrocarbures aroma- tiques et de gaz renfermant des oléfines en partant d'huiles hydrocarbonées minérales et d'autres hydrocarbures liquides bouillant de 50 à   400 C   par le traitement thermique en phase vapeur à des températures entre 500 et 800 C de telles huiles hydrocarbonées.

   De tels procédés sont décrits dans les brevets anglais 552.216,   574.973,   575.766 et   575.771   et dans la demande de brevet belge déposée par la demanderesse le 9 avril   1949   sous le numéro   380.05   Lorsque utilisés dans ce but, le procédé et l'appareillage de l'invention peuvent pren- dre les caractéristiques décrites et revendiquées dans la demande de brevet déposée en   Angleterre   le 12 avril   1948   sous. 

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   Ainsi, dans l'appareil décrit ci-dessus, chaque chambre de réaction peut être constituée d'une première par- tie avec un rapport surface/volume relativement grand et une partie suivante avec un rapport surface/volume relativement petit et des dispositifs peuvent être prévus pour l'introduc- tion d'une couche refroidissante de gaz entre les deux extré- mités. du four à ce -niveau où les portions initiales des chambres de réaction rejoignent les portions suivantes. 



   REVENDICATIONS. 



   1.- Procédé pour le traitement thermique en phase vapeur à des températures relativement élevées d'une charge d'hydrocarbure liqude ,dans lequel la charge de liquide est amenée   d' une   source commune par des conduites d'alimentation séparées à un certain nombre de vaporiseurs dans lesquels se produit la vaporisation et de là, sous forme vapeur, par des conduites séparées à un certain nombre de chambres de réaction chauffées à la température requise pour le traite-   ment:thermique   dans un four commun, de façon qu'il y ait une conduite d'alimentation séparée de la source commune directe- ment vers chaque chambre de réaction, l'alimentation de chaque chambre étant contrôlée en un point entre la source commune et le vaporiseur correspondant.

Claims

2.- Procédé suivant la revendication 1, dans lequel l'alimentation dans chaque chambre de réaction est contrôlée pour maintenir des conditions de température essentiellement stable dans cette chambre.

3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, dans lequel les produits de chaque chambre de réaction sont refroi- dis séparément et ensuite envoyés dans un collecteur commun.

4. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, dans lequel tous les vaporiseurs sont chauffés à la température <Desc/Clms Page number 9> requise dans une unité commune de chauffage.

5.- Appareil "pour le traitement thermique en phase vapeur à des températures relativement élevées d'une charge d'hydrocarbure liquide, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir à liquide, un nombre de vaporiseurs et un nombre correspondant de chambres de réaction, lesquelles chambres son montées dans un four commun, une conduite d'alimentation sé- parée étant prévue du réservoir à liquide vers chaque vapori- seur et une conduite d'alimentation séparée étant prévue en- tre chaque vaporiseur et la chambre de réaction correspondante; et une vanne ou un moyen de contrôle analogue étant monté dans chacune des conduites d'alimentation entre le réservoir à liquide et les vaporiseurs grâce à quoi l'alimentation dans chaque chambre de réaction peut être séparément contrô- lée .

6.- Appareil suivant la revendication 5,dans lequel tous les vaporiseurs sont montés dans une unité de chauffage commune.

7.- Appareil suivant les revendications 5 et 6,dans lequel les chambres de réaction sont constituées de tubes droits chacun d'eux étant libre de se dilater à une extrémité et étant pourvu de dispositifs pour indiquer sa dilatation.

8.- Appareil suivant les revendications 5 à 7,dans lequel un débitmètre de liquide est disposé dans chacune des conduites d'alimentation entre le réservoir à liquide et les vaporiseurs.

9. - Appareil suivant les revendications 5 à 8, dans lequel une conduite de sortie est disposée entre chaque cham- bre de réaction et un collecteur commun.

10. - Appareil suivant les revendications 5 à 9, dans lequel des moyens de refroidissement sont disposés à la sortie <Desc/Clms Page number 10> de chaque chambre de réaction pour le refroidissement des prc- duits quand ils quittent la chambre. il*- Appareil suivant les revendications 5 à 10, dans lequel chacune des conduites d'alimentation entre le réservoir à liquide et les vaporiseurs est reliée à des sour- ces d'air et de vapeur ou de gaz inerte et la conduite de sortie de chaque chambre de réaction a.

un raccordement en by-pass à une cheminée ou un autre moyen d'aspiration, et des vannes sont disposées par lesquelles l'alimentation de la charge vers chaque chambre de réaction peut être coupée et une alimentation d'air mélangé à de la vapeur ou à un gaz inerte peut être introduite à la place par le vaporiseur cor- respondant dans la chambre de réaction et de là à la cheminée ou autre moyen d'aspiration.

12.- Appareil suivant les revendications 5 à 10, dans lequel chacune des conduites d'alimentation entre le réservoir à liquide et les vaporiseurs est reliée à une source d'eau et la conduite de sortie de chaque chambre de réaction possède un raccordement en by-pass conduisant à une cheminée ou autre moyen d'aspiration, et des vannes sont disposées par lesquelles l'alimentation de la charge vers chacune des chambres de réaction peut être coupée et une alimentation d'eau introduite à la place dans le vaporiseur correspondant et de là par la chambre de réaction à la chemi- née ou autre moyen d'aspiration.

13. - Appareil suivant la revendication 11, dans le- quel chacune des conduites d'alimentation entre le réservoir à liquide et le vaporiseur est reliée en outre à une source d'eau de sorte que lorsque l'alimentation de la charge vers l'une des chambres de réaction est coupée une alimentation d'eau peut être introduite à la place dans le vaporiseur correspondant et de là par la chambre de réaction à la chemi- née ou autre moyen d'aspiration. <Desc/Clms Page number 11>

14.- accédé pour le traitement thermique en phase vapeur à des températures relativement élevées d'une charge d'hydrocarbure liquide, en substance comme décrit ci-dessus.

15.- Appareil pour le traitement thermique en phase vapeur à des températures relativement élevées d'une charge d' hydrocarbure liquide, comme décrit et comme montré en substance dans les dessins annexés.