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Procédé et appareils pour la fabrication de gaz de pétrole.
La présente invention est relative à un nouveau procédé de fabrication du gaz de pétrole ou gaz d'huile, et vise plus particulièrement un procédé perfectionné de fabrication de gaz de pétrole par pyrolyse d'huiles de pétrole avec régénération de chaleur.
Le gaz de pétrole ou gaz d'huile a été fabriqué depuis de nombreuses années par des procédés au cours desquels l'huile de pétrole est vaporisée et pyrolysée,
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en présence d'un diluant gazeux tel que la vapeur d'eau, dans des zônes à accumulation de chaleur* On commence par chauffer une ou plusieurs zones en faisant brûler un combustible dont on fait passer les produits de combustion chauds à travers la ou les zones, puis, lorsque celles-ci sont suffisamment chauffées, on vaporise de l'huile, que l'on pyrolyse en présence d'un diluant gazeux pour la con- vertir en gaz fixes grâce à la chaleur accumulée dans la zône. A la fin d'une opération de gazéification, on chauffe de nouveau la zone, et l'on effectue une nouvelle gazéi- fication, et ainsi de suite.
Ce mode de chauffage peut être appelé "chauffage cyclique" pour le distinguer par exemple de la vaporisation d'huile dans une cornue dans laquelle on fournit- de la chaleur de façon continue à l'huile direc- tement à partir d'une source de chaleur. Pour être correc- tement pyrolysée, l'huile vaporisée ne doit pas seulement craquer en fragments moléculaires, mais les produits de craquage doivent être maintenus dans une zone chauffée pendant un temps suffisant pour que la phase gazeuse atteigne un é- tat d'équilibre, les fragments moléculaires, fortement réac- tifs, se transformant en constituants gazeux à molécule stable.
Pour assurer cette transformation, on souffle l'huile vaporisée craquée, depuis la zona initiale de va- porisation et de craquage, dont la température est rela- tivement élevée, à travers un circuit à accumulation de chaleur, dite "zone de fixation"* La température dans cette zône de fixation doit être réglée de telle sorte que sa valeur moyenne soit relativement basse par comparaison avec colle de la zône de combustion-vaporisation dans la- quelle ont lieu la vaporisation et le craquage initial de l'huile, la température maximum régnant près de la zone de combustion-vaporisation et décroissant progressivement vers l'extrémité de sortie* Au moment où les vapeurs ont
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atteint l'extrémité de sortie ou aval relativement plus froide, de la zone,
le gaz a été fixé et peut alors être refroidi, avec élimination des constituants condensables.
C'est ainsi que dans le procédé industriel actuel, on prévoit une zône de combustion-vaporisation, qui est sou- vent constituée simplement par la cellule gaz ogène-c arbura- trice d'une installation de production de gaz à l'eau car- buré: et d'autre part un circuit d'accumulation de chaleur, souvent constitué par le "Surchauffeur" de l'installation de production de gaz à l'eau carburée.
La zone de combustion- vaporisction n'est pas autre chose qu'une chambre ménageant un espace entouré par des parois résistant aux hautes tem- pératures en matière conductrice de chaleur, chambre dans laquelle on injecte, dans le rapport correct pour en permet- tre la combustion, un combustible tel que du goudron, du gaz ou de l'huile, et d'autre part de l'air, et où l'on fait brûler ce mélange.
Les produits do combustion à haute température échauffent les parois de la chambre, et sont entraînés à travers le "surchauffeur" dans lequel la chaleur est emmagasinée dans un empilage en matière céramique, d'où ils sont évacués vers la cheminée* Cette phase de l'opéra- tion est dite "soufflage". ensuite l'huile, en général avec un peu de vapeur d'eau, est admise dans la zone de combus- tion-vaporisation où l'huile est vaporisée et craquée, et le mélange balaie l'empilage chaud où il se fixe à l'état de gaz permanent, et de là passe au laveur. Ce stade de l'opération est appelé "gazéification" . Ces stades sont répétés de façon continue aussi longtemps qu'il le faut pour les besoins de la production de gaz.
En général, l'ap- pareil est purgé avec de:.l'air ou de la vapeur d'eau entre le "soufflage" et la "gazéification", ou entre la "gazéifi- cation et le "soufflage", ou à la fois à ces deux moments;' pour en éliminer les produits indésirables, ou récupérer les gaz restant dans l'installation et empêcher l'accumula-
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tion de mélanges explosifs, Il existe de nombreuses variantes au procédé industriel esquissé ci-dessus, mais toutes reposent sur la mène suite d'opérations.
Le mode opératoire ci-dessus décrit impose certaines limitations dont la gravité devient de plus en plus grande. Ainsi qu'on l'a déjà signalé, les conditions optima dans l'installation sont celles pour laquelle la zone de combustion-vaporisation est à température rela- tivement élevée, et est suivie par une zône de fixation à température moyenne relativement basse par rapport à celle de la première zone, et dans laquelle la tempéra- ture diminue progressivement vers l'extrémité aval, Ces conditions ne sont que difficilement remplies dans les procédés actuels car la température en tout point de l'ins- tallation dépend surtout de la combustion de l'huile au cours du "soufflage";
or une vitesse de combustion réglée pour assurer une température relativement élevée dans la zone de combustion-vaporisation entraine de même une température indésirablement élevée dans le trajet qui la suit. En d'autres termes, le niveau supérieur de tempé- rature dans la zone de combustion-vaporisation est limité afin d'assurer dans la zone de fixation les conditions de température voulues.
Il s'ensuit d'une part que la tempé- rature ne peut être maintenue dans la zone de combustion- vaporisation à un niveau aussi élevé qu'il serait dési- rable, et d'autre part que la température de la zone de fixation ne peut pas être maintenue à un niveau aussi bas qu'il serait désirable, et qu'il est ainsi impossible de réaliser économiquement, dans le procédé actuel, un gra- dient de température relativement important entre la zone de combustion-vaporisation et l'extrémité aval, de la zone de fixation, ce qui correspondrait aux conditions optima.
Cet état de choses est encore aggravé du fait que la vapeur d'eau admise dans la zone de combustion-vapori-
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sation an cours de l'opération ou du stade de gazéifi- cation exerce un effet de refroidissement sur la partie de l'appareillage où on cherche à réaliser la tempé- rature la plus élevée possible*
De plus* les procédés industriels actuels ne peuvent utiliser avec succès dans l'opération de gazéifi- cation que des huiles à faible teneur en carbone rési- duels Par exemple, des huiles contenant plus de 6 à 7 % de carbone libre déterminée par l'essai Conradson décrit plus loin,
ne peuvent pas être utilisés de façon satis- faisante dans le stade de gazéification parce que le car- bone qui se dépose sur les empilages dans la partie de la zone de fixation qui avoisine la zone de combustion-vapo- risation, finit par obstruer le système* Il est par suite nécessaire de n'utiliser que des huiles à bas carbone résiduel, relativement couteuses par rapport aux huiles, plus abondantes, contenant une forte teneur en carbone Conradson, ou huiles à fort résidu Il devient donc de plus en plus intéressant de mettre au point un procédé de fabrication de gaz de pétrole qui permettrait d'uti- liser une huile de gazéification à fort carbone, depuis l'invention et l'exploitation de plus en plus généralisée des méthodes de craquage catalytiques et thermiques dans l'industrie du raffinage du pétrole,
qui produisent des huiles résiduelles plus fortement craquées conduisant elles mêmes à des proportions de carbone plus élevées lors de leur gazéification. L'économie de l'industrie de la gazéification exige la possibilité d'utilisation satis- faisante des huiles résiduelles les moins chères que puisse fournir l'industrie pétrolière.
De plus, mène le carbone qui se dépose sur les empilages lors des opéra- tions de production de gaz de pétrole actuelles représente une perte, puisqu'il ne peut être utilisé dans l'installa- tion, et doit être évacué périodiquement par nettoyage
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ou soufflage intermittent de vapeur ou d'air*
Bien entendu, tous les inconvénients ci-dessus s'ajoutent pour limiter sérieusement les possibilités de débit des appareils au cours de l'opération de gazéifica- tion- n effet, comme d'une part la température de la zone de combustion-vaporisation ne peut être maintenue à la valeur élevée voulue, le rendement de la combustion du combustible au cours de l'opération de soufflage est moins bon :
d'autre part, comme les températures dans la zone de fixation ne peuvent être maintenues à une valeur aussi basse qu'on le voudrait, le reniement de la gazéifi- cation au cours de l'opération de gazéification est diminué par suite d'un craquage trop poussé. En outre, comme le dépôt de carbone est évacué au cours de périodes de "soufflage" exagéreront prolongées, il en résulte une nou- velle cause de mauvais rendements Ainsi, il y aurait lieu. d'améliorer les procédés actuels, en vue de corriger les inconvénients sus-énumérés.
La présente invention a pour principal objet un procédé économique de fabrication de gaz de pétrole ou de gaz d'huile, permettant d'éviter ou de supprimer pour une grande part les inconvénients sus-indiqués.
Ce procédé permet l'établissement facile entre les zônes de combustion-vaporisation, d'une part et de fixation d'autre part, de gradients de température favo- risant la production de la quantité maximum de gaz à haut pouvoir calorifique par unité de poids d'huile de gazéifi- cation utilisée Ce procédé permet de préchauffer à une haute température la vapeur d'eau utilisée lors du stade de gazéification avant admission dans la zone de combustion- vaporisation tout en assurant en même temps l'établisse- ment de gradients de température optima au cours du procédé.
Le procédé permet plus spécialement l'utilisation d'huiles résiduelles lourdes et à teneur élevée en carbone
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Conradson en tant qu'huiles de gazéification
Un autre avantage du procédé objet de l'in- vention consiste dans le fait qu'il assure une amélio- ration du rendement par l'utilisation du carbone déposé dans l'installation au cours des stades de gazéffica- tion précédents, ces dépots de carbone fournissant ainsi une partie du combustible requis lors de l'accumulation ultérieure de chaleur dans le système* '
Le procédé assure aussi des pertes minima par chaleur sensible du gaz produit.
L'invention a également pour objet un appareil- lage permettant la mise en oeuvre dudit procédés
Conformément à l'invention, on utilise un pro- cédé continu à régénération pour la fabrication de gaz de pétrole par pyrolyse d'huiles de pétrole, procédé au cours duquel on accumule ou emmagasine de la chaleur dans deux trajets communicants, à chauffage séparépour la chaleur emmagasinée, chacun de ces trajets étant pré- cédé par une zone de combustion-vaporisation communiquant avec lui.
Ledit procédé consiste essentiellement à ad- mettre du combustible liquide et de l'air dans la zone de combustion-vaporisation précédant l'un desdits tra- jets ; à brûler ledit combustible dans ladite zone,de combustion-vaporisation, les produits de la combustion étant envoyés le long dudit trajet pour y emmagasiner de la chaleur; à soustraire une fraction de cette chaleur de l'autre trajet en y faisant passer vers la zone de combustion-vaporisation correspondante, de la vapeur d'eau pour surchauffer celle-ci; à admettre cette vapeur surchauffée dans la première zone de combustion-vapori- sation précitée en même temps que l'on y admet de l'hui- le de pétrole;
à vaporiser et à pyrolyser cette huile de pétrole en présence de ladite vapeur d'eau dans la
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première zone de combustion-vaporisation précitée et dans le premier trajet précité: retirer l'huile ainsi vaporisée et pyroysée et ladite vapeur d'eau du pre- mier trajet précité; et à répéter cette série d'opéra- tions en inversant l'ordre des deux trajets d'accumula- tion de chaleur.
On voit d'après ce qui précède que, conformément au procédé objet de l'invention pris dans son aspect le plus large, on prévoit deux unités de gazéification, chaque unité comprenant en communication mutuelle, une zône de combustion-vaporisation et une zone de fixation du gaz.
La suite d'opérations qui ont lieu, à savoir le "soufflage" et la "gazéification", dans chaque unité, est en gros la même que dans les procédés actuels, sauf que la vapeur d'eau introduite dans la sone de combus- tion-vaporisation de l'une des unités au cours du stade de gazéification, est préalablement préchauffée à une température élevée en la faisant passer à travers la zone de fixation et la zone de combustion-vaporisation de l'autre unité depuis l'extrémité aval de la première zone vers la seconde. Pourtant, cette seule différence assure nombre d'avantages inattendus en plus des résul- tats précédemment signalés.
En premier lieu, en faisant passer de la vapeur d'eau à travers l'une des unité s dans le sens indiqué préalablement à son admission dans l'autre en vue du stade de gazéification, on assure dans la première unité un gradient de température plus im- portant, la préparant ainsi aux stades de chauffage et de gazéification ultérieure.
Autrement dit, la tempéra- ture de la zone de fixation de la première unité diminue notablement depuis la région voisine de la zone de com- bustion-vaporisation communiquant avec elle vers l'ex- térieur, c'est-à-dire vers son extrémité aval, do telle
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sorte que lors du stade ultérieur de "soufflage" ou de chauffage de cette unité, on peut obtenir une com- bustion plus poussée dans la zone de combustion-vapori- sation communiquant avec elle, et par suite des tempé- ratures plus élevées, tout en maintenant une température moyenne relativement basse dans la zone de fixation, la tempe rature de cette dernière décroissant progressive- ment vers l'extrémité aval..
En second lieu, tout en remplissant ce rôle utile, la vapeur d'eau s'échauffe aussi à une haute température, ce qui évite l'utilisa- tion de dispositifs auxiliaires de chauffage de la va-pour. Ceci supprime aussi l'effet de refroidissement observé dans les procédés antérieurs lorsqu'on faisait appel à la chaleur de la sone de combustion- vaporisât ion pour surchauffer la vapeur d'eau*
De préférence, toutefois, on soustrait également de la chaleur à la sone de fixation de l'une des unités on y faisant passer de l'air depuis l'extrémité aval vers la zone de combustion-vaporisation communiquant avec elle et à travers cette zone.
Les gaz chauds quittant ainsi ladite zône de vaporisation-combustion sont admis dans la zone de combustion-vaporisation précédant l'autre trajet an même temps que l'on y admet un combustible li- quide au cours du stade de "soufflage" ou chauffage.
Cette caractéristique, jointe au surchauffage de la vapeur d'eau pendant le stade de gazéification comme précédemment indiqué, s'unissent pour fournir un procédé industriel particulièrement intéressant* Ainsi, confor- mément à un mode de mise en oeuvre préféré ce l'inven- tion, on soutire une partie de la chaleur emmagasinée dans l'un des deux trajets communicats, à chauffage indépendant, en y faisant passer de l'air vers la zone de combustion-vaporisation correspondante pour élever la température de l'air et brûler le carbone dans ce trajet et dans la zone de combustion-vaporisation
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communiquant avec lui.
Les gaz chauds résultants sont ensuite admis dans la zone de combustion-vaporisation précédant l'autre trajet en même temps que l'on y ajoute du combustible liquide. Celui-ci est brûlé en présence de ces gaz chauds dans la zone de combustion-vaporisation, et les produits de la combustion balaient le trajet commu- niquant avec elle pour y emmagasiner de la chaleur, Une autre fraction de la chaleur emmagasinée est ensuite soustraite au premier trajet sus-mentionné en y faisant passer de la vapeur d'eau vers et à travers la zône de combustion-vapori sation communiquant avec lui pour sur- chauffer cette vapeur, et la vapeur surchauffée est en- suite admise dans ladite zone de combustion-vaporisation précédant le second trajet précité en même temps que l'on y ajoute de l'huile de pétrole.
L'huile de pétrole est vaporisée et pyrolysée en présence de cette vapeur sur- chauffée dans ladite zone de combustion-vaporisation et dans le second trajet à accumulation de chaleur, et l'huile vaporisée et pyrolysée ainsi que la vapeur d'eau sont alors évacués de ce trajet* Le cycle est achevé en répétant la suite d'opérations ci-dessus en inversant l'ordre des deux trajets à accumulation de chaleur* Un procédé de gazéifica- tion de même principe général, dans lequel on fait passer de l'air à contre-courant à travers l'une des unités préa- lablement à son admission dans l'autre de la même façon que ci-dessus décrit, mais dans lequel la vapeur d'eau, si celle-ci est utilisée, n'est pas préchauffée de la façon indiquée plus haut,
fait l'objet de la demande de brevet déposée simultanément, au nom du demandeur, pour :
Ainsi, suivant le mode de mise en oeuvre défini ci-dessus, le passage de l'air et de la vapeur d'eau à travers l'une des deux unités dans le sens spécifié, préala- blement à leur admission dans l'autre unité au cours de
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stades respectifs ce "soufflage" et c"s "gazéification",
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conduit à l'établissement d'un gradient de température plus important entre les sonos de combustion-vaporisation et de fixation de chaque unité, que dans le cas où seule la vapeur est préchauffée de la manière décrite, préalable- ment à chaque stade de gazéification, Tout aussi important, néanmoins,
est le fait que l'air traversant une unité dans le sons indiqué s'échauffe progressivement à mesure qu'il s'approche du point de l'appareil où les dévots do carbone accumulés dans le stade de gazéification précédent sont les plus denses.. L'air chaud provoque la combustion du carbone dans cette unité, ce qui a pour effet non seulement d'éli- miner celui-ci, mais d'élever encore la température du mé- lange gazeux résultant, à un niveau élevé, avant son admis- sion dans la zone de combustion-vaporisation de l'autre unité. Ceci ne supprime pas seulement le refroidissement dû à l'admission d'air frais dans la sono de combustion- va- porisation de l'autre unité, mais assure aussi un rendement plus élevé pour la combustion de l'huile dans cette zone.
En outre, comme le mélange chaud de gaz entrant dans la zone de combustion-vaporisation contient une proportion relativement forte de chaleur sensible, tant par suite du soutirage de chaleur de la première unité que ce la combustion des dépots de carbone, il faudra fournir d'autant moins de combustible lors du stade de "soufflage" ou de chauffage dans la seconde unité. La réduction de la quan- tité de combustible nécessaire augmente avec la quantité de carbone déposé par l'huile de gazéification, carbone qui est brûlé à son tour au cours du passage de l'air à la manière décrite à travers l'unité contenant lesdits dépots de carbone.
Ainsi, conformément au mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, non seulement il devient possible d'utiliser lors du stade de gazéification une huile moins coûteuse, mais plus l'huile utilisée est bon marché, c'est-à-dire plus est élevés la quantité de carbone
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déposé au cours du craquage, moins il faudra utiliser de combusti- ble.
On remarquera aussi d'après ce qui précède que les tempéra tures élevées sont localisées dans la partie de chaque unité où leur présence est la plus utile, c'est-à-dire dans les zones de combustion-vaporisation, et dans la partie de la zone de fixation qui avoisine immédiatement chaque zone de combustion-vaporisation; tandis que des températures plus basses s'établissent là où elles sont le plus avantageuses,soit dans la zone de fixation, et ces températures décroissent progressivement vers l'extrémité aval de cette zone.
Il s'ensuit" en définitive que le rendement de combus- tion du combustible est amélioré dans chacune des zones de combus- tion-vaporisation au cours du stade de "soufflage" ou chauffage particulier de l'unité envisagée, et que le rendement de la gazéi- fication est amélioré, avec moins de craquage exagéré, dahs chaque unité, au cours du stade de gazéification qui lui est particulier.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé, sur le- quel : - la figure 1 illustre les phases principales d'un cycle opératoire complet du procédé objet de l'invention, et - la figure 2 montre les principaux stades ou phases d'un cycle complet du mode de réalisation préféré de l'invention.
Comme on vient de le dire, la figure 1 illustre les prin- cipaux stades de l'invention. Sur cette figure, on a désigné par 30 des conduites aboutissant à une cheminée par 31 des conduites aboutissant à un laveur, par 32 des conduites d'amenée de vapeur dans l'appareillage, par 33 des conduites d'introduction d'huile à gazéifier, par 34 des conduites d'introduction d'air et enfin par 35 des conduites dtintroduction de combustible liquide. La figure 1 montre deux unités de fabrication de gaz de pétrole 10 et 11 dont chacune comporte une zone de combustion-vaporisation 14, 15, res- pectivement, et un trajet à accumulation de chaleur ou zone de fixation 12, 13 respectivement.
Bien que pour plus ........
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de commodité on ait représenté des zones de combustion- vaporisation et des sones de fixation distinctes, il doit être entendu que souvent, dans la pratique il n'existe aucune démarcation précise entre la zone de combustion- valorisation et la zone de fixation communiquant avec elle.
Comme on le voit en la, on prévoit des noyons pour intro- duire sélectivement de la vapeur d'eau dans l'extrémité aval de chaque unité. Un moyen entre autres à cet effet est indiqué en la, où l'on voit des conduites aboutissant à l'extrémité aval de chaque unité 10 et 11 et reliées à une source commune de vapeur d'eau par l'intermédiaire d'un robinet à deux voies 16. Cette disposition permet de diriger la vapeur d'eau soit sur l'une soit sur l'autre des deux unités suivant les besoins, où de la couper com- plètement. Les stades suivants indiqués au dessin, lb, le et ld montrent le sens de la circulation de la vapeur d'eau; là où aucun sens d'écoulement n'est marqué, il n'y a aucune circulation de vapeur au cours du stade considéré.
De mène, la montre des moyens permettant ci 'évacuer sélectivement les matières des unités respectives. Un moyen à cet effet est indiqué en la et consiste à prévoir des conduites ap- propriées depuis l'extrémité aval de chaque unité 10, 11 jusqu'à un robinet à deux voies classique 17, de sorte que le gaz provenant des unités respectives puisse être dirigé sur le laveur, suivant los besoins* Comme le montre la, des 'conduites usuelles aboutissent à une cheminée.
Dans ce cas également,. les stades successifs indiqués en 1b. le et 1d montrent le sens d'écoulement dans les deux unités* Il est prévu bien entendu une conduite reliant entre elles les deux sones de combustion-vaporisation, et le sens de l'é- coulement à travers cette conduite au cours des divers stades est indiqué on la , 1b. le et 1d.
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Bien que chaque unité de gazéification soit dans cette figure représentée sous la iorne d'un appareil unitaire, il doit être entendu que la acné de combustion- vaporisation de chacune pourrait être constituée par un appareil ou une cellule séparée, telle qu'un gazogène- carburateur du type utilisé actuellement les in- dustries de production de gaz de pétrole ou (le gaz à l'eau carburé, appareil dont chacun communique avec une zône de fixation distincte telle qu'un "surchauffeur" usuel du type utilisé dans ces mènes industries,
@tant donné que la figure n'illustre que les stades principaux d'un cycle opératoire complet, il sera entendu que l'ins- tallation est déjà chauffée pour mettre en route lopé- ration, de la manière connue, par combustion d'un com- bustible liquide tel que do l'huile, du goudron ou du gaz dans chaque zone de combustion-vaporisation, et soufflage des gaz chauds de la combustion à travers les zones de fixation correspondantes. Les unités 10 et 11 peuvent être reliées à une cheminée commune ou,mieux, à des cheminées distinctes, pour éviter l'échauffement des vannes, et elles peuvent d'autre part être reliées soit à un laveur commun, soit à des laveurs distincts.
Bien que les zones de combustion-vaporisation 14 et 15 aient été pour plus de commodité représentées sous la forme d'appareils séparés, il sera entendu que, puisque la conduite qui les relie est assez grande pour le passage des gaz chauds, les zones de combustion-vaporisation 14 et 15 ainsi que la conduite intermédiaire qui les relient, peuvent en pratique être réunies pour ne former qu'une seule chambre.
Comme on le voit en la sur la fig. 1,on peut mettre le cycle en route, après avoir chauffé chaque u- nité au degré voulu pour le démarrage de l'opération, à
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la façon bien connue dans la technique, en admettant de l'air et un combustible liquide dans la zône de combustion-vaporisation de l'une des deux unités, dans le cas actuel la sone de combustion-vaporisation 15 de l'unité 11.
Le combustible brûle dans la sone de combus- tion-vaporisation 15 et les produits chauds ce la com- bustion balaient la sone de fixation 13 et passent de là à la cheminée.
Le stade principal suivant est représenté on 1b; de la vapeur d'eau est envoyée à travers l'unité 10 depuis son extrémité aval à travers la zone de fixation 12 et la sone de combustion-valorisation 14, respecti- vement La vapeur d'eau circulant à travers l'unité 10 enlève de la chaleur à la zone de fixation 12 chaleur qui y a été emmagasinée lors d'une opération de "souf- flage" antérieure..:
.... mesure que cette vapeur s'approche de la sone de combustion- vaporisât ion 14, elle se ré- chauffe progressivement* Cependant, par suite de l'effet de refroidissement initial provoqué lors de son admission dans l'extrémité aval de l'unité 10, la température dans l'unité 10 décroit progressivement depuis la zône de combustion-vaporisation 14 vers l'extrémité aval.
Le pascale de vapeur d'eau dans le sens spécifié tend ainsi à produire une concentration des hautes températures là. où leur présence est requise, à savoir dans la sone de combustion-vaporisation 14 et dans la partie de la sone de fixation 12 qui avoiaine ctte dernière tandis quen môme temps il s'établit un gradient de température relativement important entre la sone de combustion-va- porisation 14 et l'extrémité aval de la sone de fixation 12.
La vapeur fortement surchauffée quittant l'unité 10 est ensuite admise dans la sone de combustion-vaporisation 15 de l'unité 11, sensiblement en même temps qu'y est ad- mise l'huile gazéïfier. Dans la zone combustion- @
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vaporisation 15, l'huile se vaporise, et il se produit un craquelé notable de l'huile ainsi vaporisée.
Par suite de la grande quantité de chaleur sensible contenue dans la vapeur surchauffée, la vapeur d'eau sert de ni lieu de chauffage pour l'huile vaporisée et aussi de milieu de transmission calorifique entre les surfaces exsudes et l'unité 11 et l'huile vaporisée.
On conçoit d'autre part que de l'huile de gazéification peut être admise dans la zone de combustion-vaporisation 14 pendant le passade de vapeur d'eau à travers cette sone, auquel cas elle sera également adnise dans la zône de combustion-vaporisation 15 en nome temps que la vapeur d'eau surchauffée
L'huile ainsi vaporisée et pyrolysée et la vapeur d'eau sont ensuite envoyées à travers le,
zône de fixation 13 où les fragments moléculaires les plus réac- tifs des gaz craqués se transforment en produits gazeux à molécules stables* Cependant, comme de la vapeur d'eau a déjà été envoyée précédemment à travers l'unité 11 de la mené manière qu'à travers l'unité 10,il s'établit un gradient de température plus important de façon ana- logue à ce qui a été dit pour l'unité 10.
Ainsi la tem- pérature moyenne dans la zone de fixation 13 est plus basse que dans les zones de fixation classiques, ce qui y facilite la "fixation" des gaz et diminue notablement le risque d'un craquage trop poussée Le gaz fixé et la vapeur 6'eau quittant la sone de fixation 13 par son extrémité aval sont @cheminés vers un laveur*. le et 1d illustrent l'achèvement du cycle opératoire par répétition des stades précédents, mais avec inversion de l'ordre des unités.
Confie on le voit en 1c, de l'air et un combustible liquide sont admis Sens la zone de combustion- vaporisât ion 14 de l'unité 10. Gomme dans la, le combustible brûle et les produits chauds de cette combustion balaient la sono de fixation 12,
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y emmagasinant 'de la chaleur* I-ais e o n ï2 0 l'unité 10 vient d'être balayée par de la vapeur d'eau, comme décrit plus haut et comme représente en 1b,
les tem- pératures les plus élevées sa concentrent clans le. sono de combustion-vaporisation 14 et dans la partie de la sone de fixation 12 qui avoisine celle-ci;
tandis que les températures dans, la sone de fixation 12 décrois- sent progressivement vers l'aval. le stade principal
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suivant, représenté en la., correspond -s celui illustré en 1b. à l'ordre près. On insuffle de la vapeur d'eau
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travers 1;., sono de fixation 15 de l'unité 11 vers et a travers la. sono de combustions-vaporisation 15.
Cette vapeur d'eau enlève les calories a.', ß,"1h ^":,sll.é cii cours du "soufflage" précédent com-3 indiqué en la, le nfroi- disseoent naxiaum 4 :alt lieu vers l'extrémité aval, et les températures les plus hautes étant localisées dans la sone de combustion-vaporisation 15 ou près de celle-ci,
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La vapeur ainsi surchauffée est admise ôans la cône de combustion-vaporisation 14 de l'unité 10 on mené teyps qu'y est ajoutée l'huile de pétrole à u4éï:ier. Corome sisnalé plus haut, un peu d'huile à gazéifier peut ég'a- lement ctro admise dans la sone do conbuetion-vapori- sation 15 pendant le passade de la 4. .r c ec:u travers colle-ci.
Dans l'unité.10, l'huile ce vaporise et est pyrolysée de la szj¯?'.r Ï.iâ3.el'.. que précédèrent décrit au sujet de lb, et les gz fixés quittent l'extrémité aval de la zone de fixation 13 vers le laveur. le gas produit dans chaque unité peut ensuite être soumis, comme il est bien connu dune l'industrie de
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la gazéification, en refroidissement a la condensation.
Normalement, le g as chaud est envoyé dens un laveur qui n'est pas autre chose qu'un condenseur primaire dans lequel le gaz se refroidit en-dessous du point d'ébulli-
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tion de l'eau et oà les produits condensablos tels que goudrons ot antres hydrocarbures sont sépares. Conne
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on l'a signalé plus haut, on utilise avantageusement un laveur commun de capacité suffisante pour recevoir les produits prove- nant des deux unités à la fois.
Ainsi qu'on l'a déjà dit, la figure 1 montre les princi- paux stades du procédé, et il doit être entendu que des "purges" appropriées peuvent être avantageusement effectuées entre deux ou davantage de ces stades successifs. Par exemple, entre les stades représentés en la et lb, et entre le et ld, un courant d'air peut avantageusement être insufflé pour balayer l'unité dans le sens indiqué sans introduction d'huile dans les zones de combustion-vaporisation respectives. Cette opération a pour effet d'évacuer hors de l'installation les produits nuisibles formés lors de la combustion du combustible avant le début de l'opération de gazéification.
De même, entre les stades indiqués en 1b et 1c d'une part et entre ld et la de l'autre, on balaie avantageusement les unités respectives avec un courant de vapeur d'eau dans le sens indiqué pour les débarrasser des traces de gaz de pétrole. Lors de cette purge, on insuffle également,avan- tageusement, un courant de vapeur d'eau par l'extrémité aval de l'unité dans laquelle le gaz vient d'être produit afin d'empêcher la production de tout mélange expbsif de gaz et d'air lors du stade de "soufflage" ou de chauffage suivant.
La figure 2, comme on l'a dit, illustre les stades princi- paux du mode de mise en oeuvre préféré de l'invention. Comme sur la figure 1, cette figure montre deux unités de gazéification 20 et 21 chacune desquelles comporte une zone de combustion-vapori- sation 24, 25 et un trajet à accumulation de chaleur, 22,23. Sur cette figure 2, les notations de référence 30 à 35 inclusivement ont les mêmes significations qu'à la figure 1. Comme on l'a déjà indiqué, bien que chacune des deux unités de gazéification soit représentée sous la forme d'un appareil unitaire, il doit être entendu que la zone de combustion- .............
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vaporisation de chaque unité pourrait être établie sous la forme d'un appareil ou d'une cellule séparée dont chacune communique avec une zone de fixation sé- parée.
Là encore, bien que pour la commodité de la des- cription on ait représenté des zones de combustion-va- porisation et de fixation distinctes, il doit être enten- du que souvent en pratique il n'est pas possible de dé- limiter avec précision la frontière entre ces deux zones d'une même unité. Comme la figure ne représente que les stades principaux du cycle opératoire complet, il doit être entendu que l'installation a déjà été chauffée pour la mise en route, à la façon classique, par combustion d'un combustible liquide dans chacune Ces sones de com- bustion-vaporisation et soufflage des gaz de combustion chauds à travers les zones de fixation respectives.
Les unités 2Q et 21 peuvent être reliées à une cheminée commune ou ni eux à des cheminées distinctes, pour éviter les vannes "chaudes" , et peuvent être raccordées d'autre part soit à un même laveur soit à des laveurs distincts.
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Corme on le voit en bzz sur la i2.2, la mise en route du cycle opératoire peut être effectuée, après chauffage de chacune das unités, on faisant passer de l'air à travers l'un= d'elles, ici 20, depuis son extré-
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mité aval, c'est-à-dire l'extrémité par laquelle le gas d'huile produit quitte l'uni tê;
9. travers la sone de fixation 22 et la 6ne de cOlili.nu::tiol1-';c,]o::'ist;,.tion 24, respectivement* rendant son passade, l'air s'échauffe progressivement, ot au même moment refroidit la sone de fixation 22 d.ns um certains mesure, en absorbant
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uns partie des calories emmagasine es dans calla-ci* L'air chaud provoque- la combustion clos dépôts (le carbone dans la sone de combustion-valorisation 24, ainsi que
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d la partie da l A c.
c fixation 2 qui avoisine la partie sono (,0 fixation c,,Lii avoisine lA" combustion-valorisation '4' Les déSts do la cono do rTiXxnJ !? n'vC.li'-1 v4. U.x7. 34 Les dévots (le
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carbone dans la sone de fiction :2 et e.l1S la 136113 do combustion-vaporisation 24 sont cinsi enlevés, et de plus ces dépôts fournissent uno partie du. combustible nécessaire
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pour fournir de la chaleur à la z3nc de c 0 no asti on- vapori- sation 24 et à l'unité 21.
Le mélange gazeux chaud résultant est ensuite admis dans la zone de combustion- vaporisât ion 25 de l'unité 21 en marne temps que l'on y ajoute un combus- tible liquide. En raison de la grosse quantité de chaleur sensible contenue dans les gaz chauds pénétrant dans la zone de combustion-vaporisation 25,il faut noine de com- bustibles pour fournir de la chaleur à l'unité 21, et ce combustible brûle avec un meilleur rendement .Un appoint d'air, en plus de celui éventuellement admis en provenance de l'unité 20, peut être fourni dans la zône de combustion- vaporisation 25 si on le juge nécessaire* Les produits de la combustion provenant de la zone de combustion-vaporisa- tion 25 balaient la zône de fixation 25, y emmagasinant des calories.
Mais, comme l'unité vient d'être balayée succes- sivement par de l'air comme décrit ci-dessus,' et par de la vapeur d'eau, comme on le verra plus loin, il se pro- duit une concentration relativement importante de chaleur, et par suite une localisation correspondante de tempéra- tures relativement élevées, dans la zône de combustion 25 et dans la partie de la zone de fixation 23 qui avoisine la zone de combustion-vaporisation 25, tandis que les tem- pératures dans la zone de fixation 23 décroissent rapide- ment vers son extrémité aval. Les produits de combustion quittant la zône de fixation 23 peuvent être dirigés sur une cheminée qui les évacue.
Le stade important suivant est représenté en 2b: de la vapeur d'eau est envoyée à travers l'unité 20 de la même façon qu'en 1b de la fig. 1 décrite plus haut. La vapeur traversant la zone de fixation 22 absorbe une nou-
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velle quantité de chaleur emmagasinée dans celle-ci.
Pendant ce passage à travers la zone de fixation 22, la vapeur s'échauffe progressivement jusqu'au moment où lors- qu'elle a atteint la zône de combustion-vaporisation 24, la vapeur chaude n'absorbe plus qu'une quantité relative- ment réduite de chaleur* Comme on l'a indiqué plus haut à propos de' la fige 1, on peut admettre à ce moment un peu d'huile de gazéification dans le courant de vapeur d'eau dans la zone de combustion-vaporisation 24.
Cependant, par suite de son effet de refroidissement initial, les tem- pératures près de l'extrémité aval de la zône de fixation 22 sont encore abaissées, donnant un gradient de température encore plus grand entre les deux extrémités de l'unité. La vapeur d'eau ainsi surchauffée est alors admise dans la zone de combustion-vaporisation 25 de l'unité 21 en nome temps qu'y est admise l'huile de gazéification.
Dans la zone do combustion vaporisation 25, il se produit une va- porisation et un craquage notable de l'huile. Le mélange de gaz craqués et de vapeur d'eau passe ensuite à travers la sone de fixation 23 dans laquelle il s'éjourne assez longtemps pour que les gaz de craquage se transforment en produits gazeux à molécules stables. Les gaz ainsi fixés, et la vapeur 'eau, sont ensuite dirigés sur un laveur.
Los figures 2c et 2d montrent une répétition des stades sus-décrits, l'ordre des unités étant inversé.
Un 2c, on fait passer e l'air à travers la sone de fixa- tion 23 et la sone do combustion valorisation 25. Comme dans les stados précédents, les dépôts de carbone formés lors du stade- de gazéification procèdent, brûlent et le mélange de gaz 'chauds est admis clans la z5 sone de combustion valorisation 24 en même temps qu'y est aurais le combustible liquide*.
Celui-ci brûle en présence des gaz chauds et les produits Celui-ci brûle ca présence ces gaz chauds et les produits chauds de cotte combustion balaient la zône de fixation 22,
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y magasinant de le. chalour, puis passent à le. cheminée.
En 2d. on fait alors passer de la vapeur d'eau en contre- courant à travers limite 21, corme on l'a va plus haut pour 2b. et la vapeur ainsi surchauffée avec l'huile de Gazéification sont admises ensemble dans la zône de combus- tion valorisation 24 de l'unité 20.
Comme on l'a dit, on peut admettre un peu d'hyile de ion clans la zône de combustion-vaporisation 35 pondant le passade du courant de vapeur, auquel cas cette huile entre aussi dans la zône de combustion- vaporisât ion 24 en même tmeps que la vapeur d'eau* -Jans la cône de combustion- vaporisation 24, l'huile se vaporise et-craque, et les matières vaporisées et cra- quées traversent la zône de fixation 22 conne précédemment décrit. Les gaz fixés quittant l'unité 20 sont dirigés sur un laveur. Le procédé illustré sur la fig. 2 se pour- suit bien entendu par répétition du cycle opératoire commençant par les stades 2a.
Comme on l'a dit, la fig. 2 ne montre que les stades principaux du procédé préféré et il sera entendu que l'on effectue de préférence des "purges" appropriées entre deux ou davantage de ces stades, Ainsi entre les stades 2a et 2b et entre 2c et 2d, on envoie avantageusement un courant d'air à travers chaque unité dans le sens indiqué sans introduire de combustible de chauffage dans les zones de combustion-vaporisation correspondantes. Ceci a pour effet d'éliminer de l'installation les produits nuisibles formés lors de la combustion du combustible avant le début du stade de gazéification. -De même, entre les stades 2b, 2c. et 2d. Sa, on balaie avantageusement chaque unité par un courant de vapeur d'eau. dans le sens indiqué pour dé- barrasser les appareils du gaz de pétrole.
Lors de cette purge, on admet également de préférence un courant de vapeur d'eau par l'extrémité aval de l'unité dans laquelle le gaz vient d'être produit pour assurer l'absence de tout mélange explosif entre l'air et le gaz lors du stade de "soufflage"
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ou chauffage suivant.
Comme on le voit aussi en 2a, on prévoit des moyens pour introduire sélectivement de la vapeur d'eau ou de l'air dans l'extrémité aval de chaque unités On voit en 2a, un moyen à cet effet, comprenant des conduites aboutissant à l'extrémité aval de chaque unité 10 et 11 et reliées par l'intermédiaire de robinets à deux voies 27 et 28 respec- tivement, à des sources de vapeur et d'aire Grâce à cette disposition, on peut diriger la vapeur d'eau sur l'une ou sur l'autre unité ou la couper complètement. Les stades succes- sifs représentes en 2b, 2e et 2d indiquent le sens de cir-
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culation 6e la vapeur ou de l'air suivant les cas.
De néme, 2a montre des moyens permettant d'extraire sélectivement les matières de chaque unité. Un moyen à cet effet, indiqué en 2a, consiste à prévoir des conduites usuelles depuis l'extrémité aval de chaque unité 10, Il 0. un robinet à doux voies 26, pour que le gaz venant de chaque unité puisse être dirigé sur un laveur selon les besoins., Gomme le neutre é-
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çalcnent 2a, ces conduites ordinaires aboutissant à une cho- ninéo sont prévues.
Jans ce cas égalenent, les stades sui- vante, 2Jb, Se et 3&, indiquent le sone- , ¯¯ E: c Tt? 1 ,.. n clas matières depuis l'o::tré-!.1ité aval de chaque unité Il est prévu. bien entendit, comms sur la fig. 1, une conduite re-
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lient les sonos ;:"0 combustion-vaporisation clos OCll:r unités* lin à, 2b¯, Zc et 2d, lô sens de circulation à travers cette conduite est indiqué.
On va maintenant décrire un appareillage utilisa- ble dans la mise en poivre du procédé objet do l'invention.
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Chaque partie, à savoir la sono Ce combustion-vaporisation oône de fixation, peut être l "1'" qui est Hone fixation, peut être SC!.lO :"'.0 e ::.
CG qui est actuellement utilisé dans. l'inclus tris de la ::Gl:i.iWii0I3a Cornue on l'a dit) lu, sone de combustion-vaporisation peut
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tr0 constituée par tout Qsjjcroil bien connu utilisé dans ce tre c.ï,i3. e.z c,o.u v:n.s but, par exemple la partie carburante de l'cppareil
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classique do production de gas à l'eau carbure, ou encore un 3azo;ène-cbnrtor combiné f0 typo convenable quel- conque tel ou 'on en utilise Clcns les installations clas- siques d<3 production du g;a2 te :..?(-::
i.'01e. ±lue spécialement, la sôno de combustion- valorisation n'est pas autre chose -." 'ans cîir.ïbi'c matière conductrice chaleur qn TUl1J or. matière conductrice ev 120 chaleur rcci Etant atec liantes tû.'1;;;.'. üils'C..n; tC.G (lU3 brigues ro- 1:co.c t:=.i::cs argileuses, b i: ? i tI C N : au c8,"'borumluE, ctiC. des- t7.IIÉ:LS à la combustion 01.7... combustible liquide de Cîl,u:i:i, ¯C; , , '1 cl¯au i¯ ., suffisant* 1 la vaporisation C. 0 l'huile eUt f.pres C1G.1.u::...<:lf;a suffisante la vaporisation (Le l'huile de Ga3éïication. Les parois de cette chambre offrent d'or- dinaire une surface suffisante pour pouvoir emmagasiner
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les calories nécessaires à la vaporisation ultérieure et su craquage initial de l'huile de gazéification.
La chars- bre peut être entièrement vide, ou une partie peut etre équipée d'un empilage de matière céramique, par exemple
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briques réfractaires argileuses, briques au carborundum etc.,permettant l'accumulation de chaleur sensible,
Ainsi qu'il est d'usage dans les opérations de
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gazéification actuelles, on munit la zone de ccmbustion-vapo<- risation d'un brûleur convenant au combustible particulier utilisé. Normalement, ce brûleur consiste essentiellement en une ou plusieurs buses injectant le combustible dans la zone de combustion-vaporisation Le brûleur peut être muni de moyens permettant de mélanger l'air introduit avec le combustible avant injection dans la zone de combustion-va- porisation ou encore tout ou partie de cet air peut être admis séparément dans ladite zone.
Quoi qu'il en soit, l'air et le combustible sont admis dans la zône de combustion vaporisation de chaque unité dans les proportions assurant un bon rendement de combustion pour le combustible liquide.
Les zones de combustion-vaporisation sont également munies de moyens permettant d'y injecter de l'huile à gazéifier.
Ces moyens sont bien connus dans l'industrie de la gazéî- fication et comprennent en général une ou plusieurs buses
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agencées de manière à projeter l'huile dans la zone aux instants voulus, sous forme de pluie.
En ce qui concerne l'air envoyé à travers une unité préalablement à son admission dans l'autre unité au cours du stade de chauffage, sa quantité doit être au moins suffisante pour faire brûler le carbone déposé dans la première unité sus-nommée. Si la quantité d'air envoyé dans la première unité est juste suffisante pour y brûler le carbone, on pourra envoyer une quantité supplémentaire d'air dans la zône de combustion-vaporisation dans laquelle a lieu la combustion du combustible liquide, en quantité voulue pour y entretenir la combustion du combustible, D'autre part, on pourra envoyer à travers la première uni- té une quantité d'air en excès par rapport à celle néces- saire pour brûler les dépote de carbone, auquel cas la quantité d'air supplémentaire requise diminuera d'autant.
Ainsi, la quantité d'air envoyée à travers la première unité peut être suffisante non seulement pour brûler le carbone qui y est déposé, mais aussi pour entretenir la combustion au moins de la plus grande partie; et même de la totalité, du combustible liquide admis dans les zones de combustion-vaporisation.
Le trajet à accumulation de chaleur ou "zone de fixation", peut être constitué par tout appareil bien connu et utilisé dans des buts semblables ou analogues dans les industries de production de gaz de pétrole ou gaz à l'eau carburé, Il est essentiellement constitué par une grande chambre en matière résistant aux hautes températures telles que briques réfractaires, dont l'intérieur est pour- vu de nombreux passages à travers lesquels les matières gazeuses doivent c irculer. D'ordinaire, 1 intérieur est garni d'un empilage en matière réfractaire telle que bri- ques argileuses, la partie de l'empilage qui est destinée
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à être soumise aux températures los plus hautes, à savoir la partie avoisinant la zone de combustion-vaporisation étant en briques au carborundum.
La zone de fixation est de volume suffisant pour permettre aux courants gazeux qui la traversent d'y séjourner un temps suffisant pour qu'ils se transforment entièrement ou se fixent à l'état de gas de pétrole industriel stable* Les dimensions- et formes exactes de la sone de fixation seront déterminées par des considérations bien connues en gazéification, entre autres le débit recherchée le temps de séjour requis, etc.
Le combustible utilisé pendant le stade de "souf- flage" ou de chauffage pour emmagasiner de la chaleur dans chaque unité, comme indiqué plus haut, peut être constitué par tout combustible liquide couramment utilisé dans l'in- dustrie de la gazéification, telle que huile de pétrole, goudron, Gaz, etc.
Jn général, le combustible utilisé sera une huile de pétrole; on dispose à cet effet dans le com- merce d'une grande diversité de types expropriés, tels que
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los huiles &3 fQur.NOs. 2 et 3, les huiles résiduelles lourdes, etc. Cornue on l'a signalé, du goudron, cornue le goudron de houille, le -goudron (18 Gaz à l'eau carburé,
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et le ol?t.ror. 2 pétrole du type 1)1.'0(' ni t au. coure du pré- sent procédé, peuvent 6[;:.ÜaLtJ:t 3 'or utilisés COU10 COr.1- bustibles;
0-c.mie ce cas le combustible devra présenter une fluidité suffisante pour pouvoir être injecté :":i.?r la brûleur dans la zone cl 3 C0L101l5tion-vc,rÎo:ds[':'jion. Cstte fluidité convenable on.t 8ti'c obtenue c certaine c'.s chuf-Lnt con"', 011;.la joiri .... 1;.1. C obtenue ûan& - IJ....,-,-J.-D eus on \j!¯,-,......J.¯,- J. le 3'Tiidron, ou l'huile lourde suivant le Ci;."St ou en les étendant eu moyen d'un liquide L"1 sc 10 e C-u '.i3nc 1ll úlll'C nuis do moindre viscosité, ou par ces c1m:: noyons à la fois Comne on z:; indiqué plus htut, le oodu do nise vil oeuvra préféré de l'invention purnet l'utilisation d'huiles Ce pétrole de y:éï¯. ic,=..t:Loi1 de natures très di< verses.
Alors que les procédés antérieurs étaient Unités
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à l'utilisation d'huiles clo jWtx'1; contenant ::i3ins de 7,., et de préférence moins tue 4 -le carbone vf?'.3.'l.d,''-i0tl, le procède objet Ce l'invention, &ona son. rlode de misa en oeuvre préféré, se prête aisément à l'utilisation 0 'huiles de pétrole contenant jusque 1J/: ;;. 0 carbone 3onrac1son et ris o. On rappelle que le carbone Oonrcson c::noms C,-,iJJ.nv¯,...,o..
On rh,.J2c c que lu carbone "Qur",( ...,on \,..",prino la proportion do résidu charbonneux restant à le fin d'un cycle de câa.x:vc normalise cJU(.-:.u,31 on C0UrJ0t un poids détermine e l'huile essayée selon un r.10C3 opératoire dé- signe <1,,'l1S les normes 4'. '5. par la i¯'a"71.'l'.i;é.'v.ol. .J..189-36.
Suivant ce :,10<70 opératoire, on chauffe un poids cterinë de l'huile à une Vi 4G:ûf'. C'.', i.îl.il e dans an creuset jus- qu'à ce une l'on ait obtenu un résidu ressemblant à du coke, puis on chauffe ce résidu au rouge* Du poids de car- bone restant, on déduit la teneur en carbone Conradson par le pourcentage de ce carbone restant par rapport au poids d'huile essayée uoi qu'il en soit, il est possible d'utiliser n'importe lesquelles des huiles de pétrole utilisées pré- cédemment, telles que les gas oils ou huiles diesel ou hydrocarbures légers comme le kérosène, l'essence, les gaz de pétrole liquéfiés, comme le propane, le butane, etc.;
de plus, si l'on met en oeuvre l'invention sous sa forme préférée, on pourra utiliser des huiles de pétrole repu-" tées inutilisables jusqu'alors, telles que les huiles con- tenant plus de 7% environ de carbone Conradson.
Conformément au procédé objet de l'invention, on insuffle de la vapeur d'eau, préalablement surchauffée à la manière décrite, dans la zone de combustion-vaporisa- tion en même temps que l' huile de gazéification pour ré- duire la pression partielle des vapeurs d'huile. La pro- portion relat ive ent re la vapeur d'eau surchauffée et l'huile de gazéification peut varier beaucoup ainsi qu'il
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est bien connu dans la technique* Elle peut varier par exemple entre environ 1 partie de vapeur d'eau pour 1 d'huile; en poids et environ 1 de vapeur pour 10 d'huile.
Les températures moyennes dans chaque unité seront semblables à celles utilisées dans les procédés classiques, par exemple entre 6200 et 1095 , et mieux entre 760 et 900 environ* Toutefois, grâce au procédé objet de l'inven- tion, on conçoit que des températures plus hautes, de 50 à 250 environ par exemple que dans les procédés connus, se trouveront localisées dans la zone de combustion-vapori- sation de chaque unité, tandis que la température près de l'extrémité aval de chaque zone de fixation sera un peu plus basse, par exemple de 50 à 1000 plus basse, que dans les procédés classiques*
Les exemples qui suivent illustrent la mise en oeuvre du procédé sans limiter en rien la portée de l'in- vention.
Exemple I.
On installe deux unités de gazéification, dont chacune comporte une zone de combustion-vaporisation et une zone de fixation* Avant l'opération de gazéification dans chaque unité, on surchauffe de la vapeur d'eau dans l'autre de la manière décrite ci-dessus, et vant le "soufflage" clans chaque unité, on fait passer de l'air dc.ns l'autre, comme décrit ci-dessus. l'essai dure 22,58 heures, pendant lesquelles ont lieu environ 170 cycles opératoires, durant chacun 8 minutes* les périodes do "soufflage" cumu- lées prennent environ les 51,.' de chacun cycle,
et les périodes de gazéification" cumulées environ les 39% de chaque cycle. Les purges et la manoeuvre des vannes prennent le reste eu temps dans chaque cycle.
L'huile utilisée, tant pour la caséification que comme combustible est une huile de pétrole à teneur en
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carbone Gonrafison de 0 ,2;. L'unité .. 1 consomme 8543 litres d'huile en tant que combustible, et l'unité N 2 en consomme 12523 litres, soit une consommation totale de 0,136 litres d'huile en tant que combustible par mètre
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cube de Gaz ';'>l'')lcl1it. 'L'unité 1 consomme 7.::
.38 litres d'huile de gaséi'iieation, et l'unité 2 on consonne 126. 03S litres, soit une consolation totale de 1,517 litre de Gaz
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combustible par nôtre cube de gas produit, et une consoo- nation d'huile totale, tant en car.3bwçtib.e que pour la gazéification de 1,753 litre par rlètre cube do gras.
Les t...,;érl2ze, moyennes pondant l'opération sont les suivantes:
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oila da combustion-valorisation 110 1 49 Partie inf6ricuro de ic, 1ne de fixation 1I 1 907" Sommet de le sone de fixation 1 7430 ono ûo combustion-vajorisetioii ir 3 782 Partie inférieure Ao 1 s3ne a fixation L.ro2 g210 SO!:
1Il'lGt de la sone de fixation l.r 2 588
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.Je la vapeur a t eau est insufflée pendant le stade gazéification à raison de QO,8 kg par limite, et de l'air est préchauffé pendant le stade soufflage à raison de 440 mètres cubes par minute. On introduit de l'air supplémentaire dans chaque zône de combustion-vaporisation
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pendant chaque stade soufflage à raison de J32 par ninute. exemple II.
On procède cojnr-iu clans loemle It sauf que l'on utilise une huile de pétrole tarant une teneur en car- bonne ,;onr8.::'.60n de :3 ,02;: tant pour la c:;lau:t3'e que pour la gazéification*
Durée de l'opération 17 heures
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.Durée dû chaque cycle 8 inn.tes Durée relative du "soufflage" 48 Jurée relative de la"g'a3éiiication 3 Consommation d'buile combustible
Dans l'unité N 1 7,125 litres
Dans l'unité N 2 7,057 1 Volume de gaz produit 121.520 mètres cubes Pouvoir calorifique du gaz 9.055 cal/mc
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Consommation en huile cor.cust..,I6 l/rac gaz
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Consommation en huile de gazéifie.
Unité 1 87.008 1.
Unité 8 87.620 1 Consommation en huile de gazéifie. par mc de gaz produit: 1,442 Consommation en huile totale par me. gaz produit: 1,558 Températures moyennes: ône de combustion-vaporisation N 1 8540
Partie inf. de la zone de fixation n 1 871
Sommet " " 1 699
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-Aone de combust-vap. lio2 777 Partie inf, de la zone de fixation N 2 869 Sommet " " 2 560 Vitesse de la vapeur d'eau pendant la gazéification 45,360 kg/minute Vitesse de l'air pendant le soufflage
Préchauffé: 468 m3 par mn.
Supplémentaire: J28 m3 par mn.
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....:xemple III.
On procède comme dans les exemples précédents, sauf que l'on utilise pour combustible et pour huile de gazéifi- cation une huile de pétrole ayant une teneur en carbone Conradson égale à 13,03%.
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Durée <SEP> de <SEP> l'opération <SEP> 24 <SEP> h.
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Durée <SEP> de <SEP> chaque <SEP> cycle <SEP> 8 <SEP> mn.
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Durée <SEP> relative <SEP> de <SEP> soufflage <SEP> 42%
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<tb> " <SEP> gazéification <SEP> 49%
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<tb> Consommation <SEP> totale <SEP> en <SEP> huile:
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<tb> N <SEP> 1 <SEP> 1758 <SEP> 1.
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N <SEP> 2 <SEP> 1644 <SEP> 1.
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Volume <SEP> du <SEP> gaz <SEP> produit <SEP> 106950 <SEP> mc.
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Pouvoir <SEP> calorifique <SEP> du <SEP> gaz <SEP> 8690 <SEP> cal/me.
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Consommation <SEP> en <SEP> huile <SEP> combustible <SEP> 0,032 <SEP> litre/me
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<tb> de <SEP> gaz <SEP> produit.
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Consommation <SEP> en <SEP> huile <SEP> de <SEP> gazéff.
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<tb> totale, <SEP> unité <SEP> n <SEP> 1 <SEP> 80510 <SEP> 1.
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<tb> n <SEP> 2 <SEP> 81330 <SEP> 1.
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Consommation <SEP> en <SEP> huile <SEP> de <SEP> gazéification <SEP> 1,518 <SEP> 1/mc <SEP> de
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<tb> gaz <SEP> produit
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<tb> Consommation <SEP> en <SEP> huile <SEP> totale <SEP> 1,550 <SEP> 1/mc <SEP> de
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<tb> gaz <SEP> produit
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<tb> températures <SEP> moyennes:
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<tb> Zone <SEP> de <SEP> combustion-vaporisation <SEP> N 1 <SEP> 838
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<tb> Partie <SEP> inf. <SEP> zone <SEP> de <SEP> fixation <SEP> N 1 <SEP> 8690
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<tb> Sommet <SEP> zone <SEP> de <SEP> fixation <SEP> N 1 <SEP> 735
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<tb> Zone <SEP> de <SEP> combustion-vaporisation <SEP> N 2 <SEP> 793
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<tb> Partie <SEP> inf. <SEP> zone <SEP> de <SEP> fixation <SEP> N 2 <SEP> 871
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<tb> Sommet <SEP> zone <SEP> de <SEP> fixation <SEP> N 2 <SEP> 554
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<Desc/Clms Page number 31>
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<tb> Vitesse <SEP> de <SEP> la <SEP> vapeur <SEP> pendant <SEP> la <SEP> gazéification <SEP> 58,5 <SEP> kg/mn*
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<tb> Vitesse <SEP> de <SEP> l'air <SEP> pendant <SEP> le <SEP> soufflage,préch. <SEP> 441 <SEP> mc/mu.
<tb>
<tb>
Suppl. <SEP> 266 <SEP> mo/mn.
<tb>
Les avantages du procédé objet de l'invention ap- paraîtront mieux d'après le tableau suivant. Dans ce tableau, des résultats recueillis à l'aide d'essais analogues à ceux décrits ci-dessus ont été convertis sur la base de 28,3 mètres cubes de gaz à 8940 cal/me. Quatre huiles différentes ont été utilisées, dans le groupe A, une huile à carbone Conradson 0,2%; dans le groupe B, une huile à carbone Con- radson 3%. dans le groupe C, une huile à carbone Conradson 6% et dans le groupe D une huile à carbone Conradson 13%.
Dans chaque groupe. sauf le groupe D, les résultats obtenus à l'aide du procédé objet de l'invention portent le numéro impair, etsont comparés à des résultats obtenus par une opération de gazéification classique portant le numéro pair. Comme le groupe D utilise une huile à carbone Conradson 13%.
l'appareillage du procédé classique s'obstrue et ne permet de recueillir aucun résultats
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13Z..3U le
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<tb> Litres <SEP> Litres <SEP> Litres <SEP> Mètres <SEP> Rendement
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<tb> Groupe <SEP> lissai <SEP> huile <SEP> huile <SEP> huile <SEP> cubes <SEP> calorifique <SEP> ++
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<tb> comb./ <SEP> gazéi/ <SEP> totale <SEP> gaz/
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<tb> mc <SEP> gaz <SEP> mc <SEP> gaz <SEP> /mc <SEP> gaz <SEP> heure
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<tb> 0,133 <SEP> 1,541 <SEP> 1,674 <SEP> 7018 <SEP> m3
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<tb> 1 <SEP> .99 <SEP> Il.50 <SEP> 18.49 <SEP> 248 <SEP> 78,6%
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<tb> A
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0,226 1t5JO 1,753 5ô50 2 1.69 Il.42 13.11 ZOO 75.3
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<tb> 0,106 <SEP> 1,527 <SEP> 1.633 <SEP> 6028
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3 .7$ 1140 12.19 213 80.4;
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<tb> B
<tb> 0,132 <SEP> 1,682 <SEP> 1,814 <SEP> 3962
<tb> 4 <SEP> .98 <SEP> 12.55 <SEP> 13.55 <SEP> 140 <SEP> 74.5;"
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<tb> 0,126 <SEP> 1,418 <SEP> 1,544 <SEP> 5830
<tb> 5 <SEP> .94 <SEP> 10,58 <SEP> Il,52 <SEP> .206 <SEP> 81,2
<tb> C
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0,1 :l 1,556 1,787 3905
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<tb> 6 <SEP> .90 <SEP> 12,43 <SEP> 13.33 <SEP> 138 <SEP> 76.9%
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<tb> 0,038 <SEP> 1,563 <SEP> 1,304 <SEP> 4217
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7 .28 Il.39 17.. r 145 80.S'-
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<tb> D
<tb> 8 <SEP> ------- <SEP> -
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++ Rapport de calories dans le gas et le goudron aux calo- ries dans l'huile d'origine.
On pourra apporter de nombreuses notifications aux détails de mise en couvre du procédé objet de l'inven- tion sans sortir Six cadra de colle-ci.
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Method and apparatus for the manufacture of petroleum gas.
The present invention relates to a new process for the manufacture of petroleum gas or oil gas, and more particularly relates to an improved process for the production of petroleum gas by pyrolysis of petroleum oils with heat regeneration.
Petroleum gas or oil gas has been manufactured for many years by processes in which petroleum oil is vaporized and pyrolyzed,
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in the presence of a gaseous diluent such as water vapor, in heat storage zones * We start by heating one or more zones by burning a fuel, the hot combustion products of which are passed through the one or more zones, then, when these are sufficiently heated, oil is vaporized, which is pyrolized in the presence of a gaseous diluent in order to convert it into fixed gases thanks to the heat accumulated in the zone. At the end of a gasification operation, the zone is heated again, and a new gasification is carried out, and so on.
This mode of heating may be called "cyclic heating" to distinguish it, for example, from the vaporization of oil in a retort in which heat is continuously supplied to the oil directly from a source of heat. heat. To be properly pyrolyzed, the vaporized oil must not only crack into molecular fragments, but the cracked products must be maintained in a heated zone for a sufficient time for the gas phase to reach a state of equilibrium, molecular fragments, strongly reactive, transforming into gaseous constituents with stable molecules.
To ensure this transformation, the cracked vaporized oil is blown from the initial zone of vaporization and cracking, the temperature of which is relatively high, through a heat accumulation circuit, known as the "fixation zone" * The temperature in this fixing zone must be regulated in such a way that its average value is relatively low compared with glue from the combustion-vaporization zone in which the vaporization and the initial cracking of the oil take place, the temperature maximum prevailing near the combustion-vaporization zone and gradually decreasing towards the outlet end * At the moment when the vapors have
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reaches the relatively cooler outlet or downstream end of the zone,
the gas has been fixed and can then be cooled, with removal of condensable constituents.
Thus, in the current industrial process, a combustion-vaporization zone is provided, which is often simply constituted by the ogen-c arburing gas cell of an installation for the production of gas with water because - buré: and on the other hand a heat accumulation circuit, often constituted by the "Superheater" of the installation for producing gas with carburized water.
The combustion-vaporization zone is nothing more than a chamber leaving a space surrounded by walls resistant to high temperatures in heat-conducting material, chamber in which it is injected, in the correct ratio to allow combustion, a fuel such as tar, gas or oil, and on the other hand air, and where this mixture is burned.
The products of combustion at high temperature heat the walls of the chamber, and are carried through the "superheater" in which the heat is stored in a stack of ceramic material, from where they are evacuated towards the chimney. the operation is called "blowing". then the oil, usually with a little water vapor, is admitted into the combustion-vaporization zone where the oil is vaporized and cracked, and the mixture sweeps the hot stack where it attaches to the state of permanent gas, and from there passes to the scrubber. This stage of the operation is called "gasification". These stages are repeated continuously for as long as necessary for the needs of gas production.
In general, the apparatus is purged with: air or water vapor between "blow" and "gasification", or between "gasification and" blowout ", or at both at these two times; ' to eliminate undesirable products, or recover the gases remaining in the installation and prevent the accumulation of
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tion of explosive mixtures. There are many variations to the industrial process outlined above, but all are based on the following sequence of operations.
The procedure described above imposes certain limitations, the severity of which becomes increasingly greater. As has already been pointed out, the optimum conditions in the installation are those for which the combustion-vaporization zone is at a relatively high temperature, and is followed by a fixing zone at a relatively low average temperature compared to to that of the first zone, and in which the temperature gradually decreases towards the downstream end, These conditions are only with difficulty met in current processes because the temperature at any point of the installation depends above all on the combustion oil during "blowing";
now a combustion rate adjusted to ensure a relatively high temperature in the combustion-vaporization zone likewise causes an undesirably high temperature in the path which follows it. In other words, the upper level of temperature in the combustion-vaporization zone is limited in order to ensure the desired temperature conditions in the fixing zone.
It follows on the one hand that the temperature cannot be maintained in the combustion-vaporization zone at a level as high as would be desirable, and on the other hand that the temperature of the fixing zone cannot be kept as low as would be desirable, and thus it is impossible to achieve economically, in the present process, a relatively large temperature gradient between the combustion-vaporization zone and the combustion-vaporization zone. downstream end of the attachment zone, which would correspond to optimum conditions.
This state of affairs is further aggravated by the fact that the water vapor admitted into the combustion-vapor zone
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During the operation or gasification stage, the cooling effect is exerted on the part of the equipment where the aim is to achieve the highest possible temperature *
In addition, current industrial processes can only successfully use in the gasification operation residual low carbon oils. For example, oils containing more than 6-7% free carbon as determined by Conradson essay described later,
cannot be used satisfactorily in the gasification stage because the carbon which is deposited on the stacks in the part of the fixation zone which adjoins the combustion-vaporization zone, ends up obstructing the system * It is therefore necessary to use only oils with low residual carbon, relatively expensive compared to oils, more abundant, containing a high Conradson carbon content, or oils with a high residue It is therefore becoming more and more interesting to develop a process for the manufacture of petroleum gas which would make it possible to use a high carbon gasification oil, since the invention and the increasingly widespread use of catalytic and thermal cracking methods in the petroleum refining industry,
which produce more strongly cracked residual oils which themselves lead to higher proportions of carbon during their gasification. The economics of the gasification industry demand the satisfactory use of the cheapest residual oils that the petroleum industry can supply.
In addition, the carbon that settles on the stacks during current petroleum gas production operations is a loss, since it cannot be used in the installation, and must be removed periodically by cleaning.
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or intermittent blowing of steam or air *
Of course, all the above drawbacks are added to seriously limit the possibilities of flow rate of the apparatuses during the gasification operation - in effect, as on the one hand the temperature of the combustion-vaporization zone does not. can be kept at the desired high value, the fuel combustion efficiency during the blowing operation is less good:
on the other hand, since the temperatures in the fixing zone cannot be kept as low as one would like, the denial of gasification during the gasification operation is reduced as a result of a too much cracking. Further, as the carbon deposit is removed during prolonged exaggerated "blow-off" periods, a new cause of poor yields arises as well. to improve the current processes, with a view to correcting the above-mentioned drawbacks.
The main object of the present invention is an economical process for manufacturing petroleum gas or oil gas, making it possible to avoid or largely eliminate the above-mentioned drawbacks.
This process allows the easy establishment between the combustion-vaporization zones, on the one hand and the fixing on the other hand, of temperature gradients favoring the production of the maximum quantity of gas with high calorific value per unit of weight. of gasification oil used This process makes it possible to preheat the water vapor used during the gasification stage to a high temperature before admission into the combustion-vaporization zone while at the same time ensuring the establishment of gradients optimum temperature during the process.
More specifically, the process allows the use of heavy residual oils with a high carbon content
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Conradson as gasifying oils
Another advantage of the process which is the subject of the invention consists in the fact that it ensures an improvement in the yield by the use of the carbon deposited in the installation during the preceding stages of gasification, these deposits of carbon thus providing part of the fuel required during the subsequent accumulation of heat in the system * '
The process also ensures minimal sensible heat losses of the gas produced.
A subject of the invention is also an apparatus allowing the implementation of said method.
According to the invention, a continuous regenerative process is used for the manufacture of petroleum gas by pyrolysis of petroleum oils, in which process heat is accumulated or stored in two communicating paths, with separate heating for the production. stored heat, each of these paths being preceded by a combustion-vaporization zone communicating with it.
Said method essentially consists in admitting liquid fuel and air into the combustion-vaporization zone preceding one of said paths; burning said fuel in said combustion-vaporization zone, the products of combustion being sent along said path to store heat therein; in subtracting a fraction of this heat from the other path by passing it to the corresponding combustion-vaporization zone, water vapor in order to superheat the latter; admitting this superheated vapor into the aforementioned first combustion-vaporization zone at the same time as petroleum oil is admitted therein;
to vaporize and pyrolyze this petroleum oil in the presence of said water vapor in the
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first aforementioned combustion-vaporization zone and in the aforementioned first path: withdrawing the oil thus vaporized and pyroyzed and said water vapor from the first aforementioned path; and repeating this series of operations reversing the order of the two heat accumulation paths.
It can be seen from the foregoing that, in accordance with the process which is the subject of the invention taken in its broadest aspect, two gasification units are provided, each unit comprising in mutual communication, a combustion-vaporization zone and a combustion zone. gas fixing.
The sequence of operations which take place, namely "blowing" and "gasification", in each unit is roughly the same as in current processes, except that the water vapor introduced into the combustion chamber. tion-vaporization of one of the units during the gasification stage, is preheated to a high temperature beforehand by passing it through the fixing zone and the combustion-vaporization zone of the other unit from the downstream end from the first zone to the second. Yet this difference alone provides a number of unexpected benefits in addition to the results previously reported.
Firstly, by passing water vapor through one of the units s in the direction indicated prior to its admission into the other for the gasification stage, a temperature gradient is ensured in the first unit more important, thus preparing it for the stages of heating and subsequent gasification.
In other words, the temperature of the fixing zone of the first unit decreases notably from the region adjacent to the combustion-vaporization zone communicating with it towards the outside, that is to say towards its. downstream end, do such
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so that in the later stage of "blowing" or heating this unit, more combustion can be achieved in the combustion-vaporization zone communicating with it, and as a result higher temperatures, all while maintaining a relatively low average temperature in the fixing zone, the temperature of the latter gradually decreasing towards the downstream end.
Second, while fulfilling this useful role, the water vapor also heats up to a high temperature, which obviates the need for auxiliary heaters of the va-pour. This also eliminates the cooling effect observed in prior processes when heat from the combustion-vaporization area was used to superheat the water vapor *
Preferably, however, heat is also subtracted from the attachment area of one of the units by passing air there from the downstream end to the combustion-vaporization zone communicating with it and through this zone. .
The hot gases thus leaving said vaporization-combustion zone are admitted into the combustion-vaporization zone preceding the other path at the same time as a liquid fuel is admitted therein during the "blowing" or heating stage.
This characteristic, together with the superheating of the steam during the gasification stage as previously indicated, combine to provide a particularly interesting industrial process. Thus, according to a preferred embodiment of the invention. tion, part of the heat stored in one of the two communicating paths, with independent heating, is withdrawn by passing air there to the corresponding combustion-vaporization zone to raise the air temperature and burn the gas. carbon in this path and in the combustion-vaporization zone
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communicating with him.
The resulting hot gases are then admitted to the combustion-vaporization zone preceding the other path at the same time as liquid fuel is added thereto. This is burned in the presence of these hot gases in the combustion-vaporization zone, and the products of combustion sweep the path communicating with it to store heat there. Another fraction of the stored heat is then subtracted the first path mentioned above by passing water vapor to and through the combustion-vaporization zone communicating with it to superheat this vapor, and the superheated vapor is then admitted into said zone of combustion-vaporization preceding the aforementioned second path at the same time as petroleum oil is added thereto.
The petroleum oil is vaporized and pyrolyzed in the presence of this superheated vapor in said combustion-vaporization zone and in the second heat storage path, and the vaporized and pyrolyzed oil as well as the water vapor are then evacuated from this path * The cycle is completed by repeating the above sequence of operations reversing the order of the two heat storage paths * A gasification process of the same general principle, in which we pass l 'air countercurrently through one of the units prior to its admission to the other in the same manner as described above, but in which water vapor, if used, is 'is not preheated as indicated above,
is the subject of the patent application filed simultaneously, on behalf of the applicant, for:
Thus, according to the embodiment defined above, the passage of air and water vapor through one of the two units in the direction specified, prior to their admission into the other. unit during
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respective stages this "blowing" and c "s" gasification ",
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leads to the establishment of a greater temperature gradient between the combustion-vaporization and fixing sonos of each unit, than in the case where only the vapor is preheated in the manner described, prior to each stage of gasification Equally important, however,
is the fact that the air passing through a unit in the indicated sound gradually heats up as it approaches the point on the apparatus where the carbon devotees accumulated in the previous stage of gasification are most dense. The hot air causes the carbon in this unit to burn, which not only removes carbon, but further raises the temperature of the resulting gaseous mixture to a high level before it is released. admission to the combustion-vaporization zone of the other unit. This not only removes the cooling due to the intake of fresh air into the combustion-vaporization sound system of the other unit, but also ensures a higher efficiency for the combustion of the oil in this zone.
In addition, as the hot mixture of gases entering the combustion-vaporization zone contains a relatively high proportion of sensible heat, both as a result of the withdrawal of heat from the first unit and that of the combustion of the carbon deposits, it will be necessary to provide d so much less fuel during the "blowing" or heating stage in the second unit. The reduction in the quantity of fuel required increases with the quantity of carbon deposited by the gasification oil, which carbon is in turn burnt during the passage of air in the manner described through the unit containing said gas. carbon deposits.
Thus, in accordance with the preferred embodiment of the invention, not only does it become possible to use a less expensive oil during the gasification stage, but the cheaper the oil used, that is to say the higher the amount of carbon
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deposited during cracking, the less fuel required.
It will also be noted from the above that the high temperatures are localized in the part of each unit where their presence is most useful, that is to say in the combustion-vaporization zones, and in the part of the attachment zone which immediately adjoins each combustion-vaporization zone; while lower temperatures are established where they are most advantageous, namely in the fixing zone, and these temperatures gradually decrease towards the downstream end of this zone.
It follows "ultimately that the fuel combustion efficiency is improved in each of the combustion-vaporization zones during the particular" blowing "or heating stage of the unit under consideration, and that the fuel efficiency The gasification is improved, with less exaggerated cracking, in each unit, during the gasification stage which is specific to it.
The present invention will be better understood with the aid of the following description, given with reference to the appended drawing, in which: FIG. 1 illustrates the main phases of a complete operating cycle of the process which is the subject of the invention, and - Figure 2 shows the main stages or phases of a complete cycle of the preferred embodiment of the invention.
As has just been said, FIG. 1 illustrates the main stages of the invention. In this figure, pipes 30 leading to a chimney are designated by 31 pipes leading to a scrubber, pipes 32 for supplying steam to the apparatus, 33 pipes for introducing oil to be gasified. , through 34 air introduction pipes and finally 35 through liquid fuel introduction pipes. Figure 1 shows two petroleum gas manufacturing units 10 and 11 each of which has a combustion-vaporization zone 14, 15, respectively, and a heat storage path or attachment zone 12, 13 respectively.
Although for more ........
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for convenience, separate combustion-vaporization zones and attachment sones have been shown, it should be understood that often, in practice, there is no precise demarcation between the combustion-upgrading zone and the attachment zone communicating with it .
As seen in 1a, nuclei are provided to selectively introduce water vapor into the downstream end of each unit. A means among others for this purpose is indicated in the, where we see pipes leading to the downstream end of each unit 10 and 11 and connected to a common source of steam by means of a tap two-way 16. This arrangement makes it possible to direct the water vapor either to one or the other of the two units as required, or to cut it off completely. The following stages indicated in the drawing, lb, le and ld show the direction of the circulation of the water vapor; where no direction of flow is marked, there is no circulation of vapor during the stage considered.
As a result, the watch shows means for selectively removing material from the respective units. One means for this is indicated in la and consists of providing suitable pipes from the downstream end of each unit 10, 11 to a conventional two-way valve 17, so that the gas from the respective units can be obtained. be directed on the washer, according to los needs * As shown in the 'usual pipes lead to a chimney.
Also in this case ,. the successive stages indicated in 1b. le and 1d show the direction of flow in the two units * Of course, there is provided a pipe connecting the two combustion-vaporization sones between them, and the direction of the flow through this pipe during the various stages is indicated on the, 1b. le and 1d.
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Although each gasification unit is in this figure shown as a unitary apparatus, it should be understood that the combustion-vaporization acne of each could be a separate apparatus or cell, such as a gasifier. carburettor of the type currently used in the petroleum gas production industries or (carbureted water gas, each of which communicates with a separate fixing zone such as a usual "superheater" of the type used in these industries ,
Since the figure shows only the main stages of a complete operating cycle, it will be understood that the installation is already heated to start the operation, in the known manner, by combustion of a liquid fuel such as oil, tar or gas in each combustion-vaporization zone, and blowing hot combustion gases through the corresponding attachment zones. The units 10 and 11 can be connected to a common chimney or, better, to separate chimneys, to avoid the heating of the valves, and they can on the other hand be connected either to a common washer or to separate washers.
Although the combustion-vaporization zones 14 and 15 have been for convenience shown as separate apparatus, it will be understood that, since the pipe which connects them is large enough for the passage of hot gases, the zones of combustion-vaporization 14 and 15 as well as the intermediate pipe which connects them, can in practice be joined together to form a single chamber.
As can be seen in the in FIG. 1, the cycle can be started, after heating each unit to the degree required for starting the operation, at
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the manner well known in the art, by admitting air and a liquid fuel in the combustion-vaporization zone of one of the two units, in the present case the combustion-vaporization zone 15 of the unit 11.
The fuel burns in the combustion-vaporization chamber 15 and the hot products of this combustion sweep the fixing chamber 13 and pass from there to the chimney.
The next main stage is shown on 1b; water vapor is sent through the unit 10 from its downstream end through the attachment zone 12 and the combustion-recovery zone 14, respectively. The water vapor circulating through the unit 10 removes heat at the fixation zone 12 heat which was stored there during a previous "blowing" operation ..:
.... as this vapor approaches the combustion chamber - vaporization 14, it gradually heats up * However, as a result of the initial cooling effect caused upon admission into the downstream end of unit 10, the temperature in unit 10 gradually decreases from the combustion-vaporization zone 14 towards the downstream end.
The pascal of water vapor in the specified direction thus tends to produce a high temperature concentration there. where their presence is required, namely in the combustion-vaporization zone 14 and in the part of the fixing zone 12 which is next to the last one, while at the same time a relatively large temperature gradient is established between the combustion zone. vaporization 14 and the downstream end of the fixing channel 12.
The highly superheated steam leaving unit 10 is then admitted into the combustion-vaporization chamber 15 of unit 11, substantially at the same time as the gasified oil is admitted therein. In the combustion zone- @
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vaporization 15, the oil vaporizes, and there is noticeable crackle of the oil thus vaporized.
Due to the large quantity of sensible heat contained in the superheated steam, the water vapor serves as neither a heating place for the vaporized oil and also as a heat transfer medium between the exuded surfaces and the unit 11 and the unit 11. vaporized oil.
On the other hand, it is understood that gasification oil can be admitted into the combustion-vaporization zone 14 during the passage of water vapor through this zone, in which case it will also be admitted into the combustion-vaporization zone. 15 in the name of superheated water vapor
The oil thus vaporized and pyrolyzed and the water vapor are then sent through the,
attachment zone 13 where the most reactive molecular fragments of the cracked gases are transformed into gaseous products with stable molecules * However, as water vapor has already been sent previously through unit 11 in the same manner as 'through unit 10, a greater temperature gradient is established in a manner analogous to what has been said for unit 10.
Thus the average temperature in the fixing zone 13 is lower than in the conventional fixing zones, which facilitates the "fixing" of the gases there and considerably reduces the risk of too much cracking. The fixed gas and the vapor 6'eau leaving the fixing sone 13 by its downstream end are @ ducted towards a scrubber *. 1c and 1d illustrate the completion of the operating cycle by repeating the previous stages, but with inversion of the order of the units.
Confided we see it in 1c, air and a liquid fuel are admitted Sense the combustion zone - vaporization ion 14 of unit 10. Gum in the, the fuel burns and the hot products of this combustion sweep the sound system. fixing 12,
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storing heat in it * I-ais e o n ï2 0 the unit 10 has just been swept with water vapor, as described above and as shown in 1b,
the highest temperatures are concentrated in the. combustion-vaporization sound system 14 and in the part of the fixing section 12 which adjoins the latter;
while the temperatures in the fixation zone 12 gradually decrease downstream. the main stadium
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next, shown in the., corresponds -s that shown in 1b. to order. We breathe in water vapor
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through 1;., sound system 15 of unit 11 to and through the. combustion-vaporization sound system 15.
This water vapor removes the calories a. ', Ss, "1h ^" :, sll.é cii during the previous "blowing" com-3 indicated in la, the cooling naxiaum 4: alt takes place towards the extremity downstream, and the highest temperatures being located in the combustion-vaporization zone 15 or near it,
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The steam thus superheated is admitted ôans the combustion-vaporization cone 14 of the unit 10 is carried out so that the petroleum oil is added to it to u4éï: ier. Corome mentioned above, a little carbonating oil can also be admitted into the conbuetion-vaporization area 15 during the passage of 4.rc ec: through glue.
In unit. 10, the oil vaporizes and is pyrolyzed from the szj¯? '. R Ï.iâ3.el' .. as described above about lb, and the attached gz leave the downstream end of the fixing zone 13 towards the washer. the gas produced in each unit can then be submitted, as is well known in the
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gasification, cooling to condensation.
Normally, the hot gas is sent to a scrubber which is nothing more than a primary condenser in which the gas cools below the boiling point.
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tion of water and where condensable products such as tars and other hydrocarbons are separated. Bitch
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as mentioned above, advantageously a common washer of sufficient capacity is used to receive the products from both units at the same time.
As already stated, Figure 1 shows the main stages of the process, and it should be understood that suitable "purges" can be advantageously carried out between two or more of these successive stages. For example, between the stages shown in la and lb, and between the and ld, an air stream can advantageously be blown in to sweep the unit in the direction indicated without introducing oil into the respective combustion-vaporization zones. The effect of this operation is to remove from the installation the harmful products formed during the combustion of the fuel before the start of the gasification operation.
Likewise, between the stages indicated in 1b and 1c on the one hand and between ld and la on the other, the respective units are advantageously swept with a stream of water vapor in the direction indicated to rid them of traces of gas. of oil. During this purge, a stream of water vapor is also advantageously blown through the downstream end of the unit in which the gas has just been produced in order to prevent the production of any expbsive mixture of gas. and air in the next "blowing" or heating stage.
Figure 2, as has been said, illustrates the main stages of the preferred embodiment of the invention. As in Figure 1, this figure shows two gasification units 20 and 21 each of which has a combustion-vaporization zone 24, 25 and a heat storage path, 22,23. In this figure 2, the reference notations 30 to 35 inclusive have the same meanings as in figure 1. As already indicated, although each of the two gasification units is shown as a unitary apparatus. , it should be understood that the combustion zone- .............
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vaporization of each unit could be established as a separate apparatus or cell each of which communicates with a separate attachment area.
Here again, although for the convenience of the description distinct combustion-vaporization and fixation zones have been shown, it should be understood that often in practice it is not possible to limit with precision the border between these two zones of the same unit. As the figure represents only the main stages of the complete operating cycle, it must be understood that the installation has already been heated for start-up, in the conventional way, by combustion of a liquid fuel in each These sones of com - bustion-vaporization and blowing of hot combustion gases through the respective fixing zones.
Units 2Q and 21 can be connected to a common chimney or neither to separate chimneys, to avoid "hot" valves, and can be connected on the other hand either to the same washer or to separate washers.
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As we see in bzz on i2.2, the start of the operating cycle can be carried out, after heating each unit, passing air through one = of them, here 20, since its end
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downstream mite, that is to say the end through which the oil gas produced leaves the unit;
9.through the fixing sone 22 and the 6th of cOlili.nu::tiol1-';c,ogéno::'ist;.tion 24, respectively * making its passade, the air heats up gradually, ot at the same time cools the fixation sone 22 d.ns um some measure, absorbing
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some of the calories stored in calla-ci * The hot air causes combustion closed deposits (the carbon in the combustion-recovery area 24, as well as
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d part da l A c.
c fixation 2 which is close to the sound part (, 0 fixation c ,, Lii is close to the "combustion-recovery '4' The deSts of the cono do rTiXxnJ!? n'vC.li'-1 v4. U.x7. 34 The devotees (the
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carbon in the fictional sone: 2 and e.l1S the 136113 do combustion-vaporization 24 are thus removed, and moreover these deposits provide a part of the. fuel required
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to supply heat to the z3nc of c 0 no asti on-vaporization 24 and to the unit 21.
The resulting hot gaseous mixture is then admitted to the combustion-vaporization zone 25 of the unit 21 while liquid fuel is added thereto. Due to the large quantity of sensible heat contained in the hot gases entering the combustion-vaporization zone 25, no more fuels are required to supply heat to the unit 21, and this fuel burns with better efficiency. .A make-up of air, in addition to that possibly admitted from the unit 20, can be supplied to the combustion-vaporization zone 25 if it is deemed necessary. The products of combustion coming from the combustion zone- spray 25 sweeps the attachment area 25, storing calories therein.
But, as the unit has just been swept successively with air as described above, and with water vapor, as will be seen later, a relatively concen- tration occurs. high heat, and consequently a corresponding localization of relatively high temperatures, in the combustion zone 25 and in the part of the fixation zone 23 which adjoins the combustion-vaporization zone 25, while the temperatures in the fixing zone 23 decreases rapidly towards its downstream end. The combustion products leaving the fixing zone 23 can be directed onto a chimney which discharges them.
The next important stage is shown in 2b: water vapor is sent through the unit 20 in the same way as in 1b of FIG. 1 described above. The vapor passing through the attachment zone 22 absorbs a new
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how much heat is stored in it.
During this passage through the fixing zone 22, the vapor heats up progressively until the moment when, when it has reached the combustion-vaporization zone 24, the hot vapor absorbs only a relative quantity. reduced heat * As indicated above in connection with Fig. 1, at this time a little gasification oil can be admitted into the stream of water vapor in the combustion-vaporization zone 24 .
However, as a result of its initial cooling effect, the temperatures near the downstream end of the attachment area 22 are further lowered, giving an even greater temperature gradient between the two ends of the unit. The steam thus superheated is then admitted into the combustion-vaporization zone 25 of the unit 21 at the same time as the gasification oil is admitted there.
In vaporization combustion zone 25, significant vaporization and cracking of the oil occurs. The mixture of cracked gases and water vapor then passes through the fixing chamber 23 in which it remains long enough for the cracking gases to be transformed into gaseous products with stable molecules. The gases thus fixed, and the water vapor, are then directed to a scrubber.
FIGS. 2c and 2d show a repetition of the above-described stages, the order of the units being reversed.
At a 2c, the air is passed through the fixing chamber 23 and the upgrading combustion chamber 25. As in the previous stages, the carbon deposits formed during the gasification stage proceed, burn and the mixture hot gas' is admitted clans the z5 zone of combustion valuation 24 at the same time as there would have the liquid fuel *.
This burns in the presence of hot gases and the products This burns in the presence of these hot gases and the hot products of the combustion chamber sweep the fixing zone 22,
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there shopping for it. chalour, then switch to the. fireplace.
In 2d. water vapor is then passed countercurrently through limit 21, as we have gone above for 2b. and the steam thus superheated with the gasification oil are admitted together into the upgrading combustion zone 24 of the unit 20.
As has been said, a little ion hyil can be admitted into the combustion-vaporization zone 35 providing the passage of the vapor stream, in which case this oil also enters the combustion-vaporization zone 24 at the same time. As long as the water vapor * in the combustion-vaporization cone 24, the oil vaporizes and cracks, and the vaporized and cracked materials pass through the attachment zone 22 as previously described. The fixed gases leaving the unit 20 are directed to a scrubber. The process illustrated in FIG. 2 is of course continued by repeating the operating cycle starting with stages 2a.
As has been said, fig. 2 shows only the main stages of the preferred process and it will be understood that appropriate "purges" are preferably carried out between two or more of these stages. Thus between stages 2a and 2b and between 2c and 2d, advantageously is sent a stream of air through each unit in the direction indicated without introducing heating fuel into the corresponding combustion-vaporization zones. This has the effect of eliminating from the installation the harmful products formed during the combustion of the fuel before the start of the gasification stage. -Likewise, between stages 2b, 2c. and 2d. Sa, each unit is advantageously swept by a stream of water vapor. in the direction indicated to clear the appliances of petroleum gas.
During this purge, a stream of water vapor is also preferably admitted through the downstream end of the unit in which the gas has just been produced to ensure the absence of any explosive mixture between the air and the gas. gas during the "blowing" stage
<Desc / Clms Page number 23>
or next heating.
As can also be seen in 2a, means are provided for selectively introducing water vapor or air into the downstream end of each unit. In 2a, a means for this purpose is seen, comprising pipes leading to the downstream end of each unit 10 and 11 and connected by means of two-way valves 27 and 28 respectively, to steam and air sources. Thanks to this arrangement, the water vapor can be directed on either unit or switch it off completely. The successive stages represented in 2b, 2e and 2d indicate the direction of cir-
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6th culation of steam or air as appropriate.
Also, 2a shows means for selectively extracting materials from each unit. A means for this, indicated in 2a, consists in providing customary conduits from the downstream end of each unit 10, 11 0. a soft-way tap 26, so that the gas coming from each unit can be directed to a scrubber. as needed., Gum neutral e-
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As at 2a, these ordinary conduits leading to a cho- nineo are provided.
In this case also, the following stages, 2Jb, Se and 3 &, indicate the sone-, ¯¯ E: c Tt? 1, .. n material class from the o :: tré - !. downstream unit of each unit It is planned. of course, as in fig. 1, a re
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link the sound systems;: "0 closed combustion-vaporization OCll: r units * lin at, 2b¯, Zc and 2d, lô direction of flow through this pipe is indicated.
An apparatus which can be used in peppering the process which is the subject of the invention will now be described.
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Each part, namely the sound system This combustion-vaporization oone of fixation, can be the "1" which is Hone fixation, can be SC! .LO: "'. 0 e ::.
CG which is currently used in. the included tris of the :: Gl: i.iWii0I3a Cornue as we said) read, its combustion-vaporization can
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tr0 constituted by any well-known Qsjjcroil used in this tre c.ï, i3. e.z c, o.u v: n.s goal, for example the fuel part of the device
<Desc / Clms Page number 24>
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conventional gas production with water carbide, or a combined 3azo; ene-cbnrtor suitable typo whatever such or 'it is used in the conventional plants <3 production of g; a2 te: .. ? (- ::
i.'01e. ± read specially, the combustion-valorization sôno is nothing else -. "'Ans cîir.ïbi'c heat conductive material qn TUl1J or. Conductive material ev 120 heat rcci Being atec binding tû.'1 ;;;. '. üils'C..n; tC.G (lU3 brigues ro- 1: co.ct: =. i :: cs argillaceous, bi:? i tI CN: at c8, "' borumluE, ctiC. des- t7 .IIÉ: LS to combustion 01.7 ... liquid fuel of Cîl, u: i: i, ¯C;,, '1 cl¯au ī., Sufficient * 1 vaporization C. 0 oil eUt f. near C1G.1.u :: ... <: lf; has sufficient vaporization (The Ga3eïication oil. The walls of this chamber usually provide a sufficient surface to be able to store
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the calories required for subsequent vaporization and initial cracking of the gasification oil.
The tank may be completely empty, or part may be fitted with a stack of ceramic material, for example.
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clay refractory bricks, carborundum bricks etc., allowing the accumulation of sensible heat,
As is customary in the operations of
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current gasification, the ccmbustion-vaporization zone is provided with a burner suitable for the particular fuel used. Normally, this burner consists essentially of one or more nozzles injecting the fuel into the combustion-vaporization zone. The burner can be provided with means making it possible to mix the air introduced with the fuel before injection into the combustion-vaporization zone or again all or part of this air can be admitted separately into said zone.
Be that as it may, the air and the fuel are admitted into the vaporization combustion zone of each unit in proportions ensuring good combustion efficiency for the liquid fuel.
The combustion-vaporization zones are also provided with means making it possible to inject oil to be gasified therein.
These means are well known in the gasification industry and generally include one or more nozzles.
<Desc / Clms Page number 25>
arranged so as to project oil into the area at the desired times, in the form of rain.
As regards the air sent through one unit prior to its admission to the other unit during the heating stage, its quantity must be at least sufficient to burn the carbon deposited in the first above-named unit. If the quantity of air sent to the first unit is just sufficient to burn the carbon there, an additional quantity of air can be sent into the combustion-vaporization zone in which the combustion of the liquid fuel takes place, in the quantity desired for maintain the combustion of the fuel there, On the other hand, an excess quantity of air can be sent through the first unit in relation to that necessary to burn the carbon deposits, in which case the quantity of air additional required will decrease accordingly.
Thus, the quantity of air sent through the first unit can be sufficient not only to burn the carbon deposited therein, but also to maintain the combustion of at least most of it; and even all of the liquid fuel admitted into the combustion-vaporization zones.
The heat storage path or "fixing zone" can be any device well known and used for similar or analogous purposes in industries producing petroleum gas or gas to fuel water. It is essentially made up of by a large chamber made of a material resistant to high temperatures such as refractory bricks, the interior of which is provided with numerous passages through which the gaseous materials must circulate. Usually the interior is lined with a stack of refractory material such as clay bricks, the part of the stack which is intended for
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to be subjected to the higher temperatures, namely the part adjacent to the combustion-vaporization zone being made of carborundum bricks.
The fixation zone is of sufficient volume to allow the gas currents which pass through it to remain there for a sufficient time for them to be completely transformed or to fix themselves to the state of stable industrial petroleum gas * The exact dimensions and shapes of the fixation area will be determined by considerations well known in gasification, among others the desired flow rate, the required residence time, etc.
The fuel used during the "blowing" or heating stage to store heat in each unit, as indicated above, can be any liquid fuel commonly used in the gasification industry, such as petroleum oil, tar, gas, etc.
Generally, the fuel used will be petroleum oil; For this purpose, a great variety of expropriated types are available in the trade, such as
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los oils & 3 fQur.NOs. 2 and 3, heavy residual oils, etc. Retort it has been reported, tar, retort coal tar, tar (18 Gas water carburetted,
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and the ol? t.ror. 2 petroleum of type 1) 1.'0 ('ni t during the present process, can 6 [;:. ÜaLtJ: t 3' or used COU10 COr.1- bustibles;
0-c.mie this case the fuel must have sufficient fluidity to be able to be injected: ": i.r the burner in the zone cl 3 C0L101l5tion-vc, rÎo: ds [':' jion. This is suitable fluidity on. t 8ti'c obtained c certain c'.s chuf-Lnt con "', 011; .la joiri .... 1; .1. C obtained ûan & - IJ ...., -, - J.-D eus on \ j! ¯, -, ...... J.¯, - J. le 3'Tiidron, or the following heavy oil the Ci;. "St or by extending them by means of a liquid L" 1 sc 10 e Cu '.i3nc 1ll úlll'C harmful of less viscosity, or by these c1m :: we drown at the same time Comne on z :; indicated above, the preferred oodu do nise work of the invention for the use of oils This petroleum y: éï¯. ic, = .. t: Law1 of very diverse natures.
While the previous processes were Units
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to the use of clo jWtx'1 oils; containing :: i3ins of 7,., and preferably less kills 4 -the carbon vf? '. 3.'l.d,' '- i0tl, the object of this invention, & ona its. rlode of preferred implementation, easily lends itself to the use 0 'petroleum oils containing up to 1J /: ;;. 0 carbon 3onrac1son and ris o. We recall that the Oonrcson carbon c :: names C, -, iJJ.nv¯, ..., o ..
We rh, .J2c c that the carbon "Qur", (..., on \, .. ", prino the proportion of carbonaceous residue remaining at the end of a cycle of caa.x: vc normalizes cJU (.- : .u, 31 we C0UrJ0t a weight determines the oil tested according to an operating r.10C3 denoted <1 ,, 'l1S standards 4'. '5. by ī'a "71.'l' .i; é.'v.ol .J..189-36.
According to this:, 10 <70 operating, we heat a cterinë weight of the oil to a Vi 4G: ûf '. It is left in a crucible until a coke-like residue has been obtained, then this residue is heated to red. deduces the Conradson carbon content by the percentage of this carbon remaining relative to the weight of the oil tested. Either way, it is possible to use any of the petroleum oils used previously, such as gas oils or diesel oils or light hydrocarbons such as kerosene, gasoline, liquefied petroleum gases, such as propane, butane, etc .;
in addition, if the invention is carried out in its preferred form, petroleum oils known to be unusable heretofore, such as oils containing more than about 7% Conradson carbon, may be used.
In accordance with the process which is the subject of the invention, water vapor, previously superheated in the manner described, is blown into the combustion-vaporization zone at the same time as the gasification oil in order to reduce the partial pressure. oil vapors. The relative proportion between the superheated water vapor and the carbonating oil can vary a lot as well as
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is well known in the art * It can vary for example between about 1 part of water vapor to 1 of oil; by weight and about 1 steam to 10 oil.
The average temperatures in each unit will be similar to those used in the conventional processes, for example between 6200 and 1095, and better still between 760 and 900 approximately * However, thanks to the process object of the invention, it is conceivable that temperatures higher high, from about 50 to 250 for example than in the known processes, will be localized in the combustion-vaporization zone of each unit, while the temperature near the downstream end of each fixing zone will be a little higher low, for example 50 to 1000 lower, than in conventional processes *
The examples which follow illustrate the implementation of the process without in any way limiting the scope of the invention.
Example I.
Two gasification units are installed, each of which has a combustion-vaporization zone and a fixing zone * Before the gasification operation in each unit, water vapor is superheated in the other as described above. above, and before "blowing" into each unit, air is passed to the other, as described above. the test lasts 22.58 hours, during which about 170 operating cycles take place, each lasting 8 minutes * the cumulative "blow-off" periods take about 51. ' of each cycle,
and the gasification periods accumulated about 39% of each cycle. Purges and valve operation take the remainder in due course in each cycle.
The oil used, both for caseification and as fuel is petroleum oil with a content of
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Gonrafison carbon of 0, 2 ;. Unit .. 1 consumes 8543 liters of oil as fuel, and unit N 2 consumes 12523 liters, for a total consumption of 0.136 liters of oil as fuel per meter
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gas cube ';'> l '') lcl1it. 'Unit 1 consumes 7. ::
.38 liters of gasoline oil, and unit 2 is consonant with 126.03S liters, that is a total consolation of 1.517 liters of gas
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fuel per our cubic gas produced, and a total oil consumption, both in fuel and gasification of 1.753 liters per cubic meter of fat.
The t ...,; erl2ze, weighting the operation are as follows:
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oila da combustion-valorisation 110 1 49 Lower part of ic, 1ne of fixation 1I 1 907 "Top of the sone of fixation 1 7430 ono ûo combustion-vajorisetioii ir 3 782 Lower part Ao 1 s3ne with fixation L.ro2 g210 SO !:
1Il'lGt of the fixing sone l.r 2 588
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The water vapor is blown during the gasification stage at the rate of QO, 8 kg per limit, and air is preheated during the blowing stage at the rate of 440 cubic meters per minute. Additional air is introduced into each combustion-vaporization zone
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during each blowing stage at the rate of J32 per ninute. example II.
We proceed cojnr-iu clans Loemle It except that we use a petroleum oil with a carbon content,; onr8. :: '. 60n of: 3, 02 ;: both for the c:; lau: t3 only for gasification *
Duration of the operation 17 hours
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.Duration due each cycle 8 inn.tes Relative duration of "blowing" 48 Relative duration of "g'a3éiiication 3 Fuel oil consumption
In unit N 1 7.125 liters
In unit N 2 7.057 1 Volume of gas produced 121.520 cubic meters Calorific value of gas 9.055 cal / mc
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Cor.cust .. oil consumption, I6 l / gas
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Consumption of carbonated oil.
Unit 1 87.008 1.
Unit 8 87.620 1 Consumption of carbonated oil. per mc of gas produced: 1.442 Total oil consumption per mc. gas produced: 1,558 Average temperatures: combustion-vaporization ome N 1 8540
Lower part of the fixing zone n 1 871
Summit "" 1 699
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-Aone of combust-vap. lio2 777 Lower part, of the fixing zone N 2 869 Top "" 2 560 Water vapor speed during gasification 45.360 kg / minute Air speed during blowing
Preheated: 468 m3 per min.
Additional: J28 m3 per min.
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....: xample III.
The procedure is as in the preceding examples, except that a petroleum oil having a Conradson carbon content equal to 13.03% is used for fuel and for gasification oil.
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<tb>
Operation <SEP> <SEP> duration <SEP> 24 <SEP> h.
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<tb>
Duration <SEP> of <SEP> each <SEP> cycle <SEP> 8 <SEP> mn.
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Relative <SEP> <SEP> duration of <SEP> blowing <SEP> 42%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> "<SEP> gasification <SEP> 49%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> consumption <SEP> in <SEP> oil:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> 1 <SEP> 1758 <SEP> 1.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
N <SEP> 2 <SEP> 1644 <SEP> 1.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Volume <SEP> of <SEP> gas <SEP> produced <SEP> 106950 <SEP> mc.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Calorific value <SEP> <SEP> of the <SEP> gas <SEP> 8690 <SEP> cal / me.
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<tb>
<tb>
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<tb>
Consumption <SEP> in <SEP> oil <SEP> fuel <SEP> 0.032 <SEP> liter / me
<tb>
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<tb> of <SEP> gas <SEP> produced.
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Consumption <SEP> in <SEP> oil <SEP> of <SEP> gaséff.
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> total, <SEP> unit <SEP> n <SEP> 1 <SEP> 80510 <SEP> 1.
<tb>
<tb>
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<tb> n <SEP> 2 <SEP> 81330 <SEP> 1.
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
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Consumption <SEP> in <SEP> oil <SEP> of <SEP> gasification <SEP> 1.518 <SEP> 1 / mc <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> gas <SEP> produced
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Consumption <SEP> in <SEP> oil <SEP> total <SEP> 1,550 <SEP> 1 / mc <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> gas <SEP> produced
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> average <SEP> temperatures:
<tb>
<tb>
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<tb> <SEP> zone of <SEP> combustion-vaporization <SEP> N 1 <SEP> 838
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> part inf. <SEP> zone <SEP> of <SEP> fixing <SEP> N 1 <SEP> 8690
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Summit <SEP> zone <SEP> of <SEP> fixation <SEP> N 1 <SEP> 735
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> zone of <SEP> combustion-vaporization <SEP> N 2 <SEP> 793
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> part inf. <SEP> zone <SEP> of <SEP> fixing <SEP> N 2 <SEP> 871
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Summit <SEP> zone <SEP> of <SEP> fixation <SEP> N 2 <SEP> 554
<tb>
<Desc / Clms Page number 31>
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<tb> Speed <SEP> of <SEP> the <SEP> steam <SEP> during <SEP> the <SEP> gasification <SEP> 58.5 <SEP> kg / min *
<tb>
<tb> Speed <SEP> of <SEP> air <SEP> during <SEP> the <SEP> blowing, preh. <SEP> 441 <SEP> mc / mu.
<tb>
<tb>
Suppl. <SEP> 266 <SEP> mo / mn.
<tb>
The advantages of the process which is the subject of the invention will appear better from the following table. In this table, results collected using tests similar to those described above have been converted based on 28.3 cubic meters of gas at 8940 cal / me. Four different oils were used, in Group A, 0.2% Conradson carbon oil; in group B, a 3% Conradson carbon oil. in group C, a 6% Conradson carbon oil and in group D a 13% Conradson carbon oil.
In each group. Except for group D, the results obtained using the method which is the subject of the invention bear the odd number, and are compared with results obtained by a conventional gasification operation bearing the even number. As Group D uses 13% Conradson carbon oil.
the apparatus of the conventional process becomes blocked and does not allow any results to be collected
<Desc / Clms Page number 32>
EMI32.1
13Z..3U on
EMI32.2
<tb> Liters <SEP> Liters <SEP> Liters <SEP> Meters <SEP> Efficiency
<tb>
<tb> Group <SEP> lissai <SEP> oil <SEP> oil <SEP> oil <SEP> cubes <SEP> calorific <SEP> ++
<tb>
<tb> comb./ <SEP> gas / <SEP> total <SEP> gas /
<tb>
<tb> mc <SEP> gas <SEP> mc <SEP> gas <SEP> / mc <SEP> gas <SEP> hour
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0.133 <SEP> 1.541 <SEP> 1.674 <SEP> 7018 <SEP> m3
<tb>
<tb> 1 <SEP> .99 <SEP> Il.50 <SEP> 18.49 <SEP> 248 <SEP> 78.6%
<tb>
<tb> A
<tb>
EMI32.3
0.226 1t5JO 1.753 5ô50 2 1.69 Il.42 13.11 ZOO 75.3
EMI32.4
<tb> 0.106 <SEP> 1.527 <SEP> 1.633 <SEP> 6028
<tb>
EMI32.5
3.7 $ 1140 12.19 213 80.4;
EMI32.6
<tb> B
<tb> 0.132 <SEP> 1.682 <SEP> 1.814 <SEP> 3962
<tb> 4 <SEP> .98 <SEP> 12.55 <SEP> 13.55 <SEP> 140 <SEP> 74.5; "
<tb>
<tb>
<tb> 0.126 <SEP> 1.418 <SEP> 1.544 <SEP> 5830
<tb> 5 <SEP> .94 <SEP> 10.58 <SEP> Il, 52 <SEP> .206 <SEP> 81.2
<tb> C
<tb>
EMI32.7
0.1: l 1.556 1.787 3905
EMI32.8
<tb> 6 <SEP> .90 <SEP> 12.43 <SEP> 13.33 <SEP> 138 <SEP> 76.9%
<tb>
<tb> 0.038 <SEP> 1.563 <SEP> 1.304 <SEP> 4217
<tb>
EMI32.9
7 .28 Il.39 17 .. r 145 80.S'-
EMI32.10
<tb> D
<tb> 8 <SEP> ------- <SEP> -
<tb>
++ Ratio of calories in gas and tar to calories in the original oil.
Numerous notifications can be made to the details of the implementation of the process which is the subject of the invention without leaving Six squares of glue.
EMI32.11
: .. UV i7.0I (t:. ::.: IOiU
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.