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PROCEDE DE TRAITEMENT DES BOUES PROVENAIT DU TRAITEMENT DES HUILES
D'HYDROCARBURES P,AR L'ACIDE SULFURIQUE.
La présente invention constitue un perfectionnement intéressant pour la décomposition thermique des boues produites dans le traitement des huiles d'hydrocarbures par l'acide sulfurique, cette composition ayant pour but de récuprer sous la forme de gaz sulfureux le soufre contenu dans ces boues.
Les huiles dont il est question ici peuvent être par exemple des distillats ou résidus de pétrole, des fractions de tête de la distillation des goudrons de houille, et des huiles hydrocarburées produites synthétiquement par hydrogéntation ou par le procédé Fischer-Tropsch. Au cours de la purification de ces huiles, exécutée pour satisfaire aux spécifications du marché, on les traite sous la phase liquide avec un acide sulfurique concentré, dans le but d'en éliminer les constituants qui réagissent le plus facilement avec l'acide. Quand on désire effectuer seulement un traitement doux, on peut utiliser un acide de 93 à 98%mais si on veut effectuer un traitement plus sévère, comme par exemple dans la fabrication des huiles blanches industrielles et médicinales, on emploie de l'acide fumant ou anhydride sulfurique.
L'expression "acide sulfurique" utilisée dans le résumé englobe l'anhydride sulfurique. Après ce traitement, la masse de réaction se stratifie, avec l'huile hydrocarburée traitée en-dessus et une couche de boue en-dessous. La couche de boue renferme les produits de la réaction effectuée entre l'acide sulfurique et les hydrocarbures, en même temps que de l'acide sulfurique n'ayant pas participé à la réaction. On a constaté que ces boues possèdent des degrés variés de fluidité, suivant le type et la nature de l'hydrocarbure entrant dans la réaction et suivant la quantité de l'acide sulfurique résiduel présent dans les boues. On connaît déjà différents procédés pour traiter ces boues dans le but d'en récupérer, sous la forme de gaz sulfureux, la plus grande partie du soufre présent.
Le procédé conforme à la présente invention constitue un perfectionnement par rapport aux anciens procédés connus, du fait qu'il permet de produire un anhydride
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sulfureux plus concentré et un coke plus solide, ne renfermant que des quantités relativement faibles de soufre résiduel, mais conservant dans une plus grande mesure les hydrocarbures de la boue primitive.
On comprendra mieux l'invention en lisant la description suivante et en se référant au dessin annexé, qui représente schématiquement une instalation permettant la mise en oeuvre de l'invention. Si on considère le dessin, on voit que le nombre de référence 1 désigne un transporteur horizontal à vis sans fin entraîné par un moyen approprié quelconque représenté schématiquement en 2. Le transporteur à vis sans fin 1 est monté dans une enveloppe tubulaire 3 et déplace une matiez granuleuse dans la direction de la flèche 4, en la déchargeant par gravité dans une série de conduites verticales 5, et en déchargeant dans la conduite de sortie 6 toute la matière en excès sur celle tombant dans les conduites verticales 5.
Ces conduites 5 se déchargent à leur tour dans une trémie 7 en forme d'entonnoir, qui se décharge elle-même dans une enveloppe tubulaire 8. On a prévu dans cette enveloppe 8 un transporteur-mélangeur 9 disposé horizontalement et constitua par une série de palettes 10 portées radialement par un arbre 11, qui est entraîné par un moyen approprié quelconque représenté schématiquement en 12. L'enveloppe 8 comporte un échappement 13 à travers lequel on peut recueillir le gaz. Le gaz s'accumulant dans l'enveloppe 3 peut être recueilli à travers la conduite 13'. L'enveloppe 8 est munie également d'une conduite 14 à travers laquelle on peut introduire la boue destinée à être incorporée par le transporteur-mélangeur 9 aux particules solides contenues dans l'en- veloppe 8.
Le transporteur-mélangeur 9 déplace la masse des particules à 1' intérieur de l'enveloppe 8 et dans la direction de la flèche 15 jusqu'à la conduite de décharge 16, qui est dirigée vers le bas suivant un angle d'environ 45 . Cette conduite de décharge amène la matière dans l'extrémité inférieure d'une enveloppe tubulaire 17 contenant un transporteur-ascenseur 18.
Ce transporteur est constitué par une spirale d'Archimède 19 enroulée autour d'un arbre 21, entraîné par un moyen approprié quelconque indiqué achémati- quement en 22. L'arbre 21 tourne à une vitesse suffisamment grande pour que toutes les particules contenues dans l'enveloppe 17 soient projetées vers l'extérieur par la force centrifuge et s'appliquent par conséquent contre la paroi intérieure de l'enveloppe 17.
Le fonctionnement du transporteurascenseur 18 est par conséquent analogue en principe à celui d'un transporteur ordinaire à vis sans fin, avec cette différence cependant qu'il peut déplacer la matière vers le haut, puisque la force centrifuge est substituée à la pesanteur; tandis que, dans le transporteur ordinaire à vis sans fin, les matières tendent à s'accumuler par gravité à la base de l'enveloppe, dans le transporteur de soulèvement 18 et elles se distribuent uniformément sur toute la paroi intérieure de l'enveloppe. En sortant de l'extrémité supérieure du transporteur-ascenseur 18, les matières sont déchargées dans la conduite 23 orientée vers le bas suivant un angle d'environ 48 ; cette conduite 2'3 se décharge elle-même dans l'extrémité d'entrée de l'enveloppe 3 qui contient le transporteur 1 à vis sans fin.
Le nombre de référence 25 indique schématiquement un four d'un type approprié quelconque, dans lequel sont engendrés des gaz chauds,par exemple des produits gaze d'une combustion, ces gaz suivant le canal 26 en sortant du four 25 et pénétrant dans l'enveloppe 27 qui entoure la série de tubesverticaux 5. En sortant par 1' extrémité supérieure de l'enveloppe 27, ces gaz suivent le canal horizontal 28 pour arriver dans l'enveloppe verticale 29, qui dirige vers le bas autour de la surface extérieure de l'enveloppe 17, pour les décharger éventuellement par la conduite 30 communiquant avec une cheminée appropriée et non représen- tée.
Quand en met l'installation en marche, le transporteur l, le transporteur-mélangeur 2 et le transporteur-ascenseur 18 démarrent, et on introduit alors des matières solides finement divisées dans l'installation par la conduite 14, jusqu'au moment où elles débordent par la conduite de sortie 6. On préfère utiliser comme matière solide un coke sous une forme divisée, puisque ses caractéristiques physiques sont voisines de la matière
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solide produite par le procédé. Ce coke doit avoir des dimensions maxima de particules correspondant à un tamis n 4 et de préférence à un tamis n 10.
Les dimensions réelles de ces particules n'ont pas une grande impòrtance. puisque celles-ci seront remplacées par le coke produit par le procédéles dimensions des particules de ce coke étant déterminées par le procédé lui- même. On met ensuite le réchauffeur 25 en fonctionnement. On remarquera que les gaz chauds de combustion se déplacent d'une manière générale en contre- courant par rapport aux matières solides, et il en résulte que celles-ci ont une température maxima à l'extrémité inférieure des tubes verticaux 5 et de la trémie 7 en forme' d'entonnoir.
Quand les particules solides ont atteint en ce point une température dépassant la température de décomposition cor- respondant à la boue particulière à traiter., on peut commencer l'exécution du procédé en introduisant la boue par la conduite d'admission 14. Cette boue se mélange immédiatement aux'particules solides.. qui se déplacent dans l'installation sous Inaction du transporteur-mélangeur 9, et la boue est répartie uniformément sous la forme d'une couche mince recouvrant la surface des particules dans ce mélange.
Ces boues ont ordinairement une température de décomposition comprise entre 177 et 232 C et varient suivant les caracté- ristiques de la boue particulière utilisée; le volume de boue introduit est déterminé en fonction de la température des particules en 7 pour produire un mélange se trouvant au moins à la température de décomposition de la boue et ne dépassant pas 260 C. La température du mélange ne dépasse pas de pré- férence de plus de 28 C. la température de décomposition de la boue traitée.
On opère généralement dans la gamme allant de 177 C â 232 C. Pour réaliser un fonctionnement satisfaisant et sans-â-coup, la masse des particules soli- des se déplaçant à travers la trémie 7 doit être égale au moins à cinq fois la masse de boue introduite par la conduite d'admission 14. Etant donné que chaque couche de boue est chauffée par l'intérieur au moyen de la chaleur de la particule qu'elle entourel'effet de chauffage est immédiat et unifor- me; il en résulte une décompoisition presque immédiate de la boue et une production de gaz sulfureux sans libération sensible des hydrocarbures con- tenus dans la boue. On peut par conséquent produire de cette manière un gaz contenant au moins 98% de gaz sulfureux en volume, avec seulement des traces d'hydrocarbures.
La décomposition est à peu près complète quand les particu- les atteignent la conduite 16. A cet endroit, par suite de la capacité calo- rifique de la boue et de l'énergie consommée pour sa décomposition, le cou- rant des particules, qui sont entièrement libres de tout liquide apparent quelconque, se trouve à une température comprise dans la gamme de 149 C à 204 C et égale de préférence à environ 166 c. Pendant que les particules se déplacent vers le haut sous l'action du transporteur-ascenseur 18, elles récupèrent une partie de la chaleur perdue, et quand elles sont descendues dans la série de tubes verticaux 5 jusque dans la trémie 7.elles ont été ramenées à une température dépassant suffisamment la température de décompo- sition de la boue,
pour que le mélange qu'elles fournissent dans l'enveloppe 8 avec la boue arrivant par la conduite 14 soit de nouveau à une température supérieure à la température de décomposition de la boue et comprise de préférence dans la gamme allant de 177 C à 232 C.
Peu de temps après le début de l'opération, les matières solides commencent à déborder par la conduite d'évacuation 6. Ceci est dü à l'augmen- tation de la masse de matière contenue dans l'installation, augmentation ré- sultant de l'introduction d'hydrocarbure résiduels avec la boue admise dans l'installationo Les particules primitives introduites au moment du démarrage peuvent être éventuellement entièrement remplacées et il en résulte que la matière solide est alors constituée entièrement par les particules de coke produites dans l'installation par la décomposition de la boue. On évacue ces particules de l'installation, soit pour les utiliser comme combustible, soit pour des utilisations métallurgiques.
Si les particules primitives in- troduites dans l'installation étaient des particules de coke,, il ne serait pas nécessaire d'interrompre ce courant à un moment quelconque, et toutes les matières débordant par la conduite 6 pourraient être déviées pour l'une
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ou l'autre de ces utilisations.
Dans le mode de réalisation préféré du procédé conforme à l'invention, la masse des particules d'entraînement en circulation dans l'installation est égale au moins à quinze fois la masse de la boue introduite dans l'installation. Deux résultats importants et intéressants en découlent: d'' abord, la température des particules en 7, immédiatement avant leur mélange avec la boue, n'a besoin que d'être très légèrement supérieure à la température de décomposition de la boue utilisée, et par conséquent la décomposition est extrêmement sélective et facilement commandée; ensuite, cette décomposition est exempte des importantes fluctuations et variations de température qui caractérisent les anciens 'procédés; elle est sensiblement isothermique.
Du fait que les couches de boue formées sont extrêmement minces, les particules produites par le procédé sont résistantes et relativement exemptes de poussières et de fines, le rendement et la conversion étant voisin de 100%.