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Cette invention se rapporte à und procédé pour la préparation de brais solides à partir d'huiles brutes de pétrole,et elle concerne plus particulièrement un' procédé se prêtant à une mise en Oeuvre excellente pour la préparation de brais de pétrole solides possédant des points de ramollissement très élevés et spécialement utilisables comme combustibles solides.
La demande en produits de distillation du pétrole,notamment en essences et en combustibles liquides utilisables dans l'économie domestique a augmenté considérablement au cours des dernières années et a obligé à raffiner des quantités de plus en plus grandes d'huiles brutes.Mais on n'a pas noté d'augmentation correspondante dans la demande d'huiles combustibles résiduaires lourdes.Par suite du déséquilibre entre les deux demandes en question, ou s'est heurté à des difficultés de plus en plus grandes pour trouver un domaine d'écoulement aux huiles combustibles résiduaires dans des conditions rentables.A l'heure actuelle,les huiles combustibles résiduaires communément appelées "huiles combustibles N 6" sont généralement vendues à un prix inférieur à celui del l'huile brute à partir de laquelle on les a obtenues.
Diverses méthodes ont été proposées pour augmenter le pourcentage des huiles de distillation obtenues à partir des huiles brutes.ON a effectué des séparations de plus en plus poussées des huiles brutes par distillation dans le vide de façon à augmenter la quantité d'huile de distillation utilisable comme matière première à soumettre au "cracking" catalytique.
L'augmentation de la quantité d'huilés de distillation que permet d'obtenir cette méthode est limitée.Si l'on s'efforce de réaliser des séparations encore plus poussées des huiles brutes, il arrive dans de nombreux cas que le distillat soit contaminé%par des métaux et présente un résidu carboné important que le rend inapproprié à l'emploi comme matière première pour le cracking càtalytique.De plus, l'huile résiduaire résultant de nombreuses réductions sous vidé poussé a une viscosité tellement élevée qu'il est nécessaire de la couper à l'aide d'une huile plus légère, qui est gé- néralement appelée "huile de coupage", si l'on veut obtenir une huile' combustible N 6 vendable.Cette huile de coupage,
qui est le plus souvent une huile provenant d'un four à action catalytique, pourrait d'ailleurs dans de nombreux cas trouver son emploi dans un ''fourneau ou réchaud domestique, de sorte que son mélange avec les huiles.résiduaires fortement visqueuses nuit beaucoup à sa valeur.
Un autre procédé qu'on a employé pour supprimer la demande non équilibrée entre les huiles de distillation et les huiles résiduaires est le procédé de cokéfaction retardée, dans lequel aucune huile résiduaire n'est produite.Mais ce procédé à l'inconvénient d'exiger des tambours de cokéfaction multiples, un équipement de commande et des tuyaux très coûteux, ainsi qu'un équipement spécial pour l'évacuation du coke.Comme 1 est nécessaire de mettre alternativement les tambours de cokéfaction hors circuit pour l'évacuation périodique du coke, ce procédé est coûteux dans l'économie industrielle.De plus,
les huiles de distillation résultant de ce procédé de cokéfaction retardée sont des huiles craquées qui ne constituent pas une matière première aussi satisfaisante pour les opérations de cracking catalytique que les huiles de distillation vierges ou les huiles de distillation qui n'ont subi qu'un léger cracking.
-Un autre méthode à laquelle on a pensé pour augmenter le rapport entre les quantités d'huiles de distillation et d'huiles résiduaires produites dans une raffinerie de pétrole cousine à produire des brais de pérrole sollides en partant de certaines huiles résiduaires.Contrairement à ce qui est le cas pour le coke de pétrole, ces brais sont liquides aux
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températures de travail employées et sont donc évacués hors de l'appareil sous la forme d'un liquide.Ceci supprime l'obligation de prévoir des appareils de réaction multiples, comme cela est le cas avec la cokéfaction retardée, ces appareils présentant l'inconvénient de devoir être périodiquement mis au repos pour évacuer le coke.En outre, si les brais sont des matières solides, ils se fluidifient et fondent,
ou bien ils se prennent en tourteaux quand ils sont soumis à une pression continué, même à des températures nettement inférieures à leur point de fusion.
Etant donné que des quantités de brais extrêmement importantes seraient produites si une notable partie des huiles résiduaires était transformée en vue de la production de brais ,il est probable que l'emploi le plus important des brais serait celui où ils trouveraient leur emploi comme combustible solide.Il est essentiel par conséquent que les brais soient capables de résister aux pressions et aux températures qu'ils sont appelés à rencontrer quand ils sont entreposés sous forme de tas, sans se prendre en tourteaux.
A cet égarer les recherches qui, ont conduit à la présente invention ont permis de constater que les brais qui ont des points de ramollissement (déterminés par la méthode d'essai à l'anneau et à la-bille (ASTM D36)) audessus .de. 177 0 environ, peuvent être entreposés sans danger de formation de tourteaux sous forme de tas ayant les hauteurs ordinairement employées pour entreposer les combustibles solides aux températures qu'on rencontre normalement.En outre, les'brais ayant des points de ramollissement au-dessous d'environ 163 C se prennent en tourteaux ou fondent quand ils sont .entreposés sous forme de tas à des températures comprises approximativement entre 38 C et 54 C, qui sont des températures pouvant se présenter.
*
La préparation de brais de pétrole à bas points de ramollissement (par exemple ayant des points de ramollissement au-dessous de 149 C environ) n'offre pas de difficultés graves.En règle générale, ces brais à bas point de ramollissement peuvent être préparés en partant de n'importe quelle huile brute, par des procédés possédant des caractéristiques satisfaisantes au point de vue de leur mise en oeuvre.Toutefois,les brais de pétrole dont les points de 'ramollissement/sont inférieurss à 149 C environ ne conviennent pas comme combustibles solides dans de nombreux cas à cause de leur médiocre caractéristique au point de vue entreposage.La préparation de brais ayant des points deramollissement supérieurs à 177 C environ est beaucoup plus difficile.
Les procédés comportant des réductions sous un vide extrêmement poussé sont onéreux à cause des très grandes quantités .de vapeur qu'ils exigent.Les procédés utilisant une réduction de viscosité, poussée ou une forte détente conjuguée à l'effet de la vapeur présentent généralement des caractéristiques médiocres au point de vue de 1"eur mise en oeuvre.
L'expression "mise en oeuvre'.' qui est employée ici se rapporte à l'aptitude d'un procédé de bien fonctionner pendant des périodes de temps prolongées sans qu'il faille interrompre l'opération pour nettoyer l'équipement encrassé.Une indication de la mise en oeuvre satsfaisante d'un procédé au cours duquel des produits résiduaires à point d'ébullition élevé se forment est la quantité de sédiments carbonés insolubles qui se trouvent dans le produit résiduaire.Si le sédiment est important, on peut s'attendre à des difficultés fonctionnelles résultant de l'encrassement de l'équipement de travail.Le plus souvent, les conditions de mise en oeuvre d'un procédé peuvent être améliorées en modifiant les conditions de travail à haute température (comme le cracking ou la détente) au cours du processus,
et plus particulièrement la durée pendant laquelle les hydrocarbures sont soumis à des températures élevées.
L'invention vise un procédé de préparation de brais de pétrole ayant un point de ramollissement (vérifié par la méthode américaine dite de l'anneau et de la bille) approximativement égal à 177 0 ou plus élevé', et consis-
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tant, à titre caractéristique, à traiter une huile brute de manière à for- mer un résidu ayant une teneur en asphaltène supérieure à 30% environ et un point de ramollissement (vérifié par la méthode américaine susdite) supérieur à 71 C environ, puis à réduire la viscosité du résidu à une température d'environ 482 C à 516 C, et à soumettre à une détente brusque (dénommée également "flashing") le résidu dont la viscosité a été réduite, sous une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique,
de manière à recueillir le brai de pétrole sous la forme d'un produit de queue ou d'un sédiment de fond.
L'invention réside en outre dans la préparation de brais de pétro- le ayant des points de ramollissement approximativement égaux à 177 C ou supérieurs en réduisant la viscosité d'un résidu contenant au moins 30% environ d'asphaltène et ayant lui-même un point de ramollissement de 71 C ou supérieur, puis en soumettant à une détente le résidu à viscosité réduite, à une température suffisamment basse pour éviter le cracking dans la tour de détente, afin de produire un brai ayant le point de rammollissement désiré sous la forme d'un sédiment qu'on recueille au fondo
Dans les dessins schématiques annexés: - la figure 1 est un schéma mettant en évidence les différentes phases du procédé de préparation de brais de pétrole d'après l'invention;
-'la figure 2 est un graphique montrant la relation entre les températures de fusion (en ordonnées) des brais de pétrole dans des conditions d'entreposage simulées et le point de ramollissement (en abscisses) de ces brais par la méthode américaine précitée dite à anneau et à billeo
Les données résultant de la figure 2 des dessins ont été établies en soumettant un brai ayant le point de ramollissement indiqué à une pression correspondant à la pression exercée par un tas de brais de 12 mètres de hauteur pendant.vingt-quatre heuresoLa température de fusion est la températures à laquelle le brai est pris en tourteaux quand il est entreposé sous pression pendant la période d'essai.
Les températures de fusion de brais ayant un point de ramollissement donné varieront légèrement suivant la source de l'huile brute à partir de laquelle on prépare le brai.Toutefois, dans la plupart des cas, les températures de fusion s'écarteront au plus de 6 C des températures de fusion d'un brai ayant des points de ramollissement correspondants (voir le graphique de la figure 2).
Comme le montre ce graphique, un brai de pétrole ayant un point de ramollissement approximativement égal à 177 C fond à une température légèrement supérieure à 60 C environ. Outre leurs bonnes qualités au point de vue entreposage, les brais de pétrole ayant des points de ramollissement supérieurs à 177 0 environ sont cassants et aisément pulvérisés pour former un combustible en poudre.En outre, si le point de ramollissement du brai est égal à 149 C environ, ce brai va fondre, dans les conditions de l'essai, à une température approximativement égale à 38 Co Des températures supérieures à 38 C et allant jusqu'à 54 C environ peuvent se présenter fréqpemment dans les tas d'entreposage,
soit par suite de la chaleur provenant directement du soleil et de l'atmosphère environnante, soit du fait que le brai s'échauffe quand il est mis en tas comme il vient d'être dit.
Les brais de pétrole ayant une température de ramollissement d' environ 177 C ou supérieure, mais non inférieure à 163 C, sont préparés suivant l'invention en partant de résidus de certaines huiles brutes.Les huiles brutes constituant des sources convenables de constitution de ces résidus sont les huiles brutes à partir desquelles des résidus ayant des points de ramollissement (déterminés par la méthode américaine précitée dite de l'anneau
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et de la bille) supérieurs à 71 C et une teneur en asphaltène supérieure à 30%, peuvent être obtenus En règle générale, les huiles brutes auxquelles il 'convient de donner la préférence sont celles qui sont dénommées "huiles de base asphaltique",
comme celles qui proviennent de la localité de Merey et des champs pétrolifères de l'Est du Vénézuéla.D'autres huiles brutes préférées sont celles qui sont appelées "huiles lourdes de Mara",et huiles lourdes provenant de L'ouest et de l'Est du Vénézuéla. La désignation "lourde" indique ordinairement que l'huile brute a un poids spécifique égal à environ 20 API ou'inférieur .Toutefois, ce n'est pas uniquement le poids spécifique qui détermine si une huile brute constitue ou non une matière satisfaisante pour la préparation des brais.En fait,
c'est la composition des fractions de l'huile brute ayant des points d'ébullition les plus élevés plutôt que celle de la totalise de l'huile brute qui détermine si cette hule constitus ou non une matière satisfaisante utilisable comme charge dans 1' appareil.
Les huiles brutes sont envoyées à travers un appareil de distillation atmosphérique dans lequel les gaz, l'essence et les huiles les plus légères sont réparés des queues, qu'on envoie à un appareil de distillation sous vide.La distillation atmosphérique est d'ailleurs une opération conventionnelle au cours de laquelle les fractions séparées sous la forme de courants distincts sont déterminées par l'huile brute soumise au processus et par les exigences imposées par la raffinerie.Quant à 1, distillation sous vide,
elle constitue une réduction poussée des produits de queue provenant de la distillation atmosphérique.Elle ne présente aucune difficulté grave au point de vue de sa mise en oeuvre.C'est ainsi par exemple qu'une distillation sous vide à une température -de 554 C corrigée à une pression représentant 760 mm de mercure peut être employée.La réduction sous vide de l'huile brute élimine les huiles lourdes du résidu.
Ces huiles lourdes sont des distillats vierges qui sont utilisables au premier chef comme matières pour le cracking catalytique.La réduction sous vide doit être suffisamment poussée pour donner lieu à un résidu ayant un point de ramollissement (vérifié par la méthode américaine précitée dite à l'anneau et à la bille) supérieure à 71 C et une teneur en asphaltène supérieure à 30% environ ; ce résidu convenant comme matière pour les opérations ultérieures.
La teneur en asphaltène peut être déterminée en dissolvant un poids connu du résidu dans dix fois,environ son volume de pentane, puis en séparant la matière soluble de la matière insoluble, en lavant la matière insolble à l'aide (!:'une quantité supplémentaire de pentane jusqu'à ce qu'on obtienne un résidu ayant un point sensiblement constant, enfin en éliminant le pentane du résidu et en pesant ce dernier.La teneur en asphaltène est exprimée en fonction) du pourcentage de l'échantillon originel constitué par le résidu*
Le résidu provenant de la distillation sous vide est envoyé dans un appareil de réduction de la viscosité à une température d'environ 482 à 516 C et sous une pression convenable (comprise de préférence entre 3,5 et 70 kilos par cm2, telle par exemple qu'une pression de 14 kilos par cm2).
Cette opération de réduction de la viscosité ne dure que peu de temps.C' est une opération de cracking par passage unique à travers un serpentin.
15% au moins de la charge soumise à cette opération de réduction de la viscosité sont transformés en essence ayant un point final de distillation égal à 204 0. La durée du cracking est indiquée par un volume de serpentin d' environ 0,340 à 1,42 dm3 maintenu au-dessus de 399 C par baril et par jour.
Dans certains cas, il est désirable d'abaisser la température des produits provenant de cette opération de cracking à l'aide de vapeur, d'essence lourde, d'essence légère,de gaz oil léger, etc... afin de réduire et d' -influer sur la température pour éviter un cracking plus prononcé.
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Le résidu à viscosité réduite est ensuite soumis à la détente dans une tour, qui fonctionne de préférence à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique et à des températures suffisamment basses pour empêcher un cracking plus prononcé des huiles lourdes, afin de produire un brai ayant le point de ramollissement désiré.La conversion totale en vue d'obtenir des produits ayant un point de distillation final égal à 20 C et des produits plus légers n'est pas une indication complète de la possi- bilité de mettre le procédé en oeuvre.Si la température de la tour de détente fonctionnant sous la pression atmosphérique est suffisamment élevée pour que le cracking se produise,
la période de séjour relativement prolon- gée des liquides et des huiles lourdes vaporisées dans cette tour se tra- duit par une formation excessive de coke et par un encrassement de la tour.
Of, cette formation excessive de coke dans la tour de détente est empêchée si l'on maintient cette tour à une température ne dépassant pas -43-200.Dans certains cas, il est désirable d'envoyer de la vapeur dans la tour de détente pour contribuer à débarasser les huiles à point d'ébullition élevé du brai.La quantité de vappur ainsi envoyée dépend de nombreux facteurs parmi lesquels figurent la nature de l'huile brute soumise au processus, la rigueur du processus de cracking dans le serpentin de réduction de la viscosité,la température de la chambre de détente, l'efficacité de la séparation opérée dans l'appareil, et le point de ramollissement désiré du brai.
La quantité de vapeur qu'on emploie:- peut aller de 0 à 36 kilos par baril d charge envoyée au four de réduction de la viscosité.La vapeur, les gaz,1' essence et le gaz oil sont amenés à la partie supérieure de l'appareil depuis la tour de détente foctiennant sous la pression atmosphérique;et le brai de pétrole ayant'le point de ramollissement désiré est ,soutiré sous la forme d'un sédiment de fond.
Le brai que permet de produire le procédé objet de l'invention non seulement possède un point de ramollissement (vérifié par la méthode américaine précitée à l'anneau et à bille ) égal à 1770,0 environ ou supérieur ,mais il possède un poids spécifique comprisngéménalement danar maesgammeode valeursoallane de 1,050 à 1,175, et ne dépassant pas 1,200 environ.Le poids spécifique du brai est une indication partielle du degré de cracking du résidu.Des poids spécifiques supérieurs à 1,200 indiquant que le brai a été soumis à un cracking sévère, soit dans le four de réduction de la viscosité, soit au cours de la distillation par détente.
Le brai est caractérisé par le fait qu'il est en pratique complètement soluble dans le trichloréthylène ou le bisulfure de carbone, qu'il possède une aptitude de pénétration inférieure à 5 à 99 C/100 grammes/5 sec., et qu'il dégage en brûlant environ 9.500 petites calories par gramme.
Un mode de réalisation de l'appareil utilisable pour la préparation de brai de pétrole par le procédé objet de l'invention est représenté schématiquement dans la figure 1.Comme représenté, l'huile de pétrole brute du type décrit ci-avant est introduie par un conduit 10 dans une tour de distillation 12 fonctionnant à la pression atmosphérique.
Le gaz oil léger étales fractions plus volatiles sont évacués hors de cette tour 12 sous la forme de distillats ou par des conduits d'écoulement latéraux appropriés tels que les conduits 14 et 16, et aussi par un conduit supérieur 18.Le produit de queue, c'est-à-dire le sédiment lourd formant le fond, est évacué de la partie inférieure de la tour 12 par un conduit 20 et envoyé dans une tour 22 de distillation sous vide.Un gas oil lourd utilisable comme matière à soumettre à une opération de Qracking catalytique est prélevé à la partie supérieure de la tour 22 et envoyé dans un conduit 24, et une huile résiduaire lourde convenant à la préparation de brais de pétrole d'après l'invention est soutirée à la partie inférieure de la tour 22 par un .conduit 26.
La tour de distillation 12 fonctionnant à la pression atmosphérique et la tour de distillation 22 fonctionnant sous vide sont d'ailleurs
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des tours de type classique utilisées dans le traitement des huiles de pétrole.Ces tours peuvent donc être remplacées par d'autres appareils convenables.Ce qui est essentiel cependant pour la mise en oeuvre de l'invention, c'est que l'huile résiduaire soutirée par le conduit 16 qui part de la base de la tour 22 possède un point de ramollissement (vérifié par la méthode sus-rappelée) supérieur à 71 C et qu'elle contienne au moins 30% environ d'asphaltènes.
Une pompe 28 est prévue pour augmenter la pression exercée sur 1' huile résiduaire qui'parcourt le conduit 26 afin qu'elle soit portée à une valeur manométrique convenant à la réduction de la viscosité.Cette pompe 28 refoule l'huile résiduaire par des serpentins de chauffage 30 montés dans un four 32 de réduction de la viscosité.La température de 1' huile résiduaire est augmentée jusqu'à une température comprise entre 482 et 516 0 dans ce four 32. Celui-ci fonctionne de manière à réaliser le cracking de l'huile réiduaire en un temps assez court et à une température relativement élevée.La transformation en essence (gasoline) à point de distillation final égal à 204 C n'intéressa pas plus de 15% environ de l'huile résiduaire.
L'effluant du four de réduction de la viscosité 32 est envoyé par un conduit 34 et en traversant une fente 35 de réduction de la pression. dans une tour de détente 36 fonctionnant sous la pression atmosphérique dans laquelle le gas oil lourd craqué et les'fractions plus légères sont distillés.La. vaporisation des produits quittant la partie supérieure de cette tour de détente 36 peut être facilitée par introduction de vapeur au moyen d'un conduit 38. Les brais de pétrole que permet d'obtenir l'invention sont soutirés à la base de la tour 36 et envoyés dans un réservoir par un conduit 40.
Le distillat provenant de la tour de détente 36 fonctionnant sous la pression atmosphérique est envoyé par un conduit 42 dans une tour de distillation 44 fonctionnant de même à la pression atmosphérique. Cette tour de distillation 44 est de type conventionnel et son fonctionnement en vue de séparer les fractions à bas point d'ébullition d'une huile lourde formant le sédiment s'opère dans les conditions classiques, cette huile lourde utilisable en principe comme une huile combustible N 6 étant évacuée hors de la tour 44 par un conduit 46.Dans la tour de distillation 44, qui est représentée dans les dessins, des courants latéraux d'essence légère, d'essence lourde et de gas oil sont évacués respectivement par des conduits 48,50 et 52, et les fractions les plus légères sont évacuées à la partie supérieure par un conduit 54.
Pour influer sur la température de la matière sortant du four 32 de réduction de la viscosité afin d'empêcher un cracking plus prononcé, on peut introduire une vene de fluide de refroidissement dans"le conduit 34, au moyen du conduit 36.Cette veine de fluide de refroidissement peut être constituée par de la vapeur, par de l'essence lourdé, par de l'essençe légère ou par du gas oil. Dans l'installation que montre la figure 1 des dessins, un conduit 58 de réintroduction dans le cycle opératoire est prévu pour ramener une veine de fluide de refroidissement depuis la tour de distillation 44 jusqu'au conduit 56, en vue de son injection dans le conduit 34.
Des brais de pétrole ont été préparés suivante l'invention en parlant des résidus de diverses huiles brutes. Les résultats des opérations de production des brais de pétrole sont exposés dans le tableau suivant:
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TABLEAU.
PRODUCTION DE BRAI PAR REDUCTION DE VISCOSITE D'HUILES BRUTES REDUITES SOUS VIDE.
Source d'huile brute Vén.de Vén, - de l'Eut' Vén. de Z,lourdes H.lourdes Ii, lourdes Kuwait Merey l'Est : . l. F1salï w , duvén du V6n - de Mara de6l'Qùest de l'Est --------------------------------------------------------------------------------------------------------Opération ? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Charge 10 d'huiles brutes 9,7 11,6 11,6 1'1,6 12,6 46,2 37,2 48,8 14,4 26 1 Poids spécifique : API z8 z2 5,2 ' 5,2 ' 52 3?6 30 2,9 2,4 094 Point de ramollissement C 103 82 82 ' 82 ' j4 72 83 1 91 74 118 Teneur en asphaltène % 3899 32,4 32,4 32,4 29-8 27,2 33,7 3897 28,8 48,6 en ppids .
Conditions de travail 496 ,96 504 504 496 504 496 496 516 496 temp,du four ën C "' '" ' 6 504 496 496 516 496 Pression du four en 14 14 14 14 14 14 14 14 1 4 14 kg/cm2 (manom.) 14 14 Vol dü. serpentin du 0,566 0,566 0,566 0,566 0,566 0,566 Oe566 0,566 09566 0,566 four au-dessus de 3990C en dm3/bar il/jour Temp,de détente en OC q.30 427 432 43D 48 424 427 427 427 413 Courant de séparation 0.0 1Q 8 n n R 19 - r. j.-. < o Courant de séparation 0,0 19,8 0,0 8,12 6;2 9,43 16,8 14,4 24,4 0,0 kg/baril de charge 6' z43 16,8 i4,4 24,4 z0 Essence à point de distil- 1118 13,2 1517 15,0 13,0 1597 13e6 ile5 16e7 -lation final de 204 0 en % ' " -'" "0 15,7 13,6 11,5 16,7 ¯Propriétés du brai:
1 je 20 1,154 1,143 1,178 1 p 19213 lei6l lel67 1,212 1,1 Poids spécifiques à l' état ' "' ' - '''' ' 1 solide à 25 C/25 C Pgînt dé ramollissement en OC 175 184 182 193 z. 183 181 168 180 177 Asphalte au propane
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On remarquera d'après les données contenues dans le tableau qui précède que le point de ramollissement du brai dépend dans une grande mesure de l'huile brute à laquelle la matière servant à l'opération de réduction de la viscosité a été empruntée, C'est ainsi par exemple que des brais ayant des pôints de ramollissement supérieurs à 177 0 peuvent être préparés en partant d'huiles brutes de Merey,
en faisaht agir des températures de réduction de viscosité de 496 0 sans addition de vapeur au cours de la distillation par détente sous la pression atmosphérique faisant suite à la réduction de viscosité, même si le résidu constitue une partie importante de l'huile brute.
Le point: de ramollissement du résidu qu'on envoie dans l'appareil de réduction de la viscosité a une importance extrême pour la détermination du point de ramollissement du brai obtenu.Une comparaison entre l'opération N 2 et l'opération n 5 révèle qu'une augmentation du point de ramollissement du résidu d'une huile brute provenant des régions orientales du Vénézuéla de 74 C à 82 C se traduit par une augmentation du point de ramollissement du brai de pétrole résultant, même si la vapeur introduite dans la tour de distillation sous la pression atmosphérique est réduite de 36,2 à 19,
8 kilos par baril de matière.Les deux résidus ont été soumis à la réduction de viscosité à la même température avant la distillation par détente.Le point de ramollissement du résidu envoyé dans 1' appareil de réduction de la viscosité est également important au point de vue de la mise en oeuvre du procédé.Si l'on envoie des résidus ayant un @ point de ramollissement plus faible dans cet appareil, la quantité d'huile lourde introduite dans la tour de détente fonctionnant à la pression atmosphérique est augmentée.Un brai ayant le point de ramollissement iésiré peut alors être obtenu soit en augmentant notablement la température dé la distillation par détente sous la pression atmosphérique, ce qui se traduit par la formation de coke dans la tour de détente, soit en augmentant le débit de vappur,
qui peut être limité par la structure de l'équipement.
Le point de ramollissement du brai dépend également de l'intensité de la réduction de la viscosité.(!'est ainsi par exemple qu'on remarquera, par une comparaison de l'opération N 2 et de l'opération ?3,que l'augmentation de 496 à 504 0 de la température de réduction de la viscosité d'un résidu brut provenant des régions orientales du Vénézuéla et ayant un point de ramollissement de 82 0 permet une réduction de la quantité de vapeur dont on a besoin dans la tour de détente de 20 kilogrammes par babil de matière à zéro, sans diminuer dans une mesure .appréciable le point de ramollissement du brai.
Le point de ramollissement du brai est également déterminé par la température et le débit de vapeur qui sont employés dans la distillation par détente sous la pression atmosphérique du résidu dont on réduit la viscosité.Dans les exemples indiqués dans le tableau qui précède, la température régnant dans la tour de détente était sensiblement constante pour toutes les opérations, sauf'pour celle au cours de laquelle ce furent des résidus d'huile brute de Merey qui servirent de matière de charge.La vapeur introduite dans la tour de détente constitue alors une mesure de l'effet de l'augmentation de rigueur des conditions de détente.Comme le montre la combaraison entre les opérations N 3 et N 4,uné augmentation de la quantité .de vapeur introduite dans la tour de détente de 0 ,
8,12 kilos par baril de matière se traduit par un accroissement de 11 C du point de ramollissement du brai, même si le résidu envoyé dans-l'appareil de réduction de la viscosité et les conditions de cette réduction de viscosité sont les mêmes dans les deux cas.
L'invention a été décrite dans ce qui précède pour la préparation
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de brais en soumettant à une réduction de viscosité des résidus provenant de la distillât]on de certaines huiles brutes Les résidus obtenus par d' autres procédés, comme ceux qui emploient des solvants à action sélective pour séparer des résidus asphaltiques lourds du reste de l'huile brute, peuvent également trouver leur place ici.Un exemple d'un procédé convenant à la préparation de la matière qui doit être envoyée dans l'appareil de réduction de la viscosité est le désasphaltage au propane.Les résidus pré- parés ainsi -(par désasphaltage au propane) doivent, tout comme ceux qui sont préparés par les méthodes de distillation,
avoir un point de ramollis- sement supérieur à 71 C et une teneur en asphaltène supérieure à 30 environ de façon à permettre la préparation de brais ayant le point de ramollisse- ment désiré au cours d'un processus satisfaisant au point de vue'de sa mise en oeuvre.
Les données nécessaires à une expérience portant sur un résidu obtenu par le désasphaltage au propane d'une huile brute'provenant du Kuwait sont présentées sous l'opération N 9 du tableau qui précède.Au cours de nette opération', la teneur en asphaltène du résidu était légèrement inférieure à 30%, ce qui a obligé à recourir à des conditions très rigoureuses pour la réduction de viscosité.Ceci est mis en évidence par la haute température qui doit régner dans le four et par le poids spécifique élevé du brai,
faute de quoi on n'obtiendrait pas un brai ayant le point de ramollissement désiré.Les conditions de l'opération N 9 sont voisines de la limite des conditions satisfaisantes.11 est probable qu'un processus faisant intervenir les conditions de réduction de la viscosité qui caractérisent 1' opération N 9 et employant le résidu de cet essai comme matière première à envoyer dans l'appareil ad hoc ne serait pas satisfaisant pour un fonctionnement en continu et qu'il serait désirable de préparer en pareil cas un résidu ayant une teneur plus grande en asphaltène en vue de son emploi comme matière première dans l'appareil de réduction de la viscosité.
La réduction de la. 'viscosité de résidus à point de ramollissement élevé provenant d'huiles brutes sélectionnées, et la distillation par détente subséquente du résidu dont la viscosité a été ainsi réduite par le procédé ici décrit, fournissent un brai de pétrole ayant un point de ramollissement -très élevé. Par suite de l'élévation de ce point de ramollissement du brai, celui-ci peut être entreposé sous la pression et aux températures qu'on rencontre communément dans l'entreposage des combustibles solides, sans fusion.Toutefois, le procédé que prévoit l'invention évite l'établissement de conditions favorisant la formation de coke et se prête donc à une mise en oeuvre très satisfaisante au point de vue industriel.
Les détails de réalisation du procédé qui vient d'être décrit et de construction de l'appareil qui permet sa mise en oeuvre peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences mécaniques.
-REVENDICATIONS.
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This invention relates to a process for the preparation of solid pitches from crude petroleum oils, and more particularly relates to a process suitable for excellent operation for the preparation of solid petroleum pitches having high temperature points. very high softening and especially useful as solid fuels.
The demand for petroleum distillation products, especially gasoline and liquid fuels for use in the domestic economy has increased dramatically in recent years and has required the refining of increasingly large amounts of crude oils. There has been no corresponding increase in the demand for heavy waste fuel oils. As a result of the imbalance between the two demands in question, or has encountered increasing difficulties in finding a disposal area at Waste fuel oils under cost-effective conditions. At present, waste fuel oils commonly known as "N 6 fuel oils" are generally sold at a lower price than the crude oil from which they were obtained.
Various methods have been proposed to increase the percentage of distillation oils obtained from crude oils. Increasingly thorough separations of crude oils have been carried out by vacuum distillation in order to increase the quantity of distillation oil that can be used. as a raw material to be subjected to catalytic "cracking".
The increase in the amount of distillation oil that this method allows is limited, if efforts are made to achieve even more thorough separations of crude oils, in many cases the distillate will be contaminated. % by metals and has a high carbon residue that makes it unsuitable for use as a raw material for catalytic cracking.In addition, the waste oil resulting from many reductions under high vacuum has a viscosity so high that it is necessary to cut it using a lighter oil, which is generally called "cutting oil", if a salable N 6 fuel oil is to be obtained. This cutting oil,
which is most often an oil from a catalytic oven, could moreover in many cases find its use in a `` domestic stove or stove, so that its mixture with the highly viscous residual oils is very harmful to its value.
Another process that has been employed to suppress the unbalanced demand between distillation oils and waste oils is the delayed coking process, in which no waste oil is produced. But this process has the disadvantage of requiring multiple coking drums, very expensive control equipment and pipes, as well as special equipment for coke discharge. As 1 it is necessary to alternately switch off the coker drums for periodic coke discharge, this process is costly in the industrial economy.
the distillation oils resulting from this delayed coking process are cracked oils which are not as satisfactory a raw material for catalytic cracking operations as virgin distillation oils or distillation oils which have undergone only a slight cracking.
-Another method that has been thought of to increase the ratio between the quantities of distillation oils and waste oils produced in a cousin petroleum refinery to produce solicited perrole pitches starting from certain waste oils. which is the case for petroleum coke, these pitches are liquid
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working temperatures employed and are therefore discharged out of the apparatus in the form of a liquid. This eliminates the need to provide multiple reaction apparatuses, as is the case with delayed coking, these apparatuses having the disadvantage to have to be periodically left to stand to evacuate the coke. In addition, if the pitches are solids, they fluidize and melt,
or they become cakes when subjected to continued pressure, even at temperatures well below their melting point.
Since extremely large quantities of pitches would be produced if a significant portion of the waste oils were processed for the production of pitches, it is likely that the most important use of pitches would be where they find their use as solid fuel. It is therefore essential that the pitches are able to withstand the pressures and temperatures which they are called upon to encounter when they are stored in the form of a heap, without becoming cakes.
To this end the research which led to the present invention has found that pitches which have softening points (determined by the ring and ball test method (ASTM D36)) above. of. About 177 0, may be stored without danger of cake formation in heaps of heights ordinarily employed for storing solid fuels at temperatures normally encountered. In addition, the fuels having softening points below About 163 C cake or melt when stored in a pile at temperatures of approximately 38 C to 54 C, which are temperatures that can occur.
*
The preparation of petroleum pitches with low softening points (e.g. having softening points below about 149 ° C) does not present serious difficulties. As a general rule, such low softening point pitches can be prepared by starting from any crude oil, by processes having satisfactory characteristics from the point of view of their operation. However, petroleum pitches with softening points of less than about 149 ° C. are not suitable as fuels. solids in many cases due to their poor storage characteristics. The preparation of pitches with softening points above about 177 C is much more difficult.
Processes involving reductions in an extremely high vacuum are expensive because of the very large amounts of steam they require. Processes using a reduction in viscosity, thrust or high expansion combined with the effect of steam generally have characteristics poor from the point of view of their implementation.
The expression "implementation '.' which is employed herein relates to the ability of a process to perform well for extended periods of time without having to interrupt the operation to clean the fouled equipment. An indication of the successful operation of a process in which high-boiling waste products are formed is the amount of insoluble carbonaceous sediment in the waste product.If the sediment is large, functional difficulties can be expected as a result of fouling working equipment.Most often, the conditions for carrying out a process can be improved by modifying the working conditions at high temperature (such as cracking or expansion) during the process,
and more particularly the time during which the hydrocarbons are subjected to high temperatures.
The invention relates to a process for preparing petroleum pitches having a softening point (verified by the American so-called ring and ball method) of approximately 1770 or higher, and consists of:
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both, as a characteristic, in treating a crude oil so as to form a residue having an asphaltene content greater than approximately 30% and a softening point (verified by the aforementioned American method) greater than approximately 71 C, then at reducing the viscosity of the residue at a temperature of about 482 C to 516 C, and subjecting to a sudden expansion (also called "flashing") the residue whose viscosity has been reduced, under a pressure substantially equal to atmospheric pressure,
so as to collect the petroleum pitch in the form of a bottom product or a bottom sediment.
The invention further resides in the preparation of petroleum pitches having softening points of approximately 177 ° C or greater by reducing the viscosity of a residue containing at least about 30% asphaltene and itself having a softening point of 71 C or higher, and then stressing the reduced viscosity residue at a temperature low enough to avoid cracking in the expansion tower, to produce a pitch having the desired softening point in the form of a sediment that is collected at the bottom
In the attached schematic drawings: - Figure 1 is a diagram showing the different phases of the process for preparing petroleum pitch according to the invention;
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the melting temperatures (on the y-axis) of petroleum pitches under simulated storage conditions and the softening point (on the x-axis) of these pitches by the aforementioned American method called at ring and ball
The data resulting from Figure 2 of the drawings were established by subjecting a pitch having the indicated softening point to a pressure corresponding to the pressure exerted by a pile of pitch 12 meters high for twenty-four hours o The melting temperature is the temperatures at which the pitch is set in cake when stored under pressure during the test period.
The melting temperatures of pitches with a given softening point will vary slightly depending on the source of the crude oil from which the pitch is prepared; however, in most cases the melting temperatures will vary by no more than 6 C are the melting temperatures of a pitch having corresponding softening points (see graph in Figure 2).
As shown in this graph, a petroleum pitch having a softening point of approximately 177 C melts at a temperature slightly above about 60 C. In addition to their good storage qualities, petroleum pitches with softening points greater than about 177 0 are brittle and easily pulverized to form a powdery fuel. Further, if the softening point of the pitch is 149 C approximately, this pitch will melt, under the conditions of the test, at a temperature approximately equal to 38 Co Temperatures higher than 38 C and going up to approximately 54 C can occur frequently in the storage piles,
either as a result of the heat coming directly from the sun and the surrounding atmosphere, or from the fact that the pitch heats up when it is piled up as it has just been said.
Petroleum pitches having a softening temperature of about 177 ° C or higher, but not lower than 163 ° C, are prepared according to the invention starting from residues of certain crude oils. Crude oils are suitable sources of constitution of these. residues are the crude oils from which residues having softening points (determined by the aforementioned American method called the ring
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and ball) greater than 71 ° C. and an asphaltene content greater than 30%, can be obtained. As a general rule, the crude oils which should be given preference are those which are called "asphaltic base oils",
like those which come from the locality of Merey and the oil fields of the East of Venezuela. Other preferred crude oils are those which are called "heavy oils of Mara", and heavy oils coming from the West and the Eastern Venezuela. The designation "heavy" ordinarily indicates that the crude oil has a specific gravity of about 20 API or less. However, it is not only the specific gravity which determines whether or not a crude oil is a satisfactory material for production. preparation of the pitches.
it is the composition of the crude oil fractions having the highest boiling points rather than that of the total crude oil which determines whether or not this hule constitutes a satisfactory material usable as feed in the apparatus. .
The crude oils are sent through an atmospheric distillation apparatus in which gases, gasoline and lighter oils are repaired from the tails, which are sent to a vacuum distillation apparatus. a conventional operation in which the fractions separated in the form of separate streams are determined by the crude oil subjected to the process and by the requirements imposed by the refinery. As for 1, vacuum distillation,
it constitutes a thorough reduction of the bottom products resulting from atmospheric distillation. It does not present any serious difficulty from the point of view of its implementation. It is for example a vacuum distillation at a temperature of 554 C corrected to a pressure of 760 mm Hg can be employed. Vacuum reduction of the crude oil removes heavy oils from the residue.
These heavy oils are virgin distillates which can be used primarily as materials for catalytic cracking. The reduction under vacuum must be sufficiently thorough to give rise to a residue having a softening point (verified by the aforementioned American method known as ring and ball) greater than 71 C and an asphaltene content greater than approximately 30%; this residue being suitable as a material for subsequent operations.
The asphaltene content can be determined by dissolving a known weight of the residue in about ten times its volume of pentane, then separating the soluble material from the insoluble material, washing the insoluble material with (!: 'An amount additional pentane until a residue having a substantially constant point is obtained, finally removing the pentane from the residue and weighing the latter. The asphaltene content is expressed as a function of the percentage of the original sample consisting of the residue *
The residue from the vacuum distillation is sent to a viscosity reduction apparatus at a temperature of about 482 to 516 C and under a suitable pressure (preferably between 3.5 and 70 kilos per cm2, such as for example than a pressure of 14 kilos per cm2).
This viscosity reduction operation lasts only a short time. It is a cracking operation by one pass through a coil.
At least 15% of the feed subjected to this viscosity reduction operation is transformed into gasoline having a distillation end point equal to 204 0. The duration of the cracking is indicated by a coil volume of about 0.340 to 1.42 dm3 maintained above 399 C per barrel per day.
In some cases, it is desirable to lower the temperature of the products resulting from this cracking operation using steam, heavy gasoline, light gasoline, light gas oil, etc. in order to reduce and to influence the temperature to avoid more pronounced cracking.
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The reduced viscosity residue is then subjected to expansion in a tower, which preferably operates at a pressure substantially equal to atmospheric pressure and at temperatures sufficiently low to prevent more severe cracking of the heavy oils, to produce a pitch having the desired softening point. Complete conversion to obtain products having a final distillation point of 20 ° C. and lighter products is not a complete indication of the feasibility of carrying out the process. If the temperature of the expansion tower operating under atmospheric pressure is high enough for cracking to occur,
the relatively long residence period of liquids and heavy oils vaporized in this tower results in excessive coke formation and fouling of the tower.
Of, this excessive formation of coke in the expansion tower is prevented by maintaining the tower at a temperature not exceeding -43-200. In some cases it is desirable to send steam to the expansion tower. to help remove high-boiling point oils from pitch The amount of vappur thus sent depends on many factors including the nature of the crude oil subjected to the process, the severity of the cracking process in the reduction coil viscosity, the temperature of the expansion chamber, the efficiency of the separation carried out in the apparatus, and the desired softening point of the pitch.
The quantity of steam used: - can range from 0 to 36 kilos per barrel of charge sent to the viscosity reduction furnace. The steam, gases, gasoline and gas oil are brought to the upper part of the vessel. the apparatus from the expansion tower operating at atmospheric pressure, and the petroleum pitch having the desired softening point is withdrawn as a bottom sediment.
The pitch produced by the process which is the subject of the invention not only has a softening point (verified by the aforementioned American ring and ball method) equal to approximately 1770.0 or greater, but it has a specific weight including generally danar maesgammeodeoallane values of 1.050 to 1.175, and not exceeding approximately 1.200 The specific gravity of the pitch is a partial indication of the degree of cracking of the residue Specific weights greater than 1.200 indicate that the pitch has been subjected to severe cracking, either in the viscosity reduction furnace or during the expansion distillation.
Pitch is characterized by the fact that it is in practice completely soluble in trichlorethylene or carbon disulphide, that it has a penetration capacity of less than 5 to 99 C / 100 grams / 5 sec., And that it releases by burning about 9,500 small calories per gram.
An embodiment of the apparatus which can be used for the preparation of petroleum pitch by the process which is the subject of the invention is shown schematically in FIG. 1 As shown, crude petroleum oil of the type described above is introduced by a pipe 10 in a distillation tower 12 operating at atmospheric pressure.
The lighter gas oil and the more volatile fractions are discharged out of this tower 12 in the form of distillates or through suitable side flow conduits such as conduits 14 and 16, and also through an upper conduit 18. The bottom product, that is to say, the heavy sediment forming the bottom, is evacuated from the lower part of the tower 12 by a pipe 20 and sent to a vacuum distillation tower 22. A heavy gas oil which can be used as material to be subjected to a Catalytic Qracking operation is taken from the upper part of tower 22 and sent to a conduit 24, and a heavy waste oil suitable for the preparation of petroleum pitch according to the invention is withdrawn from the lower part of tower 22 by a pipe 26.
The distillation tower 12 operating at atmospheric pressure and the distillation tower 22 operating under vacuum are moreover
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towers of the conventional type used in the treatment of petroleum oils. These towers can therefore be replaced by other suitable apparatus. What is essential, however, for the implementation of the invention is that the waste oil withdrawn through the conduit 16 which starts from the base of the tower 22 has a softening point (verified by the above-mentioned method) greater than 71 ° C. and that it contains at least about 30% asphaltenes.
A pump 28 is provided to increase the pressure exerted on the waste oil which passes through the conduit 26 so that it is brought to a gauge value suitable for the reduction in viscosity. This pump 28 delivers the waste oil through coils. heating 30 mounted in a viscosity reduction oven 32. The temperature of the waste oil is increased to a temperature between 482 and 516 0 in this oven 32. The latter operates in such a way as to effect the cracking of the waste oil in a short enough time and at a relatively high temperature. The transformation into gasoline (gasoline) at a final distillation point equal to 204 C did not involve more than about 15% of the waste oil.
The effluent from the viscosity reduction furnace 32 is sent through a conduit 34 and through a pressure reduction slot 35. in an expansion tower 36 operating at atmospheric pressure in which the cracked heavy gas oil and the lighter fractions are distilled. vaporization of the products leaving the upper part of this expansion tower 36 can be facilitated by introducing steam by means of a pipe 38. The petroleum pitches which the invention makes it possible to obtain are withdrawn at the base of the tower 36 and sent to a tank through a pipe 40.
The distillate from the expansion tower 36 operating at atmospheric pressure is sent through a line 42 into a distillation tower 44 likewise operating at atmospheric pressure. This distillation tower 44 is of the conventional type and its operation with a view to separating the low-boiling fractions of a heavy oil forming the sediment takes place under conventional conditions, this heavy oil usable in principle as a fuel oil. N 6 being discharged out of tower 44 through conduit 46. In distillation tower 44, which is shown in the drawings, side streams of light gasoline, heavy gasoline and gas oil are discharged respectively through conduits 48, 50 and 52, and the lightest fractions are discharged to the upper part through a duct 54.
In order to influence the temperature of the material exiting the viscosity reduction furnace 32 in order to prevent more pronounced cracking, a coolant flow can be introduced into the duct 34, by means of the duct 36. cooling fluid can be constituted by steam, by heavy gasoline, by light gasoline or by gas oil. In the installation shown in figure 1 of the drawings, a conduit 58 for reintroduction into the cycle operation is provided to bring back a stream of cooling fluid from the distillation tower 44 to the conduit 56, with a view to its injection into the conduit 34.
Petroleum pitches have been prepared according to the invention with reference to the residues of various crude oils. The results of petroleum pitch production operations are shown in the following table:
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BOARD.
PRODUCTION OF BRAI BY REDUCING THE VISCOSITY OF VACUUM REDUCED CRUDE OILS.
Source of crude oil Ven. Of Ven, - of Eut 'Ven. de Z, lourdes H. heavy Ii, lourdes Kuwait Merey the East:. l. F1salï w, duven of V6n - de Mara de6l'Qùest de l'Est ---------------------------------- -------------------------------------------------- --------------------Surgery ? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Load 10 of crude oils 9.7 11.6 11.6 1'1.6 12.6 46.2 37.2 48.8 14.4 26 1 Specific weight: API z8 z2 5.2 '5.2' 52 3? 6 30 2.9 2.4 094 Softening point C 103 82 82 '82' j4 72 83 1 91 74 118 Asphaltene content% 3899 32.4 32, 4 32.4 29-8 27.2 33.7 3897 28.8 48.6 in ppids.
Working conditions 496, 96 504 504 496 504 496 496 516 496 furnace temp, in C "''" '6 504 496 496 516 496 Furnace pressure in 14 14 14 14 14 14 14 14 14 1 4 14 kg / cm2 ( manom.) 14 14 Vol dü. coil of 0.566 0.566 0.566 0.566 0.566 0.566 Oe566 0.566 09566 0.566 furnace above 3990C in dm3 / bar il / day Temp, expansion in OC q. 30 427 432 43D 48 424 427 427 427 413 Separating current 0.0 1Q 8 nn R 19 - r. j.-. <o Separation current 0.0 19.8 0.0 8.12 6; 2 9.43 16.8 14.4 24.4 0.0 kg / barrel of charge 6 'z43 16.8 i4.4 24 , 4 z0 Gasoline at distill- 1118 13.2 1517 15.0 13.0 1597 13e6 ile5 16e7 -final inflation of 204 0 in% '"-'" "0 15.7 13.6 11.5 16, 7 ¯Pitch properties:
1 i 20 1.154 1.143 1.178 1 p 19213 lei6l lel67 1.212 1.1 Specific weights in the state '"' '-' '' '' 1 solid at 25 C / 25 C Pgînt softening in OC 175 184 182 193 z. 183 181 168 180 177 Propane asphalt
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It will be appreciated from the data contained in the above table that the softening point of the pitch depends to a large extent on the crude oil from which the material for the viscosity reduction operation has been borrowed, C ' Thus, for example, pitches having softening points greater than 177 0 can be prepared starting from crude Merey oils,
In doing so, viscosity reduction temperatures of 496 0 act without the addition of vapor during the atmospheric pressure expansion distillation following the reduction in viscosity, even though the residue constitutes a significant part of the crude oil.
The softening point of the residue which is sent to the viscosity reducing apparatus is of extreme importance for determining the softening point of the pitch obtained. A comparison between operation N 2 and operation 5 reveals that an increase in the softening point of the residue of a crude oil from the eastern regions of Venezuela from 74 C to 82 C results in an increase in the softening point of the resulting petroleum pitch, even if the steam introduced into the tower of distillation under atmospheric pressure is reduced from 36.2 to 19,
8 kilograms per barrel of material. Both residues were subjected to viscosity reduction at the same temperature prior to expansion distillation. The softening point of the residue sent to the viscosity reduction apparatus is also important at the point of release. view of the implementation of the process. If we send residues having a @ lower softening point in this apparatus, the quantity of heavy oil introduced into the expansion tower operating at atmospheric pressure is increased. having the desired softening point can then be obtained either by significantly increasing the temperature of the expansion distillation under atmospheric pressure, which results in the formation of coke in the expansion tower, or by increasing the flow rate of vapor,
which may be limited by the structure of the equipment.
The softening point of the pitch also depends on the intensity of the reduction in viscosity. (! 'For example, it will be observed, by a comparison of operation N 2 and operation 3, that 'increasing the temperature of reducing the viscosity of a crude residue from the eastern regions of Venezuela from 496 to 5040 having a softening point of 82 0 allows a reduction in the amount of steam needed in the tower relaxation of 20 kilograms per babble of material to zero, without significantly reducing the softening point of the pitch.
The softening point of the pitch is also determined by the temperature and the vapor flow rate which are employed in the expansion distillation under atmospheric pressure of the residue, the viscosity of which is reduced. In the examples given in the preceding table, the temperature prevailing pressure in the expansion tower was substantially constant for all operations except for that in which residues of Merey's crude oil were used as the filler material; the vapor introduced into the expansion tower is then a measure of the effect of the increase in rigor of the expansion conditions.As shown by the combination between operations N 3 and N 4, an increase in the quantity of steam introduced into the expansion tower by 0,
8.12 kilograms per barrel of material results in an increase of 11 ° C in the softening point of the pitch, even though the residue sent to the viscosity reduction apparatus and the conditions of this viscosity reduction are the same in both cases.
The invention has been described in the above for the preparation
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of pitches by subjecting to viscosity reduction residues from the distillate of certain crude oils Residues obtained by other processes, such as those which employ selective solvents to separate heavy asphalt residues from the rest of the crude oil, can also find a place here. An example of a process suitable for the preparation of the material which is to be sent to the viscosity reduction apparatus is the deasphalting with propane. The residues thus prepared - ( by deasphalting with propane) must, like those prepared by the methods of distillation,
have a softening point of greater than 71 ° C. and an asphaltene content of greater than about 30 so as to permit the preparation of pitches having the desired softening point in a process satisfactory from the point of view of its soundness. Implementation.
The data necessary for an experiment relating to a residue obtained by the deasphalting with propane of a crude oil 'coming from Kuwait are presented under operation N 9 of the preceding table. During a clear operation, the asphaltene content of the residue was slightly less than 30%, which made it necessary to resort to very rigorous conditions for the reduction of viscosity. This is evidenced by the high temperature which must prevail in the furnace and by the high specific weight of the pitch,
otherwise a pitch with the desired softening point would not be obtained The conditions of operation N 9 are close to the limit of satisfactory conditions. 11 is likely that a process involving the viscosity reduction conditions which characterize operation No. 9 and employing the residue of this test as a raw material to be sent to the ad hoc apparatus would not be satisfactory for continuous operation and that it would be desirable in such a case to prepare a residue having a content larger in asphaltene for use as a raw material in the viscosity reducing apparatus.
The reduction of. The viscosity of high softening point residues from selected crude oils, and the subsequent expansion distillation of the residue whose viscosity has thus been reduced by the process described herein, provides a petroleum pitch having a very high softening point . As a result of the increase in this softening point of the pitch, the pitch can be stored under the pressure and temperatures commonly encountered in the storage of solid fuels, without melting. The invention avoids the establishment of conditions favoring the formation of coke and therefore lends itself to a very satisfactory implementation from an industrial point of view.
The details of the implementation of the method which has just been described and of the construction of the apparatus which allows its implementation can be modified, without departing from the invention, in the field of mechanical equivalences.
-CLAIMS.
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