BE541285A - - Google Patents

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BE541285A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/28Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material
    • C10G9/32Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material according to the "fluidised-bed" technique

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

       

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   La présente invention est relative à la technique de la conversion d'hydrocarbures, spécialement de fractions d'huiles lourdes de pétrole, contenant des constituants réfractaires et des constituants souillant le catalyseur. Elle concerne un pro- cédé de production de distillais hydrocarbonés normalement li- quides convenant pour être utilisés comme carburants ou comme charges d'alimentation de cracking catalityque,et de production 

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 d'hydrocarbures convenant pour être utilisés comme produits chimiques ou comme-intermédiaires chimiques.

   La présente inven- tion se rapporte à un procédé combiné de conversion pyrolytique, par mise en contact, avec des solides de contact finement divi- sés porteurs de chaleur, d'hydrocarbures normalement gazeux contenant jusqu'à 6, de préférence 2 ou 3, atomes de carbone, d'hydrocarbures normalement liquides, tels que des goudrons de houille, des huiles de schiste, des asphaltes, des charges de cycle, des extraits, des matières brutes entières de pétrole, des distillats et des fractions résiduaires qui en dérivent, ou des mélanges de ces matières.

   Une caractéristique de la présente invention est que les hydrocarbures sont convertis dans v sys- tème combiné comprenant deux zones de traitement séparées et utilisant une seule masse de solides de contact, en particules, de transfert de chaleur, tels que du catalyseur épuisé, du sa- ble, des perles.réfractaires, etc, circulant entre les deux zones et agissant comme matière de contact dans lesdites zones. 



  Le solide de contact utilisé est de préférence, du coke produit dans le procédé. Les allusions faites ici à l'utilisation de co- ke comme particules porteuses de chaleur ne sont cependant qu'ex. emplatives et non limitives. 



   Dans la cokéfaction d'hydrocarbures de pétrole par con- tact avec des solides pratiquement inertes catalytiquement, por- teurs de chaleur, on a en vue deux procédés distinçts : à savoir, une cokéfaction principalement pour la production de produits ou intermédiaires carburants liquides (cokéfaction de carburants' et, en second lieu, la conduite de l'opération de cokéfaction à une température supérieure pour la production de matières ou intermédiaires bruts chimiques, tels que de l'éthylène, du butadiène, des aromatiques, etc (cokéfaction de produits chimi- ques). Ces deux types d'opérations de cokéfaction sont générale- 

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 ment :aises   en   oeuvre sous des conditions très différentes. 



   L'alimentation à une opération de cokéfaction de carbu-   raiits   est habituellement constituée par un résidu de pétrole, de basse valeur, de point d'ébullition élevé, lourd, contenant des constituants formateurs de cendres, une teneur élevée en carbone Conradson, des souillures de catalyseur, etc, qui ren- dent sans intérêt les autres procédés d'amélioration. L'opération est généralement menée à des températures de l'ordre de 850  à   12000F.   Comme une période de temps relativement longuet doit être prévue pour l'opération de cracking, l'opération de cokéfaction de carburants exige un contenu assez important de coke en pro- d'éviter une agglomération des particules et portion du taux d'alimentation d'huile, afin/de procura. une quantité suffisante de chaleur.

   On préfère spécialement un sys- tème de cokéfaction de carburants à lit de solides fluidifiés, à cause de cette longue période detemps   requise ..   par contre, l'opération de cokéfaction dite de produits , chimiques, ou cracking thermique pour produire des hydrocarbures non saturés de bas poids moléculaire, est généralement mise en      oeuvre dens une gamme plus élevée de températures, habituelle- ment au-dessus de 1200 F, afin d'obtenir des rendements élevés des produits désirés. On a accoutumé d'opérer avec des durées de séjour de ,vapeur très   curtes,   par exemple, de 1 seconde ou      moins, Le problème de l'agglomération des particules est prati-   ' quement non eistant à cause de la température élevée d'opéra-   tion.

   L'alimehtation à   l'opération de   cokéfaction de produits    chimiques peut être constituée par toute fraction de pétrole,   y compris des matières normalement gazeuses, des distillats legers et moyens, et des fractions résiduaires. Cependant, la disposibilité et la faibie valeur des fractions résiduaires font   @@e     c@s  dernières sont la charge d'alimentation préférée. 



   Les deux types d'opérations peuvent également être dis-   tingués   par leurs distributions ou répartitions de produits. 

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   La fabrication de gaz, par exemple, de produits C3 et plus lé- ges, dans l'opération de cokéfaction de carburants, mise en oeuvre dans un réacteur à lit-fluidifié, sera généralement in- férieure à environ 10% en poids.par rapport à l'alimentation. 



  .La fabrication de gaz dans l'opération de cokéfaction de pro- duits chimiques est couramment de 25% en poids ou plus en consi- dérant une absence de coke. 



   La présente invention comprend, de ce fait, la combi- naison d'un procédé de cokéfaction de carburants, dans lequel des huiles sont pyrolytiquement converties pour produire des naphtes et des distillats à point d'ébullition supérieur conve-   - nant   comme carburants de moteur, combustibles. de four or pour un traitement ultérieur, tel qu'un cracking catalytique, avec un procédé de cokéfaction de produits.. chimiques, dans lequel des huiles, telles que des huiles résiduaires, ou des gaz hydrocar- bonés légers, sont convertis en matières, telles que des diolé- fines, des oléfines ou hydrocarbures aromatiques, intéressants comme produits chimiques ou intermédiaires chimiques.

   Grâce à cette combinaison, l'invention permet l'obtention, en des propor-      tions économiquement équilibrées, de rendements élevés de compo- sés chimiques avantageux, et de distillats légers et moyens, à partir d'une huile-de pétrole, tout en produisant des particules de coke de pétrole, comme produit de dégradation final. Comme on le verra, le procédé de la présente invention est'caractérisé par sa souplesse et par son aptitude à répondre aux nécessités d'applications particulières. 



   Bien que le procédé de la présente invention puisse être mis n oeuvre, de la façon la plus avantageuse, dans un système atrois récipients, par exemple, une zone de cokéfaction de carburants, une zone de cokéfaction de produits chimiques, et une zone de chauffage de solides de contact, d'autres varian- tes ou combinaisons en ce qui   concerne   le nombre de récipients 

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 de réaction utilisé seront évidentes aux techniciens en ce do- maine. C'est ainsi qu'une réduction du nombre de récipients peut être prévue en menant deux des opérations dans un seul récipient. En outre, dans certaines applications, le présent procédé peut être convenablement combiné avec d'autres procédés de raffinage, tels qu'un cracking catalytique pour augmenter ses avantages. 



   La présente invention comprend ainsi un procédé combiné utilisant la technique des solides fluidifiés, dans lequel des fractions d'huiles de pétrole choisies sont converties à des températures élevées par contact avec un seul courant, en circu- lation continue, de solides de contact maintenus à des   t@@péra-   tures de réaction optima différentes dans des zones de réac- tion successives, grâce à quoi des rendements de produits et une répartition ou distribution de produits optima sont assurés. 



  Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, des successions particulières de traitement sont prévues, grâce auxquelles une polymérisation et une dégradation thermiques secondaires non nécessaires et indésirables des produits de réaction primai- res sont réduites au minimum ou éliminées, et grâce auxquelles au on fait un usage judicieux de la chaleur fournie/ou engendrée      dans le procédé. 



   Suivant une forme d'application'préférée de l'invention, une seule masse de particules de coke de pétrole porteuses de chaleur est mise en circulation à travers le procédé combiné, en fournissant   de   la chaleur à la série de   réactiohs   de cracking thermique. Le coke enlevé des zones de réaction, le résidu car- boné produit et, dans certains cas, les hydrocarbures liquides non converties. Le coke porteur de chaleur est d'abord chauffé dans une zone de chauffage, de préférence une zone de combustion,, uans laquelle une portion du coke est brûlée à une température 

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 de l'ordre de 900  à 2000 F, et au moins une portion du coke est chauffée jusqu'à une température supérieure à la plus haute température de réaction.

   Ce coke à haute température est ensuite mis en circulation jusqu'à une zone de cokéfaçtion thermique ou de pnoduits chimiques, de préférence une zone de réaction à con- duite de transfert. Là, ce coke contacte la matière convertir, telle que des gaz hydrocarbonés légers ou des produits de queue lourds provenant de l'effluent de l'appareil de cokéfaction de      -carburants, ou d'autres huiles lourdes, telles que des charges de cycle. Les solides chauds maintiennent la zone à une tempé- rature de l'ordre de 1200  et 1800 F, grâce à laquelle des pro- duits chimiques, tels que des diènes ou des'oléfines sont   @ro-   duits à partir de ces produits de queue. On peut utilise.- des diluants, tels que de la vapeur, suivant les désirs.

   Si on le désire, le coke avec une autre portion de coke venant de la zone de chauffage,est mis ensuite en circulation à partir de la      zone de cokéfaction de produits chimiques à haute température      vers une zone de cokéfaction de   carburants,   Cette dernière est, de préférence, une zone de cokéfaction de solides fluidifiés, bien qu'il puisse s'agir d'une zone à conduite de transfert. Une huile, de préférence une huile résiduaire lourde de pétrole, est injectée dans la zone de cokéfaction de carburants et subit une pyrolyse au contact avec les particules de coke fluidifiées chaudes à une température de l'ordre de 850  à   1200 F.   Cela produit des hydrocarbures relativement plus légers, tels que des naphtes et des gasoils, et u e,petite quantité de gaz.

   Une cer- taine quantité de coke est roduite et est déposée sur les par- ticules de coke' du lit fluidifié. Le coke ou une partie de celui. ci sont ensuite renvoyés à la zone de chauffage pour y être ré- chauffés. Une portion du coke net produit est enlevée du procédé. 



   Suivant une forme préférée d'application de l'invention, l'effluent de la zone de cokéfaction de produits chimiques est 

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 introduit dans   la,zone   de cokéfaction de carburants, grâce à quoi l'effluent est\rapidement refroidi pour empêcher une dé- gradation thermique indue des produits à haute température, et pour réaliser certaines économies de   chaleur.'Suivant   une autre variante, des particules de coke sont utilisées pour extraire de la chaleur, des gaz de combustion sortant de la zone de com- bustion, grâce à quoi le procédé est rendu plus économique. 



  Suivant une autre variante encore, des solides relativement froids   enlevés   du récipient de cokéfaction de carburants sont utilisés pour refroidir l'effluent de l'appareil de cokéfaction de produits chimiques'. Cela permet l'utilisation de systèmes distincts.de récupération,de produits pour chaque zone de coké- faction. 



   Divers procédés et formes d'appareils pour la mise en oeuvre de la présente invention sont illustrés aux figures 1 à   4   des;dessins annexés. 



   La figure 1 montre un 'système à trois récipients, dans lequel deux charges différentes,' par exemple, une huile lourde de pétrole, telle   qu'un,:   résidu pbtenu sous le vide, et un gaz hydrocarboné léger, tel que du propane et/ou de l'éthane, sont traitées, et dans lequel l'effluent de la zone de cracking thermique à température élevée est alimenté à la/base d'une zone de cokéfaction de   carburantsà   une température plus basse. 



   La figure 2 montre   ne';formé   de réalisation modifiée , du système de la figure 1, comprenant un brûleur à,cohduite de transfert au lieu d'une zone de combustion à lit fluidifié, une zone, de cracking thermique ou   dcokéfaction   de produits chi- miques   à conùuite   de   transfert, et 'une   zone de cokéfaction de car-   burant   à lit fluidifié. 



     '   La figure   3   montre une variante dans.laquelle les vapeur sortant des deux zones de réaction ne sont pas mélangées. 



   La figure 4 montre une variante de réalisation permet- tent le   traitement   d'huiles lourdes, spécialement d'huiles à 

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 teneur élevée en azote, variante dans laquelle l'huile lourde est d'abord convertie dans une zone de cokéfaction de carburants à solides fluidifiés dont les vapeurs de sortie sont séparées en fractions de gasoil et de distillat léger, le gasoil étant con- verti ensuite dans une zone de cracking de produits chimiques à conduite de transfert pour donner des produits non saturés lé-   gers.convenant   pour'être utilisés comme produits chimiques et intermédiaires chimiques, en utilisant à nouveau un système ;dE chauffage commun et une seule masse de solides de circula- tion pour fournir de la chaleur aux deux zones   d   conversion. 



   , Les agencements représentés   aux figures '1   et 2 sont 
 EMI8.1 
 étrotemen similaires et seront décrits simultanément'. En se . r i r ... référant aux figures let 2, , on peut voir que le systèm ',:e compoil i '. ,.: ! 1 1. te qu'une seule masse de solides de.. contact de transfert de chaleur. en circulation, de préférence   des/particules   de coke, d'un 
 EMI8.2 
 , < .. j ... diamètre de .9 a 1000 microns, produit..par' le; proédi3. Comme certains.;des récipients fonctionnent 'ec un :lit; fluidifié de .., ... , . coke,-il est désirable de.maintenir, a.ns :' !pro1c'dé, du coke ayant une gamme de dimensions d'environ 40 à.;'500 micyons, bien que cette gamme de dimensions puisse dépasser ces.limites dans certains   cas .   



   De la chaleur nécessaire au procédé est engendrée par brûlage d'une portion du coke produit par les réactions de crac-      king. Dans certains cas où la valeur dû coke est supérieure à celle d'autres carburants liquides ou gazeux extérieurs, ces derniers peuvent être utilisés pour être brûlés en vue de fournir une partie ou la   totalisé   de la chaleur requise aux particules de coke. Dans l'agencement de la figure 1, un lit fluidifié de coke de brûlage est entretenu dans le récipient brûleur à basse température 1 par de l'air alimenté par la conduite 3. Dans l'agencement de la figure 2, le coke est transporté à travers 
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 le brûleur à conduite de transfert 1 par un cillieu contenant c3e l'oxygène libre, par exemple, de l'air fourni par la conduite 3. 

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   Cet air aide à la combustion des particules de coke et les   chau   fe jusqu'à une température de l'ordre de   1200    à 1200 F. Des gaz de combustion s'échappent du sommet par la conduite,5, après enlèvement des solides entraînés, grâce à un système à Cyclone 4, Des moyens d'échange de chaleur peuvent être employés pour extraire la chaleur des gaz de combustion avant leur évacuation. 



  Comme on le décrira ci-après, cet échange de chaleur peut être réalisé par contact direct avec une portion du coke circulant   -dans   le système. 



   D'autres moyens de fourniture   de.particules   solides chauffées-du procédé de cokéfaction peuvent évidemment être utilisés. Des brûleurs à lit fluidifié, tombant ou mobile peu- vent être   employés, pour brûler   les solides au lieu du b sur à conduite de transfert récrit. Ou.bien,on peut utiliser deux zones de combustion opérant à deux températures différentes, une zone de combustion à uhe   température'élevée   pour fournir      de   la,chaleur   à   l'appareil   de cokéfaction de produits chimiques, et la circulation de coke est réglée en conséquence.

   De même,      on peut utiliser d'autres moyens d'échange de chaleur direct ou indirect, tels que des systèmes dans lesquerls des particu-      les inertes lourdes porteuses'de chaleur, par exemple, des graines sont mélangées avec les produits de coke pour fournir de la chaleur et sont ensuite séparées avant que le coke ne soit      transféré à la zone de cokéfaction. 



   Suivant les deux figures 1 et 2, la zone de cokéfaction ou de produits chimiques/de cracking à température élevée .est un réacteur à conduite de transfert 10 fonctionnant à une tempéra- ture de l'ordre d'environ   1200    à 1800 F, de   préfèrent ,1400    à 1600 F, et à une pression partielle d'hydrocarbures de l'ordre de 5 à 40 livres par pouce carré. Les solides, en même temps que   les/produits   de conversion vaporeux, sont transférés à tra- vers le réacteur 10 à des vitesses supérieures à environ 10 

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 pieds par seconde, par exemple, 60 pieds par seconde.

   Du coke à température élevée est fourni au réacteur par la conduite 8, venant du brûleur à température élevée 2 dans lequel de l'air est introduit par la conduite 4a, et la conduite 11 introduit la matière, par exemple, des gaz légers ou des produits de queue lourds à convertir, de la vapeur étant introduite par la conduite 10a. 



  Les conditions temps-température dans le réacteur sont choisies dans le cas d'une alimentation de gaz léger, suivant la figure 1,pour limiter le conversion d'éthane par passage-,à environ   50-65,   pour obtenir une production élevée d'éthylène d'environ   40   à 85% par rapport à l'éthane craqué et pour minimiser la formation de méthane; et, dans le cas d'une alimentation de produits de queue lourds suivant la figure 2, pour obtenir des rendements maxima d'hydrocarbures non saturés de bas poids molé-      culaire, et d'aromatiques. On préfère convertir 25 à 50% des produits de queue lourds, en considérant une absence de coke, en composés C3 et plus léger.

   Lorsqu'on utilise des gaz légers comme alimentation à ce réacteur, le rapport de ces gaz aux solides chauds est, de préférence, de 0,1 à 5 pieds cubes stan- dards par livre de solides. 



   On préfère mener l'effluent comprenant les solides entraînés venant de l'appareil de cokéfaction de produits chi- miques 10, directement au récipient de cokéfaction,de carburants 20 (par la conduite 13a à la figure 2), grâce à quoi les gaz   l@@ers   craqués seront refroidis par les solides plus froids se trouvant dans l'appareil de cokéfaction de carburants jusqu'à une te pérature sensiblement inférieure à leur température de cracking, et grâce à quoi l'effluent servira à fournir de la chaleur et du gaz de   fluiaifiction   à   l'appareil   de cokéfaction de carburants, en diminuant ainsi les exigences en chaleur et en vapeur de fluidification extérieures.

   Cependant, comme   montra   à 

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 la figure 2, pour éviter un mélange des produits venant des deux réacteurs, des gaz sortant de l'appareil de cokéfaction de produits chimiques peuvent être transférés par la conduite 13b à un système à cyclone 14, grâce à quoi les solides entraînés sont enlevés, et de là à des   systèmes 'courants   de séparation et de traitement final par une conduite   15, , Dans   ce cas, des solides relativement froids sont enlevés de l'appareil de coké- faction de carburants par une conduite 7 et sont utilisés pour :refroidir l'effluence de   l'appareil"de   cokéfaction de produits chimiques. D'autres moyens de refroidissement peuvent évidemment être utilisés.

   Les solides séparés venantdu cyclone 14 passent      par des conduites 18a et 21 pour   ller   au réchauffeur. Ou bien, une partie de ces solides peut Être transférée par des ndui- tes 19a et 6 au récipient de cokéfaction de carburants, car ils sont encore à une température relativement élevée et fourniront   ,   . de la chaleur à la réaction de cokéfaction de carburants. On constatera cependant qu'en transférant l'effluent du réacteur de produits chimiques à conduite de transfert, directement dans le réacteur de cokéfaction de carburants, comme monté à la figu- re 1, la nécessité d'un système de séparation de solides, par exemple un   cyclone,   est éliminée. 



   La réacteur-de cokéfaction de carburants à lit fluidi- fié 20 comporte un lit fluidifié de particules de coke, d'une manière qui est bien connue en pratique. La température de coké- faction dans ce réacteur de carburants peut varier d'environ      850  à   1200 F.   Les plus basses températures,de l'ordre de 850  à 1000 F, sont utilisées lorsqu'on désire des distillats plus lourds convenant comme alimentation à un procédé de cracking catalytique. Les températures un peu plus élevées, de l'ordre de 1000 à 1200 F, sont utilisés lorsqu'on désire des distillats plus légers, par   exe..ple,   des naphtes, comme produit primaire. 

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  Un gaz inerte, de préférence de la vapeur, peut être fourni par la conduite 16 à la base de d'appareil de cokéfaction de car- burants pour fournir un gaz de fluidification à cet appareil ou pour augmenter la quantité de gaz fluidifiant fourni par l'appareil de cokéfaction de produits chimiques. Les taux de gaz sont réglés pour maintenir des vitesses de fluidification de l'ordre de 0,2 à 5 pieds par seconde. 



   L'huile de pétrole à améliorer, qui peut être convena- blement préchauffée pour réduire la charge de chaleur du système est injectée dans le récipient 20 par la conduïte 17- On peut utiliser toute source quelconque d'huile comme.alimentation à l'appareil de cokéfaction 20, y compris des huiles   bru@  antiè- res, mais on utilise, de préférence, des huiles de faible va- leur, telles que des résidus obtenus sous le vide, bouillant au-dessus d'environ   900 F,   ou des charges de cycle. L'huile est injectée dans le récipient, de préférence, par des gicleurs convenables de dispersion en une série de ppints située dans des plans horizontaux et verticaux, de manière à obtenir une dispersion uniforme de l'huile sur les solides de contact.

   Le taux d'injection d'huile peut varier de 0,1 à 2 livres d'huile par heure par livre de solides contenus dans le récipient. Les conditions sont'réglées de manière à obtenir une conversion de 0 à 25% de  ] en considérant l'absence de coke. La conversion de C3 est définie par : 100.fois le pourcentage en poids du produit ayant 3 atomes de carbone au moins, divisé par le pour-   centage   en poids d'alimentation fraîche moins le pourcentage en poids de coke formé. 



   Les vapeurs craquées lorsqu'elles sortent du lit fluidi- fié passent à travers un système à cyclone 19, dans lequel les solides entraînés sont enlevés et revoyés au lit, et ensuite les vapeurs sont enlevées au sommet par la conduite 18. 



  Ces   vapeurs   peuvent être séparées, à ce moment, suivant les 

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 désires,   pour:obtenir   les gaz légers et les produits liquides plus lourds. Comme montré à la figure 2, une tour de   lavage   
20 est employée pour séparer les produits de queue lourds, des vapeurs. Ces produits de queue sont transférés par la conduite 
11 à l'appreil de cokéfaction de produits chimiques 10. Cette caractéristique de la présente invention élimine la nécessité de recycler les produits de queue à l'appareil de cokéfaction de carburants en vue de l'obtention de rendements élevés.

   La ion fraction de distillat' des vapeurs est alors soumise à un trai- tement ultérieur, tel qu'un fractionnement, une désulfuration, un reforming, un cracking catalytique, etc, pour obtenir des produits de la qualité désirée. Ou bien, une partie ou l'entiè- reté des produits de queue liquides lourds peuvent être recyclés à l'appareil de cokéfaction en vue d'un nouveau traitement, au bien peuvent être recyclés à une zone de cokéfaction auxiliaire, où ils peuvent être soumis a des conditions un peut ple rigou- reuses de température et de pression à cause de leur nature réfractaire.Si'on utilise un zone secondaire de cokéfaction de carburants, les vapeurs venant de cette zone peuvent être ré- introduites dans la zone de cokéfaction primaire de carburants. 



   La matière bouillant dans la gamme d'environ 6500 à   900 F,   venant de l'appareil de cokéfaction de carburants, peut être utilisée comme charge d'alimentation de cracking catalyti- que. Dans un cracking catalytique, on a accoutumé de recycler une, matière bouillant au-dessus des gammes d'ébullition du naphte et des huiles de chauffage pour obtenir des'rendements accrus. Lorsqu'on utilise du gasoil provenant d'une opération de cokéfaction de carburants, comme charge d'alimentation à un cracking catalytique, l'huile de cycle catalytique est très réfractaire, et au recyclage d'une telle matière sont associés certains désavantages très nets, tels qu'une production   excessi-   ve de coke sur le catalyseur.

   Cette charge de cycle catalyti- que obtenue du cracking catalytique d'un gasoil d'appareil de   cok@f@ction   constitue une charge d'alimentation convenable   pour     le   réecteur de cokéfaction de produits/chimiques à 

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 conduite de transfert. Il est évident, par conséquent, que la présente invention peut être intégrée à d'autres opérations de raffinerie. 



   En vue de fournir de la chaleur à l'appareil de cokéfac- tion de carburants, du coke est mis en.circulation à partir du brûleur 1 en des quantités de 2 à 20 livres par livre d'huile injectée dans   ltappreil   de cokéfaction.-Du coke est enlevé de la base du réacteur de cokéfaction de carburants par une cana- .lisation verticale 22 et mis en circulation vers le brûleur pour être réchauffé. Pour enlever des hydrocarbures liquides non convertis qut peuvent adhérer à ce.coke enlevé par le catalysation/verticale, afin d'empêcher une combustion inutile      des liquides non convertis, dans le brûleur, la partie   @éri-        eure de l'appareil de cokéfaction' decarburants peut être con- -çue pour servir comme zone d'épuration ou de séparation par va- peur.

   C'est ainsi que le gaz utilisé pour la fluidification peut être utilisé comme gaz de-séparation. Cependant, comme montré à la figure 2, du-coke venant de l'appareil de cokéfac- t'ion de carburants 20 peut être'transféré par la conduite 22 au réauteur de cokéfaction de produits chimiques. Cette variante de fonctionnement est avantageuse, car elle élimine la nécessi- té de nettoyer ou,épurer le coke quittant l'appareil de coké- faction de carburants. Les liquides quelconques non séparés du coke sont simplement emportés dans l'appareil dé cokéfaction de produits chimiques, et convertis. 



   Il y aura normalement un excès de coke produit par la réaction de cracking, et cet excès est enlevé par la conduite 12 suivant la figure 1, ou par la 'conduite 7 suivant la figure 2. Ce   coe   sera de qualité supérieure comparativement au coke   produit dans le procéaé courant de cokéfaction fluidifiée. Normalement, la coke fluidifié a une teneur relativement élevée   en soufre, spécialement, lorsqu'on charge une huile sulfureuse. 

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   Dans la présente invention, comme le coke est mis en contact de façon répétée avec des gaz légers à une température élevée dans le   ;acteur   à   conduite' 'de   transfert, ce coke sera pratique- ment désulfuré, et celle désulfuration rehausse la valeur du coke enlevé comme produit. 



   La présente invention peut comporter d'autres variantes spécialement dans la façon de faire circuler les solides porteur de chaleur, en vue de réaliser certaines économies de chaleur. 



  C'est ainsi que l'effluent venant de l'opération de cracking de produits chimiques à température élevée, avec,ou sans soli- des entraînés, peut être refroidi séparément par des solides enlev'és de 'l'appareil de cokéfaction de carburants rel ivement plus froid. Ou bien, des solides enlevés,de l'appareil de coké- faction   de. carburants   à température plus basse peuvent être utilisés, en plus du   refroidissement,décrit     c-avant,   ou sépa- rément, pour refroidir   et,     'enlever   de la'chaleur des gaz de com-      bustion du brûleur. Cette dernière 'variante est la plus avanta- geusement utilisée lorsqu'on brûleur à conduite de transfert à haute température est utilisé pour,fournir de la chaleur au procédé. 



   En se référant à la figure 3, dn y a représenté un système utilisant essentiellement le même équipement pour la mise en oeuvre des procédés combinés de cokéfaction,de carburants      et de cokéfaction de produits chimiques de la présente invention La figure est présentée pour montrer principalement divers agen- cements de circulation, spécialement des particules de coke, grâce auxquels le rendement et la praticabilité du procédé peu- vent être améliorés. Comme représenté, une huile lourde de pé- trole est introduite, par la conduite 51, dans un appareil de   cokéfaction   de carburants 50, qui contient un lit fluidifié de particules de colce. L'appareil de cokéfaction fonctionne à une température de l'ordre de 850  à 1200 F.

   Les vapeurs craquées 

 <Desc/Clms Page number 16> 

 thermiquement sont enlevées au sommet par la conduite 52 comme produit. Un appareil de cokéfaction de produits chimiques à conduite de transfert 53 est-alimenté avec une autre portion de l'huile lourde de pétrole par une conduite 54 et avec de la vapeur par la conduite 77. L'appareil de cokéfaction de produits chimiques 53 fonctionne à une température supérieure à 1200 F, par exemple, de 1400  à   1600 F.   Les produits craqués thermiques ment sont séparés des solides de.contact par le cyclone 55 et      :sont enlevés comme produits par la conduite 56.

   Ou bien, évidem- ment, ces gaz avant ou après que les solides sont séparés peu- vent être.injectés dans l'appareil de cokéfaction de carburants, ,ou mélangés avec les produits vaporeux venant de l'appareil de cokéfaction de carburants, comme décrit précédemment. 



   Dans cet exemple, un brûleur à conduite de transfert 60 est utilisé pour brûler partiellement les particules de coke en circulation,'afin de fournir de la chaleur au procédé. Du coke est introduit dans la base du brûleur par la conduite 61      et est mélangé avec de l'air ou autre gaz contenant de l'oxygène libre, fourni par la conduite 62. Les gaz et le coke circulent alors de bas en haut à travers le brûleur vers le cyclone 63 dans lequel le coke chauffé est enlevé et les gaz de combustion   évacu-   és par la conduite 64. 



   Dans un agencement particulier, du coke à température relativement basse est transféré par une. conduite 57, depuis le récipient de cokéfaction de carburants vers la sortie du récipient de cokéfaction   de.produits   chimiques pour refroidir l'effluent de ce récipient de cokéfaction.

   La température de coke dans l'appareil de cokéfaction de carburants peut être d'environ 950 f, et la température des gaz sortant-de l'appa- reil de cokéfaction de produits chimiques peut être de 1500 F, De la sorte, l'injection des solides plus froids réduira la température des gaz jusqu'à environ   1000 F.   Dans cet agencement 

 <Desc/Clms Page number 17> 

 pour éviter d'avoir à refroidir les solides de contact utilises dans l'appareil de cokéfaction de produits chimiques, ces soli- des sont enlevés par un séparateur 59, des gaz craqués avant l'injection des   ëolides   plus froids de l'appareil de cokéfaction de carburants. Ce séparateur 59 peut être d'un type courant quel. conque.

   Comme représenté, une aube hélicoïdale 65 est prévue dans le réacteur à conduite de transfert, grâce à laquelle la suspension de solides ascendants est animée d'un mouvement de rotation qui,projette une quantité importante des solides en- 'traînés, vers l'extérieur. Des fentes ou trous convenables sont prévus dans la paroi du réacteur'pour permettre aux solides de tomber dans'un réservoir   66.'   
Les solides séparés dans le cyclone 55 sont alors transférés par une conduite 67 vers la sortie du brûleur à con- duite'de transfert pour refroidir les gaz de combustion qui en sor,tent. Les solides venant du cyclone 55 auront, par exemple, une température de 1000 F, et les gaz de combustion   autont   une température d'environ 1000 F.

   La température résultante des gaz de combustion refroidis et des solides sera d'environ   1100 F.   



  Par ce moyen, de la chaleur est récupérée des gaz de combustion. 



  De nouveau, pour éviter   la nécessite   de refroidir les solides qui ont été brûlés dans le brûleur, ces solides sont enlevés par un séparateur 69 à aube hélicoïdale pour aller dans le ré- servoir 70, et ils auront une température de 100  à   700 F   su- périeure à celle des solides enlevés du cyclone 63. Les solides qui ont été utilisés pour refroidir les produits chimiques émanant de l'appareil 53 et les gaz de combustion de brûleur sont alors transférés du cyclone 63 par les conduites 71 et 72 vers l'appareil de cokéfaction de produits chimiques pour fournir de la chaleur à ce dernier. 



   La portion de solides se trouvant dans le réservoir 66 

 <Desc/Clms Page number 18> 

 est transférée par la conduite 73 à l'entrée du brûleur. Comme ces solides ont une température assez élevée, cela signifie que le brûleur peut fonctionner à une température plus élevée et ainsi de manière plus efficace. Une partie des solides à haute température du réservoir 70 est transférée par la conduite 72 à l'appareil de cokéfaction de produits chimiques 53. Une autre partie est transférée par la conduite 75 à l'appareil de cokéfac tion de carburants, si on le désire, et une autre portion peut être récyclée à l'entrée du brûleur par la conduite 61 pour en- tretenir des températures élevées de combustion. 



   On peut voir que les agencements ci-avant de fonction- nement éliminent la nécessité d'enlever du coke,   du;réacteur   de carburants, et fournissent un refroidissement rapide des pro- duits issus du réacteur 53, dont l'avantagé a été décrit précéde ment. De même, ce type d'opération permet un meilleur rendement de carburant à cause de la récupération de chaleur à partir des gaz de fumée et de l'affluent de l'appareil de cokéfaction de produits chimiques , et permet en outre un meilleur fonctionne- ment du brûleur à conduite de transfert à cause du niveau élevé de   température,   entretenu dans la zone de combustion. D'autres variantes de circulation des particules de coke apparaîtront aux techniciens en ce domaine.

   A titre d'exemple, du coke froid peut être transféré de l'appareil de cokéfaction de carburants au brûleur pour refroidir seulement l'effluent du brûleur. Ou bien, des portions de ce coke froid peuvent également être trans férées à l'entrée da l'appareil de cokéfaction de produits chi-   miques     et/ou   à l'entrée du brûleur. Les solides venant du   cyclon=     03,   outre qu'ils sont transférés à l'entrée de l'appareil de cokéfaction de produits chimiques, peuvent être envoyés à l'appa- reil   ue   cokéfaction de carburants. De même, les solides venant du cyclone 55 peuvent être envoyés à l'appareil de cokéfaction car   et/ou   à l'entrée du brûleur. 



   Les tableaux suivants présentent des exemples des con- 

 <Desc/Clms Page number 19> 

 ditions opératoires appropriées applicables au procédé de l'in- vention, et des exemples des produits qu'on peut obtenir à par- tir de la charge d'alimentation indiquée, lorsque le procédé est mis en oeuvre suivant les conditions présentées aux ta- bleaux. L'effluent du réacteur de produits chimiques est dé- chargé dans l'appareil de cokéfaction de carburants.

   Le tableau 
I présente les chiffres pour un procédé mis en oeuvre dans la va de réalisation riante/de la figure 1, utilisant des gaz et des produits   d'éthy-   .lène et de propylène, comme alimentation au réacteur de produit: chimiques, ces gaz et produits étant obtenus par la séparation de l'effluent de l'appareil de cokéfaction de carburants par   de:   procédés bien connus, tels que distillation,   absorption   basse température, absorption d'éléfines à l'acide sulfurique, etc, et la tableau II donne les chiffres pour un procédé mis en oeuvre dans la variante de réalisation de la figure 2. 



   TABLEAU 1 
 EMI19.1 
 
<tb> Conditions <SEP> opératoires
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Solides <SEP> de <SEP> contact <SEP> Coke <SEP> de <SEP> pétrole
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Dimensions <SEP> de <SEP> particules <SEP> 40 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> microns
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Dimensions <SEP> moyennes <SEP> de <SEP> particules <SEP> 250 <SEP> microns
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Quantité <SEP> totale <SEP> de <SEP> coke <SEP> 400 <SEP> tonnes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Brûleur <SEP> à <SEP> basse <SEP> température
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Pression <SEP> effective <SEP> au <SEP> sommet
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> du <SEP> lit <SEP> 10 <SEP> livres <SEP> par <SEP> pouce
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> carré
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Température <SEP> l125 F
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Contenu <SEP> de <SEP> coke <SEP> (densité <SEP> de 

  <SEP> lit <SEP> r
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> de <SEP> 45 <SEP> livres/pied <SEP> cube) <SEP> 180 <SEP> tonnes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Taux <SEP> d'injection <SEP> d'air <SEP> 45.000 <SEP> pieds <SEP> cubes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Brûleur <SEP> à <SEP> haute <SEP> température <SEP> standard/minute.
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 



  Pression <SEP> effective <SEP> au <SEP> sommet <SEP> 15 <SEP> livres <SEP> par <SEP> pouce
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Température <SEP> du <SEP> lit <SEP> 1675 F <SEP> carré
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Contenu <SEP> de <SEP> coke <SEP> (densité <SEP> de <SEP> lit
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> de <SEP> 45 <SEP> livres/pied <SEP> cube) <SEP> 20 <SEP> tonnes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Taux <SEP> d'injection <SEP> d'air <SEP> 10. <SEP> 000 <SEP> pieds <SEP> cubes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> standards <SEP> par <SEP> minute.
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 20> 

 
 EMI20.1 
 
<tb> 



  .Appareil <SEP> de <SEP> cokéfaction <SEP> de
<tb> 
 
 EMI20.2 
 car-ourants à lit fluidifié 
 EMI20.3 
 
<tb> Pression <SEP> effective <SEP> au <SEP> sommet <SEP> 7 <SEP> livras <SEP> par <SEP> pouce
<tb> 
<tb> 
<tb> du <SEP> lit <SEP> carré
<tb> 
<tb> 
<tb> Température <SEP> 950 F
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Conversion <SEP> de <SEP> C- <SEP> par <SEP> passage <SEP> 7% <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Contenu <SEP> de <SEP> coke <SEP> (densité <SEP> de <SEP> lit
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> de <SEP> 45 <SEP> livres/pied <SEP> cube)

   <SEP> 200 <SEP> tonnes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Taux <SEP> d'injection <SEP> d'huile <SEP> 5000 <SEP> livres/minute
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Volume <SEP> de <SEP> gaz <SEP> alimentés <SEP> à <SEP> partir
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> du <SEP> réacteur <SEP> de <SEP> produits <SEP> chimiques <SEP> 7.400 <SEP> pieds <SEP> cubes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> standards/rainute
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Réacteur <SEP> de <SEP> produits <SEP> chimiques
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> à <SEP> conduite <SEP> de <SEP> transfert
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Pression'effective <SEP> de <SEP> sortie <SEP> 21 <SEP> livres <SEP> par <SEP> pouce
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> carré
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Température <SEP> de <SEP> sortie <SEP> 1500 F
<tb> 
 
 EMI20.4 
 Densité de su5pEnssion coke-gaz 1 livre par pied cube 
 EMI20.5 
 
<tb> Taux <SEP> d'injection <SEP> de 

  <SEP> gaz
<tb> 
<tb> hydrocarbonés <SEP> 4200 <SEP> 'pieds <SEP> cub
<tb> 
 
 EMI20.6 
 standards/mir,-,-% 
 EMI20.7 
 
<tb> Durée <SEP> moyenne <SEP> de <SEP> séjour <SEP> des <SEP> vapeurs <SEP> 0,4 <SEP> seconde
<tb> 
<tb> 
<tb> Taux <SEP> de <SEP> circulation <SEP> du <SEP> coke
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Du <SEP> brûleur <SEP> à <SEP> haute <SEP> température
<tb> 
<tb> au <SEP> réacteur <SEP> à <SEP> conduite <SEP> de <SEP> transfert <SEP> 2,5 <SEP> tonnes/minute
<tb> 
<tb> 
<tb> Du <SEP> brûleur <SEP> à <SEP> basse <SEP> température
<tb> 
<tb> au <SEP> brûleur <SEP> à <SEP> haute, <SEP> température <SEP> 2,5 <SEP> tonnes/minute
<tb> 
<tb> 
<tb> Du <SEP> brûleur <SEP> à <SEP> basse,température
<tb> 
<tb> à <SEP> l'appareil <SEP> de <SEP> cokéfaction <SEP> de
<tb> 
<tb> carburants <SEP> .

   <SEP> 27,5 <SEP> tonnes/minute
<tb> 
<tb> 
<tb> De <SEP> l'appareil <SEP> de <SEP> cokéfaction-dé <SEP> 
<tb> 
<tb> carburants <SEP> au <SEP> brûleur <SEP> à <SEP> basse
<tb> 
<tb> température <SEP> 30,6 <SEP> tonnes/minute
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Charge <SEP> d'alimentation <SEP> - <SEP> Résidu, <SEP> obtenu' <SEP> sous <SEP> le <SEP> vide, <SEP> du <SEP> Texas
<tb> 
<tb> de <SEP> l'Est.
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 



  Gravité <SEP> de <SEP> 4  <SEP> API
<tb> 
<tb> 24% <SEP> en <SEP> poids-de <SEP> carbone <SEP> Conradson
<tb> 
<tb> Point <SEP> d'ébullition.de <SEP> 850 F <SEP> et <SEP> plus
<tb> 
<tb> 0,1% <SEP> en <SEP> poids <SEP> de <SEP> cendres <SEP> - <SEP> 
<tb> 
 
 EMI20.8 
 Rapport atomique H/G de 1,51 
 EMI20.9 
 
<tb> Les <SEP> gaz <SEP> hydrocarbonés <SEP> légers <SEP> introduits <SEP> dans <SEP> le <SEP> réacteur <SEP> à <SEP> conduite <SEP> de <SEP> transfert <SEP> comprennent <SEP> :

   <SEP> 
<tb> 
<tb> 2,0% <SEP> en <SEP> vol. <SEP> de <SEP> CH3
<tb> 
 
 EMI20.10 
 56,5% n n CZH6 7,5 n n ç 2 x 4 3Gj¯li n n C3 h' 8 
 EMI20.11 
 
<tb> 3,9% <SEP> " <SEP> " <SEP> C3H6
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 21> 

 
 EMI21.1 
 
<tb> Produits. <SEP> % <SEP> basés <SEP> sur <SEP> l'alimentation
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Hydrogèhe <SEP> 0,3% <SEP> en <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Méthane <SEP> 2,3% <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Ethane <SEP> 0,1% <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> %iL
<tb> 
<tb> Ethylène <SEP> 3,4% <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Propane <SEP> 0,1% <SEP> " <SEP> "
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Propylène <SEP> 3,1% <SEP> " <SEP> "
<tb> 
 
 EMI21.2 
 Naphte,C4-430or , 23,5% If vol . 
 EMI21.3 
 
<tb> Huile <SEP> de <SEP> chauffage, <SEP> 430  <SEP> à <SEP> vol.
<tb> 
 
 EMI21.4 
 



  , i 5 G 10,b fi Gasoil, 650  à 1015 F 40,b " vol. 
 EMI21.5 
 
<tb> Fabrication <SEP> totale <SEP> de <SEP> coke <SEP> 27,0% <SEP> " <SEP> poids
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Coke <SEP> produit <SEP> @ <SEP> 21,0% <SEP> " <SEP> "
<tb> 
 Toute la matière, de 1015 F et plus, provenant de l'appareil de cokéfaction de carburants est recy'clée à l'appareil de cokéfac- tion jusqu'à extinction. 



   Un autre mode'de mise, en oeuvre de l'invention consiste à faire circuler les gaz depuis la zone de cracking à tempéra- 
 EMI21.6 
 ture élevée jusqutà,la phase diluée située pu-dessus du lit fluidifié de l'appareil de cokéfaction'de carburants ou jusqu'à la conduite de sortie partant de l'appareil de cokéfaction de      carburants. De la sorte, l'effluent à température élevée sera refroidi, par exemple, jusqu'à une¯ température inférieure à      1200 F, et l'effluent de l'appareil de cokéfaction de carburants seraréchauffé.

   Comme les vapeurs sortant du lit fluidifié de l'appareil de cokéfaction de carburants sont à ou près de leur point de rosée ou de condensation, des réactions de polymérisa- tion, de condensation, etc, menant à une cokéfaction et à un encrassement de l'installation, peuvent se produire dans la phase de vapeur issue de l'a pareil de cokéfaction de carburants à moins que des dispositions ne soient prises pour éviter cet produites inconvénient. En chauffant les vapeurs/de l'appareil de cokéfac- 

 <Desc/Clms Page number 22> 

 tion de carburants avec l'effluent à haute température venant de l'appareil de produits chimiques, les courants combinés ont une température supérieure-à la température de condensation des gaz,   et'on   évite pratiquenent la cokéfaction et l'encrassement de l'installation.

   L'effluent du réacteur à conduite de trans- fert peut ou non subir une séparation des solides avant qu'il ne soit combiné avec les vapeurs produites dans l'appareil de co. kéfaction de carburants. 



   TABLEAU II 
 EMI22.1 
 
<tb> Conditions <SEP> opératoires
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Solides <SEP> de <SEP> contact¯ <SEP> Coke <SEP> de <SEP> pétrole
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Dimensions <SEP> des <SEP> particules <SEP> ' <SEP> 40 <SEP> à <SEP> 1000 <SEP> micrr
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Dimensiorsmoyennes <SEP> de <SEP> particules <SEP> 250 <SEP> microns
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Contenu <SEP> total <SEP> de <SEP> coke <SEP> 200 <SEP> tonnes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Brûleur <SEP> à <SEP> conduite <SEP> de <SEP> transfert <SEP> .
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 



  Pression <SEP> effective <SEP> ' <SEP> 3 <SEP> livres <SEP> par <SEP> pouce <SEP> cane <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Température <SEP> moyenne'' <SEP> 1400 F
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Passage,de <SEP> coke:.; <SEP> tonnes <SEP> par
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> heure <SEP> par <SEP> pied <SEP> carré' <SEP> 20 <SEP> tonnés <SEP> . <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 



  Taux <SEP> d'injection,d'air <SEP> 2 <SEP> livres/livre <SEP> de <SEP> coke
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> , <SEP> , <SEP> circulant
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Appareil <SEP> de <SEP> cokéfaction <SEP> de <SEP> carburants
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> à <SEP> lit <SEP> fluidifié <SEP> @
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Pression <SEP> effective,au <SEP> sommet <SEP> @ <SEP> 7 <SEP> livres <SEP> par <SEP> pouce
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> carré
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Température. <SEP> .

   <SEP> 950 F <SEP> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Conversion <SEP> de <SEP> C <SEP> par <SEP> passage <SEP> 7%
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Contenu <SEP> coke3 <SEP> (densité <SEP> de <SEP> lit
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Contenu <SEP> de <SEP> coke'(densité <SEP> de <SEP> lit
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> de <SEP> 45 <SEP> livres/pied <SEP> cube)

   <SEP> 200 <SEP> tonnes
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Taux <SEP> d'injection <SEP> d'huile <SEP> 5000 <SEP> livres/minute
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Volume <SEP> de <SEP> gaz <SEP> fourni <SEP> à <SEP> partir
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> de <SEP> l'appareil <SEP> de <SEP> cokéfaction <SEP> de
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> produits <SEP> chimiques <SEP> ' <SEP> ' <SEP> 8200 <SEP> pieds <SEP> cubes <SEP> par
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> minute <SEP> à <SEP> 950 F
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Appareil <SEP> de <SEP> cokéfaction <SEP> de <SEP> produits
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> chimiaues <SEP> à <SEP> conduite <SEP> de <SEP> transfert
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Pression <SEP> effective <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie <SEP> 21 <SEP> livres <SEP> par <SEP> pouce
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> carré
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Température <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie <SEP> 1300 F
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Densité 

  <SEP> de <SEP> la <SEP> suspension
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> coke-gaz, <SEP> à <SEP> la <SEP> sortie <SEP> 1,5 <SEP> livre/pied <SEP> cube
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Taux <SEP> d'injection <SEP> de <SEP> produits <SEP> de
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> queue <SEP> lourds <SEP> 1050 <SEP> livres/minute
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Durée <SEP> moyenne <SEP> de <SEP> séjour <SEP> de <SEP> vapeur <SEP> 0,5 <SEP> seconde
<tb> 
 

 <Desc/Clms Page number 23> 

 
 EMI23.1 
 
<tb> Taux <SEP> de <SEP> circulation <SEP> du <SEP> coke
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<tb> faction <SEP> des <SEP> produits <SEP> chimiques <SEP> 6,

  5 <SEP> tonnes/minute
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<tb> Du <SEP> brûleur <SEP> à <SEP> l'appareil <SEP> de <SEP> coke-
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<tb> faction <SEP> de <SEP> carburants <SEP> 9,5 <SEP> tonnes/minute
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<tb> Charge <SEP> d'alimentation <SEP> - <SEP> Résidu, <SEP> obtenu <SEP> sous <SEP> le <SEP> vide,

   <SEP> du <SEP> Texas
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<tb> Hydrocarbures <SEP> C4 <SEP> 6,5% <SEP> " <SEP> vol.
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  Naphte <SEP> C5-430 F <SEP> 20,0% <SEP> " <SEP> vol.
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  Huile <SEP> de <SEP> chauffage, <SEP> 4300 <SEP> à <SEP> 650 F <SEP> 9,5% <SEP> " <SEP> vol.
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  Gasoil, <SEP> 650  <SEP> à <SEP> 1015 F <SEP> 34,4% <SEP> " <SEP> vol.
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  Fabrication <SEP> totale <SEP> de <SEP> coke <SEP> 27,0% <SEP> " <SEP> poids
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<tb> Coke <SEP> produit <SEP> 21,0% <SEP> " <SEP> "
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   Note :   Toute la matière, de   1015 F   et plus, venant de   1 r effluent   de l'appareil de cokéfaction de carburants passe à l'appreil de cokéfaction de produits chimiques. 



   Il est à noter que, dans cette forme duplication de la présente invention, l'appareil de cokéfaction de produits chimiques traite les produits de queue réfractaires lourds res- tant de la séparation de l'effluent de l'appareil de coféfac- tion de carburants. Cela élimine le recyclage des produits de 

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 queue lourds à l'appareil de cokéfaction de carburants et per- met des débits de passage plus élevés dans l'appareil de coké- faction de carburants. Comme résultat, les gasoils obtenus de la cokéfaction sont   d'une   qualité de cracking catalytique su-   périèur,   comparativement avec des opérations'dans lesquelles un recyclage jusqu'à extinction est mis en oeuvre.

   De même, l'injection de l'effluent de l'appareil de cokéfaction de pro- duits chimiques dans l'appareil de cokéfaction de carburants a pour résultat un refroidissement rapide des gaz provenant de   'l'opération de   cokéfaction de produits chimiques, de sorte'que la polymérisation et autres réactions de dégradation de l'olé- fine et des dioléfine's produites dans le procédé de cokéfaction de produits chimiques sont arrêtées de façon efficace. En   @@me   temps, ces gaz servent à fournir   de,la   chaleur au récipient de cokéfaction de carburants et à   remplacer     le,,gaz   de fluidifica-      tion qui est ordinairement nécessaire dans l'opération de coké- faction de carburants.

   Comme l'effluent total du réacteur de cokéfaction de produits chimiques est déchargé dans le réacteur de cokéfaction de carburants, on élimine la nécessité de prévoir    un cyclone ou autre installation!de récupération de solides. Ce   mode particulier d'opération présente l'avantage que tous les      gaz, venant à la fois de l'opération à carburants et de   ltopé-   ration à   produits chimiques,   sont utilises pour fournir des diènes et des oléfines en vue de la récupération de produits chimiques.

   Le naphte non saturé et les distillats à point d'é- . bullition supérieur, produits dans l'opération de cokéfaction de produtsi chimiques seront évidemment mélangés avec le'naphte      et les distillais à point d'ébullition supérieur produit dans l'appareil de cokéfaction de carburants, L'appareil de cokéfar- tion de carburants contribuera cependant à la formation d'une certaine quantité de.matières formatrices de résines, et   d'aro-   matiques, qui peuvent être récupérés en même temps que ceux 

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 produits par l'opération à produits chimiques. Le naphte récu- péré peut être traité, par exemple, par un traitement à l'argil pour obtenir un bon carburant stable de moteur et des polymères de valeur. 



   Lorsque l'effluent de l'appareil de cokéfaction de pro- duits chimiques est injecté dans le réacteur de cokéfaction de carburants, il est possible de   nener   à la fois la cokéfaction   de   produits chimiques et la cokéfaction de carburants dans des zone séparées d'un seul récipient. Par exemple, la partie'inférieure 'd'un récipient de cokéfaction de carburants à lit fluidifié peut être allongée pour contenir une zone de cokéfaction de pro- duits chimiques à courte durée de contact et à vitesse élevée. 



  D'autres variantes apparaîtront'aux techniciens en 'ce   d,,   ..ne. re 
Dans; la variante présentée à la;figure 4, L'huile lour- ' de à améliorer, qui peut être préchauffée de façon'convenable, est introduite dans le procédé par la   conduite   1 et'entre dans , Il? 
 EMI25.1 
 l'appareil de cokéfaction, 1:1', ca:rb.u.rat$,:

   10 par. un' système duin- . r, l' , 1 jection â plusieurs conduites 2. ,:L":a'ppél:p'3i'l -de cokéfaction de i j 1 ' 1 1 1 F carburants contient un lit'fluidifié d.e.solides 'pratiquement      inertes catalytiquement, de'préférence des particules de coke produites par le procédé, ,ayant une dimension de particules de l'ordre de 0 à 1000 microns et une température de cokéfaction de l'ordre de   900 mà   1100 F, la fluidité du lit étant obtenue par injection d'un gaz fluidifiant, par exemple, de la vapeur, dans , le récipient par la conduite 3 en des quantités suffisantes pour assurer des vitesses de gaz fluidifiant de   1',ordre,de   0,1 à 5 pieds/seconde. 



   Lorsqu'elle entre en contactavec les solides chauds, l'huile lourde est partiellement vaporisée et partiellement étant cokéfiée, les vapeurs/enlevées au   so@met   par la conduite   4   après enlèvement des solides entraînés. Des solides relativement froids avec des dépôts frais de coke sont enlevés de l'appareil 

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 de cokéfaction de carburants par une conduite 5 après séparation des hydrocarbures occlus, dans la zone de   séparàtion   ou épu- ration 10a et sont mis en circulation vers une zone de chauffage; par exemple, un brûleur à lit fluidifié, dans laquelle les so- lides sont réchauffés par une combustion partielle.

   Les solides réchauffés sont rénvoyés à l'appareil de cokéfaction de carbu- rants par la conduite 6 à une température de 100  à 300 F supé- rieure à la température de cokéfaction. Les rapports de circula- tion solides/huile sont maintenus dans la gamme de 5/1 à 30/1   poids/poids.   



   Un réacteur à lit fluidifié est préféré pour la mise      en oeuvre de cette réaction de cokéfaction de carburant, ce une période de temps relativement longue doit être   prévu...   pour la réaction   de cokéfaction..Des   durées moyennes de séjour des solides de 4 à 30 minutes; sont prévues pour cet appareil de coké- faction de carburants. 



   L'effluent vaporeux de   -l'appareil   de cokéfaction de carburants dans la conduite 4   est envoyé   à une zone de sépara- tion, par exemple,   .un   appareil de -fractionnement et de lavage   ' 30, dans laquelle au moins une fraction-de distillat léger est   récupérée.et enlevée comme produit par la conduite 7, et une   fraction 'de gasoil bouillant   au-dessus d'environ 700 F est sépa- rée et enlevée par la conduite 8. Les produits de queue lourds à point d'ébullition élevé .au-dessus d'environ 1000  à 1150 F, qui ont à peu près les mêmes caractéristiques de cokéfaction et de vaporisation que l'alimentation fraîche, sont recyclés à   l'appareil   de cokéfaction de carburants par la conduite 9 prati- quement jusqu'à extinction. 



   Le point d'ébullition initial de la fraction de gasoil dans la conduite 8 est réglé de manière que cette fraction con- tienne la totalité ou pratiquement la totalité des composés dé- savantageuse, tels que l'azote, qui affecteraient de façon désa- 

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 vantageuse la qualité des produits enlevés par la conduite 7. 



   On a suggéré précédèrent de recycler ce gasoil qui n'est pas susceptible de subir un cracking catalytique, à l'appareil de cokéfaction de carburants afin de le réduire   complètement   en distillats plus légers. Comme une conversion de cette   têtière   doit s'effectuer dans la phase de vapeur à cause de sa basse gamme d'ébullition, une telle opération de recyclage n'est pas intéressante. Comme la température de cokéfaction dans l'appa- rcil de cokéfaction de carburants est relativement basse, des conversions élevées du gasoil qui est réfractaire font diffici- a les à obtenir. Cela/pour résultat alors des taux de recyclage excessifs.

   Cette difficulté ne peut pas économiquement   êt@@   sur- montée en augmentant la température de cokéfaction dans l'appa-      reil de cokéfaction de carburants car cela donnerait une dégra- dation thermique et une perte exoessiges des produits de dis-      tillation légers. 



   Suivant la présente forme d'application de l'invention, ce gasoil est -converti en matières brutes chimiques intéres- santes, en l'injectant dans un appareil de cokéfaction de pro- duits chimiques 20 à conduite de transfert. Ainsi l'opération de recyclage onéreuse précédente pour réduire ce gasoil est évitée . 



   Le point d'ébullition initial de la fraction de gasoil peut également être réglé, si on le désire, pour équilibrer la quantité de l'alimentation fraîche convertie en carburants de distillation et en produits chimiques. Dans des opérations nor-   males,   on préfère maintenir les"conversions   430 F"   dans l'appareil de cokéfaction de carburants, dans la gamme de 30 à 60% en volu- mes, et maintenir les "conversions C3" dans l'appareil de coké- faction de produits chimiques, dans la   Car,une   de 50 à 80% en poins, 

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 (la "conversion   430 F"   est définie par :

  100% en volumes d'ali- mentation fraîche à l'appareil de cokéfaction de carburants moins le pourcentage en volume des produits provenant de l'appa- reil de cokéfaction de carburants, bouillant au-dessus de   430 F,     à l'exclusion du coke ; la"conversion C3"est définie par 100%   en volumes d'alimentation de gasoil à l'appreil de cokéfaction de produits chimiques moins   le 5;   en volumes des produits ayant plus de 3 atomes de carbone, à l'exclusion du coke). De cette manière, environ 40 à 60% en volumes de l'alimentation'fraîche serait améliorés en distillats légers, et le restant, à l'exclu- sion du coke, sera converti en matières brutes chimiques, com- prenant des matières non saturées légères, telles qu'éthylène, propylène, butènes et butadiènes, et goudrons aromatiques. 



   La fraction de gasoil dans la conduite 8 introduite dans l'appareil de cokéfaction de produits chimiques 20 à con- duite de transfert est mélangée avec des solides fraîchement chauffés, de préférence des particules de coke produites par le procédé, ayant une dimension de l'ordre de 0 à 1000 microns. 



  Les solides sont à des températures de l'ordre de 1300  à   100    F, et sont mélangés avec le gasoil en des quantités de l'ordre de 2 à 20 livres par livre de gasoil, ce qui est suffisant pour obtenir une température de réaction de l'ordre de 1200  à 1600 F. 



   Le réacteur à conduite de transfert consiste en un conduit allongé disposé verticalement assez étroit, convenable- ment garni de matière réfractaire, et il se termine dans un      séparateur/cyclone 11. La longueur du réacteur est telle qu'on arrive à des durées de réaction, avant refroidissement, de l'or- dre de 0,1 à 3 secondes. Un gaz de transfert, par exemple, de la vapeur, des gaz hydrocarbonés légers, de l'azote ou des gaz de combustion, est admis à la base du réacteur par la conduite 12 en des quantités suffisantes pour arriver à des vitesses de 

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 solides, dans le réacteur à conduite de transfert, supérieures à 
10 pieds par seconde, par exemple, 60 pieds par seconde. La densité de la suspension dans le réacteur à conduite de transfer sera de l'ordre de 1 à 20 livres par pied cube.

   Le coke réchauf- fé est introduit dans le réacteur 20 par la conduite 16. 



   Les solides entraînés sont séparés des produits de con- version dans le séparateur 11 et sont transférés. par la con- duite 13 vers, une zone de chauffage pour' y être réchauffés. Les 'produits de conversion enlevés du cyclone par la conduite 14 peuvent rencontrer un moyen de refroidissement fourni par la conduite 15,pour être ramenés à une température inférieure à environ   900 F,   grâce à quoi on arrête une réaction   therm@@@e   ultérieure. Le moyen de refroidissement peut consister en un au liquide, par exemple, de   l'eau,ides-huiles   froides, des solides froids, par exemple, des particules de,coke   froids,   ou des gaz, par exemple, des hydrocarbures légers froids, ou de la vapeur. 



  Les produits de conversion sont ensuite soumis à un traitement      ùltérieur (non illustré) pour récupérer les produits chimiques désirés. Ce traitement ultérieur peut consister, à titre   d'exem-   ple, en un fractionnement, une sorption, une cristallisation, une extraction, une distillation extractive ou azéotropique, et une polymérisation, La matière à point d'ébullition supérieur,      récupérée de l'appareil de cokéfaction de produits chimiques peut être recyclée à l'appareil de cokéfaction de carburants et/ ou à l'appareil de cokéfaction de produits chimiques, suivant la gamme d'ébllitions de la;'matière, ou bien elle peut être vendue directement comme gouron   de/qualité   particulière. 



   La chaleur nécessaire au procédé peut être engendrée en brûlant une partie de coke produit par les réactions de crac- king. Dans les cas où la valeur du coke est supérieure à celle d'autres carburants liquides ou gazeux extérieurs, ces derniers      peuvent être brûlés pour fournir une partie ou la totalité de la 

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 chaleur requise, aux particules de coke en circulation. Les so- lides de contact utilisés dans les appareils de cokéfaction de 'carburants et de produits chimiques peuvent traverser des cir- cuits distincts, ou bien on peut utiliser une   zona   de   chauffage   commune. On peut utiliser des brûleurs à lit fluidifié, tombant ou mobile, ou des brûleurs à conduite de transfert, pour réali- ser le chauffage des solides.

   De même, on peut utiliser d'autres moyens d'échange de chaleur direct ou indirect, tels que des systèmes dans lesquels des particules inertes lourdes porteuses ce chaleur, par exemple, de la "grenaille", sont mélangées avec les solides de contact. 



  EXEMPLE 
Une alimentation d'huile lourde peut consister en un résidu de Californie ayant les caractéristiques suivantes à l'examen : gravité de 4,3  API, point d'ébullition initial de 908 F,   24,2%   en, poids de carbone Conradson, 1,3% en poids de soufre, 0,08% en poids de cendres à 1742 F, 1,2% en poids d'azote et une viscosité à   275 F   de 317 SSU. L'alimentation préchauffée jusqu'à une température de 500 F est injectée-dans l'appareil de cokéfaction de carburant maintenu à une pression effective de 6 livres par pouce carré, et ayant un lit   fluidifié.de   particu- les de coke d'une gamme de dimensions de 50 à 1000   micoons   (dimension moyenne de 250 microns), et ce à une température de 950 F.

   Une densité de lit de 38 livres par pied.. cube est   maintenue   à une vitesse de gaz fluidifiant superficielle moyenne d'environ 1,5 pied/seconde (ce qui exige un taux de vapeur fluidifiante de 12% en poids par rapport à l'alimentation fraîche). Des particules de coke réchauffées sont fournies à ,t'appareil de cokéfaction de carburantsà une température de 1125 F et à un taux de circulation de 10 livres/livre d'alimen- tation fraîche. Sous ces conditions, oh obtient une conversion 430 F de 48,5% en volumes.

   L'effluent de l'appareil de cokéfac- 

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 tion de carburants est séparé pour obtenir un gasoil bouillant dans la   gamme   de 700  à   1000 F   s'élevant à 25% en volumes par rapport à l'alimentation fraîche, et des produits de queue bouillant au-dessus de   1000 F,   s'élevant à 15% en volumes par rapport à l'alimentation fraîche. Les produits de queue lourds sont recyclés jusqu'à extruction à l'appareil de cokéfaction      de carburants. 



   Le gasoil de la gamme 700 -1000 F est mélangé avec 6 livres de particules de coke par livre de gasoil à une tempéra- ture initiale de 1600 F, 60% en poids de vapeur par rapport l'alimentation de gasoil, à une température de 1000 F, sont mé- langés avec cette suspension, et le mélange résultant   passé   à travers la réacteur à conduite   de.transfert   à une vitesse   de .        



  30   pieds/seconde,   une densité de 3 livres/pied cube, une tempé- , rature moyenne de   1300 F,   d'une pression de sortie de 6 livres par pouce   carré..   La durée de réaction, avant refroidissement, est maintenue à 1 seconde, ce qui est suffisant pour assurer une conversion C3 de gasoil de 40% en   poids,'.   



   Environ   26,6%   en poids de l'alimentation d'huile lourde fraîche seront convertis en coke dans l'appareil de cokéfaction de carburants, et une quantité de gasoil, inférieure à 1% en pois      sera convertie en coke dans l'appareil de cokéfaction de pro- duits   chimiques.   En tout, environ 27% en poids de l'alimentation fraîche au procédé seront dégradés en coke, dont 10% en poids par rapport à l'alimentation seront brélés pour fournir de la chaleur au procédé, et dont le restant est enlevé comme produit. 



   Sous ces conditions, les rendements de produits sui- vants sont obtenus en partant du résidu de Californie, rende- mentspar rapport à l'alimentation fraîche. 

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 Hydrogène 0,2% en poids Méthane 5,3% " " Ethane 3% " " Ethylène 4,1% " Propane 2,0% " "   Propylène   4,7% " " 
 EMI32.1 
 Goudron aromatique 4750-6500F 11-jj 'r vol. 



  I;-n.ûe G5 à430 F .5; " vol. Gaz tr3U -700 F 2o,5 vol. 

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   The present invention relates to the technique of converting hydrocarbons, especially heavy petroleum oil fractions, containing refractory constituents and constituents contaminating the catalyst. It relates to a process for the production of normally liquid hydrocarbon distillates suitable for use as fuels or as catalytic cracking feedstocks, and for the production.

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 of hydrocarbons suitable for use as chemicals or as chemical intermediates.

   The present invention relates to a combined process of pyrolytic conversion, by contacting with finely divided heat-bearing contact solids of normally gaseous hydrocarbons containing up to 6, preferably 2 or 3, carbon atoms, normally liquid hydrocarbons, such as coal tars, shale oils, asphalts, cycle fillers, extracts, whole crude petroleum, distillates and waste fractions derived therefrom, or mixtures of these materials.

   A feature of the present invention is that the hydrocarbons are converted in a combined system comprising two separate processing zones and using a single mass of contact solids, particulate, heat transfer solids, such as spent catalyst, salt. - wheat, refractory pearls, etc., circulating between the two zones and acting as a contact material in said zones.



  The contact solid used is preferably coke produced in the process. The allusions made here to the use of coke as heat-carrying particles are, however, only ex. employer and non-limiting.



   In the coking of petroleum hydrocarbons by contact with practically inert catalytically inert heat-carrying solids, two distinct processes are envisaged: namely, a coking mainly for the production of liquid fuel products or intermediates (coking of fuels' and, secondly, carrying out the coking operation at a higher temperature for the production of raw chemical materials or intermediates, such as ethylene, butadiene, aromatics, etc. (coking of chemicals - ques) .These two types of coking operations are general

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 ment: easy to use under very different conditions.



   The feed to a fuel coking operation is usually a heavy, low value, high boiling point petroleum residue containing ash-forming constituents, a high Conradson carbon content, soils. catalyst, etc., which render other improvement methods irrelevant. The operation is generally carried out at temperatures of the order of 850 to 12000F. Since a relatively long period of time must be allowed for the cracking operation, the fuel coking operation requires a fairly large content of coke in order to avoid agglomeration of the particles and portion of the feed rate. oil, in order / to procura. sufficient amount of heat.

   A fluidized bed solids coking system is especially preferred because of this long period of time required. In contrast, the so-called chemical coking or thermal cracking operation to produce unsaturated hydrocarbons. of low molecular weight, is generally used at a higher temperature range, usually above 1200 F, in order to obtain high yields of the desired products. It has been accustomed to operate with very short steam residence times, for example, 1 second or less. The problem of particle agglomeration is virtually non-existent due to the high operating temperature. - tion.

   The feed to the chemical coking operation can be any petroleum fraction, including normally gaseous materials, light and middle distillates, and waste fractions. However, the disposability and low value of the residual fractions make these latter the preferred feedstock.



   The two types of operations can also be distinguished by their distribution or distribution of products.

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   The manufacture of gases, for example, C3 and lighter products, in the fuel coking operation, carried out in a fluidized-bed reactor, will generally be less than about 10% by weight. in relation to food.



  The production of gas in the chemical coking operation is commonly 25% by weight or more considering an absence of coke.



   The present invention therefore comprises the combination of a process for the coking of fuels, in which oils are pyrolytically converted to produce higher boiling point naphtha and distillates suitable as motor fuels. , fuels. gold furnace for further processing, such as catalytic cracking, with a chemical coking process, in which oils, such as waste oils, or light hydrocarbon gases, are converted into materials, such as diolefins, olefins or aromatic hydrocarbons, useful as chemicals or chemical intermediates.

   Thanks to this combination, the invention makes it possible to obtain, in economically balanced proportions, high yields of advantageous chemical compounds, and of light and middle distillates, from a petroleum oil, while at the same time. producing petroleum coke particles as a final degradation product. As will be seen, the process of the present invention is characterized by its flexibility and by its ability to meet the needs of particular applications.



   Although the process of the present invention can most advantageously be carried out in a three-vessel system, for example, a fuel coking zone, a chemical coking zone, and a heating zone. contact solids, other variations or combinations of the number of containers

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 reaction used will be obvious to technicians in this field. Thus, a reduction in the number of containers can be expected by carrying out two of the operations in one container. Further, in some applications, the present process can be suitably combined with other refining processes, such as catalytic cracking to increase its advantages.



   The present invention thus comprises a combined process using the fluidized solids technique, in which selected petroleum oil fractions are converted at elevated temperatures by contact with a single, continuously circulating stream of contact solids maintained at. different optimum reaction tperatures in successive reaction zones, whereby optimum product yields and distribution or distribution of products are ensured.



  According to further features of the invention, particular successions of treatment are provided, whereby unnecessary and undesirable secondary thermal polymerization and degradation of the primary reaction products is minimized or eliminated, and whereby unnecessary makes judicious use of the heat supplied / generated in the process.



   In a preferred form of application of the invention, a single mass of heat-carrying petroleum coke particles is circulated through the combined process, providing heat to the series of thermal cracking reactions. Coke removed from reaction zones, carbonaceous residue produced, and in some cases unconverted liquid hydrocarbons. The heat-carrying coke is first heated in a heating zone, preferably a combustion zone, where a portion of the coke is burnt to a temperature

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 of the order of 900 to 2000 F, and at least a portion of the coke is heated to a temperature above the highest reaction temperature.

   This high temperature coke is then circulated to a thermal or chemical coking zone, preferably a transfer line reaction zone. There, this coke contacts the material to convert, such as light hydrocarbon gases or heavy tailings from the effluent of the fuel coker, or other heavy oils, such as cycle charges. The hot solids maintain the zone at a temperature of the order of 1200 and 1800 F, whereby chemicals, such as dienes or olefins are reduced from these tailings. . Diluents, such as steam, can be used as desired.

   If desired, the coke with another portion of coke coming from the heating zone, is then circulated from the high temperature chemical coking zone to a fuel coking zone, the latter is, preferably, a fluidized solids coking zone, although this may be a transfer duct zone. An oil, preferably a heavy petroleum waste oil, is injected into the fuel coking zone and undergoes pyrolysis in contact with the hot fluidized coke particles at a temperature of the order of 850 to 1200 F. This produces Relatively lighter hydrocarbons, such as naphtha and gas oils, and a small amount of gas.

   A certain quantity of coke is rolled in and is deposited on the coke particles of the fluidized bed. Coke or part of that. these are then returned to the heating zone for reheating. A portion of the net coke produced is removed from the process.



   According to a preferred form of application of the invention, the effluent from the chemical coking zone is

 <Desc / Clms Page number 7>

 introduced into the fuel coking zone, whereby the effluent is rapidly cooled to prevent undue thermal degradation of the products at high temperature, and to achieve certain heat savings. According to another variation, particles of coke are used to extract heat from the combustion gases leaving the combustion zone, whereby the process is made more economical.



  In yet another variation, relatively cold solids removed from the fuel coker vessel are used to cool the effluent from the chemical coker. This allows the use of separate recovery systems, products for each coking area.



   Various methods and forms of apparatus for practicing the present invention are illustrated in Figures 1 to 4 of the accompanying drawings.



   Figure 1 shows a three-vessel system, in which two different charges, for example, a heavy petroleum oil, such as a vacuum residue, and a light hydrocarbon gas, such as propane and / or ethane, are treated, and in which the effluent from the thermal cracking zone at high temperature is fed to the base of a fuel coking zone at a lower temperature.



   Figure 2 shows a modified embodiment of the system of Figure 1, comprising a transfer coil burner instead of a fluidized bed combustion zone, a thermal cracking or carbonating zone of chi products. - transfer line mics, and a fluidized bed fuel coking zone.



     Figure 3 shows a variant in which the vapors leaving the two reaction zones are not mixed.



   FIG. 4 shows an alternative embodiment allowing the treatment of heavy oils, especially oils with

 <Desc / Clms Page number 8>

 high nitrogen content, variant in which the heavy oil is first converted in a coking zone for fluidized solid fuels, the output vapors of which are separated into gas oil and light distillate fractions, the gas oil being then converted in a transfer line chemical cracking zone to yield light unsaturated products suitable for use as chemicals and chemical intermediates, again using a common heating system and a single mass of solids circulation to supply heat to the two conversion zones.



   , The arrangements shown in Figures 1 and 2 are
 EMI8.1
 Etrotemen similar and will be described simultaneously. In itself. r i r ... referring to figures let 2,, we can see that the system ',: e compoil i'. ,.:! 1 1. you only one mass of solids of .. heat transfer contact. circulating, preferably coke / particles, of a
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 , <.. j ... diameter from .9 to 1000 microns, produced .. by the; proedi3. Like some, containers work on a bed; fluidized from .., ...,. coke, it is desirable to maintain, by way of process, coke having a size range of about 40 to.; 500 micyons, although this size range may exceed these limits within. certain cases .



   Heat necessary for the process is generated by burning a portion of the coke produced by the cracking reactions. In some cases where the value of the coke is greater than that of other liquid or gaseous exterior fuels, the latter can be used to be burned to provide some or all of the required heat to the coke particles. In the arrangement of Figure 1, a fluidized bed of firing coke is maintained in the low temperature burner vessel 1 by air supplied through line 3. In the arrangement of Figure 2, the coke is transported. through
 EMI8.3
 the transfer line burner 1 by a cylinder containing c3e free oxygen, for example, air supplied by line 3.

 <Desc / Clms Page number 9>

 



   This air assists in the combustion of the coke particles and heats them up to a temperature of the order of 1200 to 1200 F. Combustion gases escape from the top through the pipe, 5, after removal of the entrained solids, thanks to a Cyclone 4 system, heat exchange means can be used to extract heat from the combustion gases before their evacuation.



  As will be described below, this heat exchange can be achieved by direct contact with a portion of the coke circulating in the system.



   Other means of providing heated solid particles from the coking process can of course be used. Fluidized, falling or moving bed burners can be employed to burn the solids instead of the rewritten transfer line burners. Or, two combustion zones operating at two different temperatures can be used, a high temperature combustion zone to supply heat to the chemical coker, and the coke flow is controlled by result.

   Likewise, other means of direct or indirect heat exchange can be used, such as systems in which heavy inert heat-bearing particles, for example seeds are mixed with the coke products to provide. heat and are then separated before the coke is transferred to the coking zone.



   According to both Figures 1 and 2, the high temperature coking or chemicals / cracking zone is a transfer line reactor 10 operating at a temperature of the order of about 1200 to 1800 F, prefer, 1400 to 1600 F, and at a hydrocarbon partial pressure in the range of 5 to 40 pounds per square inch. The solids, along with the vaporous conversion products, are transferred through reactor 10 at rates greater than about 10.

 <Desc / Clms Page number 10>

 feet per second, for example, 60 feet per second.

   High temperature coke is supplied to the reactor through line 8, coming from high temperature burner 2 into which air is introduced through line 4a, and line 11 introduces material, for example, light gases or gases. heavy tail products to be converted, with steam being introduced through line 10a.



  The time-temperature conditions in the reactor are chosen in the case of a light gas feed, according to Figure 1, to limit the conversion of ethane per pass, to about 50-65, to obtain a high production of gas. ethylene about 40 to 85% based on the cracked ethane and to minimize the formation of methane; and, in the case of a heavy bottoms feed according to Figure 2, to obtain maximum yields of low molecular weight unsaturated hydrocarbons, and aromatics. It is preferred to convert 25 to 50% of the heavy bottoms, considering an absence of coke, to compounds C3 and lighter.

   When light gases are used as the feed to this reactor, the ratio of these gases to hot solids is preferably 0.1 to 5 standard cubic feet per pound of solids.



   It is preferred to lead the effluent comprising entrained solids from the chemical coker 10, directly to the fuel coker 20 (through line 13a in Figure 2), whereby the gases 1 The cracked ers will be cooled by the cooler solids in the fuel coking apparatus to a temperature substantially below their cracking temperature, and whereby the effluent will serve to provide heat and heat. fluidifying gas to the fuel coker, thereby reducing the external fluidizing heat and steam requirements.

   However, as shown in

 <Desc / Clms Page number 11>

 Figure 2, to avoid mixing of the products from the two reactors, gases exiting the chemical coker can be transferred through line 13b to a cyclone system 14, whereby entrained solids are removed, and thence to current separation and final treatment systems through line 15,. In this case, relatively cold solids are removed from the fuel coking apparatus through line 7 and are used to cool. effluent from the chemical coking apparatus. Other means of cooling can obviously be used.

   The separated solids from cyclone 14 pass through lines 18a and 21 to the heater. Or, some of these solids can be transferred through tubes 19a and 6 to the fuel coking vessel, since they are still at a relatively high temperature and will provide. from heat to the coking reaction of fuels. It will be appreciated, however, that by transferring the effluent from the transfer line chemical reactor, directly into the fuel coking reactor, as mounted in Figure 1, the need for a solids separation system, for example. example a cyclone, is eliminated.



   The fluidized bed fuel coking reactor 20 has a fluidized bed of coke particles, in a manner which is well known in the art. The coking temperature in this fuel reactor can vary from about 850 to 1200 F. The lower temperatures, on the order of 850 to 1000 F, are used when heavier distillates are desired which are suitable as the feed to. a catalytic cracking process. Slightly higher temperatures, on the order of 1000 to 1200 F, are used when lighter distillates, eg, naphtha, are desired as the primary product.

 <Desc / Clms Page number 12>

 



  An inert gas, preferably steam, may be supplied through line 16 to the base of the fuel coker to supply a fluidizing gas to this apparatus or to increase the amount of fluidizing gas supplied by the fuel coker. apparatus for coking chemicals. Gas rates are adjusted to maintain fluidization rates in the range of 0.2 to 5 feet per second.



   The petroleum oil to be improved, which can be suitably preheated to reduce the heat load to the system is injected into vessel 20 through line 17. Any source of oil can be used as a feed to the apparatus. 20, including crude oils, but preferably low value oils, such as vacuum residue boiling above about 900 F, or cycle loads. The oil is injected into the vessel, preferably, through suitable dispersion nozzles in a series of ppints lying in horizontal and vertical planes, so as to obtain a uniform dispersion of the oil on the contact solids.

   The oil injection rate can vary from 0.1 to 2 pounds of oil per hour per pound of solids in the container. The conditions are adjusted so as to obtain a conversion of 0 to 25% of] considering the absence of coke. The conversion of C3 is defined as: 100 times the weight percent of the product having 3 or more carbon atoms divided by the weight percent of fresh feed minus the weight percent of coke formed.



   The vapors cracked as they exit the fluidized bed pass through a cyclone system 19, in which the entrained solids are removed and returned to the bed, and then the vapors are removed at the top through line 18.



  These vapors can be separated, at this time, according to the

 <Desc / Clms Page number 13>

 desired, for: obtaining light gases and heavier liquid products. As shown in figure 2, a washing tower
20 is used to separate heavy bottoms from vapors. These tail products are transferred through the pipe
11 to the chemical coker 10. This feature of the present invention eliminates the need to recycle tailings to the fuel coker for high yields.

   The vapor distillate fraction is then subjected to further processing, such as fractionation, desulfurization, reforming, catalytic cracking, etc. to obtain products of the desired quality. Or, some or all of the heavy liquid bottoms can be recycled to the coker for further processing, or they can be recycled to an auxiliary coking zone, where they can be recycled. subjected to somewhat harsh temperature and pressure conditions due to their refractory nature. If a secondary fuel coking zone is used, vapors from this zone may be re-introduced into the coking zone primary fuels.



   Material boiling in the range of about 6500 to 900 F from the fuel coker can be used as the catalytic cracking feedstock. In catalytic cracking, it has been customary to recycle material boiling above the boiling ranges of naphtha and heating oils to achieve increased yields. When gas oil from a fuel coking operation is used as a feedstock to catalytic cracking, the catalytic cycle oil is very refractory, and with recycling such material there are some very clear disadvantages associated with it. , such as excessive coke production on the catalyst.

   This catalytic cycle feed obtained from the catalytic cracking of a coking appliance gasoline constitutes a suitable feedstock for the coking reector of chemicals / chemicals.

 <Desc / Clms Page number 14>

 transfer line. It is evident, therefore, that the present invention can be integrated with other refinery operations.



   In order to provide heat to the fuel coker, coke is circulated from burner 1 in amounts of 2 to 20 pounds per pound of oil injected into the coker. Coke is removed from the base of the fuel coking reactor through a vertical line 22 and circulated to the burner for reheating. To remove unconverted liquid hydrocarbons which may adhere to this coke removed by the catalyzation / vertical, in order to prevent unnecessary combustion of unconverted liquids, in the burner, the back part of the coker. of fuels can be designed to serve as a scrubbing or vapor separation zone.

   Thus, the gas used for fluidization can be used as a separation gas. However, as shown in Figure 2, coke from the fuel coker 20 can be transferred through line 22 to the chemical coker. This alternative operation is advantageous because it eliminates the need to clean or purify the coke leaving the fuel coking apparatus. Any liquids not separated from the coke are simply taken to the chemical coker, and converted.



   There will normally be an excess of coke produced by the cracking reaction, and this excess is removed through line 12 according to Figure 1, or through line 7 according to Figure 2. This coe will be of higher quality compared to the coke produced. in the current fluidized coking process. Normally, cutback coke has a relatively high sulfur content, especially when charging sulphurous oil.

 <Desc / Clms Page number 15>

 



   In the present invention, since the coke is repeatedly contacted with light gases at an elevated temperature in the transfer pipe actor, this coke will be substantially desulfurized, and that desulfurization enhances the value of the coke. removed as product.



   The present invention may include other variations, especially in the way of circulating the heat-carrying solids, in order to achieve some heat savings.



  Thus, the effluent from the high temperature chemical cracking operation, with or without entrained solids, can be cooled separately by solids removed from the fuel coker. significantly colder. Or, solids removed, from the coking machine. Lower temperature fuels can be used, in addition to the cooling, described above, or separately, to cool and remove the combustion gases from the burner from the heat. This latter variation is most preferably used when a high temperature transfer line burner is used to supply heat to the process.



   Referring to Figure 3, there is shown a system using essentially the same equipment for carrying out the combined coking, fuel and chemical coking processes of the present invention. The figure is presented to show mainly various circulation arrangements, especially of coke particles, whereby the efficiency and practicability of the process can be improved. As shown, heavy petroleum oil is introduced through line 51 into a fuel coker 50 which contains a fluidized bed of colce particles. The coker operates at a temperature in the range of 850 to 1200 F.

   Cracked vapors

 <Desc / Clms Page number 16>

 thermally are removed at the top through line 52 as product. A transfer line chemical coker 53 is supplied with another portion of the heavy petroleum oil through line 54 and with steam through line 77. Chemical coker 53 is operated. at a temperature above 1200 F, for example 1400 to 1600 F. The thermal cracked products are separated from the contact solids by cyclone 55 and are removed as products by line 56.

   Or, of course, these gases before or after the solids are separated can be injected into the fuel coker, or mixed with the vaporous products from the fuel coker, such as. previously described.



   In this example, a transfer line burner 60 is used to partially burn the circulating coke particles, to provide heat to the process. Coke is introduced into the base of the burner through line 61 and is mixed with air or other free oxygen-containing gas supplied through line 62. The gases and coke then flow from bottom to top through. the burner to cyclone 63 in which the heated coke is removed and the combustion gases discharged through line 64.



   In a particular arrangement, relatively low temperature coke is transferred through a. line 57 from the fuel coking vessel to the outlet of the chemical coking vessel to cool the effluent from this coking vessel.

   The temperature of coke in the fuel coker may be about 950 ° F, and the temperature of the gases leaving the chemical coker may be 1500 ° F. injection of the cooler solids will reduce the temperature of the gases down to about 1000 F. In this arrangement

 <Desc / Clms Page number 17>

 to avoid having to cool the contact solids used in the chemical coker, these solids are removed by a separator 59 from the cracked gases prior to injection of the cooler solids from the coker. of fuels. This separator 59 can be of any common type. conch.

   As shown, a helical vane 65 is provided in the transfer line reactor, whereby the slurry of ascending solids is rotated which, throws a large amount of the entrained solids outward. . Suitable slits or holes are provided in the wall of the reactor to allow solids to fall into a tank 66. '
The solids separated in cyclone 55 are then transferred through line 67 to the outlet of the transfer line burner to cool the flue gases which exit therefrom. The solids from Cyclone 55 will have, for example, a temperature of 1000 F, and the flue gases will have a temperature of about 1000 F.

   The resulting temperature of the cooled flue gases and solids will be approximately 1100 F.



  By this means, heat is recovered from the combustion gases.



  Again, to avoid the need to cool the solids which have been burnt in the burner, these solids are removed by a helical vane separator 69 to go to tank 70, and they will have a temperature of 100 to 700 F on - greater than that of the solids removed from cyclone 63. The solids which have been used to cool the chemicals emanating from the apparatus 53 and the burner flue gases are then transferred from the cyclone 63 through the lines 71 and 72 to the apparatus for coking chemicals to provide heat to the latter.



   The portion of solids in the tank 66

 <Desc / Clms Page number 18>

 is transferred via line 73 to the burner inlet. Since these solids have a fairly high temperature, it means that the burner can operate at a higher temperature and thus more efficiently. A portion of the high temperature solids from tank 70 is transferred through line 72 to the chemical coker 53. Another portion is transferred through line 75 to the fuel coker, if desired. , and a further portion can be recycled to the burner inlet via line 61 to maintain high combustion temperatures.



   It can be seen that the above operating arrangements eliminate the need to remove coke from the fuel reactor, and provide rapid cooling of the products from reactor 53, the advantage of which has been described above. is lying. Likewise, this type of operation allows better fuel efficiency because of the heat recovery from the flue gases and the tributary of the chemical coker, and furthermore allows for better operation. transfer pipe burner due to the high temperature level maintained in the combustion zone. Other variations in the circulation of coke particles will be apparent to technicians in this field.

   For example, cold coke can be transferred from the fuel coker to the burner to cool the burner effluent only. Alternatively, portions of this cold coke can also be transferred to the inlet of the chemical coker and / or to the inlet of the burner. The solids from cyclon = 03, besides being transferred to the inlet of the chemical coker, can be sent to the fuel coker. Likewise, the solids coming from the cyclone 55 can be sent to the coking apparatus because and / or to the inlet of the burner.



   The following tables show examples of the

 <Desc / Clms Page number 19>

 Appropriate operating instructions applicable to the process of the invention, and examples of products obtainable from the indicated feedstock, when the process is carried out according to the conditions shown in the tables . The effluent from the chemical reactor is discharged into the fuel coker.

   Table
I presents the figures for a process implemented in the laughing embodiment of FIG. 1, using gases and products of ethylene and propylene, as feed to the reactor of product: chemicals, these gases and products being obtained by separating the effluent from the fuel coking apparatus by: well-known methods, such as distillation, low temperature absorption, absorption of elfins with sulfuric acid, etc., and Table II gives the figures for a method implemented in the variant embodiment of FIG. 2.



   TABLE 1
 EMI19.1
 
<tb> Operating <SEP> conditions
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Solids <SEP> of <SEP> contact <SEP> Coke <SEP> of <SEP> petroleum
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dimensions <SEP> of <SEP> particles <SEP> 40 <SEP> to <SEP> 1000 <SEP> microns
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Average <SEP> dimensions <SEP> of <SEP> particles <SEP> 250 <SEP> microns
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> quantity <SEP> of <SEP> coke <SEP> 400 <SEP> tonnes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Burner <SEP> at <SEP> low <SEP> temperature
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Effective <SEP> pressure <SEP> at the top <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> reads <SEP> 10 <SEP> pounds <SEP> by <SEP> inch
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> square
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Temperature <SEP> l125 F
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Content <SEP> of <SEP> coke <SEP> (density <SEP> of

  <SEP> reads <SEP> r
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> 45 <SEP> pounds / cubic foot <SEP>) <SEP> 180 <SEP> tons
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Air <SEP> injection <SEP> rate <SEP> 45,000 <SEP> cubic feet <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Burner <SEP> at <SEP> high <SEP> temperature <SEP> standard / minute.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>



  Pressure <SEP> effective <SEP> at <SEP> top <SEP> 15 <SEP> pounds <SEP> by <SEP> inch
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Temperature <SEP> of the <SEP> bed <SEP> 1675 F <SEP> square
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Content <SEP> of <SEP> coke <SEP> (density <SEP> of <SEP> reads
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> 45 <SEP> pounds / cubic foot <SEP>) <SEP> 20 <SEP> tons
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Air <SEP> injection <SEP> rate <SEP> 10. <SEP> 000 <SEP> cubic feet <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> standards <SEP> per <SEP> minute.
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 20>

 
 EMI20.1
 
<tb>



  .Apparatus <SEP> for <SEP> coking <SEP> from
<tb>
 
 EMI20.2
 fluidized bed fuels
 EMI20.3
 
<tb> Effective <SEP> pressure <SEP> at <SEP> top <SEP> 7 <SEP> delivered <SEP> by <SEP> inch
<tb>
<tb>
<tb> of the <SEP> reads <SEP> square
<tb>
<tb>
<tb> Temperature <SEP> 950 F
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Conversion <SEP> of <SEP> C- <SEP> by <SEP> passage <SEP> 7% <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Content <SEP> of <SEP> coke <SEP> (density <SEP> of <SEP> reads
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> 45 <SEP> pounds / cubic foot <SEP>)

   <SEP> 200 <SEP> tonnes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Oil <SEP> injection <SEP> rate <SEP> 5000 <SEP> pounds / minute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Volume <SEP> of <SEP> gas <SEP> supplied <SEP> to <SEP> from
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> reactor <SEP> of <SEP> chemicals <SEP> <SEP> 7.400 <SEP> cubic feet <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> standards / rainute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Reactor <SEP> for <SEP> chemicals <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> to <SEP> conduct <SEP> from <SEP> transfer
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Effective pressure <SEP> of <SEP> outlet <SEP> 21 <SEP> pounds <SEP> by <SEP> inch
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> square
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Temperature <SEP> of <SEP> outlet <SEP> 1500 F
<tb>
 
 EMI20.4
 Coke-gas density 1 pound per cubic foot
 EMI20.5
 
<tb> Injection <SEP> rate <SEP> of

  <SEP> gas
<tb>
<tb> hydrocarbon <SEP> 4200 <SEP> 'feet <SEP> cub
<tb>
 
 EMI20.6
 standards / mir, -, -%
 EMI20.7
 
<tb> Average <SEP> duration <SEP> of <SEP> stay <SEP> of <SEP> vapors <SEP> 0.4 <SEP> seconds
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> rate of <SEP> circulation <SEP> of <SEP> coke
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> From <SEP> burner <SEP> to <SEP> high <SEP> temperature
<tb>
<tb> to <SEP> reactor <SEP> to <SEP> conduct <SEP> of <SEP> transfer <SEP> 2.5 <SEP> tonnes / minute
<tb>
<tb>
<tb> From <SEP> burner <SEP> to <SEP> low <SEP> temperature
<tb>
<tb> at <SEP> burner <SEP> at <SEP> high, <SEP> temperature <SEP> 2.5 <SEP> tonnes / minute
<tb>
<tb>
<tb> From <SEP> burner <SEP> to <SEP> low, temperature
<tb>
<tb> to <SEP> the device <SEP> of <SEP> coking <SEP> of
<tb>
<tb> fuels <SEP>.

   <SEP> 27.5 <SEP> tonnes / minute
<tb>
<tb>
<tb> From <SEP> the device <SEP> from <SEP> coking-de <SEP>
<tb>
<tb> fuels <SEP> at <SEP> burner <SEP> at <SEP> low
<tb>
<tb> temperature <SEP> 30.6 <SEP> tons / minute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Load <SEP> power supply <SEP> - <SEP> Residue, <SEP> obtained '<SEP> under <SEP> the empty <SEP>, <SEP> from the <SEP> Texas
<tb>
<tb> from <SEP> the East.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>



  Severity <SEP> of <SEP> 4 <SEP> API
<tb>
<tb> 24% <SEP> in <SEP> carbon-weight <SEP> <SEP> Conradson
<tb>
<tb> Boiling point <SEP>.de <SEP> 850 F <SEP> and <SEP> plus
<tb>
<tb> 0.1% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> ashes <SEP> - <SEP>
<tb>
 
 EMI20.8
 Atomic H / G ratio of 1.51
 EMI20.9
 
<tb> The <SEP> gas <SEP> light hydrocarbon <SEP> <SEP> introduced <SEP> in <SEP> the <SEP> reactor <SEP> to <SEP> pipe <SEP> of <SEP> transfer <SEP > include <SEP>:

   <SEP>
<tb>
<tb> 2.0% <SEP> in <SEP> vol. <SEP> of <SEP> CH3
<tb>
 
 EMI20.10
 56.5% n n CZH6 7.5 n n ç 2 x 4 3Gj¯li n n C3 h '8
 EMI20.11
 
<tb> 3.9% <SEP> "<SEP>" <SEP> C3H6
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 21>

 
 EMI21.1
 
<tb> Products. <SEP>% <SEP> based <SEP> on <SEP> power
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Hydrogen <SEP> 0.3% <SEP> in <SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Methane <SEP> 2.3% <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Ethane <SEP> 0.1% <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb>
<tb>% iL
<tb>
<tb> Ethylene <SEP> 3.4% <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Propane <SEP> 0.1% <SEP> "<SEP>"
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Propylene <SEP> 3.1% <SEP> "<SEP>"
<tb>
 
 EMI21.2
 Naphtha, C4-430or, 23.5% If vol.
 EMI21.3
 
<tb> Oil <SEP> for <SEP> heating, <SEP> 430 <SEP> to <SEP> vol.
<tb>
 
 EMI21.4
 



  , i 5 G 10, b fi Gasoil, 650 to 1015 F 40, b "vol.
 EMI21.5
 
<tb> Total <SEP> production <SEP> of <SEP> coke <SEP> 27.0% <SEP> "<SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Coke <SEP> produces <SEP> @ <SEP> 21.0% <SEP> "<SEP>"
<tb>
 All material, 1015 F and above, from the fuel coker is recycled to the coker until extinguished.



   Another embodiment of the invention consists in circulating the gases from the cracking zone at temperature.
 EMI21.6
 The temperature is raised to the dilute phase above the fluidized bed of the fuel coker or to the outlet line from the fuel coker. In this way, the high temperature effluent will be cooled, for example, to a temperature below 1200 F, and the effluent from the fuel coker will be heated.

   As the vapors leaving the fluidized bed of the fuel coker are at or near their dew point or condensation, reactions of polymerization, condensation, etc., leading to coking and fouling of the fuel. Installation, may occur in the vapor phase from such a fuel coking process unless steps are taken to avoid this inconvenience. When heating the vapors / from the coking machine

 <Desc / Clms Page number 22>

 tion of fuels with the high temperature effluent coming from the chemical apparatus, the combined streams have a temperature above the condensing temperature of the gases, and coking and fouling of the installation are avoided. .

   The effluent from the transfer line reactor may or may not undergo solids separation before it is combined with the vapors produced in the co apparatus. kefaction of fuels.



   TABLE II
 EMI22.1
 
<tb> Operating <SEP> conditions
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Solids <SEP> of <SEP> contact¯ <SEP> Coke <SEP> of <SEP> petroleum
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Dimensions <SEP> of <SEP> particles <SEP> '<SEP> 40 <SEP> to <SEP> 1000 <SEP> micrr
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Average <SEP> size of <SEP> particles <SEP> 250 <SEP> microns
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> content <SEP> of <SEP> coke <SEP> 200 <SEP> tonnes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Burner <SEP> to <SEP> pipe <SEP> of <SEP> transfer <SEP>.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>



  Effective <SEP> <SEP> '<SEP> 3 <SEP> pounds <SEP> per <SEP> inch <SEP> cane <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Average <SEP> temperature '' <SEP> 1400 F
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Passage, from <SEP> coke:.; <SEP> tonnes <SEP> per
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> hour <SEP> by <SEP> foot <SEP> square '<SEP> 20 <SEP> tons <SEP>. <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>



  Injection rate <SEP>, air <SEP> 2 <SEP> pounds / pound <SEP> of <SEP> coke
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<tb>
<tb>
<tb>, <SEP>, <SEP> circulating
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Apparatus <SEP> for <SEP> coking <SEP> of <SEP> fuels
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> to <SEP> fluidized <SEP> bed <SEP> @
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Effective <SEP> pressure, at <SEP> top <SEP> @ <SEP> 7 <SEP> pounds <SEP> by <SEP> inch
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> square
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Temperature. <SEP>.

   <SEP> 950 F <SEP>
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<tb>
<tb> Conversion <SEP> of <SEP> C <SEP> by <SEP> passage <SEP> 7%
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<tb>
<tb> Content <SEP> coke3 <SEP> (density <SEP> of <SEP> reads
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> Content <SEP> of <SEP> coke '(density <SEP> of <SEP> reads
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> 45 <SEP> pounds / cubic foot <SEP>)

   <SEP> 200 <SEP> tonnes
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Oil <SEP> injection <SEP> rate <SEP> 5000 <SEP> pounds / minute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Volume <SEP> of <SEP> gas <SEP> supplied <SEP> to <SEP> from
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of <SEP> the <SEP> of <SEP> coking <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> chemicals <SEP> '<SEP>' <SEP> 8200 <SEP> cubic feet <SEP> <SEP> per
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> minute <SEP> to <SEP> 950 F
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Apparatus <SEP> for <SEP> coking <SEP> of <SEP> products
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> chemicals <SEP> to <SEP> conduct <SEP> from <SEP> transfer
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pressure <SEP> effective <SEP> at <SEP> the <SEP> outlet <SEP> 21 <SEP> pounds <SEP> by <SEP> inch
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> square
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Temperature <SEP> at <SEP> the <SEP> output <SEP> 1300 F
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Density

  <SEP> from <SEP> the <SEP> suspension
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> coke-gas, <SEP> to <SEP> the <SEP> output <SEP> 1.5 <SEP> pound / foot <SEP> cubic
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Injection rate <SEP> of <SEP> products <SEP> of
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tail <SEP> heavy <SEP> 1050 <SEP> pounds / minute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Average <SEP> duration <SEP> of <SEP> stay <SEP> of <SEP> steam <SEP> 0.5 <SEP> seconds
<tb>
 

 <Desc / Clms Page number 23>

 
 EMI23.1
 
<tb> <SEP> rate of <SEP> circulation <SEP> of <SEP> coke
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> From <SEP> burner <SEP> to <SEP> the device <SEP> of <SEP> coking
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> <SEP> faction of <SEP> chemicals <SEP> <SEP> 6,

  5 <SEP> tons / minute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> From <SEP> burner <SEP> to <SEP> the <SEP> device for <SEP> coke-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> faction <SEP> of <SEP> fuels <SEP> 9.5 <SEP> tons / minute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> From <SEP> the device <SEP> from <SEP> coking <SEP> from
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fuels <SEP> at <SEP> burner <SEP> 18.1 <SEP> tonnes / minute
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Load <SEP> of power supply <SEP> - <SEP> Residual, <SEP> obtained <SEP> under <SEP> the empty <SEP>,

   Texas <SEP> <SEP>
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<tb> from <SEP> the East
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<tb> Severity <SEP> of <SEP> 4 <SEP> API
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<tb> 24% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> carbon <SEP> Conradson
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<tb> Boiling point <SEP> of <SEP> 850 F <SEP> and <SEP> plus
<tb>
<tb>
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<tb> 0.1% <SEP> in <SEP> weight <SEP> of <SEP> ashes
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> Ratio <SEP> atomic <SEP> H / C <SEP> of <SEP> 1.51
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<tb> Products, <SEP>% <SEP> by <SEP> report <SEP> to <SEP> power
<tb>
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<tb> Hydrogen <SEP> 0.12% <SEP> in <SEP> in <SEP> @s
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> Methane <SEP> 2,

  8% <SEP> "<SEP>"
<tb>
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<tb>
<tb>
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<tb> Ethane <SEP> 2.5% <SEP> "<SEP>"
<tb>
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<tb>
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<tb> Ethylene <SEP> 3.5% <SEP> "<SEP>"
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Propane <SEP> 1.7% <SEP> "<SEP>"
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Propylene <SEP> 3.0% <SEP> "<SEP>"
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Hydrocarbons <SEP> C4 <SEP> 6.5% <SEP> "<SEP> vol.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>



  Naphtha <SEP> C5-430 F <SEP> 20.0% <SEP> "<SEP> vol.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>



  Heating oil <SEP> <SEP>, <SEP> 4300 <SEP> to <SEP> 650 F <SEP> 9.5% <SEP> "<SEP> vol.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>



  Gasoil, <SEP> 650 <SEP> to <SEP> 1015 F <SEP> 34.4% <SEP> "<SEP> vol.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>



  Production <SEP> total <SEP> of <SEP> coke <SEP> 27.0% <SEP> "<SEP> weight
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Coke <SEP> produces <SEP> 21.0% <SEP> "<SEP>"
<tb>
   Note: All material, 1015 F and above, coming from 1 r effluent from the fuel coker is passed to the chemical coker.



   It should be noted that in this form of duplication of the present invention, the chemical coker processes the heavy refractory tail products remaining from the separation of the effluent from the fuel coker. . This eliminates the recycling of products from

 <Desc / Clms Page number 24>

 heavy tailings to the fuel coking apparatus and allows higher flow rates through the fuel coking apparatus. As a result, the gas oils obtained from the coking are of a superior catalytic cracking quality, compared with operations in which extinguishing recycling is carried out.

   Likewise, the injection of the effluent from the chemical coker into the fuel coker results in rapid cooling of the gases from the chemical coking operation. so that the polymerization and other degradation reactions of the olefin and diolefins produced in the chemical coking process are effectively stopped. At the same time, these gases serve to supply heat to the fuel coking vessel and to replace the liquefying gas which is ordinarily required in the fuel coking operation.

   Since the total effluent from the chemical coking reactor is discharged into the fuel coking reactor, the need for a cyclone or other solids recovery facility is eliminated. This particular mode of operation has the advantage that all the gases, coming from both the fuel operation and the chemical operation, are used to provide dienes and olefins for product recovery. chemical.

   Unsaturated naphtha and e-point distillates. higher boiling, produced in the coking operation of chemical products will of course be mixed with the naphtha and higher boiling point distillates produced in the fuel coking apparatus. The fuel coking apparatus will however help. to the formation of a certain quantity of resin-forming materials and aromatics, which can be recovered at the same time as those

 <Desc / Clms Page number 25>

 produced by the chemical operation. The recovered naphtha can be treated, for example, by argil treatment to obtain good stable engine fuel and valuable polymers.



   When the effluent from the chemical coker is injected into the fuel coking reactor, it is possible to carry out both the coking of chemicals and the coking of fuels in separate areas of a fuel cell. single container. For example, the 'lower' portion of a fluidized bed fuel coking vessel may be extended to contain a high speed, short contact time chemical coking zone.



  Other variations will be apparent to technicians in this regard. re
In; the variant shown in; Figure 4, the heavy oil to be improved, which can be preheated in a suitable way, is introduced into the process through line 1 and enters, II?
 EMI25.1
 the coker, 1: 1 ', ca: rb.u.rat $ ,:

   10 par. a 'duin- system. r, l ', 1 jection to several pipes 2.,: L ": a'ppél: p'3i'l -de coking ij 1' 1 1 1 F fuels contains a fluidified bed of solids' practically inert catalytically preferably coke particles produced by the process, having a particle size of the order of 0 to 1000 microns and a coking temperature of the order of 900 m to 1100 F, the fluidity of the bed being obtained by injection of a fluidizing gas, for example, steam, into the vessel through line 3 in amounts sufficient to provide fluidizing gas velocities of the order of 0.1 to 5 feet / second.



   When it comes in contact with the hot solids, the heavy oil is partially vaporized and partially being coked, the vapors / removed to the ground through line 4 after removal of entrained solids. Relatively cold solids with fresh coke deposits are removed from the apparatus

 <Desc / Clms Page number 26>

 coking fuels through a line 5 after separation of the occluded hydrocarbons, in the separation or scrubbing zone 10a and are circulated to a heating zone; for example, a fluidized bed burner, in which the solids are heated by partial combustion.

   The reheated solids are returned to the fuel coker through line 6 at a temperature 100 to 300 ° F above the coking temperature. Solid / oil circulation ratios are maintained in the range of 5/1 to 30/1 wt / wt.



   A fluidized bed reactor is preferred for carrying out this fuel coking reaction, this a relatively long period of time must be allowed ... for the coking reaction. Average residence times of solids from 4 to 30 minutes; are intended for this fuel coking device.



   The vaporous effluent from the fuel coking apparatus in line 4 is sent to a separation zone, for example, a fractionating and washing apparatus' 30, in which at least a fraction of the fuel. Light distillate is collected and removed as product through line 7, and a fraction of gas oil boiling above about 700 F is separated and removed through line 8. Heavy boiling tail products raised above about 1000 to 1150 F, which has roughly the same coking and vaporization characteristics as the fresh feed, is recycled to the fuel coker through line 9 to substantially all of the fuel coking apparatus. 'to extinction.



   The initial boiling point of the gas oil fraction in line 8 is set so that this fraction contains all or substantially all of the detrimental compounds, such as nitrogen, which would adversely affect.

 <Desc / Clms Page number 27>

 praise the quality of the products removed by the pipe 7.



   Previously, it was suggested that this gas oil, which is not susceptible to catalytic cracking, be recycled to the fuel coking apparatus in order to completely reduce it to lighter distillates. As a conversion of this faceplate must take place in the vapor phase because of its low boiling range, such a recycling operation is not advantageous. Since the coking temperature in the fuel coking apparatus is relatively low, high conversions of gas oil which is refractory make it difficult to achieve. This / then results in excessive recycling rates.

   This difficulty cannot be economically overcome by increasing the coking temperature in the fuel coker as this will result in thermal degradation and excessive loss of the light distillation products.



   According to the present form of application of the invention, this gas oil is converted into chemical raw materials of interest by injecting it into a transfer line chemical coker. Thus the previous expensive recycling operation to reduce this gas oil is avoided.



   The initial boiling point of the gas oil fraction can also be adjusted, if desired, to balance the amount of the fresh feed converted to distillation fuels and chemicals. In normal operations, it is preferred to maintain the "430 F conversions" in the fuel coker, in the range of 30 to 60% by volume, and to maintain the "C3 conversions" in the fuel coker. coking of chemicals, in the Car, one from 50 to 80% in points,

 <Desc / Clms Page number 28>

 (the "430 F conversion" is defined by:

  100% by volume of fresh feed to the fuel coker less the percentage by volume of products from the fuel coker, boiling above 430 F, excluding coke; "C3 conversion" is defined as 100% by volume of diesel fuel feed to the chemical coker minus 5; in volumes of products with more than 3 carbon atoms, excluding coke). In this way, about 40 to 60% by volume of the fresh feed would be upgraded to light distillates, and the remainder, excluding coke, would be converted to chemical raw materials, including unsaturated materials. light, such as ethylene, propylene, butenes and butadienes, and aromatic tars.



   The gas oil fraction in line 8 fed to the transfer line chemical coker 20 is mixed with freshly heated solids, preferably coke particles produced by the process, having a size of 1 '. order of 0 to 1000 microns.



  The solids are at temperatures on the order of 1300 to 100 F, and are mixed with the gas oil in amounts on the order of 2 to 20 pounds per pound of gas oil, which is sufficient to achieve a reaction temperature of around 1200 to 1600 F.



   The transfer line reactor consists of a fairly narrow, vertically arranged elongated conduit suitably lined with refractory material, and terminates in a separator / cyclone 11. The length of the reactor is such that reaction times are achieved. , before cooling, in the order of 0.1 to 3 seconds. Transfer gas, for example, steam, light hydrocarbon gases, nitrogen, or flue gases, is admitted to the base of the reactor through line 12 in amounts sufficient to achieve speeds of.

 <Desc / Clms Page number 29>

 solids, in the transfer line reactor, greater than
10 feet per second, for example, 60 feet per second. The density of the suspension in the transfer line reactor will be in the range of 1 to 20 pounds per cubic foot.

   The reheated coke is introduced into reactor 20 through line 16.



   Entrained solids are separated from the conversion products in separator 11 and transferred. through line 13 to a heating zone to be reheated therein. The conversion products removed from the cyclone through line 14 may encounter cooling means supplied through line 15, to be brought back to a temperature below about 900 ° F, whereby a subsequent thermal reaction is stopped. The cooling means may consist of a liquid, for example, water, cold oils, cold solids, for example, cold coke particles, or gases, for example, cold light hydrocarbons, or steam.



  The conversion products are then subjected to further treatment (not shown) to recover the desired chemicals. This further treatment may consist, by way of example, of fractionation, sorption, crystallization, extraction, extractive or azeotropic distillation, and polymerization. The higher boiling point material recovered from the gas. chemical coker can be recycled to the fuel coker and / or chemical coker, depending on the range of blasts of the material, or it can be sold directly as gouron of / particular quality.



   The heat required for the process can be generated by burning part of the coke produced by the cracking reactions. In cases where the value of the coke is greater than that of other external liquid or gaseous fuels, the latter may be burned to provide some or all of the

 <Desc / Clms Page number 30>

 heat required, to circulating coke particles. Contact solids used in fuel and chemical coking equipment can pass through separate circuits, or a common heating zone can be used. Fluidized, falling or moving bed burners, or transfer line burners, can be used to provide heating of the solids.

   Likewise, other means of direct or indirect heat exchange can be used, such as systems in which heavy inert particles carrying this heat, for example, "shot", are mixed with the contact solids.



  EXAMPLE
A heavy oil feed may consist of a California residue having the following characteristics on examination: severity of 4.3 API, initial boiling point of 908 F, 24.2% by weight, Conradson carbon, 1 , 3% by weight sulfur, 0.08% by weight ash at 1742 F, 1.2% by weight nitrogen and a viscosity at 275 F of 317 SSU. The feed preheated to a temperature of 500 F is injected into the fuel coker maintained at an effective pressure of 6 pounds per square inch, and having a fluidized bed of coke particles of size range from 50 to 1000 micoons (average size 250 microns), and this at a temperature of 950 F.

   A bed density of 38 pounds per cubic foot is maintained at an average surface thinning gas velocity of about 1.5 feet / second (which requires a thinning vapor rate of 12% by weight based on air flow). fresh food). Heated coke particles are supplied to the fuel coker at a temperature of 1125 F and a circulation rate of 10 pounds / pound of fresh feed. Under these conditions, oh obtains a 430 F conversion of 48.5% by volume.

   The effluent from the coking machine

 <Desc / Clms Page number 31>

 tion of fuels is separated to obtain a boiling gas oil in the range of 700 to 1000 F amounting to 25% by volume compared to the fresh feed, and tail products boiling above 1000 F, rising at 15% by volume compared to fresh food. The heavy tailings are recycled until extrusion to the fuel coker.



   The 700-1000 F range gas oil is mixed with 6 pounds of coke particles per pound of gas oil at an initial temperature of 1600 F, 60% by weight of steam relative to the gas oil feed, at a temperature of 1000 F, is mixed with this slurry, and the resulting mixture passed through the transfer line reactor at a speed of.



  30 feet / second, a density of 3 pounds / cubic foot, an average temperature of 1300 F, an outlet pressure of 6 pounds per square inch. The reaction time, before cooling, is maintained at 1 second, which is sufficient to ensure a C3 conversion of diesel fuel of 40% by weight, '.



   About 26.6% by weight of the fresh heavy oil feed will be converted to coke in the fuel coker, and an amount of gas oil, less than 1% pea, will be converted to coke in the fuel coker. coking of chemical products. In all, about 27% by weight of the fresh feed to the process will be degraded to coke, of which 10% by weight of the feed will be burnt to provide heat to the process, and the remainder of which is removed as product.



   Under these conditions, the yields of the following products are obtained starting from the California residue, compared to the fresh feed.

 <Desc / Clms Page number 32>

 Hydrogen 0.2% by weight Methane 5.3% "" Ethane 3% "" Ethylene 4.1% "Propane 2.0%" "Propylene 4.7%" "
 EMI32.1
 Aromatic tar 4750-6500F 11-jj 'r vol.



  I; -n.ûe G5 to 430 F .5; "vol. Gas tr3U -700 F 2o, 5 vol.

** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.


    

Claims (1)

REVENDICATIONS 1. Un procédé de conversion d'hydrocarbures, grâce auquel des hydrocarbures sont pyrolytiquement convertis par contact d'une seule masse de particules solides en circul ¯.ion, maintenue à des températures de réaction dans des zones de conversion successives, comprenant essentiellement : CLAIMS 1. A hydrocarbon conversion process, whereby hydrocarbons are pyrolytically converted by contact with a single mass of circulating solid particles, maintained at reaction temperatures in successive conversion zones, comprising essentially: le chauf- fage dans une zone de chauffage de particules solides jusqu'à une température de -l'ordre de 900 à 100 F, au moins une por- EMI32.2 tison des solides étant -chauffée ju'squ'à'une température supé- rieure à la plus élevée des températures de réaction susdites, EMI32.3 et la circulation des portions de partiçulasolides ainsi chauffés vers une zone de cokéfaction de produits chimiques et vers une zone de cokéfaction de carburants; heating in a solid particle heating zone to a temperature of the order of 900 to 100 F, at least one por- EMI32.2 fire of the solids being heated to a temperature above the higher of the above reaction temperatures, EMI32.3 and the circulation of the portions of particulate solids thus heated to a zone for coking chemicals and to a zone for coking fuels; la mise en con- tact d'une fraction d'huile hydrocarbonée relativement lourde avec la portion des particules solides se trouvant dans la zone de cokéfaction de Carbunrats, pendant que cette zone de cokéfac- tion est Maintenue à une température inférieure à 1200 F, grâce à quoi la fraction d'huile de pétrole relativement lourde subit une pyrolyse, ce qui donne des proportions importantes de vapeurs hydrocarbunées relativement plus légères, avec forma- tion d'un dépôt de résidu carboné sur la portion de particules solides se trouvant dans lE- zone de cokéfaction de carburants; contacting a fraction of relatively heavy hydrocarbon oil with the portion of solid particles located in the Carbunrats coking zone, while this coking zone is maintained at a temperature below 1200 F, whereby the relatively heavy petroleum oil fraction undergoes pyrolysis, resulting in substantial proportions of relatively lighter hydrocarbon vapors, with formation of a carbonaceous residue deposit on the portion of solid particles in the E. - fuel coking area; EMI32.4 la :'iise 3''i conte et d'une autre huile hydrocarbcnée avec la por- tion 0.68 particules solides se t--cuvait dans la zone ue coka-fac- <Desc/Clms Page number 33> tion de produits chimiques, cette dernière zone étant maintenue à une température supérieure à 1200 F, grâce à quoi ledit cou- rant d'hydrocarbures subit'une pyrolyse, un résidu carboné étant déposé sur cette portion de particules solides se trouvant dans la zone de cokéfaction de produits chimiques; et la séparation, comme produit de l'effluent vaporeux provenant de ces zones de cokéfaction de produits chimiques et de carburants, à partir des- dites particules solides. EMI32.4 the: 'iise 3''i tale and another hydrocarbon oil with the portion 0.68 solid particles was trapped in the coka-fac- <Desc / Clms Page number 33> tion of chemicals, the latter zone being maintained at a temperature above 1200 F, whereby said hydrocarbon stream undergoes pyrolysis, a carbonaceous residue being deposited on this portion of solid particles located in the zone of coking of chemicals; and separating, as a product of the vaporous effluent from these chemical and fuel coking zones, from said solid particles. 2.* Un procédé suivant la revendication 1, dans lequel les solides passent d'abord à travers la zone de chauffage et les solides chauffés.passent à la zone de traitement de produits chimiques, opérant à une température élevée, et les solides enlevés de la zone de traitement de produits chimiques passent à la zone de cokéfaction de carburants, opérant à ur' @empéra- ture inférieure à cell de la zone de cracking de produits chi- miques, et les 'solides enlevés de la zone de cokéfaction de car- burants sont recyclés à la zone de.chauffage. 2. * A process according to claim 1, wherein the solids first pass through the heating zone and the heated solids pass to the chemical processing zone, operating at an elevated temperature, and the solids removed from. the chemical processing zone pass to the fuel coking zone, operating at a lower empera- ture than that of the chemical cracking zone, and the solids removed from the carbon coking zone. - waste materials are recycled to the heating zone. 3. Un procédé suivant les revendications 1 et 2, dans lequel les solides sont maintenus dans la zone deokéfaction de carburants sous la forme d'un lit fluidifié. 3. A process according to claims 1 and 2, wherein the solids are maintained in the fuel firing zone in the form of a fluidized bed. 4. Un procédé suivant les revendications 1 et 2, dans lequel la zone de cracking de produits chimiques à température élevée est un réacteur à conduite de transfert. 4. A process according to claims 1 and 2, wherein the high temperature chemical cracking zone is a transfer line reactor. 5. Un procédé suivant la revendication 4,'dans lequel l'effluent de la zone de cracking de produits chimiques à con- duite de transfert est envoyé dans la partie inférieure de la zone de cokéfaction de carburants, dans le lit fluidifié de soli@ des, qui s'y trouve. 5. A process according to claim 4, wherein the effluent from the transfer line chemical cracking zone is sent to the lower portion of the fuel coking zone, into the fluidized bed of solids. des, which is there. 6. Le procédé suivant la revendication 4, dans lequel l'effluent du réacteur à conduite de transfert, comprenant des solides entraînés, est introàuit dans la phase de suspension diluée de solides au-dessus du lit fluidifié de particules solides de la zone de cokéfaction de carburants, grâce à quoi <Desc/Clms Page number 34> cet effluent est refroidi jusqu'à une température inférieure à 1200 F, et une cokéfaction dans les conduites de tête de cette zone de cokéfaction de carburants est pratiquement empêchée, ave ensuite récupération et séparation-de cet/effluent et des vapeurs d'hydrocarbures relativement légers dans une zone de récupéra- tion commune de produits. 6. The process of claim 4, wherein the effluent from the transfer line reactor, comprising entrained solids, is introduced into the dilute slurry phase of solids above the fluidized bed of solid particles of the coking zone. of fuels, thanks to what <Desc / Clms Page number 34> this effluent is cooled to a temperature below 1200 F, and coking in the overhead pipes of this fuel coking zone is practically prevented, with then recovery and separation of this / effluent and relatively hydrocarbon vapors. light in a common product collection area. 7. Le procédé suivant les revendications 3 à 6, dans le.@ quel les particules de coke entraînées sont séparées de l'efflu- ent de la zone de cracking de produits chimiques à conduite de transfert, avant injection de cet effluent dans la zone de coké- faction de carburants, et-l'effluent de la zone de cracking de produits chimiques et le produit de la zone,de cokéfaction de carburants sont récupérés ensemble dans une zone de récupération commune. 7. The process according to claims 3 to 6, wherein the entrained coke particles are separated from the effluent of the transfer line chemical cracking zone, before injection of this effluent into the zone. coking fuels, and the effluent from the chemical cracking zone and the product from the coking fuels zone are collected together in a common recovery zone. 8.Le procédé suivant les revendications 1 et 7, dans lequel la zone de chauffage comprend un brûleur relativement grand à solides fluidifiés, opérant.à une température de l'ordre de 950 à 1300 F, et un plus petit brûleur à solides fluidifiés, opérant à une température de l'ordre de 1300 à 2000 F, dans les- quels les particules/le coke circulent du .brûleur relativement grand vers le plus petit brûleur,. et circulent¯ ensuite à tra- vers le réacteur à conduite dé transfert vers la zone de coké- faction de carburants, procédé dans lequel aussi les particu-- les de coke circulent du brûleur relativement. 8. The process of claims 1 and 7, wherein the heating zone comprises a relatively large fluidized solids burner, operating at a temperature of the order of 950 to 1300 F, and a smaller fluidized solids burner, operating at a temperature in the range of 1300 to 2000 F, in which the particles / coke flow from the relatively large burner to the smaller burner ,. and then circulate through the transfer line reactor to the fuel coking zone, a process in which also the coke particles circulate relatively from the burner. grand vers la zone de cokéfaction de carburants, et dans lequel les particules de coke circulent du lit fluidifié à la zone de cokéfaction de car- burants vers le brûleur relativement grand. large to the fuel coking zone, and in which the coke particles flow from the fluidized bed to the fuel coking zone to the relatively large burner. 9.Un .procédé suivant le revendications 1 à 7, dans ou -ici zone de combustion/de chauffage est un brûleur à con EMI34.1 u J, transfert. 9. A .procédé according to claims 1 to 7, in or -here combustion / heating zone is a cone burner EMI34.1 u J, transfer. 10. Le procédé suivant la revendication 9, dans lequel le ; 'ic.'ls 3 coke cira,lent, non épurées, d e la zuw u celer cr, ün de carburants vers le réacteur di cracJ:1<:ig >1 ; 1'1'0- <Desc/Clms Page number 35> duits chimiques à conduite de transfert, depuis ce réacteur à conduite de transfert vers le brûleur à conduite de transfert, et de celui-ci vers la zone susdite de cokéfaction de carbu- rants, et vers le réacteur susdit à conduite 'de transfert pout leur fournir de la chaleur. 10. The method of claim 9, wherein the; 'ic.'ls 3 coke cira, slow, uncleaned, from the zuw u celer cr, ün of fuels to the reactor di cracJ: 1 <: ig> 1; 1'1'0- <Desc / Clms Page number 35> transfer pipe chemical products, from this transfer pipe reactor to the transfer pipe burner, and from the latter to the aforesaid fuel coking zone, and to the aforesaid transfer pipe reactor for their provide heat. 11. Le procédé suivant les revendications 1 à 10, dans lequel les particules de coke circulent de la zone de cokéfac- tion de carburants vers la sortie du'réacteur à conduite de trans 'fert, grâce à. quoi l'effluent de ce réacteur à conduite de trans= fert est refroidi, avec' ensuite séparation du- coke d'avec cet effluent, et circulation du coke ainsi séparé, vers la zone de cokéfaction de carburants. 11. The process of claims 1 to 10, wherein the coke particles flow from the fuel coking zone to the outlet of the transfer line reactor by. The effluent from this transfer line reactor is cooled, followed by separation of the coke from this effluent, and circulation of the coke thus separated, to the fuel coking zone. 12. Le procédé de la revendication 11, dans 1 ' @el une portion des particules die coke séparés dudit effluent est mise en circulation vers la zone de combustion. 12. The process of claim 11, wherein a portion of the coke particles separated from said effluent is circulated to the combustion zone. 13. Une'variante du procédé revendiqué à la renvendica. tion 1, dans laquelle la zone de combustion consiste,en une zone de brûleur à conduite de transfert, dans laquelle les particu- les de .coke épurées circulent de là zone de cokéfaction de car- burants vers la sortie du réacteur à conduite de transfert pour refroidir l'effluent de ce réacteur, et de'là vers la sortie du système brûleur'à conduite de transfert ,pour refroidir les gaz de combustion en sortant, et de là vers l'entrée du réacteur susdit à conduite de transfert, 13. A variant of the process claimed in the referral. Option 1, in which the combustion zone consists of a transfer pipe burner zone, in which the purified coke particles flow from the fuel coking zone to the outlet of the transfer pipe reactor to cool the effluent from this reactor, and from there to the outlet of the transfer pipe burner system, to cool the combustion gases leaving, and from there to the inlet of the aforementioned transfer pipe reactor, variante dans laquelle les par- ticules de coke sont séparées 'de l'effluent du réacteur susdit à conduite de transfert avant que cet effluent ne soit refroidi et mis en circulation vers l'entrée du brûleur à conduite de transfert, et dans laquelle les particules de coke sont séparées des gaz (le combustion avant le refroidissement de ceux-ci, et mises en circulation vers la zone de cokéfaction de carburants. variant in which the coke particles are separated from the effluent of the aforesaid transfer line reactor before this effluent is cooled and circulated to the inlet of the transfer line burner, and in which the particles of coke are separated from the gases (combustion before cooling thereof, and circulated to the fuel coking zone. 14. Un procédé suivant la revendication 13, ######### dans lequel l'huile de pétrole lourde est une huile brute viorne, <Desc/Clms Page number 36> un extrait de distillation, ou une fraction résiduaire de celui-ci. 14. A process according to claim 13, ######### wherein the heavy petroleum oil is crude viburnum oil, <Desc / Clms Page number 36> a distillation extract, or a residual fraction thereof. 15. Un procédé suivant la revendication 14, dans lequel l'alimentation à la zone de cracking de produits chimiques est une autre huile hydrocarbnnée lourde, et est, de préférence, une fraction résiduaire bouillant au-dessus de 900 F, séparée de l'effluent de la zone de cokéfaction de carburants, et la réac- tion est mise en oeuvre sous des conditions propres à produire des quantités importantes d'hydrocarbures normalement gazeux. 15. A process according to claim 14, wherein the feed to the chemical cracking zone is another heavy hydrocarbon oil, and is preferably a waste fraction boiling above 900 F, separated from the gas. effluent from the fuel coking zone, and the reaction is carried out under conditions such as to produce large quantities of normally gaseous hydrocarbons. 16. Un procédé suivant les/revendications 1 à 14, dans lequel l'alimentation à la zone de cracking de produits chimi- ques consiste en des hydrocarbures légers .'ayant moins de 6 atomes de carbone, et la réaction est mise'en oeuvre sous c'os , conditions propres à produire des. proportions importants de composés non saturés. 16. A process according to claims 1 to 14, wherein the feed to the chemical cracking zone consists of light hydrocarbons having less than 6 carbon atoms, and the reaction is carried out. under it, conditions proper to produce. significant proportions of unsaturated compounds. 17. Le,procédé' suivant la' revendication 16, dans lequel . r . les gaz hydrocarbonés-légers consistent en hydrocarbures ayant jusqu'à 4 atomes de carbone,, lorsque ladite autre portion de par. ticules de coke est maintenue à une'''température de l'ordre de 1400 à 1600 Fdans ledit réacteur à conduite de transfert à une pression partielle d'hydrocarbures de 5 à 40 livres.par pouce carré, et dans lequel procédé l'effluent comprenant des solides entraînés, venant du réacteur susdit à conduite de transfert est injecté dans la base de la zone de 'cokéfaction 'de carburants 18. 17. The method of claim 16, wherein. r. light hydrocarbon gases consist of hydrocarbons having up to 4 carbon atoms, when said other portion of par. The coke particles are maintained at a temperature of the order of 1400 to 1600 F in said transfer line reactor at a partial pressure of hydrocarbons of 5 to 40 pounds per square inch, and in which the effluent is processed comprising entrained solids from the aforesaid transfer line reactor is injected into the base of the fuel 'coking' zone 18. Le procédé de la revendication 17, dans lequel les- dits hydrocarbures ayant jusqutà 4 atomes de carbone sont obte- nus par séparation de vapeurs hydrocarbonées relativement plus légeres, de la zone de cokéfaction de carburants. The process of claim 17, wherein said hydrocarbons having up to 4 carbon atoms are obtained by separating relatively lighter hydrocarbon vapors from the fuel coking zone. 19. Un procédé à deux étages ou phases, à solides fluidifiés, pour améliorer des huiles lourdes, qui comprend les phases essentielles suivantes: la mise en contact d'une huile lourde dans une zone de cokéfaction de carburants à solides fluidifies opérant à une temperature de l'ordre de 900 à 1100 F, pour domner des produits de conversion vaporeux et de coke; <Desc/Clms Page number 37> la séparation des produits de conversion vaporeux pour donner un gasoil bouillant dans une gamme de 700 à 1000 F; et une nouvelle conversion-de ce gasoil dans un appareil de cokéfaction de produits chimiques à conduite de transfert, opérant à une s température de l'ordre de 1200 à 1600 F, en produits non saturé légers. 19. A two-stage or phase, fluidized solids process for improving heavy oils, which comprises the following essential steps: contacting a heavy oil in a fluidized solid fuel coking zone operating at a temperature. of the order of 900 to 1100 F, to dominate vaporous conversion products and coke; <Desc / Clms Page number 37> separating the vaporous conversion products to give boiling gas oil in a range of 700 to 1000 F; and further conversion of this gas oil in a transfer line chemical coker, operating at a temperature of the order of 1200 to 1600 F, to light unsaturated products. 20. Le procédé de là revendication 19, dans lequel l'huile lourde consiste en une matière brute réduite qui, à la cokéfaction, produit un gasoil lourd de qualité insatisfaisante par un cracking catalytique, :ladite matière brute réduite se caractérisant comme suit à l'inspection: gravité de -10 à 20 API, 5 à 50% eh poids de carbône Conadson, et une tens d'azote supérieure à 0,6% en poids. 20. The process of claim 19, wherein the heavy oil consists of a reduced crude material which, on coking, produces a heavy gas oil of unsatisfactory quality by catalytic cracking,: said reduced crude material characterized as follows: 'inspection: severity from -10 to API, 5 to 50% by weight of Conadson carbon, and a nitrogen tens greater than 0.6% by weight. 21. Le procédé de'la revendication 19, dans lequel les produits de queue à point d'ébullition supérieur de ces produits de conversion vaporeux sont recyclés à la zone de cokéfaction de; carburants pratiquement jusqu'à extinction. 21. The process of claim 19, wherein the higher boiling tail products of such vaporous conversion products are recycled to the coking zone of; fuels practically to extinction. 22. Un procédé combiné de cokéfaction de carburants et de produits chimiques, pour la conversion d'huiles lourdes qui produisent des gasoils de qualité insatisfaisante pourun cracking catàlytique, lors d'une pyrolyse, qui comprend essen- tiellement: la cokéfacion d'une huile lourde dans une zone de cokéfaction à solides fluidifiés contenant des particules de coke à une température de l'ordre de 900 à 1100 F, à une conver sion 4309F de l'ordre de 30 à 60% en volumes pour donner des produits de distillation légers et un gasoil plus'lourd bouil- lant dans la gamme de 700 à 1000 F; 22. A combined process for the coking of fuels and chemicals, for the conversion of heavy oils which produce gas oils of unsatisfactory quality for catalytic cracking, during pyrolysis, which essentially comprises: the coking of an oil heavy in a fluidized solids coking zone containing coke particles at a temperature of the order of 900 to 1100 F, at a 4309F conversion of the order of 30 to 60% by volume to give light distillates and a heavier gas oil boiling in the range of 700 to 1000 F; la mise en contact de ce gasoil plus lourd avec d'autres quantités de particules de coke à une température plus élevée, de l'ordre de 1200 à 1600 F, dans une zone à conduite de transfert à une conversion de C3 de l'ordre de 50 à 80% en poids, pour obtenir des produits de 'conversion convenant comme produits chimiques et intermédiaires <Desc/Clms Page number 38> chimiques; et la mise en circulation de ces particules de coke, de chacune'des zones susdites vers une zone de chauffage commu- ne dans laquelle les particules sont réchauffées par une combus- tion partielle, avec retour ensuite pour maintenir les tempéra- tures de réaction respectives. bringing this heavier gas oil into contact with other quantities of coke particles at a higher temperature, of the order of 1200 to 1600 F, in a transfer pipe zone with a conversion of C3 of the order from 50 to 80% by weight, to obtain conversion products suitable as chemicals and intermediates <Desc / Clms Page number 38> chemical; and circulating these coke particles from each of the aforesaid zones to a common heating zone in which the particles are reheated by partial combustion, with subsequent return to maintain the respective reaction temperatures. . 23. Un procédé combiné de conversion d'huiles de pé- trole lourdes, à point débullition élevé, contenant des élé- ments souillant le catalyseur, qui comprend le cracking thermi- que de cette-huile à des températures relativement basses dans 'une zone de cokéfaction par mise en contact de cette huile en phase liquide avec des particules solides porteuses de chaleur, à .une température de 'l'ordre de 850 à 1050 F pour former des gaz, légers, des vapeurs de distillation, des produits de 'queue lourds et du coke, la séparation de ces produits de queue lourds et leur mise en contact dans une zone de cracking ther- mique à température élevée avec des particules solides -forte- ment chauffées à une température de l'ordre de 1400 à 1600 F pour produire des hydrocarbures non saturés, 23. A combined process for the conversion of heavy, high boiling point petroleum oils containing catalyst contaminants which comprises thermal cracking of this oil at relatively low temperatures in a zone. coking by bringing this oil in liquid phase into contact with solid particles carrying heat, at a temperature of the order of 850 to 1050 F to form gases, light, distillation vapors, products of ' heavy tailings and coke, the separation of these heavy tailings and their contact in a thermal cracking zone at high temperature with solid particles - strongly heated to a temperature of the order of 1400 to 1600 F to produce unsaturated hydrocarbons, et le refroidisse- ment rapide desdits hydrocarbures non saturés pour empêcher leur dégradation. and the rapid cooling of said unsaturated hydrocarbons to prevent their degradation. 24. Le procédé de la revendication 23, dans lequel les hydrocarbures non saturés sont refroidis par injection dans la part,ie inférieure de la zone-de cokéfaction de carbûnants. 24. The process of claim 23, wherein the unsaturated hydrocarbons are cooled by injection into the lower part of the fuel coking zone. 25. Le procédé de la revendication 23, dans lequel des solides sont enlevés de la zone de cokéfaction et injectés dans l'effluent de la zone de cracking thermique à température éle- vée, pour refroidir cet effluent. 25. The process of claim 23, wherein solids are removed from the coking zone and injected into the effluent of the high temperature thermal cracking zone, to cool this effluent.
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