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La présente invention a trait à la décomposition pyrolytique d'hydrocarbures en gaz et se rapporte plus spécialement à un procédé nou- veau et amélioré pour réaliser la conversion d'huiles hydrocarbonées nor- malement liquides, dans un système régénérateur thermique cyclique, en rendements élevés d'hydrocarbures oléfiniques normalement gazeux.
Selon cette invention, il est fourni un procédé pour la conver- sion d'huiles hydrocarbonées normalement liquides en rendements élevés d'hy- drocarbures insaturés normalement gazeux - en particulier l'éthylène, le propylène et les produits insaturés supérieurs - et de précieuses huiles aromatiques et goudrons liquides, procédé' du type dans lequel on chauffe deux chambres communicantes, contenant chacune un matériau réfractaire de stockage de chaleur, jusqu'à une température de cracking comprise dans l'intervalle d'environ 735 -1.095 C, en y faisant passer des gaz de com- bustion chauds et l'on introduit dans l'une desdites chambres chauffées une huile hydrocarbonée normalement liquide';
procédé caractérisé en ce que simultanément on introduit de la vapeur d'eau -en quantité de 1,1-1,5 ki- logrammes pour 4 litres d'huile - en contact direct avec ladite huile su- bissant la vaporisation et une conversion partielle dans ladite chambre chauffée ; on fait passer l'huile partiellement convertie et la vapeur d'eau dans et à travers la seconde chambre chauffée, de manière à achever la con- version ; on évacue de la seconde chambre les produits de réaction obtenus et l'on récupère de précieux hydrocarbures insaturés normalement gazeux et des huiles aromatiques et goudrons liquides.
La demande pour des hydrocarbures insaturés, en particulier pour l'éthylène et le propylène comme matériaux chimiques dans la fabrication de nombreux produits chimiques tels que -. polyéthylène, glycols, oxyde d'é- thylène, oxyde de propylène cumène, acétone et alcools, ne fait que croître.
Le pétrole, consistant en un mélange d'hydrocarbures contenant de faibles quantités d'autres constituants, aisément disponible en grandes quantités, d'un prix bas, facile à transporter et à stocker, semblerait être la source presqu'idéale de matière première pour la conversion en oléfine désirée .
Dans une certaine mesure on produit de l'éthylène et du propylène comme sous-produit du cracking thermique et catalytique des huiles de pétrole dans les raffineries fabriquant de l'essence. Toutefois, les concentrations de l'éthylène et du propylène dans les gaz de pétrole constituant ce sous- produit sont faibles et nécessitent une séparation coûteuse pour donner les gaz oléfiniques de grande pureté exigés dans la fabrication de produits chimiques. De même, la difficulté de transporter et de stocker ces gaz li- mite leur utilité et augmente leur prix de revient.
On a fabriqué de l'é- thylène à partir de l'alcool éthylique, matière première coûteuse, et aus- si à partir d'hydrocarbures gazeux, mais ce dernier procédé est limité par le fait que l'opération n'est économique qu'à une très grande échelle im- pliquant une mise de fonds de nombreux millions en matériel et le traite- ment quotidien continu de centaines de mille mètres cubes de gaz. Dans la pratique, de telles opérations sont limitées à un emplacement voisin d'une source importante et continuelle d'hydrocarbures gazeux et, ce qui est peut être plus important encore, les chimistes utilisateurs de l'éthy- lène produit par une telle installation sont obligés - par suite de la difficulté et des frais d'expédition - de construire et de faire fonction- ner leurs usines chimiques très près de la source d'éthylène.
En outre, le fabricant de produits chimiques dépend pour son approvisionnement en éthylène d'un seul gros fournisseur, du fait qu'un fabricant de produits chimiques particulier n'a d'ordinaire pas besoin des vastes quantités d'é- thylène produites par un tel groupe.
La technique sait depuis longtemps que l'application de chaleur à des huiles de pétrole liquides transforme ces huiles liquides en hydro-
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carbures gazeux pouvant être utilisés comme combustible gazeux. Des procé- dés efficaces pour la fabrication de gaz combustible dans un système ré- générateur thermique cyclique sont illustrés dans les brevets U.S.
2.605.176 et 2.605.177. La technique a également reconnu que les gaz ré- sultant de la décomposition d'hydrocarbures liquides contiennent une cer- taine quantité d'éthylène et de propylène et des essais sporadiques ont été faits pour utiliser ces procédés régénérateurs thermiques cycliques pour la production d'éthylène et de propylène, mais sans succès commercial important.
Un des buts de la présente invention est de fournir un procédé efficace pour convertir des huiles hydrocarbonnées en rendements élevés d'é- thylène et de propylène. Un autre objet est de fournir un procédé pour convertir économiquement des huiles de pétrole en oléfines gazeuses à des débits relativement faibles, dans une opération pouvant être facilement suspendue et mise en route et dans un métériel représentant une mise de fonds relativement faible. D'autres objets et avantages de la présente in- vention ressortiront de la description qui suit et du dessin joint.
La présente invention vise particulièrement la fabrication de produits insaturés intéressants à partir d'hydrocarbures de pétrole liqui- des dans un système régénérateur thermique cyclique à circulation alternée.
Dans la méthode classique de décomposition pyrolytique de l'hui- le dans un système régénérateur thermique cyclique pour obtenir princi- palement du gaz combustible non condensable, on chauffe l'appareil régéné- rateur jusqu'à la température de cracking en "tirant" (blasting), c'est-à- dire en introduisant de l'air et de l'huile combustible dans le système où l'huile est brûlée et en faisant passer à travers le système les gaz de combustion obtenus pour réaliser un transfert thermique aux produits réfractaires que renferme le système, et ensuite en "fabriquant" (making), c'est-à-dire en introduisant l'huile de fabrication dans le système où elle se décompose et en introduisant simultanément de.la vapeur d'eau dans le système pour propulser les produits pyrolytiques de décomposition à tra- vers ledit système.
En bonne pratique, cette quantité de vapeur d'eau était maintenue à un minimum juste suffisant pour faire avancer les pro- duits de réaction à travers le système' parce que la vapeur d'eau avait ten- dance à ralentir la vitesse de la réaction de cracking et également à augmen- ter le coût de l'opération.
Les produits de réaction variaient légèrement selon la nature de l'huile chargée et les conditions d'opération , mais produisaient en général un gaz contenant en moyenne environ 18 moles pour cent d'éthylène et environ 6% depropylène.'et de produits insaturés supérieurs, totalisant 24 moles pour cent d'éthylè- ne et de propylène et de produits insaturés supérieurs; ou, sur la base de l'huile de fabrication chargée dans le système, ils donnaient environ 25% en poids d'éthylène et de propylène et de produits insaturés supérieurs.
La valeur du procédé pyrolytique régénérateur thermique comme producteur de produits chimiques à partir d'huile de basse qualité dépend, dans une large mesure, du rendement en précieux éthylène et propylène et toute augmentation dans ce domaine renforce la valeur du procédé. Après des expériences poussées dans un appareil régénérateur thermique de dimen- sions industrielles, la demanderesse a trouvé possible d'augmenter d'en- viron 35% la quantité d'éthylène et de produits insaturés supérieurs dans le gaz, c'est-à-dire de produire environ 24 moles pour cent d'éthylène dans le gaz et environ 11% de propylène et de produits insaturés supérieurs, totalisant environ 35 moles pour cent, ce qui, sur la base de l'huile char- gée dans le système, est égal à un rendement d'environ 33% en poids de produits insaturés et carburés aromatiques.
Les produits insaturés-compre-
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nant du butylène, de l'isobutylène,du butadiène, de l'acétylène et des carbures aromatiques -représentent environ 3-5%. Outre les hydrocarbures gazeux, on récupère des hydrocarbures liquides, sous la forme d'une hui- le légère et d'un goudron, en quantité équivalant approximativement à 30% en volume de l'huile de charge et dans laquelle l'huile légère représente environ 20% du liquide récupéré, tandis que le goudron en représente en- viron 80%. Cette huile légère est un produit très intéressant consistant principalement en carbures aromatiques avec prédominance du benzène, du toluène et du xylène.
Le goudron récupéré n'a pas les caractéristiques habituelles du goudron provenant du cracking d'huile pour la production d'essence, mais il a les caractéristiques du goudron de houille - dont l'ap- provisionnement est maintenant insuffisant - et il peut être employé pour les nombreux usages du goudron de houille, c'est-à-dire comme saturant, pour la production de carbone activé, d'électrodes de carbone, de bras spéciaux, etc... pour lesquels les goudrons de pétrole ne conviennent pas.
Les produits restants, appelés gaz résiduels et composés principalement d'hydrogène et de méthane avec une petite quantité de paraffines supérieu- res, peuvent être avantageusement brûlés comme combustible.
Au cours de ses recherches pour la production de rendements ac- crus de produits intéressants par la décomposition pyrolytique d'hydrocar- bures de pétrole dans un système régénérateur cyclique à circulation al- ternée, la demanderesse a découvert que la vapeur d'eau présumée inerte avait, lorsqu'elle était employée en excès de la quantité considérée com- me convenable dans la technique antérieure, une influence profonde sur le rendement et la qualité des produits de réaction, augmentant le rendement en éthylène et en propylène et en produits insaturés supérieurs d'environ 35% par rapport à la technique classique et donnant une précieuse huile légère aromatique liquide et un'intéressant¯goudron ayant les caractéristiques du goudron de houille.
La quantité de vapeur d'eau à employer dans le pro- cédé de la présente invention est comprise dans l'intervalle de 0,25 à 0,4 Kgs de vapeur d'eau par litre d'huile d'alimentation, de préférence dans l'intervalle de 0,28 à 0,32 Kgs de vapeur d'eau par litre d'huile d'a- limentation. Dans la pratique classique, avec des systèmes régénérateurs thermiques de ce type, la quantité de vapeur d'eau dépasse rarement beau- coup plus de 0,5 Kg. par litre d'huile de charge. Bien qu'elle ne puisse pas expliquer pourquoi cette grande quantité de vapeur d'eau exerce une si grande influence sur les rendements et les genres de produits, la de- manderesse pense que cette grande quantité de vapeur d'eau agit comme un catalyseur plutôt que comme un réactant pour provoquer un cracking sélec- tif de l'huile.
En tout cas, elle a découvert que la vapeur d'eau n'est pas inerte ni nuisible à la réaction, mais au contraire extrêmement béné- fique, en ce sens qu'elle contrôle la réaction pour produire sélectivement des rendements élevés des composés insaturés désirés.
Il y a une explication possible de la manière dont l'emploi de vapeur d'eau en proportion convenable augmente la concentration d'éthylè- ne (et d'autres produits insaturés désirables) dans les gaz de fabrication, Il est couramment admis que, dans le mécanisme du cracking en phase vapeur des hydrocarbures, le premier stade est la rupture des liaisons carbone- carbone et carbone-hydrogène pour former des radicaux libres consistant en espèces à un et deux atomes de carbone, Ces radicaux libres se combi- nent ensuite ou se transforment en éthylène et autres oléfines. Si l'on ne maintient pas des conditions soigneusement contrôlées -en particulier une concentration appropriée de vapeur d'eau - ces oléfines sont hydrogénées en paraffines, le stade final étant l'hydrogénation en méthane.
Il est évident que les conditions préférées fournies par la présente invention entravent la phase d'hydrogénation et laissent de bons rendements de pro-
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duits insaturés désirables.
Une autre explication est que la quantité appropriée de vapeur d'eau aide à l'établissement du courant thermique et des gradients de tem- pérature équilibrés donnant le rendement maximum de produits chimiques dé- sirés. On sait qu'un chauffage irrégulier de la brique de ruchage ou tout renversement de gradient de température dans cette brique a pour résul- tat du goudron inégalement craqué, ce qui donne des résultats chimiques médiocres et des difficultés dans la manipulation du goudron par suite de
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la formation dléèiulsion.
Conformément à la présente invention des huiles normalement li- quides peuvent être converties en rendements élevés d'hydrocarbures nor- malement gazeux, en particulier d'éthylène et de propylène, et d'huiles aromatiques et goudrons liquides intéressants, en chauffant deux chambres communicantes -contenant chacune un matériau réfractaire de stockage de chaleur - jusqu'à une température de cracking comprise dans l'intervalle d'environ 732-1.093 C.
et de préférence 787-871 C., par le passage à tra- vers lesdites chambres de gaz de combustion chauds, en introduisant de l'hui- le à une extrémité desdites chambres chauffées et en introduisant simulta- nément de la vapeur d'eau en quantité de 0,25 à 0,4 Kgs et de préférence de 0,28 à 0,32 Kgs par litre d'huile en contact direct avec ladite huile subissant une vaporisation et une conversion partielle, en faisant passer l'huile partiellement convertie et la vapeur d'eau de la première chambre dans et à travers une seconde chambre chauffée pour achever la conversion et en évacuant de cette seconde chambre les produits de réaction obtenus.
Suivant le dessin annexé qui représente une forme préférée d'exé- cution d'un appareil pour la mise en oeuvre de l'invention, l'air pénétrant par la canalisation 1 s'écoule par les canalisations 2 et 3 à travers le brûleur ¯4 dans la chambre de fixage 5 où il brûle le combustible entrant par la canalisation ¯6 et passant à travers le brûleur 4 dans ladite cham- bre 5, engendrant ainsi des gaz de combustion chauds qui s'écoulent vers le haut à travers le réacteur vide 7, le passage transversal 8, puis vers le bas à travers le réacteur vide 9, la chambre de fixage 11 et la brique de ruchage 12 que renferme cette dernière.
Ce passage de gaz de combustion chauds à travers le système, appelé "tir" (blasting), chauffe le revête- ment intérieur réfractaire dans les réacteurs et la chambre de fixage jus- qu'à une température d'environ 732-10093 C. comprise de préférence dans l'intervalle de 787-871 Co, ce dernier intervalle de température étant plus bas d'environ 37-93 C. que celui ordinairement employé dans le pro- cédé classique pour la conversion de l'huile en gaz combustibles.Les gaz de combustion s'évacuent du fond de la chambre de fixage 12 par le conduit 13, montent par le tuyau élévateur 14 et sortent en haut de ce tuyau dans la cheminée 15.
La soupape de cheminée 16 est maintenue ouverte pendant cette période de "tir" lorsque les gaz de combustion montent par le tuyau élévateur 14 et la soupape de cheminée jumelle 17 est maintenue en posi- tion fermée pendant cette même période pour entraîner l'écoulement des gaz de combustion chauds à descendre à travers la chambre de réaction 9 et la chambre de fixage 11. Si l'on veut, on peut communiquer de la cha- leur supplémentaire au système, en particulier à la chambre de fixage ¯Il et à la brique de ruchage qu'elle renferme, par l'introduction de combus- tible et d'air supplémentaires pénétrant par les canalisations 18 et 19 respectivement et se. déversant à travers le brûleur 21 dans la chambre de fixage 11.
L'appareil pour la conversion d'huiles de pétrole en hydrocarbu- res gazeux insaturés peut être analogue à celui employé dans la fabrica- tion de gaz combustibles à nombre élevé de BTU et consistant en coques mé-
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talliques jumelles 22 et 23 réunies à leurs sommets par un conduit transversal 8 qui a également une paroi extérieure.métallique 24. Les coques 22 et 23 et la conduite transversale 8 sont revêtues intérieurement de brique réfractai- re, de tuile ou autre matériau réfractaire convenable, revêtement intérieur réfractaire qui absorbe de la chaleur et protège aussi la coque métalli- que du choc direct des gaz chauds.
La coque 22 est divisée en deux sections, un réacteur supérieur vide et une chambre inférieure de pré-chauffage ou de fixage 5 contenant de la brique de ruchage 25 pour aider à emmagasiner et à perdre de la chaleur. La coque 23 est pareillement divisée en une chambre supérieure de réaction vide ± et une chambre inférieure de fixa- ge 11 contenant de la brique de ruchage 12. Les deux sections dans cha- que coque 22 et 23 sont, de préférence divisées par des orifices 26 et 27 qui aident à mélanger les gaz et à communiquer une grande vitesse aux gaz pénétrant dans le fond des réacteurs.
Partant du fond de la chambre de fixage 11 se trouvent la conduite réfractaire 13 et le tuyau élévateur vertical 14 muni de la soupape de cheminée 16 d'où, lorsqu'elle est ouver- te, les gaz de combustion s'évacuant dans la cheminée 15. De la même fa- çon la conduite 28 part du fond de la chambre de fixage 5 et se relie au tuyau élévateur 29 muni de la soupape de cheminée 17 et pourvu de la che- minée 31o L'air pénétrant par la canalisation 1 peut être envoyé par la canalisation ¯2 dans le tuyau élévateur 29 ou bien par la canalisation ¯3 et le brûleur 4 dans la chambre de fixage 5 ou encore par la canalisation 32 dans le tuyau élévateur 14 ou par la canalisation 19 et le brûleur 21 dans la chambre de fixage 11, ou bien suivre une combinaison quelconque des itinéraires ci-dessus.
La vapeur d'eau peut être injectée pendant la réaction, ou, afin de purger par la canalisation 33 dans le tuyau élévateur 29 ou bien par la canalisation 34 dans le tuyau élévateur 14. L'huile d'a- limentation est introduite dans les réacteurs 7 et 9 par les pulvérisateurs d'huile 35 et 36 respectivement, afin d'aider à l'atomisation de l'huile d'alimentation qui entre. Une vanne à renversement classique 37, un bar- botteur 38, un pot d'étanchéité 39 et une sortie de gaz 41 sont installés pour recevoir les produits de réaction s'évacuant du tuyau élévateur 14 par le conduit 42 ou bien du tuyau élévateur 29 par le conduit 43.
Une fois que l'appareil a été chauffé à la température de cracking en faisant brûler '. l'huile pénétrant par la canalisation 6 avec l'air péné- trant par la canalisation 3 dans la chambre 5 en faisant passer les gaz de combustion chauds vers le haut à travers le réacteur 7, la conduite trans- versale 8 et vers le bas à travers le réacteur 9 et la chambre de fixage ou régénérateur 11 et la brique de ruchage 12 qui s'y trouve, il est bon de purger le système avec de la vapeur d.'eau pénétrant par l'ajutage 33, descendant dans le tuyau élévateur 29, montant dans les chambres 5 et 7, traversant la conduite transversale 8, descendant dans les chambres 9 et 11 et montant dans le tuyau élévateur 14 pour s'évacuer par la' soupape ouverte 16.
Le revêtement intérieur du tuyau élévateur 29 et la brique de ruchage 25 peuvent être chauffés au commencement de l'opération par un "tir" de gaz de combustion dans le sens opposé, c'est-à-dire de droute à gauche,; Pour réduire au minimum la dilution des produits do réaction par les gaz de combustion,-la période de réaction.pour la conversion-de l'huile d'alimentation peut se confondre avec la période de purge en continuant l'écoulement de vapeur d'eau vers le bas à travers la tuyau élévateur 29 où elle est préchauffée par le revêtement intérieur réfractaire et de là par le conduit,28 dans le fond de la chambre 5, vers le haut à travers la brique de ruchage chaude 25 où la vapeur d'eau est surchauffée, puis continue à s'écouler vers le haut par l'orifice 26 dans le fond du réacteur vide 7,
L'huile de charge pour ce procédé peut être n'importe quelle hui- le hydrocarbonée normalement liquide ayant une densité aussi faible que 7,5 A.P.I. à 45 AoPoI. ou supérieure.Le procédé peut utiliser de l'huile
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résiduelle lourde de qualité médiocre lorsqu'on emploie la vapeur d'eau dans le rapport préféré, permettant ainsi des économies importantes
L'huile d'alimentation est pulvérisée par l'ajutage 35 vers le bas à contre-courant de la vapeur d'eau montant dans la chambre 7, ce qui réalise une vaporisation pratiquement complète de l'huile d'alimentation qui entre et une conversion partielle de cette huile en oléfines gazeuses.
Comme répété à plusieurs reprises, il est important de réaliser la con- version de l'huile en présence d'une grande quantité de vapeur d'eau, c'est- à-dire une quantité comprise dans l'intervalle de 33 à 65%, et de préfé- rence dans l'intervalle de 35-45% de vapeur d'eau en poids par rapport à l'huile d'alimentation subissant la conversion. La vapeur d'eau en quan- tité sensiblement inférieure à 33% en poids de l'huile d'alimentation pro- voque une perte matérielle en rendement des précieux éthylène et propy- lène et des pertes en carbone assez élevées dans l'ensemble. Une quanti- té insuffisante de vapeur a pour résultat un temps de séjour excessif dans les régénérateurs (chambres de fixage) donnant du goudron trop craqué.
De la vapeur d'eau en quantité dépassant de beaucoup 65% en poids de l'hui- le d'alimentation n'augmente pas le rendement en oléfines et bien au con- traire est un inconvénient provoquant une perte de capacité, un cracking insuffisant, une difficulté de maintenir une température élevée et des frais accrus de fonctionnement. Un rapport vapeur d'eau-huile trop élevé exige des températures excessivement élevées pour obtenir la profondeur convenable de cracking pour la production de gaz contenant des pourcen- tages élevés d'éthylène et de produits insaturés supérieurs.
La vapeur d'huile partiellement convertie et la vapeur d'eau sont envoyées vers le bas, via la conduite transversale 8, dans la chambre de réaction 9 et la chambre de fixage 12 où la conversion des vapeurs d'huile est achevée pour donner un rendement maximum d'oléfines gazeuses insaturées. Les produits de réaction s'évacuent du fond de la chambre 12 par le conduit 13 et le tuyau élévateur 14 et de là par la canalisation d'évacuation °2 et la van- ne à renversement 37 classiques dans le barboteur classique 38 et finale- ment par la sortie de gaz 41 jusqu'à des systèmes classiques d'absorption et de fractionnement pour la séparation du mélange de gaz en ses consti- tuants gazeux individuels.
Bien que ce ne soit pas là une méthode pré- férée d'opération, l'huile d'alimentation peut être divisée entre les cham- bres 7 et 9, une portion importante de cette huile d'alimentation péné- trant par l'ajutage 35 et une faible portion pénétrant par l'ajutage 36.
A la fin de la période de conversion on arrête l'introduction d'huile d'alimentation par les ajutages 35 et 36, mais on continue la cir- culation de vapeur d'eau pénétrant par la canalisation 33, dans le double but d'expulser les produits de réaction contenus dans le système par la canalisation 42 et de les récupérer, et aussi de purger le'système avant l'introduction d'air pendant la période de chauffage, ce qui réduit au minimum les risques d'explosion. Jusqu'ici on a décrit une période de chauffage ou de "tir" suivie d'une période de purge pour éliminer du sys- tème les gaz combustibles. Dans ces opérations la circulation est à sens unique de gauche à droite et ne constitue qu'un demi-cycle. Pour complé- ter ce cycle la même série d'opérations est effectuée en circulation in- verse, c'est-à-dire de droite à gauche.
Plus spécifiquement, la période de chauffage inverse est réalisée par l'introduction d'air par les cana- lisations 1, 32 et 19 et le brûleur 21 où il oxyde l'huile de chauffage pénétrant par la canalisation 18 pour engendrer des gaz de combustion chauds qui s'écoulent vers le haut à travers la chembre 12, le réacteur 9 et la conduite transversale 8 et vers le bas à travers les chambres 7 et 5 en chauffant le revêtement intérieur réfractaire et la brique de ru- chage qui s'y trouvent.
Dans la méthode préférée d'exécution de l'opéra-
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tion de "tir" ou de chauffage,la demanderesse a trouvé qu'il était bon de diviser le flux d'air en faisant passer une partie de cet air par la canalisation 19 et une partie par la canalisation ¯3¯, avec peu ou pas d'air passant par la canalisation 32, puis descendant par le tuyau éléva- teur 14 et montant à travers la brique de ruchage 12, parce que le passa- ge d'une partie importante de l'air dans le tuyau élévateur 14 et à tra- vers la brique de ruchage 12 provoque un refroidissement excessif de la brique de ruchage 12 avec abaissement consécutif de la température - en particulier au fond - et différentielle plus grande de température entre cette brique de ruchage et le réacteur.
En réduisant la quantité d'air envoyée à travers la brique de ruchage 12 pendant la période de chauffage et en divisant la quantité d'air entre les chambres 11 et 5, il est pos- sible d'obtenir des températures plus uniformes dans la section de brique de ruchage et une plus petite différentielle de température entre cette brique de ruchage et le réacteur superposé.
Dans la période de purge inverse, la vapeur d'eau pénétrant par la canalisation 34 descend par le tuyau élévateur 14, traverse la condui- te de liaison 139 monte à travers les chambres 12 et 9, passe dans la con- duite transversale 8, descend par les chambres 7 et 5 et s'évacue par leur fond à travers la conduite 28 et le tuyau élévateur 29 dans la che- minée 31, chassant ainsi les gaz de combustion contenus dans le système.
Avant le démarrage de la période inverse de fabrication on ferme la sou- pape de cheminée 17, on ouvre la vanne à renversement reliée à la cana- lisation 43, et l'on introduit ensuite l'huile d'alimentation par le pul- vérisateur 36 à contre-courant de l'écoulement qui se poursuit de vapeur d'eau surchauffée montant à travers la brique de ruchage 12 dans la cham- bre de fixage 11 et de là par l'orifice 27 jusqu'en haut du réacteur 23.
Les produits de réaction descendent ensuite par la conduite transversale 8 à travers le réacteur 7 et la chambre de fixage 5 où la conversion de l'huile est achevée, et les produits de réaction en résultant s'écoulent vers le haut par le tuyau élévateur 29 et s'évacuent par la conduite 43.
L'écoulement d'huile d'alimentation au pulvérisateur 36 est arrêté, mais la circulation de vapeur.d'eau est continuée, purgeant ainsi le système des gaz combustibles et achevant un cycle complet. L'opération est ensui- te répétée au commençant par la période de chauffage avec circulation de gauche à droite, c'est-à-dire en montant à travers les chambres 5 et 7 et en descendant à travers les chambres 9 et il* Un cycle peut être ter- miné en 5-10 minutes environ, un peu moins de la moitié de ce temps étant consacrée au chauffage du matériel et un peu moins de la moitié à la réa- lisation de la conversion de l'huile, le reste de la durée du cycle étant pris par la purge du système.
Une autre méthode d'opération qui fait ressortir les avantages à tirer du rapport préférable vapeur d'eau/huile, qui est supérieur à la normale de la technique des gaz combustibles, consiste à opérer en inver- sant après l'opération de chauffage ou "tir". Cela donne une vapeur d'eau à température plus élevée pendant l'opération de fabrication, parce que les briques de ruchage viennent juste d'avoir été chauffées par les gaz de combustion.
Cette façon d'opérer peut également diminuer la sévérité du cracking à une température de contrôle donnée, du fait que les briques de ruchage ont été trempées en quelque sorte par le passage de la vapeur d'eau de fabrication avant d'être utilisées pendant la fabrication pour la récupération de chaleur, l'extinction des gaz et le fixage des gaz, et qu'un gradient de température uniforme approprié s'établit dans lesdites briques. Toutefois la présente invention n'est pas limitée à un cycle par- ticulier quelconque d'opérations et peut fonctionner dans l'ordre "tir", fabrication, inversion, au lieu du cycle; fabrication, "tir", inversion que l'on vient de décrire.
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Les exemples qui suivent illustrent une méthode de mise en oeuvre de la présente invention.
De l'huile de pétrole est convertie en hydrocarbures saturés dans un système régénérateur thermique à circulation alternée, dans un appareil pratiquement comme illustré dans le dessin et dont les coques jumelées 22 et 23 ont chacune 396 centimètres de diamètre et 10586 centimètres de hau- teur. Le cycle est constitué par une période de chauffage, une période de purge pour éliminer les gaz de combustion, une période de conversion et une période de purge pour éliminer les gaz de combustion, suivie de périodes inverses de chauffage, de purge pour éliminer les gaz de combus- tion, de conversion et de purge pour éliminer les gaz de combustion. Cha- que cycle demande sept minutes et demie.
Les données et résultats cor- respondants de l'opération sonr résumés ci-après
Caractéristiques de l'huile employée
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<tb> Poids <SEP> spécifique <SEP> 0,9492
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<tb> Carbone <SEP> Conradson <SEP> - <SEP> Pourcentage <SEP> 6,2
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<tb> Donnée <SEP> thermique <SEP> - <SEP> 180900
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<tb> Rapport <SEP> carbone/hydrogène <SEP> 7,6
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<tb> Température <SEP> de <SEP> distillation <SEP> - <SEP> <SEP> C <SEP>
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<tb> un <SEP> tiers <SEP> au <SEP> dessus <SEP> 368
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<tb> Conditions <SEP> de <SEP> gazéification
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<tb> Cycles <SEP> par <SEP> heure <SEP> 8
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<tb> Huile <SEP> de <SEP> fabrication <SEP> :
<SEP> litres <SEP> par <SEP> cycle <SEP> 1.444
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<tb> litres <SEP> par <SEP> minute <SEP> 643
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<tb> Température <SEP> C <SEP> 153
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<tb> Huile <SEP> de <SEP> chauffage <SEP> : <SEP> Litres <SEP> par <SEP> cycle <SEP> 116
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<tb> température <SEP> @ <SEP> C.
<SEP> 152
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<tb> Vapeur <SEP> d'eau <SEP> de <SEP> fabrication <SEP> s
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<tb> Kilogs <SEP> par <SEP> minute <SEP> 167,2
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<tb> Vapeur <SEP> d'eau <SEP> d'atomisation <SEP> - <SEP>
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<tb> Kilogs <SEP> par <SEP> minute <SEP> 20,1
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<tb> Vapeur <SEP> d'eau <SEP> totale <SEP> à <SEP> la <SEP> fabrication
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<tb> Kilogs <SEP> par <SEP> minute <SEP> 188,
2
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<tb> Kilogs <SEP> par <SEP> litre <SEP> d'huile <SEP> de <SEP> fabrication <SEP> 29
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<tb> Température <SEP> vapeur <SEP> d'eau <SEP> de <SEP> fabrication <SEP> <SEP> C <SEP> 785
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<tb> Air <SEP> principal <SEP> -mètres <SEP> cubes <SEP> par <SEP> minute <SEP> 270
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<tb> Air <SEP> brûleur <SEP> -mètres <SEP> cubes <SEP> par <SEP> minute <SEP> 330
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<tb> Température <SEP> en <SEP> haut <SEP> des <SEP> briques <SEP> de <SEP> ruchage
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<tb> maximum <SEP> moyen <SEP> <SEP> C. <SEP> 871
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<tb> minimum <SEP> moyen <SEP> <SEP> C.
<SEP> 753
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<tb> Analyse <SEP> des <SEP> gaz <SEP> - <SEP> Pourcentage <SEP> molaire <SEP> -
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<tb> Ethylène <SEP> 23,8
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<tb> Propylène <SEP> et <SEP> oléfines <SEP> supérieures <SEP> Il,4
<tb>
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<tb> Isobutylène <SEP> 1,8
<tb>
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<tb> Carbures <SEP> aromatiques <SEP> 0,9
<tb>
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<tb> Acétylène <SEP> 0,9
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<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
<tb> Total <SEP> des <SEP> constituants <SEP> ci-dessus <SEP> ou
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<tb> "gaz <SEP> hydrocarbonés <SEP> insaturés" <SEP> 38,8
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<tb> Hydrogène <SEP> 14,9
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<tb> Méthane <SEP> 30,3
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<tb> Ethane <SEP> 4,
8
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<tb> Méthane <SEP> et <SEP> éthane <SEP> (ou <SEP> total <SEP> des <SEP> paraffines) <SEP> 35,1
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<tb> Anhydride <SEP> carbonique <SEP> 3,0
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<tb> Oxygène <SEP> 0,3
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<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> carbone <SEP> 1,4
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<tb> Azote <SEP> 6,5
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<tb> Total <SEP> CO2 <SEP> + <SEP> 02 <SEP> + <SEP> CO <SEP> + <SEP> N2 <SEP> Il,2
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<tb> Pourcentage <SEP> des <SEP> vrais <SEP> gaz <SEP> d'huile <SEP> 88,
8
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<tb> Btu <SEP> par <SEP> dm3 <SEP> de <SEP> gaz <SEP> total <SEP> 41
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<tb> Btu <SEP> par <SEP> dm3 <SEP> de <SEP> vrai <SEP> gaz <SEP> d'huile <SEP> 46
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<tb> Substances <SEP> par <SEP> MCF <SEP> de
<tb>
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<tb>
<tb>
<tb> "Gaz <SEP> hydrocarbonés <SEP> insaturés"
<tb>
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<tb>
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<tb> Btu <SEP> par <SEP> dm3 <SEP> de <SEP> "produits <SEP> insaturés" <SEP> 66
<tb>
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<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> fabrication <SEP> - <SEP> Litres <SEP> 170
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> de <SEP> chauffage <SEP> - <SEP> Litres <SEP> 17
<tb>
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<tb> Huile <SEP> total <SEP> - <SEP> Litres <SEP> 186
<tb>
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<tb>
<tb> Huile <SEP> légère <SEP> récupérée <SEP> - <SEP> Litres <SEP> 10,
4
<tb>
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<tb> Goudron <SEP> produit <SEP> - <SEP> Litres <SEP> 40,3
<tb>
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<tb>
<tb> Total <SEP> des <SEP> hydrocarbures <SEP> liquides <SEP> récupérés
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb> litres <SEP> 49,7
<tb>
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<tb> Hydrocarbures <SEP> liquides <SEP> employés, <SEP> net-
<tb>
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<tb> Litres <SEP> 136,8
<tb>
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<tb>
<tb> Rendements <SEP> par <SEP> litre <SEP> d'huile <SEP> de <SEP> fabrication
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb> Ethylène <SEP> - <SEP> Kilogs <SEP> 0,118
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Propylène <SEP> et <SEP> oléfines <SEP> supérieures <SEP> 0,097
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Isobutylène <SEP> 0,018
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Carbures <SEP> aromatiques <SEP> 0,013
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Acétylènes <SEP> 0,
006
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Total <SEP> des <SEP> constituants <SEP> ci-dessus
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ("Gaz <SEP> hydrocarbonés <SEP> insaturés") <SEP> Kilogs <SEP> 0,252
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Huile <SEP> légère <SEP> récupérée <SEP> - <SEP> Litres <SEP> 0,27
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Goudron <SEP> obtenu <SEP> - <SEP> Litres <SEP> 1,03
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Valeur <SEP> combustible <SEP> du <SEP> méthane, <SEP> de <SEP> l'éthane
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> de <SEP> l'hydrogène <SEP> et <SEP> de <SEP> l'oxyde <SEP> de <SEP> carbone
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Thermies <SEP> 0,297
<tb>
Bien que certaines mises en oeuvre préférées de l'invention aient été exposées dans un but illustratif,
il est évident que divers changements et modifications peuvent y être apportés sans s'écarter du champ d'action et de l'esprit de ladite invention.