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La présente invention est relative à un procédé pour la produc- tion de précieux hydrocarbures gazeux de bas poids moléculaire, à partir d'hydrocarbures liquides, notamment à partir de fractions de pétrole pré- sentant un point d'ébullition élevé . La production de gaz a lieu dans ce cas du fait que la matière de départ est transformée par voie thermique, par mise en contact avec un support de chaleur chaud, gazeux ou à l'état de vapeur
Suivant une proposition qui n'appartient toutefois pas à l'état de la technique, on peut mettre ce procédé en oeuvre d'une façon particuliè- rement avantageuse,
en mélangeant ensemble la matière de départ et le sup- port de chaleur chaud sous l'effet de la vitesse d'écoulement élevée de ce dernier et en introduisant le mélange dans une chambre réactionnelle élar- gie par rapport à l'ouverture en forme de buse d'entrée du mélange, de ma- nière que la réaction à courants de même sens entre le support de chaleur et la matière de départ se déroule sans contact avec des surfaces de limi- tation fixes.
Ce procédé est mis en oeuvre d'une façon particulièrement avan- tageuse lorsque la vitesse d'écoulement du support de chaleur chaud dans . le canal de mélange pendant l'admission de la matière de départ à craquer est maintenue à 100 mètres/seconde environ ou au-dessus et lorsque la tem- pérature du support de chaleur à l'entrée dans le dispositif de mélange atteint 1100 ou davantage Le mélange du support de chaleur avec la ma- tière de départ liquide a lieu en gros dans ce cas par le fait que le sup- port de chaleur affluant sous une vitesse élevée entraine, par un effet d'in- jection, la matière liquide depuis une ou plusieurs conduites d'amenée, et la pulvérise. L'admission de la matière liquide peut aussi toutefois avoir lieu en pulvérisant la matière liquide dans le support de chaleur chaud.
Le procédé décrit ci-dessus est notamment approprié pour l'obten- tion d'un gaz possédant une teneur élevée en hydrocarbures gazeux non sa- turés comme l'éthylène, le propylène et analogueso
Le gaz porteur doit, dans ce cas, satisfaire aux conditions sui- vantes :
Tout d'abord le gaz porteur doit, au sens mécanique du terme servir de support pour la matière de départ et les produits de la réaction, c'est-à-dire de véritable moyen de transporto Il doit, en outre, servir à régler dans des zones de température déterminées les pressions partielles des divers composants de la réaction, ainsi que les temps de séjour dans ces zones. Finalement, le support de chaleur sert de distributeur de l'é- nergie consommée pour les réactions endothermiques, et finalement aussi de moyen pour pulvériser et homogénéiser la matière liquide de départ.
On a maintenant trouvé que la formation d'hydrocarbures non va- porisables et de carbone élémentaire qui se produit, même si ce n'est que dans une mesure relativement minime, dans le procédé décrit ci-dessus, peut encore être davantage réduite si l'on exécute le procédé de manière que la matière de départ soit d'abord complètement pulvérisée,dans une chambre distincte débouchant dans le trajet d'écoulement du support de chaleur, avant qu'elle ne vienne en contact avec la majeure partie du support de chaleur.
Il s'est notamment avéré que pour la production de fragments oléfiniques comportant de 2 à 4 atomes de carbone par molécule, des impul- sions de craquage relativement élevées sont nécessaires, c'est-à-dire que les molécules doivent être exposées à des températures élevées dans des temps réduits de façon correspondante. Plus les gouttelettes d'huile sont grandes, plus les fractions qu'elles renferment ont besoin de temps pour
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absorber l'énergie nécessaire pour le craquage Toutefois, même lorsqu'on impartit à de telles gouttelettes le temps nécessaire, l'opération de cra- quage ne se déroule dans certains cas pas totalement dans le sens désiré, car la fonction temps-température de l'intensité de craquage peut se situer à l'extérieur du domaine optimum.
Par suite du retard dans la transmission de chaleur, les zones les plus profondes des plus grandes gouttelettes sont exposées à des températures favorisant les processus de cokéfaction, de sorte que la formation de produits hautement condensés à partir de la ma- tière de départ se trouvant au coeur de la goutte a lieu de préférence à la formation d'éthylène ou de produits quelconques bouillant plus facile- ment.
Si l'on conduit le procédé de manière que la pulvérisation de la matière de départ soit terminée pour toutes les parties de cette matière avant que la majeure partie du support de chaleur vienne en contact avec la matière pulvérisée, on peut alors, de cette manière, atteindre non seu- lement une accélération de l'addition homogène de la matière pulvérisée dans le courant du gaz porteur, mais surtout, on obtient également pour ré- sultat que l'énergie de craquage ne soit fournie à la matière qu'après la pulvérisation, de sorte que l'on obtient, pratiquement pour toutes les par- ticules d'huile, un effet optimum des impulsions de craquage, en vue de la formation préférée d'hydrocarbures comportant de 2 à 4 atomes de carbone.
L'addition de la matière de départ pulvérisée au courant de gaz porteur peut avoir lieu à courants de même sens ou à courants transverses. La pul- vérisation de la matière de départ dans la chambre séparée peut être effec- tuée de diverses manières. Il est possible d'injecter la matière liquide sous pression élevée à travers de fines buses, ce qui fait qu'il se produit une large pulvérisation. Il est toutefois également possible d'effectuer la pulvérisation à l'aide d'un agent gazeux, de préférence à l'aide d'un courant partiel du gaz porteur.
Sur le dessin annexé, on a représenté en coupe un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, et notamment de la partie du dispositif qui intéresse la pulvérisation de la matière de dé- part et son addition dans le courant du gaz porteur chaud.
La chambre réactionnelle 1 se termine vers le haut dans une pièce frontale conique ¯2 qui, de son côté, se continue dans une chambre de pulvérisation 3. Par la conduite 4, on délivre sous une pression modérée la matière de départ à craquer, par exemple une fraction de pétrole pré- sentant un point d'ébullition élevé. Un courant partiel du gaz porteur s'é- coule par la conduite 5 à une température qui n'est toutefois que modéré- ment élevée et ne dépasse, par exemple, pas 150 , dans le dispositif de mé- lange 6 réalisé sous la forme d'une tuyère de Lavai, dans laquelle le cou- rant du support de chaleur entraîne la matière de départ liquide de la con- duite d'arrivée 4 et la transporte à une vitesse élevée dans la chambre de pulvérisation 3 où se déroule la pulvérisation totale de la matière de dé- part.
A l'extrémité inférieure de la chambre de pulvérisation 3 est rac- cordée la conduite principale 1 pour le support de chaleur surchauffé, la- dite conduits débouchant dans une conduite annulaire 8. De la conduite annulaire 8, le support de chaleur peut s'échapper, par des fentes 9 diri- gées vers le bas, dans la chambre de pulvérisation 3. Il se produit alors le mélange entre le support de chaleur et la matière de départ avec forma- tion des produits de craquage désirés.
REVENDICATIONS.
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The present invention relates to a process for the production of valuable gaseous hydrocarbons of low molecular weight, from liquid hydrocarbons, in particular from petroleum fractions having a high boiling point. The production of gas takes place in this case because the starting material is transformed thermally, by contact with a hot, gaseous or vapor heat carrier.
According to a proposal which does not however belong to the state of the art, this process can be carried out in a particularly advantageous manner,
by mixing together the starting material and the hot heat carrier under the effect of the high flow rate of the latter and introducing the mixture into a reaction chamber enlarged from the opening in the form of a mixture inlet nozzle, so that the reaction in the same direction between the heat carrier and the starting material takes place without contact with fixed limiting surfaces.
This process is carried out in a particularly advantageous manner when the flow rate of the hot heat carrier is in. the mixing channel during the inlet of the starting material to be cracked is maintained at about 100 meters / second or above and when the temperature of the heat carrier entering the mixing device reaches 1100 or more The mixing of the heat carrier with the liquid starting material takes place roughly in this case by the fact that the heat carrier flowing at a high speed causes, by an injection effect, the liquid material. from one or more supply lines, and pulverizes it. The admission of the liquid material can however also take place by spraying the liquid material into the hot heat carrier.
The process described above is particularly suitable for obtaining a gas having a high content of unsaturated gaseous hydrocarbons such as ethylene, propylene and the like.
The carrier gas must, in this case, meet the following conditions:
First of all the carrier gas must, in the mechanical sense of the term, serve as a support for the starting material and the products of the reaction, that is to say as a real means of transport. It must, in addition, serve to regulate in determined temperature zones the partial pressures of the various components of the reaction, as well as the residence times in these zones. Finally, the heat carrier serves as a distributor of the energy consumed for the endothermic reactions, and finally also as a means to pulverize and homogenize the liquid starting material.
It has now been found that the formation of non-volatile hydrocarbons and elemental carbon which occurs, even if only to a relatively small extent, in the process described above can be further reduced if the The process is carried out so that the starting material is first completely pulverized, in a separate chamber opening into the flow path of the heat carrier, before it comes into contact with most of the heat carrier. heat.
In particular, it has been found that for the production of olefinic moieties containing from 2 to 4 carbon atoms per molecule, relatively high cracking pulses are necessary, i.e. the molecules must be exposed to high temperatures. high temperatures in correspondingly reduced times. The larger the oil droplets, the longer the fractions they contain need to build up.
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absorb the energy necessary for cracking However, even when such droplets are given the necessary time, the cracking operation does not in some cases take place completely in the desired direction, since the time-temperature function of the cracking intensity may be outside the optimum range.
As a result of the delay in heat transfer, the deeper areas of the larger droplets are exposed to temperatures favoring the coking processes, so that the formation of highly condensed products from the starting material present. in the heart of the drop preferably takes place to the formation of ethylene or of any products which boil more easily.
If the process is carried out in such a way that the spraying of the starting material is complete for all parts of this material before the major part of the heat carrier comes into contact with the sprayed material, then it is possible in this way , achieve not only an acceleration of the homogeneous addition of the pulverized material into the stream of the carrier gas, but more importantly, the result is also that the cracking energy is not supplied to the material until after the pulverization, so that an optimum effect of the cracking pulses is obtained for practically all oil particles, for the preferred formation of hydrocarbons having 2 to 4 carbon atoms.
The addition of the pulverized starting material to the carrier gas stream can take place in same direction or cross streams. The spraying of the starting material into the separate chamber can be accomplished in various ways. It is possible to inject the liquid material under high pressure through fine nozzles, so that a large spray occurs. However, it is also possible to carry out spraying with the aid of a gaseous agent, preferably with the aid of a partial stream of the carrier gas.
In the accompanying drawing, there is shown in section a device for carrying out the process according to the invention, and in particular of the part of the device which concerns the spraying of the starting material and its addition in the flow of the material. hot carrier gas.
The reaction chamber 1 ends upwards in a conical front piece ¯2 which, for its part, continues in a spray chamber 3. Via line 4, the starting material to be cracked is delivered under moderate pressure, by example a petroleum fraction with a high boiling point. A partial stream of carrier gas flows through line 5 at a temperature which, however, is only moderately high and does not exceed, for example, not more than 150, into the mixing device 6 constructed as of a Lavai nozzle, in which the current of the heat carrier entrains the liquid starting material from the inlet pipe 4 and conveys it at a high speed into the spray chamber 3 where the spraying takes place total starting material.
At the lower end of the spray chamber 3 is connected the main pipe 1 for the superheated heat carrier, said ducts opening into an annular pipe 8. From the annular pipe 8, the heat carrier can be extended. escape, through slits 9 directed downwards, into the spray chamber 3. Mixing between the heat carrier and the starting material then takes place with the formation of the desired cracking products.
CLAIMS.
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