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02rocédé pour transformer des huiles d'hydro- aarbureo lourdes en produits, plus volatils".-
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La présente invention a trait à un procédé et à un appareil pour la cokéfaction à haute température d'huiles d'hydrocarbures lourdes et similaires en vue d'obtenir des carburants pour moteurs, du obke et des hydrocarbures insa- turés de faible poids moléculaire. L'invention a plus parti- oulièrement trait a un procédé et à un appareil dans lesquels on se sert de particules solides préchauffées finement divisées,' qui sont relativement catalytiquement inertes, en vue d'effec- tuer la conversion désirée.
On a déjà émis un certain nombre de suggestions concernant la conversion d'hydrocarbures lourds en oléfines et dioléfines d'une certaine valeur, ayant jusqu'à environ 6'atomes de carbone,. Le procédé convient à la production de benzène et autres hydrocarbures aromatiques analogues, ainsi qu'à la production d'hydrocarbures paraffiniques et d'hydro- gène. La demande en produits tels que 7.'éthylène, le propy- lène, le butadiène, l'isoprène, le benzène et similaires a augmenté dans ces dernières années. Ces matières sont surtout utiles à titre de matières premières pour la production de divers produits chimiques, comprenant les matières polymères.
Diverses matières plastiques, fibres synthétiques, eto. ,aussi' bien que des réactifs et solvants plus simples, peuvent dériver de ces matières. Les produits non saturés à faible poids moléculaire peuvent donc être considérés domine produits chimi- ques de départ pour la production de nombreux produits indus-
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triels, comprenant les fibres synthétiques, les matières plas- tiques et autres polymères, etc*
On sait depuis longtemps qu'en craquant des hydro-. carbures lourds, tels que des résidus de pétrole, des résidus. ' de goudron de houille et similaires, on peut obtenir divers - produits non saturés en quantités substantielles.
Suivant un procédé, des particules solides préchauffées sont mises en contact avec la charge, laquelle est convertie thermique- ment en produits désirés, Ces derniers sont séparés des particules solides et refroidis en les mettant en contact avec' un fluide refroidisseur. On recycle et on réchauffe les soli- des séparés en vue de maintenir la chaleur nécessaire au sys- tème.
La présente invention ressemble à divers égards au procédé oi-dessus, mais comporte,en outre, un certain nombre de perfectionnements, La présente invention a pour objet un procédé de conversion d'une huile lourde d'hydro" carbure pour produire des produits plus volatils oomprenant des proportions sensibles d'oléfines dans la gamme en C2 à C4, ainsi que du coke, ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à faire passer un courant de particules solides chaudes et fluidifiables, préchauffées à une température supérieure à environ 705 C et suspendues dans un gaz pour for- mer une suspension ayant une densité apparente de 8 à 100 g/dm3 dans et hors d'une zone de cokéfaction allongée, à maintenir une pression totale d'environ 0,8 à 3,
5 kg/om2 (absolue) dane , ladite zone, à introduire l'huile à convertir en une phase divisée finement mais principalement liquide, en oontaot avec lesdites particules chaudes, à introduire un gaz non hydrocar- buré et sensiblement non réactif dans ladite zone en vue de
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maintenir la suspension des particules et aussi de 'réduire la pression partielle d'hydrocarbure, à régler le débit de la ;
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., ¯ -¯i;
charge d'huile et le taux d'écoulement du gaz non réactif en vue de maintenir la pression partielle d'hydrocarbure au-dessous'*. de 1,4 kg/om2 (absolue), et la durée moyenne de contact des particules d'huile dans la zone de réaction au-dessous de 2 secondes, afin d'obtenir des rendements relativement élevée
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en oléfines, et/ou dioléfines de la gamme en 0 4,9 et pour au déposer un résidu carbone', sur lesdites particules à. faire ;
j< if passer 2e mélange ainsi produit de vapeurs et de gaz, avec des j]? .particules entraînées porteuses d'un dépôt, dans une sono de séparation à action rapide en vue de retirer lesditea parti- ouïes entraînées, et à refroidir immédiatement les vapeurs
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en les refroidissant d'au moins 110009 lesdits séparation et refroidissement étant effectués en une moyenne de moins de . . deux secondes.
L'invention concerne également un appareil pour, , cokéfier les hydrocarbures lurds en vue de produire des
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produits plus volatile et du ooke, cet appareil étant earac;' 1' térisé en ce qu'il comprend une conduite de transfert destine ; à véhiculer un courant de particules suspendues, un disposILf t pour pulvériser l'huile sous une t'orme finement divisée en c,-1" tact avec un courant de eolidaa 'fluidifiablea a'écoulant dans cette conduite$ un dispositif pour introduire un gaz dt, suspension et de dilution pour aider au transport donditen i particules dans ladite zone, un dispositif pour régler le débit de la change d'huile et du gaz de dilution introduits'
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dans ledit réacteur, un cyclone de séparation des gaz-solidu à action rapide à l'extrémité de sortie dudit réacteur, com,,
4 prenant une paroi extérieure de section transversale horizon.,,
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tale hélicoïdale délimitant l'enveloppe du cyclone et une chicane tronoonique intérieure perforée s'étendant vers le bas, et reliée à une conduite de sortie de la vapeu@ ascendante, une chambre de purification s'étendant vers le bas pour la sortie des solides, des moyens pour séparer les vapeurs d'avec les solides s'écoulant vers le bas de ladite chambra de puri- fication, des moyens pour réchauffer les solides séparés et des moyens pour renvoyer les solides réchauffés au réaoteur en vue de fournir de la chaleur à ce dernier.
En procédant conformément à la présente invention, 'on améliore l'efficacité de la transformation et on peut obtenir ainsi des rendements économiques élevée en produite de faible poids moléculaire à partir d'huiles lourdes de fai- ble valeur éc@nomique,
La transformation des huiles lourdes s'effectue, de préférence, à des températures telles que 675 à 813 C et une tempéra cure opératoire particulièrement appropriée pour la , production d'une gamme de produits désirables de faible poids moléculaire est voisine de 705 C. Comme diluant, on utilise, de préférence, de la vapeur d'eau surchauffée,bien que l'on puisse faire usage d'azote, de gaz de carn'aux et d'autres diluant inertes.
Comme on l'a déjà signalé, l'inventioh envisage une durée moyenne pour la réaction, c'est-à-dire le temps pendant lequel l'huile demeure en contact aveo les particules porteuses de chaleur, qui est très court, habituellement moins de 2 secondes; La durée préférée du contact est de l'ordre général de 0,5 seconde environ pour une température de 705 0-
Avec une température légèrement inférieure, la durée préférée est un peu plus longue, soit par exemple environ 1 seconde à
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690 p. Avsc uns températurs p.us ê.svés, o< z 69000. Avec une température plus élevée, onTéduit d habitude, la durée de contact.
L'invention implique également l'utilisation d'ap-
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pareils hautement efficaces pour séparer des vapeurs de. matières à/ solides, afin de réduire au minimum la durée de séparation. ' La durée de la séparation ne devrait paa aer 1 seconde et est, de préférence, moindre. En principe, elle devrait ,6 être plus courte que celle de. la réaction et devrait, de pré- L' w fèrence, ne pas dépasser environ 0,1 à 0,25 seconde à la température opératoire préférée de 690 à 73000. A des tempé- ratures plue élevées, la durée de la séparation doit m8me être .. plus courte.
Il est nécessaire de refroidir les vapeurs sé-
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parées d'au moins 14000 en Il espace d'une seconde et il est préférable de les refroidir davantage otent-à-dïre de plusieurs; centaines de degrés, par exemple jusqu'à 315-370*Cp pour empéo cher une détérioration thermique di produit.
Selon une autre caractéristique de l'inventïonigoon f chauffe les solides qui fournissent la chaleur pour la oonver-. ',/1 ' sion en faisant brûler une matière combustible en présence de solides pendant un temps très court. On a constaté que si ' l'on prolonge la période de combustion) les résidus carbonés déposés sur les solides, ou constituant ces derniers, réagis- sent avec le gaz carbonique produit par la combustion pour '
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produire de l'oxyde de carbone avec une perte considérable " ,'1 du rendement thermique. Il est donc important que le réchauf- fage des solides soit effectué par une combustion d'une durée inférieure à 3,0 secondes et, de préférence, à 1,5 seconde.
On augmente ainsi la production en gaz carbonique et on obtient une économie appréciable en chaleur. Lorsque cela est possi- très
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e-ble, il est7désirable de maintenir la durée de combustion d'uE<9 particule donnée à moins de 1,0 seconde.
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D'autres caractéristiques comportent un système amélioré de récupération et de fractionnement, et des réglages
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grâce auxquels la production de gaz sec, o'eet--d3.re d'hydro-, carbures de 3 atomes de carbone ou moins, soit maintenue entre environ 25 et 40 % par rapport au poids de la charge. '>' ,1 La conversion préférée en gaz sec est d'environ 30 9.
T On comprendra mieux l'invention en se reportant ¯ ,]f aux dessins annexée dgas lesquels t 'lu' , la figure 1 est une vue en élévation avec certaines parties omises, d'un système de cokéfaction pour réaliser le procédé de 1'invention;
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- la figure 2 est une-.e à plus grande échelle du rés.ateur, du séparateur et des éléments de refroidissement représentés dans la partie centrale de la figure 1, certaines parties étant omises et d'autres représentées en coupe trans-
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veroale; - la figure 3 est un graphique représentant l'effet d'une pression partielle d'hydrocarbure sur divers produitn 1 obtenus dans un craquage thermique à des températures élevées,.
On va maintenant décrire l'appareil en détail en se référant aux dessins. Un courant de solides préchauffés,
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de préférence à plus de 750009 est amené par un tuyau montant, 11 par une courbe en U 13 dans une branche montante 15 d'où il s'écoule dans une chambre de réaction allongée 17. La vitesse de l'écoulement à travers le réacteur et la dimension du réacteur sont proportionnées de telle sorte que la moyenne des particules passe entièrement dans le réacteur en un temps
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qui n'est pas supérieur à 2 secondes. La vitesse préférée est ' telle que la moyenne des particules passe en environ 0,5 se- aonde, durée qui peut être inférieure pour des températures
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plue élevées.
Pour une température de réaction de 70500P une
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vitesse,superficielle du courant des particules solides est,' ,,
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de préférence, de 3 à 15 m/seconde pour un réacteur de 6 à 15 m ; de long. "'<f;;," Les tuyaux montante qui viennent d'être décrits sont
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aérés,, et les solides avancent poussés par une injection de ?i bzz vapeur par une ou plusieurs tuyères de la série 19P 21 et S3* .
Du gaz <fLuidifiant en supplément, de préférence de la vapeur,'.. quoique d'autres gaz inertes parmi ceux indiqués oï-desous f r puissent être utilisés, est introduit dans le réacteur 17 par
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une conduite d'admission 25* Un réglant la circulation de la /" vapeur dans les diverses conduites qui viennent d'être indri- quées, on peut obtenir dans le réacteur la vitesse convenable ' de l'écoulement des solides, ainsi que la pression partielle
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correcte d'hydrocarbure. ,,/ ",,¯ L'huile à convertir est introduite par la conduite' 27 dans la tuyère, ou un dispositif à tuyères multiples 29, ," lequel a de préférence la forme d'un anneau de façon a. réparez .". lg' . tir l'huile bien régulièrement sur toutes'étendue de la 'seo." , tion transversale du réacteur.
De cette façon, le courant des
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particules chaudes vient uniformément en contact avec la char-m ge. La charge, qui peut avoir été préchauffée,mais se trouve
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en grande partie sous phase liquide.est pulvérisée par la ' ' je et 0( tuyère 29 en vue d' obtenir une bonne dïoperaïon7âe trouve fl x réduite à l'état de gouttelettes ou particules finement ,,¯> . w p divisées.
Dans une opération particulière, la température des ,',, particules solide;% entrant dans le réacteur à partir de la
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conduite 15 pàut être de 750 0 environ. Après un contact ' ?. initial avec l'huile, la température dans le réacteur-peut '"?'' être d' enviro?45a, tandis qu'à la sortie du réacteur, elle
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sera sensiblement plus basse, environ 700-7050.
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Le réacteur se termine par un cyclone d'une concep- tion spéciale, qui est représentée en particulier à la figure
2, sur laquelle on voit que le réacteur se termine par un élé- ment 31 en hélice vers le bas et convergeant extérieurement, q qui constitue la paroi extérieure du cyclone ou séparateur.
En examinant l'appareil de la figure 2, on voit que le courant entrant des solides et de la vapeur tourne, par exemple dans le sens des aiguilles d'une montre, et converge en en desoen- dant. A l'intérieur de l'élément 31 se trouve un élément en tronc de cône 33 formant l'extrémité inférieure de la oon- duite de sortie 35, La partie terminale en tronc de cône est perforée par un grand nom@re de trous qui sont suffisamment gros pour Remettre l'échappement facile du gaz et de la va-' peur, comme indiqué en 37.
Par truite de la force centrifuge, les particules solides s'écoulent autour de la périphérie intérieure de la paroi extérieure, uis en descendant. Les vapeurs passent rapidement à travers les perforations et s'élèvent dans la conduite d'admission 35 pour aller dans l'appareil de réompé- ration, qui sera décrit diaprés.
Un fluide de refroidissement est introduit par la. conduite 39 dans un distributeur ou élément annulaire 41 destiné à diriger une pulvérisation d'une matière refroidissant en contact intime avec les vapeurs s'écoulant vers la sortie.
La pulvérisation est,de préférenoe, dirigée vers le haut, comme représenté, mais elle peut être dirigée vers le bas.
La conduite de sortie peut également passer vers le bas, si on le désire. Un branchement de la sortie de refroidissement se prolonge vers le bas, comme indiqué en 43 vers lenbas de l'élément tronconique 33. Ce branchement est pourvu d'un.
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certain nombre de tuyères dirigées vers le haut afin de per-J ^ 'Î )j mettre d'introduire une pulvérisation refroidissant dans les vapeurs dès leur arrivée dans la conduite de sortie.
Ces .C. n . fï1 js tuyères sont représentées en 45. Bien que cette disposition p puisse différer quelque peu, il faut que le refroidissement soit rapide et efficace afin d'empêcher la détérioration des
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produits vaporeux.. 1 , ;#' La matière refroidissante peut(, être un liquide , refroidissant tel que de l'eau ou de l'huile, ou une auapen- ,, ., SÎ' sion de particules solides rafraîchies dans un f7,u,de approw f ß,, prié, ainsi qu'il est connu.
Toutefois, on as sert, de préfé,',(, rence, d'une huile à point d'ébullition intermédiaire entre ,
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les produits à faible poids moléculaire et la charge initiaux Par exemple, un liquide tout particulièrement approprié à cet effet peut consister en une fraction d'huile à point d'ébul-
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lition au-dessus d'environ 2050 et jusqu'à 40000 environ. On. ' huile ,',ji peut se servir d'une/bouillant jusqu'à 480 0 dans la plupart ",'j, des cas, mais l'huile de refroidissement préférée n'eet pas tout à fait aussi lourde.
Elle est injectée à un taux suffi- sant pour abaisser la température des vapeurs produites de ' 1] 11000 au moine et, de préférence de 14000 au moins en 1 seconder Le refroidissement est accompli de préférence en. beaucoup moins de temps, par exemple, en 0,25 seconde ou moins, comme indiqué ci-dessus. On préfère aussi, comme indiqué ci-dessus, refroidir d'une façon plus énergique en abaissant la tempéra-
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ture jusqu'à 425*0, et de préférence 37000 ou moins, à partir de la température initiale de 67500 ou davantage.
Les vapeurs refroidies, qui sont maintenant rela- tivement inertes quant à leur détérioration automatique, sont amenées par la conduite 51 à l'appareil de récupération 53.
Ce dernier comporte dans sa partie inférieure une série de
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chicanes 55 destinées à laver les vapeurs refroidies à mesure qu'elles s'écoulent vers le haut. On peut retirer du fond de la tour 53 par la conduite de sortie 57 une huile lourde oon- densée. On peut recycler tout ou partie de cette huile au réac- teur de cokéfaction 17, si on le désire.
Les vapeurs non condensées montent par une série'! de plateaux 59 pour un fractionnement plue poussé, le liquide condensé en provenant étant recueilli sur l'un des plateaux 61 pour être retiré par la conduite 63. On peut renvoyer ce liquide par un système classique de pompage par la conduite 65 au-dessus, pour le faire s'éoouler en contre-courant par rapport aux vapeurs montantes et les refroidir et les conden- ser ainsi plus efficacement. Les vapeurs qui s'élèvent au- dessus de la conduite 65 sont fractionnées plus à fond dans la partie supérieure 67 de la tour, laquelle contient des pla- teaux 69 appropriée de fractionnement* On peut retirer divers oourants latéraux si on le désire.
L'un de ceux-ci, de préfé- renoe, d'une gamme d'ébullition intermédiaire, peut servir . de liquide de refroidissement aux tuyères 41 et 45. Les gaz résiduels non condensés sont évacués en tête par la conduite de sortie 71.
Au cours de la conversion dans le réacteur, des dépôts carbonés, surtout du ooke mais contenant habituellement de l'huile qui continue à se dégager à l'état de vapeurs, sont déposéss sur les particules introduites à l'origine dans le réacteur. A mesure que ces particules chargées de dépôt sont séparées des vapeurs, on les fait passer en bas dans une zone 81 qui les recueille* La, on peut les purifier par un gaz de purification introduit par la conduite 83 afin de récupérer purification introduit par conduite afin de récupérer des vapeurs en supplément. On peut faire passer ces dernières en montant dans la conduite de sortie des produits, en contre-
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courant par rapport aux solides qui descendent.
Ces vapeurs
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peuvent encore, si on le désira être isolées par un joint . 4...i F ' éE]j étanche aux vapeurs établi dans la partie étroite 85. De " ' préférenoe, la vitesse et le volume des gaz introduits par la
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conduite 83 sont suffisants pour maintenir un lit fluiàifié '"' <"1, de solides à l'intérieur de la chambre 81 qui les reoueille. y s,a , .<j.<é,j, On fait passer les solides purifiés de la chambre ." iil qui les reoueillis par une oonduite sortie COUde" j]i;
1 qui les recueillis par une conduite de sortie 89 et le coude en U 91 dans la conduite 93 à écoulement ascendant. On dispose , à intervalles des jets d'aération et de propulsion, de préfé- rence, sous forme de vapeur, comm indiqué en 95, 97 et 99.
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,1 l,'y; Lorsque l'on désire réduire la dimension partioulaire des ,1à,) solides, ces conduites d'admission peuvent avoir la forme de v jets à grande vitesse. L'utilisation de ces jets, c''est-'a.-' 'i:: dire à des vitesses de plusieurs centaines de mètres/seconde,
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permet de briser les particules solides très eft'ioaoement, ...tl, ":'1,
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surtout si celles-ci sont en coke, comme il est habituellement ,.llï" préféré. On règle le débit de l'écoulement des solides par . < . la conduite 93 en réglant la quantité de l'écoulement des gaz 1 -1 par les tuyères 95, 97 et 99. J- On a prévu une vanne 101 d'obturation de sûreté.
Dans la figure 1, celle-ci est représentée près du haut de la conduite 93, mais elle pourrait être près du bas de cette conduite si on le,désire, ou dans la partie inférieure du tuyau montant' 89, comme il est évident.
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Les solides ascendants, qui ont été débarrassés de ,'' y ' leur résidu hydrnoarboné et n' ont pae oonséquent qu'une faible ? w3 teneur en produits volatils, passent dans me grande chambre '!f de combustion 105 en forme de conduite allongée. On envoie , à la conduite 105 un courant de gaz oomburant, tel que de l'air
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ou de l'oxygène, par l'admission 107. Si les particules elles- mêmes ne sont pas combustibles et/ou ne contiennent pas suffi-, samment de carbone pour fournir les besoins en chaleur, on peut ajouter un combustible provenant de l'extérieur en même tempe que de l'air. Même si les particules sont en coke, ainsi qu'il est habituellement préféré, il est inutile de les brûler . si l'on désire obtenir du ooke à titre de produit.
Dans ce cas, on fournira tout le combustible nécessaire, c'est-à-dire l'huile ou le gaz, avec l'air à la conduite 107, ou une partie de ce combustible peut être ajoutée en des points subséquents dans le brûleur, si on le désire. Le combustible venant de l'extérieur est consumé, de préférence, ce qui laisse non brû- lée une gracie partie du coke produit.
Comme il a été noté plus haut, il convient de compléter rapidement la combustion et le réchauffage.des soli- des. Ceci constitue une caractéristique importante de l'in- vention. la conséquence, les proportions de la chambre de combustion sont telles que la moyenne des particules la tra- verse complètement en moins de 3 secondes environ et, de pré- férence, en moins de 1,5 seconde. C'est ainsi que pour une chambre de combustion de 18 m de longueur, ,la vitesse moyenne doit être au moins de 6 m/s et, de préférence, plutôt plus , élevée. En raison de cette vitesse, il est avantageux de se servir d'un cyclone de séparation efficace et à action rapide pour séparer les solides des gaz de combustion.
Un tel ayolo- ne est indiqué en 109, il est de la même construction générale que les cyclones 31. 33 décrits ci-dessus.
Les solides sont séparés des gaz de combustion et ces derniers sont évacués en tête par la conduite de sortie
111. Comme ce cyclone est à séparation rapide, il est habi- tuellement avantageux de faire passer les gaz de combustion par''un cyclone secondaire pour pouvoir récupérer davantage
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fiù5 ,i , R de particules fines entraînées et empêcher une pollution aumosphérique nocive. Ce deuxième moyen de récupération (non représenté) peut être de n'importe quel type classique,
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Les solides séparés descendent dans la chambre , y.lk ,,,j, 113 d'épuration qui les recueille et qui fonctionne d'une
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manière à peu prés semblable à la chmbre 81 décrite précédom- ' ;y ment.
On peut introduire un gaz d'épuration par une ou plu**¯/ oieure admissions 1159 117 les particules épurées réo)2àv.*I sieurs admissions 115, 117 les particules épurées réchaud fées descendent dans le tuyau montant 11 et sont recyclées au réacteur en vue de pour suivre le procédé. On peut retire du coke sous forme de produit en n'importa quel point approprié
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du système, par exemple par la conduite de sortie 117' comman- dée par la vanne 119.
Dans certaines conditions opératoires, le ooke produit dans le procédé est entièrement consumé, de sorte qu'il n'en existe plus comme sous-produit,
En se reportant maintenant à la figure 3, on remarque-,1.,': ra que la production des produits vaporeux les plue avantageux augmente très notablement pour de faibles pressions partielles d'hydrocarbure. En môme temps, la production de méthane, dont la valeur est habituellement faible et qui est par suite peu
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avantageux à titre de produit principal, tombe rapidement u la 4, pression partielle d'hydrocarbure inférieure à 0,7 kg/om2 (absolue.
Au point de vue du rendement, il convient donc d'opérer avec une pression partielle d'hydrocarbure intérieure
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à out kg/cm Naturellement, la quantité de diluant inerte bzz est déterminée par la pression partielle d'hydrocarbure désirée. Par exemple, le tableau suivant montre quel est le pour- ;';
centage en poids de vapeur par rapport à la charge nécessaire pour des pressions partielles d'hydrocarbure de 0,35, 0,7 et
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1 , 4 kg/om2 Î
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<tb> Pression <SEP> partielle
<tb>
<tb> d'hydrocarbure, <SEP> kg/cm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0,35 <SEP> 0,7 <SEP> 1,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Vapeur, <SEP> % <SEP> en <SEP> poids <SEP> 130 <SEP> 48 <SEP> 6, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
La quantité optimum de vapeur à utiliser dépend des valeurs relatives de la vapeur, des hydrocarbures et des frais d'équipement dans l'endi @t dans lequel on fait usage du ' procédé.
Les corrélations indiquées sur la figure 3 donnent les rendements en produits en 01, 02, C3, et 0. obtenus lors- qu'on introduit du gasoil dans le réaoteur. Quoique les ren- dements obtenus aveo les oharges résiduelles différent quelque peu de ceux indiqués figure 3 les résultats oonnus indiquent que les tendances aveo la pression partielle d'hydrocarbure sont à peu prés les mêmes. Les rendements indiqués à la figure 3 concernent les hydrocarbures tant saturée que non saturés.
Dans les conditions opératoires préférées de tempé- rature et de durée de contact décrites ci-dessus, soit environ 705 C et, de préférenoe, environ 0,5 seconde ou moins, les produits en C2 donnent 60 % ou plus d'éthylène. Les produits en C3 sont habituellement de plus de 90% oléfiniques, et la' proportion de butadiène, qui est parmi le$ produits en C4, celui qui a le plus de valeur, s'élève habituellement entre 30 et 40 % du total des produits en 0.,-dans des oonditions opératoires préférées.
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Comme indiqué ci-dessus, la conversion en gaz sec (c'est-à-dire en C3 et plus légers) détermine dans une mesure considérable le rendement global du procédé. Il est préféra-, ble de maintenir cette conversion dans les limites de 25 à 40 % en poids par rapport à la charge. La conversion d'environ 30 % pour la plupart des charges se rapproche de la meilleure.
Il doit aussi être entendu que d'autres produits avantageux, en outre de ceux particulièrement désignés ci-dessus, sont obtenus dans les mômes conditions opératoires. Les diçléfines en C5 s'obtiennent en rendements raisonnables et on obtient quelques rendements en benzène, toluène et xylène, qui ont tous plus de valeur que le gasoil ou l'essence dans la plupart des raffineries,
A titre d'exemple particulier d'une opération Bâtis.. faisante, on introduit dans le réacteur, aveo de la vapeur surchauffés, des particyules solides préchauffées à 815 C.
La vitesse dans le tuyau montant, avan l'introduction de vapeur, est comprise entre 90 et 150 cm/s. L'addition de va- peur porte cette vitesse à 4,5 à 5 m/s On pulvérise la char- ge résiduelle, par exemple un brut réduit de la Louisiane, par la tuyère de répartition ou anneau 29 dans les solides chauds. La charge produit suffisamment de gaz lors de la vaporisation et du oraquage pour''élever la vitesse à 18 m.s à la sortie du réacteur. La durée nominale du passage des gaz dans la partie du réacteur formant conduite de transfert est d'environ 0,25 seconde. Dans le cyclone, la durée de la réac- tion est d'environ 0,25 seconde.
Le cyclone constitue la partie terminale du réacteur en fait, et il est important de soustraire, armant que possible,le gaz d'un contact avec les solides aussi ra p idement qu'il en est sépar Les produits vaporeux sont trempés à la sortie du cyclone par une pulvéri- sation d'huile froide, et ils sont refroidis à 280 C en vue
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de refroidir les vapeurs plus volatiles et de oondenser une fraction de goudron, bouillant à plus de 345 C, se trouvant parmi les produits. L'huile de refroidissement utilisée ici est une fraction bouillant entre 220 et 345 C. recyclée à partir de l'appareil de fractionnement.
Les solides qui sont séparés des produite sont purifiés par de la vapeur dans une zone de purification présentant une durée de séjour pour les solides d'environ 10 secondes. Un débit de vapeur produisant 2 V/V dans le purificateur est suffisant pour éviter une perte appréciable de produits vaporeux,2 ou 3 16 de produits vaporeux seraient autrement emportés dans la zone de oombus- tion.
Lord de leur entrée dans le brûleur, on mélange de l'air solide purifié, et la combustion'continue. La température des solides atteint 815 C en 1,5 à 2 secondes environ, et le brûleur est conçu pour une vitesse à la sortie .de 18 mis. Les solides chauffés sont séparés des gaz brûlés dans un cyclone 109 à courte durée de séjour. On bécupère la chaleur perdue dans les gaz brûlés dans une chaudière à chaleur perdue (non représentée). Les solides provenant du cyclone tombent dans la ohambre 113 et sont purifiés par la vapeur en vue d'éviter d'amener des gaz brûles dans le réac- teur.
Dans la disposition de la figure 1, une partie de la vapeur de purification introduite dans la conduite 83 s'écoule en montant dans la conduite de sortie 33-35. Cette vapeur. avec celle ajoutée aux solides entrant dans le réacteur, forme un total d'environ 5 % en poids par rapport à la charge d'huile.
A titre d'exemple, on obtient les produits suivants en introduisant un résidu à 2,4 % de la Louisiane du Sud bouillant à 705 C avec une conversion à 30% en produits en C3 et plus légers et une pression partielle d'hydrocarbures
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de 0,35 kg/cm2 (absolue) :
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<tb> Rendements <SEP> en
<tb>
<tb> produite
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> G2 <SEP> en <SEP> poids <SEP>
<tb>
<tb> Gaz <SEP> non <SEP> hydrocarbure <SEP> 0.9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> H2 <SEP> 0,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CE <SEP> 4 <SEP> ICI <SEP> 6,3
<tb>
<tb>
<tb> C2H4 <SEP> 10,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C2H6 <SEP> 2,8
<tb>
<tb>
<tb> C3H6 <SEP> 8,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C3H8 <SEP> 0,6
<tb>
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a 4E6 2e24
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<tb> C4H8 <SEP> 4,1
<tb>
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p4H1 Q 0,1
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<tb> 0-220 <SEP> C <SEP> (ex-benzbne) <SEP> 17,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Benzène <SEP> C,83
<tb>
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220-345 00 7,2 ' " 345 00 + (ykompriis coke) lµll. 38,4
Il doit être entendu que l'exemple ci-dessus n'est que l'un des divers modes envisages d'opération.
On peut - faire fonctionner ce système dans les limites décrites plue haut et il est hautement efficace. Un brut réduit de faible valeur se trouve converti en produits de grande valeur avec de bons rendements en suivant les conditions spécifiées.
REVENDICATIONS l.- Procédé de conversion d'une huile lourde d'hydro- carbure pour produire des produits plus volatils comprenant
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des'proportj.ons sensibles d'oléfines dans la gamme en 029 ainsi'
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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02rocess to transform heavy hydro-aarbureo oils into more volatile products ".-
<Desc / Clms Page number 2>
The present invention relates to a process and apparatus for the high temperature coking of heavy hydrocarbon oils and the like to obtain motor fuels, gasoline and low molecular weight unsaturated hydrocarbons. More particularly, the invention relates to a method and apparatus in which finely divided, preheated solid particles, which are relatively catalytically inert, are used to effect the desired conversion.
A number of suggestions have already been made regarding the conversion of heavy hydrocarbons to olefins and diolefins of some value, having up to about 6 carbon atoms,. The process is suitable for the production of benzene and other similar aromatic hydrocarbons, as well as for the production of paraffinic hydrocarbons and hydrogen. The demand for products such as ethylene, propylene, butadiene, isoprene, benzene and the like has increased in recent years. These materials are primarily useful as raw materials for the production of various chemicals, including polymeric materials.
Various plastics, synthetic fibers, eto. , as well as simpler reagents and solvents, can be derived from these materials. Low molecular weight unsaturated products can therefore be considered to dominate the starting chemicals for the production of many industrial products.
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trials, including man-made fibers, plastics and other polymers, etc *
It has long been known that by cracking hydro-. heavy carbides, such as petroleum residue, residue. From coal tar and the like, various unsaturated products can be obtained in substantial amounts.
In one process, preheated solid particles are contacted with the feed, which is thermally converted to desired products. These are separated from the solid particles and cooled by contacting them with a cooling fluid. The separated solids are recycled and reheated to maintain the heat required by the system.
The present invention is similar in various respects to the above process, but further comprises a number of improvements. The present invention relates to a process for converting a heavy hydrocarbon oil to produce higher products. volatiles oomprant significant proportions of olefins in the range C2 to C4, as well as coke, this process is characterized in that it consists in passing a stream of hot and fluidizable solid particles, preheated to a temperature above approximately 705 C and suspended in a gas to form a suspension having a bulk density of 8 to 100 g / dm3 in and out of an elongated coking zone, maintaining a total pressure of about 0.8 to 3,
5 kg / om2 (absolute) dane, said zone, in introducing the oil to be converted into a finely divided but mainly liquid phase, in contact with said hot particles, in introducing a non-hydrocarbon and substantially non-reactive gas into said zone in order to
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maintain the suspension of particles and also to 'reduce the partial pressure of hydrocarbon, to regulate the flow of the;
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., ¯ -¯i;
oil charge and the rate of flow of the non-reactive gas in order to maintain the partial pressure of hydrocarbon below '*. of 1.4 kg / om2 (absolute), and the average contact time of the oil particles in the reaction zone below 2 seconds, in order to obtain relatively high yields
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olefins, and / or diolefins of the range 0 to 4.9 and to deposit a carbon residue ', on said particles. make ;
j <if pass 2nd mixture thus produces vapors and gases, with j]? . entrained particles carrying a deposit, in a sound separation system with rapid action in order to remove the said entrained particles, and to immediately cool the vapors
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by cooling them by at least 110009 said separation and cooling being effected on an average of less than. . two seconds.
The invention also relates to an apparatus for,, coking heavy hydrocarbons in order to produce
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more volatile products and ooke, this apparatus being earac; ' 1 'terized in that it comprises a transfer line intended; in conveying a stream of suspended particles, a device for spraying the oil under a finely divided form in c, -1 "tact with a stream of fluidifiablea solidaa flowing in this pipe $ a device for introducing a gas dt, suspension and dilution to help transport donditen i particles in said zone, a device for regulating the flow rate of the oil change and dilution gas introduced '
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in said reactor, a fast acting gas-solid separation cyclone at the outlet end of said reactor, com ,,
4 taking an outer wall of horizontal cross section. ,,
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helical tale delimiting the envelope of the cyclone and a perforated inner tronic baffle extending downwards, and connected to an outlet pipe for the ascending vapor, a purification chamber extending downwards for the outlet of the solids, means for separating the vapors from the solids flowing down said purification chamber, means for reheating the separated solids and means for returning the reheated solids to the reactor to provide heat to the reactor. this last.
By proceeding in accordance with the present invention, the efficiency of the processing is improved and thus high economic yields of low molecular weight product can be obtained from heavy oils of low economic value.
The processing of heavy oils is preferably carried out at temperatures such as 675 to 813 C and an operating temperature particularly suitable for the production of a range of desirable low molecular weight products is in the region of 705 C. As diluent, preferably superheated steam is used, although nitrogen, flue gas and other inert diluents can be used.
As already pointed out, the invention envisages an average duration for the reaction, that is to say the time during which the oil remains in contact with the heat-carrying particles, which is very short, usually less. 2 seconds; The preferred duration of contact is of the general order of about 0.5 seconds for a temperature of 705 0-
With a slightly lower temperature, the preferred time is a little longer, for example about 1 second at
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690 p. With higher temperatures, the contact time is usually reduced.
The invention also involves the use of a
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such highly effective in separating vapors from. solids / solids, in order to minimize the separation time. The duration of the separation should not be 1 second and is preferably less. In principle, it should, 6 be shorter than that of. reaction and should preferably not exceed about 0.1 to 0.25 seconds at the preferred operating temperature of 690 to 73000. At higher temperatures, the separation time should even be greater. be .. shorter.
It is necessary to cool the dry vapors
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at least 14,000 in 11 in a second and it is better to cool them more otent-to-dïre by several; hundreds of degrees, for example up to 315-370 * Cp to prevent thermal deterioration of the product.
According to another feature of the inventïonigoon f heats the solids which provide the heat for the oonver-. This is done by burning a combustible material in the presence of solids for a very short time. It has been found that if the combustion period is prolonged, the carbonaceous residues deposited on or constituting the solids react with the carbon dioxide produced by combustion to '
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produce carbon monoxide with a considerable loss of thermal efficiency. It is therefore important that the reheating of the solids be effected by combustion lasting less than 3.0 seconds and, preferably, at 1.5 seconds.
The production of carbon dioxide is thus increased and an appreciable saving in heat is obtained. When possible- very
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Therefore, it is desirable to keep the given particle combustion time of uE <9 less than 1.0 seconds.
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Other features include an improved recovery and fractionation system, and tweaks
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whereby the production of dry gas, o'eet - d3.re of hydro- carbides of 3 carbon atoms or less, is maintained between about 25 and 40% based on the weight of the charge. The preferred conversion to dry gas is about 30%.
T The invention will be better understood by referring ¯,] f to the accompanying drawings dgas which t 'read', Figure 1 is an elevational view with certain parts omitted, of a coking system for carrying out the process of 1 ' invention;
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- Figure 2 is a-.e on a larger scale of the res.ateur, the separator and the cooling elements shown in the central part of Figure 1, some parts being omitted and others shown in cross section.
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veroale; - Figure 3 is a graph showing the effect of a partial pressure of hydrocarbon on various products 1 obtained in thermal cracking at high temperatures ,.
The apparatus will now be described in detail with reference to the drawings. A stream of preheated solids,
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preferably over 750009 is fed through a riser pipe, 11 through a U-shaped curve 13 into a riser 15 from which it flows into an elongated reaction chamber 17. The velocity of the flow through the reactor and the dimension of the reactor are proportioned so that the average of the particles passes entirely through the reactor in one time
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which is not more than 2 seconds. The preferred rate is such that the average particle passes in about 0.5 seconds, which time may be less for temperatures.
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higher.
For a reaction temperature of 70500P a
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superficial velocity of the stream of solid particles is, ',,
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preferably, from 3 to 15 m / second for a reactor of 6 to 15 m; long. "'<f ;;," The rising pipes which have just been described are
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aerated ,, and the solids advance pushed by an injection of? i bzz steam by one or more nozzles of the 19P 21 and S3 * series.
Additional fluidifying gas, preferably steam, although other inert gases from those indicated below may be used, is introduced into reactor 17 by
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An inlet line 25 * By controlling the flow of steam through the various lines just described, the proper rate of solids flow can be achieved in the reactor as well as the pressure. partial
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correct hydrocarbon. ,, / ",, ¯ The oil to be converted is introduced through line 27 into the nozzle, or a multiple nozzle device 29,," which is preferably in the form of a ring so as to a. repair. ". lg '. pull oil well steadily over the whole extent of' seo." , cross section of the reactor.
In this way the current of
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hot particles evenly come into contact with the char-m ge. The load, which may have been preheated, but is
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largely in liquid phase. is sprayed by the '' i and 0 (nozzle 29 in order to obtain a good doperaïon7âe finds fl x reduced to the state of finely divided droplets or particles ,, ¯>. w p.
In a particular operation, the temperature of the solid particles entering the reactor from the
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pipe 15 could be around 750 0. After a contact '?. initial with oil, the temperature in the reactor can be around 45a, while at the outlet of the reactor it
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will be significantly lower, around 700-7050.
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The reactor ends with a cyclone of a special design, which is shown in particular in figure
2, on which it can be seen that the reactor ends with an element 31 helical downward and converging on the outside, q which constitutes the outer wall of the cyclone or separator.
By examining the apparatus of Figure 2, it can be seen that the incoming stream of solids and steam rotates, for example clockwise, and converges on the way out. Inside the element 31 is a truncated cone member 33 forming the lower end of the outlet duct 35. The truncated cone end portion is perforated by a large number of holes which are large enough to allow easy escape of gas and vapor as shown in 37.
By trout of centrifugal force, the solid particles flow around the inner periphery of the outer wall, uis downward. The vapors pass rapidly through the perforations and rise in the inlet line 35 to the re-pumping apparatus, which will be described below.
A cooling fluid is introduced through the. conduit 39 in a distributor or annular member 41 for directing a spray of a cooling material in intimate contact with the vapors flowing towards the outlet.
The spray is preferably directed upward, as shown, but may be directed downward.
The outlet line can also run downwards, if desired. A connection of the cooling outlet extends downwards, as indicated at 43 towards the bottom of the frustoconical element 33. This connection is provided with a.
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a number of upwards directed nozzles in order to per-J ^ 'Î) j to introduce a cooling spray into the vapors as soon as they enter the outlet pipe.
Those C. not . The nozzles are shown at 45. Although this arrangement may differ somewhat, the cooling must be rapid and efficient in order to prevent the deterioration of the pipes.
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vaporous products .. 1,; # 'The cooling material can be a liquid, cooling such as water or oil, or an auapen- ,,., SÎ' SÎ 'sion of solid particles cooled in a f7 , u, de approw f ß ,, prayed, as it is known.
However, it is preferred to use ', (, reference, an oil with a boiling point between,
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low molecular weight products and initial charge For example, a particularly suitable liquid for this purpose may consist of a boiling point oil fraction.
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lition above about 2050 and up to about 40,000. We. 'Oil', ji can use a / boiling up to 480 0 in most cases, but the preferred cooling oil is not quite so heavy.
It is injected at a rate sufficient to lower the temperature of the vapors produced by 11,000 and preferably at least 14,000 by second. Cooling is preferably accomplished by. much less time, for example, in 0.25 seconds or less, as shown above. It is also preferred, as indicated above, to cool more vigorously by lowering the temperature.
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ture to 425 * 0, and preferably 37,000 or less, from the initial temperature of 67,500 or more.
The cooled vapors, which are now relatively inert as to their automatic deterioration, are fed through line 51 to the recovery apparatus 53.
The latter has in its lower part a series of
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baffles 55 for washing the cooled vapors as they flow upward. Oondensed heavy oil can be removed from the bottom of tower 53 through outlet line 57. All or part of this oil can be recycled to the coking reactor 17, if desired.
The uncondensed vapors rise in a series'! trays 59 for further fractionation, the condensed liquid coming from being collected on one of the trays 61 to be withdrawn through line 63. This liquid can be returned by a conventional pumping system through line 65 above, to cause it to flow in countercurrent to the rising vapors and thus cool and condense them more efficiently. The vapors which rise above the line 65 are further fractionated in the upper part 67 of the tower, which contains suitable fractionation plates 69. Various side vents can be removed if desired.
One of these, preferably of an intermediate boiling range, can be used. coolant to the nozzles 41 and 45. The non-condensed residual gases are discharged at the top through the outlet pipe 71.
During the conversion in the reactor, carbonaceous deposits, especially ooke but usually containing oil which continues to evolve in the vapor state, are deposited on the particles originally introduced into the reactor. As these particles charged with deposit are separated from the vapors, they are passed down through a zone 81 which collects them * La, they can be purified by a purification gas introduced through line 83 in order to recover purification introduced through line in order to recover additional vapors. The latter can be passed by going up in the product outlet pipe, against
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current versus the descending solids.
These vapors
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can also, if desired, be isolated by a seal. 4 ... i F 'éE] j vapor-tight established in the narrow part 85. Preferably, the speed and the volume of the gases introduced by the
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duct 83 are sufficient to maintain a fluidized bed '"' <" 1, of solids within chamber 81 which rewinds them. y s, a,. <j. <é, j, We pass the purified solids from the chamber.
1 which collects them through an outlet pipe 89 and the U-bend 91 in the up-flow pipe 93. The aeration and propelling jets are preferably disposed at intervals in the form of vapor, as indicated at 95, 97 and 99.
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, 11, 'y; When it is desired to reduce the particle size of the solids, these intake ducts can be in the form of high speed v jets. Using these jets, that is -'a.- '' i :: say at speeds of several hundred meters / second,
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allows to break up solid particles very effectively, ... tl, ": '1,
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especially if these are coke, as is usually preferred. The rate of solids flow is regulated through line 93 by adjusting the amount of gas flow 1 -1 through. nozzles 95, 97 and 99. J- A safety shut-off valve 101 has been provided.
In Figure 1 this is shown near the top of line 93, but could be near the bottom of that line if desired, or in the lower portion of riser pipe '89, as is evident.
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The ascending solids, which have been freed of their hydrno-carbon residue and therefore have only a small amount? w3 content of volatile products, pass through my large combustion chamber 105 in the form of an elongated pipe. A stream of oomburant gas, such as air, is sent to line 105.
<Desc / Clms Page number 13>
or oxygen, through inlet 107. If the particles themselves are not combustible and / or do not contain enough carbon to supply the heat requirement, fuel from the gas can be added. outside at the same time as the air. Even though the particles are coke, as is usually preferred, there is no need to burn them. if one wishes to obtain ooke as a product.
In this case, all the necessary fuel, i.e. oil or gas, will be supplied with the air to line 107, or part of this fuel can be added at subsequent points in the burner. , if desired. The fuel coming from the outside is preferably consumed, leaving some of the coke produced unburned.
As noted above, the combustion and reheating of the solids should be completed quickly. This constitutes an important feature of the invention. As a result, the proportions of the combustion chamber are such that the average of the particles passes through it completely in less than about 3 seconds and, preferably, in less than 1.5 seconds. Thus, for a combustion chamber 18 m long,, the average speed must be at least 6 m / s and, preferably, rather higher. Because of this speed, it is advantageous to use an efficient, fast-acting separation cyclone to separate the solids from the flue gases.
Such an ayolone is indicated at 109, it is of the same general construction as the cyclones 31, 33 described above.
The solids are separated from the combustion gases and the latter are discharged at the top through the outlet pipe
111. As this cyclone is rapidly separating, it is usually advantageous to pass the combustion gases through a secondary cyclone in order to be able to recover more.
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fiù5, i, R entrained fine particles and prevent harmful air pollution. This second recovery means (not shown) can be of any conventional type,
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The separated solids descend into the purification chamber, y.lk ,,, j, 113 which collects them and which functions in a
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much like the number 81 described above.
A purifying gas can be introduced via one or more ** ¯ / oi more intakes 1159 117 the purified particles reo) 2àv. * I sieurs intakes 115, 117 the purified particles of the fairy stove descend into the rising pipe 11 and are recycled to the reactor in order to follow the process. Coke can be removed as a product at any suitable point
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of the system, for example by the outlet pipe 117 'controlled by the valve 119.
Under certain operating conditions, the ooke produced in the process is completely consumed, so that it no longer exists as a by-product,
Referring now to Figure 3, it will be noted that the production of the most advantageous vaporous products increases very markedly at low partial pressures of hydrocarbon. At the same time, the production of methane, the value of which is usually low and which is therefore of little
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advantageous as the main product, falls rapidly u la 4, hydrocarbon partial pressure less than 0.7 kg / om2 (absolute.
From the point of view of efficiency, it is therefore necessary to operate with an internal hydrocarbon partial pressure.
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at out kg / cm. Of course, the amount of inert diluent bzz is determined by the hydrocarbon partial pressure desired. For example, the following table shows what the for-; ';
percentage by weight of vapor with respect to the charge required for partial hydrocarbon pressures of 0.35, 0.7 and
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1, 4 kg / om2 Î
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<tb> Partial <SEP> pressure
<tb>
<tb> of hydrocarbon, <SEP> kg / cm2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 0.35 <SEP> 0.7 <SEP> 1.4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Steam, <SEP>% <SEP> in <SEP> weight <SEP> 130 <SEP> 48 <SEP> 6, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
The optimum amount of steam to be used depends on the relative values of steam, hydrocarbons and equipment costs in the area in which the process is used.
The correlations indicated in FIG. 3 give the yields of products of O1, O2, C3, and O. obtained when gas oil is introduced into the reactor. Although the yields obtained with the residual loads differ somewhat from those shown in Figure 3, the known results indicate that the trends with the partial pressure of the hydrocarbon are about the same. The yields shown in Figure 3 relate to both saturated and unsaturated hydrocarbons.
Under the preferred operating conditions of temperature and contact time described above, about 705 ° C, and preferably about 0.5 seconds or less, the C2 products give 60% or more ethylene. The C3 products are usually more than 90% olefinic, and the proportion of butadiene, which is among the most valuable C4 products, is usually between 30 and 40% of the total products. in 0., - under preferred operating conditions.
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As indicated above, the conversion to dry gas (i.e. C3 and lighter) determines to a considerable extent the overall efficiency of the process. It is preferable to keep this conversion within the limits of 25 to 40% by weight based on the load. The conversion of about 30% for most loads approximates best.
It should also be understood that other advantageous products, in addition to those particularly designated above, are obtained under the same operating conditions. The C5 dicefins are obtained in reasonable yields and some yields of benzene, toluene and xylene are obtained, all of which are more valuable than diesel or gasoline in most refineries.
As a specific example of a Building operation, is introduced into the reactor, with superheated steam, solid particles preheated to 815 C.
The speed in the rising pipe, before the introduction of steam, is between 90 and 150 cm / s. The addition of steam increases this rate to 4.5 to 5 m / s. Residual charge, for example reduced Louisiana crude, is sprayed through the distribution nozzle or ring 29 into the hot solids. The feed produces enough gas during vaporization and storming to raise the speed to 18 m.s at the outlet of the reactor. The nominal duration of the passage of the gases in the part of the reactor forming the transfer line is about 0.25 seconds. In the cyclone, the reaction time is about 0.25 seconds.
The cyclone constitutes the terminal part of the reactor in fact, and it is important to remove, arming as possible, the gas from contact with the solids as quickly as it is separated from them The vaporous products are quenched at the outlet of the cyclone by spraying with cold oil, and they are cooled to 280 C in order to
<Desc / Clms Page number 17>
to cool the more volatile vapors and to oondense a fraction of tar, boiling at more than 345 C, found among the products. The cooling oil used here is a fraction boiling between 220 and 345 C. recycled from the fractionator.
The solids which are separated from the products are purified by steam in a purification zone having a residence time for solids of about 10 seconds. A flow of steam producing 2 V / V through the purifier is sufficient to avoid appreciable loss of vaporous products, 2 or 3 16 of vaporous products would otherwise be carried into the combustion zone.
When they enter the burner, purified solid air is mixed, and combustion continues. The solids temperature reaches 815 C in about 1.5 to 2 seconds, and the burner is designed for an output speed of 18 mis. The heated solids are separated from the burnt gases in a short residence cyclone 109. Waste heat is recovered from the flue gases in a waste heat boiler (not shown). The solids from the cyclone fall into chamber 113 and are purified by steam to avoid bringing burnt gases into the reactor.
In the arrangement of FIG. 1, part of the purification vapor introduced into the pipe 83 flows upward in the outlet pipe 33-35. This vapor. with that added to the solids entering the reactor, forms a total of about 5% by weight based on the oil charge.
By way of example, the following products are obtained by introducing a 2.4% residue of South Louisiana boiling at 705 C with a 30% conversion to C3 and lighter products and a partial pressure of hydrocarbons
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of 0.35 kg / cm2 (absolute):
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<tb> Yields <SEP> in
<tb>
<tb> produced
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> G2 <SEP> in <SEP> weight <SEP>
<tb>
<tb> Gas <SEP> no <SEP> hydrocarbon <SEP> 0.9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> H2 <SEP> 0.6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> CE <SEP> 4 <SEP> HERE <SEP> 6.3
<tb>
<tb>
<tb> C2H4 <SEP> 10.3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C2H6 <SEP> 2.8
<tb>
<tb>
<tb> C3H6 <SEP> 8.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C3H8 <SEP> 0.6
<tb>
EMI18.2
a 4E6 2e24
EMI18.3
<tb> C4H8 <SEP> 4.1
<tb>
EMI18.4
p4H1 Q 0.1
EMI18.5
<tb> 0-220 <SEP> C <SEP> (ex-benzbne) <SEP> 17.2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Benzene <SEP> C, 83
<tb>
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220-345 00 7.2 '"345 00 + (ykompriis coke) lµll. 38.4
It should be understood that the above example is only one of several contemplated modes of operation.
This system can be operated within the limits described above and it is highly efficient. Low value reduced crude is converted into high value commodities with good yields by following specified conditions.
CLAIMS 1. A process for converting a heavy hydrocarbon oil to produce more volatile products comprising
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sensitive proportion of olefins in the 029 range as well '
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.