Procédé et installation pour la transformation des hydrocarbures lourds en hydrocarbures légers très inflammables. La présente invention comprend un pro cédé pour la transformation des hydrocar bures lourds en hydrocarbures légers très in flammables, comprenant une période de con densation fractionnée succédant immédiate ment à une période de vaporisation et de sur chauffe, et une installation pour la mise en aeuvre de ce procédé.
Le procédé présente la particularité que les vapeurs résultant de la phase de vapori- satiop sont soumises à une phase de d6poly- mérisation obtenue par lcs actions concomi tantes d'un surchauffage modéré à une pres sion sensiblement égale à la pression atmos phérique et d'une circulation en chicane à travers des tournures rn4talliqucs Qataly- santes,
le mélange de vapeurs et de gaz ré sultant de ladite phase de dépolymérisation étant soumis à une phase de condensation partielle et de réaccouplements atomiques par les actions concomitantes d'une circulation en chicane dudit niél < qnge à travers & s tour nures métalliques catalysantes, et de brusques refroidissements et détentes résultant d'une très rapide absorption .calorifique par de l'eau en ébullition sous des pressions différentes,
les produits à l'état gazeux finalement ob tenus étant ensuite soumis à une condensa tion de façon à fournir un hydrocarbure in flammable analogue à l'essence d'automobile et les produits restants s'échappant à l'état gazeux.
L'installation pour la réalisation de ce procéd6i comporte une ou plusieurs cornues disposées verticalement et pourvues chacune d'un conduit intérieur formant foyer, dans lequel pénètre de haut en bas, une flamme chauffant intensivement et méthodiquement les vapeurs d'hydrocarbures qui, entrant dans la cornue par en bas, circulent autour de son foyer intérieur, dans un conduit en serpentin dont les circonvolutions sont alternativement de sens contraires et se développent suivant des circonférences parallèles entre elles et perpendiculairement à l'axe du foyer central.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette ins-' tallation. La fig. 1 est une vue en élévation de l'ensemble de l'installation; La fig. 2 en est une vue (le profil; La fig. ï) en est une vue en plan; La, fig. 4 est une coupe verticale de la, cornue à conduit en serpentin de cette ins tallation; La. fig. 5 est une vue perspective Sché- matique d'une partie de cette cornue;
La. fi,-* 6 en est une coupe transversale suivant la ligne A-A de la fig. 4.
Le fi-. 1, 2 et 3 montrent tout. l'en-c#ein- ble des appareils de l'installation représentée, parmi lesquels figurent un réservoir à coin- bustible liquide sous pression 1, un brûleur geizéificateur ou projecteur de flamme 3, re lié par une conduite flexible 2 au réservoir 1, une cornue verticale avec foyer intérieur à chauffage intensif 4 et pourvue d'un conduit en serpentin C, des échangeurs de tempéra ture 5, un groupe motopompe 6 d'aspiration des gaz brûlés, un tuyau d'échappement i (les gaz brûlés.
On se rend facilement compte du chemin parcouru par le combustible et les gaz de combustion, dont l,., chaleur est utilis(e#e le plus possible dans le foyer 4 de la cornue en vue de la distillation et dépolymérisation du combustible.
L'hydrocarbure' liquide à distiller vient d'un réservoir sous pression < 4, passe par un radiateur de chauffage T3, se rend ensuite dans le conduit ou serpentin de chauffage intensif de la cornue, puis les produits de @d6polyméri- sation passent dans un premier détendeur- refroidisseur, D, et dans un second détendeur- refroidisseur, D', placé à un niveau plus élevé que le premier, qui lui-même se trouve à un niveau plus élevé que la cornue,
ces déten deurs étant munis de chemises d'eau chaude et de robinet, de vidange <I>d</I> -et d'.
Un autre groupe d'appareils comprend la cuve 1i de condensation définitive de l'hydro carbure, qui sert aussi à un chauffage pri maire de l'eau destinée à alimenter les déten- deurs-refroidisseurs, puis un radiateur G de oIiauffa.ge secondaire de l'eau jusqu'à presque 100 et ensuite des groupes motopompes H H' de circulation et d'élévation de l'eau, in- terconnectés <I>avec,</I> lis.,
chemises des détendeurs- refroidisseurs D D' par le moyen des con duits<I>I I' I" I"\.</I> La vapeur d'eau produite pourra s'échapper des divers espaces à eau par des conduits<I>1 J' J".</I> Iï et Ii' sont des purgeurs d'eau. N et N' des niveaux d'eau fixés sur les détendeurs-refroidisseurs.
Les fig. 4, 5 et 6 fournissent des détails de la cornue à conduit en serpentin ainsi qu'une perspective cliéniatique permettant (le se rendre compte (k la. circulation de l'hydco- ca.rbure à. l'intérieur dit conduit en serpentin de la, cornue.
Une gaine mét-,illique centrale a., forme l'enveloppe du foyer à chauffage intensif de la cornue, surtout à sa partie supérieure, le jet (le combustible enflammé étant projeté de haut en bas dans la gaine centrale, dans la quelle on obtient iuie utilisation parfaite de <B>la,</B> chaleur rayonnan te de la.
flamme sur tout son parcours, du fait que cette puissante source calorifique n'est séparée des hydrocar bures à distiller ou dépolymériser que par la seule et assez mince paroi métallique consti tuant la gain? centrale;
d'autre part, le jet de combustible enflammé est alimenté ci, plu sieurs points de so.n parcours dans ladite gaine par de l'air froid ou au besoin de l'air chaud, ce qui assure une combustion parfaite et sans fumée du co.mbusiible emplo@@:@. tout en chant complètement le dépôt de carbone le long de la paroi .de la. ;
aine, dépôt qui dans les foyers à, surfaces non réfractaires exige, d'ordinaire, des nettoyages très fréquents et une surveillance attentive.
Ladite alimentation d'air peut se faire (le deux façons différentes suivant que l'on veat introduire de l'air froid ou de l'air chaud. Pour introduire dc Vair froid, la gaine a est pourvue, dans des parties élargies f fi de plu sieurs boulon;
creux L (fig. 4 .et 6) munis de contre-écrous qui permettront la jonction her métique de ces boulons sur la paroi extérieure de la cornue et laissant seulement arriver l'air par le trou ménagé sur leur axe;
pour I'in- troduction d'air chaud, il y a, des tubes b' (au nombre de 3 ou 4 comme les préc.dents boulons) disposés IF long de la gaine a. de façon que l'air entrant par la partie supé rieure de la cornue vienne alimenter chacune des parties f et<B><I>f</I></B> (fig. 4) de la gaine après avoir été fortement chauffé en passant dans lesdits tubes qui sont léchés par la, flamme sur toute leur longueur.
Le conduit en serpentin de la cornue est formé par la gaine métallique a de section transversale allant en augmentant de liant en bas et par l'enveloppe métallique extérieure tronconique a renversée par rapport à ladite gaine, en combinaison avec des disques hori zontaux de sectionnement<I>pi</I> p= p3 <B>...</B> dispo sés, comme le montrent les fig. 4 et 5, paral lèlement les uns aux autres et soudés ou fixés autrement à, la gaine a, et avec des cloisons longitudinales a2 disposées perpendiculaire ment auxdits disques,
-ces derniers servant à recevoir des tournures ou pailles métalliques pour la dépolymérisation de l'hydrocarbure. Ce qui fait l'importance technique et pratique de cette cornue à conduit en serpentin, c'est non seulement sa gaine centrale permettant un chauffage intensif de l'hydrocarbure, usais encore et surtout la circulation alternative ment ascensionnelle et .circonférentielle des vapeurs d'hydrocaiibure dans une sorte @de série de cellules de cornue superposées;
dans l'appareil représenté aux fig. 4, 5 et 6, la cornue comprend ainsi, en réalité, 12 cellules, ou cornues partielles.
L'hydrocarbure liquide que l'on soumet à la distillation ou à la dépolymérisation, ar rive dans la. cellule inférieure .après avoir été porté à une plus ou moins haute température dans le radiateur<I>B.</I> Le réservoir<I>A</I> (fig. 1) qui l'amène, est disposé pour maintenir un niveau constant qui ne peut dépasser le ni veau du disque p' (fig. 4), qui -en l'oecurence, se trouve à la partis supérieure de ladite c ,ll.iile inférieure, et la température est réglée pour que la vaporisation soit suffisante à.
cet endroit. Les vapeurs d'hydrocarbures for mées traversent alors successivement les dis ques de sectionnement formant les cellules de cornue. Le chemin parcouru par lesdites va- . peurs est partiellement indiqué dans la vue en perspective (fig. 5);
les vapeurs arrivant, par exemple, au disque p' traversent celui-ci par un trou o y pratiqué à cet effet d'un côté de la cloison a2 correspondante; là, #tte cloison empêche lesdites vapeurs de se disper ser .des deux côtés -et les forcent à contourner complètement la gaine a,qui leur communique une nouvelle élévation de température;
les vapeurs d'hydrocarbure .ayant donc fait le tour de la gaine, entre les plateaux p' et p', sont ensuite forcées .de passer par un trou o' ménagé dans le disque p' du côté de la cloison correspondante a\ ,qui est opposé à -celui oû se trouve le trou o et sont, à nouveau, obligées de faire un tour complet, mais en sens inverse Cdu précédent, -et ainsi de suite,
alternative- ment dans un sens et dans l'autre, tout en acquérant une température progressivement croissante- qui en haut de la cornue atteindra les environs de 600 C.
Le grand avantage de cette disposition de cornue cellulaire est que chaque espace com pris entre deux disques consécutifs remplit, pour ainsi dire, les fonctions d'une cornue sé parée oui les vapeurs d'hydro,carbures subis sent la double action du catalyseur et de la chaleur.
Par .ailleurs, un tel dispositif rend très facile le réglage des températures du produit à dé polymériser, car la transmission !de cha leur rayonnante à travers la. paroi métallique de la gaine est pour .ainsi dire instantanée et l'intensité de ladite chaleur se régle à volonté par l'action d'unie simple vanne;
d'autre part, le chauffage s'effectuant intérieurement et concentriquement aux produits à distiller (ou à dépolymériser), les pertes calorifiques sont rendues presque nulles (comparativement à celles inhérentes .aux rudimentaires appareils employés habituellement :dans cette industrie) par une enveloppe calorifuge qui entoure la cornue extérieurement ainsi que tous les au tres organes .et tuyauteries dans lesquelles circulent les vapeurs à, haute temp--rature.
I1 ne faut pas perdre de vue un autre avantage tout aussi important que les prééé- dents, c'est que dans tout le cycle opératoire actuel, les vapeurs d'hydrocarbures ne subis sent pas de pression supérieure à celle in 4gnifiante de 15 ou 20 mm d'eau car, par tant du bas de la cornue, elles acquièrent, < l'une part, une température progressivement plus élevée .ce qui assure déjà leur ascension naturelle dans la cornue et, d'autre hart,
l'a.c- tion des. pailles ou tournures métalliques en décomposant les molécules, en fait des pro duits déjà plus ou moins volatils à froid, et, à fortiori, à chaud.
La disposition de cette cornue à conduit extérieur en serpentin supprime d'un seul. coup plusieurs graves inconvénients qui, jus qu'ici, rendaient inutilisables pratiquement certaines données scientifiques intéressant l'industrie en question.
Elle assure en effet: <B>10</B> L'utilisation sensiblement totale et très méthodique de la chaleur ainsi que des pro priétés catalytiques de divers métaux com muns; 20 La diss.o,ciation, dépolymérisation on distillation facilement réglable pour le débit comme pour les catégories d'hydrocarbures plus ou moins légers à obtenir;
30 La. suppression des trop fortes pres sions habituelles employées dans cette indus trie et. ipso facto, la grande réduction des risques d'incendie et d'explosion puisque l'ins tallation fonctionne à la. simple pression atmosphérique.
Ruant aux dé tendeurs-refroidisseurs D et D' (fig. 1, 2 et 3), chacun d'eux est formé d'un tronc de cône renversé muni d'une enveloppe z- soudée à sa partie inférieure et < i sa. partie supérieure. Cette enveloppe forme chemise d'eau alimentée d'eau portée préalablement presque à. sa.
température d'ébullition par les chaleurs perdues du jet clé combustible en flammé, après soli action dans la gaine, récu pérées par le radiateur G de l'échangeur de température 5.
L'intérieur de chaque détendeur est cons truit de façon à recevoir des plateaux sur les- quels se placent des pailles ou tournures mé talliques destinées à compléter successivement les réactions catalytiques commencées dans la cornue à conduit en serpentin. Les vapeur:
. d'hydrocarbure> qui vieiluent de ladite cornue à conduit en serpentin à une haute tempéra ture subissent, d'abord dans le premier déten deur, puis ensuite clans le second, deux suc cessifs refroidissements très brusques, mais incomplets, par le fait d'une absorption ra pide et importante de calories résultant de la vaporisation de l'eau en ébullition dans les chemises d'eau des détendeurs, laquelle.
ea.l est maintenue dans chacun des détendeurs- refroidisseurs à une température déterminée et lien réglable par un échappement <I>l'</I> et.<I>7"</I> muni d'un robinet que l'on ouvre ou ferme à volonté, de manière à obtenir une pression de vapeur d'eau répondant à la température désirée et nécessaire qui est d'environ 250 à <B>300'</B> C pour le premier des détendeur.-, et d'environ 1\30 à 1.30" C pour le second.
On peut ajouter à l'eau du premier dé tendeur une plus ou moins forte quantité de chlorure de calcium ou de tel autre élément retardateur du point de vaporisation de l'eau, évitant ainsi la, nécessité de maintenir une trop forte pression (le vapeur d'eau clans la chemise d'eau de ce premier détendeur pour l'obtention de la, susdite température de 2,50 à 300 C.
L'eau d'alimentation des deux détendeurs est préalablement chauffée dans le radiateur G assurant la .constante alimentation des che mises extérieures de ces détendeurs en eau presque bouillante. L'eau du radiateur G est d'abord amenée an deuxième clétendeur-refroi- disseur D' au moyen du groupe motopompe <I>H</I> par la conduite <I>I I'.</I> puis elle est aspiré de ce détendeur<I>D'</I> par la conduite<I>I"</I> au moyen de la motopompe H' qui l'envoie clans le premier détendeur<I>D</I> par la conduite <I>I"'.</I>
Les autres appareils de l'installation n'ont rien de particulier: ils servent simplement a améliorer ou compléter le cycle industriel soit, par exemple, en utilisant les chaleurs perdues qui sortent du foyer de la, cornue ô une assez haute température.
ce qui explique la présence (le l'éclraneur de température 5, sorte de caisson en briques réfractaires, à l'extrémité duquel est posé le groupe moto- pompe <B>6</B> établissant le tirage et faisant éva- tuer les gaz !de la combustion.
L'emploi des manomètres<B>31</B> et M" sur les détendeurs refroidisseurs est indiqué pour pouvoir sur veiller la pression de vapeur d'eau dans les chemises d'eau des détendeurs-refroidisseurs; il en est de même pour le manomètre M' pour la tension des vapeurs d'hydrocarbure dans le premier détendeur. Par ailleurs des pyro mètres<I>P P' P"</I> servent à contrôler le main tien régulier des .diverses températures dans l'installation.
On a .disposé de plus entre la, cornue à conduit en serpentin et le premier détendeur-refroidisseur une soupape de sûreté<B>S.</B>
Le fonctionnement de l'installation décrite est le suivant: Le réservoir A ne sert en l'occurence, qu'à maintenir un niveau constant dans la cornue suivant le principe bien connu des vases com- muniquants; l'hydrocarbure sortant de ce réservoir passe dans l'échangeur de tempéra tures B où il subit un réchauffage préalable pouvant atteindre une tempéraIure de 200 environ; l'abs,orption préalable de calories ainsi faite lui assure une prompte vaporisa:
tion dès son arrivée dans le bas de la cornue. L'hydrocarbure se rend à la partie inférieure de la. cornue, à une pression voisine de la pression atmosphérique, dans le conduit en serpentin de la cornue, où il est vaporisé et clépolymé@risé, par suite du chauffage inten sif du foyer de celle-ci, et passe à une tem pérature variant entre 550 et 650 C dans le premier dé tendeur-refroidisseur D (lequel est maintenu à une température de seulement 250 à<B>300'</B> C environ) pour subir un très brusque, mais incomplet refroidissement, ainsi qu'une .détente,
d'où une nouvelle rupture d'équilibre chimique et un fractionnement des molécules; les hydrocarbures les plus lourds se condensent et retournent alors directement au réservoir d'alimentation <I>A</I> par le tube<I>T</I> pour de là subir à nouveau le cycle thermo- chimique de vaporisation et dépolymérisation.
La température de 250 à<B>300'</B> maintenue dans # premier détendeur-refroiidisseur per met, par la présence des pailles métalliques qui y sont disposées, d'augmenter l'action de catalyseur de la cornue à conduit en serpen tin, ce qui est facilité ici par la détente et le brusque refroidissement des vapeurs l'hy drocarbures amenant, comme on vient de le dixe, une nouvelle rupture d'équilibre chi mique.
Les vapeurs d'hydrocarbures sortant de @ce premier détendeur-:refroidisseur à une température d'environ 280 vont subir une nouvelle détente et un nouveau refroidisse- ment brusque .dans le second détendeur-refroi- disseur, à l'intérieur ..duquel la température est d'environ<B>180'</B> et où se reproduisent les mêmes phénomènes d'absorption de ,calories et de dépolymérisation catalytique, mais d'une façon moins intensive.
Les vapeurs tombant dans le fond ,de ce second détendeur, sont recueillies pour être, suivant les besoins, utilisées telles quelles ou rectifiées, car elles ne contiennent que des produits relativement légers tels que des huiles légères de graissage du kérosène, clé l'essence du type "poids lourd".
Les hydro carbures non encore condensés sont conduits à un réfrigérant E où ils se condensent alors et forment des produits très légers et volatils ,comprenant l'essence légère employée dans les moteurs d'automobiles et d'avions, ainsi qu'une assez forte teneur en éthers de pétrole.
Des gaz inoandensables à la température ordinaire s'évacuent de ce réfrigérant E, ces gaz ne sont autres que le gaz riche et la série des éthers ou autres hydrocarbures très vola. fils; ces éthers ou hydro@aarbures très volatils sont .condensés dans l'épurateur 0 du .gaz riche, soit par pression, soit en faisant bar- borter lesdits gaz dans de l'huile lourde qui les dissout et de laquelle on les retire ensuite par distillation .dans le vide ou .autrement.
Le gaz riche restant en fin de compte est identique au gaz d'huile employé, par exem ple, par les compagnies de: .chemin de fer pour l'éclairage des wagons, etc., .et il est en'géné- ral emmagasiné dans un gazomètre placé :c la suite du l'épurateur 0.
Il est à remarquer que la charpente _ mé tallique qui sert à supporter l'ensemble des appareils, permet l'accès facile de la tête de cornue, des détendeurs et appareils et que, de plus, une potenee pivotante X munie d'un palan X' permet de déboîter la gaine porte disques a de la cornue, de son enveloppe ex térieure ci (fig. 4 :
et 5) et de la. déplacer à volonté, puis finalement, la réemboîter après nettoy a.ge et, le -cas .échéant, regarnissa,ge (le certains de ses disques.
Bien entendu, au lieu d'une seule cornue, l'installation pourrait aussi en comporter plusieurs.
Pour terminer, il y a. lieu d'appeler l'a.t- tention.sur l'un des divers avantages indus triels que présente l'installation décrite, c'est que les pressions de l'hydrocarbure n.e dé passent jamais sensiblement la pression atmosphérique. On supprime ainsi les ris ques d'explosions,
les fuites d'huile bouil- lante ou .de vapeurs très inflammables qui sont déjà très difficiles à éviter dans les ap pareils classiques utilisés dans la fabrication des hydrocarbures plus au moins légers et, à plus forte raison, dans ceux qui marchent, ou plutôt -qu'an a été obligé de faire marcher pendant la guerre, à d'assez fortes et dange reuses pressions, ce qui, ipso facto, rend leur généralisation très diffi@crrltueuse en temps normal.
Process and installation for the transformation of heavy hydrocarbons into very flammable light hydrocarbons. The present invention comprises a process for the transformation of heavy hydrocarbons into very flammable light hydrocarbons, comprising a period of fractional condensation immediately following a period of vaporization and overheating, and an installation for the implementation of this process.
The process has the peculiarity that the vapors resulting from the vaporization phase are subjected to a depolymerization phase obtained by the concomitant actions of moderate superheating at a pressure substantially equal to the atmospheric pressure and of a chicane circulation through Qatalyzing rn4talliqucs turns,
the mixture of vapors and gas resulting from said depolymerization phase being subjected to a phase of partial condensation and atomic re-coupling by the concomitant actions of a circulation in baffle of said niel <qnge through & s catalyzing metal turns, and sudden cooling and expansion resulting from a very rapid calorific absorption by boiling water at different pressures,
the products in the gaseous state finally obtained being then subjected to condensation so as to provide a flammable hydrocarbon similar to automotive gasoline and the remaining products escaping in the gaseous state.
The installation for carrying out this process comprises one or more retorts arranged vertically and each provided with an internal duct forming a hearth, into which penetrates from top to bottom, a flame intensively and methodically heating the hydrocarbon vapors which, entering the chamber. retort from below, circulate around its interior focus, in a serpentine duct whose convolutions are alternately in opposite directions and develop along circumferences parallel to each other and perpendicular to the axis of the central focus.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of this installation. Fig. 1 is an elevational view of the entire installation; Fig. 2 is a view thereof (the profile; FIG. I) is a plan view; The, fig. 4 is a vertical section of the coil duct retort of this installation; Fig. 5 is a schematic perspective view of part of this retort;
La. Fi, - * 6 is a cross section taken along the line A-A of FIG. 4.
The fi-. 1, 2 and 3 show everything. the set of devices of the installation shown, among which are a pressurized liquid wedge tank 1, a geizéifier burner or flame projector 3, connected by a flexible pipe 2 to the tank 1 , a vertical retort with an intensively heated interior hearth 4 and provided with a coil duct C, temperature exchangers 5, a pump unit 6 for suction of the burnt gases, an exhaust pipe i (the burnt gases.
It is easy to see the distance traveled by the fuel and the combustion gases, the heat of which is used as much as possible in the hearth 4 of the retort for the distillation and depolymerization of the fuel.
The liquid hydrocarbon to be distilled comes from a pressurized tank <4, passes through a heating radiator T3, then goes into the intensive heating pipe or coil of the retort, then the products of polymerization pass through. a first regulator-cooler, D, and in a second regulator-cooler, D ', placed at a higher level than the first, which itself is at a higher level than the retort,
these holders being provided with hot water jackets and tap, <I> d </I> -and drain.
Another group of devices comprises the tank 11 for the final condensation of the hydro carbide, which is also used for primary heating of the water intended to supply the expansion-coolers, then a radiator G for secondary heating. water up to almost 100 and then HH 'pump units for water circulation and elevation, interconnected <I> with, </I> lis.,
DD 'expansion valve jackets by means of pipes <I> II' I "I" \. </I> The water vapor produced can escape from the various water spaces through pipes <I> 1 J 'J ". </I> Iï and Ii' are water traps. N and N 'water levels set on expansion valves-coolers.
Figs. 4, 5 and 6 provide details of the coil duct retort as well as a clieniatic perspective allowing (k the circulation of the hydco-ca.rbure inside said coil duct of the retort.
A central metal sheath a., Forms the envelope of the intensively heated retort, especially at its upper part, the jet (the ignited fuel being projected from top to bottom in the central sheath, in which one obtains perfect use of <B> la, </B> radiant heat from the.
flame throughout its entire course, due to the fact that this powerful heat source is only separated from the hydrocarbons to be distilled or depolymerized by the single, fairly thin metal wall constituting the gain? central;
on the other hand, the jet of ignited fuel is fed here, several points of so.n course in said sheath with cold air or if necessary hot air, which ensures perfect combustion and without smoke of the co.mbusiible emplo @@: @. while completely singing the carbon deposit along the wall. ;
groin, a deposit which in homes with non-refractory surfaces usually requires very frequent cleaning and careful monitoring.
Said air supply can be done (the two different ways depending on whether you want to introduce cold air or hot air. To introduce cold air, the sheath a is provided, in enlarged parts f fi several bolts;
hollow L (fig. 4. and 6) fitted with counter-nuts which will allow the her metical junction of these bolts on the outer wall of the retort and only allowing air to enter through the hole made on their axis;
for the introduction of hot air, there are tubes b '(3 or 4 in number like the previous bolts) arranged along the sheath a. so that the air entering through the upper part of the retort comes to supply each of the parts f and <B> <I> f </I> </B> (fig. 4) of the sheath after having been strongly heated passing through said tubes which are licked by the flame over their entire length.
The serpentine duct of the retort is formed by the metal sheath a of cross section increasing in binder at the bottom and by the frustoconical outer metallic casing a reversed with respect to said sheath, in combination with horizontal disconnecting discs < I> pi </I> p = p3 <B> ... </B> arranged, as shown in fig. 4 and 5, parallel to each other and welded or otherwise fixed to, the sheath a, and with longitudinal partitions a2 arranged perpendicular to said discs,
-the latter used to receive turnings or metal straws for the depolymerization of the hydrocarbon. What makes the technical and practical importance of this retort with coil duct is not only its central sheath allowing an intensive heating of the hydrocarbon, but also and above all the alternating upward and circular circulation of the vapors of hydrocaiiburates in a sort of series of superimposed retort cells;
in the apparatus shown in FIGS. 4, 5 and 6, the retort thus comprises, in reality, 12 cells, or partial retorts.
The liquid hydrocarbon which is subjected to distillation or depolymerization, ar shore in the. lower cell. after having been brought to a more or less high temperature in the radiator <I> B. </I> The reservoir <I> A </I> (fig. 1) which brings it, is arranged to maintain a constant level which cannot exceed the level of the disc p '(fig. 4), which - in the event, is at the upper part of said lower c, ll.iile, and the temperature is regulated so that the vaporization is sufficient to.
this place. The hydrocarbon vapors formed then pass successively through the sectioning disks forming the retort cells. The path traveled by said va-. fears is partially shown in the perspective view (fig. 5);
the vapors arriving, for example, at the disc p 'pass through the latter through a hole o y made for this purpose on one side of the corresponding partition a2; there, #tte partition prevents said vapors from dispersing ser .on both sides - and forces them to completely bypass the sheath a, which communicates a further rise in temperature;
the hydrocarbon vapors. having therefore gone around the sheath, between the plates p 'and p', are then forced. to pass through a hole o 'made in the disc p' on the side of the corresponding partition a \, which is opposite to -that where the hole o is located and are, again, obliged to make a complete turn, but in the opposite direction C from the previous one, -and so on,
alternately in one direction and the other, while acquiring a progressively increasing temperature - which at the top of the retort will reach around 600 C.
The great advantage of this arrangement of cellular retort is that each space comprised between two consecutive discs fulfills, so to speak, the functions of a retort separated where the vapors of hydro, carbides undergo the double action of the catalyst and of the heat.
Moreover, such a device makes it very easy to adjust the temperatures of the product to be de-polymerized, because the transmission! Of radiant heat through the. metal wall of the sheath is instantaneous and the intensity of said heat is regulated at will by the action of a simple valve;
on the other hand, the heating being carried out internally and concentrically with the products to be distilled (or to be depolymerized), the heat losses are made almost zero (compared to those inherent in the rudimentary devices usually employed: in this industry) by a heat-insulating envelope which surrounds the retort on the outside as well as all the other components and pipes in which the vapors circulate at high temperature.
Another advantage, just as important as the previous ones, should not be lost sight of, and that is that throughout the current operating cycle, the hydrocarbon vapors do not undergo a pressure greater than the significant pressure of 15 or 20. mm of water because, through so much from the bottom of the retort, they acquire, on the one hand, a progressively higher temperature, which already ensures their natural ascent in the retort and, on the other hand,
the a.c- tion of. straws or metal turns by breaking down the molecules, making them products that are already more or less volatile when cold, and, a fortiori, when hot.
The arrangement of this retort with an exterior coil duct eliminates a single one. at the same time, several serious drawbacks which, until now, made certain scientific data of interest to the industry in question virtually unusable.
It ensures: <B> 10 </B> The substantially total and very methodical use of heat as well as the catalytic properties of various common metals; 20 The diss.o, ciation, depolymerization or distillation easily adjustable for the flow rate as for the categories of more or less light hydrocarbons to be obtained;
30 The elimination of the too high pressures customary in this industry and. ipso facto, the great reduction in the risks of fire and explosion since the installation operates at. simple atmospheric pressure.
Streaming to de tensioner-coolers D and D '(fig. 1, 2 and 3), each of them is formed of an inverted truncated cone provided with a casing z- welded to its lower part and <i its. the top part. This envelope forms a water jacket supplied with water brought beforehand almost to. her.
boiling temperature by the heat lost from the flamed fuel jet, after soli action in the duct, recovered by the radiator G of the temperature exchanger 5.
The interior of each regulator is constructed so as to receive trays on which are placed metal straws or turnings intended to successively complete the catalytic reactions started in the retort with a coil pipe. Steam:
. of hydrocarbon> which old from said coil-pipe retort at a high temperature undergo, first in the first holder, then in the second, two very sudden, but incomplete, coolings due to a rapid and significant absorption of calories resulting from the vaporization of the boiling water in the water jackets of the regulators, which.
ea.l is maintained in each of the expansion valves-coolers at a determined temperature and adjustable link by an exhaust <I> l '</I> and. <I> 7 "</I> provided with a valve that is opens or closes at will, so as to obtain a water vapor pressure corresponding to the desired and necessary temperature which is approximately 250 to <B> 300 '</B> C for the first of the regulators. about 1 \ 30 to 1.30 "C for the second.
It is possible to add to the water of the first tensioner a greater or lesser quantity of calcium chloride or of some other element retarding the point of vaporization of the water, thus avoiding the need to maintain too high a pressure (the steam of water in the water jacket of this first regulator to obtain the aforementioned temperature of 2.50 to 300 C.
The feed water for the two regulators is preheated in the radiator G ensuring the constant supply of the external jackets of these regulators with almost boiling water. The water from the radiator G is first brought to the second expansion-cooler D 'by means of the pump unit <I> H </I> through the pipe <I> I I'. </I> then it is sucked from this <I> D '</I> regulator by the <I> I "</I> line by means of the motor pump H' which sends it to the first <I> D </I> regulator by the conduct <I> I "'. </I>
The other devices in the installation have nothing in particular: they serve simply to improve or complete the industrial cycle, for example by using the waste heat which leaves the hearth of the retort at a fairly high temperature.
which explains the presence (the temperature screen 5, a sort of refractory brick box, at the end of which is placed the motor pump unit <B> 6 </B> establishing the draft and evacuating the gas! of combustion.
The use of manometers <B> 31 </B> and M "on the expansion coolers is recommended to be able to monitor the water vapor pressure in the water jackets of the expansion valves-coolers; the same is true for the manometer M 'for the tension of the hydrocarbon vapors in the first regulator. In addition, <I> PP' P "</I> pyro meters are used to control the regular maintenance of the various temperatures in the installation.
A <B> S </B> safety valve is also placed between the coil-pipe retort and the first expansion valve-cooler.
The operation of the installation described is as follows: The reservoir A is used in this case only to maintain a constant level in the retort according to the well-known principle of communicating vessels; the hydrocarbon leaving this reservoir passes into the temperature exchanger B where it undergoes a preliminary reheating which can reach a temperature of approximately 200; the abs, prior orption of calories thus made ensures a prompt vaporized:
tion upon arrival at the bottom of the retort. The oil travels to the lower part of the. retort, at a pressure close to atmospheric pressure, in the serpentine duct of the retort, where it is vaporized and key-polymerized, as a result of the intensive heating of the hearth thereof, and passes to a temperature varying between 550 and 650 C in the first tensioner-cooler D (which is maintained at a temperature of only 250 to <B> 300 '</B> C approximately) to undergo a very sudden, but incomplete cooling, as well as a. relaxation,
hence a new break in chemical equilibrium and a fractionation of molecules; the heavier hydrocarbons condense and then return directly to the supply tank <I> A </I> via the tube <I> T </I> to from there again undergo the thermochemical cycle of vaporization and depolymerization .
The temperature of 250 to <B> 300 '</B> maintained in the # first expansion valve-cooler allows, by the presence of the metal straws which are arranged there, to increase the catalytic action of the retort with serpen pipe tin, which is facilitated here by the relaxation and the sudden cooling of the hydrocarbon vapors bringing, as we have just mentioned the tenth, a new rupture of chemical equilibrium.
The hydrocarbon vapors exiting from this first expansion valve-: cooler at a temperature of about 280 will undergo further expansion and abrupt cooling again. In the second expansion valve-cooler, therein. the temperature is about <B> 180 '</B> and where the same phenomena of absorption of calories and catalytic depolymerization occur, but in a less intensive way.
The vapors falling to the bottom of this second regulator are collected to be, as needed, used as is or rectified, because they only contain relatively light products such as light oils for lubricating kerosene, key gasoline of the "heavyweight" type.
Hydrocarbons not yet condensed are led to a refrigerant E where they then condense and form very light and volatile products, including the light gasoline used in automobile and aircraft engines, as well as a fairly high content. in petroleum ethers.
Inoandensable gases at ordinary temperature escape from this refrigerant E, these gases are none other than the rich gas and the series of ethers or other very volatile hydrocarbons. son; these very volatile ethers or hydro @ aarbons are .condensed in the purifier 0 of the rich gas, either by pressure, or by bubbling said gases in heavy oil which dissolves them and from which they are then removed by distillation. in vacuum or otherwise.
The rich gas ultimately remaining is the same as the oil gas used, for example, by railway companies for railway car lighting, etc., and is usually stored in a gasometer placed: c after the purifier 0.
It should be noted that the metal frame which is used to support all the devices, allows easy access to the retort head, the regulators and devices and that, moreover, a swivel potenee X fitted with a hoist X 'allows the disc holder sheath a of the retort to be removed from its outer casing (fig. 4:
and 5) and the. move at will, then finally, re-fit it after cleaning a.ge and, if necessary, reloading (some of its discs.
Of course, instead of a single retort, the installation could also include several.
Finally, there is. instead of calling attention to one of the various industrial advantages of the installation described, it is that the pressures of the hydrocarbon never substantially exceed atmospheric pressure. This eliminates the risk of explosions,
leaks of boiling oil or very flammable vapors which are already very difficult to avoid in the conventional devices used in the manufacture of more or less light hydrocarbons and, a fortiori, in those which work, or rather -which year was obliged to operate during the war, under rather strong and dangerous pressures, which, ipso facto, makes their generalization very difficult in normal times.