CH104104A - Process and installation for the transformation of heavy hydrocarbons into very flammable light hydrocarbons. - Google Patents

Process and installation for the transformation of heavy hydrocarbons into very flammable light hydrocarbons.

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CH104104A
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Marius Seigle Adolphe Francois
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Seigle Adolphe Antoine Francoi
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

  

  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.

 

Claims (1)

REVENDICATIONS I Procédé pour la transformation des hydro carbures lourds en hydrocarbures légers très inflammables, comprenant une pé riode de condensation fractionnée succé dant immédiatement à une période de va porisation et de surchauffe, caractérisé en ce que les vapeurs résultant de la. CLAIMS I Process for the transformation of heavy hydrocarbons into very flammable light hydrocarbons, comprising a period of fractional condensation immediately following a period of va porization and overheating, characterized in that the vapors resulting from the. phase de vaporisation sont soumises à une phase de dépolyméris,atian obtenue par les agi- tions conmmitantes d'un surchauffa.ge modéré à une pression sensiblement égale à la pression atmosphérique et d'une cir culation en chicane à travers des tour nures métalliques catalysantes, vaporization phase are subjected to a depolymerized phase, obtained by the constant stirring of moderate overheating at a pressure substantially equal to atmospheric pressure and by circulating in a baffle through catalyzing metal towers , le mé lange de vapeurs et de gaz résultant cle ladite phase de dépolymérisation étant sotunis à une phase de condensation par tielle et .de réaacouplements atomiques par les actions concomitantes d'une circula tion en -chicane dudit mélange à travers des tourirtir;=s iit.@@ttzlliquecatalysantes, et de brusques refroidissements et détentes, résultant d'une très rapide absorption ca lorifique par de 1"ea: the mixture of vapors and gases resulting from said depolymerization phase being combined with a phase of partial condensation and atomic re-couplings by the concomitant actions of a circula tion in -chicane of said mixture through tourirtir; = s iit . @@ ttzlliquecatalysantes, and sudden cooling and expansion, resulting from a very rapid absorption of calorific by 1 "ea: ut en ébullition sous des pressions différentes, les produits à l'état gazeux finalement obtenus étant ensuite soumis -t une condensation de fa çon à. fournir un hydrocarbure infla.urma- ble analogue à. l'essence d'automobile et les produits restants s'échappant à. l'état gazeux. ut boiling under different pressures, the products in the gaseous state finally obtained then being subjected to condensation so as to. to provide an inflatable hydrocarbon analogous to. automotive gasoline and remaining products escaping. gaseous state. II Installation pour la réalisation du pro ,cédé suivant la, revendication I, ca,raeté.ri- sée en ce qu'elle .comporte une au plusieurs cornues disposées vertic.a.lement et pour vues chacune d'un conduit intérieur for mant foyer, dans lequel pénètre de haut en bas, une flamme ehauffaut intensive- ment et méthodiquement les vapeurs d1hy- droearbures qui, entrant dans la cornue par en. II Installation for the realization of the pro, assigned according to claim I, ca, raeté.ri- sée in that it .comporte one or more retorts arranged vertically and for views each of an interior duct for mant hearth, into which penetrates from top to bottom, a flame intensively and methodically warms the hydrocarbon vapors which, entering the retort from below. bas, circulent autour de son foyer intérieur, dans un conduit en serpentin dont les circonvolutions sont alternative- ment (le sens contraires et se développent suivant des circonférences parallèles entnc elles et perpendiculairement à. l'axe du foyer centra. SOUS-REVENDICATIONS 1. low, circulate around its interior hearth, in a serpentine duct whose convolutions are alternately (the opposite direction and develop according to circumferences parallel to each other and perpendicular to the axis of the central hearth. SUB-CLAIMS 1. Installation suivant la revendication II, -caractérisée en ce que le conduit en serpen tin de chaque cornue est formé entre une gaine métallique centrale, de section trans versale croissant de haut en bas, formant <B>le</B> foyer central de la cornue, et une en veloppe légèrement tronconique exté - térieure. 2 Installation suivant la revendication II, Installation according to Claim II, -characterized in that the serpen tin duct of each retort is formed between a central metal sheath, of transverse section increasing from top to bottom, forming <B> the </B> central focus of the retort, and one in a slightly tapered outer shell. 2 Installation according to claim II, -caractérisée en ce que des disques métal liques perforés sont solidaires de la gaine centrale dans l'espace annulaire entre " lui-ci et l'enveloppe extérieure et servent à constituer le conduit en serpentin, des tournures métalliques pour activer la dé- polymérisation de l'hydrocarbure étant disposées sur ces disques. 3 Installation suivant la, revendication II. ear < .tctérisée en ee que des orifices de ren- Crée d'air sont prévus de place en place le long de la ou des cornues. -characterized in that the perforated metal discs are integral with the central sheath in the annular space between "it and the outer casing and serve to constitute the serpentine duct, metal turnings to activate the de-polymerization of the hydrocarbon being disposed on these discs 3. Installation according to claim II, being characterized in that air-reinforcing orifices are provided from place to place along the retort (s). 4 Installation suivant la revendication II, caractérisée en ce que des canaux ou des tubes .ouverts à l'air libre à la partie su périeure de chaque cornue cheminent le long du conduit intérieur, à l'intérieur de celui-ci, et débouchent de place en place le long de la cornue. 4 Installation according to claim II, characterized in that channels or tubes .ouvert to the open air at the upper part of each retort run along the internal duct, inside the latter, and open from place in place along the retort. 5 Installation suivant la revendication II, caractérisée en ce que les gaz et vapeurs sortant de la ou des cornues de rlépoly- mérisation sont amenés dans des déten- deurs-refroidisseurs munis de chemises dans lesquelles se vaporise sous pression de l'eau portée préalablement à une tem pérature égale ou voisine de la tempéra- ture d'ébullition. 6 Installation suivant la. 5 Installation according to claim II, characterized in that the gases and vapors leaving the retort (s) for the epolymerization are fed into expansion-coolers provided with jackets in which water vaporizes under pressure previously brought to a temperature equal to or close to the boiling temperature. 6 Installation according to. revendication II et la sous-revendication 5, caractérisée en te que les détendeurs-refroidisseurs sont disposés en au moins un groupe, les dé- tendeurs-refroidisseurs de chaque groupe étant superposés et l'appareil ou les ap- pareils inférieurs étant situés -au-dessus de la ou des cornues. claim II and sub-claim 5, characterized in that the expansion valves-coolers are arranged in at least one group, the expansion valves-coolers of each group being superimposed and the lower apparatus or apparatus being located at above the retort (s). 7 Installation suivant la; revendication <B>Il</B> et la sous-revendication 5, caractérisée en ce que la capacité de chaque détendeur- refroidisseur dans laquelle passe le mé lange de gaz et de vapeurs provenant des cornues est garnie de plateaux qui sup portent les tournures métalliques. 8 Installation suivant la revendication II et les sous-revendications 1 à 7, telle que décrite ci-dessus et représentée au dessin ci-joint. 7 Installation according to; claim <B> II </B> and sub-claim 5, characterized in that the capacity of each expansion valve-cooler through which the mixture of gases and vapors coming from the retorts passes is furnished with trays which support the turns metallic. 8 Installation according to claim II and sub-claims 1 to 7, as described above and shown in the accompanying drawing.
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