Procédé pour séparer d'un liquide une substance en dissolution dans celui-ci.
Cette invention se rapporte à un procédé
pour séparer d'un liquide une substance en
dissolution dans celui-ci et plus lourd que ce
dernier, comme par exemple de la paraffine
du pétrole. Suivant ce procédé, on refroidit
le liquide à une température donnant lieu à
la précipitation au moins partielle de la sub
stance en dissolution et soumet ce mélange
à un traitement par force centrifuge, avec
utilisation d'un liquide auxiliaire plus lourd
que la dite substance et immiscible avec elle
et le premier liquide, de façon à séparer la
dite substance de la masse liquide qui la
contient et à la faire supporter, à Fêtât flot-
tant, par le liquide auxiliaire plus lourd, après
quoi on fait évacuer séparément ladite sub
stance et le liquide dont elle a été séparée.
Avantageusement, on emploie comme liquide auxiliaire un liquide à point de congélation situé au-dessous de la température à laquelle le liquide en traitement est refroidi, cette température étant telle que la substance en dissolution soit précipitée.
Lorsqu'on doit séparer la paraffine du petrole, le liquide secondaire peut être de la saumure, telle que, par exemple, de la sau
mure de chlorure de calcium gÚnÚralement
refroidie à une température basse, la saumure,
la paraffine et le pétrole liquide dont la paraf
fine est séparée étant stratifiés par la force
centrifuge pour produire une couche extérieure
de saumure, une couche de paraffine portée
directement par celle-ci et une couche de pé-
trole liquide que porte directement la paraf
fine, la saumure conservant sa fluidité requise
à la basse température nécessaire pour maintenir la paraffine à l'état de précipitation et
supportant la paraffine à l'état flottant dans le bol de la machine centrifuge auquel, autrement, elle adhérerait.
En raffinant les produits du pétrole, on a l'habitude de distiller 1'huile brute en se servant de feu ou de vapeur pour chasser suc cessivement le naphte, les huiles à brûler, les produits de distillation utilisés comme combustible on pour le graissage, en laissant dans le distillateur un résidu présentant ordinairement un poids spécifique de 0, 93 à 0, 89, s'enflammant à 300 C environ et se solidifiant entre 21 et 27 C, le point de solidification étant déterminé par l'essai de fluidité.
Ce résidu, employé d'ordinaire direc tement pour graisser les cylindres à vapeur ou indirectement en le combinant avec d'autres lubrifiants, est déjà traite actuellement, pour la séparation de la paraffine, de la façon suivante : On réduit son point de solidification en le dissolvant avec, par exemple, une fois et demie son volume de naphte, puis en le refroidissant pour précipiter la paraffine.
Ce refroidissement est effectué lentement pendant quatre ou cinq jours pour que la paraffine ne puisse pas prendre une structure qui l'em- pêche de se déposer dans de grands bassins d'une capacite, par exemple, de 1, 500, 000 litres et le dépôt, à une température maintenue basse ; il demande d'ordinaire des periodes variant de trois jours à un mois pendant lesquelles une quantité plus ou moins grande de paraffine se précipite et se dépose en laissant un liquide clair qui surnage. On soutire ce liquide et on le distille pour récupérer le naphte en laissant une huile noire dont le point de fluidité est bas. Ce procédé est connu sous l e nom de procédé de sédimentation à froid.
On chauffe l'huile noire à point de fluidité bas obtenu par ce procédé et on la filtre à travers de la terre à foulon pour enlever les matières asphaltiques et colorantes et produire une huile brillante légèrement colorée.
Le procédé suivant l'invention, appliqué au traitement du résidu ci-dessus spécifié, permet la suppression de bassins aussi grands que coûteux, de grandes quantités de matières en stock, de grandes quantités de naphte, de longues périodes de temps et permet généralement d'obtenir une plus grande économie et un meilleur rendement, ainsi qu'une sépa- ration plus complue des éléments.
Le rendement en huile peut se monter à environ 93 à 97 /o tandis que le rendement antérieur habituel était de 75 %. D'autre part, on peut obtenir un refroidissement satisfaisant en deux heures et la limite extrême pour les meilleurs résultats a été de quarante-huit heures de refroidissement graduel et uniforme immé diatement avant le traitement par force cen- trifuge.
Dans la réalisation du procédé, on a constatue que la saumure de chlorure de calcium donne des résultats très satisfaisants comme liquide refroidisseur et véhicule, car elle a un point de congélation bas à une concen tration donnée quelconque, elte est peu coûteuse et elle n'a pour ainsi dire aucune action sur le fer. On emploiera généralement de la saumure possédant un poids spécifique de 1, 22 à 16 C et un. point de congélation de -31 C.
On peut aussi employer d'autres solutions de sel aqueuses comme liquides refroidisseurs et véhicules à la condition qu'elles soient de nature à ne pas se congeler à la température où l'on opère sur le pétrole et que la paraffine y soit sensiblement insoluble. Comme exemples de ces liquides, on peut indiquer les solutions des sels de chlorure de sodium, de sulfate de sodium, de nitrate de sodium, de sulfate d'ammonium et de nitrate d'ammonium.
La mise en oeuvre du procédé peut avoir lieu, par exemple, comme suit, au moyen de l'installation représentée dans le dessin an nexe.
Le résidu de la distillation de 1'huile de pétrole dont doit être élimine le pétrole y contenu encore est dilué avec du naphte dans la proportion d'environ 40 /o de résidu et 60 /o de naphte, puis on l'introduit dans un réservoir 1. Là on le chauffe à une tenipérature de 50 C environ, puis on le refroidit graduellement et uniformément pendant une période d'environ 48 heures à une tem perature de 21 C par exemple. On l'amène ensuite, par simple gravité, par le tuyau 2 avec robinet 3, à une machine centrifuge 4.
On amène en même temps à cette machine centrifuge 4 de la saumure de chlorure de calcium à une température de 21 C en- viron, cette saumure venant d'un réservoir 5 par le tuyau 6 pourvu du robinet 7.
Le liquide dont la paraffine a été séparée dans la machine centrifuge 4 est évacué par le tuyau 8. La saumure de chlorure de calcium et la. paraffine séparée de l'huile, sont évacuées par le tuyau 9 et amenées au réser
voir de paraffine et de saumure 10.
On laisse déposer par différence de densité
le mélange de paraffine et de saumure dans
le réservoir 10, puis on soutire la couche in
férieure de saumure claire par simple gravité
par le tuyau 11 pourvu du robinet 12 ; ce
tuyau 11 l'amène à la pompe 13 qui la refoule par le tuyau 14 pourvu du robinet 15
au réservoir 5 pour qu'elle circule de nouveau dans 1'installation.
La couche flottante de paraffine contenue dans le réservoir 10 est chauffée par des serpentins à vapeur 16 pour liquéfier la paraffine. puis on la soutire par le tuyau 17 pourvu du robinet 18 et qui l'amène a une machine centrifuge 19. Dans celle-ci, la paraffine de la masse liquide est séparée par effet centrifuge et finalement elle est évacuée, propre, bêche et débarrassée de toute saumure, par le tuyau 20. La. saumure provenant de la machine centrifuge 19 est évacuée, claire et débarrassée de paraffine, par le tuyau 21 qui t'amené au réservoir à saumure 22 d'ou elle '-.'écoule par le tuyau 23, a robinet 24, à la ]) ompe U ! qui la refoule par le tuyau 14 au réservoir ;
pour qu'elle soit remise en circu- latin.
Il arrive fréquemment. lorsqu on ehauffe le mélange de paraffine et de saumure dans le réservoir 10, que la sédimentation par diffé rente de densité se produise de telle sorte
que la couche supérieure ne renferme que de
la paraffine et ne contienne pas de saumure.
Lorsque cette couche supérieure traverse la
. machine centrifuge 19, il convient qu'elle
entraîne un peu de saumure. On obtient ce
résultat en arrêtant l'écoulement de la pompe
13 par le tuyau 14 allant au réservoir 5, en
fermant le robinet 15 de ce tuyau et en
faisant passer le liquide du tuyau 14 au tuyau
17 par un tuyau de détournement 25 qui
renferme le robinet 26 alors ouvert.
A process for separating a substance dissolved therein from a liquid.
This invention relates to a method
to separate a substance into a liquid
dissolution in it and heavier than this
last, such as paraffin
petrol. According to this process, one cools
the liquid at a temperature giving rise to
at least partial precipitation of the sub
dissolving stance and submits this mixture
treatment by centrifugal force, with
use of heavier auxiliary liquid
that the said substance and immiscible with it
and the first liquid, so as to separate the
said substance of the liquid mass which
contains and to make it endure, at Fêtât flot-
both, by the heavier auxiliary liquid, after
which is made to evacuate separately said sub
stance and the liquid from which it was separated.
Advantageously, a liquid with a freezing point located below the temperature to which the liquid under treatment is cooled is used as auxiliary liquid, this temperature being such that the substance in solution is precipitated.
When paraffin is to be separated from petroleum, the secondary liquid may be brine, such as, for example, sau
calcium chloride ripe generally
cooled to a low temperature, the brine,
paraffin and liquid petroleum including paraffin
fine is separated being laminated by force
centrifugal to produce an outer layer
of brine, a layer of paraffin
directly by it and a layer of pee
liquid trole directly carried by the paraf
fine, the brine retaining its required fluidity
at the low temperature necessary to maintain the paraffin in a state of precipitation and
supporting the paraffin in a floating state in the bowl of the centrifugal machine to which it would otherwise adhere.
In refining petroleum products, it is customary to distill crude oil by using fire or steam to remove successively naphtha, oils to be burnt, distillation products used as fuel or for lubrication, leaving in the still a residue ordinarily having a specific gravity of 0.93 to 0.89, igniting at about 300 C and solidifying between 21 and 27 C, the solidification point being determined by the flow test.
This residue, usually used directly to lubricate steam cylinders or indirectly by combining it with other lubricants, is already treated for the separation of paraffin as follows: Its solidification point is reduced by dissolving it with, for example, one and a half times its volume of naphtha, then cooling it to precipitate the paraffin.
This cooling is carried out slowly for four or five days so that the paraffin cannot take a structure which prevents it from settling in large basins with a capacity, for example, of 1, 500, 000 liters and the deposition, at a temperature kept low; it usually requires periods varying from three days to a month during which a greater or lesser quantity of paraffin precipitates and settles, leaving a clear liquid which floats. This liquid is withdrawn and distilled to recover the naphtha, leaving a black oil with a low melting point. This process is known as the cold sedimentation process.
The low melt point black oil obtained by this process is heated and filtered through fuller's earth to remove asphaltic and coloring matter and produce a bright, slightly colored oil.
The process according to the invention, applied to the treatment of the residue specified above, allows the elimination of basins as large as they are expensive, large quantities of materials in stock, large quantities of naphtha, long periods of time and generally allows 'obtain greater economy and better efficiency, as well as a more comfortable separation of the elements.
The oil yield can be about 93 to 97% while the usual previous yield was 75%. On the other hand, satisfactory cooling can be obtained in two hours and the extreme limit for the best results has been forty-eight hours of gradual and uniform cooling immediately before the centrifugal force treatment.
In carrying out the process, it has been found that calcium chloride brine gives very satisfactory results as a coolant and a carrier, because it has a low freezing point at any given concentration, is inexpensive and does not has virtually no action on the iron. Generally, brine having a specific gravity of 1.22 to 16 ° C and one will be used. freezing point of -31 C.
Other aqueous salt solutions can also be employed as coolants and vehicles provided that they are such as not to freeze at the temperature in which the petroleum is being operated and that the paraffin therein is substantially insoluble. As examples of such liquids, solutions of the salts of sodium chloride, sodium sulfate, sodium nitrate, ammonium sulfate and ammonium nitrate can be mentioned.
The implementation of the method can take place, for example, as follows, by means of the installation shown in the accompanying drawing.
The residue from the distillation of petroleum oil from which the petroleum still contained therein is to be removed is diluted with naphtha in the proportion of about 40% residue and 60% naphtha, and then introduced into a tank. tank 1. There it is heated to a temperature of about 50 ° C., then it is gradually and uniformly cooled over a period of about 48 hours at a temperature of 21 ° C. for example. It is then brought, by simple gravity, through pipe 2 with valve 3, to a centrifugal machine 4.
At the same time, calcium chloride brine at a temperature of about 21 ° C. is brought to this centrifugal machine 4, this brine coming from a reservoir 5 through the pipe 6 provided with the tap 7.
The liquid from which the paraffin has been separated in the centrifugal machine 4 is discharged through the pipe 8. The calcium chloride brine and the. paraffin separated from the oil, are evacuated through pipe 9 and brought to the tank
see paraffin and brine 10.
We let deposit by density difference
the mixture of paraffin and brine in
the reservoir 10, then the layer in
clear brine by simple gravity
by the pipe 11 provided with the valve 12; this
pipe 11 leads it to pump 13 which delivers it through pipe 14 provided with tap 15
to the tank 5 so that it circulates again in the installation.
The floating layer of paraffin contained in tank 10 is heated by steam coils 16 to liquefy the paraffin. then it is withdrawn through the pipe 17 provided with the tap 18 and which brings it to a centrifugal machine 19. In this one, the paraffin of the liquid mass is separated by centrifugal effect and finally it is evacuated, clean, spade and free of any brine, through the pipe 20. The brine coming from the centrifugal machine 19 is discharged, clear and free of paraffin, through the pipe 21 which leads to the brine tank 22 from where it flows through. the pipe 23, has tap 24, to the]) U pump! which delivers it through the pipe 14 to the reservoir;
for it to be put back into circulation.
It happens frequently. when the mixture of paraffin and brine in tank 10 is heated, sedimentation by different density occurs such that
that the top layer contains only
paraffin and does not contain brine.
When this top layer crosses the
. centrifugal machine 19, it should
results in some brine. We get this
result in stopping the flow of the pump
13 through pipe 14 going to tank 5,
closing the tap 15 of this pipe and
passing liquid from pipe 14 to pipe
17 by a bypass pipe 25 which
contains the valve 26 then open.