EP0178199A1 - Asphalt-containing liquid composition and process for its preparation - Google Patents

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EP0178199A1
EP0178199A1 EP85401714A EP85401714A EP0178199A1 EP 0178199 A1 EP0178199 A1 EP 0178199A1 EP 85401714 A EP85401714 A EP 85401714A EP 85401714 A EP85401714 A EP 85401714A EP 0178199 A1 EP0178199 A1 EP 0178199A1
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EP
European Patent Office
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asphalt
asphalts
composition
fraction
fuel
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EP85401714A
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German (de)
French (fr)
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EP0178199B1 (en
Inventor
François Audibert
Christian Busson
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Publication date
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Publication of EP0178199A1 publication Critical patent/EP0178199A1/en
Application granted granted Critical
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/04Liquid carbonaceous fuels essentially based on blends of hydrocarbons

Definitions

  • the invention relates to a new process for the preparation of liquid combustible compositions, containing asphalt, and the combustion of which, with common industrial burners, is carried out with a reduced emission of unburnt particles.
  • these residual oils are diluted by hydrocarbon cuts from various sources, in particular direct distillation cuts (kerosene, diesel fuels) or effluents from cracking units, point boiling essentially between 150 and 400 ° C.
  • the heavy fuels thus prepared most often have high contents of Conradson carbon and of asphaltenes, which results, during combustion, in a significant emission of unburnt particles.
  • Residual oils usually consist of an oily fraction and an asphaltenic fraction.
  • the oily fraction which can be isolated by methods such as deasphalting with light aliphatic hydrocarbons (C 3 to C 7 for example), can be recovered by appropriate catalytic treatments.
  • the heavy fraction called the asphaltic fraction
  • the heavy fraction has very high asphaltenes and heavy metals contents; it can undergo various treatments intended to rid it of the deasphalting solvent and of the oily fraction that it may still contain and be isolated in the deasphalting units treating either crude oils or residual distillation fractions.
  • the residual fraction thus obtained is called asphalt.
  • the prior art discloses a certain number of processes based on the combustion of solid asphalts, alone or in mixture with other combustible products such as coal or biomass, or of asphalts dispersed in different media.
  • Japanese patent J 57,034,198 thus indicates the use of asphalt particles as fuel in blast furnace nozzles operating with an excess of hot air, a desulphurizing agent such as CaO being able to be used.
  • Japanese patent J 84,012,712 which describes a solid composition, based on oxidized asphalts and olefinic resins, and possibly on biomass such as sawdust. This composition can be used either as fuel in pulverulent form, or in liquid form after mixing with heavy oils.
  • Japanese patent J 59,006,290 also describes a solid "bio-fuel” composed of petroleum residues such as asphalts mixed with sawdust, shavings or chopped straw.
  • US Pat. No. 4,302,209 describes a solid fuel prepared by a mixture of ground lignite and asphalt in aqueous emulsion.
  • Patent W 082/01376 relates to a dispersion of particles containing carbon in a mixture of liquids; the liquid phase consists of water, hydrocarbon oil and surfactant, in the form of micro-emulsion.
  • the object of the present invention is to remedy this shortcoming by describing a new process making it possible to obtain, from asphalts, a liquid fuel usable in conventional boilers equipped with traditional industrial burners, by producing a reduced emission of unburnt particles. .
  • the relative proportions of asohalte and diluent are chosen so as to satisfy the preceding viscosity conditions. As a general rule, the higher the softening point, the greater the amount of diluent.
  • proportions by weight of asphalt (undiluted) and of diluent ranging from 20 to 80 parts of asphalt for 80 to 20 parts of diluent, fuels whose viscosity measured at 100 ° C. are obtained most of the time. is included in the range 20 mm 2 / s to 3000 mm 2 / s indicated above.
  • the method consists in mixing these with diluents, which are, conventionally, the diluents used for the preparation of heavy fuels. These diluents are in suitable proportion to obtain the viscosities indicated above.
  • diluents which are, conventionally, the diluents used for the preparation of heavy fuels. These diluents are in suitable proportion to obtain the viscosities indicated above.
  • a cut from a catalytic cracking unit is used, for example having a distillation range of between 150 and 400 ° C., commonly called "light cycle oil” (LCO). This type of distillation cut is generally obtained in traditional catalytic cracking units, such as, for example, catalytic cracking units in a fluidized bed.
  • LCO light cycle oil
  • These units generally treat feeds made up of vacuum diesel or deasphalted oil which are introduced into the reactor ("riser") in partially vaporized form, generally with superheated steam.
  • the most commonly used catalysts are of the zeolite type, the reactor temperature most often being of the order of 450 to 700 ° C. and the residence times preferably between 0.5 and 4 seconds.
  • the products obtained are separated from the catalyst, which is regenerated in the presence of oxygen.
  • the effluents are separated by distillation, of which about 40 to 60% are constituted by gasolines and about 15 to 30% constitute the "light cycle oil”; it is a very aromatic diesel type cut with a poor cetane number, the main use of which is to serve as a diluent for obtaining heavy fuels.
  • the assembly is brought to a temperature generally between 150 and 300 ° C, and preferably between 220 and 275 ° C and is maintained in this area for a period of at least 0.5 hour and usefully between 0.5 and 10 h, and preferably between 1.5 and 4 h.
  • a temperature generally between 150 and 300 ° C, and preferably between 220 and 275 ° C and is maintained in this area for a period of at least 0.5 hour and usefully between 0.5 and 10 h, and preferably between 1.5 and 4 h.
  • One operates very advantageously at 220 - 275 ° C for 1.5 to 3 hours.
  • the weight ratio of the diluent to the asphalt depends on the nature of the asphalt and the characteristics of the diluent; it is determined so as to obtain the viscosimetric characteristics set out above.
  • the method also relates to liquid asphalts obtained by rapid mixing of asphalts and of solvent, as indicated above. If necessary, the viscosity of these liquid asphalts is adjusted to obtain the values specified above.
  • FIG. 1 illustrates a particular embodiment of the invention applied to the treatment of solid asphalts.
  • the installation comprises an asphalt treatment chamber (1), the lower part (2) of which is inclined and leads to a collection tank (3).
  • a suitable device (4) allows the container (5) to penetrate inside the enclosure through the sealed door (6).
  • the solid asphalt container has walls allowing the passage of the solvent which is enriched with asphalts (7) during the advancement of the dissolution.
  • One or more spray bars such as the boom (8) are arranged in the upper part and / or on the sides of the enclosure (1). They are oriented towards the loading of solid asphalt.
  • the solvent is sprayed onto the solid asphalt, flows freely and provides the calories necessary for the fusion and dissolution of the asphalt.
  • the desired residence time is observed at the chosen temperature.
  • a Light fraction of small volume can be distilled through the line (19). It is condensed in the refrigerant (13) and sent to the flask (14).
  • the enclosure is in communication with the atmosphere by the vent line (15).
  • the liquid fraction of the balloon (14) is discharged by the line (16) and / or recycled all or part by the line (17) to adjust the flash point of the fuel obtained.
  • the liquid fuel is discharged through the line (18).
  • Another embodiment can consist in carrying out the treatments described above in similar equipment, but maintained under pressure.
  • the heat treatment of the invention can be carried out in any device allowing the heating of liquids in the desired temperature range, these devices being able to be or not equipped with stirring systems. . It is possible, as in the case where solid asphalts are treated, to collect and recycle all or part of the distilling fraction at the treatment temperature; pressurized devices can also be used.
  • Asphalt the analysis of which is given in Table III, is mixed at 250 ° C. with an oil cut of "L.C.O.” the characteristics of which are given in Table I.
  • the duration of the mixing is of the order of 30 seconds, after which the mixture is quickly brought back to a temperature of the order of 80 ° C. before storage. 45 parts by weight of asphalt are used for 55 parts by weight of "L.C.O.”.
  • the combustion of this mixture is carried out in an industrial type boiler (steam generator with water tubes), the capacity of which is 150 kg / h of fuel.
  • the combustion is carried out with excess air, without injecting water vapor.
  • This mixture is subjected to a heat treatment which consists in bringing it quickly to 250 ° C. and in maintaining it for 2 h at this temperature, by recycling all of the distilling fractions, then in rapidly cooling it.
  • the mixture obtained after this treatment has practically the same characteristics as the one from which we started (cf. Table II).
  • Example 1 the same asphalt is used as in Example 1.
  • the diluent "LCO” described in Table I, used in Comparative Example 1, is used to dilute this asphalt.
  • the apparatus described in FIG. 1 is used: bulk 606.7 kg of solid asphalt are placed in the container, and 726.7 kg of "LCO” are introduced via line (12); the temperature of the circulating liquid is raised in 1 hour to 250 ° C. When this temperature is reached, we keep it for 2 h; all the liquids distilling through the line (19) are recycled during the operation.
  • This fuel burned under conditions identical to those described in Example 1, has a weight index of 320 mg / kWh; this weight index is 3.6 times lower than that obtained in comparative example 1.

Abstract

1. Process for preparing a liquid combustible composition containing asphalt, the said asphalt being the waste product of the deasphalting of an asphaltic oil by means of a light aliphatic hydrocarbon, which process comprises blending the said asphalt with a non-asphaltic oil fraction which essentially distills between 150 and 400 C, the respective proportions of asphalt and non-asphaltic oil being such that the resulting mixture shows a viscosity between 20 mm**2 /s and 3000 mm**2 /s at 100 C, and maintaining the resulting composition at 150-300 C for at least 0.5 hour.

Description

L'invention concerne un nouveau procédé de préparation de compositions combustibles liquides, renfermant de l'asphalte, et dont la combustion, avec des brûleurs industriels courants, s'effectue avec une émission réduite de particules d'imbrûlés.The invention relates to a new process for the preparation of liquid combustible compositions, containing asphalt, and the combustion of which, with common industrial burners, is carried out with a reduced emission of unburnt particles.

L'évolution de la nature des approvisionnements en pétroles bruts, ainsi que la demande croissante en produits raffinés légers font que l'industrie pétrolière du raffinage a développé un grand nombre de procédés divers permettant de convertir les huiles lourdes naturelles ainsi que les huiles résiduelles, telles que résidus de distillation atmosphérique ou de distillation sous vide, en fractions plus légères et donc de plus grande valeur.The changing nature of the supply of crude oils, as well as the growing demand for light refined products, means that the petroleum refining industry has developed a large number of various processes allowing the conversion of natural heavy oils as well as residual oils, such as atmospheric distillation or vacuum distillation residues, in lighter fractions and therefore of greater value.

La combustion de ces huiles résiduelles demeure néanmoins une utilisation très largement appliquée ; cependant, afin de respecter les spécifications de viscosité des fuels commerciaux, ces huiles résiduelles sont diluées par des coupes d'hydrocarbures de diverses provenances, notamment des coupes de distillation directe (kérosène, gazoles) ou des effluents d'unités de cracking, de point d'ébullition essentiellement entre 150 et 400 °C.The combustion of these residual oils nevertheless remains a widely applied use; however, in order to meet the viscosity specifications of commercial fuels, these residual oils are diluted by hydrocarbon cuts from various sources, in particular direct distillation cuts (kerosene, diesel fuels) or effluents from cracking units, point boiling essentially between 150 and 400 ° C.

Les fuels lourds ainsi préparés présentent le plus souvent des teneurs élevées en carbone Conradson et en asphaltènes, ce qui se traduit, lors de la combustion, par une émission importante de particules imbrûlées. iThe heavy fuels thus prepared most often have high contents of Conradson carbon and of asphaltenes, which results, during combustion, in a significant emission of unburnt particles. i

C'est la raison pour laquelle un grand nombre de travaux ont été effectués, tendant à réduire cette émission d'imbrûlés lors de la combustion de ces fuels lourds, et en particulier de façon que ces fuels lourds répondent à la norme NF X 43-003 limitant l'émission de particules solides entrainées par les gaz de combustion.This is the reason why a large number of works have been carried out, tending to reduce this emission of unburnt during the combustion of these heavy fuels, and in particular so that these heavy fuels meet the standard NF X 43- 003 limiting the emission of solid particles entrained by the combustion gases.

Parmi les procédés utilisés pour réduire cette émission d'imbrûlés, on peut citer l'emploi d'injecteurs utilisant un fluide auxiliaire tel que l'air comprimé ou la vapeur d'eau, l'utilisation d'additifs de combustion , ou encore l'addition d'eau sous forme d'émulsion dans les fuels.Among the methods used to reduce this emission of unburnt products, mention may be made of the use of injectors using an auxiliary fluid such as compressed air or water vapor, the use of combustion additives, or else the addition of water as an emulsion in the fuels.

Les huiles résiduelles se composent habituellement d'une fraction huileuse et d'une fraction asphalténique. La fraction huileuse,qui peut être isolée par des procédés tels que le désasphaltage aux hydrocarbures aliphatiques légers (C3 à C7 par exemple), peut être valorisée par des traitements catalytiques appropriés.Residual oils usually consist of an oily fraction and an asphaltenic fraction. The oily fraction, which can be isolated by methods such as deasphalting with light aliphatic hydrocarbons (C 3 to C 7 for example), can be recovered by appropriate catalytic treatments.

La fraction lourde, dite fraction asphalténique, présente des teneurs en asphaltènes et en métaux lourds très élevées ; elle peut subir divers traitements destinés à la débarasser du solvant de désasphaltage et de la fraction huileuse qu'elle peut encore contenir et être isolée dans les unités de désasphaltage traitant soit des pétroles bruts soit des fractions résiduelles de distillation. La fraction résiduaire ainsi obtenue est nommée asphalte.The heavy fraction, called the asphaltic fraction, has very high asphaltenes and heavy metals contents; it can undergo various treatments intended to rid it of the deasphalting solvent and of the oily fraction that it may still contain and be isolated in the deasphalting units treating either crude oils or residual distillation fractions. The residual fraction thus obtained is called asphalt.

L'art antérieur révèle un certain nombre de procédés basés sur la combustion d'asphaltes solides, seuls ou en mélanqe avec d'autres produits combustibles tels que charbon ou biomasse, ou d'asphaltes dispersés dans différents milieux.The prior art discloses a certain number of processes based on the combustion of solid asphalts, alone or in mixture with other combustible products such as coal or biomass, or of asphalts dispersed in different media.

C'est ainsi que le brevet japonais J 57.034.198 indique l'utilisation de particules d'asphaltes comme combustible dans des tuyères de hauts fourneaux fonctionnant avec un excès d'air chaud, un agent désulfurant tel que CaO pouvant être utilisé.Japanese patent J 57,034,198 thus indicates the use of asphalt particles as fuel in blast furnace nozzles operating with an excess of hot air, a desulphurizing agent such as CaO being able to be used.

L'application de la technique du lit fluidisé à la combustion de résidus tels que les asphaltes a été souvent décrite ; on peut citer, par exemple, l'article de G. CHRYSOSTOME et A. FEUGIER, Revue de l'INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE, vol. 34, N° 5, 1979, p. 813 à 839. Cependant, si ce procédé présente un certain nombre d'avantages, il implique la mise en place d'un appareillage spécial de grandes dimensions, et est mal adapté à des installations de chauffe de petites ou moyennes canacités. Le brevet japonais J 58.160.710 revendique l'utilisation de cette technique, avec addition de scories ou de cendres d'aluminium et d'agents désulfurants afin d'améliorer la combustion et de diminuer le taux d'imbrûlés.The application of the fluidized bed technique to the combustion of residues such as asphalts has often been described; we can cite, for example, the article by G. CHRYSOSTOME and A. FEUGIER, Revue de l'INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE, vol. 34, No. 5, 1979, p. 813 to 839. However, if this process has a certain number of advantages, it involves the installation of a special apparatus of large dimensions, and is ill-suited to heating installations of small or medium canacities. Japanese patent J 58.160.710 claims the use of this technique, with the addition of aluminum slag or ash and desulfurizing agents in order to improve combustion and reduce the rate of unburnt.

Parmi les documents traitant de l'utilisation des asphaltes solides comme combustibles en mélange, on peut citer le brevet japonais J 84.012.712 qui décrit une composition solide, à base d'asphaltes oxydés et de résines oléfiniques, et éventuellement de la biomasse telle que de la sciure de bois. Cette composition peut être utilisée soit comme combustible sous forme pulvérulente, soit sous forme liquide après mélange avec des huiles lourdes. Le brevet japonais J 59.006.290 décrit également un "bio-fuel" solide composé de résidus pétroliers tels que les asphaltes mélangés avec de la sciure de bois, des copeaux ou de la paille hachée.Among the documents dealing with the use of solid asphalts as blended fuels, mention may be made of Japanese patent J 84,012,712 which describes a solid composition, based on oxidized asphalts and olefinic resins, and possibly on biomass such as sawdust. This composition can be used either as fuel in pulverulent form, or in liquid form after mixing with heavy oils. Japanese patent J 59,006,290 also describes a solid "bio-fuel" composed of petroleum residues such as asphalts mixed with sawdust, shavings or chopped straw.

Un combustible similaire fait l'objet du brevet japonais J.57.151.697 dans lequel le mélange résidu pétrolier - biomasse est effectué à chaud.A similar fuel is the subject of Japanese patent J.57.151.697 in which the oil residue-biomass mixture is carried out hot.

Le brevet US.4302.209 décrit un combustible solide préparé par un mélange de lignite broyée et d'asphalte en émulsion aqueuse.US Pat. No. 4,302,209 describes a solid fuel prepared by a mixture of ground lignite and asphalt in aqueous emulsion.

En ce qui concerne les possibilités d'utilisation d'asphaltes comme combustibles en suspension, le brevet japonais J 56.115.395 propose un combustible formé par une dispersion de méthanol et d'eau dans des résidus lourds tels que des asphaltes, un agent tensio-actif pouvant être ajouté au méthanol. Le brevet W 082/01376 concerne une dispersion de particules contenant du carbone dans un mélange de liquides ; la phase liquide est constituée d'eau, d'huile hydrocarbonée et de tensio actif, sous forme de micro-émulsion.As regards the possibilities of using asphalts as fuel in suspension, Japanese patent J 56,115,395 proposes a fuel formed by a dispersion of methanol and water in heavy residues such as asphalts, a surfactant. active ingredient that can be added to methanol. Patent W 082/01376 relates to a dispersion of particles containing carbon in a mixture of liquids; the liquid phase consists of water, hydrocarbon oil and surfactant, in the form of micro-emulsion.

Cependant aucun de ces procédés ne permet, d'une façon pratique et économique, d'obtenir à partir d'asphaltes un combustible utilisable dans des appareils de chauffe usuels pour combustibles liquides et produisant peu d'émissions de particules d'imbrûlés.However, none of these methods makes it possible, in a practical and economical manner, to obtain from asphalts a fuel which can be used in conventional heating apparatus for liquid fuels and which produces little emissions of unburnt particles.

L'objet de la présente invention est de pallier cette lacune en décrivant un nouveau procédé permettant d'obtenir, à partir d'asphaltes, un combustible liquide utilisable dans des chaudières classiques équipées de brûleurs industriels traditionnels, en produisant une émission de particules imbrûlées réduite.The object of the present invention is to remedy this shortcoming by describing a new process making it possible to obtain, from asphalts, a liquid fuel usable in conventional boilers equipped with traditional industrial burners, by producing a reduced emission of unburnt particles. .

Plus particulièrement, l'invention vise à produire, à partir d'asphaltes, des combustibles dont la viscosité à 100 °C soit comprise entre 20 mm2/s (1mm2/s = 1 cSt) et 3000 mm2/s, et, de préférence, des combustibles de type fuel lourd N° 2 dont la viscosité satisfasse à la norme NF T 60-100, c'est à dire présentant à 50 °C une viscosité supérieure à 110 mm2/s et, à 100 °C, une viscosité inférieure à 40 mm2/s.More particularly, the invention aims to produce, from asphalts, fuels whose viscosity at 100 ° C is between 20 mm 2 / s (1 mm 2 / s = 1 cSt) and 3000 mm 2 / s, and, preferably, fuels of the heavy fuel type No. 2, the viscosity of which complies with standard NF T 60-100, that is to say having a viscosity greater than 110 mm 2 / s at 50 ° C. ° C, a viscosity of less than 40 mm 2 / s.

Les proportions relatives d'asohalte et de diluant sont choisies de manière à satisfaire aux conditions de viscosité précédentes. En règle générale, plus l'asphalte présente un point de ramollissement élevé et plus grande doit être la quantité de diluant. En utilisant des proportions pondérales d'asphalte (non dilué) et de diluant allant de 20 à 80 parties d'asphalte pour 80 à 20 parties de diluant, on obtient la plupart du temps des combustibles dont la viscosité mesurée à 100 °C est comprise dans la fourchette 20 mm2/s à 3000 mm2/s indiquée ci-dessus.The relative proportions of asohalte and diluent are chosen so as to satisfy the preceding viscosity conditions. As a general rule, the higher the softening point, the greater the amount of diluent. By using proportions by weight of asphalt (undiluted) and of diluent ranging from 20 to 80 parts of asphalt for 80 to 20 parts of diluent, fuels whose viscosity measured at 100 ° C. are obtained most of the time. is included in the range 20 mm 2 / s to 3000 mm 2 / s indicated above.

Les combustibles produits par le procédé de la présente invention, utilisés dans les chaudières à brûleurs traditionnels, présentent un indice pondéral, mesuré suivant la norme NF X 43.003 inférieur à 450 mg/kWh (1kwh = 3,6.106 J) et, dans certains cas, inférieur à 300 mg/kWh, au lieu d'indices pondéraux de l'ordre de 1000 à 1200 mg/ kWh qui sont observés lorsque l'on n'utilise pas le procédé de l'invention.The fuels produced by the process of the present invention, used in traditional burner boilers, have a weight index, measured according to standard NF X 43.003 less than 450 mg / kWh (1 kWh = 3.6.10 6 J) and, in certain case, less than 300 mg / kWh, instead of weight indices of the order of 1000 to 1200 mg / kWh which are observed when the method of the invention is not used.

Ce procédé concerne les asphaltes pouvant se présenter notamment sous les deux formes suivantes :

  • - les asphaltes solides, présentant préférentiellement des températures de ramollissement, déterminées par la méthode bille et anneau suivant la norme ASTM 66.008 supérieures à 100 °C et comprises de préférence entre 120 et 170 °C ; leur teneur en asphaltènes (déterminée au n-heptane)est habituellement supérieure à 30 % en poids.
  • - les asphaltes sous forme liquide, qui sont des asphaltes solides tels que définis ci-dessus, ayant été dilués par un solvant directement à la sortie des unités de désasphaltage, lorsque l'asphalte est à l'état fondu, ce mélange étant généralement fait en ligne pendant un temps très court, la plupart du temps inférieur à une minute, le mélange étant rapidement ramené à une température de l'ordre de 80 °C.
This process relates to asphalts which can be presented in particular in the following two forms:
  • - solid asphalts, preferably having softening temperatures, determined by the ball and ring method according to standard ASTM 66.008 above 100 ° C and preferably between 120 and 170 ° C; their asphaltene content (determined with n-heptane) is usually greater than 30% by weight.
  • - asphalts in liquid form, which are solid asphalts as defined above, having been diluted with a solvent directly at the outlet of the deasphalting units, when the asphalt is in the molten state, this mixture being generally made online for a very short time, most of the time less than a minute, the mixture quickly being brought to a temperature of the order of 80 ° C.

Dans le cas d'asphaltes solides, le procédé consiste à mélanger ceux- ci avec des diluants,qui sont, de manière classique, les diluants utilisés pour la préparation des fuels lourds. Ces diluants sont en proportion convenable pour obtenir les viscosités indiquées plus haut. Dans le cadre de l'invention, on utilise de préférence une coupe provenant d'unité de cracking catalytique présentant par exemple un intervalle de distillation compris entre 150 et 400 °C, communément appelée "light cycle oil" (L.C.O.). Ce type de coupe de distillation est obtenu, d'une façon générale, dans les unités de cracking catalytique traditionnelles, telles que, par exemple, les unités de cracking catalytique en lit fluidisé. Ces unités traitent généralement des charges constituées de gazoles sous vide ou d'huile désasphaltée qui sont introduites dans le réacteur ("riser")sous forme partiellement vaporisée , généralement avec de la vapeur d'eau surchauffée. Les catalyseurs les plus utilisés sont du type zéolite, la température du réacteur étant le plus souvent de l'ordre de 450 à 700 °C et les temps de séjour préférentiellement compris entre 0,5 et 4 secondes. Les produits obtenus sont séparés du catalyseur, qui est régénéré en présence d'oxygène. On sépare par distillation les effluents, dont environ 40 à 60 % sont consitutés par des essences et environ 15 à 30 % constituent le "light cycle oil" ; il s'agit d'une coupe de type gazole, très aromatique, présentant un mauvais indice de cétane, dont l'utilisation principale est de servir de diluant pour l'obtention de fuels lourds.In the case of solid asphalts, the method consists in mixing these with diluents, which are, conventionally, the diluents used for the preparation of heavy fuels. These diluents are in suitable proportion to obtain the viscosities indicated above. In the context of the invention, preferably a cut from a catalytic cracking unit is used, for example having a distillation range of between 150 and 400 ° C., commonly called "light cycle oil" (LCO). This type of distillation cut is generally obtained in traditional catalytic cracking units, such as, for example, catalytic cracking units in a fluidized bed. These units generally treat feeds made up of vacuum diesel or deasphalted oil which are introduced into the reactor ("riser") in partially vaporized form, generally with superheated steam. The most commonly used catalysts are of the zeolite type, the reactor temperature most often being of the order of 450 to 700 ° C. and the residence times preferably between 0.5 and 4 seconds. The products obtained are separated from the catalyst, which is regenerated in the presence of oxygen. The effluents are separated by distillation, of which about 40 to 60% are constituted by gasolines and about 15 to 30% constitute the "light cycle oil"; it is a very aromatic diesel type cut with a poor cetane number, the main use of which is to serve as a diluent for obtaining heavy fuels.

On porte l'ensemble à une température généralement comprise entre 150 et 300 °C, et, de préférence, entre 220 et 275 °C et on le maintient dans ce domaine pendant une durée d'au moins 0,5 heure et utilement comprise entre 0,5 et 10 h, et, préférentiellement, entre 1,5 et 4 h. On opère très avantageusement à 220 - 275 °C pendant 1,5 à 3 heures.The assembly is brought to a temperature generally between 150 and 300 ° C, and preferably between 220 and 275 ° C and is maintained in this area for a period of at least 0.5 hour and usefully between 0.5 and 10 h, and preferably between 1.5 and 4 h. One operates very advantageously at 220 - 275 ° C for 1.5 to 3 hours.

Le rapport pondéral du diluant à l'asphalte est fonction de la nature de l'asphalte et des caractéristiques du diluant ; il est déterminé de façon à obtenir les caractéristiques viscosimétriques énoncées ci-dessus.The weight ratio of the diluent to the asphalt depends on the nature of the asphalt and the characteristics of the diluent; it is determined so as to obtain the viscosimetric characteristics set out above.

Le procédé concerne également les asphaltes liquides obtenus par mélange rapide d'asphaltes et de solvant, comme indiqué auparavant. Si nécessaire la viscosité de ces asphaltes liquides est ajustée pour obtenir les valeurs précisées plus haut.The method also relates to liquid asphalts obtained by rapid mixing of asphalts and of solvent, as indicated above. If necessary, the viscosity of these liquid asphalts is adjusted to obtain the values specified above.

En effet, la demanderesse a découvert avec surprise que le fait de soumettre ces asphaltes dilués à un chauffage ultérieur, effectué dans les domaines de température et de durée tels que définis ci-dessus dans le cas d'asphaltes solides, permettaient d'obtenir un combustible liquide dont les propriétés de combustibilité, déterminées par la mesure de son indice pondéral, étaient considérablement améliorées par rapport au combustible obtenu par simple dilution rapide.Indeed, the Applicant has discovered with surprise that the fact of subjecting these diluted asphalts to subsequent heating, carried out in the temperature and duration domains as defined above in the case of solid asphalts, made it possible to obtain a liquid fuel whose combustibility properties, determined by the measurement of its weight index, were considerably improved compared to the fuel obtained by simple rapid dilution.

Dans les exemples qui suivent, destinés à illustrer l'invention, on montre que, grâce au procédé de l'invention, le taux d'imbrûlés peut être réduit d'une façon importante, d'un facteur de 2 à 3 ou quelquefois même supérieur.In the examples which follow, intended to illustrate the invention, it is shown that, thanks to the process of the invention, the rate of unburnt can be reduced significantly, by a factor of 2 to 3 or sometimes even superior.

La figure 1 illustre un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention appliquée au traitement d'asphaltes solides.FIG. 1 illustrates a particular embodiment of the invention applied to the treatment of solid asphalts.

L'installation comprend une enceinte de traitement des asphaltes (1) dont la partie inférieure (2) est inclinée et aboutit à un réservoir de collecte (3). Un dispositif approprié (4) permet de faire pénétrer le conteneur (5) à l'intérieur de l'enceinte en passant par la porte étanche (6). Le conteneur d'asphalte solide a des parois permettant le passage du solvant qui s'enrichit en asphaltes (7) au cours de l'avancement de la mise en solution.The installation comprises an asphalt treatment chamber (1), the lower part (2) of which is inclined and leads to a collection tank (3). A suitable device (4) allows the container (5) to penetrate inside the enclosure through the sealed door (6). The solid asphalt container has walls allowing the passage of the solvent which is enriched with asphalts (7) during the advancement of the dissolution.

Une ou plusieurs rampes d'arrosage telles que la rampe (8) sont disposées dans la partie supérieure et/ou sur les côtés de l'enceinte (1). Elles sont orientées vers le chargement d'asphalte solide.One or more spray bars such as the boom (8) are arranged in the upper part and / or on the sides of the enclosure (1). They are oriented towards the loading of solid asphalt.

Le fonctionnement est le suivant :

  • Après la mise en place du conteneur chargé d'asphalte solide et fermeture de la porte, on met en fonctionnement la pompe (9) qui aspire le solvant introduit par la ligne (12) ou contenu dans le réservoir de collecte (3) et l'envoie à travers le réchauffeur (10) à la rampe (8) par la ligne (11).
The operation is as follows:
  • After the container loaded with solid asphalt has been put in place and the door closed, the pump (9) is started up which sucks the solvent introduced by the line (12) or contained in the collection tank (3) and the 'sends through the heater (10) to the ramp (8) by the line (11).

Le solvant est projeté sur l'asphalte solide, ruisselle librement et apporte les calories nécessaires à la fusion et à la dissolution de l'asphalte. Lorsque le passage en solution de l'asphalte est terminé, on observe le temps de séjour désiré à la température choisie. Suivant la nature du solvant utilisé et la température de traitement, une fraction légère de faible volume paut distiller par la ligne (19). Elle est condensée dans le réfrigérant (13) et envoyée dans le ballon (14). L'enceinte est en communication avec l'atmosphère par la ligne d'évent (15). La fraction liquide du ballon (14) est déchargée par la ligne (16) et/ou recyclée tout ou partie par la ligne (17) pour ajuster le point éclair du fuel obtenu. Le combustible liquide est déchargé par la ligne (18). Un autre mode de réalisation peut consister à effectuer les traitements décrits ci-dessus dans des appareillages similaires,mais maintenus sous pression.The solvent is sprayed onto the solid asphalt, flows freely and provides the calories necessary for the fusion and dissolution of the asphalt. When the asphalt solution has ended, the desired residence time is observed at the chosen temperature. Depending on the nature of the solvent used and the treatment temperature, a Light fraction of small volume can be distilled through the line (19). It is condensed in the refrigerant (13) and sent to the flask (14). The enclosure is in communication with the atmosphere by the vent line (15). The liquid fraction of the balloon (14) is discharged by the line (16) and / or recycled all or part by the line (17) to adjust the flash point of the fuel obtained. The liquid fuel is discharged through the line (18). Another embodiment can consist in carrying out the treatments described above in similar equipment, but maintained under pressure.

Dans le cas où l'on utilise des asphaltes déjà dilués, on peut procéder au traitement thermique de l'invention dans tout appareil permettant le chauffage de liquides dans la gamme de températures désirée, ces appareils pouvant être ou non équipés de systèmes d'agitation. On peut, comme dans le cas où l'on traite des asphaltes solides, recueillir et recycler tout ou partie de la fraction distillant à la température du traitement ; on peut également utiliser des appareils fonctionnant sous pression.In the case where asphalt already diluted is used, the heat treatment of the invention can be carried out in any device allowing the heating of liquids in the desired temperature range, these devices being able to be or not equipped with stirring systems. . It is possible, as in the case where solid asphalts are treated, to collect and recycle all or part of the distilling fraction at the treatment temperature; pressurized devices can also be used.

Exemple 1 donné à titre de comparaisonExample 1 given for comparison

De l'asphalte dont l'analyse est donnée dans le tableau III est mélangé à 250 °C avec une coupe pétrolière de "L.C.O." dont les caractéristiques sont données dans le tableau I. La durée du mélange est de l'ordre de 30 secondes, après quoi le mélange est ramené rapidement à une température de l'ordre de 80 °C avant stockage. On utilise 45 parties en poids d'asphalte pour 55 parties en poids de "L.C.O.".Asphalt, the analysis of which is given in Table III, is mixed at 250 ° C. with an oil cut of "L.C.O." the characteristics of which are given in Table I. The duration of the mixing is of the order of 30 seconds, after which the mixture is quickly brought back to a temperature of the order of 80 ° C. before storage. 45 parts by weight of asphalt are used for 55 parts by weight of "L.C.O.".

Les principales caractéristiques du mélange combustible ainsi obtenu sont portées dans le tableau II.The main characteristics of the fuel mixture thus obtained are given in Table II.

On procède à la combustion de ce mélange dans une chaudière de type industriel (générateur de vapeur à tubes d'eau), dont la capacité est de 150 kg/h de combustible. La combustion est réalisée avec 25 d'excès d'air, sans injection de vapeur d'eau.The combustion of this mixture is carried out in an industrial type boiler (steam generator with water tubes), the capacity of which is 150 kg / h of fuel. The combustion is carried out with excess air, without injecting water vapor.

La mesure du taux d'imbrûlés, déterminée suivant la norme NF X 43-003 donne un indice pondéral de 1150 mg/kWh.

Figure imgb0001
Figure imgb0002
Dans cet exemple, on utilise le mélange d'asphalte et de "L.C.O." tel que décrit dans l'exemple comparatif précédent, et dont les caractéristiques sont données dans le tableau II.The measurement of the unburnt rate, determined according to standard NF X 43-003, gives a weight index of 1150 mg / kWh.
Figure imgb0001
Figure imgb0002
In this example, the mixture of asphalt and "LCO" is used as described in the preceding comparative example, and the characteristics of which are given in Table II.

On soumet ce mélange à un traitement thermique qui consiste à l'amener rapidement à 250 °C et à le maintenir pendant 2 h à cette température, en recyclant l'intégralité des fractions qui distillent, puis à le refroidir rapidement.This mixture is subjected to a heat treatment which consists in bringing it quickly to 250 ° C. and in maintaining it for 2 h at this temperature, by recycling all of the distilling fractions, then in rapidly cooling it.

Le mélange obtenu après ce traitement présente pratiquement les mêmes caractéristiques que celui dont on est parti (cf. tableau II).The mixture obtained after this treatment has practically the same characteristics as the one from which we started (cf. Table II).

On soumet ce mélange à un test de combustion effectué exactement dans les mêmes conditions que celles décrites dans l'exemple 1 (appareillage identique, débit d'injection du combustible inchangé et excès d'air identique). La mesure de rejet d'imbrûlés donne un indice pondéral de 500 mg/kWh .This mixture is subjected to a combustion test carried out under exactly the same conditions as those described in Example 1 (identical apparatus, unchanged fuel injection rate and identical excess air). The unburnt rejection measurement gives a weight index of 500 mg / kWh.

On voit donc que, grâce au traitement de l'invention, l'indice pondéral du combustible initial a été réduit d'un facteur 2,3.It can therefore be seen that, thanks to the treatment of the invention, the weight index of the initial fuel has been reduced by a factor of 2.3.

Exemple 3Example 3

Dans cet exemple, on utilise le même asphalte que dans l'exemple 1.In this example, the same asphalt is used as in Example 1.

Les caractéristiques de cet asphalte sont portées sur le tableau III.The characteristics of this asphalt are given in Table II I.

On utilise, pour diluer cet asphalte, le diluant "L.C.O." décrit dans le tableau I, utilisé dans l'exemple 1 comparatif. On utilise l'appareillage décrit dans la figure 1 : on dispose en vrac dans le conteneur 606,7 kg d'asphalte solide, et l'on introduit par la ligne (12) 726,7 kg de "L.C.O." ; on élève en 1 heure la température du liquide circulant jusqu'à 250 °C. Lorsque cette température est atteinte, on la maintient pendant 2 h ; l'intégralité des liquides distillant par la ligne (19) est recyclée pendant l'opération.The diluent "LCO" described in Table I, used in Comparative Example 1, is used to dilute this asphalt. The apparatus described in FIG. 1 is used: bulk 606.7 kg of solid asphalt are placed in the container, and 726.7 kg of "LCO" are introduced via line (12); the temperature of the circulating liquid is raised in 1 hour to 250 ° C. When this temperature is reached, we keep it for 2 h; all the liquids distilling through the line (19) are recycled during the operation.

Après avoir refroidi le mélange obtenu à l'aide d'un échangeur de température non représenté, le liquide résultant est stocké. Ses caractéristiques sont portées sur le tableau IV.After having cooled the mixture obtained using a temperature exchanger not shown, the resulting liquid is stored. Its characteristics are shown in Table IV.

Ce combustible, brûlé dans des conditions identiques à celles décrites dans l'exemple 1, présente un indice pondéral de 320 mg/kWh ; cet indice pondéral est de 3,6 fois inférieur à celui obtenu dans l'exemple 1 comparatif.

Figure imgb0003
Figure imgb0004
This fuel, burned under conditions identical to those described in Example 1, has a weight index of 320 mg / kWh; this weight index is 3.6 times lower than that obtained in comparative example 1.
Figure imgb0003
Figure imgb0004

Claims (7)

1 - Procédé de préparation d'une composition combustible liquide renfermant de l'asphalte, le-dit asphalte étant le produit résiduel du désasphaltage d'une huile asphaltique au moyen d'un hydrocarbure aliphatique léger, caractérisé en ce que le-dit asphalte est mélangé à une fraction d'huile non-asphaltique, distillant essentiellement entre 150 et 400 °C, les proportions respectives d'asphalte et d'huile non-asphaltique étant telles que le mélange résultant présente, à 100 °C, une viscosité comprise entre 20 mm2/s et 3000 mm2/s, et en ce que la composition résultante est maintenue à 150 - 300 °C pendant au moins 0,5 heure.1 - Process for the preparation of a liquid combustible composition containing asphalt, the so-called asphalt being the residual product of the deasphalting of an asphalt oil using a light aliphatic hydrocarbon, characterized in that the said asphalt is mixed with a fraction of non-asphaltic oil, distilling essentially between 150 and 400 ° C, the respective proportions of asphalt and non-asphaltic oil being such that the resulting mixture has, at 100 ° C, a viscosity between 20 mm 2 / s and 3000 mm 2 / s, and in that the resulting composition is maintained at 150 - 300 ° C for at least 0.5 hour. 2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel la fraction d'huile non-asphaltique est un condensat, distillant essentiellement entre 150 et 400 °C, provenant d'un cracking catalytique d'hydrocarbures.2 - The method of claim 1, wherein the non-asphaltic oil fraction is a condensate, essentially distilling between 150 and 400 ° C, from a catalytic cracking of hydrocarbons. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la composition obtenue présente une viscosité supérieure à 110 mm2/s à 50 °C et inférieure à 40 mm2/s à 100 °C.3 - Process according to claim 1 or 2, wherein the composition obtained has a viscosity greater than 110 mm 2 / s at 50 ° C and less than 40 mm 2 / s at 100 ° C. 4 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la composition est maintenue à 150 - 300 °C pendant 0,5 - 10 heures.4 - Process according to claim 1 or 2, wherein the composition is maintained at 150 - 300 ° C for 0.5 - 10 hours. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la composition est maintenue à 220 - 275 °C pendant 1,5 - 3 heures.5 - Method according to one of claims 1 to 4, wherein the composition is maintained at 220 - 275 ° C for 1.5 - 3 hours. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel on mélange 20 - 80 parties d'asphalte de température de ramollissement supérieur à 100 °C avec 80 - 20 parties de fraction d'huile non-asphaltique.6 - Method according to one of claims 1 to 5, wherein 20 - 80 parts of asphalt softening temperature above 100 ° C are mixed with 80 - 20 parts of non-asphaltic oil fraction. 7 - Une composition combustible liquide telle qu'obtenue par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.7 - A liquid combustible composition as obtained by a process according to any one of claims 1 to 5.
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