FR2476116A1 - Procede perfectionne pour la recuperation d'huiles de schistes a partir de schistes bitumineux - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PERFECTIONNEMENT AU PROCEDE DE RECUPERATION DE PETROLE A PARTIR DE SCHISTE BITUMEUX. ELLE CONSISTE, DANS UNE PREMIERE ETAPE A ELIMINER DES QUANTITES D'EAU FAIBLES A IMPORTANTES AFIN D'EVITER L'ADHESIVITE PAR FORMATION DE BRAI AU COURS DE LA SECONDE OPERATION CONSTITUEE PAR UNE DISTILLATION EN VASE CLOS A TEMPERATURE BIEN PLUS ELEVEE QUE CELLE DE LA PREMIERE ETAPE. LE PROCEDE PEUT ETRE EFFECTUE EN CONTINU ET PEUT ETRE PRATIQUE DANS LA ZONE D'EXTRACTION MINIERE.

Description

Procédé perfectionné pour la récupération d'huiles de
schistes à partir de schistes bitumineux.

L'invention a pour objet un procédé perfectionné pour la récupération d'huiles de schistes à partir de schistes bitumineux.

Dans les demandes de brevet US nO 769 885, 679 315 et 847 832, on a décrit des procédés pratiques pour remplacer les approvisionnements en pétrole et en distillat combustible liquide qui diminuent rapidement y compris l'essence (combustibles à la fois pour les moteurs et pour l'aviation), les combustibles pour avions à réaction, les combustibles diesel et les huiles à brûler.

I1 convient de noter spécialement que le procédé décrit dans la demande de brevet US précitée nO 769 885 comprend une déshydratation partielle ou une première étape qui. fournit de façon inhérente une protection contre la formation de bitume ou de brai ou le "collage" au cours de la distillation en vase clos ou seconde étape du procédé avec une probable "coupure".

La technique antérieure en ce qui concerne les schistes bituineuxse rapporte principalement au dessin et à l'exploitation de cornues de distillation en Ecosse et en France et plus récemment en Australie, ainsi que de moindres opérations dans d'autres pays. L'expérience étrangère précédente remonte à plus d'un siècle et certaines améliorations ont été apportées principalement dans le dessin de la cornue à la surface dans une large mesure sur la base d'une installation pilote à répétition et à une distillation souterraine peu concluante et gaspilleuse dans une large mesure, désignée comme étant faite "in situ" ; il y a donc peu de base de comparaison entre la technique antérieure et les exigences de l'industrie à venir des schistes bitumineux aux Etats-Unis.La raison en est les objectifs très limités dans le passé, à la fois en ce qui concerne le type et la variété des produits et de leurs applications ainsi que les capacités requises demandées sans gaspiller le schiste bitumineuxsubissant le traitement et la contamination des produits du procédé du fait du chauffage direct au lieu d'un chauffage indirect tel qu'il est appliqué dans le présent procédé. Pour ne citer que ltexpérience écossaise qui a été limitée en capacité particulierement du point de vue du dessin et d fonctionnement de l'installation et leurs objectifs pour rendre les rendements maximaux à la fois en ammoniac et en produits raffinés du pétrole (y compris les huiles lubrifiantes, le kérosène et des cires). Ces objectifs limitent sérieusement les capacités des cornues.De plus, sur la base des exigences actuelles et à venir, comme les résultats en ce qui concerne ces dernières et en fait tels que le sont les développements les plus récents, se trouvent bjen en dessous des exigences pour le raffinage et les produits du pétrole des Etats-Unis et des-pratiques comportant celles des perfectionnements apportés dans le dernier demi-siècle, la comparaison entre les résultats de l'étranger évoqués ci-dessus, en raison de l'époque, et les présents objectifs totalèment différents ainsi qu'il -a été indiqué plus haut, ne saurait donc etre faite.L'évolution comprenant une recherche notable sur le sujet, généralement aux Etats-Unis pendant les cinquantes dernières années a été limitée en ce qui concerne la production et la capacité (bien que non en taille et en frais), principalement en ce qui concerne les cornues en installation pilote ayant une variété de dessins. Les mérites de la majorité de ces efforts, du point de vue des exiqences présentes n'ont pas été satisfaisants et ils restent à etre prouvés dans une très large mesure, en fait on a constaté que la plupart d'entre eux étaient totalement non-satisfaisants. Il n'y a aucun procédé unitaire et continu comparable à celui qui est présenté dans ce qui va suivre et les développements apparentés antérieurs étudiés dans la technique antérieure.

On a donné ci-dessus un bref résumé de l'invention qui ne décrit pas toutefois les détails nécessaires pour démon trer la capacité, la souplesse et la continuité pendant une longue période demandée au procédé, ainsi qu'il sera montré ciaprès. On esquisse cependant les principes de base de la présente invention telle qu'elle est décrite par sections dans le texte et les figures qui représentent respectivement les caractéristiques importantes et les étapes du procédé selon la présente invention. En plus de ce qui précède, des caractéristiques supplémentaires ou des variantes sont présentées sur les figures.Les caractéristiques principales entendent toutefois porter remède aux aspects de la capacité des cnrnues pour les schistes bitumineux de la technique antérieure lorsqu'elles sont conformes aux exigences projetées des Etats-Unis d'Amérique en ce qui concerne les types et les quantités des produits pour les besoins modernes.Ceci recouvre l'équipement et le procédé, nouveaux, unitaires et continus pour la production de masse, ce vers quoi tend la présente invention, avec une transformation ultérieure en raffinerie en vue d'avoir les produits principaux du distillat évoqués dans le brevet US n0 3 954 597 (et les revendications de la demande de brevet US nO 769 885 précitée), ainsi que des perfectionnements supplémentaires concernant la capacité et les rendements à satisfaire des demandes précédentes, avec une économie et une simplicité maximales du fonctionnementS de la sécurité et de l'indépendance nationales.

Les formes de mise en oeuvre préférées pour le prétraitement du schiste bitumineux se trouvent sur les figures 1 et 2A (cette dernière utilisant une version raccourcie ou une plus faible capacité) des premières étapes, utilisant un récipient rotatif horizontal dans les deux etapes du procédé.

La figure 1 représente un dessin de cornue pour schiste bitu mineux,vertical,tubulaire,à enveloppe fixée de manière alternée, avec un 10 gement en céramique et/ou en brique réfractaire, constitué de préférence d'un certain nombre d'eléments séparés disposés sous forme d'une batterie de cornues. Le type rotatif de cornue horizontale de la figure 2A, cependant, a une valeur spéciale en tant que type préféré. En général, ces cornues ou enceintes de distillation en vase clos sont destinées à être complètement équipées de producteurs de gaz et d'autres sources par le combustible sousproduit comme illustré sur la figure 4 et en général ainsi qu'il sera plus amplement expliqué ci-après. Les figures 1 et 1A représentent des types supplémentaires de récipients verticaux fixes et la figure 2 illustre l'écoulement du schiste bitumineux dans deux cornues rotatives en succession (la première étant d'une moindre capacité) du type représenté sur la figure 2A évoquée ci-dessus. La figure 2B est une vue en coupe de la fi gure 2A et la figure 4 illustre un dispositif producteur de gaz dans lequel la matière charbonnée dans le schiste épuisé est transformée pour produire du gaz (par traitement à la vapeur d'eau et à l'air) et utilisée en tant que combustible pour le procédé. La figure 3 illustre un appareil de fractionnement, un condenseur et un récepteur utilisés dans le procédé.

Il convient de noter que les températures appliquées dans la première étape du procédé correspondent à une large gamme de températures inférieures à celles de la distillation en vase clos ou de la seconde étape du procédé. De même, l'étape préliminaire reçoit la chaleur en général à partir des gaz chauds résiduaires qui quittent l'étape de la distillation et le procédé en général présente un degré élevé de souplesse de fonctionnement.

L'enveloppe verticale fixe est moins coûteuse, pour la déshydratation partielle, pour éviter la formation de brai, tandis que l'application de la version raccourcie (moindre capacité) de cornue rotative lors de l'étape préliminaire empe- che non seulement la formation du brai pendant l'étape de distillation en vase clos mais sert à récupérer bien plus de pétrole et à éliminer bien plus d'eau que ne le peut le récipient fixe dans la première étape du procédé n'utilisant que les gaz chauds résiduaires provenant de l'étape de distillation (la seconde étape) comme source de chaleur utilisant le procédé indirect comme source de chaleur, avec une assurance démontrée et une grande capacité de l'équipement.

Dans -chaque cas, la première étape ou étape préliminaire du procédé sert à chauffer le schiste bitumineux afin c'éliminer, à des degrés variables, une partie considérable de l'eau et, en tous cas, une quantité suffisante pour éviter "l'adhésivité1, ou la formation de brai dans la section de la cornue du procédé et éviter ainsi une interférence avec le fonctionnement global.

Ceci s'effectue en meme temps que l'élimination d'une certaine quantité de distillat d'hydrocarbures à bas point d'ébullition et la réduction de la charge en eau et en pétrole (dépendant de la gamme de températures) provenant de la cornue rotative principale d'huile de schiste 2A et en meme temps la capacité de cette dernière est nettement accrue.La figure 3 représente le dispositif de fractionnement et le condenseur partiel qui permet la séparation d'un produit de tête des divers types de déshydratation ou de pré-traitements partiels et de l'étape de distillation en vase clos du produit consistant en un distillat d'huile légère comprenant principalement des hydrocarbures à bas point d'ébullition et de l'eau qui se condensent et sont recueillis dans un dispositif de réception, ainsi que de l'ammoniac et des hydrocarbures gazeux qui sont récupérés, ces derniers étant utilisés à titre de combustible, Le produit principal constitué par de l'huile plus lourde se rassemble au fond du dispositif de fractionnement, on le refroidit et on le pompe vers l'entreposage ou, si on le désire, on le dirige alors qu'il est encore chaud vers un traitement ultérieur, ainsi qu'il est décrit dans la demande de brevet US nO 769 885 précitée, du processus pour la transformation de la fraction d'huile lourde du schiste bitumineuxen ur produit que l'on peut transporter facilement sans congélation vers une raffinerie pour un traitement ultérieur des distillats de combustible, ainsi qu'il est décrit dans l'autre demande de brevet US précitée nO 679 315 et dans le brevet US nO 3 954 597.La figure 4 illustre un producteur de gaz qui fait partie -de et alimente en combustible le système de cornue (figures 2 et 2A) et qui utilise le combustible solide constituant un sous-produit, formé par le schiste bit E newxépuisé pour transformer la matière charbonneuse et produire un gaz en tant que combustible pour le procédé en plus des hydrocarbures gazeux qui y sont produits.

Il convient de noter ici que la figure 2B représente une vue en coupe de la figure 2A représentant une cornue rotative et un four.

La présente invention concerne de façon générale le traitement des schistes bitumineux pour fournir une matière brute et en tirer des distillats de pétrole, et elle concerne plus particulièrement le procédé de traitement des schistesbitumineux d'une façon relativement économique, pratique, unitaire et selon un procédé pratiquement continu pour donner un produit de pétrole que l'on peut facilement transporter vers une raffinerie à partir des sources des mines et pour produire directement par craquage et autres opérations à la raffinerie divers produits de distillation comprenant de l'essence et des combustibles généralement pour l'aviation et les véhicules automobiles et des huiles de brûlage ou de chauffage appropriées en tant que combustibles domestiques, huiles diesel, combustibles pour la propulsion par réaction et combustibles distillés similaires appropriés à des applications variées comprenant par exemple des matières premières pour la pétrochimie, etc., et à titre d'autre source en variante ou en substitution, des produits similaires distillés à partir de pétrole.Elle entend de plus remplacer ces derniers et satisfaire à leur exigence dans tous les aspects qui concernent des périodes critiques telles que celle d'un embargo du Moyen-Orient envisagé en refus des fournitures nécessaires en pétrole et en fait elle servira à remplacer les produits du pétrole dans l'avenir, lorsque la production et la fourniture du pétrole auront diminué, ce qui constitue une situation qui se développe rapidement déjà nettement en dessous de la normale et aui, en réalité, ne permet pas de satisfaire aux exigences minimales, particulièrement dans les conditions d'un embargo. Enntimporte quelle circonstance et de n'importe quel point de vue, les temps sont venus de développer une industrie des schistes bitumineux.

En ce qui concerne le sujet général des schistes bitumineux, d'un point de vue minéralogique, un schiste bitumeux est fondamentalement une roche d'origine sédimentaire (normalement à partir d'argiles) qui a généralement la composition, la structure. et qui, généralement, est de la formation du schiste (bien que considéré en variante par certains comme ayant une origine de marnes). Cependant, il ne peut fournir d'huile par extraction avec des solvants. Le schiste bitumineuxest noir ou brun foncé et lorsqu'on le brise il a généralement une fracture concoidale. I1 contient une substance que l'on désigne parfois sous la forme de "kérogène" qui, par distillation destructive lors d'un traitement thermique à, ou légèrement au-dessus, de la chaleur du rouge sombre et au-dessus, fournit un produit huileux généralement similaire à une huile d'hydrocarbure provenant du pétrole, ainsi que des hydrocarbures gazeux et, en putre, il produit des bases azotées et de l'ammoniac, ce dernier étant généralement en solution aqueuse puisque l'eau est aussi un produit du traitement thermique.

On trouve des schistes bitumineux en très grande quantité dans diverses parties des Etats-Unis ainsi que dans d'autres lieux dans le monde entier. Les dépots de schistesbitumineux dans la formation de la Green River au Colorado, dans le Wyoming et dans l'Utah, etc., sont généralement de bonne qualité et se présentent en vastes quantités et, comme il sera indiqué ci-après, les schistes bitumineuxse présentent dans d'autres parties des Etats-Unis.

En règle générale, les quantités d'huile produites varient avec le type de schiste bitumineux et les conditions de traitement ainsi que d'autres facteurs. Comme autre guide, un fort pourcentage de schiste bitumineuxprovenant de la formation de la Green River dans le Colorado, le Wyoming et l'Utah et dans quelques autres régions des Etats-Unis peuvent produire entre 75,7 et 94,6 litres par tonne (environ un demi baril) et jusqu'à 151,4 litres par tonne dans certains cas, bien qu'occasionnellement, dans cette formation, certains lits peuvent fournir environ 227,1 à 340,7 litres par tonne sur une base sélective.

Des rendements comparables en huile provenant de dépits moins connus peuvent se rencontrer dans le Nevada et en Californie et dans une certaine mesure dans le Montana. On a aussi trouvé des dépôts de schistes bitumineux dans la région définie par
Midwest et dans la partie orientale des Etats-Unis, par exemple dans l'Illinois, le Kentucky, llOhio, l'Etat de New York, la
Pennsylvanie, la Virginie Occidentale et le Tennessee, le schiste bitumineux dans la même formation générale (du dévonien) fournissant des quantités notables d'huile a été signalé dans le
Missouri, le Kansas et l'Oklahoma. Ces dernières sont de moindre qualité en ce qui concerne le rendement en huile par rapport à celui de la formation de Green River, c'est-à-dire d'environ 60,6 litres par tonne.

Des estimations récentes, rapportées eu égard à une crise par embargo, ont établi que les schistes porteurs d'huile dans la formation de la Green River qui traverse le Colorado, le Wyoming et l'Utah contiennent une valeur estimée à 600 milliards de barils d'huile de schiste, suffisante pour satisfaire aux besoins du pays aux taux de consommation courante, pendant
environ 100 ans et, évidemment à cela on peut ajouter des estimations concernant la très considérable formation dévonienne.

Des rapports sur l'exploitation minière du schiste bitumineux indiquent la possibilité d'application pratique du procédé
de la chambre à piliers dans la formation de la Green River
avec l'avantage supplémentaire sur le charbon de plus grande
résistance structurelle des schistes bitumineux et une moindre
tendance à la formation de gaz et d'explosions. La formation du
dévonien est susceptible d'être exploitée en conservant en mémoi
re le problème de l'environnement et en meme temps les solutions
qui y ont été appliquées avec succès. L'eau est disponible mais,
en général, les temps sont venus où son allocation propre devra
être considérée sur une base nationale et la technologie connue
telle que le recyclage, etc., appliquée s'il est nécessaire.La
rivière Colorado prend sa source dans la formation de la Green
River et le besoin en combustible de distillation est en défi
nitive d'importance nationale pour garantir une allocation
techniquement dirigée et maitrisée.

Il convient de noter, en ce qui concerne le présent per
fectionnement, qu'un schiste bitumineuxcaractéristique, par
exemple celui qui provient de la formation de la Green River
(Colorado, Wyoming et Utah) qui peut produire de 75,7 à 151,4
litres par tonne (et dans certains cas jusqu'à 340,7 litres) peut contenir aussi des quantités d'eau considérables, par
exemple jusqu'au quart de l'huile. L'huile est produite par trai
tement thermique du kérogène (la substance parente). Sous le
microscope, cette dernière a une structure indiquant sa prove
nance d'une vie végétale. L'eau produite par distillation en
vase clos retrace évidemment la formation submergée des schistes bitumineux.Il est bien connu que la transformation du kérogène
en huile par un traitement thermique à haute température est
une réaction chimique, mais il n'est pas aussi bien connu que
l'eau apparait de meme comme étant chimiquement liée ou fixée
d'une autre façon" en raison de la durée anormalement longue
et des températures élevées requises pour la libération de l'eau.

Par exemple, il est bien connu que l'on a identifié beaucoup de
ces produits comme étant des azéotropes.

Avant de procéder à une description détaillée de la présente invention, ce qui va suivre est une brève description de certains principes sous-jacents qui ont été découverts concernant le présent perfectionnement, qui sont également en partie à la base des demandes précédemment indiquées nO 679 315 et nO 769 885, du point de vue de la capacité de déplacement de l'industrie des schistes bitumineux, en vue de remplacer l'industrie du pétrole si besoin est.

On a découvert que, dans une qamme de températures croissantes, l'eau dans un schiste bitumineuxne présente pas son comportement normal en tant que composé unique, par exemple un point d'ébullition à température constante et qu'en effet elle ressemble à un composé azéotrope. De plus, l'allure de sa libération est considérablement plus faible et elle continue à se manifester
des températures bien plus élevées que "l'eau libre" mais, évidemment, apres sa libération elle conserve des propriétés normales. Elle se dégage toutefois à une allure bien plus rapide que pour la production et/ou le dégagement de l'huile qui, incidemment, est un mélange qui présente une gamme étendue de points d'ébullition.

En ce qui concerne la demande précitée nO 769 885, une comparaison entre un jeu d'essais montre que dans la relation précédente, à une température maximale de 4600C, il faut 6 heures pour achever la "distillation" à la fois de l'huile et de l'eau ou le dégagement par distillation en vase clos , toutefois à une valeur maximale de la température de 5300C, la distillation en cornue ou l'allure de la libération sur une base comparative de la totalité de l'eau et de l'huile (à allures différentes) est achevée en 2 heures. Il est donc à noter que l'allure globale de la libération de l'huile et de l'eau dépend principalement de la température prévalente dans l'étape de distillation en vase clos, qui est essentiellement la même que dans la demande évoquée. C'est celle du schiste bitumineux illustré dans la section de cornue de la figure 2A du procédé, essentiellement du point de vue de la capacité comparative, de meme en raison du fait que les gammes de températures, lors de l'étape de pré-traitement, affectent la capacité à un bien moindre degré.

Les données suivantes à cet égard sont significatives en ce qui concerne le traitement préliminaire du schiste bitumineux pour éliminer une portion importante de l'eau dans le but de régulariser une capacité accrue de la distillation en vase clos.

Lors d'une série d'essais sur les vitesses relatives de l'élimination de l'eau sur une base approximative, on a pu montrer que dans la première heure de distillation en vase clos à température approximative de séchage d'environ 1059C, on élimine plus ou moins 25% environ du total de leau tandis que 10% seulement environ de la totalité de l'huile a extraire (à bas point d'ébullition) se dégagent dans les mêmes conditions. Durant une période un peu plus longue et avec une gamme de températures d'environ 205 à 271 C, on élimine un peu moins de -50% de l'eau et seulement le tiers environ de l'huile est récupéré.La vitesse d'élimination de l'eau dans ces conditions de températures,bien plus basses que celles du traitement préalable en vase clos, est dont considérablement plus grande que celle de l'éli- mination de l'huile et elle est bien moindre que dans le cas de la demande nO 769 885, en particulier en ce qui concerne les basses gammes de températures.

Des éléments ci-dessus, on en conclut que depuis la valeur ambiante, un choix d'une durée d'environ 1 heure entre 100 et lOS0C dans la gamme basse, jusqu'à un maximum d'environ 260 à 2880C dans la gamme haute; assurerait une durée de séchage appropriée pour lqélimination d'environ la moitié de l'eau présente et en même temps un distillat d'hydrocarbure léger et avec une souplesse de fonctionnement ainsi qu'avec une réduction des frais d'équipement pour la première étape du procédé.

On doit noter spécialement que, dans tous les cas, on applique de la chaleur dans les deux étapes du procédé, indirectement.

Il convient aussi de noter en ce qui concerne tout ce qui précède que la source de chaleur utilisée pour chauffer (de préférence indirectement), lors de l'étape préliminaire, peut être obtenue à partir des gaz normalement chauds des cheminées provenant de l'étape de distillation en vase clos du procédé, qui ne nécessite plus un combustible initial quelconque à utiliser ou des frais supplémentaires. En appliquant le processus précédent, à titre de pré-traitement, on élimine un fardeau très considérable pour l'étape de passage en cornue (en particulier dans les gammes élevées de tempéra turnes3, et ceci augmente sa capacité d'une valeur très considé rable.De plus, en augmentant la température de fonctionnement de la cornue d'environ 427 à 4820C jusqu'à 510 à 5380C, la durée du séjour précédente dans la cornue est considérablement abrégée et la capacité accrue en conséquence. De plus, elle augmente comme la surface de chauffage indirect lors de l'étape de distillation en vase clos (par augmentation du diamètre et de la longueur) de la cornue horizontale par exemple jusqu'à 3,05 à 3,65 m, donnant lieu à une augmentation considérable de la capacité de la cornue relativement à ce que l'on envisageait ou à ce que l'on obtenait dans le passé, en particulier lors de la préhydratation ou l'étape de traitement préliminaire.En général, alors que les deux étapes du traitement remplissent chacune des fonctions importantes, l'équipement de l'étape de préhydratation est bien moins coûteux mais elle remplit toujours son but principal et l'étape de distillation en vase clos parvient à sa capacité maximale aussi bien qu'à la continuité de l'opération.

L'effet de l'application du processus précédent donne lieu à l'élimination de procédures mal commodes et/ou coûteuses (comparativement à d'autres procédés proposés en dehors des questions relatives aux frais de l'installation et du fonctionnement et ceci en regard de la possibilité de mise en pratique du procédé) et au lieu de cela on résoud un problème bien plus important en relation avec l'industrialisation des schistes bitumeux en tant qu'industrie viable en proportion de ce qui est requis pour remplacer l'industrie du pétrole spécialement du point de vue de la capacité et de la simplicité de l'opération.

En référence à la fig. 1 (un système de cornue à récipient fixe vertical), les notations sur le dessin et les explications fournissent les divers éléments et les principes globaux impliqués présentement. En général, il est à noter que la fig. 1 est une cornue verticale caractéristique (généralement destinée à représenter une batterie d'un certain nombre d'unités du type représenté, que l'on peut utiliser en variante dans certain cas au type rotatif, le tout dans le même montage et recevant leur chaleur de la meme source.

Il convient de noter en outre que le four ou la base chauffan- te de la fig. 1 est un matériau en briques réfractaires ou matière céramique similaire, mais la cornue proprement dite
est en fer ou en acier et, ainsi qu'il est représenté à la
section A, pour faciliter le passage du schiste bitumineux et des résidus. Le principe général ou le chauffage est le meme que celui appliqué en général en ce qui concerne la
séparation des gaz de combustion 3' dans tous les cas, des vapeurs d'huile et des hydrocarbures gazeux 3 (ainsi qu'il
est illustré sur la fig. 1) donnant lieu à la décomposition
du schiste bitumineux descendant pour produire de l'huile et
des gaz dans la cornue verticale.

Quant à un dessin de cornue concernant la capacité (ou
le débit) du schiste bitumineux le transfert de chaleur et les questions de fonctionnement d'une façon générale, telles que la charge des tubes chauffants, etc.., la fig. 1A et la
fig. 1B illustrent un dessin de base utilisant une multipli
cité de tubes chauffants et leur distribution, et une autre montre un gros tube chauffant unique. Le cercle complet sur
la fig. la (lorsqu'il est conv'enablement centré) illustre un dessin satisfaisant, le cercle en pointillé illustre une
région de compromis pour son emplacement. Dans les deux cas, on peut monter un dispositif séparé de coupe triangulaire ou autre pour favoriser le mouvement vers le bas du schiste bitumineux dans les tubes chauffants.La fig. lb illustre un gros tube chauffant ou, en fait, une grosse cornue tubulaire unique avec un sommet spécial pour favoriser l'écoulement du schiste bitumineux (en fait un sommet en forme d'entonnoir) et un dispositif pour adapter les divers éléments entre eux. Ceci
évidemment pourrait etre modifié quant aux dimensions et diamètres relatifs. On peut noter que dans le cas de ce type de dessin de cornue, le montage ou les parois latérales pourraient très bien être en briques réfractaires ou en une ma
tière céramique appropriée pour le chauffage et l'écoulement
des gaz de combustion et des tubes métalliques verticaux
qui y sont adaptés pour le passage des vapeurs d'huile et
des gaz, en conservant le principe général de la sépara
tion d'avec les gaz de combustion. Lors de cas particuliers
où il y aurait besoin d'un mécanisme positif pour déplacer la
charge de schiste bitumineux dans les tubes, un rateau métalli
que rotatif suspendu sur un arbre vertical tournant sur un
palier et supporté par la face inférieure de la trémie d'alimentation et entrainé par un moteur extérieur à la cornue ou tout autre dispositif approprié, peut servir à ce but.

En plus des commentaires précédents, on peut noter en ce qui concerne le dessin, le fonctionnement et l'utilisation de l'équipement vertical à enveloppe fixe,ce qui suit, à savoir que sa fonction principale est d'éviter la tendance du brai, provenant du schistebitumineux chauffé, à coller sur les faces intérieures de la cornue ou seconde étape du procédé1 résultant du dégagement de la vapeur d'eau et du traitement thermique lors de l'étape préliminaire ou première étape du procédé. Ceci ne peut évidemment entrer en compétition avec le procédé à cornue rotative en deux étages sur la base de la capacité,mais il est moins coûteux et en général on préfère ce dernier.

Il convient de noter aussi en ce qui concerne ce qui précède que l'on peut utiliser le tube vertical en dimen suions diverses et dispositions différentes autres que celles représentes . Par exemple il peut être évasé en augmentant graduellement le diamètre du tube d'environ 1/4 à 1/3 depuis le sommet jusqu'au fond de sorte que la pente de l'intérieur des tubes se dirige vers l'extérieur.

En se référant particulièrement au schéma de la fig. 2 en utilisant les récipients rotatifs horizontaux préférés, le schistebitumineux est subdivisé par concassage ou de toute autre façon pour le briser en dimensions appropriées, par exemple de 6135-à 25,4 mm, ou plus ou moins.On l'introduit ensuite dans la première étape 2, c'est-à-dire dans un récipient horizontal rotatif 3, raccourci pour le traitement préliminaire et de plus faible capacité que pour l'étape de distillation en vase clos ou seconde étape, désignée par 3' sur la fig. 2, en fait un système de deshydratation partielle préliminaire qui est constitué en général par un dispositif pour appliquer indirectement la chaleur, de préférence provenant des gaz de combustion chauds, etc.., (tels que les gaz de combustion dirigés vers la cheminée 8), par exemple à partir de la seconde étape ou étape de distillation en vase clos, pour chauffer le schiste bitumineux et chasser une portion importante d'eau par une conduite 3a, en fonction de la température opérationnelle (en même temps que l'ammoniac dissout qu'elle contient) et habituellement en meme temps qu'une certaine quantité de distillat d'hydrocarbure léger que l'on condense ensuite et que l'on recueille dans un collecteur 8.

On élimine le schiste épuisé par 4a" et le produit par une conduite 3b. Les détails des récipients rotatifs horizontaux utilisés sont représentés sur la fig. 2A, comprenant un récipient de traitement préliminaire de moindre capacité et de plus faible prix et un récipient pratiquement identique fonctionnant dans une gamme de températures plus élevée excepté en ce que l'on utilise une taille et une plus grande capacité et un plus grand volume pour éliminer l'huile lourde (et l'eau restante) et les récupérer pour un traitement ultérieur.Le schiste bitumineux séché partiellement provenant de la première étape du procédé est amené dans le système de cornue principale le 3' à des températures considérablement supérieures pour éliminer le reste de l'eau et l'huile légère comme produits de tête et plus particulièrement l'huile de schiste plus lourde, étêtée brute, recueillie à partir du fond du dispositif de fractionnement, relié à la cornue, que l'on refroidit ensuite et que l'on pompe pour le stockage, ou bien que l'on peut pomper alors qu'elle est encore chaude vers la section de diminution de la viscosité, en procédé global continu décrit dans la demande nO 769 885 précitée.Il convient de noter cependant que la fig.3 de la présente invention pour le fractionnement, le refroidissement et la condensation des liquides de tête fait partie intégrante de la totalité du procédé, le tout présentant à la fois une nouveauté et une utilité. La demande précitée 769 885 utilise deux récipients rotatifs horizontaux montés en tandem comprenant les conditions de température et de capacité élevée déjà décrites. Toutefois, on peut appliquer d'autres combinaisons similaires bien que l'on préfère la précédente du fait que la présente invention couvre un choix plus large.

Ce qui précède est l'exposé des principes de base et des types préférés d'équipement selon la présente invention.

Ce qui va suivre concerne l'équipement rotatif cylindrique horizontal tel qu'il est représenté sur la fig. 2A, utilisé en tandem pour la déshydratation partielle et la distillation en vase clos telles qu'elles sont indiquées sur le schéma de la fig. 2. En se référant à la fig. 2A, le schiste qui est chargé par une trémie 2, cette dernière étant munie d'un mécanisme d'alimentation 2a qui permet au schiste bitumineux de passer dans la cornue 3 tout en empêchant les gaz et les vapeurs dégagés dans la cornue de s'échapper. Le schiste bitumineux est préalablement concassé pour que les morceaux aient une dimension appropriée, de préférence comprise entre environ 12,7 et 25,4 mm, plus ou moins et en utilisant les fines,par exemple inférieures -à 6,35 mm et moins pour la distillation en vase clos.Les récipients de la cornue de pré-traitement qui, dans le cas présent sont du type rotatif horizontal (par exemple sur la fig. 2A),peuvent être disposés en une batterie de plusieurs unités (par exemple par paires, en tandem, pour le séchage partiel ou traitement préliminaire et la distillation en vase clos, comme sur la fig. 2), appropriées pour satisfaire aux exigences de la production et entretenir l'équilibre entre les capacités des produits deshydratés partiels (ou étape de traitement préliminaire) et les produits de la distillation en vase clos dans la section
A de fractionnement. Cette dernière, représentée sur le schéma de la fig. 3 fait partie intégrante du procédé qui dessert généralement un certain nombre d'appareils de déshydratation partielle et de distillateurs,par exemple dans une batterie.

Dans le premier cylindre désigné en 3 sur le schéma de fonctionnement, le schiste bitumineux passe pour une deshydratation partielle (ou généralement pour un traitement préliminaire) et ensuite dans le second récipient cylindrique horizontal pour y etre chauffé et décomposé par les gaz chauds qui passent autour de la surface extérieure de la cornue (c'est-à-dire par chauffage indirect) provenant de la combustion d'un combustible qui peut être le gaz produit évoqué précédemment venant du schiste épuisé qui contient une teneur élevée en carbone, ainsi que d'autres types de matières charbonneuses s'il est nécessaire et si elles sont disponibles, par exemple du charbon, du coke, etc... On peut de même utiliser d'autres types de producteurs de gaz.

La cendre qui résulte du schiste épuisé peut être utilisée en tant que charge dans la mine (remblais) et l'on peut aussi l'utiliser dans divers produits utiles indiqués ci-après, tels que le ciment, divers catalyseurs et produits similaires.

Le combustible utilisé est celui qui vient du producteur de gaz, fig. 4, qui utilise en général un sous-produit ou d'autres matières charbonneuses passant par l'orifice a' dans le producteur, tandis qu'elles sont chaudes avec des conduites 4' et 4" pour introduire de la vapeur d'eau et de l'air, respectivement, et le combustible passe vers les divers récipients de chauffage, en particulier la cornue rotative pour y brûler dans l'espace annulaire situé autour des récipients de chauffage en coordination étroitement régularisée avec l'air en utilisant évidemment dans tous les cas les vannes de régulation nécessaires et des dispositifs de sécuri- té et d'efficacité thermique. L'air est fourni à la zone de combustion régularisée par des vannes appropriées et des conduites séparées fournissent le gaz combustible, s'il est besoin à partir d'autres sources.Le gaz qui brûle autour de la cornue rotative et les produits gazeux chauds de la combustion peuvent passer à contre courant par rapport au déplacement du schiste bitumineux (illustré de meme), mais en dehors d'un contact mutuel, pour éviter le mélange des gaz de combustion avec les vapeurs de l'huile et des produits gazeux provenant du processus, mais en relation de transfert de chaleur entre eux. Les vapeurs d'huile d'hydrocarbures et les gaz qui sont les produits désirés de la réaction, produits par la transformation de la plus grande portion de la substance active formatrice d'huile dans le schiste bitumineux (désigné parfois par "kérogène",etc) passent en même temps avec le schiste bitumineux et-on les sépare après sortie de la cornue rotative.

Le système de déshydratation partielle décrit en relation avec les demandes de brevet précitées (NO 679 315 et 769 885) est dessiné particulièrement pour fonctionner en conjonction avec un certain nombre de cornues rotatives horizontales par paires, tandis que, dans le présent système et son fonctionnement, on utilise un récipient vertical à enveloppe fixe, suivi par un récipient horizontal rotatif ou en variante, deux cylindres horizontaux rotatifs disposés en tandem ou côte à côte ainsi que représenté sur la fig. 2, lue premier fonctionnant en tant que système de séchage partiel v de traitement préliminaire, le second en tant que système de distillation en vase clos, chacun dans les conditions exposées précédemment pour parvenir au but envisagé qui est d'éviter la formation de brai dans l'étape de distillation en vase clos du procédé et assurer la continuité aussi bien que pour en augmenter sa capacité. Cette disposition peut évidemment etre coordonnée avec une section de craquage (dans l'une des demandes évoquées) et/ou avec une section de diminution de la viscosité de la demande nO 769 885.Le cas présent (comme le cas de la demande précédente) assure une disposition relativement peu coûteuse et commode pour le procédé ou l'unité que l'on peut simplement multiplier pour parvenir à des capacités très importantes re quiçes dans la pratique moderne de l'industrie du pétrole, plus particulièrement du fait que le facteur de capacité a été établai dans chaque unité tel qu'il a été décrit précédemment, ou équilibré dans chaque unité Si besoin est.

Puisque, comme il a été expliqué plus haut, on peut utiliser essentiellement le même type d'unité de cornue rotative, dans des conditions différentes, pour parvenir aux résultats désirés, on va donner une description détaillée de l'équipe- ment et du 'onctionnement, en regard de la fig. 2A. La fig. 2A présente des détails d'un cylindre rotatif horizontal ( appelé "cornue!') approprié à l'utilisation dans les deux étapes 3 et 3' de la g. 2, incliné de préférence vers le bas pour faciliter le passage et la décharge du schiste bitumineux en cours de trempent. Ce dernier, ainsi qu'il est appliqué, est chargé dans la trémie 2 à l'aide d'un mécanisme d'alimentation 2a et en complément 2a', et passe à travers la cornue.Le mécanisme de décharge et de régulation 3 dépend de la pente et de l'allure de la rotation de la cornue horizontale. Le schiste épuisé est transport par un convoyeur à vis et/ou à courroie vers le producteur de gaz (étudié précédemment) et représenté en 4a et ta' respectivement. La fig. 2B est une coupe de la fig. 2A.Les éléments restants et les références numériques qui ne sont pas déjà évoqués en relation avec les figures sont : une conduite 7 réglée par une vanne 7' pour le passage des vapeurs d'huIle et d'hydrocarbures gazeux vers le dispositif de fractionnement 8 (fig. 3) et aussi une conduite 5 de la fig 2B pour le passage des gaz de combustion 17a sur la fig. 2A est le ventilateur permettant d'induire un flux que l'on peut utiliser dans tous les cas) , des éléments spéciaux représentés à la fig. 2A sont : des éléments rotatifs comprenant un moteur et un dispositif d'engrenage (fig. 3) et des cylindres sur lesquels repose la cornue horizontale, et un récepteur Rx et des éléments supplémentaires pour la décharge et le déplacement du schiste épuisé.

Les dispositions de la fig. 2A et des autres figures peuvent etre modifiées pour des raisons de commodité en ce qui concerne l'emplacement du producteur de gaz, etc... de la source de chaleur généralement et des facilités assurées pour transporter le schiste bitumineux épuisé aussi bien que pour le traitement des cendres pour une utilisation ou disposition complémentai- res. L'emplacement de ces derniers dispositifs est également une question de choix et de commodité.

En se référant à la fig. 1, les notations sur le dessin et leur signification expliquent les divers éléments et les principes globaux présentement impliqués. En général, il convient de noter que la fig. 1 représente un type de récipient vertical à enveloppe fixe (destine généralement à représenter une batterie d'un certain nombre d'unités du type décrit > , pour l'utilisation lors de l'étape préliminaire pour éviter '1l1ad- hésivité" ou la formation de brai dans la cornue rotative (horizontale) ;lors d'une seconde étape,en variante; dans certains cas du type rotatif, toutes les uni tes à enveloppe fixe peuvent être dans le même montage et recevoir leur chaleur de la meme source, d'une façon générale, à partir des gaz chauds partant vers la cheminée depuis la cornue de la seconde étape du procédé. I1 est à noter'que, dans ce cas, comme dans tous les autres, le chauffage est indirect. Il faut noter en outre que le four ou le montage de chauffage de la fig. 1 est en briques réfractaires 1 ou une matière céramique similaire, mais que la cornue elle-meme est en fer ou en acier et telle qu'elle est présentement décrite afin de faciliter le passage du schiste bitumineux et des résidus. Le principe du chauffage est le même que celui utilisé en général en ce qui concerne la séparation des gaz de combustion 3' dans tous les cas, d'avec les vapeurs d'huile et des hydrocarbures gazeux 3 (tel qu'illustré sur la fig. 1) résultant de la décomposition du schiste bitumineux descendant pour produire de l'huile et des gaz dans la cornuever- ticale.

Ce qui précède expose les principes sous-jacents au principe de la déshydratation partielle et de la distillation
en vase clos du schiste bitumineux en relation avec la pr-
sente invention. Les étapes suivantes du procédé sont re
présentées sur la fig. 3, où les vapeurs et les gaz provenant
de la cornue passent par des conduites 7", par le dispositif
de fractionnement 8 pour séparer l'huile lourde de la fraction
de tête de distillat léger, comprenant principalement de l'es
sence en meme temps que des hydrocarbures gazeux, de la vapeur
d'eau et de l'ammoniac, etc.. le tout passant par un conden
seur 10 et dans un récepteur 11.

Il convient de noter qu'il subsiste toujours une teneur
en eau considérable dans le schiste bitumineux, que l'on peut
utiliser s'il est nécessaire, après en avoir recueilli l'ammo
niaque qu'elle contient, ou bien l'utiliser pour la solution
de l'ammoniac. De meme, des bases azotées sont présentes dans
le produit de tête. Les vapeurs de la fraction de tête (principalement constituées par une huile légère et des fractions aqueuses) peuvent passer (sur la fig. 3) par une conduite 9 réglée par une vanne 9' et par un condenseur 10 à refroidissement par eau, et le liquide résultant et les hydrocarbures gazeux non condensables passent ensuite dans le récepteur 11
à partir duquel les gaz peuvent être soutirés par une conduite et une vanne de régulation 11"'.On peut éliminer l'eau par une conduite et une vanne li"". La conduite 11" sur le ré
cepteur peut être munie d'un ventilateur ou d'un dispositif si milaire que l'on peut trouver etre nécessaire pour créer une lé
gère dépression pour induire le flux des gaz. (Ce dernier peut
s'avérer être expédient pour aider à éviter des fuites au
sein de la cornue). Les hydrocarbures gazeux retirés du récep
teur peuvent être lavés pour les débarrasser de l'ammoniac (avec de l'eau) que l'on peut récupérer comme tel ou bien sous forme de sulfate d'ammonium utile en tant qu'engrais.

Les liquides qui sont dans le récepteur comprennent une couche d'eau plus lourde que l'on retire par une conduite et une soupape 11"'. (Il convient de noter qu'il peut être souhaitable d'éliminer des gaz vers un autre séparateur ou récepteur, avec une vanne de régulation appropriée et, de là, vers l'entreposage). On peut retirer la couche d'huile plus légère par une conduite et une vanne 11"'. Les constituants organiques basiques dissous dans l'eau peuvent être récupérés. On peut récupérer le distillat léger de tête et le combiner avec le produit de distillation principale du procédé venant de la section B avant son raffinage ou bien les raffiner séparément ainsi qu'il est décrit ci-dessous.Une portion du distillat léger est recyclé au sommet du dispositif de fractionnement pour régler les propriétés physiques du distillat destete aussi bien que celles du condensat d'huile plus lourde ou effectuer un reflux dans le dispositif de fractionnement Le distillat venant du récepteur peut être pompé par une conduite et une vanne (12 et 12") au sommet du dispositif de fractionnement 8 pour remplir cet objectif. L'huile plus lourde est soutirée au fond du dispositif de fractionnement par une conduite 13' et par une pompe appropriée 13 si on le désire, vers un étage de diminution de la viscosité mais, dans le cas présent, l'huile chaude passe par une conduite et une vanne 13" pour être dirigée vers l'entreposage après refroidissement ou par échange de chaleur.La conduite 13b est régularisée par une vanne 13a que l'on peut utiliser pour pomper l'huile entreposée pour la viscoréduction s'il est nécessaire ou souhaitable.

Il convient de noter en cequl concerne tout ce qui précède que le présent procédé se rapporte à une distillation en vase clos en surface et que la distillation en vase clos in situ ou souterraine représente une école de pensée" complètement injustifiée, de même peut-on remarquer en passant que le procédé "in situ" semble avoir des défauts évidents tels que le manque de régulation sur la production d'huile de schiste provenant des dépôts de schiste bitumineux en soussol. Par exemple, on a une ignorance totale des rendements réels d'huile de schiste basés sur une utilisation totale du schiste bitumineux souterrain pour produire de l'huile de schiste.Ceci en raison du fait que la chaleur utilisée pour distiller le schiste bitumineux en produit d'huile de schiste provient de la combustion d'une partie intermédiaire et inconnue du schiste bitumineux souterrain aussi bien que d'un manque total de maitrise. I1 y a évidemment d'autres problèmes à cet égard.

En référence aux diverses phases d'économie en insistant sur le combustible à la source minière, l'utilisation et le rejet du schiste bitumineux épuisé, des cendres de schiste bitumineux et d'autres questions pertinentes, les remarques suivantes méritent attention. Il est à noter que, à cet égard, le schiste épuisé représente environ 84% du schiste bitumineux originel et les cendres environ 61% avec 23% environ de carbone fixé, mais ceci peut varier quelque peu selon les divers schistes.

Un autre point concerne le fonctionnement du producteur de gaz pour fournir le combustible pour l'auto-alimentation et l'économie du procédé en approvisionnement en combustible (en plus des hydrocarbures gazeux produits) pour l'opération globale. La base en est, dans le cas du producteur de gaz, la transformation du carbone fixé dans le schiste bitumineux épuisé (de l'ordre d'environ 1/4 à 1/3 en poids de ce dernier, en fonction du schiste bitumineux) et son utilisation en tant que combustible. Ceci sert également à nettoyer le schiste bitumineux épuisé pour d'autres applications évoquées cidessous. Dans le processus du producteur de gaz étudié ci-dessus, le schiste épuisé passe depuis la cornue de la fig. 1 et est transporté par un convoyeur (illustré par le type de vis ou de ruban 4a) alors qu'il est encore chaud dans le producteur de gaz de la fig. 4.Ce dernier précédemment décrit peut être défini comme étant un récipient contenant une couche épaisse de combustible solide subdivisé,à teneur élevée en carbone, à travers laquelle on fait passer de l'air ou un mélange d'air et de vapeur d'eau dans le but de transformer le carbone du schiste bitumineux épuisé en un combustible gazeux, illustré par les conduites 4'et 4". Le schiste bitumineux épuisé passe par un orifice dans le producteur de gaz. A cet égard; lorsque l'on utilise l'air uniquement, le combustible est dans une large mesure de l'oxyde de carbone , lorsque l'on ajoute de la vapeur d'eau, l'hydrogène aussi bien que l'oxyde de carbone supplémentaire se forment de sorte que le mélange combustible peut être de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène avec une certaine proportion d'azote et de gaz carbonique résultant de la réaction. Des principes établis en ce qui concerne à la fois le producteur de gaz et du gaz à l'eau et leurs combinaisons sont observés en cette circonstance en plus des applications nouvelles à cet égard.

En ce qui concerne l'écoulement des cendres de schiste provenant du producteur de gaz, il peut se faire par le fond du producteur 4, régularisé par l'élément 4b et passe sur un diviseur e, la majeure partie passant vers un entreposage de schiste épuisé pour être ramené dans l'excavation minière d' où on a extrait le schiste bitumineux, dans l'intérêt d'une restauration de l'écologie, aussi bien que pour irutilisation dans un grand nombre de produits et applications exposés dans le brevet US 3 954 597 précité. Le gaz produit dans le producteur de gaz est récupéré par des conduites a.

On doit également conserver en mémoire que le gaz résultant de la distillation en vase clos de l'huile de schiste elle-même, ains-i qu'il est indiqué précéaemment,est une importante source de combustible à pouvoir calorifique élevé.

Une autre source importante de combustible ou de chaleur provient de ltéchange de chaleur des gaz de combustion venant à la fois des cornues de la fig. 1 et de l'opération de chauffage pour la diminution de la viscosité en relation avec ia fig. 2.

En plus de la deshydratation partielle du schiste bièmi- neux à températures relativement basses, une vitesse rapide de production de vapeurs d'huile à des températures quelaue peu supérieures est souhaitable du point de vue de la capacité ainsi que du rendement, par exemple un rendement en huile d'environ 170 litres par tonne de schiste en moins de 2 heures à température d'environ 5210C a pu être observé tandis qu'à 4650C environ le rendement chute encore plus.

Dans ce cas particulier, le schiste se réduit partiellement en granulométrie variable (inférieure à 6,3x mm environ), ce qui indique une plus large gamme à cet égard. On s'attend donc à ce qu'une distillation rapide, par exemple entre 510 et 5380C (c'est-à-dire avec des températures supérieures et des durées plus brèves) donne lieu à des rendements ou a une capacité supérieurs et à une moindre exposition des vapeurs d'huile aux températures élevées,le tout représentant d'im- portants facteurs pour l'économie des opérations à capacité élevée avec le schiste bitumineux.Cependant, d'après les données à ce jour, ce type d'opération, en particulier en plus de la déshydratation partielle telle qu'elle est présentement décrite, apparaît très prometteur en particulier en liaison avec des capacités bien plus élevées de la section de la cornue à haute température, en resultant de l'opération évoquée ci-dessus. I1 convient aussi de noter en passant que la présence d'une certaine quantité de vapeur d'eau dans la cornue à haute température, dans certaines limites, peut être utile à la fois à la distillation rapide et pour avoir des rendements plus élevés en particulier en relation avec le dessin nouveau et l'application des cornues décrits aussi bien que des conditions de fonctionnement comportant particulièrement le prétraitement de déshydratation partielle du schiste bitumineux présentement décrit.Les opérations apparentées conduisent ici toutes à une industrie de l'huile de schiste qui n'avait pas jusqu'alors été décrite particulièrement du point de vue de la capacité et de la variété de produits combustibles de distillat en rapport avec l'industrie moderne du pétrole. On peut encore noter qu'à titre de mesure d'économie, l'utilisation des fines de schiste bitumineux, dans certaines limites, en mêmetemps que des morceaux plus gros de 25,4 à 38 mm de schiste bitumineux, a tendance à augmenter la quantité d'huile d'une façon proportionnelle et apparemment, abaisse la durée de la distillation en vase clos. I1 apparait toutefois à l'évidence qu'une trop grande proportion de fines peut abaisser les rendements globaux en huile.A cet égard, il est à souligner que l'on peut utiliser les fines à titre de combustible, si on le désire ou s'il est nécessaire, par exemple en liaison avec les cornues de meme que de la poudre de charbon . cette dernière peut de même être utilisée si elle est disponible et nécessaire pour le combustible et/ou pour l'énergie. En tous cas, les sources de sous-produits de traitement combustibles pour toutes les opérations à la mine paraissent assurées.

Le procédé nouveau selon la présente invention permet le transport de l'huile de schiste par pipe-lines vers la raffinerie où elle pourra être raffinée pour donner les produits indiqués précédemment, en utilisant un équipement de craquage et de raffinage et la fabrication des produits indiqués dans les demandes de brevet précitées, etJen plus de la facilité du transport aussi bien que des opérations définies à la raffinerie, ceci simplifie les opérations à la mine. Ceci est
un important facteur pour le développement à pleine échelle
d'une industrie de combustible distillé à partir de schiste
bitumineux comparable en capacité aux opérations actuelles
dans l'industrie du pétrole, rendues possibles par les carac
téristiques nouvelles de la présente invention.

Comme il a été déjà souligné ci-dessus, il est fortement
souhaitable, sinon nécessaire, principalement du point de vue de
l'opération comme des économies, de conduire les opérations
principales du présent procédé au voisinage des dépôts miniers d'où l'on extrait le schiste bitumineux en raison du coût, et de
l'impraticabilité du transport du schiste bitumineux, etc....

de l'utilisation probable des cendres de schiste bitumineux
comme matériau de remblais et d'autres raisons importantes
plutôt que des emplacements qui seraient sinon souhaitables
sur une autre base pour le traitement. Cependant, les produits
liquides selon le présent procédé peuvent être amenés par con
duites à une raffinerie convenablement située pour le traitement
final (par exemple le craquage et le raffinage) en produits com
mercialisables tels que décrits, ou transportés d'une autre façon.

La récupération de la chaleur concerne l'une ou les deux
sections A et B du présent procédé, dont un certain nombre d'exem
ples ont été exposés déjà ci-dessus et d'autres que l'on peut
utiliser. On a déjà souligné un certain nombre de telles sour
ces de chaleur et les précieuses utilisations de la chaleur
qui serait autrement perdue, ce qui devrait suffire comme exem
ples.

I1 est temps que les questions de la ré-autorisation de I'eau
puissent être posées sur une base pratique (en ayant à l'es
prit aussi que la rivière Colorado prend sa source dans la
zone principale des schistes bitumineux, à savoir la formation
de la Green River), ainsi que celles de la nature critique du problème du
bien-être de la nation. En outre, ce problème peut être large
ment résolu par l'application de la technologie élémentaire de
l'eau (par exemple un réservoir, de préférence situé à plus
haute altitude) pour le refroidissement par recirculation, et
l'utilisation des sous-produits pour le traitement,à l'occasion,
de l'eau stil est nécessaire. Des dispositifs élémentaires si-
milaires,tel qu'un dispositif aérien de transport par "câble
et wagonets",peut etre trouvé précieux pour déplacer le schiste
en vue du traitement et/ou les déchets pour les remblais.

Après avoir décrit la présente invention et des modifica
tions en considérables détails, elle doit être interpretée
largement conformément à son cadre et à son esprit ainsi que pour sa grande importance pour notre présent et l'avenir prospectif de la situation énergétique et à un haut degré de l'indépendance future de la nation à cet égard.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1.- Procédé continu en vue de la production d'huile de schiste et d'autres produits à partir de schiste bitumineux consistant à éliminer une quantité relativement faible jusqu'à des quantités importantes de l'eau présente dans le schiste bitumineux dans la première étape du procédé avant la récupération de la majeure partie de l'huile par sa distillation en vase clos afin d'éviter des dépôts collants ou de brai et l'interférence parce dernier lors de l'étape de la distillation en vase clos du procédé qui est caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre le schiste bitumineux sous forme subdivisée à une étape préliminaire de traitement thermique indirect lors d'une étape de déshydratation partielle, à recueillir les vapeurs et les gaz provenant de cette étape de déshydratation partielle dans une gamme de températures comprise entre la valeur ambiante et allant jusqu'à environ 100 à 2880C pour éliminer de petites jusqu'à des relativement grandes quantités d'eau libre et combinées à partir du schiste bitumineux, à faire ensuite passer le schiste bitumineux chaud, partiellement déshydraté, vers l'étape de distillation en vase clos pour un traitement ultérieur à une température sensiblement supérieure à celle de l'étape préliminaire dans une gamme approximative d'environ 427 à 5380C dans un récipient rotatif cylindrique pratiquement horizontal, les traitements thermiques lors des étapes de la déshydratation partielle et de distillation en vase clos étant indirects et les gaz chauds de combustion et de cheminée qui en proviennent n'étant pas en contact direct avec le schiste, étant effectués par un échange de chaleur indirect avec le gaz chaud, ce traitement thermique étant, en outre, conduit tout en faisant tourner le schiste bitumineux traité dans un récipient cylindrique pratiquement horizontal, en soutirant les vapeurs et les-produits gazeux résultant du traitement thermique de ces étapes de deshydratation partielle et de distillation en vase clos, à fractionner les vapeurs soutirées de l'étape de la distillation en vase clos, de sorte que l'on retire un produit de tête léger comprenant des vapeurs d'hydrocarbure à bas point d'ébullition, de l'eau, des hydrocarbures gazeux et de l'ammoniac et où les produits plus lourds de la transformation de l'huile provenant du schiste bitumineux sont condensés et séparés sous la forme d'un liquide pour un traitement et une utilisation ultérieurs.

2.- Procédé continu en vue de la production d'huile de schiste et d'autres produits provenant de schiste bitumineux comportant une étape préliminaire d'élimination d'une certaine proportion d'eau présente dans- le schiste bitumineux avant l'étape de la distillation en vase clos, pour éviter la formation dans cette dernière étape de brai dans une mesure qui ferait interférence avec son opération ainsi que pour faciliter l'allure de la récupération de l'huile dans l'étape de la distillation en vase clos du procédé et pour augmenter la capacité de cette dernière étape du procédé, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre le schiste bitumineux sous forme subdivisée à un traitement thermique indirect lors d'une étape préliminaire ou de déshydratation partielle dans des conditions de température relativement plus modérées que celles de l'étape de la distillation en vase clos pour éviter l'interférence dans l'opération de cette dernière due à la formation de brai, à recueillir les vapeurs et les gaz provenant de ce traitement préliminaire depuis la température ambiante jusqu'à la gamme choisie comprise entre environ 100 et environ 2880C pour produire de la vapeur d'eau et si on le désire dans cette gamme de températures, des quantités importantes d'eau libre et combinée provenant du schiste bitumineux en plus de quantités relativement importantes d'huile et ensuite à faire passer le schiste bitumineux chaud, partiellement déshydraté, vers l'étape de distillation en vase clos pour un autre traitement thermique à une température sensiblement supérieure à celle de l'étape de la déshydratation partielle, dans la gamme approximative d'environ 427 à environ 5380C, où l'on conduit en succession les étapes de la déshydratation partielle et de distillation en vase clos du procédé, dans au moins deux récipients appropriés en utilisant, pour l'étape de distillation en vase clos, un récipient rotatif cylindrique pratiquement horizontal, à fractionner les vapeurs provenant de l'étape de distillation en vase clos où l'on retire un produit de tête léger comprenant des vapeurs d'hydrocarbures à bas point d'ébullition, de l'eau et des hydrocarbures gazeux et de l'ammoniac, et où les produits de transformation de l'huile plus lourds provenant du schiste bitumineux sont condensés et séparés sous forme de liquide pour un traitement et une utilisation ultérieures.

3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on conduit l'étape de déshydratation partielle dans un récipient vertical cylindrique à enveloppe fixe.

4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on conduit l'étape préliminaire de déshydratation partielle dans un récipient rotatif cylindrique pratiquement horizontal d'une capacité en volume considérablement moindre que celle utilisée dans l'étape de distillation en vase clos du procédé.

5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on tient la température lors de la première étape en dessous de la température moyenne de la gamme indiquée sous la revendication 1.

6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on tient la température au-dessus de la température moyenne indiquée sous la revendication 1.

7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise deux récipients rotatifs successifs pratiquement horizontaux pour sa mise en oeuvre.