FR2622894A1 - METHOD AND INSTALLATION OF HYDROPYROLYSIS OF HEAVY HYDROCARBONS BY PLASMA JET, IN PARTICULAR OF H2 / CH4 PLASMA - Google Patents

METHOD AND INSTALLATION OF HYDROPYROLYSIS OF HEAVY HYDROCARBONS BY PLASMA JET, IN PARTICULAR OF H2 / CH4 PLASMA Download PDF

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Abstract

L'installation permettant la mise en oeuvre de ce procédé comprend : - une torche à plasma 100, pour produire et éjecter un jet de plasma sous pression produit à partir d'un gaz plasmagène 210, générateur de radicaux libres H, - un étage intermédiaire 200 comprenant des moyens pour injecter, dans ce jet de plasma, un gaz 220 générateur de radicaux libres, notamment de radicaux H, CH, CH2 et CH3 , - un convergent-divergent 310, 320 au niveau de l'étranglement duquel les hydrocarbures 320 sont injectés dans le courant gazeux aval résultant, - des moyens 400, 500 pour recueillir, en aval, les produits de l'hydropyrolyse. Le convergent-divergent, notamment, permet d'assurer un excellent mélange des deux phases réactives, un refroidissement suffisant du plasma évitant le cokage et, par l'accélération de l'écoulement qu'il procure, un ralentissement des réactions de recombinaison des radicaux libres.The installation allowing the implementation of this method comprises: - a plasma torch 100, for producing and ejecting a pressurized plasma jet produced from a plasma gas 210, generator of free radicals H, - an intermediate stage 200 comprising means for injecting, into this plasma jet, a gas 220 which generates free radicals, in particular H, CH, CH2 and CH3 radicals, - a convergent-divergent 310, 320 at the level of the constriction of which the hydrocarbons 320 are injected into the resulting downstream gas stream, - means 400, 500 for collecting, downstream, the products of hydropyrolysis. The convergent-divergent, in particular, makes it possible to ensure an excellent mixing of the two reactive phases, sufficient cooling of the plasma avoiding coking and, by the acceleration of the flow that it provides, a slowing down of the recombination reactions of the radicals. free.

Description

La présente invention concerne un procédé et une instal-The present invention relates to a method and an installation

lation d'hydropyrolyse d'hydrocarbures lourds.  hydropyrolysis of heavy hydrocarbons.

L'hydropyrolyse des hydrocarbures, qui s'applique principalement au craquage des hydrocarbures liquides à nombre élevé de carbones et/ou comprenant une proportion importante de constituants aromatiques, consiste à effectuer un craquage thermique en présence d'hydrogène par dilution des hydrocarbures dans une phase gazeuse hydrogénée à pression  The hydropyrolysis of hydrocarbons, which is mainly applied to the cracking of high-carbon liquid hydrocarbons and / or comprising a significant proportion of aromatic constituents, consists in carrying out thermal cracking in the presence of hydrogen by diluting the hydrocarbons in a single phase. gaseous hydrogenated pressure

modérée (quelques bars à quelques dizaines de bars).  moderate (a few bars to a few dozen bars).

L'hydrogène présent en excès au cours de cette réaction,  The hydrogen present in excess during this reaction,

exerce un effet de blocage des réactions indésirables de polymé-  exerts a blocking effect on unwanted polymeric

risation, de condensation etd'aromatisation entre deux molécu-  condensation and aromatization between two molecules.

les d'hydrocarbures insaturés. Les réactions mettent essen-  unsaturated hydrocarbons. Reactions

tiellement en jeu des radicaux libres (principalement H, mais également CH, CH;, CH3'), phénomène caractéristique de l'hydropyrolyse par rapport au craquage thermique sans hydrogène, la présence et la cinétique de recombinaison de  partly free radicals (mainly H, but also CH, CH 2, CH 3 '), a phenomenon characteristic of hydropyrolysis compared to thermal cracking without hydrogen, the presence and the kinetics of recombination of

ces radicaux libres étant des paramètres essentiels détermi-  these free radicals being essential parameters determining

nant l'efficacité et le rendement de la réaction d'hydro-  the efficiency and performance of the hydro-

pyrolyse envisagée.pyrolysis envisaged.

Le craquage par hydropyrolySe s'applique particulièrement bien à la transformation des résidus lourds comprenant une proportion élevée de composants aromatiques non volatils ainsi qu'une proportion élevée de matières résiduelles (Ni, V, S) qui rendent l'hydrogénation directe par catalyse difficile et coûteuse, notamment en raison de la dégradation rapide du  Hydropyrolytic cracking is particularly applicable to the processing of heavy residues comprising a high proportion of nonvolatile aromatic components as well as a high proportion of residual materials (Ni, V, S) which make catalytic direct hydrogenation difficult and costly, in particular because of the rapid deterioration

catalyseur du fait des matières résiduelles.  catalyst due to residual materials.

En particulier, le craquage par hydropyrolyse procure une conversion pratiquement complète de ces résidus lourds à  In particular, hydropyrolysis cracking provides substantially complete conversion of these heavy residues to

nombre élevé de carbones en produits liquides et gazeux.  high number of carbons in liquid and gaseous products.

Le FR-A-2 542 004 décrit en particulier un procédé et un dispositif, assistés par l'électricité, de craquage par hydropyrolyse, dans lequel un arc électrique est produit entre une anode et une cathode distantes placées en vis-à-vis, les hydrocarbures étant injectés sous forme d'un écoulement  FR-A-2 542 004 describes in particular an electrolytic assisted cracking process and apparatus, in which an electric arc is produced between a remote anode and a cathode placed opposite, the hydrocarbons being injected in the form of a flow

tourbillonaire autour de la colonne d'arc.  swirl around the arch column.

L'une des difficultés rencontrées dans ce type de conversion, et qui est inhérente au rôle qui y est joué par les radicaux libres, consiste à produire la quantité la plus élevée possible de radicaux libres et à maintenir ceux-ci à leur état libre pendant la durée du contact avec les hydrocarbures, en évitant les réactions prématurées de recombinaison (essentiellement H' en H2) avant réaction, et à mélanger le plus intimement possible ces radicaux libres aux  One of the difficulties encountered in this type of conversion, and which is inherent in the role played by free radicals, consists in producing the highest possible quantity of free radicals and keeping them in their free state during free radicals. the duration of the contact with the hydrocarbons, avoiding the premature reactions of recombination (essentially H 'in H2) before reaction, and to mix as closely as possible these free radicals with the

produits à convertir avant cette recombinaison.  products to be converted before this recombination.

Il y a également lieu d'augmenter au maximum la surface  It is also necessary to increase the surface area as much as possible

io d'échange des radicaux libres avec les produits à convertir.  free radical exchange with the products to be converted.

Le document précité propose de réaliser un écoulement tourbillonaire des hydrocarbures injectés autour de l'arc électrique, au voisinage de l'anode (c'est à dire dans la  The aforementioned document proposes to make a whirlpool flow of hydrocarbons injected around the electric arc, in the vicinity of the anode (ie in the

région de l'arc électrique la plus riche en radicaux libres).  region of the electric arc the richest in free radicals).

L'injection des hydrocarbures y est de préférence faite tangentiellement ou en oblique à contre-courant du jet de l'arc, ou par vortex gainant l'arc et frappant le pied de  The injection of hydrocarbons is preferably made tangentially or obliquely against the current of the jet of the arc, or by vortex sheathing the bow and striking the foot of

1 'anode.1 anode.

Ce mode d'écoulement, destiné à améliorer le mélange des -radicaux libres avec les produits à convertir, limite cependant la zone d'échange à la région o le plasma d'arc est confiné par les hydrocarbures injectés autour de la colonne d'arc. Le caractère turbulent de l'écoulement et l'interaction des différents courants gazeux rendent en outre difficile la  This flow mode, intended to improve the mixture of free radicals with the products to be converted, however limits the exchange zone to the region where the arc plasma is confined by the hydrocarbons injected around the arc column. . The turbulent nature of the flow and the interaction of the different gaseous currents make it difficult to

maîtrise des paramètres de la réaction.  control of the parameters of the reaction.

L'un des buts de la présente invention est de pallier ces difficultés, en proposant un procédé et une installation procurant une grande surface d'échange entre les hydrocarbures et les radicaux libres, qui permette: d'assurer un mélange rapide et intime des deux phases réactives, avec pour conséquence un temps de réaction très court, et - de conserver une proportion élevée deradicaux libres  One of the aims of the present invention is to overcome these difficulties, by proposing a method and an installation providing a large exchange surface between hydrocarbons and free radicals, which allows: to ensure a rapid and intimate mixing of the two reactive phases, resulting in a very short reaction time, and - maintaining a high proportion of free radicals

pendant toute la durée de réaction de craquage et d'hydro-  throughout the duration of the cracking reaction and

génation. A cet effet, le procédé de la présente invention propose de réaliser l'hydropyrolyse des hydrocarbures par les étapes suivantes: production et éjection d'un jet de plasma sous pression produit à partir d'un-gaz plasmagène, générateur de radicaux libres H', - injection, dans le jet de plasma ainsi produit, d'un gaz générateur de radicaux. libres, notamment de radicaux H', CH', CH2' et CH3', - injection, dans le courant gazeux résultant, des hydrocarbures à hydropyrolyser pour les faire réagir avec le gaz générateur de radicaux libres, - récupération des produits de l'hydropyrolyse ainsi obtenus. Très avantageusement, le gaz générateur de radicaux  génation. For this purpose, the process of the present invention proposes to carry out the hydropyrolysis of hydrocarbons by the following steps: production and ejection of a jet of plasma under pressure produced from a plasmagene gas, generator of free radicals H ' injection into the plasma jet thus produced of a radical-generating gas. free radicals, in particular radicals H ', CH', CH2 'and CH3', - injecting, into the resulting gas stream, hydrocarbons to be hydropyrolysed to react with the free-radical generating gas, - recovering the products of hydropyrolysis thus obtained. Very advantageously, the generator gas of radicals

libres est injecté radialement dans le jet de plasma.  free is injected radially into the plasma jet.

Très avantageusement, le courant gazeux est non tourbil-  Very advantageously, the gaseous stream is non-ferrous

lonnaire au point d'injection des hydrocarbures, et il est  at the point of injection of hydrocarbons, and it is

accéléré préalablement à l'injection des hydrocarbures.  accelerated before the injection of hydrocarbons.

En effet, il a été constaté que la création d'un vortex dans l'écoulement (comme l'envisageait le FR-A-2 542 004 précité, mais dans une autre configuration) du fait de l'injection du gaz générateur de radicaux libres dans le jet de plasma en aval du débouché de la torche confinait le jet de plasma sur l'axe, accroissant ainsi son inhomogénéité; cette inhomogénéité se traduit par une pulvérisation très médiocre de la charge, qui s'écoule en grosses gouttes le long de la  Indeed, it has been found that the creation of a vortex in the flow (as envisioned in FR-A-2 542 004 mentioned above, but in another configuration) due to the injection of the radical generating gas free in the plasma jet downstream of the outlet of the torch contained the jet of plasma on the axis, thus increasing its inhomogeneity; this inhomogeneity results in a very poor spraying of the charge, which flows in large drops along the

paroi de l'installation en aval du point d'injection.  wall of the installation downstream of the injection point.

Au contraire, l'injection radiale du gaz générateur de radicaux libres ne crée aucun vortex et permet une pulvérisation très fine de la charge assurant un mélange  On the other hand, the radial injection of the free-radical generating gas does not create any vortex and allows a very fine spraying of the charge ensuring a mixture.

plasma/hydrocarbures très supérieur.  plasma / hydrocarbons much higher.

L'invention concerne également une installation d'hydropyrolyse, comprenant: - une torche à plasma, pour produire et éjecter un jet de plasma sous pression produit à partir d'un gaz plasmagène, - un étage intermédiaire comprenant des moyens pour  The invention also relates to a hydropyrolysis plant, comprising: a plasma torch, for producing and ejecting a jet of pressurized plasma produced from a plasmagen gas, an intermediate stage comprising means for

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injecter, dans ce jet de plasma, un gaz générateur de radicaux libres, notamment de radicaux H', CH', CH2 et CH3', - des moyens pour injecter, dans le courant gazeux aval résultant, les hydrocarbures à hydropyrolyser, - des moyens pour recueillir, en aval, les produits de l'hydropyrolyse. Dans un mode de réalisation préférentiel, il est prévu, en aval de l'étage intermédiaire, un convergent-divergent orienté dans l'axe du jet de plasma, l'injection des hydrocarbures  injecting, in this plasma jet, a gas generating free radicals, in particular radicals H ', CH', CH2 and CH3 '; - means for injecting, in the resulting downstream gas stream, the hydrocarbons to be hydropyrolyzed, - means to collect, downstream, the products of hydropyrolysis. In a preferred embodiment, there is provided, downstream of the intermediate stage, a convergent-divergent oriented in the axis of the plasma jet, the injection of hydrocarbons

étant effectuée au niveau de ce convergent-divergent.  being performed at this convergent-divergent level.

Ce convergent-divergent permet d'obtenir l'ensemble  This convergent-divergent makes it possible to obtain the whole

des avantages mentionnés plus haut, en assurant un excel-  advantages mentioned above, by ensuring an excellent

lent mélange des deux phases réactives et un refroidissement de l'écoulement qui provoque un ralentissement des  slow mixing of the two reactive phases and a cooling of the flow which causes a slowing of

-, réactions de recombinaison des radicaux libres.  -, recombination reactions of free radicals.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention  Other features and advantages of the invention

apparaîtront à la lecture de la description détaillée  will appear on reading the detailed description

ci-dessous d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique d'une unité de conversion incorporant l'installation d'hydropyrolyse de la présente invention, - la figure 2 est une vue partielle montrant la structure de cette installation, - la figure 3 est une vue en coupe de la zone d'injection des hydrocarbures et de la zone de réaction de l'installation de la figure 2, - les figures 4 et 5 sont des vues en plan, respectivement  BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic representation of a conversion unit incorporating the hydropyrolysis plant of the present invention. FIG. 2 is a partial view showing the structure of this installation; FIG. 3 is a sectional view of the hydrocarbon injection zone and the reaction zone of the installation of FIG. 2; FIG. and 5 are plan views, respectively

en coupe selon les lignes IV-IV et V-V de la figure 3.  in section along the lines IV-IV and V-V of Figure 3.

Sur la figure 1, on a représenté schématiquement une unité de conversion mettant en oeuvre l'installation de la présente invention. Cette unité de conversion comprend une torche à plasma 100,  FIG. 1 diagrammatically shows a conversion unit implementing the installation of the present invention. This conversion unit comprises a plasma torch 100,

qui est d'un type classique de torche de projection par plasma.  which is of a conventional type of plasma projection torch.

Comme on peut le voir en détail sur la figure 2 qui montre la partie inférieure de cette torche, celle-ci comprend une cathode 101 du type cathode chaude en tungstène thorié, placé dans l'axe d'une tuyère-anode 102 comportant un canal axial 103 en sortie duquel sera projeté le jet de plasma, à une température comprise entre 2000 et 3500 K, par exemple de l'ordre de 3250 K. Une chemise 104 de refroidissement permet de limiter la température de l'anode de manière à permettre le maintien de  As can be seen in detail in FIG. 2 which shows the lower part of this torch, it comprises a cathode 101 of the hot tungsten cathode type, placed in the axis of an anode nozzle 102 comprising a channel axial output 103 which will be projected plasma jet at a temperature between 2000 and 3500 K, for example of the order of 3250 K. A cooling jacket 104 can limit the temperature of the anode so as to allow maintaining

celle-ci à sa température optimale de fonctionnement.  this at its optimum operating temperature.

Cette torche 100 est alimentée en gaz plasmagène (figure 1) par une conduite 110 reliée à des réserves 120 d'hydrogène et d'argon par l'intermédiaire d'une série de vannes V et de capteurs de débit D, de pression P et de température T. Selon le réglage des vannes V, la torche à plasma fonctionne, en continu, aussi bien avec un mélange argon- hydrogène (par  This torch 100 is supplied with plasma gas (FIG. 1) by a line 110 connected to hydrogen and argon reserves 120 via a series of valves V and flow rate sensors D, P and With the setting of the valves V, the plasma torch runs continuously, with an argon-hydrogen mixture (by

exemple, à 10 % d'argon environ) qu'avec de l'hydrogène pur.  approximately 10% argon) with pure hydrogen.

Enfin, un générateur de courant continu 130 permet de fournir à la torche 100 les tensions et intensités voulues, par exemple dans une gamme allant de 300 V/400 A à 1200 V/100 A, la tension de sortie étant régulée, par exemple  Finally, a DC generator 130 makes it possible to supply the torch 100 with the desired voltages and intensities, for example in a range from 300 V / 400 A to 1200 V / 100 A, the output voltage being regulated, for example

par des semi-conducteurs commandés en phase.  by semiconductors controlled in phase.

L'installation comporte ensuite un étage intermédiaire 200 d'injection du gaz générateur de radicaux libres. Cet étage , qui sera décrit plus en détail par la suite en référence aux figures 2 à 5, permet d'injecter en sortie de l'anode un gaz qui peut être soit de l'hydrogène, soit du gaz naturel (essentiellement du méthane), permettant d'enrichir en radicaux libres tels que H ou CH (et éventuellement CH2 ou CH3') le plasma projeté par la torche dans cet étage intermédiaire. L'hydrogène et le méthane sont amenés à l'étage intermédiaire 200 par une conduite 210 reliée à des réserves 220 par l'intermédiaire de vannes V et de moyens de mesure du débit D, de la pression P et de la température T des gaz injectés. En aval de cet étage intermédiaire, il est prévu un étage 300 d'injection de la charge à craquer, cette injection se faisant au niveau de l'étranglement d'un convergent-divergent, également décrit par la suite en référence aux figures 2 à 5, qui a pour fonction d'accélérer l'écoulement et en évitant  The installation then comprises an intermediate stage 200 for injecting the free-radical generating gas. This stage, which will be described in more detail below with reference to FIGS. 2 to 5, makes it possible to inject at the outlet of the anode a gas which may be either hydrogen or natural gas (essentially methane). , allowing to enrich in free radicals such as H or CH (and optionally CH2 or CH3 ') the plasma projected by the torch in this intermediate stage. Hydrogen and methane are fed to the intermediate stage 200 via a line 210 connected to reserves 220 via valves V and means for measuring the flow rate D, the pressure P and the temperature T of the gases injected. Downstream of this intermediate stage, there is provided a stage 300 for injecting the charge to be cracked, this injection being made at the level of the constriction of a convergent-divergent, also described hereinafter with reference to FIGS. 5, which has the function of accelerating the flow and avoiding

de le rendre tourbillonnaire au point d'injection.  to make it swirl at the injection site.

La charge à hydropyrolyser est amenée à cet étage 300 par une conduite 310 reliée au réservoir 320 contenant cette charge, sous forme liquide; le réservoir 320 est éventuellement préchauffé à une température légèrement  The charge to be hydropyrolyzed is brought to this stage 300 by a pipe 310 connected to the tank 320 containing this charge, in liquid form; the tank 320 is optionally preheated to a slightly

inférieure à la température d'ébullition ou de décompo-  below the boiling or decomposition temperature

sition de la charge, par un ruban chauffant 321 de manière que tous les constituants de la charge soient  the load, by a heating tape 321 so that all the components of the load are

sous forme liquide (même ceux qui pourraient se solidi-  in liquid form (even those that could solidify

fier à une température voisine de la température ambiante) et aient une viscosité suffisamment réduire pour permettre  at a temperature close to room temperature) and have a sufficiently reduced viscosity to allow

leur nébulisation au moment de l'injection.  their nebulization at the time of injection.

Enfin, le réservoir 320 est mis sous pression, par exemple par un gaz 322, tel que du gaz naturel ou du méthane, pour  Finally, the tank 320 is pressurized, for example by a gas 322, such as natural gas or methane, for

permettre d'injecter sous pression la charge dans l'étage300.  allow the pressure to be injected under pressure into the stage300.

Par ailleurs, outre cette pressurisation des hydrocarbures à injecter, l'injection de la charge à l'endroit de l'étranglement du convergentdivergent crée une aspiration de liquide permettant une injection très efficace, en raison de la dépression réalisée à cet endroit par l'écoulement du plasma. En aval de l'étage 300, les constituants mélangés viennent réagir en sortie du convergent-divergent dans un étage 400 formant réacteur proprement dit, les produits gazeux et liquides de réaction étant recueillis, séparés et analysés par des circuits 500 de type classique qui ne seront pas décrits en détail. Une sonde 410 permet en outre le prélèvement d'un échantillon et la mesure de sa température au coeur même du  Moreover, besides this pressurization of the hydrocarbons to be injected, the injection of the charge at the point of the throat of the convergent divergent creates a suction of liquid allowing a very efficient injection, because of the depression carried out there by the flow of the plasma. Downstream of the stage 300, the mixed constituents react at the outlet of the convergent-divergent in a stage 400 forming the reactor itself, the gaseous and liquid products of reaction being collected, separated and analyzed by circuits 500 of conventional type which do not will not be described in detail. A probe 410 also makes it possible to take a sample and measure its temperature in the very heart of the

réacteur 400.reactor 400.

On va maintenant décrire plus en détail, en référence aux figures 2 à 5, les éléments caractéristiques de la présente invention. En sortie de la torche 100, le jeu de plasma est projeté dans une chambre de mélange 230 alimentée par ailleurs en gaz générateur de radicaux libres par une série d'orifices 240, de préférence radiaux, reliés à la conduite 210 d'alimentation en -gaz (généralement l'hydrogène, ou un mélange d'hydrogène et de méthane). On peut par exemple prévoir six orifices d'injection de  The characteristic elements of the present invention will now be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 5. At the outlet of the torch 100, the plasma clearance is projected into a mixing chamber 230 fed by free radical-generating gas by a series of orifices 240, preferably radial, connected to the feed pipe 210. gas (usually hydrogen, or a mixture of hydrogen and methane). For example, six injection orifices can be provided.

diamètre 1,5 mm pour un débit de gaz de l'ordre de 40 Nl/mn.  diameter 1.5 mm for a gas flow of the order of 40 Nl / min.

Comme indiqué plus haut, il est important que l'injection  As mentioned above, it is important that injection

soit effectuée radialemnet dans le jet de plasma, pour évi-  radially in the plasma jet, to

ter la création de vortex.ter the creation of vortices.

L'injection du gaz froid (à température voisine de la température ambiante) a pour conséquence d'abaisser la  Injection of the cold gas (at a temperature close to ambient temperature) has the effect of lowering the

température du jeu de plasma en sortie d'anode (o la tem-  temperature of the plasma play at the outlet of the anode (where the temperature

pérature du mélange argon/hydrogène ou de l'hydrogène pur est comprise entre 2000 et 3500 K, par exemple de l'ordre  the argon / hydrogen mixture or pure hydrogen is between 2000 and 3500 K, for example of the order

de 3250 K environ comme indiqué plus haut) à une tempéra-  approximately 3250 K as indicated above) at a temperature of

ture restant inférieure à 2800 K environ en partie infé-  remaining less than approximately 2800 K less than

rieure de la chambre 230.of room 230.

Pour résister à ces valeurs élevées de température, le cylindre 250 constituant la paroi de la chambre de mélange peut être formé d'une pièce externe 251 en cuivre pourvue d'une manchon 252 formé d'un matériau limitant le transfert de chaleur vers la pièce en cuivre, par exemple un manchon en  To withstand these high temperature values, the cylinder 250 constituting the wall of the mixing chamber may be formed of an outer piece 251 copper provided with a sleeve 252 formed of a material limiting the heat transfer to the room in copper, for example a sleeve in

nitrure de bore de 5 mm d'épaisseur.  boron nitride 5 mm thick.

L'étage 300 d'injection de la charge liquide comprend essentiellement un convergent-divergent 310,320 formant un étranglement 330 au niveau duquel est injectée la charge liquide. Pour réaliser une pulvérisation aussi fine que possible, on injecte de préférence la charge au travers d'une pluralité d'orifices 340 (par exemple au nombre de trois, disposés radialement à 120 ), avec une orientation radiale et  The injection stage 300 of the liquid charge essentially comprises a convergent-divergent 310,320 forming a throat 330 at which the liquid charge is injected. To achieve as fine a spray as possible, the charge is preferably injected through a plurality of orifices 340 (for example three in number, arranged radially at 120), with a radial orientation and

perpendiculaire à l'axe de tuyère.  perpendicular to the nozzle axis.

L'homogénéité de l'injection de la charge par ces orifices est obtenue par un répartiteur interposé entre les orifices d'injection et la conduite d'alimentation de la charge liquide. Les trous ont par exemple un diamètre de 1,5 mm pour un diamètre de tuyère à l'endroit du col de 3 mm et un angle au sommet du divergent de 16 . La pièce constituant le convergent-divergent peut être réalisée en cuivre, ou bien en acier inoxydable pour avoir une température de paroi plus élevée. Par ailleurs, un alésage 350 permet d'introduire un thermocouple permettant de mesurer approximativement la température au voisinage de la paroi au niveau de l'étranglement. La dépression réalisée au niveau de l'étranglement du convergent-divergent et l'aspiration de la charge qui en résulte permettent de diviser et nébuliser très finement la charge injectée (ce qui augmente corrélativement la surface d'échange), la forme du convergent-divergent favorisant un mélange intime des hydrocarbures au sein du plasma riche en  The homogeneity of the injection of the charge through these orifices is obtained by a distributor interposed between the injection orifices and the supply line of the liquid charge. The holes have for example a diameter of 1.5 mm for a nozzle diameter at the point of the neck of 3 mm and an angle at the apex of the divergent of 16. The part constituting the convergent-divergent can be made of copper, or of stainless steel to have a higher wall temperature. Moreover, a bore 350 makes it possible to introduce a thermocouple making it possible to measure approximately the temperature in the vicinity of the wall at the level of the constriction. The depression carried out at the level of the constriction of the convergent-divergent and the suction of the load which results from it allow to divide and nebulize very finely the injected charge (which correspondingly increases the exchange surface), the shape of the convergent- divergent favoring an intimate mixture of hydrocarbons within the plasma rich in

radicaux libres.free radicals.

Claims (14)

REVENDICATIONS 1. Un procédé d'hydropyrolyse d'hydrocarbures lourds, caractérisé par les étapes de: - production et éjection d'un jet de plasma sous pression produit à partir d'un gaz plasmagène, générateur de radicaux libres H', injection, dans le jet de plasma ainsi produit, d'un gaz générateur de radicaux libres, notamment de radicaux H', CH', CH2' et CH3-,  1. A method of hydropyrolysis of heavy hydrocarbons, characterized by the steps of: producing and ejecting a jet of plasma under pressure produced from a plasma gas, generating free radicals H ', injection, in the plasma jet thus produced, a gas generating free radicals, especially radicals H ', CH', CH 2 'and CH 3 -, - injection, dans le courant gazeux résultant, des hydrocar-  injection, in the resulting gas stream, of hydrocarbons bures à hydropyrolyser pour les faire réagir avec le gaz géné-  hydropyrolysers to react with the gen- rateur de radicaux libres,free radicals, - récupération des produits de l'hydropyrolyse ainsi obtenus.  recovery of the products of hydropyrolysis thus obtained. 2. Le procédé de la revendication 1, dans lequel le courant gazeux est non tourbillonnaire au point (330) d'injection des  2. The process of claim 1, wherein the gaseous stream is non-swirling at the injection point (330) of the hydrocarbures.hydrocarbons. 3. Le procédé de l'une des revendications 1 et 2, dans lequel  3. The process of one of claims 1 and 2, wherein on accélère le courant gazeux préalablement à l'injection des hydrocarbures.  the gas stream is accelerated prior to the injection of the hydrocarbons. 4. Le procédé de l'une des revendications 1à 3, dans lequel  4. The process of one of claims 1 to 3, wherein le gaz générateur de radicaux libres est injecté radialement  the free radical generating gas is injected radially dans le jet de plasma.in the plasma jet. 5. Le procédé de l'une des revendications 1 à 4, dans lequel  The process of one of claims 1 to 4, wherein la température du jet de plasma au point (230) d'injection du gaz générateur de radicaux libres est comprise entre 2000 et  the temperature of the plasma jet at the point (230) for injecting the free-radical generating gas is between 2000 and 3500 K environ.About 3500 K. 6. Le procédé de l'une des revendications 1 à 5, dans lequel  The process of one of claims 1 to 5, wherein le gaz générateur de radicaux libres est l'hydrogène ou un  the free radical generating gas is hydrogen or a mélange comprenant de l'hydrogène et du méthane.  mixture comprising hydrogen and methane. 7. Le procédé de l'une des revendications 1 à 6, dans lequel  The process of one of claims 1 to 6, wherein les hydrocarbures à hydropyrolyser sont injectés dans le courant gazeux par une pluralité d'orifices d'injection (340) répartis  the hydrocarbons to be hydropyrolysed are injected into the gas stream through a plurality of distributed injection ports (340) circonférentiellement de manière uniforme.  circumferentially in a uniform manner. 8. Le procédé de l'une des revendications 1 à 7, dans lequel  The process of one of claims 1 to 7, wherein la température du courant gazeux au point (330) d'injection des hydrocarbures à hydropyrolyser est inférieure à 2800 K environ. 1 0 E c 2622894  the temperature of the gaseous stream at the injection point (330) of the hydrocarbons to be hydropyrolysed is less than about 2800 K. 1 0 E c 2622894 9. Une installation d'hydropyrolyse d'hydrocarbures lourds, caractérisée par: - une torche à plasma (100), pour produire et éjecter un9. A hydropyrolysis plant for heavy hydrocarbons, characterized by: - a plasma torch (100), for producing and ejecting a jet de plasma sous pression produit à partir d'un gaz plas-  pressure plasma jet produced from a plasma gas magène, - un étage intermédiaire (200) comprenant des moyens pour injecter, dans ce jet de plasma, un gaz générateur de radicaux libres, notamment de radicaux H', CH2' et CH3', - des moyens pour injecter, dans le courant gazeux aval résultant, les hydrocarbures à hydropyrolyser, des moyens (400,500) pour recueillir, en aval, les  magene, - an intermediate stage (200) comprising means for injecting, in this plasma jet, a gas generating free radicals, in particular radicals H ', CH 2' and CH 3 ', - means for injecting into the gas stream downstream, hydrocarbons to be hydropyrolysed, means (400,500) to collect, downstream, the produits de l'hydropyrolyse.products of hydropyrolysis. 10. L'installation de la revendication 9, comprenant en outre: - en aval de l'étage intermédiaire, un convergent-divergent (310,320) orienté dans l'axe du jet de plasma, l'injection  The installation of claim 9, further comprising: - downstream of the intermediate stage, a convergent-divergent (310,320) oriented in the axis of the plasma jet, the injection des hydrocarbures étant effectuée au niveau de ce convergent-  hydrocarbons being carried out at this convergent- divergent.  diverge. 11. L'installation de la revendication 10, dans laquelle les hydrocarbures à hydropyrolyser sont injectés au niveau deThe plant of claim 10, wherein the hydrocarbons to be hydropyrolysed are injected at the level of l'étranglement (330) du convergent-divergent.  the constriction (330) of the convergent-divergent. 12. L'installation de l'une des revendications 10 et 11,  12. The installation of one of claims 10 and 11, dans laquelle les hydrocarbures à hydropyrolyser sont injectés dans le convergent-divergent par une pluralité d'orifices  wherein the hydropyrolysed hydrocarbons are injected into the convergent-divergent through a plurality of orifices (340) répartis circonférentiellement de manière uniforme.  (340) circumferentially distributed uniformly. 13. L'installation de l'une des revendications 9 à 12, dans  13. The installation of one of claims 9 to 12, in laquelle l'étage intermédiaire comprend une chambre de mélange (230) dans laquelle le gaz générateur de radicaux libres est injecté périphériquement par une pluralité de points d'orifices  wherein the intermediate stage comprises a mixing chamber (230) in which the free-radical generating gas is peripherally injected through a plurality of orifice points (240).(240). 14. L'installation de la revendication 13, dans laquelle le gaz générateur de radicaux libres est injecté radialement  14. The installation of claim 13, wherein the free radical generating gas is injected radially. dans la chambre de mélange.in the mixing chamber.
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