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Conversion d'huiles d'hydrocarbures lourdes en huiles d'hydro- carbures légères ou essences.
La présente ineention a trait à des perfectionnements apport* tés au traitement des huiles d'hydrocarbures,dan s le but de pro- duire des hydrocarbures à point d'ébullition bas au moyen d'hy- drocarbures à point d'bullition plus élevé.
L'invention comprend un procédé de traitement des huiles d'hydrocarbures,caractérisé par ce fait que l'on mélange à l'huile un hydrocarbure aromatique tel que la n aphtaline,et qu' on la soumet à une haute température pendant qu'elle se trouve sous une pression élevée,de telle sorte que l'on produit des hy- drocarbures àbas point d'ebullition. Dans le traitement d'hui- les moyennes,provenant de la distillation du pétrole,on a trouvé que la pression la mieux appropriée se trouve entre 45 et 75 kilogs par cent.carré, et que la température la mieux appropriée est de 300 à 400 bien que l'on puisse employer, si on le dési- re, une température plus élevée allant jusqu'à 600 et que l'on puisse travailler à une pression allant jusqu'à 100 atmosphères
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et plus.
Si l'on emploie des températures ou des pressions plus basses que celles citées plus haut ,le rendement en hydrocarbu- res à bas point d'bullition cesse d'être économique. la pression sera de préférence plus élevée que la pression de la vapeur de l'huile à la température employée. On peut,de cette manière,éviter la formation de composés indésirables,conta- minant le produit final,en raison de l'emploi d'une température trop élevée.
De préférence l'hydrocarbure après le traitemert thermique sera refroidi à une température telle que la partie la plus lour- de des hydrocarbures restera à l'état liquide,mais que la partie la plus légère sera vaporisée au moment où la pression diminuera on diminuera alors la pression et on séparera les hydrocarbures les plus légers.
En réglant convenablement la température et la pression,on peut arriver à ce que les produits du traitement therm que con-
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tiennent une proportion importante d'b:iL'i.ro:':i.è)l1re::: 3uffL.;"i!iJrrlnt volatils pour être employés comme essence pour moteurs.
Suivant la méthode préférée d'exécution du procédé,l'huile e@ est obligée à rester au repos dans la chambre de chauffage pen- dant une période de temps (Par exemple de cinq à vingt minutes) suffisante pour produire les modifications voulues,et elle est périodiquement retirée de la chambre avec une liberté d'echappe- ment suffisante pour assurer que les produits de la réaction (solides, liquides et gazeux) soient balayés en même temps.
A une pression de % 25 à 30 kilos par cent. carré,le traite- ment peut durer plusieurs heures.
L'invention comporte en outre un appareil pour le traitement des huiles d'hydrocarbures comprenant,en combinaison : une pompe une chambre de chauffage(par exemple un serpentin) alimentée par cette pompe et une soupape d'évacuation,actionnée par la pression à l'extrémité de sortie du serpentin, pour décharger le liquide automatiquement lorsque la pression atteint une valeur déterminée.
Une forme de soupape d'évacuation destinée à etre employée dans l'appareil susmentionné est également décrite et revendiquée ci-après .
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Nous allons décrire maintenant une méthode de mise en pra- tique de 1 'invention, en nous aidant da dessin annexé, qui repré- sente une forme d'appareil qui peut etre employé.
Dans ce dessin ;
Fig. 1 est un diagramme de l'ensemble de l'installation, cer- taines parties étant représentées en coupe;
Fig. 2 est un détail en coupe de la soupape d'évacuation; et
Fig. 3 est une autre vue de détail de cette soupape, partie en coupe suivant un plan perpendiculaire à celui de la fig. 2.
Dans la fig. 1,10 représente un réservoir dans lequel l'huil à traiter arrive par une conduite 11. Une pompe 12 aspire l'hui- le de ce réservoir et la fournit àun serpentin 13 pour le traite- ment thermique. La pompe 12 sera de préférence une pompe à course veriable, c'est à dire unepompe dans laquelle par ajustement des organes,on pourra faire varier la course de la pompe pendant qu'elle est en marche.
Le serpentin de chauffage se compose de deux sections,un serpentin interne 13 de diamètre plus petit , formé par un tube d'acier,et enroulé après avoir été replié sur lui-même,de telle sorte que les raccords d'Entrée et de sortie se trouvent tous deux en haut de l'enroulement,et un tube exté- rieur 14,relié à l'extrémité de sortie du tube 44 13 et qui est de dismètre plus grand, pour empêcher tout engorgement pro- venant de la décomposition du carbone. Les enroulements 13 et 14 sont concentriques et sont placés dans une enveloppe 15,au-dessus d'un four 16.
Des instruments appropriés indicateurs de tempéra- ture et de pression (non représentés) sont également prévu s. L' extrémité de sortie de l'enroulement 14 est reliée à un serpentin réfrigérant 17 contenu dans une chambre d'eau 18,dans laquelle l'eau de refroidissement pénètre en 19 pour sortir en 20. Au lieu d'employer de l'eau pour le refroidissement ,on peut faire circuler l'huile autour du serpentin réfrigérant 17 avant qu'elle pénètre dans le serpentin 13,ce qui permet d'économiser une cer- taine quantité de chaleur. A la sortie du serpentin réfrigérant 17,se trouve une soupape 21, de laquelle les produits obtenus par le procédé passent à un appareil de fractionnement,par une con- duite 22.
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L'appareil de fractionnement,qui n'est pas représenté,est de cons traction usuelle,et dans cet appareil l'essence peur moteur pro- duite est séparée de la portion restante d'hydrocarbures lourds et de tout dépôt de carbone. les hydrocarbures lourds récupérés de l'appareil de fractionnement sont ramenés au réservoir 10 par une conduite 23.
La soupape 21 comporte un cylindre 24 dont l'extrémité supé- rieure est en communication ,par une lumière 25 et une conduite
26, avec l'huile qui se trouve sur la face sous pression de la soupape,et est par suite contrôlée par la même pression que cel- le qui règne dans le serpentin de chauffage 13,14 Ie cylindre 24 contient un piston 27 soumis à la pression de l'huile et dont le mouvement est élastiquement contrôlé par un ressort 28 ,logé dans une extension 29 du cylindre 24. Le piston 27 a une tige de piston 30 qui passe au travers de l'extension 29 du cylindre et porte,au¯dessous de celle-ci,deux broches 31,32. Entre ces bro- ches travaille une languette 33 d'un levier 34,fixé sur une tige de soupape 35.
La tige 35 traverse un stuffing-box 36 et pénètre dans une chambre de soupape 37. En cet endroit,elle présente une tête conique creuse agrandie 38,dont les côtés sont percés de lu- mières 39. La tête conique creuse 39 s'ajuste exactement par sa face externe contre une face de soupape 40 formée sur la face interne de l'extrémité conique d'un manchon 41,qui porte le stuf- fing-box 36. Le manchon 41 est pourvu de lumières 42,qui coopè- rent avec les lumières 39 de la tête, ce soupape 38, et il s'ajusta d'une manière étanche,en 43 contre les parois de la chambre de soupape 37. on voit donc que le manchon 41 est facilement amovible pour permettre le renouvellement ou le remplacement de la face de soupape.
La face interne de la soupape conique 38 s'ajuste centre une face de soupape formée sur l'extrémité en téton 44.
De cette manière la soupape 38 travaille entre deux faces ou gla- ces de soupape,et on évite ainsi efficacement toute fuite dhuile provenant de la haute pression employée.
Sur l'extrémité de la tige de soupape 36 est fixé un levier 45 ayant un poids 46 tel que le centre de gravité du levier se
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trouve bien au-dessus de la tige 35 qui forme son axe de rotation
Un certain jeu est prévu entre,la languette 33 et les broches 31,32
Pour le fonctionnement de l'appareil susdécrit,on remplit d'abord d'huile le réservoir 10,et dans cette huile on introduit une petite quantité ( par exemple 0,4 %)d'un hydrocarbure aroma- tique approprié,de préférence de 1-a naphtaline,qui se dissout dans l'huile. La pompe 12 soutire de l'huile du réservoir 10 et la fournit au serpentin 13 à une vitesse déterminée qui, si on e mploie une pompe à course variable,peut être réglée en faisant varier la course de la pompe.
Sinon, on peut régler la quantité au moyen d,un by-pass ou d,un autre dispositif. Dans le serpen- tin 13,1'huile est portée à la température voulue et,dans le serpentin 14,elle est maintenue à cette température.
La pression s'élève graduellement, à mesure que la pompe 12 continue à fournir de l'huile .jusque ce que la soupape 21 soit soumise une pression telle que le piston 27 se trouve déprimé, en antagonisme au ressort 38,d'une quantité suffisante pour que la broche 31 refoule la languette 43 vers le bas,de la quantité nécessaire pour amener les lumières, 59,42 à coincider en- tre elles.Le levier % 45 est ajusté de telle sorte qu'u moment où les lumières commencent à s'ouvrir,il culbute et les ouvre rapidement d'une manière complète, le jeu existant entre 31,32 et 33 permettant à ce mouvement de se produire. Une quantité considérable d'huile est alors immédiatement déchargée en même temps que les hydrocarbures légers produits, et tous gaz perma- nents qui peuvent s'être dégagés.
En réglant la vitesse de l'écoulement du réfrigérant au travers de la chambre 18, on peut disposer les choses de manière à ce que l'huile soit déchargée à une température telle que les hydrocarbures légers qu'on désire obtenirsoient vaporisés immé- diatement,tandis que les hydrocarbures plus lourds restent sous la forme liquide. La séparation dans l'appareil de fractionnement se trouve ainsi facilitée,et il n'est pas nécessaire d'employer pour le fractionnement une quantité additionnelle de chaleur.
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Aussitôt que la pression s'est abaissée à un degré suffisant le ressort 28 soulève le piston 27 suffisamment pour fermer les lumières de la soupape,le levier chargé 45 servant de nouveau à rendre le mouvement,lorsqu'il se produit ,soudain et complet.
En raison du jeu existant dans la transmission 31,32 ,33 il y a une différence considérable entre la pression à laquelle la sou- pape s'ouvre et celle à laquelle la soupape se ferme et ceci est le but principal de ce jeu. Le résultat de cette disposition est que la soupape peut rester fermée pendant un temps considé- rable pendant lequel l'huile subit son traitement et reste au repos dans le serpentin 13,14. Après cela, la pression s'élève suffisamment pour que la soupape fonctionne,et une masse d'huile traitée s'échappe d'un seul coup. La vitesse de décharge est suffisante pour assurer que tout dépôt de carbone se formant dans le serpentin réfrigérant 17 soit entrainé avec le liquide.
Ia capacité du serpentin réfrigérant 17 est ajustée de manière à ce qu'il contienne à peu près la qu antitéd'huile qui est dé- chargée à chaque cycle d'opérations, et de cette manière des quantités d,huile sont régulièrement fournies au serpentin réfri- gérant, refroidies dans celui-ci au degré voulu et déchargées ensuite. La pression pendant chacune des phases du cycle peut ê- tre réglée en faisant varier la @ course de la pompe,ou en prévoyant une soupape de sureté à la sortie de la pompe, ou d'une autre manière quelconque qu'on désire.
On remarquera que le levier 45 constitue un mécanisme culbu- teur pour assurer le fonctionnement complet de la soupape 44* On pourrait employer tout autre type de mécanisme culbuteur. Par exemple,il pourrait être actionné par un ressort au liet d,etre actionné par gravité.
Au lieu de lasoupape décrite,on pourrait employer une soupa- pe à diaphragme,chargée par un ressort,ou une autre forme quelcon que de soupape à fonctionnement automatique,ou bien encore l'opère tion pourrait être conduite avec des soupapes actionnées à la main ,par un ouvrier habile.