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la. présente invention est relative à un procédé d'obtention de
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benzcno à .:.'1rtir dc C';, de distillation de la houille ou analogue, les hy- drocarbures benzéniques étant séparés du gaz à l'aide d'huile de lavage, et le benzol brut séparé de l'huil de lavage étant soumis à température éle- vée et sous pression élevée à un traitement catalytique avec de l'hydrogène (raffinage sous pression).
Le raffinage catalytique sous pression de benzol brut ou d'un a- vant-produit de benzol à haut pourcentage est connu en soi. Il consiste és- sentiellement à chauffer d'abord à température élevée, par exemple à 200 , ? les hydrocarbures benzéniques à purifier en présence d'hydrogène, puis à séparer les polymérisats à point d'ébullition élevé qui se forment à partir des constituants , bouillant plus facilement, de la substance de départ, en vaporisant cette dernière en présence d'hydrogène, et à envoyer le mélange de vapeurs, à une température, encore plus élevée, sur un catalyseur appro- prié, d'où il résulte une hydrogénation des hydrocarbures non-saturés encore présents.
L'ensemble du procédé a lieu sous pression élevée, par exemple à
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3C) atmoophèlee ou plus,
Ce procédé a encore été amélioré récemment par le fait qu'on in- terrompt le chauffage de la matière de départ, avant le traitement eatalyti- que proprement dit, à une température comprise entre 180 et 300 , abandonne la matière de départ pendant un certain temps à cette température et n'en- treprend le traitement catalytique avec de l'hydrogène qu'après séparation des polymérisats formés.
Les polymérisats qui se déposent sous forme de boue avant le traitement catalytique proprement dit de la matière dans ce que l'on appelle un séparateur thermique et dont la quantité peut, suivant les'températures utilisées, atteindre jusqu'à 10 % du benzol brut mis en jeu, renferment encore une certaine quantité d'hydrocarbures benzéniques. Jusqu'à présent, on envoyait cette boue, après extraction du séparateur thermique et déten- te subséquente, à une colonne de fractionnement particulière dans laquelle les hydrocarbures benzéniques précieux étaient entraînés à l'aide de vapeur d'eau surchauffée, puis réunis à de nouvelles quantités de benzol brut et renvoyés dans le circuit.
On était en conséquence obligé de maintenir la température dans le séparateur thermique suffisamment élevée pour qu'il se dépose une boue la plus pauvre possible en constituants à bas point l'ébul- lition, c'est-à-dire en hydrocarbures benzéniques.
On a maintenant trouvé que dans ce cas il se produisait certain- - nes difficultés. Tout d'abord, il subsiste le danger que lors d'une tempé- rature trop élevée dans le séparateur thermique certains des produits de polymérisation'formés entre temps puissent parvenir dans le four de raffi- nage proprement dit, ce qui, au bout de peu de temps, pourrait avoir une influence suri'activité du catalyseur. Il s'est en outre avéré que, dans le
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o,yde-,é;tu'.L'r,opélevéss d,n's l ép,rteur',nemiq.' 3lse,-palix.-aa,-3.e dans-certains cas' dopéra.tisnsdê. dépùlymér13a,tàon-qaii x6cluisaïe'nt totel6mant 9pu.pàt,e,lexent,è;:.rléanj;l.et.r..itenentther.oiï4piéal.âxlte la matière de départ.
C'est ici qu'intervient l'invention. Elle pour idée directrice d'extraire la boue du séparateur thermique déjà à une température relati- vement basse, c'est-à-dire avec une certaine teneur en hydrocarbures ben- zéniques, tandis qu'on choisit de préférence la température de manière que
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des processus de dépolymérisation ne puissentt'J;Ùu1I! se produire ou ne se pro- duisent plus dans une mesure notable.
Il s'ensuit que le procédé conforme à l'invention consiste es-- sentiellement à réunir avec l'huile de lavage la boue se formant, d'une
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manière connue en soi, lors du traitement â?L 're sous pression, après
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un traitement thermique préalable du benzol brut, boue qui est extraite avant le traitement catalytique proprement dit de la matière et est consti- tuée par des polymérisats quise sont formés entre temps, puis à soumettre ensuite le malange à une distillation en vue de séparer les fractions de brai des hydrocarbures benzéniques précieux.
La présente invention permet tout d'abord de rendre impossible un endommagement du catalyseur dans le four de raffinage, car il n'y a plus aucune raison de choisir la température dans le séparateur thermique assez élevée pour pouvoir déjà séparer en cet endroit le plus possible d'hydrocar- bures benzéniques. Dans l'installation fournissant la matière mise en jeu pour le raffinage sous pression, à savoir dans l'installation de distilla-'' tion de l'huile de lavage enrichie en benzol, il se trouve toujours en pra- tique, s'il s'agit d'une installation moderne, au moins un dispositif pour régénérer l'huile de lavage du benzol usée ou épaissie, ou la débarrasser du brai.
L'huile de lavage à régénérer est alors soumise dans ce cas, conjoin- tement avec de l'huile partiellement séparée, à un chauffage dans le serpen- tin de chauffe d'un four tubulaire et est alors détendue dans une chambre de vaporisation dans laquelle toutes les parties du mélange chauffé sont vapo- risées jusqu'à laisser un résidu analogue au brai. Le mélange de vapeurs est renvoyé--dans la colonne d'affinage de l'huile de lavage où a lieu la sé- paration du mélange de vapeurs, d'une part en avant-produit du benzol, et d'autre .'.part, en hydrocarbures à point d'ébullition élevé, tels que l'huile de naphtalène, et en huile de lavage.
Pratiquement il n'y a pas besoin de modifier l'installation déjà existante de distillations de l'huile de lava- ge ou d'élimination du brai qu'elle renferme, pour pouvoir également traite-- conjointement et simultanément avec'l'huile de lavage du benzol usée la boue provenant du raffinage sous pression du benzol brut. Le couplage fonc- tionnel de l'installation de raffinage sous pression, d'une part, et de l'installation pour l'affinage de l'huile de lavage enrichie en benzol à l'aide d'un four tubulaire, d'autre part, est d'autant plus facilement possi- ble que ces deux installations se trouvent en général dans une même cokerie, de sorte que l'on supprime de longs trajets de transport de la boue prove- nant du raffinage sous pression jusqu'à l'installation d'élimination du brai, lors du traitement de l'huile de lavage.
Cependant, en ce qui a trait au bilan thermique, le traitement de la boue provenant du séparateur thermique ne constitue pas une charge pour un raffinage sous pression dans l'affineur de l'huile de lavage, car la quantité d'huile traversée est de 100 à 200 fois plus grande que la quantité de boue se formant lors du raffinage sous pression de la quantité correspondante de benzol.
On mentionnera encore que dans ce qui précède, on entend par "hy- drogène" aussi bien de l'hydrogène pur qu'un gaz renfermant de l'hydrogène, par exemple un gaz de four à coke. ,
Sur le dessin annexé on a représenté schématiquement une installa- tion destinée à la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. L'huile de lavage froide, enrichie, provenant du lavage du benzol, s'écoule par la conduite 2 d'abord dans un échangeur de chaleur 4 et ensuite dans un échan- geur de chaleur 6 lui faisant suite, où elle se trouve en échange thermique avec des vapeurs chaudes provenant d'une colonne de distillation, ainsi que cela sera encore décrit dans ce qui va suivre. L'huile de lavage enrichie parvient ensuite par la conduite 8 d'abord dans.le système tubulaire 10 qui est disposé dans. la zone convexion du four tubulaire 12.
A partir du systè- me tubulaire 10, l'huile de lavage enrichie, préchauffée, parvient dans le système tubulaire 14 monté dans la zone de rayonnement du four tubulaire, où à lieu le chauffage de l'huile de lavage à la température nécessaire pour
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l'affinage ultérieur.Une vaporisation à l'intérieur du système tubulaire est empêchée ou maintenue dans de certaines limites par la soupape 16. Le four tubulaire est chauffé par la lampe de 'brûleurs 18. Les gaz chauds re- passent à nouveau à l'extérieur en passant à travers la ou les zones de convexion et quittent le four tubulaire par la conduite d'évacuation 20.
L'huile de lavage enrichie, chauffée à une température de 1850 environ, parvient par la conduite 22 dans la colonne daffinage 24 à la- quelle de la vapeur d'eau directe est amenée par la conduite 26. Do la tê- te de la-colonne, il se dégage un mélange de vapeurs constitué par les hy- drocarbures benzéniques affinés ainsi que par une partie de l'huile de la- vage. A partir de ce mélange de vapeurs, on condense dans l'échangeur de chaleur 6 les constituants à point d'ébullition élevé, en particulier l'hui- le de lavage, et à coté de la vapeur d'eau. Le condensât) se rassemble dans le récipient 28, où à lieu une séparation de l'eau et des constituants hui-. leux.
L'eau est soutirée par la conduite 30 tandis que l'huile parvient, par la conduite 32, dans un récipient collecteur 34. A:partir de l'échan- geur de chaleur 6, les vapeurs non-condensées parviennent par la conduite 36 dans l'échangeur de chaleur 4 où a lieu une autre condensation, d'eau en particulier. La condensationttotaleest alors finalement obtenue par le ré- frigérant 38. Le benzol brut à haut pourcentage ainsi obtenu' est rassemblé dans le réservoir 40 à benzol brut. Une partie de ce benzol est renvoyée, à l'aide de la pompe 42' par la conduite 44: comme relfux à la tête de la colonne 24. L'autre partie est envoyée par la conduite 46 à l'installation de raffinage sous pression décrite dans ce qui va suivre.
Dans la colonne d'affinage 24, il se forme comme produit de fond une huile de lavage pratiquement exempte de benzol que l'on soutire par la conduite 48.
L'huile de lavage se rassemblt dans le récipient 34 se trouve, après qu'on lui a ajouté la boue provenant du séparateur thermique et af- fluant par la conduite 50, ainsi le cas échéant que de l'huile de lavage usée ou épaissie arrivant par la conduite 5.2,) envoyée à l'aide d'une pompe 54 au travers d'un autre système tubulaire 56 disposé dans la zone de con- vexion du four tubulaire 12, où elle est chauffée à une température de 250 . ensuite, le mélange parvient par la tubulure 58 dans le récipient de vapo- risation 60 dans lequel a lieu une séparation du mélange, d'une part en constituants vaporeux et, d'autre part, en un résidu analogue au brai. Le brai est soutiré par la conduite 62 tandis que'le mélange de vapeurs est renvoyé, par la conduite 64, dans la colonne 24.
En mesurant de manière ap- propriée la fraction d'huile de lavage condensée dans l'échangeur de chaleur ainsi que le reflux dans la conduite 44, il est possible d'obtenir avec un rendement élevé un avant-produit du benzol à 98% et de soutirer en même temps de la colonne d'affinage 24, par la conduite 66, une fraction d'huile naphtalénique qui est d'une telle pureté qu'on peut -en obtenir, par refroi- dissement, du naphtalène pur avec un rendement élevé.
Le point de soutirage pour l'huile naphtalénique se trouve situé au-dessus de l'admission du mé- lange de vapeurs provenant de la chambre de vaporisation 600
Le benzol brut arrivant dans le récipient collecteur 40 est, comme déjà indiqué, envoyé par la conduite 46 d'abord à la pompe foulante 68 où il est amené à la pression nécessaire pour le raffinage ultérieur sous pression.
Le benzol brut se trouvant sous pression s'écoule alors par la conduite 70 dans un échangeur de chaleur 72, après qu'.ôn y a préalable- ment ajouté par la conduite 74 ou 76 de l'hydrogène comprimé ou un gaz ren- fermant, et l'on introduit notamment par la conduite 74 du gaz frais afflu- ant depuis la conduite 78 jusqu'au compresseur 80, et par la conduite 76 du gaz de reflux provenant de l'installation de raffinage.
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Dans L'échangeur de chaleur 72 le mélange d'hydrogène et de ben- zol brut est préchauffé par échange de chaleur avec le benzol purifié chaud et ensuite est envoyé par la conduite 82, après traversée d'un autre pré- chauffeur 84, dans le four de polymérisation 86 dans lequel il se produit, à une température de 1600 environ et sous une pression de 30 atmosphères environ, pendant un certain temps, une polymérisation des impuretés à bas point d'ébullition du benzol, conduisant à des corps à point d'ébullition élevé.
Le benzol ainsi traité parvient par la conduite 88 dans un autre préchauffeur 90, où sa température est encore quelque peu augmentée, puis ensuite, par la conduite 92, dans le séparateur thermique 94 du fond duquel on soutire par laconduite 96 la boue renfermant les polymérisats. Les va- peurs de benzol .quittent:le séparateur thermique parla conduite 98 et par- viennent, après avoir encore une fois été chauffées dans un autre préchauf- feur 100, par la conduite 102 dans le four de raffinage 104 rempli d'un ca- talyseur approprié. En cet endroit se produit l'hydrogénation des accompa- gnateurs non-saturés et non-encore polymérisés de benzol.
Les vapeurs de benzol sont soutirées par--la conduite 106 et parviennent, après avoir tra- versé l'échangeur de chaleur 72, dans le réfrigérant 108 dans lequel a lieu une condensation totale du benzol. Le benzol liquide se rassemble dans le récipient 110 duquel il est soutiré par la conduite 112 et est soumis à un traitement chimique subséquent, par exemple avec de la lessive de soude.
L'hydrogène en excès revient dans le circuit par la conduite 114, en passant par la conduite 76. La boue soutirée du séparateur thermique 94 par la sou- pape '116 et qui est constituée par les polymérisats et par des hydrocarbu- res benzéniques précieux est envoyée par la conduite 50 dans le récipient collecteur 34 et est décomposée, ensemble avec l'huile de lavage du benzol, dans la colonne 24, d'une part en hydrocarbures benzéniques précieux et, part, en un résidu de brai.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé d'obtention de benzène à partir de gaz de distilla- tion de la houille ou analogues, dans lequel les hydrocarbures benzéniques sont séparés du gaz à l'aide d'huile de lavage et dans lequel le benzol burt séparé de l'huile de lavage est soumis, sous pression élevée ét à tem- pérature élevée, à un traitement catalytique avec de l'hydrogène (raffinage sous pression), ledit procédé étant caractérisé en ce que la boue se formant, après évaporation des fractions benzéniques, lors d'un traitement thermique du benzol brutencore liquide effectué à des températures inférieures à 3000 et précédant d'une manière connue en soi le raffinage sous pression- propre- ment dit, boue qui renferme les polymérisats qui se sont formés entre temps à partir d'une fraction des impuretés du benzol brut, est,
après sont enlè- vement de l'installation de raffinage sous pression, réunie avec l'huile de lavage renfermant du brai (huile de .lavage usée), le mélangedde boue et d'huile usée étant alors soumis à une distillation pour obtenir d'une part de précieux hydrocarbures benzéniques et, d'autre part, un résidu de brai non-vaporisé.