Brevet FR2233559A1 — publié le 19750110

La présente invention, à laquelle a coliaboré Monsieur René FELLOUS concerne un nouve@u procédé de vaporisation du butane à partir de butane liquide stocké d@ns une cuve. Dans la description qui va suivre, on désigner@ p@r "butane" non seulement le n-outane pur ou l'isobutane pur, mais également le butane commercial mis en oeuvre dans l'industrie; le butane commercial est un mélange des butanes, il contient également des butènes. Les valeurs numériques qui seront données concernent le butane commercial. On sait que la tension de vapeur saturante au butane à la tempéra- ture de 0 C est très peu supérieure à la pression atmosphérique, et qu'elle va@t environ 2,5 atmosphères à 20 C. Ces valeurs relativement faiales de la tension ae vapeur saturante de butane par rapport au propane our lequel a 0 C et a 20 C la pression de vapeur saturante est gale respectivement à 5,5 atmosphères et à 9 atmosp@ères - constituent un inconvénient dans @@ mesure ou elles ne permettent pas d'alimenter une install@tion directement en butane gazeux prélevé dans le @iel gazeux d'un réservoir ae stockage Dans la plupart des dispositifs mis en oeuvre actuellement pour alimenter les installations en butane gazeux, le butane sous forme liquide est soutiré è l'aide d'une pompe au @iveau inférieur du réservoir de stockage et est introduit à la pression de refoulement de la pompe dans un v@porisateur. @@ totalité du butane est vaporisée et est acheminée par une ligne, hui comporte au moins un poste ae détente, vers les ins @allations qui le consomment. L'inconvénient de ce type de dispositif est que les impuretés et les produits, qui sont contenus dans le butane, sont prélevés avec le @utane liquide e@ sont, pa la suite, introduits dans le réseau de gaz Le but de la présente invention est d'obtenir du butane gazeux sous pression exempt d'impuretés et de produits lourds dans le réseau d'alimentation des Installations consommatrices ce butane. Le procédé, objet de l'invention, est un procédé de vaporisation du butane prélevé à l'état liquide à la partie inférieure d'une cuve de stockage à l'aide d'un groupe de pompage, ledit procédé étant caractérisé en ce que le butane est chauffe à l'état liquide jusqu'à une température détermin@e - la pression de butane étant au moins égale à sa tension de vapeur saturante à ladite température - puis en ce que le butane liquide réchauffé sous pression est détendu salis le ciel gazeux-de la cuve de stockage du butane; au moins une partie d butane vaporisé par détente pouvant alors être prélevée a.ns le ciel gazeux de la cuve ae stockage et acheminez vers les installations consommatrices de butane gazeux. Les dispositifs de mise en oeuvre du procédé de l'invention sont également des objets de l'invention. L'invention est illustrée par la figure unique jointe à la descrîption, qui est un schéma donné à titre non limitatif illustrant un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Une cuve de stockage 1 contient du butane liquide a et, au-dessus de la surface libre 3 du liquide, le ciel gazeux 4 de la cuve. La ligne 5 prélève du butane liquide dans la paitie inférieure de la cuve 1.- La pression du butane liquide dans la ligne 5 est égale à la tension de vapeur du butane gazeux dans le ciel gazeux 4 de la cuve - c'est-à-dire par exemple 1,5 Atmosphère - augmentée de la hauteur de la colonne liquide situe entre la surface libre @ et la ligne 5. La pompe é comprime le butane à l'état liquide à la pression de réglage, par exemple 13 At- mosphères. Le butane liquide, sous pression, est ensuite introduit dans. 1 t échangeur 7, dans lequel il est porté à une température déterminée, par exemple 75 C; le butane reste entièrement à l'étant liquide, car il se trouve à une pression supérieure à la pression de vapeur saturante à la température de 750c (laquelle est gale à environ 11 Atmosphères). La pompe 6 et l'échangeur 7 ne présentent aucune caractéristique particulière par rapport aux appareils utilisés dans la technique; on a symboliste par la ligne b le fluide porteur de calories. L butane liquide réchauffé sous pression est acheminé par la ligne 9 vers la partie supérieure de la cuve de stockagel, et est détendu â travers une vanne 10 débouchant dans le ciel gazeux +. La vanne 10 n'a pas été représentée en détail, car l'utilisation de telles vannes est courante dans les techniques du raffinage du pétrole; de la pétroléochi- mie et, d'une façon générale, dans les techniques de mise en oeuvre du gaz. Le butane gazeux est prélevé par la ligne il. L- référence 12 représente une vanne qui, permet de régler le débit du butane gazeux acheminé par la ligne il vers les installations consommatrices de butane. La vanne 10 représentée sur la figure débouche dans le ciel gazeux de la cuve; cette disposition peut éventuellemt ne pas être respectée la vanne 10 se trouve alors placée en un point de la ligne i, laquelle voit, dans ce cas, possèder un diamètre en aval de a vanne, supérieur en diamètre en amont. Afin d'éviter l'entraînement de gouttelettes liquides dans le butane gazeux prélevé par la ligne Il, un dispositif de -chicanes situé dans le ciel gazeux de la cuve peut, éventuellement, entre monté. La pression du butane liquide après pompage peut être comprise par exemple entre 6 et 15 Atmosphères. La température maximum à laquelle le butane liquide peut être chauffé dépend de la pression à laquelle il se trouve. Cette température est comprise entre 50 et 900C par exemple L'originalité dé l'invention réside dans le fait que le butane est vaporis par détente flash - c'est-à-dire une détente isenthaltique dans le ciel gazeux de l'enceinte de stockage de butane La d'tente ilash fait baisser la pression- du butane de la pression de refoulement du dispositif de pompage (aux pertes de charge près subies dans le circuit de réchauffage du butane liquidez à la pression du ciel gazeux de la cuve de stockage; cette pression est égale à la pression de vapeur saturante ré- gnant dans la cuve de stockage. La détente s'accompagne du refroidissement du butane détendu. wu cours de cette détente, une fraction du butane -liquide se vaporise; la partie non vaporisée tombe dans le butane liquide de la cuve. La valeur du rapport butane vaporisé est une fonction croissante butane détendu de la température à laquelle le butane liquide a été porté avant détente, et du rapport de détente, c-' est-à-dire du rapport. des pressions régnant en amont et en aval de la vanne de détente. Ainsi, par exemple, si ie butane-liquide a été porté à 800G (sous une pression au moins égale à 12 Atmosphères), la détente jusqu'à une pression de 1,8 atmosphère (qui correspond à la tension de vapeur saturan- te du butane à 10 C) s'accompagne de la vaporisation de la moiti environ du butane détendu; si le butane n'a été porté@qu@à 500C (sous une pression au moins égale à 6 Atmosphères), la détente jusqu'à une-pression de 1,8 Atmosphère ne staccompagne de la vaporisation que d'une quantité inférieure au quart du butane détendu. La fraction au butane vaporisé peut donc alimenter le réseau de consommation avec un débit maximum égal au débit de butane vaporisé par détente dans le ciel gazeux de la cuve de stockage. 11 est à noter que la totalit du butane détendu n'étant pas vapo- risée, le débit en masse de butane liquide prélevé dans la cuve à sa par- tie inférieure doit être supérieur au débit en masse du butane gazeux prélevé à la partie supérieure de la cuve. - R E V E N D I C A T I O N S Un procéde de vaporisation de butane prélevé à l'état liquide @ la partie inferieure d'une cuve de stockage a l'aide d'un groupe ae pompage, ledit proc@dé @tant caractérisé en ce que le butane est chauffé à l'@tat liquide jusqu'à une temperature déterminée - la pression du outane etant au moins egale à sa tension de vapeur saturante â ladite température - rnis en ce que le butane liquide réchauif sous pression est détend@ dans le ciel gazeux de la cuve de stockage du butane; au moins une tartie du butane vaporisé par attente pouvant alors être prélevée dans le ciel gazeux de la cuve ae stockage et ac@eminée vers les installations consommatrices de soutane gazeux. Un procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en outre en ce que le groupe de pompage porte le butane liquide une pression comprise entre o et 15 Atmosphères. 5. Un procédé conforme à l'une des revendications 1 et 2., caracté rise en outre en ce que le butane liquide est chauffe à l'état liquide @ une temp@rature comprise entre 50 et 90 C. Un Un dispositif de mise en oeuvre au procédé conforme à ltune des revendications 1, 2 et 5, ce dispositif étant caractérisé en ce qu T Il comporte - une cuve de stockage du butane, - des moyens de pompage du outane à l'état liquide comprenant au moins une ligne de prélèvement du butane liquide à la partie inférieure de a cuve et une pompe susceptible de porter le bu t@ne liquide prélevé à une pression déterminée, - des moyens de chauffage du butane liquide ous pression, - des moyens de détente dans le ciel gazeux de la cuve de stockage du butane liquide réchauffé sous pression, - des moyens de prélèvement du butane gazeux comprenant au moins une ligne aboutissant dans le ciel gazeux de @ cuve ae stockage du butane. 5. Un dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en outre en ce que les oyens ue tente cu butane liquide récnauf@ sous pression sont constitués par une vanne. 6. Un dispositif conforme a l'une des revendications 4 et 5, caracté risé en outre en ce qu'il comporte des chicanes situées dans le ciel gazeux ce la cuve de stockage.