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La présente invention concerne un enchainement
de procedés visant a la valorisation d'huiles lourdes de
; tres haute viscosité qui ne peuvent être transportees dans
les conditions habituelles d'utilisation des oleoducs
actuellement en fonctionnement. Ces huiles lourdes, ou de
façon plus precise, ces petroles bruts lourds sont des pro-
duits dont la densite est genéralement superieure à 0,950 et
dont la viscosit8 a 70~C est voisine de ou superieure a
1000 Centistokes (10 3 m2/sec) ou encore dont la viscosite
à 40~C est voisine de ou supérieure à lO.000 centistokes
(lO 2 m2/sec), telles, par exemple, les huiles lourdes
issues des sables de l'Athabasca ou de la ceinture de
l'Orénoque. Outre leur viscosité élevee, ces huiles se
caractérisent également par une teneur élevée en asphaltènes
et par une tr~s faible teneur en essence distillant au
dessous de 200~C (voire au dessous de 100~C), spécialement
dans le cas des huiles lourdes extraites des champs pétro-
llers de la ceinture de l'Orénoque (Ces huiles ne renfermant
; . ,
souvent guere plus de l ou 2 % poids d'essence légere).
~j 20 Compte tenu de leur viscosité élevée, ces huiles
i ne peuvent être transportées telles quelles. Plusieurs solu-
tions déjà appliquées sur des résidus de bruts conventionnels
de viscosité élevée ou sur des pétroles bruts p~oduits dans
des régions très ~roides peuvent évldemment etre envisagées,
"
telles la dilution par un ~1uxant léger et/ou le maintien de
l'huile dans l'oléoduc ~ une température suffisante pour que
ne se posent plus les problèmes de pompage et de transport.
Une autre solution, également préconisée, consiste à e~~ectuer
à la sortie du puits du brut une opération minimum de raffi-
nage de maniere a transformer le brut considéré et a en
extraire la fraction noble transportable sans probleme.
C'est ainsi qu'une opération de raffinage comportant un des-
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salage, un désasphaltage au pentane et une viscoréduction
de l'huile désasphaltée, permet d'atteindre pour la seule
huile désasphaltée, la viscosité requise pour que son trans-
port par oléoduc puisse s'effectuer dans des conditions
normales ou proches de la normale; néanmoins, on se heurte,
dans ce cas particulier, au problème des asphaltènes qui, se
présentant à l'etat solide, sont difficilement transportables
et doivent être utilises pour produlre de la vapeur ou de
l'énergie sur le site même de production. Un autre type de
. .
raf~inage comportant un dessalage et une cokefaction permet
egalement de produire d'une part une fraction de distillats
transportables et d'autre part, un solide, le coke qui doit
~, être utilise, comme précédemment les asphaltes, pour la
si production de vapeur ou d'energie sur le champ de production.
Face à ces diverses solutions visant à rendre
transportables les hulles lourdes de viscosite élevee, la
,.~ .
présente lnventlon propose une autre solution permettant une
; mellleure valorisation de l'huile lourde et plus particu-
li~rement une meilleure valorisation de la fraction asphalti-
que issue d'un désasphaltage, par exemple au pentane, ou de
fa~on plus génerale issue d'un desasphaltage par un hydro-
carbure ou un melange d'hydrocarbures contenant de 5 à 7
atomes de carbone par molécule.
L'invention concerne un procédé de raffinage des
huiles lourdes à très faible teneur en essence distillant au
dessous de 200~C environ et plus particulièrement à très
faible teneur en essence légère distillant au dessous de 100~C
environ.
Le procédé consiste à transformer une fraction de
l'huile lourde en un mélange d'alcools contenant du méthanol
et au moins un alcool supérieur renfermant de 2 a 10 voire de
2 à 5 atomes de carbone par molécule selon un schéma compor-
,~ 2 -
' . . ,~ '
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tant la séquence de procédé suivante: oxydation au moins
partielle a l'oxygene d'une fraction de l'huile lourde en
question pour produire un gaz de synthèse contenant CO, CO2,
H2 et les impuretés H2S et NH3, purification du gaz en ques-
tion pour eliminer les impuretes H2S et NH3, synthese en une
ou plusieurs étapes d'alcools comportant 1 à 10 ou 1 à 5
atomes de carbone par molécule de manière a obtenir, à
l'issue de cette sequence un melange d'alcools contenant, par
exemple, en poids, de L0 à 90 ~ de methanol environ ou encore
de 60 à 85 % ou mieux de 10 à 50 % ou encore de lS à 40 ~ de
,.,
methanol, et le complement à 100 % d'au moins un alcool supé-
rieur possédant par exemple de 2 à 5 atomes de carbone par
molécule. Le mélange d'aLcools ainsi obtenu est remélangé à
l'huile lourde à raison de 5 à 25 %, par exemple, en poids
d'alcools par rapport à.l'huile éventuellement préalablement
dessalée, déshydratée et expurgée de ses sédiments solides
dans une opération de dessalage convenablement réalisée. Un
procédé voisln est décrit dans le brevet américain USP
4 027 688 mais dans ce brevet on ne produit pas, a partir du
gaz de synthèse, un mélange d'alcools, mais essentiellement
du méthanol; or la dilution de l'huile lourde par uniquement
du méthanol conduit à une émulsion dont le transport n'est
pas s.uffisamment satisfaisant en comparaison avec l'émulsion
obtenue conformément à notre procédé et composée d'huile
lourde et d'un mélange de plusieurs alcools dans les propor-
tions indiquées ci-dessus.
En outre, un perfectionnement important de notre
procédé qui vise à rendre les huiles lourdes transportables
tout en leur conférant de meilleures qualités sur le plan de
l'utilisation, consiste à utiliser comme matiere premiere de
la synthese des alcools, non pas l'huile lourde elle-même,
telle qu'elle est extraite du gisement, mais la fraction la
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: - '
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moins valorisable de cette huile, à savoir la fraction
asphaltique, telle qu'on peut l'obtenir fi l'issue d'une
. opération de désasphaltage, en utilisant un solvant compor-
.,
. tant au moins 5 atomes de carbone par molecule et choisi
notamment parmi les hydrocarbures, par exemple le pentane
ou un mélange d'hydrocarbures contenant.de 5 à 7 atomes de
carbone par molécule. Un solvant à moins de 5 atomes de
. carbone par molécule aurait une action desasphaltante trop
s.l prononcée dans le cadre de la presente technologie. L'avan-
tage du désasphaltage au moins partiel de l'huile lourde
. tient à ce que l'huile désasphaltée a déjà une viscosité très
fortement réduite et que la.fraction pondérale qu'il faut y
adjoindre pour la rendre transportable est nettement infé-
rieure à celle qu.'il conviendrait d'utiliser si l'on ne pro- .
cédait pas audit désasphaltage.
Une méthode parmi d'autres, pour la production du
mélange désiré de méthanol et d'alcools supérieurs, à partir
de gaz de synthese, conslste par exemple a ef~ectuer d'abord,
dans une premi.ère étape, une synthèse d'.alcools comportant 1
(ou 2) à 10 ou 1 (ou 2) à 5 atomes de carbone par molécule
puis a effectuer ensuite, dans une deuxième etape, une
synthèse de méthanol conformément par exemple, à la demande
de brevet US S.N. 137.098 du 4 avril 1980 ou au brevet USP
No 4 122 110.
Conformément a l'invention, les mélanges alcools-
huile lourde désasphaltée sont transportés jusqu'au site de
raffinage; sur ce site, on peut, par exemple, par simple
distillation, séparer le mélange essence-alcools distillant
; au dessous de 110~C du reste de l'huile lourde; le mélange
essence-alcools est utilisé dans le pool carburant en mélange
avec de l'essence obtenue, par exemple par craquage des dis-
tillats ou des huiles désasphaltées distillant au dessus de
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350~C ou (et) avec de l'essence obtenue par reforming de
l'essence lourde distillant entre llO~C et 180~C. D'une
façon générale, le mélange essence-alcools obtenu par dis-
tillation pourra être mélangé avec des essences d'origine
diverse, provenant du brut considé~é ou de tout autre brut.
"
Une caractéristique int~ressante de l'opération
faisant l'objet de la présente invention tient en ce ~ue les
f' huiles lourdes faisant l'objet du traitement de raffinage '
considéré contiennent une très faible fraction d'essence; il
en résulte que le mélange essence-alcools distillant au
; dessous de 110~C est riche en alcools et que le nombre
d'octane recherché de cette fraction est compris entre 93 et
102 lorsque la proportion d'alcool par rapport a l'essence
varie entre 80 et 95 %, par exemple (en poids).
Une caractéristique importante de l'enchalnement
du procédé faisant l'objet de l'invention tient en ce que le
brut doit 8tre maintenu d~shydraté de manière à ce que, du
lieu de production jusqu'au site de raffinage, la teneur en
eau reste inf~rieure a 0,3 %, par exemple.
Les figures 1 et 2 (l'une donnée au titre de l'art
antérieur, l'autre conforme à l'invention) donnent une des-
cription sommaire des deux principes expliqués ci-dessus.
Dans la figure 1, non conforme à l'invention, le
brut provenant de la canalisation 1 est acheminé par la
canalisation 2 a l'unité de dessalage 3 où sont extraits les
sédiments, le sel et l'eau que l'on élimine par la conduite
4; comme la charge considérée est une huile lourde de forte
viscosité, il convient généralement (et ceci vaut pour le
procédé selon l'invention) de mélanger à l'huile, avant
dessalage, un produit hydrocarboné de faible viscosité de
manière à ce que l'opération de décantation de l'eau s'opère
dans des conditions favorables. Le produit de melange con-
- 5 -
. ~ ' .
. 117463~ .
,- sidéré peut être de l'essence, du'gas-oil atmospherique ou
un mélange de ces deux fractions obtenues.à partir du brut
' lui-même et recyclé en partie. Les sédiments, les sel.s et
,' l'eau sont donc extraits par la conduite 4 et l'huile des-
. salée est extraite par la canalisation 5.
' Une fraction de l'huile est acheminée par la
, . canalisation 6 et l'on produit dans la zone 7, en présence
: éventuellement dioxygène.provenant de la canalisation 8, le
,~ gaz de synthèse que l'on envoie par la canalisation 9, dans
la zone 10 de production de méthanol. Le methanol produit
;' est acheminé par la conduite 11 et mélangé avec l'huile
lourde de la canalisation S, de façon à former le melange
huile lourde-méthanol recherché, dans la canalisation 12.
~ La figure 2 présente le procédé conforme à l'inven- ,,
', tion caractérisé en ce qu'il comporte une opération de
~, désasphaltage et en ce que les alcools sont obtenus à partir
de la fraction la moins noble, a savoir les asphaltes.
L'huile lourde provenant de la canalisation 1 est
dessalée en 2, puls acheminée par la conduite 3 dans la zone
4 où ell0 est désasphaltée au moins en partie. L'opération
de dessalage, compte tenu de la viscosité des huiles aux-
quelles s'applique plus particulièrement l'invention, est
avantageusement réalisée après mélange avec un solvant
hydrocarboné plus léger ainsi qu'il a ~té mentionné dans le
cas de la figure 1. Une option avantageuse peut consister à
utiliser comme afluxant~ dans l'opération de dessalage, le
solvant utilisé pour la précipitation des asphaltes dans
l'opération de désasphaltage, a savoir, par exemple, un
hydrocarbure (notamment de préférence un hydrocarbure à 5
atomes de carbone par molécule) ou un mélange d'hydrocarbures
contenant de 5 à 7 atomes de carbone par molecule.
De l'opération de désasphaltage, on sort une huile
- 6 -
~,'
.
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désasphaltée par la conduite S e4 des asphaltes par la
canalisation 6. Eventuellement on peut, dans certains cas, -~
éliminer le solvant, ou une partie de celui-ci, de l'huile
désasphaltée soutirée par la conduite 5. Les asphaltes pre-
cipités sont gazéifies dans la zone 8, par exemple par oxyda-
tion partielle à l'oxygène introduit par la conduite 7; le
gaz de synthèse obtenu (H2, CO et/ou C02) est introduit par :~
la conduite g dans la zone éventuelle de purification 10,
puis est envoyé, par la conduite 11, par exemple selon un
processus non limitatif, dans une zone 12 de synthèse
d'alcools C2-C10 supérieurs.ou d'alcools Cl-C10 puis par la
conduite 13, est envoyé dans une zone 14 de synthèse du
méthanol. Apres deshydratation, les alcools superieurs, par
la canalisation 15, et le methanol, par la canalisation 16,
sont mélangés avant d'être réinjectes, par la conduite 17,
dans l'huile lourde désasphaltée pour former le mélange huile
lourde-alcools recherché dans la conduite 18 et transportable
tel quel.
;,
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' ~ ,
