Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
~;~74
La présente invention concerne le craquage catalytique de
charges d'hydrocarbures en lit fluidisé. Elle a plus
particulièrement pour objet un procédé et un dispositif pour
un tel craquage catalytique, avec une r~gulation de la
température réactionnelle par trempe des produits de la
réaction.
On sait que, dans les procédés dits de craquage catalytique
(en anglais Fluid Catalytic Cracking, ou encore procédé FCC),
la charge d'hydrocarbures est complètement vaporisée par mise
en contact à haute température avec un catalyseur de craquage
approprié maintenu en suspension. Après que l'on ait atteint
par craquage la gamme de poids moléculaires désiree, avec un
abaissement correspondant des points d'ebullition, le
catalyseur est rapidement séparé des produits obtenus.
Dans la pratique, le catalyseur du procédé FCC et la charge à
traiter sont mis en contact à la base d'un réacteur constitué
d'une colonne dite "élévateur de charge", que les techniciens
désignent souvent par le terme anglais de "riser". Au sommet
de la colonne est disposée une enceinte concentrique à
l'élévateur. Dans la partie supérieure de cette encainte et
au-dessus de l'élevateur est loge un système de séparation
balistique, pour récupérer le catalyseur entranîné avec les
vapeurs. Des systèmes cycloniques sont généralement
utilisés. La charge est évacuée au sommet de ladite
enceinte, tandis que les particules de catalyseur désactivées
par dépôt de coke sont rassemblées à la base de l'enceinte et
y rencontrent un fluide de strippage tel que de la vapeur
d'eau, injecté à la base de ladite enceinte, avant d'être
évacuées vers un régénérateur, en vue de restaurer leur
activité par brûlage du coke. De l'air de combustion est
injecté à la base du regénérateur, tandis qu'à la partie
supérieure de celui-ci sont prevus des cyclones permettant de
séparer le gaz de combustion des particules entraînées du
catalyseur regénére. Celui-ci est evacué à la partie
inférieure du régénérateur et recyclé vers la base de ~J
'~
X
l'élévateur ou "~iser", ou la charge est habituellement
injectée à une te~pérature comrprise entre 80C et 400C et
sous une pression allant de 0,7.105 a 3,5.105 Pascals
relatifs.
Le procédé FCC est naturellement mis en oeuvre de façon que
l'unité de craquage soit en équilibre thermique, toute la
chaleur necessaire étant apportée par la combustion du coke
déposé au cours de la réaction de craquage sur les grains de
catalyseur. Autrement dit, l'alimentation en catalyseur chaud
régénéré et la température d'injection de la charge à craquer
doivent être telles que l'unité puisse répondre aux diverses
exigences thermiques de la section réactionnelle, à savoir,
en particulier: la vaporisation de la charge; l'apport de
calories exige par les réactions impliquées, lesquelles,
globalement, sont endothermiques; les pertes de chaleur de
l'unité.
Le couple "temperature de préchauffage de la
charge/circulation de catalyseur régéner" est donc ajusté de
facon à déterminer la température de réaction dans toute zone
réactionnelle, et en particulier en sortie du riser.
En variante, le catalyseur peut être introduit avec la charge
au sommet d'une colonne de réaction essentiellement
descendante ou "dropper", à la base de laquelle le catalyseur
usé est récupéré, strippe et envoyé à la régénération.
Les développements les plus recents en matière de craquage
catalytique n'ont cependant permis de résoudre que
partiellement le problème d'injection des charges petrolières
lourdes dans les unités de craquage catalytique.
On sait, en effet, que plus la charge pétrolière à craquer
possède un point d'ébullition élevé, plus elle possède de
composés a haut poids moléculaire et riches en métaux, qui
sont des précurseurs de coke: ces composés, qui comprennent
~;2~97~
des asphaltènes, ont une nature cyclique ou polycyclique et
présentent la particularité d'être difficiles à vaporiser
dans les conditions usuelles d'injection, et par conséquent
de former des dépôts de coke importants lorsqu'ils sont mis
en présence des grains de catalyseur, en vue de la réaction
de craquage catalytique.
Une première solution a donc été proposée (brevet US
4,427,537), selon laquelle des charges pétrolieres lourdes,
possédant en particulier des quantités importantes
d'asphaltènes, pouvaient être craquées en améliorant leur
pulvérisation dans la zone d'injection du catalyseur, de
facon à créer, lors du contact avec les grains de catalyseur,
un choc thermique suffisant pour permettre un thermocraquage
des molécules à poids moléculaire élevé. La scission
thermique de ces molécules en molécules plus petites permet à
ces dernières d'être ensuite recraquées catalytiquement en
phase gazeuse, lors de leur mise en présence des grains de
catalyseur.
Des charges pétrolières lourdes, caractérisées en ce qu'au
moins 10 % de leur poids possède un point d'ébullition
supérieur à 500C, ont ainsi pu être traitées dans les unités
de craquage catalytique, grâce à une augmentation de la
température dans la zone d'injection du catalyseur et de la
charge à craquer (ou "zone de mélange") et à une bonne
pulverisation de la charge dans cette zone. Cependant,
l'hétérogénéité des températures, qui résulte d'une telle
injection, a nécessité la mise au point de reacteurs à courts
temps de séjour, afin d'éviter l'occurence d'un surcraqnage
ou de reactions secondaires, telles que des réactions de
polymérisation des produits craqués, ainsi que pour éviter la
production d'un excès de gaz difficiles à valoriser.
En poursuivant ses travaux sur le craquage catalytique des
charges pétrolières lourdes, la Demanderesse a mis en
évidence le fait que cette première solution ne résolvait que
~,
~7297~
partiellement le problème du craquage des charges lourdes
particulièrement difficiles à valoriser, par exemple celles
dont 10 ~ du poids possède un point d'ébullition supérieur à
550C, car la chaleur nécessaire au thermocraquage des
molécules lourdes devenait tellement importante que la
vitesse de réaction, liée à la température de mélange dans la
zone d'injection de la charge à craquer, nécessitait un temps
de séjour limité à quelques secondes seulement, d'ou un
contrôle très difficile des conditions de la réaction avec
les moyens actuels.
Il a cependant été établi par la Demanderesse que le craquage
des charges lourdes peut être effectué de façon simple et
efficace en assurant une régulation appropriee de la
température dans la zone réactionnelle, grace à laquelle:
- un choc thermique maximum est effectué à l'injection
pendant une durée très courte mais suffisante pour permettre
la conversion thermique des molécules à poids moléculaire
elevé et notamment des asphaltènes présents dans la charge,
et une meilleure vaporisation des molécules destinées à être
craquées catalytiquement, puis,
- la température de la réaction catalytique souhaitée
est maintenue et reste indépendante de celle qui résulte de
l'injection du catalyseur et de la charge à craquer, par
introduction, en aval de la zone d'injection de la charge,
d'un fluide auxiliaire, dans des conditions telles de debit,
de température et de pression que l'introduction de ce fluide
permette à la réaction de craquage catalytique de s'effectuer
dans des conditions plus douces et indépendantes de la
température de mélange.
Cette régulation présente un double avantage:
- d'une part, l'augmentation substantielle de la
température de melange dans la zone d'injection de la charge
lourde sur le catalyseur permet une meilleure vaporisation de
celle-ci et un craquage thermique instantané des composés les
plus lourds, ce qui diminue la formation de coke sur les
~'
grains de catalyseurs, liée en particulier au fait que les
composés à haut point d'ébullition, ou à caractère basique
(composés aromatiques azotés, hydrocarbures aromatiques
condensés etc), ont tendance à s'adsorber et à neutraliser
certains sites acides de catalyseur;
- d'autre part, si le thermocraquage des molécules les
plus lourdes est réalisé de facon quasi-instantanée à haute
température, les composés plus légers, en provenance soit de
la charge elle-même, soit de la réaction de thermocraquage,
doivent être craqués catalytiquement par contact avec les
sites actifs de grains de catalyseur, au cours d'une réaction
plus lente, dont l'optimum de température n'est pas
nécessairement celui qui résulte des conditions d'injection
précédemment évoquées.
La régulation de la température conduite selon l'invention
permet donc de contrôler la durée du contact entre les
molécules à craquer catalytiquement et le catalyseur, et
d'eviter ainsi une prolongation excessive du thermocraquage
générateur de coke et du gaz legers, ainsi que l'occurence de
réactions secondaires liées à une température de craquage
catalytique inadaptee.
Un but de la présente invention est, par conséquent, dans un
procédé de craquage catalytique d'une chargQ d'hydrocarbures
en lit fluidise, de mettre en contact la charge et le
catalyseur à une température élevée apte à prévenir les
dépôts de coke sur le catalyseur et à favoriser de facon
optimum le craquage catalytique de cette charge.
Un autre but de l'invention est de contrôler la durée de
contact du catalyseur et de la charge a cette température
élevée, de facon à diminuer les réactions secondaires ou à
limiter le thermocraquage susceptible de se produire.
L'invention a par conséquent pour objet un procédé de
craquage catalytique en lit fluidisé dilue et à court temps
Xl
3L~'729~
de contact d'une charge d'hydrocarbures lourde dont plus de
10 % en poids possèdent un point d'ébullition supérieur à
500C, ce procéde comprenant une phase de mise en contact, à
flux ascendant ou descendant, dans une colonne, dans des
conditions de craquage, de ladite charge et de particules
d'un catalyseur de craquage, une phase de séparation du
catalyseur usé et de la charge craquée en aval de la zone
d'injection de ladite charge avec au moins une phase de
strippage du catalyseur usé à l'aide d'un fluide, puis une
phase de régénération dudit catalyseur dans des conditions de
combustion du coke déposé sur celui~ci, et enfin une phase de
recyclage du catalyseur régéneré à l'alimentation de ladite
colonne, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on injecte
dans ladite colonne du catalyseur régénéré dans des
conditions telles que la température d'équilibre résultant du
mélange de la charge vaporisée et du catalyseur soit au moins
supérieure à 500C et au moins supérieure de ~0 à 100C à la
température finale de réaction en fin de colonne, et en ce
que l'on injecte en aval de cette zone de mélange, mais en
amont de la phase de séparation, un fluide auxiliaire dans
des conditions telles que l'injection de ce fluide auxiliaire
permette à la réaction de craquage catalytique de s'effectuer
dans des conditions plus douces et indépendantes par rapport
à ladite température de mélange.
Le fluide injecté pourra être un liquide ou un gaz et, en
particulier, de l'eau, de la vapeur d'eau, ou tout
hydrocarbure vaporisable dans les conditions d'injection, en
particulier, les gasoils de cokéfaction ou de viscoréduction,
des diluants catalytiques, des solvant lourds aromatiques,
ainsi que certaines coupes de désasp~altage extraites au
solvant lourd.
L'injection de ce fluide aura donc un effet de trempe
sélective sur le mélange réactionnel constitué par la charge
et les grains de catalyseur et le débit d'injection dudit
fluide devra être tel qu'il permette de reguler, dans des
conditions optimum, la température de lareaction de craquage
catalytique, sans nuire pour autant au strippage subséquent
du catalyseur usé et sans entraîner de condensation sur les
particules de catalyseur des hydrocarbures présents les plus
lourds, ce qui se traduirait par un dépôt accru de coke sur
le catalyseur. Dans la pratique, les conditions d'injection
du fluide seront telles qu'elle provoque un abaissement
instantané de la temperature du mélange réactionnel de
l'ordre de 10 à 70C, ce qui, à température finale de
réaction constante, se traduit donc par une augmentation
sensiblement équivalente de la température de mélange entre
la charge à craquer et les grains de catalyseur régénéré.
Dans la pratique, la vaporisation de la charge et la reaction
initiale de craquage des composés les plus lourds etant
pratiquement instantanee, la trempe opérée à l'aide du fluide
auxiliaire aura lieu moins d'une seconde après l'injection de
la charge craquée et, de préférence, moins d'une demi-seconde
après celle-ci.
Ainsi qu'on l'exposera ci-après plus en détail, le procédé
conforme à l'invention peut être mis en oeuvre aussi bien
dans une colonne de craquage à flux ascendant (élévateur, dit
encore "riser") que dans une colonne à flux descendant
("dropper").
Un avantage important du procédé selon l'invention est qu'il
permet de limiter la température de regénération du
catalyseur, du fait d'un dépôt réduit de coke, et rend
possible la conversion de charges lourdes normalement exclues
dans le procédé de craquage catalytique en lit fluidisé.
Il est ainsi possible de maintenir, à l'entrée de la zone
réactionnelle, le débit de recyclage du catalyseur et le
rapport C/O entre la masse (C) du catalyseur et celle (O) de
la charge à craquer aux valeurs désirées pour assurer une
vaporisation rapide et homogéne de la charge se rapprochant
12'7Z974
des conditions de "flash", et d'obtenir une conversion
optimum des produits de la charge, par craquage catalytique,
en produits désirés possédant en particulier un meilleur
indice d'octane.
A cet effet, les conditions d'injection de la charge et du
catalyseur seront telles que la température de mélange sera
legèrement supérieure à la température de vaporisation de la
charge.
Naturellement, les oonditions d'injection du fluide
auxiliaire de trempe, en particulier, le débit, la
température et la pression, devront être ajustées en fonction
des caractéristiques de la charge et du catalyseur, ainsi que
des conditions de réaction de craquage catalytique et du
profil de la température souhaités, c'est-à-dire en pratique
en fonction de la température de mélange et de la température
finale de réaction souhaitée.
Une forme de mise en oeuvre préférée du procédé selon
l'invention consiste donc en ce que l'on régule l'injection
dudit fluide auxiliaire dans la colonne de craquage de façon
telle que la température réactionnelle qui résulte de cette
injection soit maintenue à une valeur prédéterminée et
constante, mais suffisamment élevée pour que l'efficacité du
strippage ne soit pas substantiellement altérée.
L'invention a également pour objet un dispositif de craquage
catalytique de charges lourdes d'hydrocarbures dont plus de
10 % en poids possèdent un point d'ébullition supérieur à
500C, comprenant une colonne de craquage à flux ascendant ou
descendant, des moyens pour alimenter sous pression ladite
colonne avec une charge d'hydrocarbures et des particules
d'un catalyseur de craquaque régéneré, un moyen de separation
des produits de la charge craquée et des particules de
catalyseur usé, au moins un moyen de strippage par au moins
un fluide des particules de catalyseur use, au moins une
:;
~27Z~3'74
unité de régénération dudit catalyseur par ccmbustion du coke
déposé sur celui-ci, et des moyens de recyclage du catalyseur
régénéré auxdits moyens d'alimentation, ce dispositif etant
caractérisé en ce qu'il comporte, en aval de la zone de
mélange dans ladite colonne de la charge d'hydrocarbures et
des particules de catalyseur régéneré, au moins un moyen
d'injection d'un fluide auxiliaire dans des conditions de
débit, de température et de pression, telles que l'injection
de ce fluide auxiliaire permette d'assurer en aval le
craquage catalytique de ladite charge dans des conditions
plus douces et indépendantes de la température de mélange.
Dans une forme de réalisation préférée, ce dispositif
comprendra en outre des moyens de regulation du débit, de la
pression et de la température initiale dudit fluide de façon
telle que la température finale de la réaction de craquage
catalytique soit maintenue à une valeur prédéterminée et
constante dans la zone réactionnelle située en aval.
Ce moyen d'injection d'un fluide auxiliaire pourra être
avantageusement situé dans la zone réactionnelle à une
distance qui pourra être comprise ente 0,1 et 0,8 fois la
longueur de ladite zone réactionnelle et, de préférence,
entre 0,1 et 0,5 fois cette longueur.
Ce ou ces moyens d'injection seront avantageusement
constitués par un dispositif d'injection de type connu en
soi, permettant de répartir le fluide de façon homogène sur
toute la section de la zone réactionnelle.
En particulier, lorsque le fluide régulateur sera constitué
par un liquide, les quantités nécessaires à la régulation de
la température de mélange seront injectées à l'aide d'un
dispositif de pulvérisation permettant, de fa~on connue en
soi, de pulvériser ce liquide sous forme d'un brouillard tres
fin sur toute la section de la zone rPactionnelle de facon a
obtenir un transfert de chaleur aussi instantané que
~?Z974L
possible. Ainsi, dans une unite industrielle de type
classique, une injection de 20 a 150 litres d'eau liquide par
mètre cube de charge traitée permettra d'augmenter la
température de la zone de mélange situee en amont d'environ
10 à 70C.
En outre, lorsque le fluide in~ecté sera un hydrocarbure, tel
que par exemple un diluant catalytique, le débit nécessaire
pour réaliser une augmentation identique de température sera
de 100 a 700 litres d'hydrocarbure par métre cube de charge
traitée.
L'invention va être decrite ci-après plus en détail, en
référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels.
La figure 1 illustre l'application du procédé selon
l'invention à un ensemble de craquage catalytique en lit
fluidisé à colonne ascendante ou "riser";
La figure 2 illustre l'application de l'invention à un
ensemble de craquage à colonne à flux descendant ou
"dropper";
La figure 3 illustre une variante de la figure 1, avec un
autre mode de régulation du procéde.
Sur la figure 1, le catalyseur régénéré est in~ecté par une
conduite 1 à la base d'une colonne à flux ascendant 2 ou
"elévateur", ainsi qu'un gaz vecteur injecté en 3. La charge
d'hydrocarbures à traiter est elle-même injectée en 4 à la
base de la colonne et les hydrocarbures et les particules du
catalyseur sont en contact dans la zone 2, immédiatement en
aval de l'injection de la charge. La température du mélange
catalyseur + charge vaporisée est comprise entre environ 500
et 650C, suivant la nature de la charge et les objectifs de
conversion désirée.
-- 10 --
A la partie supérieure de la colonne 1 est prévue une
enceinte 6 de séparation des produits craqués et des
particules de catalyseur usé. A la base de cette enceinte 6
sont disposés des injecteurs 7 d'un fluide de strippage,
généralement de la vapeur d'eau, agissant à contre-courant
des particules de catalyseur séparées. A la base de
l'enceinte 6, les particules de catalyseur sont evacuées en
vers un second dispositif de strippage ou vers un
régénérateur, tandis que les produits craqués sont évacués à
la partie supérieure (non representée) de l'enceinte 6.
Conformément à l'invention, un fluide auxiliaire de trempe
des produits de craquage est injecté en 9 dans la partie 5 de
la colonne 2, en aval de la zone de contact entre particules
de catalyseur et charge vaporisée. Ce fluide auxiliaire -
eau, vapeur d'eau, hydrocarbures, ou autre est injecte avecun débit tel qu'il abaisse de lO à 70C, suivant le résultat
désiré, la température du mélange, en vue d'optimiser les
réactions de craquage catalytique de la charge. La
température finale de la zone réactionnelle ainsi refroidie
pourra être, par exemple, de l'ordre de 500C, mais devra
être supérieur au point de rosée des hydrocarbures présents
les plus lourds.
A cet effet, une sonde de temperature 10 sera prévue à
l'intérieur de l'enceinte 6 pour y mesurer la température et
pour éventuellement contrôler la vanne 12 commandant le débit
du fluide auxiliaire dans la ligne d'alimentation 13 du moyen
d'injection 9, de façon telle que la température dans
l'enceinte 6 soit maintenue supérieure à une température de
consigne propre au type de charge traitée. Une autre sonde
de température 14, disposée dans la colonne 2 en amont du
moyen d'injection 9 du fluide auxiliaire, c'est-à-dire dans
la zone de mise en contact de la charge avec les particules
de catalyseur, commande, d'une part, la vanne 16, permettant
ainsi d'agir sur le débit d'injection du catalyseur régéneré
dans la colonne et donc sur la température dans la zone de
-- 11 --
7-
~2~29~4
mise en contact et, d'autre part, la vanne 12 pour réguler le
débit du fluide auxillaire dans la ligne d'alimentation 13 du
moyen d'injection 9.
Dans le cas de la figure 2, la colonne 20 de craquage est du
type dit "dropper", c'est-à-dire que les particules de
catalyseur régénéré 21 sont injectées à la partie supérieure
de la colonne 20 et y tombent par gravité. La charge à
craquer est également introduite à la partie supérieure de la
colonne en 22. U~e enceinte 23 située à la base de la
colonne 20 permet de séparer et d'evacuer les effluents, à
savoir les produits du craquage par la conduite 24, et les
particules de catalyseur usé vers la base de cette enceinte
23, pour les stripper, puis les acheminer vers la
régénération.
Conformement à l'invention, un fluide, auxiliaire de trempe
des produits de craquage est injecté en 26, en aval des
moyens d'injection 22 de la charge. Son débit est tel, pour
une température de mélange donnée, qu'il abaisse la
température finale de réaction d'environ 10 à 70C, pour
permettre aux réactions de craquage catalytique de
s'effectuer dans des conditions optimales.
Comme dans le cas précédent, une sonde de temperature 27,
disposée avant la conduite 24, permet de commander, par une
vanne 29 disposée sur la canalisation 30 d'alimentation, le
débit de fluide auxiliaire du moyen d'injection 26, de façon
telle que la temperature relevée en 27 soit constamment égale
ou supérieure à une température de consigne, tandis que la
sonde permet d'agir sur la température d'injection dans la
zone réactionnelle et sur la régulation du débit d'injection
en 26.
Sur la figure 3, la colonne 20 de craquage est à nouveau de
type riser et les chiffres de référence désignant les
éléments de l'unité sont les mêmes que pour ceux de la figure
~;'
~,.
~2~71~
1. Cette figure présente un mode de régulation simplifié et
particulièrement avantageux, conforme à la présente
invention. Dès que le fluide auxiliaire est injecté en 9, ou
que l'on augmente le volume d'injection, la température
finale de la réaction catalytique, mesurée en 10, aura
tendance à decroître par rapport à la valeur de consigne
souhaitée pour la charge correspondante. La vanne 16,
agissant sur le debit de catalyseur chaud regénéré, assurera
aussitôt une augmentation de la température de melange qui,
compte tenu du débit injecté en 9, permettra de faire
remonter la température finale de craquage à la valeur de
consigne. Les deux exemples suivants illustrent les
avantages du procédé conforme à l'invention.
EXEMPLE 1
On craque dans un dispositif pilote de craquage, comprenant
un élévateur a temps de séjour court et un système de
régénération de catalyseur à deux étages, comme décrit le
demande de brevet français n 2 574 422 publié le 13 juin
1986, une charge résiduelle hydrodésulfurée ayant les
caractéristiques suivantes:
Densité : 0,930
Soufre (% en poids) : 0,25
Carbone Conradson (% en poids) : 4,8
Nickel (pmZ en poids) : 10
Vanadium (ppm en poids) : 24 10
% enpoids distillant à plus de 500C : 52.
On utilise, pour le craquage, un catalyseur commercial,
comprenant des zeolithes de grande stabilité et une matrice
propre à craquer les molécules d'hydrocarbures les plus
lourdes dans des conditions de craquage.
Deux essais ont été effectués avec la même charge, l'un dans
les conditions usuelles de craquage, l'autre avec injection à
'''
1272974
mi-hauteur de l'élévateur d'un fluide de trempe constitué par
de l'eau liquide.
Les conditions des deux essais ont été les suivantes:
Procédé usuel Procédé avec
de craquage injection d'eau
Température de la charge (C) 150 150
Température du mélanye aprés 57~ 595
injection de la charge (C)
Température de réaction à haute
sévérité (C) avant injection 525 550
de l'eau
Durée de contact de la charge - 1
avant trempe (s)
Temperature de mélange après 525 525
injection d'eau (C)
Température du catalyseur810 757
régénéré
Rapport C/0 * 4,6 6,7
Conversion (% vol. liq.)72,8 77,9
Coke (% en poids sur le1,50 1,09
catalyseur) ou delta coke
Hydrogène sur coke, 7,65 6,55
(C en poids).
- 14 -
. .
i27Z~74
*C/0: Rapport de la masse du catalyseur (C) et de la charge
(O) à son contact, à l'entree de la zone réactionnelle.
Le tableau ci-dessus montre l'avantage resultant d'une
élévation de la température initiale de craquage à plus de
S50C et d'une trempe des produits de la réaction, à l'aide
de l'eau, pour ra~ener la température du melange à 525C.
Pour une température finale de craquage identique (525C) et
du fait de la température d'injection (595C au lieu de
578C), la teneur en hydrogène du coke est plus faible dans
le cas du procédé selon l'invention et le ~ coke est
légèrement inférieur, ce qui montre que les fractions lourdes
ont été efficacement craquées et ne restent pas adsorbées sur
le catalyseur usé.
On voit ici qu'avec une température plus basse pour 1~
catalyseur usé et avec un coke et une teneur en hydrogène
plus faibles, il est possible d'abaisser la température
finale de régénération du catalyseur d'environ 53C. Ceci
peut être mis à pro~it pour augmenter soit le rapport ~/0
(cas de cet exemple), soit la température de la charge, ce
cui améliore de façon notable la vaporisa~ion de la charge.
Les effets bénéfiques obtenus par le procédé conforme à
l'invention sont resumés ci-après.
On retiendra, essentiellement, une conversion améliorée, une
meilleures sélectivité en essence et en distillat, et une
production plus faible de gaz secs traduisant une réduction
du craquage thermique et de l'effet du nickel. Par ailleurs,
le caractère plus oléfinique et moins aromatique des produits
se traduit par un meilleur indice d'octane et un meilleur
indice de cétane. Enfin, une meilleure stabilite de
catalyseur, due à une température de régénération moins
élevée, permet d'en réduire le taux de renouvellement pour
maintenir l'activité désiré.
- 15 -
. .
374~
EXEMPLE 2
Le même dispositif et le même catalyseur de craquage que dans
l'exemple précédent sont utilisés avec une charge dont les
caractéristiques sont les suivantes:
Densité : 0,954
Soufre (% en poids) : 0,95
Carbone Conradson (% en poids) : 8,2
Nickel (ppm en poids) : 39
Vanadium (ppm en poids) : 1
~ en poids ne distillant pas à 500C : 65.
Le fluide auxiliaire est constitué cette fois d'un recycle
des effluents de craquage de point d'ebullition compris entre
340C et 460C, pratiqué 0,2 secondes apres injection de la
charge dans la zone de melange.
Les conditions operatoires sont les suivantes:
Température de la charge (C) :200
Température du mélange après
injection de la charge (C) :600
Température de reaction à haute sévérité
avant injection du fluide auxiliaire (C) :556
Quantité injectée de fluide auxiliaire
(~ de la charge) :40;
Température d'injection du fluide auxiliaire (C) :210
Duree de contact de la charge avant trempe ~s) :0,2
Température du mélange apres pulvérisation
du fluide auxiliaire (C) :516
- 16 -
~72~74
Température finale de réaction (C) :510
Température du catalyseur régénéré (C) :790
Rapport C/O :5,6;
Conversion (% en vol. liq.) :76,8;
Coke (% en poids sur le catalyseur) ou delta coke :1,48.
Dans cet exemple, la charge lourde considérée n'aurait pu
être traitée sans recourir aux moyens mis en oeuvre dans la
présente invention, dans la mesure où, selon l'art antérieur,
au moins 15 % en poids de cette charge n'auraient pu être
vaporisés, ce qui aurait conduit à une production de coke
hors des limites compatibles avec la satisfaction du bilan
thermique de l'unité. La température de mélange a été
augmentée d'environ 40C pour assurer la vaporisation
complète et les conditions de choc thermique nécessaires au
craquage des composés les plus lourds présents dans cette
charge, après quoi la pulvérisation d'un hydrocarbure dans le
milieu réactionnel permet de ramener la température finale à
510C et d'assurer ainsi une conversion optimale.
Le procédé conforme à l'invention permet donc d'ameliorer les
performances d'une unité de craquage pour une charge
déterminée d'hydrocarbures. Il peut être utilisé
avantageusement pour traiter avec une plus grande efficacité
des charges plus lourdes et plus contaminées. De même, ce
procédé presente un attrait exceptionnel pour le traitement
de charges azotées, ou riches en composés polaires (résines,
asphaltenes), où la forte prèsence d'azote aromatique est
responsable d'une chute spectaculaire de la conversion. Sur
un résidu Nigerian KOLE, par exemple, le gain de conversion
avec le procedé conforme à l'invention est de l'ordre de
- 16a-
~272~'4
- 17 -
5,5 % en volume. Ceci s'explique par la plus haute tempéra-
ture de mélange, qui déplace favorablemen. l~équilibre
d'adsorption de l'azote aromatique, en réduisant ainsi la
neutralisation de certains sites acides du catalyseurO
