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Patent 2236839 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2236839
(54) English Title: METHOD AND DEVICE FOR FLUID CATALYTIC CRACKING OF HYDROCARBON FEEDSTOCK
(54) French Title: PROCEDE ET DISPOSITIF DE CRAQUAGE CATALYTIQUE EN LIT FLUIDISE D'UNE CHARGE D'HYDROCARBURES, METTANT EN OEUVRE UNE ZONE DE MISE EN CONTACT AMELIOREE
Status: Expired
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • C10G 11/18 (2006.01)
(72) Inventors :
  • FERSING, MARC (United States of America)
  • DEL POZO, MARIANO (France)
  • GAUTHIER, THIERRY (France)
(73) Owners :
  • TOTAL RAFFINAGE FRANCE (Not Available)
(71) Applicants :
  • TOTAL RAFFINAGE DISTRIBUTION S.A. (France)
(74) Agent: MARKS & CLERK
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2007-03-20
(86) PCT Filing Date: 1997-09-16
(87) Open to Public Inspection: 1998-03-26
Examination requested: 2002-07-18
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR1997/001627
(87) International Publication Number: WO1998/012279
(85) National Entry: 1998-04-29

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
96/11369 France 1996-09-18

Abstracts

English Abstract

The invention concerns a method for fluid catalytic cracking of hydrocarbons. A considerable part of the hydrocarbons is pulverised and contacted with the catalyst in a specific contacting zone, which consists: of a mixing chamber of maximum cross-section S2, fed in its upper part with hot regenerated catalyst, through an orifice defining a cross-section S1 for the passage of the catalyst; and a reaction zone with descending flux, in which the solid/gas mixture coming from the mixing chamber flows through an intermediate orifice of cross-section S3 located in the lower part of said chamber, the ratios S2/S1 and S2/S3 being between 1.5 and 8.


French Abstract





L'invention concerne u procédé de craquage catalytique d'hydrocarbures.
Selon l'invention une partie substantielles des hydrocarbures est pulvérisée
et mise
en contact avec le catalyseur dans une zone de mise en contact spécifique, qui
est
constituée: d'une chambre de mélange de section maximale S2, alimentée à sa
partie
supérieure en catalyseur régénéré chaud, par un orifice supérieur définissant
une
section de passage du catalyseur S1; et d'une zone réactionnelle à flux
descendant,
dans laquelle le mélange solide gaz issu de la chambre de mélange se déverse
par
un orifice intermédiaire de section S3 situé à la partie inférieure de ladite
chambre,
les rapports S2/S1 et S2/S3 étant compris entre 1,5 et 8.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.





15


Revendications

1. Procédé de craquage catalytique d'hydrocarbures, comprenant une phase de
mise
en contact des hydrocarbures et des particules d'un catalyseur, une phase de
réaction de
craquage en lit descendant, une phase de séparation du catalyseur désactivé et
des
hydrocarbures effluents, au moins une phase de strippage du catalyseur
désactivé, puis
une phase de régénération dudit catalyseur dans des conditions de combustion
du coke
porté par le catalyseur et, enfin, une phase de recyclage du catalyseur
régénéré dans la
zone d'alimentation, où une partie substantielle des hydrocarbures est
pulvérisée et mise
en contact avec le catalyseur dans une zone de mise en contact spécifique, qui
est
constituée
-d'une chambre de mélange de section maximale S2, alimentée à sa partie
supérieure en
catalyseur régénéré chaud par un orifice supérieur définissant une section de
passage du
catalyseur S1,
-et d'une zone réactionnelle à flux descendant dans laquelle le mélange solide
gaz issu de
la chambre de mélange se déverse par un orifice intermédiaire de section S3
situé à la
partie inférieure de ladite chambre,
-et où les rapports S2/S1 et S2/S3 possèdent des valeurs comprises entre 1,5
et 8.

2. Procédé de craquage suivant la revendication 1, où les rapports S2/S1 et
S2/S3
possèdent des valeurs comprises entre 2,5 et 6.

3. Procédé de craquage suivant la revendication 1 ou 2, où le rapport S2/S1
entre la
section S1 de passage du catalyseur par l'orifice supérieur et la section S3
de l'orifice
intermédiaire, est comprise entre 0,8 et 1,25.

4. Procédé de craquage suivant la revendication 3, où le rapport S1/S3 entre
la
section S1 de passage du catalyseur par l'orifice supérieur et la section S3
de l'orifice
intermédiaire est compris entre 0,9 et 1;1.

5. Procédé de craquage suivant l'une quelconque de revendications 1 à 4, où
les
hydrocarbures sont injectés à contre-courant d'un flux descendant de
particules de
catalyseur, selon un angle par rapport à l'horizontale, compris entre
2° et 45°.




16


6. Procédé de craquage suivant la revendication 5, où l'angle par rapport à
l'horizontale est compris entre 5 et 35°.
7. Procédé de craquage suivant l'une quelconque de revendications 1 à 6, où la
zone
réactionnelle s'évase à partir de l'orifice intermédiaire selon un angle avec
la verticale
compris entre 1 et 20° jusqu'à atteindre une section transversale
maximale S4.
8. Procédé de craquage suivant la revendication 7, où l'angle avec la
verticale est
compris entre 2 et 15°.
9. Procédé de craquage suivant la revendication 7 ou 8, où le rapport S4/S3
possède
une valeur comprise entre 1,5 et 8.
10. Procédé de craquage suivant l'une quelconque de revendications 7 à 9, où
le
rapport S2/S4 entre la section maximale S2 de la chambre de mélange et la
section
maximale S4 de la zone réactionnelle est compris entre 0,8 et 1,25.
11. Procédé de craquage suivant la revendication 1, où le rapport S2/S4 entre
la
section maximale S2 de la chambre de mélange et la section maximale S4 de la
zone
réactionnelle est compris entre 0,9 et 1,1.
12. Dispositif de craquage catalytique d'hydrocarbures, comprenant un réacteur
de
craquage à flux descendant, des moyens pour alimenter sous pression ledit
réacteur avec
une charge d'hydrocarbures et des particules d'un catalyseur de craquage
régénéré, un
moyen de séparation des produits de la charge craquée et des particules de
catalyseur
désactivé, au moins un moyen de strippage par au moins un fluide des
particules de
catalyseur désactivé, au moins une unité de régénération dudit catalyseur par
combustion
du coke porté par le catalyseur, et des moyens de recyclage du catalyseur
régénéré
auxdits moyens d'alimentation, où ce dispositif comporte une zone de mise en
contact
spécifiques entre les hydrocarbures et le catalyseur, constituée




17


-d'une chambre de mélange de section maximale S2, mise en communication aves
les
moyens d'alimentation en catalyseur régénéré par un orifice supérieur
définissant une
section de passage du catalyseur S1,
-et d'une zone réactionnelle de section maximale S4 mise en communication avec
la
chambre de mélange par un orifice intermédiaire de section S3,
-et où les rapports S2/S1 et S2/S3 sont compris entre 1,5 et 8.
13. Procédé de craquage suivant la revendication 12, où les rapports S2/S1 et
S2/S3
sont compris entre 2,5 et 6
14. Dispositif selon la revendication 12 ou 13, où la section S1 de passage du
catalyseur par l'orifice supérieur et la section S3 de l'orifice intermédiaire
sont comprises
entre 10 et 500 cm2.
15. Dispositif selon l'une quelconque de revendications 12 à 14, où la section
S2
maximale de la chambre de mélange et la section S4 maximale de la zone
réactionnelle
sont comprises entre 30 et 2000 cm2.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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WO 98/12279 PCT/FR97/01627
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PROCEDE ET DISPOSITIF DE CRAQUAGE CATALYTIQUE EN LIT FLUIDISE D'UNE CHARGE
D'HYDROCARBURES
L a présente invention concerne un procédé et un
dispositif de craquage catalytique d' une charge
d'hydrocarbures en lit descendant, mettant en oeuvre une
zone amëliorêe de mise en contact entre la charge et le
catalyseur.
On sait que, dans l'industrie pétrolière, le craquage
catalytique en lit fluidisé (en anglais, "Fluid Catalytic
Cracking",. ou encore procédé "FCC") a pris une pïace de plus
en plus importante dans le raffinage, car il permet
d'adapter la constitution de pétroles bruts à la demande des
marchés en produits raffiné.
I5 Dans ces procêdês, le craquage de la charge est réalisé
en l'absence d'hydrogène, en phase gazeuse; la tempërature
de réaction est de l'ordre de 500°C et la pression
généralement voisine de la pression atmosphérique. Au cours
de la rëaction de craquage, le catalyseur se recouvre de
coke et de traces d'hydrocarbures lourds et la chaleur
résultant de la combustion de ce coke, lors de l'opération
de régënération en présence d'air ou d'oxygène, permet
d'amener le catalyseur à la température dêsirée pour
apporter les calories nécessaires à la réaction de craquage,
après réinjection du catalyseur dans le réacteur.
Ces procédés FCC sont habituellement mis en oeuvre dans
des réacteurs à flux ascendant, d'où le terme tiré de
l'anglais de "réacteur en riser". Ce mode de fonctionnement
prësente cependant un certain nombre d'inconvënients: les
particules de catalyseur du lit fluidisé sont en équilibre
instable, car elles tendent, d'une part, à s'élever sous
l'effet de l'ascension du gaz assurant la fluidisation et la
vaporisation de la charge et, d'autre part, à descendre du
fait de leur masse.
Il en résulte que le rapport C/O, entre le débit C de
catalyseur et le débit O de charge à traiter est limité par

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un maximum généralement compris entre 3 et 7, dans les
réacteurs actuels, et habituellement voisin de 5.
De plus, dans les réacteurs à flux ascendant se produit
une accumulation de particules au voisinage des parois du
réacteur, avec pour consëguence u n surcraquage des
hydrocarbures à ce niveau, ce qui se traduit par la
formation de coke, d'hydrogène, de méthane et d'ëthane, au
lieu des produits à haut indice d'octane recherchés, tandis
qu'au centre du réacteur, où moins de particules sont
IO présentes, on obtient une conversion insuffisante de la
charge.
Enfin, si les grains de catalyseur s'élèvent globalement
dans le réacteur, certains d'entre eux peuvent localement
redescendre au voisinage de la paroi, du fait de
l'accumulation explicitée précédemment. Ce phënomène, connu
so us l'appellation anglaise d e "back-mixing" (rétro-
mélange), se traduit lui aussi par une chute locale de la
conversion, puisque les grains gui redescendent sont
partiellement désactivés et ont moins d'effet sur la charge
que les grains qui s'élèvent. Ce phénomène est d'autant plus
gênant que le rapport C/O précëdemment mentionné est plus
faible.
Af in de pallier les inconvénients du riser, il a été
proposé depuis fort longtemps d'utiliser des réacteurs à
écoulement descendant de catalyseur , ou "downer" (voir â
cet effet, par exemple, le brevet américain n° 2 420 558).
On sait, en effet, que la diffërence essentielle entre
ces deux types de réacteurs réside dans le fait que la
position relative du catalyseur et de la charge reste
sensiblement la même tout au long du downer, étant donné que
les phases vapeur et solide sont mises en mouvement sous
l'effet de la gravité.
De ce fait, il y a absence de rëtro-mélange, '
l'homogénéité radiale du catalyseur dans le réacteur est
préservëe et l'écoulement dans ce réacteur est du type '
piston. Ceci permet de conférer une bonne sélectivité à la
rëaction de craquage.

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En outre, les temps de réaction semblent pouvoir être
notablement réduits par rapport au riser et être
sensiblement inférieurs à 1 seconde, et il parait possible
d'accroitre librement le débit de catalyseur, qui n'a pas
d'influence néfaste sur le déplacement des particules comme
dans le cas du riser.
Toutefois, la mise en oeuvre d'un downer présente
beaucoup de difficultés, ce qui a pour consëquence que
personne n'a encore réellement pris le risque de passer
industriellement de l'écoulement ascendant â l'écoulement
descendant.
En effet, si le downer est censé permettre d'accéder à
des temps de réaction très courts, il est techniquement très
difficile d'effectuer le mélange, 1a vaporisation et 1a
séparation d'hydrocarbures et de grains d e catalyseur,
lorsque ces opérations doivent être réalisées en une
fraction de seconde avec des débits de l'ordre de 1500
tonnes/heure de catalyseur et de de 300 tonnes/heure
d'hydrocarbures à point d'êbullition élevé.
Le downer prësente, en particulier, un inconvénient lié
au mélange initial entre catalyseur et charge: en effet, le
catalyseur a tendance à tomber immédiatement sans reflux ni
recirculation, ce qui présente un effet négatif sur le
transfert initial de masse et de chaleur avec la charge.
Si les flux d'entrée de catalyseur et de charge étaient
parfaitement rêguliers, cet effet serait mineur. Toutefois,
ce n'est pas le cas, et c'est pourquoi, dans un réacteur de
craquage, le mélange solides-gaz est constitué par une
alternance de zones riches en catalyseur, puis pauvres en
catalyseur.
Dans un downer, il n'existe aucun mécanisme permettant à
la charge de passer d'une zone à l'autre. De ce fait, la
fraction d'hydrocarbures qui se trouve au contact d'une zone
à faible densité de solides, y restera tout au long du
réacteur et sera sujette à un craquage thermique
insuffisant, d ü â une désactivation prématurée du
catalyseur. En revanche, les hydrocarbures présents dans une

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zone à haute densité de solides, sont susceptibles de subir
un surcraquage.
Afin d'optimiser â la fois le mélange charge-catalyseur
et la qualité des réactions de craquage proprement dites, le
brevet américain n° 5 468 369 propose un dispositif dans '
lequel la charge est pulvérisée, mise en contact avec le
catalyseur puis partiellement craquée selon un écoulement
ascendant. Ensuite, la direction du flux est inversée et le
craquage est achevé selon un écoulement descendant.
Toutefois, ce dispositif apparaît difficile à réaliser
sur un plan mécanique et il ne permet pas un mélange très
performant dans le cas de gros débits de catalyseur. En
effet, lorsque la direction du flux du mélange charge-
catalyseur est inversée, le catalyseur a tendance à
s'agglomérer au voisinage des parois du dispositif et se
trouve donc isolé de la charge vaporisée.
L'invention a donc pour objet de concilier les avantages
du flux ascendant, à savoir un mélange satisfaisant entre de
gros débits de charge et de catalyseur, et du flux
descendant, à savoir une bonne sélectivité des réactions de
craquage proprement dites.
Dans le cadre de ses travaux, ia Demanderesse a
découvert qu'une conformation géométrique particuliêre de la
zone de mise en contact entre le catalyseur et la charge,
permet d'optimiser à la fois la qualité du mélange et des
réactions de craquage.
La présente invention est donc relative à un procédé de
craquage catalytique d'hydrocarbures, comprenant une phase
de mise en contact des hydrocarbures et des particules d'un
catalyseur, une phase de réaction de craquage en lit
descendant, une phase de séparation du catalyseur désactivé
et des hydrocarbures effluents, au moins une phase de
strippage du catalyseur désactivé, puis une phase de
régénération dudit catalyseur dans des conditions de
combustion du coke porté par le catalyseur et, enfin, une
phase de recyclage du catalyseur régénéré dans la zone
d'alimentation,

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c e procédé étant caractérisé e n c e qu ' une partie
substantielle des hydrocarbures est pulvérisée et mise en
~ contact avec le catalyseur dans une zone de mise en contact
spécifique qui est constituée
5 - d'une chambre de mélange de section maximale S2, alimentée
à sa partie supérieure en catalyseur rëgénéré chaud par un
orifice supérieur définissant une section de passage du
catalyseur S1,
- et d'une zone réactionnelle à flux descendant dans
laquelle le mëlange soude gaz issu de la chambre de mélange
se dëversé par un orifice intermédiaire de section S3 situé
à. la partie infêrieure de ladite chambre,
et en ce que les rapports S~/S1 et SZ/S3 possèdent des
valeurs comprises entre 1,5 et 8 et, de prêfërence,
comprises entre 2,5 et 6.
ha zone de mise en contact conforme à l'invention permet
d e réaliser les objectifs précités. S a géométrie est
particuliërement applicable au temgs court dans la mesure où
elle permet une vaporisation complète et rapide de la
charge.
Elle autorise en effet un mélange homogène au sein de la
chambre de mélange. I1 règne dans celle-ci un écoulement de
type parfaitement agité, car les orifices supérieur et
intermédiaire de section restreinte, constituent des cols
permettant le reflux et la recirculation du catalyseur au
sein de la chambre. De la sorte, et bien que l'écoulement
soit descendant, le mélange est globalement comparable â
celui réalisé dans la zone de mélange d'un réacteur à
écoulement ascendant.
Selon une caractéristique de l'invention, le rapport
SI/S3 entre la section S1 de passage du catalyseur par
l'orifice annulaire et la section S3 de l'orifice
intermédiaire, est compris entre 0,8 et 1,25 et, de
- préférence , entre 0 , 9 et 1 , 1 , afin de permettre un mélange
optimal au sein de la chambre de mélange.

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De manière avantageuse, les hydrocarbures sont injectés
à contre-courant du flux descendant de particules de
catalyseur, selon un angle par rapport â l'horizontale,
compris entre 2° et 45°, et de préférence entre 5 et 35°.
De
la sorte, le mélange entre la charge et le catalyseur est .
optimisé, car cette direction d'injection permet à la charge
de briser au mieux la masse de catalyseur descendante.
Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention,
1 a zone réactionnelle s ' évase â partir de l' orifice
ZO intermêdiaire selon un angle avec la verticale compris entre
I et 2 0 ° , et de préférence 2 et 15 ° , jusqu ' à
atteindre sa
section transversale maximale 5.~.
C e t évasement permet ains i d e transformer
progressivement l'écoulement parfaitement agitë, régnant au
I5 sein de la chambre de mélange, en un écoulement de type
piston dans la zone réactionnelle. Etant donné qu'un tel
écoulement est particulièrement favorable à la sélectivité
des réactions de craquage, le procédë de l'invention allie
donc également les avantages propres au réacteurs â flux
20 descendants habituels.
De manière avantageuse, le rapport S4/S3 entre la section
maximale S4 de la zone réactionnelle et la section S3 de
l'orifice intermëdiaire possède une valeur comprise entre
1,5 et 8 et, de préférence, comprise entre 2,5 et 6.
25 Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention,
le rapport S2/S4 entre la section maximale SZ de la chambre
de mélange et la section maximale S4 de la zone
réactionnelle, est compris entre 0,8 e t 1,25 et, de
préférence, entre 0,9 et 1,1
30 L'invention concerne également un dispositif permettant
la mise en oeuvre du procédé explicité ci-dessus.
A cet effet, la présente invention a pour objet un -
dispositif d e craquage catalytique d' hydrocarbures,
comprenant un réacteur de craquage à flux descendant, des -
35 moyens pour alimenter sous pression ledit réacteur avec une
charge d'hydrocarbures et des particules d'un catalyseur de

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craquage régénéré, un moyen de séparation des produits de la
charge craquée et des particules de catalyseur dësactivé, au
moins un moyen de strippage par au moins un fluide des
particules de catalyseur désactivé, au moins une unité de
régénération dudit catalyseur par combustion de coke porté
par le catalyseur, et des moyens de recyclage du catalyseur
régénéré auxdits moyens d'alimentation,
ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une
zone de mise en contact spécifique entre les hydrocarbures
et le catalyseur, constituée
- d'une chambre de mélange de section maximale Sz, mise en
communication avec les moyens d'alimentation en catalyseur
régénérê par un orifice supérieur définissant une section S1
de passage du catalyseur,
- et d'une zone réactionnelle de section maximale S4 mise en
communication avec la chambre de mélange par un orifice
intermëdiaire de section S3,
et en ce que les rapports SZ/S1 et S2/S3 sont compris entre
1,5 et 8 et, de préférence, compris entre 2,5 et 6.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention
apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre
d'un mode particulier de réalisation, en référence aux
dessins annexés, dans lesquels:
- la figure 1 est une vue schëmatique d'un ensemble de
conversion conforme à l'invention;
- la ffigure 2 est une vue plus détaillée de la zone conforme
à l'invention de mise en contact entre la charge et le
catalyseur.
Le dispositif reprêsenté comprend un réacteur tubulaire
I â flux descendant, ou "downer", alimenté à sa partie
supérieure, à partir d'une enceinte 2, qui lui est coaxial,
en particules de catalyseur régénéré. Une vanne 3, destinée
à réguler le rapport de la masse de catalyseur à la masse de
charge à traiter dans le réacteur, est interposée entre le
réacteur 1 et l'enceinte 2. Au-dessous de cette vanne
dêbouche une ligne 4 d'alimentation du réacteur 1 avec la

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charge d'hydrocarbures à traiter, préchauffée de façon
connue en soi. Cette charge est pulvérisée en fines
gouttelettes, par des injecteurs, au sommet de la zone de
mise en contact 5, pour venir se mélanger aux particules de
catalyseur, au contact desquelles se produit la réaction de
craquage. La direction de l'injection de la charge, ainsi
que la géométrie de la zone de contactage, seront détaillées
ci-après. Les particules de catalyseur et la charge à,
traiter s'écoulent donc de haut en bas dans le réacteur 1.
A la base de celui-ci, les particules de catalyseur usé
se déversent dans une enceinte de strippage 6, munie à sa
base d'un diffuseur 7, alimenté en vapeur d'eau par une
ligne 8.
Egalement à la base du réacteur 1, au-dessus de
l'enceinte 6, débouche une ligne 9, par laquelle les
produits du craquage et les hydrocarbures provenant du
strippage sont évacués vers une colonne de séparation 10.
Avant de parvenir à cette colonne 10, les gaz évacués par la
ligne 9 peuvent éventuellement être trempés par un
hydrocarbure ou de la vapeur d'eau, introduit par une ligrie
11 dans la ligne 9.
Les particules de catalyseur strippé sont évacuées par
gravité de l'enceinte 6, par un conduit incliné 22, vers une
colonne ascendante 12, dans laquelle ils sont acheminés vers
le haut, vers un régénérateur 13, à l'aide d'un gaz vecteur,
diffusé en 14 à la base de la colonne 12 , à partir de 1a
ligne 15.
La colonne 12 débouche dans le régénérateur 13 au
dessous d'un séparateur balistique I6, qui assure la
séparation des particules de catalyseur et du gaz vecteur.
Les particules de cataïyseur sont alors régénérées, de façon
connue en soi, dans le régénérateur, par combustion du coke
qui s ' est déposé à leur surface et des hydrocarbures
restants, à l'aide d'un courant d'air ou d'oxygène amené par
la ligne 17 au diffuseur 18.

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Les particules de catalyseur rêgénéré sont évacuées par
gravitê par le conduit 19 en direction de l'enceinte 2, sans
pertes therml.ques.
A la partie supérieure du régénérateur I3, les gaz
provenant de la combustion sont évacués vers des cyclones
23, qui séparent les fines, recyclêes par le conduit 20 vers
le rêgënérateur, et les gaz, ëvacués par la ligne 21.
La figure 2 représente de manière plus précise la zone
de mise en contact 5 objet de l'invention.
La zone de mise en contact 5 est formée d'une chambre de
mêlange 24 et d'une zone réactionnelle 25 disposée
immédiatement au-dessous de cette derniêre.
La chambre de mélange 24 est alimentée â sa partie
supérieure en catalyseur régênêré chaud par le conduit
cylindrique 2 6 , de section S~, qui s e trouve en
communication avec l'enceinte 2 décrite à la figure 1 (mais
non reprêsentêe â la figure 2). Une pièce d'encombrement 28.,
connue en soi, est disposêe â l'extrémité inférieure du
conduit 26, définissant de la sorte un orifice annulaire
supérieur 30 de la chambre de mélange 24, par lequel le
catalyseur se déverse dans celle-ci. Cet orifice 30 délimite
ainsi une section S1 de passage du catalyseur, qùi est
inférieure à la section S~ du conduit 26.
La chambre de mélange 24 s'ëvase à partir de son orifice
supërieur 30 suivant une portion tronconique 32 d'angle au
sommet A, jusqu'à atteindre sa section transversale maximale
S2. L' angle A, par exemple égal à 40°, peut être compris
entre 10 et 60°, alors que la section SZ est par exemple
égale à 5 S1, mais peut être comprise entre 1,5 et 8 S1.
La pêriphérie 34 de la chambre de mélange 24, au niveau
de la section maximale de cette derniêre, est pourvue d'une
série d'injecteurs 36, permettant d'injecter la charge après
atomisation de celle-ci à l'extérieur du dispositif_
Les injecteurs 36 sont orientês de maniêre à diriger les
goutelettes de charge à contre-courant du flux descendant de
particules de catalyseur, selon un angle B par rapport à

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l'horizontale égal par exemple à 15°, mais qui peut être
compris entre 2° et 45°. Le nombre d'injecteurs sera tel que
l'ensemble du catalyseur descendant puisse étre atteint par
les goutelettes de la charge.
5 La chambre de mélange 24 se rétrécit alors à partir de
sa section maximale S2 selon une portion tronconique 38,
jusqu'â atteindre son extrémité inférieure de section
transversale S3. La portion tronconique 38 présente un angle
au sommet C, qui est par exemple égal â 30°, mais peut ëtre
10 compris entre IO et 50°, alors que la section S3 est par
exemple égale à S2 / 4, mais peut être comprise entre 2
Sz / 3 et SZ / 8.
Cette chambre de mélange, qui est constituëe de deux
portions de cane 32, 38 s'élargissant puis se rétrécissant,
est conformée de sorte qu'il y règne un ëcoulement de type
parfaitement agité, permettant le reflux et la recirculation
de catalyseur nécessaires â un bon mélange de ce dernier
avec la charge vaporisés.
En aval de la chambre de mélange 24, dans la direction
d'écoulement de la charge, s'étend la zone réactionnelle 25,
qui est en communication avec la chambre de mélange par
l'extrémité inférieure de celle-ci, qui constitue un orifice
intermédiaire 40 de section S3.
La zone réactionnelle 25 s ' évase â partir de 1 ' orifice
intermédiaire selon uns portion tronconique 42 d'angle au
sommet D, jusqu'à atteindre sa section transversale maximale
S4. L'angle D est par exemple égal à 6°, mais peut être
compris entre 1 et 15°, alors que la section S4 est par
exemple égale à 5 S3, mais peut être comprise entre 1,5 et 8
S3.
Cet évasement permet une modification progressive de la
nature de l'écoulement du mèlange charge-catalyseur. En
effet, l'écoulement agité au sein de la chambre de mélange,
se transforme par ce biais en un écoulement de type piston
dans la zone réactionnelle, qui est parfaitement adapté pour

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assurer une bonne sélectivitë des réactions de craquage qui
s'y produisent.
En aval de cette portion tronconique 42, dans la
direction d'écoulement de la charge, la zone réactionnelle
est constituée par un prolongement cylindrique 44 et possède
une section sensiblement constante, voisine de S4, de
maniëre à conserver au mieux l'ëcoulement de type piston qui
a été établi lors du passage de la charge dans la section
tronconique 42.
La présente description fait uniquement référence aux
rapports dimensionnels existant entre les différentes
parties de la zone de mise en contact objet de l'invention.
L'homme de l'art dimensionnera l'ensemble de cette zone en
fonction des débits respectifs de charge et de catal~seur et
du temps de séjour adéquat de la charge dans la chambre de
mélange et dans la zone réactionnelle.
La section S1 de passage du catalyseur par l'orifiçe
supérieur 30, et la section S3 de l'orifice intermëdiaire 40
sont par exemple égales â 65 cm2, mais peuvent être
comprises entre 10 et 500 cm2.
La section S2 maximale de la chambre de mélange 24, et
la section S4 maximale de la zone réactionnelle 25 sont par
exemple égales à 300 cm2, mais peuvent être comprises entre
et 2000 cm2.
25 La présente description fait référence à une zone de
mise en contact qui est constituée d' une série de surfaces
de révolution, à savoir des portions cylindriques ou
tronconiques dont la. section transversale est circulaire.
Néanmoins, la présente invention vise également toute zone
30 de mise en contact pour laquelle il existe certains rapports
entre les sections de ses éléments constitutifs, que ces
. sections soient de forme polygonale, ovoïde ou de forme
quelconque.
En outre, la zone de contact conforme à l'invention
trouve son application à tout dispositif de craquage
catalytique dont le réacteur est à flux descendant de

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charge, quels que soient en particulier les moyens de
strippage et de régénération du catalyseur désactivé.
L'exemple ci-après, qui n'a pas de caractère limitatif, est
destinë à illustrer la mise en oeuvre de l'invention et les
avantages de celle-ci.
EXEMPLE
Une charge pétrolière prësente les propriétés suivantes:
- densité à 15°C . 0,925,
- point 50~ de distillation : 470°C,
- viscosité à 100°C . 12, 5. 10-6 m2/s ( 12, 5 cst) ,
- rësidu de carbone Conradson : 1,7~ en poids,
- teneur en nickel : 0,1 ppm en poids,
- teneur en azote : 390 ppm en poids,
- teneur en vanadium : 1 ppm en poids.
On introduit cette charge dans un craqueur catalytique à
écoulement ascendant dans les conditions opêratoires
suivantes:
catalyseur : de type zéolithique commercialisé par Akzo,
- rapport massique catalyseur / charge : 5,
- température de réaction : 520°C,
- nombre d'injecteurs : 8,
- temps de séjour dans la zone réactionnelle : 2 secondes.
On introduit ensuite cette méme charge dans un craqueur
catalytique descendant pourvu d'une zone de contactage
conforme â l'invention, selon les conditions opératoires
suivantes:
- catalyseur : de type zëolithique commercialisé par Akzo,
- rapport massique catalyseur / charge : 8,

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- température de réaction : 545°C,
- nombre d'injecteurs : 8,
- temps de séjour dans la zone réactionnelle : 350 ms.
Les rendements obtenus lors de ces deux opérations de
craquages, sont consignés dans 1 e tableau comparatif
suivant:
Rendement en ~ en poids
Craqueur Craqueur selon
classique l'invention
Hydrogne, mthane et thane 3,2 2,3


Paraffines en C3 1,0 1,2


Olfines en C3 3,3 5,9


Paraffines en C4 1,9 2,6


Olfines en C4 4,7 7,8


C5 -(point d'bullition <160C) 31,8 34,8


Essence (point d'bullition 60-220C) 11,7 11,5


LCO* (point d'bullition 220 - 360C) 19,1 17,2


Slurry (point d'bullition > 360C) 18,8 11,9


Coke 4,4 4,8


* "Light Cycle 0i1" ou "Huiles lgres de recyclage"_


L'exemple montre que l'utilisation du procëdé de craquage
catalytique conforme à l'invention permet
une réduction três significative de la production de gaz
secs (environ -30~);
- une augmentation du rendement en GPL (gaz de pétrole
liquéfié) et en essence totale ;
- une augmentation de la conversion en général, puisque le
pourcentage de 1a fraction bouillant au-dessous de 360°C
passe de 57,7 pour le procédé de l'art antërieur, à 66,1
pour le procêdé conforme à l'invention.

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En outre, la qualité de l'essence produite est améliorée
puisque l'on note, par rapport à l'art antêrieur, une ,
augmentation de l'indice d'octane:
- de 6 points pour Le RON ("Research Octane Number" ou
"Indice d'octane recherche") de l'essence lourde (fraction
bouillant entre 160 et 220°C)
- de 4 points pour le MON ("Motor Octane Number" ou "Indice
d'octane moteur") de l'essence lourde
- de 2 points pour le RON de l'essence légère (fraction
bouillant entre 0 et 160°C)
- de 1 point pour le MON de l'essence légêre
Le procédé conforme â l'invention permet donc d'augmenter la
sélectivitë du craquage en autorisant un rapport massique
catalyseur/charge plus élevë que dans l'art antérieur (et
donc un plus faible Ocoke, c'est-à-dire une plus faible
différence entre les quantités de coke présentes sur le
catalyseur à l'entrée de la zone de régénération et à la
sortie de celle-ci).
Le procédë conforme â l'invention permet également, lorsque
l'on vise une conversion donnêe, de traiter des charges plus
difficiles, en particulier plus denses et dont le
pourcentage de résidu de carbone Conradson est plus élevé.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date 2007-03-20
(86) PCT Filing Date 1997-09-16
(87) PCT Publication Date 1998-03-26
(85) National Entry 1998-04-29
Examination Requested 2002-07-18
(45) Issued 2007-03-20
Expired 2017-09-18

Abandonment History

There is no abandonment history.

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Registration of a document - section 124 $100.00 1998-04-29
Application Fee $300.00 1998-04-29
Maintenance Fee - Application - New Act 2 1999-09-16 $100.00 1999-08-30
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2000-09-18 $100.00 2000-09-01
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2001-09-17 $100.00 2001-08-27
Request for Examination $400.00 2002-07-18
Maintenance Fee - Application - New Act 5 2002-09-16 $150.00 2002-09-04
Maintenance Fee - Application - New Act 6 2003-09-16 $150.00 2003-09-08
Maintenance Fee - Application - New Act 7 2004-09-16 $200.00 2004-09-07
Maintenance Fee - Application - New Act 8 2005-09-16 $200.00 2005-08-31
Maintenance Fee - Application - New Act 9 2006-09-18 $200.00 2006-08-25
Final Fee $300.00 2006-12-20
Maintenance Fee - Patent - New Act 10 2007-09-17 $250.00 2007-08-23
Maintenance Fee - Patent - New Act 11 2008-09-16 $250.00 2008-08-25
Maintenance Fee - Patent - New Act 12 2009-09-16 $250.00 2009-09-04
Maintenance Fee - Patent - New Act 13 2010-09-16 $250.00 2010-09-02
Maintenance Fee - Patent - New Act 14 2011-09-16 $250.00 2011-09-02
Maintenance Fee - Patent - New Act 15 2012-09-17 $450.00 2012-08-30
Maintenance Fee - Patent - New Act 16 2013-09-16 $450.00 2013-08-30
Maintenance Fee - Patent - New Act 17 2014-09-16 $450.00 2014-09-05
Maintenance Fee - Patent - New Act 18 2015-09-16 $450.00 2015-09-04
Registration of a document - section 124 $100.00 2016-01-07
Registration of a document - section 124 $100.00 2016-01-07
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Maintenance Fee - Patent - New Act 19 2016-09-16 $450.00 2016-08-25
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Current Owners on Record
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FERSING, MARC
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TOTAL RAFFINAGE DISTRIBUTION S.A.
TOTAL RAFFINAGE MARKETING
TOTALFINAELF FRANCE
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Representative Drawing 1998-08-18 1 4
Cover Page 1998-08-18 1 46
Abstract 1998-04-29 1 61
Description 1998-04-29 14 650
Claims 1998-04-29 3 116
Drawings 1998-04-29 2 29
Claims 2006-04-05 3 110
Claims 2006-04-25 3 111
Representative Drawing 2007-02-21 1 6
Cover Page 2007-02-21 2 45
Correspondence 2007-01-10 1 15
Assignment 1998-04-29 3 133
PCT 1998-04-29 5 203
Prosecution-Amendment 2002-07-18 1 29
Prosecution-Amendment 2006-04-25 2 79
Prosecution-Amendment 2005-10-06 2 45
Prosecution-Amendment 2006-04-05 4 137
Prosecution-Amendment 2006-12-20 2 63
Correspondence 2006-12-20 1 40
Assignment 2016-01-07 62 2,767