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CA 02519847 2005-09-15
PROCÉDÉ D'HYDROCONVERSION D'UNE CHARGE LOURDE AVEC UN
CATALYSEUR DISPERSÉ
Domaine de l'invention :
La présente invention concerne un procédé d'hydroconversion d'une charge
pétrolière
lourde dans lequel celle-ci subit des réactions de craquage et / ou de
purification en
présence d'hydrogène et un dispositif utilisable pour mettre en oeuvre ce
procédé.
L'invention s'applique donc particulièrement aux procédés d'hydrocraquage et
d'hydrotraitement tels que les procédés d'hydrodésulfuration,
d'hydrodéazotation,
d'hydrodémétallisation ou d'hydrodéaromatisation de diverses coupes
pétrolières.
Les charges traitées par ce type de procédé sont des charges lourdes telles
que des
distillats ou des résidus issus de la distillation du pétrole sous vide. Les
charges traitées
peuvent également être des charbons ou cokes introduits en suspension dans des
coupes
pétrolières liquides.
Plus généralement, le procédé est particulièrement adapté aux
traitement de coupes pétrolières telles que les résidus atmosphériques obtenus
par
distillation atmosphérique en fond de colonne ou une fraction de ces résidus,
ou les résidus
issus de la distillation sous vide (fond de colonne). Ces coupes sont
généralement
caractérisées par une température d'ébullition supérieure à 340 C pour au
moins 90% en
poids de la coupe. Le procédé s'applique particulièrement aux charges lourdes
ayant une
température d'ébullition supérieure à 540 C pour au moins 80% pds de la
charge. Elles
présentent (charges fraîches) une viscosité inférieure à 40.000 cSt à 100 C,
et de préférence
inférieure à 20.000 cSt à 100 C. Elles doivent généralement être converties
pour produire
des produits finis tels que le gazole, l'essence et les GPL, de température
d'ébullition plus
faible. Ces coupes sont généralement également purifiées car elles contiennent
des
quantités de soufre, de métaux (notamment le nickel et le vanadium), d'azote,
de carbone
conradson et d'asphaltènes qui doivent diminuer pour permettre aux coupes plus
légères
produites par conversion d'être traitées dans des procédés de purification en
aval ou pour
satisfaire aux spécifications des produits finaux.
Plus précisément ladite invention permet d'injecter une phase dispersée
contenant un
précurseur catalytique favorisant l'hydroconversion et de procéder à son
activation grâce à
un contact rapide dans les conditions appropriées à son activation sans le
dégrader
thermiquement pour former une phase catalytique active dans le réacteur et
puis de
procéder à l'hydroconversion des
produits lourds dans une ou plusieurs zones
réactionnelles en présence d'hydrogène.
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En fonction des applications, l'injection de précurseur catalytique pourra ou
non être
effectuée en présence d'un catalyseur présent dans la zone réactionnelle. De
préférence, la
zone réactionnelle du procédé opère donc en lit bouillonnant (présence d'un
catalyseur tel
que défini ci-après) ou en slurry (en présence d'une phase catalytique
circulante).
Plus particulièrement mais non limitativement, la présente invention trouve
par exemple son
application dans la conversion d'une charge lourde= d'hydrocarbures introduite
essentiellement liquide dans une zone réactionnelle, ladite conversion
s'effectuant par mise
en contact avec une phase gazeuse, comprenant de l'hydrogène (hydroconversion)
et avec
une phase catalytique et/ou un catalyseur, dans
des conditions favorables à
l'hydroconversion, c'est à dire à une pression totale pouvant aller de 10 à
500 bars,
préférentiellement de 20 à 300 bars, avec une pression partielle d'hydrogène
variant de 10 à
500 bars, préférentiellement de 20 à 300 bars, avec une température de 300 à
600 C, et
préférentiellement de 350 à 500 C, le contact s'effectuant pendant un certain
temps
nécessaire à la conversion du résidu, allant de 5 mn à 20hr, et
préférentiellement compris
entre 1 et 10 hr . En fonction des applications, on pourra envisager de
recycler avec la
charge une partie des fractions lourdes des effluents ayant un point
d'ébullition sensiblement
égal ou supérieur à celui de la charge grâce à un fractionnement par
distillation par exemple
de l'effluent en aval de la zone réactionnelle ou du procédé (en aval de la
dernière zone
réactionnelle).
Par la suite, le terme "phase catalytique" réfère au solide résultant de la
transformation d'un
précurseur catalytique injecté dans le procédé et pouvant être entraîné par le
liquide, le
terme catalyseur réfère lui à un solide présent dans la zone réactionnelle
possédant des
propriétés catalytiques, et dont les propriétés de taille et de densité sont
telles qu'il n'est pas
entraîné par le liquide hors du réacteur. De ce fait:
-la phase catalytique voyagera donc dans la (les) zone(s) réactionnelle(s) du
procédé selon
l'invention et sortira (au moins en partie) du réacteur, du procédé avec les
effluents liquides.
-le catalyseur restera dans le réacteur
= 30
Etat de la technique :
Le procédé en lit bouillonnant utilisé pour l'hydroconversion des fractions
lourdes
d'hydrocarbures ou du charbon est un procédé bien connu qui consiste
généralement à
mettre en contact, en écoulement à co-courant ascendant, une charge
hydrocarbonée en
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phase liquide et une phase gazeuse dans un réacteur contenant un catalyseur
d'hydroconversion. La zone réactionnelle comporte de préférence au moins un
réacteur
équipé d'au moins un moyen de soutirage du catalyseur situé à proximité du bas
du réacteur
et au moins un moyen d'appoint du catalyseur à proximité du sommet dudit
réacteur. Cela
permet d'ajouter et de soutirer en continu du catalyseur et de maintenir
l'activité de celui-ci si
des phénomènes de désactivation sont observés. Ladite zone réactionnelle
comporte le plus
souvent au moins un circuit permettant le recyclage de la phase liquide, situé
à l'intérieur ou
à l'extérieur de la zone de réaction, ledit recyclage étant destiné, selon une
technique
connue de l'homme du métier, à maintenir un niveau d'expansion du lit
suffisant pour assurer
le bon fonctionnement de la zone réactionnelle en régime triphasique
(gaz/solide/liquide).
Grâce à ce recyclage, le catalyseur est maintenu à l'état fluidisé.
Le brevet US-Re25,770 décrit par exemple un tel procédé. Un mélange
d'hydrocarbures
liquides et d'hydrogène est injecté au travers d'un lit de catalyseur de telle
manière que le lit
est mis en expansion. Le niveau de catalyseur est contrôlé grâce au recyclage
du liquide,
ledit niveau de catalyseur restant en dessous de celui du liquide. Le gaz et
le liquide
hydrogéné traversent une interface délimitant une zone contenant la majeure
partie des
particules solides du lit de catalyseur et se retrouvent dans une zone
pratiquement exempte
desdites particules. Après une séparation gaz/liquide des fluides issus de la
réaction, lesdits
fluides sont divisés alors en deux fractions: une fraction contenant la
majeure partie du
liquide est recyclée vers la pompe d'ébullition et une autre partie est
soutirée du réacteur
avec le gaz.
=
Le procédé en lit bouillonnant met en oeuvre un catalyseur supporté, contenant
des métaux
dont l'action catalytique s'effectue sous la forme de sulfure, dont la taille
est telle que le
catalyseur reste globalement dans le réacteur. La vitesse liquide dans le
réacteur permet de
fluidiser ce catalyseur mais ne permet pas d'entraîner celui ci à l'extérieur
de la zone
réactionnelle avec les effluents liquides. L'ajout et le soutirage de
catalyseur en continu est
possible et permet de compenser la désactivation du catalyseur.
Le brevet US2003/0021738 montre une nouvelle mise en oeuvre en lit
bouillonnant
permettant de plus de séparer dans le réacteur les effluents gaz des effluents
liquide. Cette
mise en oeuvre nouvelle est intéressante car elle permet d'évacuer les
effluents liquides
séparément des effluents gazeux, tout en assurant un recyclage de liquide au
réacteur, cette
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séparation s'effectuant aux conditions de température et de pression du
réacteur. Elle
constitue une mise en uvre évoluée des technologies slurry et lit
bouillonnant adaptée à
l'hydroconversion des résidus permettant de limiter le nombre d'équipements
haute pression
de la zone réactionnelle tout en maintenant un contrôle aisé des paramètres
opératoires
importants (niveau du liquide et niveau du catalyseur dans le réacteur).
Le brevet US 3,231,488 montre qu'il est également possible d'obtenir un
hydroraffinage de
charges lourdes en présence d'un catalyseur soluble. Dans ce brevet, les
inventeurs
revendiquent que des métaux injectés sous une forme organe-métallique
(l'ensemble
to formant un précurseur catalytique) puissent former en présence d'autres
substances (telles
que les asphaltènes des colloides), en présence d'hydrogène et ou d'H2S une
phase
catalytique finement dispersée permettant l'hydroraffinage du résidu après
injection dans la
charge. Cet agent catalytique traverse alors la zone réactionnelle sans être
séparé du liquide
dans le réacteur. Bien que cela ne soit pas connu avec précision, la taille
des particules de la
phase catalytique formées dans ce type de procédé reste suffisamment petite
pour qu'il soit
difficile de fluidiser ces particules dans la zone réactionnelle sans les
entraîner avec le
liquide. On parle alors d'une mise en oeuvre en slurry contrairement au
procédé précédent
mis en oeuvre en lit bouillonant. Des exemples de réacteurs fonctionnant selon
les principes
propres aux lits en suspension (slurry) et aux lits bouillonnants ainsi que
leurs principales
applications sont par exemple décrits dans Chemical reactors, P. Trarnbouze,
H. Van
landeghem et J.P. Wauquier, ed. Technip (1988).
Dans le brevet US 4,244,839 , C.L. Aldridge et R.Bearden revendiquent une
phase
catalytique, notamment pour l'hydroconversion des résidus, préparé à partir
d'un précurseur
catalytique contenant un composé métallique décomposable thermiquement qui est
contacté avec une charge contenant du carbone conradson puis mis en contact à
haute
température en présence d'hydrogène et d'H2S. De nombreux précurseurs
catalytiques
peuvent jouer le rôle de composé métallique décomposable thermiquement; dans
ce brevet
sont évoqués le naphténate de molybdène, de chrome, de vanadium, de cobalt, de
nickel, le
résinate de tungstène ou de titane, l'acide phosphomolybdique...La liste n'est
pas
exhaustive.
D'une manière générale, l'action de ces composés métalliques est maintenant
assez bien
connue: dans certaines conditions, préférentiellement en présence de sulfure
d'hydrogène et
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de température, ces sels, acides ou composés contenant des métaux des groupes
II, III, IV,
V, VIB, VIIB ou VIII se décomposent et se sulfurent pour former les sulfures
métalliques dont
l'activité catalytique dans les procédés d'hydroconversion favorise les
réactions de craquage,
d'hydrogénation, d'hydrodésulfuration, d'hydrodéazotation et
d'hydrodémétallation (...) des
5 hydrocarbures lourds. La complexation du ou des atomes métalliques avec
des structures
organiques complexes telles que les résines ou les asphaltènes présents dans
les charges
lourdes semble acquise et permet de former une phase catalytique de très
petites particules
contenant une phase active à base de sulfure métallique et de coke. Ainsi,
pour ce type de
procédé en slurry, on a injecté dans une zone en amont du réacteur un
précurseur
catalytique dans une charge hydrocarbonée lourde puis on a activé ce
précurseur pour
obtenir une phase catalytique finement dispersée qui est alors injectée dans
le réacteur et
qui s'écoulera avec les produits liquides.
Cette mise en uvre en slurry pourrait s'avérer avantageuse par rapport à la
mise en uvre
en lit bouillonnant dans certaines conditions. En effet, la fine dispersion de
la phase
catalytique en mode slurry peut permettre de favoriser l'hydrogénation et la
conversion des
très grosses structures hydrocarbonées, telles que les résines et les
asphaltènes, dont la
conversion ultime est rendue difficile sur les catalyseurs supportés à cause
de l'accessibilité
plus limitée des sites actifs à l'intérieur des pores. Dans le cas de charges
fortement
métallisées également, un procédé en slurry peut s'avérer très avantageux car
les métaux,
connus pour favoriser la désactivation du catalyseur, sont évacués en continu
avec le
catalyseur finement dispersé et ne s'accumulent plus sur le catalyseur
supporté (ce qui
nécessiterait alors la mise en oeuvre d'ajouts et de soutirages de catalyseur
très importants).
On voit bien que cette mise en uvre est particulièrement intéressante si la
désactivation est
importante.
Mentionnons également le brevet . EP 0559 399 qui propose de mettre en uvre
simultanément un catalyseur supporté en présence d'un catalyseur dispersé de
type slurry,
formé par décomposition d'un précurseur catalytique tel qu'un naphténate de
métal. En
présence d'injection d'aromatique, cela permet de limiter la quantité
d'insolubles formés dans
les produits et donc d'améliorer la stabilité des produits.
Cependant, pour que la mise en uvre en slurry soit efficace, il convient de
maîtriser
parfaitement la transformation du précurseur catalytique. Ainsi, Cyr et al..,
dans le brevet US
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5,578,197 mentionnent que le précurseur catalytique, s'il est chauffé pendant
un certain
temps dans des conditions non appropriées, peut conduire à une formation de
coke
importante pendant les réactions d'hydroconversion (ils mentionnent la
formation de grosses
particules dont la taille peut aller jusqu'à 4 mm; ces particules se
comporteraient dans le
réacteur comme un catalyseur et non une phase catalytique et auraient donc
beaucoup de
mal à être entraînées avec le liquide, ce qui induirait des risques
d'agglomérations et de
bouchage à l'intérieur du réacteur). Cyr et al. proposent un mélange contrôlé
dans des
conditions douces pour favoriser la dispersion avant le chauffage du
précurseur et
l'introduction du précurseur ou de la phase catalytique dans le réacteur.
De nombreuses mises en oeuvre du précurseur de molybdène sont présentées dans
la
littérature. Ainsi le brevet 4,244,839 propose le mélange du précurseur
catalytique avec la
charge en amont du réacteur et l'injection directe dans celui-ci (Fig.1 du
brevet cité) en
présence d'hydrogène et d'H2S. li n'est pas mentionné de préchauffe de la
charge en amont
du réacteur. Cependant, pour qu'un procédé d'hydroconversion des résidus opère
dans des
conditions favorables, il est indispensable de préchauffer la charge et
d'augmenter sa
pression en accord avec les conditions requises pour faire la réaction, avant
son introduction
dans le réacteur. Il est donc vraisemblable qu'un tel dispositif conduise à
une dégradation
thermique du précurseur de molybdène avant son introduction dans le réacteur
et nuise à
son activité catalytique ultérieure.
Dans le brevet 3,674,682, un procédé d'hydroconversion en slurry est
revendiqué. Là
encore, le catalyseur dispersé est injecté en amont du réacteur avec la charge
et l'hydrogène
ce qui produira vraisemblablement sa dégradation thermique comme évoqué dans
le
paragraphe précédent.
=
Dans le brevet 6,043,182, on revendique un mode de préparation d'un précurseur
catalytique en amont d'un réacteur. Le précurseur catalytique sous forme
aqueuse est
mélangé avec un hydrocarbure pour former une émulsion puis est chauffé pour
éliminer l'eau
avant le réacteur . Là encore, on risque une dégradation thermique du complexe
organométallique formé avec les composés lourds une fois la phase aqueuse
évaporée
avant l'introduction dans le réacteur.
CA 02519847 2005-09-15
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Dans le brevet 53108,581, on propose un procédé d'hydroconversion des résidus
incluant
une zone de préparation du précurseur catalytique: mélange avec un
hydrocarbure lourd
puis suif uration dans une enceinte à au moins 500 F pendant un certain temps
nécessaire à
la transformation du précurseur de molybdène en sulfure avant l'introduction
dans le réacteur
d'hydroconversion. Un tel dispositif est complexe car il nécessite un contact
avec un agent
sulfurant dans une enceinte spécifique. Pour éviter la dégradation thermique
de la charge, il
est nécessaire de maintenir la température vraisemblablement sous 350 C ce qui
impose
certainement un temps de sulfuration assez long et nécessite donc de disposer
d'une
. =
enceinte assez grande pour que le mélange séjourne pendant le temps
nécessaire.
Ainsi, dans tous les procédés de l'art antérieur, en l'absence de contrôle
strict des conditions
de température (i.e. opérer en-dessous de 350 C), il y a dégradation thermique
partielle du
précurseur catalytique. Il en résulte une activation limitée du précurseur en
phase catalytique
et la formation de particules de taille importante, souvent collantes,
difficiles à évacuer de la
zone réactionnelle et qui pourraient sédimenter, coker et boucher le réacteur.
Néanmoins, l'activation du catalyseur nécessite le contact, en présence de
molécules
lourdes, du précurseur catalytique avec un agent sulfurant tel que le sulfure
d'hydrogène
(H2S). Ce contact génère la sulfuration du ou des métaux contenus dans le
précurseur
catalytique et cette réaction est d'autant plus rapide que la température est
élevée. Si la
température n'est pas assez élevée, des réactions de dégradation thermique du
précurseur
rendant plus difficile sa sulfuration peuvent être observées pendant le
déroulement de la
suif uration.
Pour pallier à ces inconvénients, l'art antérieur propose le contrôle des
conditions de
mélange et d'exposition à la température. Celà allonge cependant le temps de
préparation
du catalyseur et induit des investissements supplémentaires.
On a recherché un autre procédé permettant une activation suffisante mais sans
dégradation
du précurseur catalytique . De façon inattendue, et contrairement aux
techniques
antérieures, le procédé de l'invention apporte une solution d'une extrême
simplicité de mise
en oeuvre, et pour les réalisations en lit bouillonnant, il utilise des
dispositions déjà existantes
dans les unités industrielles, réduisant ainsi les coûts d'installation.
L'invention remédie
également aux inconvénients des procédés de l'art antérieur.
CA 02519847 2013-02-01
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Résumé de l'invention :
Plus précisément, l'invention concerne un procédé d'hydroconversion dans une
zone
réactionnelle de charges hydrocarbonées lourdes liquides contenant du soufre ,
en présence
d'hydrogène et d'une phase solide catalytique, ladite phase solide étant
obtenue à partir
d'un précurseur catalytique, procédé dans lequel le précurseur catalytique est
injecté dans
une partie des produits liquides de conversion qui contiennent du sulfure
d'hydrogène.
dissous et des asphaltènes et/ou des résines, dans des conditions de
température et de
pression proches de celles de leur sortie de la zone réactionnelle et le
mélange obtenu
réagit dans la zone réactionnelle.
L'invention telle que revendiquée concerne toutefois plus précisément un
procédé
d'hydroconversion dans une zone réactionnelle de charges hydrocarbonées
lourdes
contenant du soufre, en présence d'hydrogène et d'une phase solide
catalytique,
ladite phase solide étant obtenue à partir d'un précurseur catalytique,
procédé dans
lequel :
le précurseur catalytique est injecté dans une partie des produits liquides de
conversion qui contiennent du sulfure d'hydrogène dissous et des asphaltènes
et/ou
des résines, dans des conditions de température et de pression proches de
celles
de leur sortie de la zone réactionnelle et le mélange obtenu réagit dans la
zone
réactionnelle, ladite partie étant saturée en sulfure d'hydrogène dissous;
le précurseur catalytique est injecté dans lesdits produits liquides dont la
température est comprise dans l'intervalle Ts +/-50 C (Ts=température à la
sortie
de la zone réactionnelle desdits produits liquides) et la pression totale est
au moins
égale à Ps-20 bars (Ps=pression à la sortie de la zone réactionnelle desdits
produits
liquides);
la température Tmel de mélange, résultant du contact du précurseur
catalytique avec lesdits produits liquides, est comprise entre 380 C et 500 C;
et
le précurseur catalytique est, avant sa mise en contact avec les produits
liquides de conversion, à une température inférieure à 200 et est mélangé à
une
charge d'hydrocarbures pompable dans les conditions de l'injection et
contenant
des asphalènes et/ou des résines.
CA 02519847 2012-05-16
8a
L'invention consiste donc à injecter le précurseur catalytique dans une partie
des produits
liquides de la réaction contenant du sulfure d'hydrogène dissous, dans des
conditions aussi
proches que possible des conditions de température et de pression en sortie du
réacteur.
Dans les procédés d'hydroconversion, la réaction est en effet généralement
exothermique et
la température la plus élevée est généralement rencontrée à la sortie du
réacteur. Les
la température la plus élevée est généralement rencontrée à la sortie du
réacteur. Les
produits liquides de la réaction contiennent une partie importante de sulfure
d'hydrogène
dissous provenant de l'hydrodésulfuration des molécules de la charge qui
s'effectue lors des
réactions d'hydroconversion. .Enfin, les produits liquides de la réaction
contiennent
également des fractions de la charge non converties en quantité non
négligeables telles que
les asphaltènes qui formeront avec le sulfure de métal la phase catalytique
recherchée.
Il est Important de rester, au moment de l'injection du précurseur dans le
procédé, dans des
conditions proches de celles rencontrées en sortie de réacteur. La température
doit en effet
rester la plus élevée possible à proximité de la température du réacteur pour
favoriser la
sulfuration du précurseur catalytique. Si par contre, la température est bien
plus élevée que
dans le réacteur, une baisse de la concentration en soufre dans le liquide,
résultant de la
désorption de molécules contenant du soufre tel que l'H2S dissous sera
observée limitant
également la sutfuration du précurseur catalytique. La pression doit également
rester proche
de la pression en sortie du réacteur; une baisse de pression trop importante
aurait un effet
similaire à une augmentation de température ; une augmentation de pression
n'aurait par
contre aucun effet néfaste sur le conditionnement du précurseur.
On veillera donc à ce que la température Tmel, température de mélange,
résultant du
contact du précurseur avec les produits liquides de conversion, soit
préférentiellement
comprise dans l'intervalle Ta +/- 50 C (Ts= température de leur sortie de la
zone
réactionnelle), préférentiellement +/-10 C, et que la pression totale de mise
en contact
CA 02519847 2005-09-15
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Pmel soit préférentiellement au moins égale à la Ps -20 bars (Ps= pression
totale Ps en
sortie de zone réactionnelle), préférentiellement - 10 bars ou -5 bars, et de
préférence
comprise dans l'intervalle Ps +1- 20 bars ou Ps +/- 10 bars,
préférentiellement Ps +/-5 bars.
Généralement la température Tmel supérieure à 350 C, et de préférence comprise
entre 380
et 500 C.
De préférence, le précurseur catalytique est injecté dans lesdits produits
liquides dont la
température Tmel est comprise dans l'intervalle Ts +I - 50 C (Tseempérature à
la sortie de
la zone réactionnelle desdits produits liquides) préférentiellement +/- 10 C
et la pression
totale Pmel est au moins égale à Ps-20 bars (Ps=pression à la sortie de la
zone réactionnelle
desdits produits liquides), préférentiellement ¨10 bars ou ¨5 bars, et de
préférence comprise
dans l'intervalle Ps +/-20 bars ou Ps +/- 10 bars, préférentiellement Ps +1-5
bars.
Généralement la température Tmel supérieure à 350 C, et de préférence comprise
entre 380
et 500 C.
Ces conditions favorables se retrouvent dans la (les) lignes de recyclage des
effluents de
réaction (avant séparation totale de l'hydrogène sulfuré), qu'elle(s) soit
(soient) externe ou
interne au réacteur.
Avantageusement, l'invention concerne donc plus précisément l'injection d'un
précurseur
catalytique en présence de produits de la réaction d'hydroconversion , par
exemple dans une
ligne de recyclage du liquide interne à la zone réactionnelle où l'on trouve
la présence de
sulfure d'hydrogène, une température élevée favorable à la sulfuration rapide
du précurseur
et des asphaltènes. Les conditions de pression et de température rencontrées
dans ces
conditions restent en effet très proches des conditions de sortie du réacteur,
à la perte de
charge et à la variation de pression hydrostatique dans la ligne de recyclage
près, aux
éventuelles pertes thermiques près.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé
d'hydroconversion de
charge lourde mettant en oeuvre un précurseur catalytique injecté, de
préférence
régulièrement, dans un ou plusieurs réacteurs pouvant être munis de moyens de
recyclage
Interne des fractions liquides, dans des conditions permettant son activation
optimale sans
dégradation.
Ces lignes de recyclage interne du liquide sont connues de l'homme de l'art et
déjà
largement utilisées dans les réacteurs en lit bouillonnant pour recycler une
partie du liquide
CA 02519847 2005-09-15
et augmenter la vitesse superficielle du liquide dans le réacteur et favoriser
l'ébullition du
catalyseur supporté dans les procédés mettant en oeuvre ce type de catalyseur,
tels que les
procédés d'hydroconversion de résidu du type H-011. Leur utilisation comme
zone de contact
initial d'un précurseur catalytique est une innovation proposée dans le cadre
de cette
5 invention.
Dans un mode de réalisation Jas produits de conversion issus de la zone
réactionnelle sont
séparés dans un séparateur interne liquide/gaz ,et le précurseur catalytique
est injecté dans
la partie liquide recyclée vers la zone réactionnelle.
Dans un autre mode de réalisation, les produits de conversion issus de la zone
réactionnelle
io sont séparés dans un séparateur liquide/gaz externe, et le précurseur
catalytique est injecté
dans la partie liquide recyclée vers la zone réactionnelle.
Dans un autre mode de réalisation, le précurseur catalytique est injecté avant
la séparation
liquide/gaz externe et est recyclé à la zone réactionnelle avec les produits
de conversion
recyclés.
On pourra également injecter le précurseur catalytique dans la zone
réactionnelle,
directement ou par l'intermédiaire d'une zone de mélange fonctionnant aux
conditions
proches de celles de la sortie du réacteur, dans un endroit où le précurseur
rencontrera des
produits de conversion avec de l'hydrogène sulfuré dissous (par ex. dans la
chambre de
distribution du réacteur). Ces modes de réalisation présentent cependant
l'inconvénient de
moins maîtriser la dispersion et ou le mélange dans le liquide du précurseur
catalytique
compte-tenu de la présence possible de catalyseur supporté et de bulles de
gaz, ce qui
conduit à des performances inférieures à celles obtenues avec les autres modes
d'injection
cités.
Tous ces modes de réalisation sont utilisés seuls ou en combinaison.
Les précurseurs catalytiques envisageables dans le cadre de l'invention sont
typiquement
des composés organo-métalliques, des sels ou des acides, liés à un ou
plusieurs métaux
des groupes II, Ill, IV, V, VIB, VIIB ou VIII, tels que les composés à base de
molybdène
comme le naphténate de molybdène, l'octoate de molybdène, l'heptamolybdate
d'ammonium
ou l'acide phospho-molybdique.
Les conditions favorables à l'hydroconversion sont en général les suivantes:
-Pression totale comprise entre 10 et 500 bars, préférentiellement 20-300 bars
CA 02519847 2005-09-15
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-Pression partielle d'hydrogène comprise entre 10 et 500 bars,
préférentiellement 20-300
bars
-Température comprise entre 300 et 600 C, préférentiellement entre 350 et 500
C
-Temps de séjour des hydrocarbures liquide dans la zone réactionnelle entre 5
mn et 20hr,
préférentiellement entre 1h et 10hr
Afin de favoriser la dispersion du précurseur catalytique dans les effluents
de réaction, il peut
être intéressant d'introduire le précurseur en mélange avec une charge
d'hydrocarbures
pompable dans les conditions de l'injection et contenant des molécules
polyaromatiques
favorisant la dispersion du ou des métaux telles que les résines ou les
asphaltènes. Cet
hydrocarbure liquide contiendra alors préférentiellement des fractions du
résidu
atmosphérique telles que les distillats sous vide ou les résidus sous vide.
Selon un mode préféré de l'invention, la température dans la ligne d'injection
(avant la mise
en contact du précurseur catalytique avec les produits liquides de conversion)
sera inférieure
à 200 de façon à éviter toute dégradation thermique du précurseur avant sa
transformation
en phase catalytique. Le précurseur catalytique sera en suite mis au contact
avec au moins
une partie des effluents de la réaction, dans des conditions proches des
conditions de la
sortie du réacteur considéré pour l'injection ,tel que décrit précédemment.
Le précurseur est de préférence injecté régulièrement et de préférence de
façon continue. Il
peut aussi être injecté de façon intermittente selon les besoins du procédé.
Plusieurs zones réactionnelles peuvent s'enchaîner avec un ou plusieurs
réacteurs en série
ou de plusieurs trains en parallèle de réacteurs en série, les réacteurs
pouvant comporter
des moyens de recyclage propres du liquide, et des moyens de séparation en
aval des
réacteurs.
Dans le cas d'un ensemble de plusieurs réacteurs en série, le précurseur
catalytique sera
préférentiellement injecté au contact des effluents de réaction du premier
réacteur.
Ledit premier réacteur comportera préférentiellement des moyens de recyclage
interne du
liquide. Les autres réacteurs peuvent comporter également lesdits moyens.
Entre 2
réacteurs successifs, au moins un moyen de séparation externe est
avantageusement
disposé afin de dégazer au moins partiellement l'effluent.
Par ailleurs, des moyens de séparation par distillation permettront
éventuellement de séparer
les fractions lourdes (point d'ébullition généralement égal ou supérieur à
celui de la charge)
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12
des effluents de réaction issus de la zone (ou des zones) réactionnelle(s) (et
de préférence
de la dernière zone lorsque le procédé en comporte plusieurs). Une partie au
moins est
recyclée ainsi qu'une partie de la phase catalytique (contenue dans lesdites
fractions) en
amont du procédé, à l'entrée de l'un des réacteurs (généralement au premier
réacteur) en
mélange avec sa charge liquide. On favorise la conversion des fractions
résiduelles et on
augmente la quantité de phase catalytique dans la zone réactionnelle.
De façon habituelle, il est prévu une zone de préchauffe de la charge et du
gaz contenant
.
=
l'hydrogène.
Afin de limiter la floculation (dans certaines conditions) des composés lourds
non convertis
tels que les asphaltènes, une coupe aromatique (à forte aromaticité telle que
par exemple
une coupe HCO de craquage catalytique) peut être injectée dans le procédé, par
exemple
avec la charge en amont d'une des zones (réacteurs) du procédé ou avec
l'effluent avant la
distillation et par exemple avec la charge fraîche, ou au niveau du séparateur
externe
lorsqu'il existe ou de la distillation.
Ces modes peuvent être combinés.
Les produits de conversion seront, à l'issue de l'hydroconversion, de façon
habituelle
séparés, de préférence par distillation.
L'invention concerne également un dispositif incluant au moins un réacteur
avec une zone
réactionnelle (6) contenant une phase catalytique formée à partir d'un
précurseur catalytique,
au moins une conduite (4) pour l'introduction d'une charge lourde liquide
contenant du
soufre, des asphaltènes et/ou des résines, et une conduite amenant de
l'hydrogène (3), au
moins une conduite d'évacuation des produits de conversion liquides et au
moins une
conduite pour l'injection du précurseur catalytique dans au moins une partie
des produits de
conversion liquides, saturée en H2S et contenant des asphaltènes et/ou des
résines.
De préférence, ce dispositif comprend , reliée à la conduite d'évacuation des
produits de
conversion liquides, une conduite de recyclage (8) vers la zone réactionnelle
d'au moins une
partie des produits de conversion liquides, saturée en H2S et contenant des
asphaltènes
et/ou des résines, et une conduite pour l'injection du précurseur catalytique
dans ladite
conduite (8) de recyclage. Avantageusement, le liquide recyclé a été au moins
partiellement
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13
dégazé par passage dans un séparateur liquide/gaz externe ou interne au
réacteur, pour
séparer une fraction liquide-gaz ou liquide.
Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif est muni d'une conduite
externe au
réacteur pour évacuer les effluents (dont les produits de conversion liquides)
hors du
réacteur , d'une conduite (14) pour l'injection du précurseur catalytique dans
la conduite (7),
d'un moyen de séparation liquide/gaz (20) externe au réacteur pour séparer une
partie des
produits de conversion liquides contenant du sulfure d'hydrogène dissous, des
asphaltènes '
et/ou des résines, ladite partie étant au moins partiellement recyclée vers la
zone
le réactionnelle par une conduite (8).
Dans un autre mode, le dispositif est muni d'une conduite externe au réacteur
pour évacuer
les effluents (dont les produits de conversion liquides) hors du réacteur ,
d'un moyen de
séparation liquide/gaz (20) externe au réacteur pour séparer une partie des
produits de
conversion liquides contenant du sulfure d'hydrogène dissous, des asphaltènes
et/ou des
résines ,ladite partie étant au moins partiellement recyclée vers la zone
réactionnelle par une
conduite (8) et le dispositif étant muni d'une conduite (10 ou 11) pour
l'injection du
précurseur catalytique dans la conduite de recyclage(8).
Dans un autre mode, le dispositif est muni d'une conduite (12) pour
l'injection du précurseur
catalytique dans la chambre de distribution du réacteur qui contient H2S
dissous grâce au
mélangeage de la charge avec une partie de l'effluent recyclé.
Dans un autre mode, le dispositif est muni d'une conduite (13) pour
l'injection du précurseur
catalytique directement dans la zone réactionnelle.
Dans un autre mode, le dispositif est muni d'un séparateur liquide/gaz interne
(20) pour
séparer une partie des produits de conversion liquides contenant du sulfure
d'hydrogène
dissous, des asphaltènes et/ou des résines, ladite partie étant évacuée et au
moins en partie
recyclée vers la zone réactionnelle par une conduite (8), et le dispositif
étant muni d'une
conduite (10 ou 11) pour l'injection du précurseur catalytique dans la
conduite de
recyclage(8).
Les modes décrits sont utilisés seuls ou en combinaison.
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14
Le dispositif peut comporter au moins 2 réacteurs successifs avec chacun une
zone
réactionnelle (6) contenant une phase catalytique formée à partir d'un
précurseur catalytique,
avec un premier réacteur tel que décrit ci-dessus, muni d'une conduite de
recyclage de
l'effluent issu du premier réacteur vers ledit premier réacteur, le liquide
séparé non recyclé
étant envoyé dans la zone réactionnelle suivante ou évacué.
Dans une réalisation préférée, le dispositif comporte au moins 2 réacteurs
successifs avec
chacun une zone réactionnelle (6) contenant une phase catalytique formée à
partir d'un
précurseur catalytique, avec un premier réacteur tel que décrit précédemment,
ledit
tri dispositif comprenant pour chaque réacteur une conduite de recyclage de
liquide après
dégazage au moins partiel dans un séparateur liquide/gaz , le liquide séparé
non recyclé
étant envoyé dans la zone réactionnelle suivante ou évacué.
Par ailleurs, le dispositif (dans sa généralité) comprend avantageusement au
moins une
colonne de distillation située après la dernière zone réactionnelle, pour
séparer les fractions
lourdes des effluents de réaction qui contiennent une partie de la phase
catalytique, et une
conduite pour recycler une partie au moins desdites fractions en amont avec sa
charge
liquide.
Avantageusement, le dispositif est muni d'au moins une conduite pour
introduire une coupe
aromatique dans la charge en amont d'au moins un réacteur et/ou dans
l'effluent avant
distillation.
Les figures 1 à 4 illustrent l'invention :
- la figure 1 représente un réacteur avec une ligne de recyclage issue d'un
séparateur
externe et des modes de réalisation de l'injection de précurseur catalytique.,
-la figure 2 montre une ligne de recyclage issue d'un séparateur interne et
également des
modes de réalisation de l'injection de précurseur catalytique,
-la figure 3 inclut les 2 types de ligne de recyclage issue d'un séparateur
gaz/liquide interne,
-la figure 4 représente une zone à 2 réacteurs ,chacun ayant une ligne de
recyclage issue de
séparateur interne.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention (figure 1), on réalise
l'hydroconversion
des résidus dans une zone réactionnelle constituée d'un seul réacteur. La
charge
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d'hydrocarbures lourds, avantageusement constituée essentiellement de composés
issus du
fond de la distillation atmosphérique ou de la distillation sous vide d'une
fraction pétrolière,
s'écoule dans une ligne (1) à une température permettant son écoulement,
variant
généralement entre 50 et 1800 en fonction de la nature de la charge et de ses
propriétés
5 d'ébullition.
La charge est ensuite mise en pression (généralement entre 10 et 500 bars,
souvent aux
alentours de 100-300 bars), par exemple grâce à des pompes (15) puis
préchauffée sans
craquage thermique , par exemple dans un four (16). Sur les charges
pétrolières de type
résidu, on limite volontairement la température en sortie des fours à 300-380
,
10 préférentiellement 350 C, pour éviter tout craquage et toute dégradation
thermique liée à la
température.
La charge en pression et ainsi préchauffée (2) est ensuite mélangée à un gaz
(3) contenant
de l'hydrogène et de préférence une proportion très importante d'hydrogène
préchauffé ,de
préférence dans un four séparé (17), à une température pouvant aller de 100 à
800 , et
15 préférentiellement comprise entre 300 et 600 .
Le mélange de la charge avec le gaz contenant l'hydrogène permet d'ajuster la
température
du mélange charge + gaz (4) à une température proche de celle de la réaction
(typiquement
380-500 C) sans dégrader la charge thermiquement.
L'ensemble est alors introduit dans le réacteur (18) dans une zone de mélange
(5) située en
amont de moyens de distribution (19) (sur la fig.1 chambre de distribution du
réacteur)
permettant la répartition uniforme sur la section de la zone réactionnelle du
gaz et du liquide.
D'autres modes de conditionnement de la charge sont également possibles: on
peut par
exemple mélanger la charge (1) et le gaz (3) contenant l'hydrogène avant le
four de
préchauffe de charge(16). On peut également introduire d'une part le liquide
en pression et
préchauffé et d'autre part le gaz en pression et préchauffé séparément dans la
zone
réactionnelle. Il faut alors simplement veiller à augmenter la pression de la
charge et la
température de chacun des flux pour satisfaire aux conditions de température
et de pression
requises pour effectuer la réaction.
Le gaz (3) mélangé à la charge et contenant de l'hydrogène provient
généralement en partie
du recyclage des fractions gazeuses non condensées en aval de la zone
réactionnelle,
éventuellement purifiées pour éliminer l'H2S formé pendant la réaction et
auxquelles on aura
ajouté un appoint d'hydrogène pour compenser la consommation d'une partie de
ce gaz
dans la zone réactionnelle.
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16
Le mode d'introduction de la charge et de l'hydrogène décrit dans le cas
présent est
uniquement illustratif et ne limite pas l'invention = Tous ces types de
conditionnement de la
charge sont bien connus de l'homme du métier.
La réaction s'effectue dans la zone du réacteur (6) (réactionnelle) située au
dessus de
moyens de distribution (19) dans laquelle se trouve éventuellement un
catalyseur supporté,
sous forme de billes ou d'extrudés de diamètre équivalent généralement compris
entre 0.25
et 10 mm et de masse volumique de grain sec généralement compris entre 1000 et
5006'
kg/m3. La zone réactionnelle est préférentiellement une zone sensiblement
allongée dans
laquelle la vitesse superficielle du liquide est suffisante pour maintenir les
catalyseurs
supportés en ébullition (VSL > VMF) et pour éviter la décantation et la
sédimentation de
toutes les particules formées à partir du précurseur catalystique dans le
réacteur et éviter
l'entraînement de toutes les particules de catalyseur supporté (VSL < UT) .
En sortie du réacteur, les effluents gaz et liquide (7) (incluant la phase
catalytique constituée
des particules formées à partir du précurseur catalytique) sont évacués vers
un dégazeur
(20) externe à l'enceinte réactionnelle. Le catalyseur supporté reste dans
l'enceinte
réactionnelle car la vitesse superficielle du liquide n'est pas suffisante
pour provoquer son
entraînement. Le dégazeur (20) a pour fonction de désengager l'essentiel du
gaz (au moins
les grosses bulles) d'une partie du liquide. Le liquide au moins partiellement
dégazé (8) est
recyclé vers l'entrée du réacteur (18) à travers une pompe (21) permettant de
lui redonner la
pression nécessaire. Le gaz et le liquide non dégazé sont évacués par la
conduite (9). Le
liquide dégazé (8) et le liquide non dégazé (7) contiennent encore une grande
partie d'H2S
dissous, car la température et la pression sont sensiblement celles du
réacteur (18), aux
pertes thermiques et aux pertes de charge des équipements près. Il est donc
possible
d'ajouter en aval du réacteur (18) le précurseur catalytique. Grâce au
recyclage interne, celui
ci sera ensuite réintroduit dans le réacteur (18) Le précurseur sera
immédiatement soumis
à une température élevée en présence d'H2S ce qui permettra la sulfuration du
précurseur et
la formation de fines particules au contact des asphaltènes non convertis à
l'issue du
passage dans le réacteur.
Le précurseur catalytique est injecté par une pompe directement au contact des
produits de
la réaction ou en dilution avec une charge d'hydrocarbures contenant
préférentiellement des
résines ou des asphaltènes, dont la viscosité à une température inférieure à
190 C (afin
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17
d'éviter toute dégradation thermique du précurseur catalytique) permet le
transport et le
pompage.,
Sur la figure 1 et les autres figures, on a représenté plusieurs points
possibles pour l'Injection
du précurseur catalytique. Ces modes ne sont pas limités aux réalisations
précises des
figures et sont utilisables seuls ou en combinaison.
Le précurseur catalytique peut être injecté dans un liquide saturé en H2S et
au moins =
partiellement dégazé (circulant dans la conduite de recyclage (8)) en amont
(référence 10)
ou (référence 11) en aval de la pompe d'ébullition (21) ou dans la chambre de
distribution
(5) du réacteur (référence 12) ,ou directement dans la zone réactionnelle
(référence 13) ou
en amont du dégazeur (référence 14).
Dans chacun de ces cas, le précurseur catalytique rencontrera de l'H2S à haute
température et des asphaltènes non convertis. Les injections (10) et (11),
grâce à l'absence
de bulles de gaz permettent cependant de mieux contrôler le mélange et
représentent donc
une mise en oeuvre privilégiée de l'invention. De plus, la température de
contact entre le
précurseur et les effluents y est plus élevée qu'en (12) par exemple, car
l'effluent n'est pas
dilué avec la charge fraîche. Il en résultera une activation plus efficace.
On notera que la figure 1 présente un mode préféré avec recyclage d'une partie
de l'effluent
issu de la réaction ,mais il est également possible de ne pas recycler, les
points d'injection
étant alors (12) ou (13).
En sortie du dégazeur, une séparation gaz liquide s'effectue en pression dans
le ballon (22).
Le liquide, sortant en fond du séparateur (22) est généralement envoyé après
détente vers
. un fractionnement permettant de récupérer les coupes pétrolières converties
et les fractions
résiduelles. Le gaz, sortant en tête du séparateur (22) passe ensuite dans un
train de
séparateurs, duquel on peut extraire les incondensables dont l'hydrogène qui
sont souvent
recomprimés et recyclés dans le procédé en amont de la zone réactionnelle
après
traitement.
La figure 2 représente un autre mode de réalisation de l'invention différent
du premier par
le fait que le dégazage en sortie du réacteur est effectué en interne au
réacteur (18) ,les
CA 02519847 2005-09-15
18
autres dispositions décrites ci-dessus étant valables pour ce mode de
réalisation.
Le mélange d'hydrocarbures liquides et d'hydrogène est injecté au travers d'un
distributeur
(19) dans le réacteur (18). On ne reprendra pas ici la description du
conditionnement de la
charge identique à la figure précédente.
Si du catalyseur est présent dans le réacteur , le débit de liquide dans le
réacteur, résultant
du débit de charge fraîche (4) et du recyclage interne (8) est contrôlé de
telle manière que le
lit de catalyseur soit mis en expansion. Le niveau de catalyseur est contrôlé
grâce au
recyclage (8) du liquide.
En sortie de la zone réactionnelle (6) , après une séparation gaz/liquide dans
un séparateur
interne (20) des fluides issus de la réaction, lesdits fluides sont divisés
alors en deux
fractions: une fraction contenant la majeure partie du liquide est recyclée
par la conduite (8)
vers la pompe d'ébullition (21) et une autre partie est soutirée du réacteur
avec le gaz (9).
Le liquide recyclé est réintroduit dans la zone réactionnelle de préférence
par une conduite
séparée (figure 2), il pourrait également être introduit dans la conduite
amenant la charge
(par exemple (4) sur la fig.2).
On reconnaît les points possibles pour l'injection du précurseur catalytique
,tels que décrits à
partir de la figure 1. Le précurseur catalytique peut être injecté dans un
liquide saturé en H2S
et au moins partiellement dégazé (circulant dans la conduite d'évacuation(7)
ou de recyclage
(8)) en amont (les deux références 10 et 10') ou (référence 11) en aval de la
pompe
d'ébullition (21) ou dans la chambre de distribution (5) du réacteur
(référence 12) ,ou
directement dans la zone réactionnelle (référence 13).
Les conditions Ps et Te sont celles régnant au niveau du séparateur interne
(20).
Avantageusement, sur la partie liquide/gaz soutirée par la conduite (9) une
séparation
gaz/liquide est effectuée dans le ballon (22) , les dispositions relatives à
cette partie qui sont
décrites en fig.1 conviennent.
Pour les figures 3 et 4, on ne reprendra pas ici la description du
conditionnement de la
charge identique à celui des la figures précédentes.
La figure 3 représente un troisième mode de réalisation de l'invention,
différant du second
par le fait que le séparateur (20) situé dans le réacteur (18) est maintenant
un ensemble de
moyens permettant de séparer le liquide du gaz et non le liquide d'un mélange
gaz-liquide. Il
en résulte que l'effluent (24) du réacteur est maintenant une phase
essentiellement gazeuse
(contenant éventuellement des traces de liquide non séparées). La partie non
recyclée des
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19
produits liquides est maintenant évacuée par une ligne (23) située en amont ou
en aval
(préféré) des moyens permettant de pomper le liquide (21), mais en amont de la
chambre de
distribution (19).
En sortie du réacteur de la zone réactionnelle (6) , après une séparation
gaz/liquide dans un
séparateur interne (20) des fluides issus de la réaction, lesdits fluides sont
divisés alors en
deux fractions: une fraction contenant la majeure partie du liquide est
recyclée par la
conduite (8) vers la pompe d'ébullition (8) (21) et une autre partie gazeuse
est soutirée du
réacteur par la conduite (24).
Le liquide recyclé est réintroduit dans la zone réactionnelle de préférence
par une conduite
to séparée (figure 3); il pourrait également être introduit dans la
conduite amenant la charge
(par exemple (4) sur la fig.3).
On reconnaît les points possibles pour l'injection du précurseur catalytique
,tels que décrits à
- partir de la figure 1. Le précurseur catalytique peut être injecté dans
un liquide saturé en H2S
et au moins partiellement dégazé (circulant dans la conduite (7) ou de
recyclage (8)) en
amont (référence 10) ou (référence 11) en aval de la pompe d'ébullition (21)
ou dans la
chambre de distribution (5) du réacteur (référence 12) , ou directement dans
la zone
réactionnelle (référence 13).
Les conditions Ps et Ts sont celles régnant au niveau du séparateur interne
(20).
On notera que la séparation gaz du liquide est effectuée dans le séparateur
(20), de sorte
que le ballon (22) décrit sur les figures 1 et 2 n'est pas toujours utile.
La figure 4 représente un mode de réalisation de l'invention dans lequel on
enchaîne en
série plusieurs réacteurs
On reconnaît les dispositions référencées (1) à (23) de la fig.2 pour le
premier réacteur muni
d'un séparateur interne.
Dans le cas précis de la figure 4, le deuxième réacteur est alimenté (conduite
26) par les
fractions non vaporisées issues du premier réacteur contenant l'essentiel des
fractions non
converties, séparées par un séparateur externe du type (22) de celui de la
figure (2).
Dans une autre disposition (non représentée) , le deuxième réacteur peut être
alimenté par
la partie liquide non recyclée du premier réacteur muni d'un séparateur
interne du type (20)
de la figure 3, cette partie ayant été de préférence dégazée au moins
partiellement.
De l'hydrogène préchauffé ou non est alors généralement introduit dans la
charge liquide du
deuxième réacteur (conduite 26). Il est également possible de refroidir
l'effluent liquide issu
du premier réacteur avant son introduction au deuxième réacteur.
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Le fait d'ajouter un deuxième réacteur (28) permet pour un volume de réacteur
identique
d'améliorer la conversion. En effet, la succession de deux zones de conversion
mélangée de
petit volume permet une meilleure conversion qu'une seule zone mélangée de
volume
équivalent. Un tel dispositif permet de plus d'imposer un gradient de
température entre les
5 deux réacteurs ce qui peut permettre de mieux contrôler la stabilité des
produits formés,
notamment lorsque la conversion du résidu est très élevée. Le fonctionnement
du deuxième
réacteur est généralement sensiblement similaire au fonctionnement du premier
réacteur.
Un distributeur (29) permet la bonne distribution du gaz et du liquide. La
réaction s'effectue
dans la zone réactionnelle (30) située dans le réacteur au dessus du
distributeur (19), en
10 présence ou non de catalyseur.
Les effluents sont séparés dans un séparateur interne (31) comme dans le mode
fig.2,
permettant de recycler une partie des effluents liquides de la réaction
(conduite d'évacuation-
recyclage 32) et d'évacuer les effluents gaz-liquide non recyclés (conduite
34).
En aval du réacteur, un séparateur (35) effectue une séparation du gaz, évacué
en tête
15 (conduite 37) et du liquide évacué en fond (conduite 36).
Les produits de conversion sont recyclés par l'intermédiaire d'une pompe (33)
vers la zone
réactionnelle.
Dans le cas de zones réactionnelles multiples comme représenté sur la figure
4, on
20 procédera à l'injection de précurseur catalytique par une pompe
directement au contact des
produits de la réaction du premier réacteur, seul ou en dilution avec une
charge
d'hydrocarbures contenant préférentiellement des résines ou des asphaltènes,
dont la
viscosité à une température inférieure à 200 C permet le transport et le
pompage. Afin
d'éviter toute dégradation thermique du précurseur catalytique, on maintient
préférentiellement sa température sous 190 C.
On reconnaît les points possibles pour l'injection du précursetir catalytique
,tels que décrits à
partir de la figure 2. Le précurseur catalytique peut être injecté dans un
liquide saturé en H2S
et au moins partiellement dégazé (circulant dans la conduite de recyclage (8))
en amont
(référence 10) ou (référence 11) en aval de la pompe d'ébullition (21) ou dans
la chambre
de distribution (5) du réacteur (référence 12) ,ou directement dans la zone
réactionnelle
(référence 13).
Dans chacun de ces cas , le précurseur catalytique rencontrera de l'H2S à
haute
température et des asphaltènes non convertis. Les injections (10) et (13),
grâce à l'absence
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de bulles de gaz permettent cependant de mieux contrôler le mélange et
représentent donc
une mise en oeuvre privilégiée de l'invention.
H est également possible d'injecter une quantité de précurseur catalytique de
façon similaire
au deuxième réacteur. L'injection peut avoir lieu au niveau du deuxième
réacteur, seule ou
en combinaison avec une injection au niveau du premier réacteur. Dès lors, les
points
d'injection possibles sont les mêmes que précédemment.
Cependant, le catalyseur dispersé circulant dans le procédé en suivant le
liquide, l'ensei-nble
du catalyseur dispersé injecté au premier réacteur passera au deuxième
réacteur. Il n'est
donc pas généralement nécessaire, même si cela est possible d'injecter du
catalyseur
dispersé dans les réacteurs en aval
On peut également envisager une succession de plusieurs réacteurs successifs
supérieure
à2.
