Brevet FR2039405A1 — publié le 19710115

- 1 - 2039405 La présente invention concerne un procédé et une installation pour l'obtention d'hydrocarbures non saturés et en particulier des oléfines telles que l'éthylène, par un cracking thermique des hydrocarbures. 5 Dans les foyers de cracking. tabulaires classiques, des installations à chauffage externe, le coke de- sous-produit s'accumule sur les parois des tubes de réaction dans la conduite de transfert et sur les tubes de refroidissement ce qui constitue une gêne notable pour le fonctionnement de l'installation. Il est 10 nécessaire d'enlever le coke par des moyens chimiques, avec de la vapeur ou de l'air ou par des moyens mécaniques, tous les 60 à 90 jours. Or, il est souhaitable d'augmenter la durée des intervalles entre deux opérations d'enlèvement de coke. Quoique 15 des solutions aient été trouvées pour des conditions de fonctionnement, elles ne résolvent pas le problème de façon radicale. Parmi les matières premières, seuls les produits gazeux et les huiles légères permettent un fonctionnement continu de l'ordre de 60 à 90 jours. 20 La présente invention a pour but de créer un procédé pour l'obtention d'hydrocarbures non saturés et notamment d'oléfines telles que l'éthylène à partir de produits bruts tels que de l'essence ou de l'huile légère y compris de l'essence brute, dans un four de cracking tubulaire à chauffage extérieur 25 et en enlevant le coke de sous-produit précipité sur les parois de l'appareil, au cours du cracking thermique de façon à permettre un fonctionnement long et continu et d'augmenter l'efficacité de la réaction, le refroidissement et la récupération de chaleur, invention se propose également de réaliser un appareil permet-30 tant la mise en oeuvre de ce procédé. A cet effet, la présente invention concerne un procédé caractérisé en ce qu'à la veine de matière de départ à cracker, au diluant et au produit de cracking, on ajoute des particules solides pour précipiter et pour entrainer les 35 particules dans la veine et on sépare de ces particules les produits de cracking accumulés. L'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre du procédé. Cette installation est caractérisée en ce qu'elle comporte un foyer muni de tubes de réac-40 tion verticaux dans lesquels on obtient les produits iina-Lb, ce BAD 70 14830 - 2 - 2039405 dispositif étant traversé par les produits de départ à cracker et par un diluant contenant des particules solides, la partie supérieure des tubes de réaction étant reliée à la tête. Grâce à la- circulation de particules solides on arrive à éliminer 5 l'accumulation de coke sur la paroi du four et sur les tubes de refroidissement reliés aux tubes dans lesquels descendent les produits. la présente invention- sera décrite plus en détails à l'aide d'un mode de réalisation représenté schématique-10 ment dans l'unique figure ci-jointe. On utilise des hydrocarbures de départ tels que de l'essence, du kerosène, de l'huile légère, de l'huile lourde, de l'essence brute et un diluant tel que de la vapeur. On introduit ces composés séparément ou sous forme de mélange, à l'état li-15 quide ou gazeux, dans la partie inférieure d'un certain nombre de tubes de réaction 3 et 3' logés dans un foyer 2 comportant des brûleurs disposés de façon adéquate. le mélange est alors partiellement cracké par la chaleur extérieure au cours de son ascension dans les tubes, le mélange entre de façon dispersé 20 dans tin certain nombre de tubes de réaction 5 et 5' en passant dans la tête 4. Lorsque le mélange descend dans les tubes 5 et 5' il est cracké par la chaleur extérieure et on obtient des oléfines telles que de l'éthylène et du propylène, des hydrocarbures aromatiques tels que du benzène et du naphtalène et 25 des produits de réaction tels que du méthane et de l'hydrogène. On peut utiliser comme préchauffeur toute la longueur ou seulement une partie de la longueur des tubes montants. On peut ajouter des particules solides telles que du sable pour éliminer le coke de sous-produit précipité et accumulé sur les parois intérieures 30 des tubes de réaction. L'introduction de sable, dans l'installation d'alimentation de liquide ou de matière de départ gazeuse, peut être continue ou périodique. On peut également 1'introduire en quantités appropriées dans l'entrée des tubes montants et l'amener dans les tubes montants 3 et 3' ou 1'entraîner par la 35 veine de produits de départ, de vapeur et autres produits gazeux. Les particules contenues dans la veine gazeuse ou de vapeur et qui se déplacent librement sont amenées dans la tête 4 d'où elles enlèvent le cocke par projection contre la paroi. Puis ces particules descendent dans les tubes 5 et 51 et 40 au cours de leur chute elles enlèvent également le cocke. Les BAD ORIGINAL 70 14830 - 3 - 2039405 particules solides peuvent également être introduites par les entrées 7, 7' dans les parties inférieures des tubes de réaction. On peut monter des structures 8 en forme de cônes, résistant à la chaleur, dans la tête 4 pour éviter que les particules ne se 5 logent entre les tubes, les tubes de réaction ont m diamètre de l'ordre de 40 cm et peuvent être réalisés en des métaux résistants à l'abrasion et à la chaleur, la température de réaction se situe entre 600 et 950°0 pour permettre d'obtenir la quantité de produits traités et la distribution de ces produits, la veine 10 de produits à haute température et de particules solides ainsi traitées est alors envoyée dans un séparateur de trempe 6 pour effectuer la seconde réaction et pour séparer les produits. -^e séparateur de trempe 7 comporte des tubes de refroidissement 9 peur refroidir rapidement les produits de 15 cracking ainsi qu'une buse 10 pour l'introduction d'huile, d'eau ou de vapeur pour enlever la poussière et condenser l'huile lourde, la veine de produits de cracking, à haute température, le diluant et les particules en contact avec les tubes de refroidissement, échangent de la chaleur avec le fluide contenu dans 20 ces tubes. Ces composants se refroidissent rapidement et on récupère efficacement une certaine partie de la chaleur par l'intermédiaire du fluide des tubes de refroidissement. Dans ces tubes les particules solides enlèvent le cocke gênant accumulé sur les parois des tubes de refroidissement. Puis on lave la 25 veine refroidie de produits de cracking à l'aide d'huile, d'eau de vapeur et on isole l'huile lourde et les particules, puis on envoie les produits vers l'opération suivante par la sortie 11. la veine de produits de cracking sortant des tubes de refroidissement est à une température de l'ordre de 300°C. Cette veine est 30 stable, l'huile lourde, les particules et l'huile utilisée pour le lavage sortants par la sortie 12 sont isolés de façon connue et sont recyclés par une conduite 14 ou sont utilisés à d'autres fins. Comme décrit ci-dessus, selon la présente 35 invention, il est possible d'effectuer une opération longue et continue, sans décokage, puisque le coke de sous-produit, précipité sur les parois des tubes de réaction, des conduites de transfert et des tubes de trempe est enlevé en continu au cours de l'opération de cracking. On peut également utiliser 40 l'huile lourde comprenant de l'huile brute, pour recueillir une 14830 - 4 - 2039405 grande quantité de coke de sous-produit. De plus on simplifie la construction de l'appareil car la structure des réacteurs et des refroidisseurs est efficace. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 14830 - 5 - 2039405 RBTitDICtlIOIS 1° - Procédé pour l'obtention d'hydrocarbures non saturés et notamment d'oléfines inférieures à partir d'hydrocarbures dans un four tubulaire de cracking, par une installation de chauffage extérieure, procédé caractérisé en ce qu'à la veine de matière de départ à cracker, au diluant et au produit de cracking, on ajoute des particules solides pour précipiter et pour entrainer les particules dans la veine, puis on sépare de ces particules les produits de cracking accumulés. 2° - Appareil pour l'obtention d'hydrocarbures non saturés et notamment d'oléfines inférieures conformément au procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un foyer muni de tubes de réaction verticaux dans lesquels on obtient les produits finals, ce dispositif étant traversé par les produits de départ à cracker et par un diluant contenant des particules solides, la partie supérieure des tubes de réaction étant reliée à la tête.