Brevet FR2489835A1 — publié le 19820312

L'invention concerne l'utilisation d'un procédé de raffinage dit de viscoréduction pour prétraiter les huiles lourdes sur le champ de production. Le but de l'invention est de convertir une huile qualifiée de lourde en un brut synthétique pompable et transportable par les techniques conventionnelles (oléoduc, bateau) et en un résidu susceptible d'être utilisé sur le champ de production, par exemple comme source de gaz combustible pour fabriquer la vapeur nécessaire aux techniques de la récupération assistée : l'invention a donc pour effet d'alléger l'huile traitée et de fabriquer ainsi un brut transportable et acceptable par les raffineries. L'appellation pétrole brut lourd ne peut Btre fixée sur des données expérimentales irréfutables. On considérera ici comme pétrole brut lourd, ceux dont le degré API est inférieur à 20, soit une masse volumique supérieure à 0,933 kg/l. Plus spécifiquement, le procédé est applicable aux huiles de degré API inférieur à 15. C'est cependant la viscosité qui pose les plus difficiles problèmes pour l'ex- ploitation. La définition des huiles lourdes est donc communément complétée en admettant que leur viscosité est comprise entre 100 et 100 000 centipoises soit 0,1 et 100 Pascals par seconde dans les conditions du gisement. Outre la masse volumique et la viscosité, les huiles lourdes sont caractérisées par : - une valeur élevée du rapport hydrocarbures aromatiques/ hydrocarbures saturés : Kuop inférieur à 11,7 - une forte teneur en asphaltènes, supérieure à 5 ,0 - couramment 10 Ó - une forte teneur en soufre (couramment 3 - 8 0) - parfois une forte teneur en éléments métalliques. Les huiles lourdes traitées conformément à l'invention sont d'abord dessalées selon des procédés connus. La viscoréduction est un procédé couramment utilisé dans l'industrie du raffinage pour abaisser la viscosité des fuels. I1 s'agit d'un craquage thermique modéré de résidus de distillation atmosphérique ou de distillation sous vide s'opérant à des pressions faibles et à une température élevée (400 - 5000C). La limitation au transport par oléoduc des huiles lourdes étant essentiellement liée à leur viscosité trop élevée, l'utilisation du procédé de viscoréduction se présente comme une solution à ce problème. Les conditions opératoires varient suivant l'huile lourde à convertir. Cependant, la pression inférieure à 30 bars est plus habituellement comprise entre 1 et 20 bars, la température est comprise entre 400 et 500 C. L'invention est illustrée par les exemples ci-après donnés à titre non limitatif. L'objectif étant de fabriquer un brut synthétique transportable par oléoduc, la référence utilisée est le pipe Sud-Européen dans lequel la viscosité maximale admissible est de 120 centistockes à 100C soit encore 21,5 centistockes à 500C, ou 0,12 m s à 100C et 0-,0215m2 s-1 à 50 C. EXEMPLE 1 Dans cet exemple, on traite un brut vénézuélien BOSCAN dessalé dont les caractéristiques sont rassemblées dans le tableau I TABLEAU I Masse volumique 150C 1,0027 Viscosité à 50 C 7ms-1 à 1000C 0,282m2s-1 Masse volumique 209C 131,5-141,5 dO API 9,6 Carbone ( poids) 83,01 Soufre ( " " ) 5,33 Azote (" " ) 0,7 Vanadium (ppm) 1 200 Nickel ( " ) 130 Asphaltènes nC7(% pds) 11,0 La viscoréduction est effectuée sous une pression de 8 bars et à trois températures : 440, 450, 460 C, ce qui a permis de fabriquer un effluent dont les propriétés sont présentées dans le tableau 2. TABLEAU II TEMPERATURE 440 450 460 M V à 15 C 0,9928 0,9932 0,983 Viscosité 50 C en m2s-1 0,538 0,274 0,291 Viscosité 500C en cst 538 274 291 d API 11 11,0 12,4 Soufre % 4,85 Le gain de viscosité mesuré comme la viscosité de l'huile traitée, divisée par la viscosité de I'effluent 150+ varie entre 6 et 10. Par distillation de cet effluent à une température inférieure à celle de la viscoréduction, un brut synthétique ayant une viscosité de 21,5 centistockes à 50 C(0,0215ms-1) a été préparé. Les rendements en brut synthétique sont donnés suivant la température dans le tableau 3. TABLEAU III TEMPERATURE C 440 450 460 de viscoréduction 440 450 460 RENDEMENT % 66 75 75 Le brut synthétique ainsi préparé a, à titre d'exemple, pour une température de 450 C, les caractéristiques suivantes Masse volumique MV à 15 C 0,9205 Viscosité à 500C (cSt) 21,5 (0,0215m2s 1) S S 4,1 dO API 22,2 EXEMPLE 2 L'huile traitée dans cet exemple provient du gisement de GRENADE sur ADOUR en FRANCE. Elle possède les caractéristi ques qui l'apparentent aux huiles lourdes (Tableau 4) et telles qu'il est pratiquement exclu de traiter ce brut pur dans une raffinerie. Dans ce cas, un pré-raffinage sur champ s'avèrerait nécessaire. TABLEAU 4 MV 15 C 1,0206 Viscosité 50 C 0,7660ms-1 (7660cst) 100 C 0, 338m2s~l ( 388cst) Soufre (X Ó pds) 8,3 Vanadium (ppm) 7,5 Nickel (ppm) 48 Asphaltènes nC7 (% pds) 12,0 On procède comme dans l'exemple 1. La viscoréduction est effectuée à 4500C avec une pression en sortie de four de 10 bars. Le gain de viscosité obtenu (viscosité de la charge/viscosité de l'effîuent) est de 11. L'effluent a une masse volumique à 15 C de 1,0102 et une viscosité à500 de 256 cSt. (0,256m2s1). Le brut synthétique après distillation à 50 C est préparé avec un rendement de 57 , il présente les caractéristiques suivantes Viscosité à 50 C 21,5 cst 0,0215m-1 degré API 19,1 S % 7,2 REVENDICATIONS 1. Procédé pour convertir des huiles lourdes, de masse volumique supérieure à 0,933 kg/l et de viscosité com prise entre 0,1 et 100 Pascals par seconde, en brut synthétique pompable, de viscosité de préférence infé rieure à 0,2 Pascals par seconde à 100C, utilisable en raffineries caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape de dessalage des huiles lourdes, - une étape de craquage thermique modéré entre 4000C et 5000C sous une pression inférieure à 30 bars, dite "viscoréduction" - une étape de distillation de l'effluent de viscoréduction. 2. Procédé selon revendicïation 1 en ce que les températures de viscoréduction sont de préférence comprise entre 4400C et 460 C inclusivement. 3. Procédé selon revendication 1 caractérisé en ce que les pressions de viscoréduction sont de préférence comprises entre 1 et 20 bars. 4. Procédé selon revendication 1 caractérisé en ce que la distillation de 1'effluent de viscoréduction est effec tuée, sous des pressions et à des températures compa tibles avec la séparation recherchée.