Brevet FR2492677A1 — publié le 19820430

La présente invention concerne des compositions et des procédés pour maitriser le moussage au cours des opérations de cokéfaction retardée. Dans les opérations de raffinage destinées à fournir le rendement le plus élevé en essence, le résidu final est généralement du coke plutôt qu'une huile résiduelle, le coke provenant d'opérations de cokéfaction retardée. De manière caractéristique, les produits lourds, tels que les résidus de tour à vide ou les courants de recyclage de gazole constituent la charge d'alimentation du procédé de cokéfaction retardée. La charge de haut point d'ébullition est chauffée jusqu'a une température comprise entre 370 et 5400C et envoyée ensuite dans une chambre ou tambour å coke. Le préchauffage de la charge d'alimentation apporte la chaleur nécessaire dans la chambre de cokéfaction pour craquer les hydrocarbures de poids moléculaire élevé et volatiliser les constituants plus légers, par exemple la fraction naphta.On utilise une tour de fractionnement pour séparer la fraction naphta et éventuellement une fraction de charge de craqueur catalytique récupérée à partir dé la charge d'alimentation de la chambre de cokéfaction. En raison de la nature des composants présents dans la charge destinée à la chambre de co- kéfaction, on constate une tendance occasionnelle à l'apparition de mousse dans la chambre de cokéfaction. Le moussage peut interrompre le fonctionnement de la tour de fractionnement et conduire i un entraînement de constituants indésirables avec les fractions extraites de la tour de fractionnement. Pour maîtriser le moussage, il est de pratique courante d'ajouter a la charge d'alimentation un agent anti-mousse liquide à base de silicone. Cette pratique présente plusieurs inconvénients.D'une part, les anti-mousses i base de silicone sont très coûteux. De plus, il y a fréquemment entrainement de l'anti-mousse à base de silicone dans les fractions récupérées à partir de la tour de fractionnement. Si ces fractions sont utilisées ultérieurement comme charge d'alimentation pour des unités de reformage, il peut en résulter un empoisonnement du catalyseur de reformage. La présente invention a donc pour objet un procédé perfectionné pour empêcher le moussage dans le procédé de co kéfaction retardée. Un autre objet de la présente invention est une nouvelle composition antimousse spécialement destinée à une opération de cokéfaction retardée. Dans un mode de réalisation,l'invention concerne une composition anti-mousse comprenant un polymère d'organo-siloxane liquide et un alcool aliphatique possédant 6 à 12 atomes de carbone. La composition antimousse peut facultativement contenir un solvant ou véhicule pour le siloxane actif et les constituants alcooliques,tel qu'un polyol obtenu par réaction d'un oxyde d'alkylène commel'oxyde d'éthylène ou l'oxyde de propylène avec du dipropylèneglycol,du kérosène,du naphta,et autres. Dans un autre mode de réalisation de la présente invention,la composition ci-dessus contenant le polymère de siloxane et l'alcool aliphatique,de préférence avec un véhicule,est chargée dans une chambre de cokéfaction utilisée dans un procédé de cokéfaction retardée en une quantité suffisante pour maîtriser le moussage dans la chambre à coke. La figure unique est un schéma d'installation simplifié illustrant un procédé caractéristique de cokéfaction retardée. Les nouvelles compositions antimousses de la présente invention contiennent un polymère d'organo-siloxane et un alcool aliphatique. Le polymère d'organo-siloxane,couramment désigné sous le nom de silicone,possède la structure générale (R2SiO)n où R est un radical organique tel que par exemple méthyle,éthyle,propyle,etc. On préfère en particulier des diméthyl polysiloxanes,tels que par exemple les fluides de diméthyl silicone vendus sous la marque "Viscasil" par General Electric Company.Les polymères d'organo-siloxanes utiles dans la présente invention sont ceux possédant des viscosités d'environ 8000 à environ 100.000 centistokes,de préférence d'environ 10.000 a 60.000 centistokes, en parti culier-aux alentours de 12.500 centistokes.Le polymère d' organo-siloxane est présent dans la composition de la présente invention en des quantités allant d'environ 0,1 à environ 20 % en poids. Selon une caractéristique particulière de la présente invention, les compositions antimousses de la présente invention, contenant une silicone, possèdent une faible teneur en silicone mais confèrent les mêmes propriétés de maîtrise de la mousse aux même vitesses d'injection que les produits concentrés en silicone de l'art antérieur. Ainsi qu'on l'a noté plus haut, ces produits a base de silicone concentrée ont tendance à migrer dans les fractions naphta extraites du procédé de cokéfaction retardée et peuvent conduire a l'em- poisonnement du catalyseur en aval dans les reformeurs et similaires. L'autre constituant des nouvelles compositions de la présente invention contenant une silicone est un alcool aliphatique possédant environ 6 à environ 12 atomes de carbone. Des exemples non limitatifs de tels alcools sont l'bexanol, l'tleptanol, l'octanol, le 2-éthylhexanol, le décanol, etc. Le 2-éthylhexanol est particulièrement préféré en tant qu'alcool. L'alcool aliphatique est présent dans la composition de la présente invention, contenant une silicone, en des quantités comprises entre environ 20 et environ 60 % en poids. Les nouvelles compositions de la présente invention renferment de préférence également un véhicule ou solvant pour le polymère de siloxane et l'alcool. Comme solvants ou véhicules appropriés, on peut citer le kérosène, le naphta, des hydrocarbures aliphatiques comportant 6 à 12 atomes de carbone, de l'huile diesel et d'autres distillats de pétrole dans lesquels le siloxane et l'alcool sont solubles. D'une manière générale, le véhicule ou solvant peut être constitué par un quelconque liquide organique dans lequel le polymère de siloxane et l'alcool sont solubles, qui est généralement inerte en ce sens qu'il n'exerce aucun effet néfaste sur l'opération de cokéfaction retardée,ou ne réagit pas avec le polymère de siloxane et/ou l'alcool.Un solvant ou véhicule particulièrement avantageux comprend un polyol obtenu par réaction de dipropylèneglycol avec de l'oxyde de propylène ou de l'oxyde d'éthyle ne jusqu'à obtention d'un polyol possédant le poids moléculai re souhaité, par exemple d'environ 1.000 à environ 3.000. notamment aux alentours de 2.000. Les polyols utiles dans la présente invention peuvent être représentés par la formule suivante dans laquelle R1 et R2 peuvent être un groupe méthyle ou un hydrogène et la somme de x + y va d'environ 30 a environ 45. Un polyol particulièrement préféré est celui possédant la formule ci-dessus dans laquelle Ra et R2 sont des groupes méthyle et le poids moléculaire est d'environ 2.000. Lorsqu'on utilise un véhicule ou solvant, celui-ci est présent dans les compositions de la présente invention contenant une silicone en des quantités comprises entre environ 20 et environ 60 % en poids. La composition decrite ci-dessus renfermant le po polymère d'organo-siloxane, l'alcool aliphatique et fac#ltati- vement le véhicule, est particulièrement utile dans des ope- rations de cokéfaction retardee lorsque la charge d'alimentation de la chambre de cokéfaction continent moins d'environ 0,5 % en poids de soufre.Dans l# cas OU la charge contient plus de 0,5 % en poids de soufre#, le moussage dans le procédé de cokéfaction retardée peut êse combattu par la composition contenant une silicone ou simplement par l'addition d'une quantité efficace de l'alcool alîphatique décrit ci-dessus. Pour la facilité de l'addition, l'alcool est de préférence ajouté sous forme d'une composition composée d'environ 20 i environ 60 0 en poids d'alcool et d'environ 80 à environ 40 % en poids des véhicules décrits plus haut. Pour une. illustration plus complète du procédé de la présente invention, on se référera au dessin annexé. Une charge d'alimentation est introduite dans un réchauffeur 14 par l'intermédiaire de la pompe 10 et de la canalisation 12. La charge est normalement constituée de fractions de queue lourdes provenant de diverses opérations de raffinage telles que queues de tour a vide, courants de recyclage de gazole ou d'huiles de schiste, brai de houille, etc. Dans le réchauffeur 14, la charge d'alimentation est portée à une température comprise entre environ 370 et 540qu et est introduite dans une chambre de cokéfaction 18 à travers la canalisation 16. Bien que, pour des raisons de simplification, on n'ait représenté qu'une chambre de cokéfaction, il est bien entendu, ainsi qu'il est bien connu de l'homme de l'art, que dans un procédé de cokéfaction retardé typique sont utilisées au moins deux chambres dont l'une est remplie pendant que l'autre est évacuée. En effet, de nombreux procédés de cokéfaction retardée utilisent quatre chambres ou davantage. Le préchauffage de la charge dans le préchauffeur 14 fournit la chaleur nécessaire a l'exécution de la distillation et de la cokéfaction dans la chambre 18. Les matières volatiles provenant de la charge dans la chambre 18 passent dans une tour de fractionnement 22 a travers la canalisation 20. Le coke produit dans la chambre 18 est soutiré dans sa partie basse par l'intermédiaire de la canalisation 21. Plusieurs courants sont produits dans la tour de fractionnement 22 Uoefraction de tête soutirée à travers la canalisation 24 est condensée dans le condenseur 26 et recueillie dans un tambour accumulateur 28. A partir de l'accumu- lateur 28, une fraction de gaz légers, par exemple de l'étha- ne, du propane, etc., est extraite a travers la canalisation 30 tandis qu2une fraction d'huile légère liquide plus lourde est soutirée par la canalisation 32 et dirigée, par l'intermédiaire de la pompe 34 vers un traitement ultérieur.Une fraction de queue d'huile lourde est soutirée de la tour de fractionnement 22 par l'intermédiaire de la canalisation 36 et de la pompe 38 et est également envoyée vers un traitement ultérieur ou une utilisation finale a travers la canalisation 40. Dans des opérations de cokéfaction retardée typiques sans addition d'un agent antimousse, il peut arriver que la mousse perturbe le fonctionnement de la tour de fractionnement 22, ce qui a pour résultat un entraînement d'impuretés indésira bles dans les courants sortant à travers les canalisations 24 et 36.Dans le procédé de la présente invention,ce moussage est mattrisé par l'addition de la nouvelle composition antimousse composée du polymère d'organosiloxane et de l'alcool aliphatique.L'antimousse peut être introduit directement dans la chambre de cokéfaction 18 par la canalisation 42 à travers la vanne 44 ou être mélangé,en variante,à travers la canalisation 46 et la vanne 48, à la charge d'alimentation chauffée passant à travers la canalisation 16 en direction de la chambre de cokéfaction 18.Dans tous les cas,la quantité d'antimousse ajoutée dépend des conditions de moussage régnant dans la chambre de cokéfaction 18. Comme indiqué,la quantité précise d'antimousse ajoutée dépend des conditions de moussage dans la chambre de cokéfaction. Toutefois,dans un procédé caractéristique de cokéfaction retardée,il est courant d'ajouter une quantité d'antimousse s'étendant d'environ 8,454 à 10,9 kg (environ 0,450 1 à 13,6 l)pour 100 tonnes de coke produit. La quantité de coke produit au cours d'une opération de cokéfaction retardée typique peut être aisément prévue à partir des conditions opératoires du procédé de cokéfaction et de la composition de la charge d'alimentation. Ainsi qu'il est bien connu de l'homme de l'art,la quantité précise d'antimousse à ajouter au cours d'une opération de #okéfaction retardée donnée peut donc etre facilement déterminée.L'agent antimousse est commodément introduit dans la chambre de cokéfaction en mélange avec un diluant hydrocarboné tel que l'huile légère retirée de la chambre 28 par la canalisation 32. On a constaté par exemple que l'antimousse peut être mélangé dans un rapport pondéral de 1 à 3 avec une telle huile légère récupérée à partir du procédé de cokéfaction retardée et que le mélange peut être commodément ajouté pour maîtriser le moussage. EXEMPLE Un antimousse comprenant 50% en poids d'un polyol d'un poids moléculaire de 2000 et 10% en poids de diméthylpolysiloxane,40% en poids de 2-éthylhexanol et 60% en poids de kérosène, a été mélangé dans un rapport de 1 à 3 avec un distillat provenant de la chambre de cokéfaction retardée. Le mélange a été injecté dans la chambre de cokéfaction lorsque de la mousse était présente. La charge totale dans la chambre de cokéfaction était de 66,462 m3 composés de 56,922 m3 de résidus de brai sous vide et de 9,54 m3 de gazole recyclé. La température de la charge introduite dans la chambre de cokéfaction était de 4980C. Environ 18,2 kg de l'agent antimousse ont ét introduits dans la chambre à coke au cours d'un cycle opératoire de 20 heures.L'agent antimousse a été introduit dans la chambre au moyen d'une pompe chimique qui a pompé le mélange antimousse au sommet de la chambre à travers une buse. Le moussage dans la chambre de cokéfaction a été sensiblement évité. L'antimousse à base de silicone de la présente invention,bien qu'il contienne beaucoup moins de silicone,donne les mêmes propriétés de mattrise de la mousse que les produits à base de silicone concentrée tout en réduisant au minimum les principaux inconvénients qu'entralne l'utilisation de telle silicones concentrées. De manière spécifique,étant donné que les antimousses à base de silicone de la présente invention ne contiennent qu'une faible quantité de polymère d'organosiloxa ne,il y a moins de chance que les matières siliconées migrent dans les fractions de-distillat récupérées à partir de la chambre de cokéfaction. Il y a par conséquent moins de chance d'empoisonnement du catalyseur en aval lors du traitement ultérieur des courants. L'invention peut être caractérisée par d'autres formes spécifiques sans que lon s'écarte de l'esprit ou de ses caractéristiques essentielles. Les présents modes de réalisation doivent par conséquent être considérés à tous égards comme illustratifs et non comme restriotifs,la portée de l'invention étant précisée par les revendications en annexe plutôt que par la description qui précède et toutes les modifications qui tombent dans le domaine de l'équivalence des revendications doivent par conséquent y être englobées. REVENDICATIONS l. Composition utilisable a titre d'agent antimousse, comprenant un polymère d'organa-siloxane liquide et un alcool aliphatique en C6-C12. 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un véhicule liquide. 3. Composition selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit véhicule comprend un polyol de formule dans laquelle Rl est de l'hydrogène ou un groupe méthyle, R2 est de l'hydrogène ou un groupe méthyle et la somme de x + y est comprise entre environ 30 et environ 45. 4. Composition selon 1 une quelconque des revendica tions 1 i 3, caractérisée en ce que ledit polymère d'organo siloxane comprend du diméthyl polysiloxane. 5. Composition selon l'une quelconque des revendica tions l i 4, caractérisée en ce que ledit alcool comprend le 2-éthylhexanol. 6. Composition selon l'une quelconque des revendica tions 1 i 5, caractérisée en ce que ledit polymère d'organo siloxane est présent a raison d'environ 0,1 Ç environ 20 % en poids. 7. Composition selon lVune quelconque des revendica tions l a 6, caractérisée en ce que ledit alcool est présent a raison d'environ 20 a environ 60 70 en poids. 8. Composition selon la revendication 3, caractéri sée en ce que R1 et R2 sont des grolles méthyles. 9.Procédé de cokéfaction retardée,dans lequel une charge d'alimentation chauffée est envoyee dans une chambre de cokéfaction,ledit procédé étant caractérisé en ce qu'on aJoute à ladite charge d'alimentation une quantité effila ce d'une composition antimousse comprenant un polymère d'organo-siloxane liquide et un alcool aliphatique en C6-C12. 10 . Procédé selon la revendication 9 , caractérisé en ce que ladite composition comprend un véhicule liquide. lui . Procédé selon la revendication 10 , caractérisé en ce que ledit véhicule comprend un polyol de formule dans laquelle R1 est de l'hydrogène ou un groupe méthyle, R2 est de l'hydrogène ou un groupe méthyle et la somme de x + y est comprise entre environ 30 et environ 45. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que ledit polymère d'organosiloxane est constitué par du diméthyl polysiloxane. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendica tions 9 A 12 , caractérisé en ce que ledit alcool est consti- tué par du 2-éthylhexanol. 14 Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 i13 , caractérisé en ce que ledit polymère d'organosiloxane est présent a raison d'environ 0,1 à environ 20 % en poids. 15 . Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à L4 , caractérisé en ce que ledit alcool est présent a raison d'environ 20 a environ 60 % en poids. 16 . Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que R1 et R2 sont des groupes méthyles.