Brevet FR2628117A2 — publié le 19890908

FR 2628117 A2 19890908 FR 8802903 A 19880304 RÉPUBLIQUE FRAN AISE N de publication: 2 628 I 17 pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉTE INDUSTRiELLE DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE N d'enregistrement national: 88 02903 PARIS O Int CI4 C 10G 11/18. @ DEMANDE DE CERTIFICAT D'ADDITION A2 A UN BREVET D'INVENTION Date de dépôt: 4 mars 1988. ( Demandeur(s): INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE. - FR. ( Priorité: I nventeur(s): Christian Marcilly: Jean-Marie Deves; Mi- chel Bourgogne. 4 Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989. ( Références à d'autres documents nationaux appa- rentés: 1lre addition au brevet 88 00763 pris le 21 janvier 1988. Titulaire(s) ( Mandataire(s) _) Procédé de craquage catalytique. L'invention concerne un procédé de craquage en lit fluide 2 d'une charge d'hydrocarbures, effectué dans une zone réac- tionnelle 1 allongée sensiblement tubulaire et verticale, zone 3a dans laquelle le catalyseur est introduit au sommet de la zone 3a allongée, par une conduite 2, et la charge est introduite par au c.. moins une conduite 3 débouchant dans la zone réactionnelle à --- C un niveau inférieur à celui d'admission du catalyseur. 3 3 L'invention est caractérisée en ce que, par exemple, une B e partie de l'essence ou une partie de l'huile légère obtenue par d craquage, est envoyée par au moins une conduite 3a en un point intermédiaire entre les points d'admission du catalyseur I et de la charge et en ce qu'un catalyseur particulièrement adapté est utilisé pour ce mode opératoire, le catalyseur utilisé 1 étant à base d'une zéolithe de la famille de l'érionite. " \4 vo - 7r7'0 PARnmnCFly 1 r La présente demande de brevet d'addition au brevet principal n 88/00.763 du 21 janvier 1988, entre également dans le cadre du craquage catalytique à l'état fluide de charges d'hydro- carbures. Le brevet principal décrivait un procédé effectué dans une zone de réaction tubulaire, la charge et le catalyseur circulant de bas en haut. On a découvert pour l'utilisation du catalyseur dans les conditions décrites pour la demande de brevet principal convient également dans un procédé effectué dans une zone de réaction tubulaire, la charge et le catalyseur circulant de haut en bas et non de bas en haut. Le catalyseur est introduit soit à la base soit au sommet d'une zone tubulaire sensiblement verticale, servant de zone réactionnelle; ce type de zone fonctionne ainsi, soit comme un tube ascendant (ou comme un élévateur) connu sous sa dénomination en langue anglaise "riser", soit comme un tube descendant, connu également sous sa dénomination en langue anglaise "dropper". Le catalyseur est introduit en une quantité déterminée par exemple par l'ouverture ou la fermeture d'une vanne. Les grains de catalyseur sont alors accélérés vers le haut ou vers le bas du tube par injection à la base ou au sommet de ce dernier, d'un fluide gazeux. Cette injection est faite à l'aide d'un distributeur de fluide. La charge à craquer est introduite en aval et vaporisée, aussi complètement que possible, à l'aide d'un dispositif approprié dans le flux dense de grains de catalyseur. A l'extrémité du tube sont agencées des enceintes dans lesquelles s'effectuent, d'une part, la séparation de la charge craquée et, d'autre part, le strippage du catalyseur usé et éventuellement sa régénération. Selon la présente addition le catalyseur est introduit au sommet d'un tube du type descendant (ou "dropper") en une quantité déterminée par exemple par l'ouverture ou la fermeture d'une vanne. Les grains de catalyseurs sont alors accélérés vers le bas du "dropper" par injection au sommet de ce dernier, d'un fluide gazeux. Cette injection est faite à l'aide d'un distributeur de fluide. La charge à craquer est introduite à un niveau inférieur et vaporisée au moins partiellement à l'aide d'un dispositif approprié dans le flux dense de grains de catalyseur. Le "dropper" débouche à sa base inférieure dans une enceinte qui lui est par exemple concentrique et dans laquelle s'effectuent, d'une part, la séparation de la charge craquée et, d'autre part, le strippage du catalyseur usé. Le catalyseur est séparé de l'effluent, entraîné par un système cyclonique, puis épuré et régénéré. Dans le cas d'un système à double régénération, les particules de catalyseur usé sont évacuées après strippage vers un premier régénérateur. Dans ce régénérateur, le coke déposé sur les particules du catalyseur est brûlé partiellement à l'aide d'air conduisant à la production de CO et C02; le gaz de combustion est épuré du catalyseur entraîné par des cyclones puis évacué; les particules du catalyseur ayant ainsi subi un premier traitement partiel de régénération sont ensuite transférées dans un second étage du régénérateur, distinct du premier. Dans ce régénérateur, la combustion du coke restant encore est réalisée avec de l'air en excès. Les gaz de combustion sont séparés du catalyseur entraîné par des cyclones puis sont évacués. Conformément à l'invention, le catalyseur décrit dans la demande principale est utilisé conjointement avec l'injection d'une essence en amont de la charge dans des conditions telles que cette essence puisse être de nouveau craquée en constituants plus légers (C3C4). Selon l'invention, on a constaté que pour pouvoir efficacement craquer cette essence, il convenait de l'envoyer dans la partie supérieure de la zone de réaction tubulaire de forme allongée, en un point supérieur à celui o se fait l'injection normale de la charge. En effet, les conditions de température et de C/O (catalyst to oil ratio ou rapport catalyseur/huile) sont telles dans cette zone que le craquage s'effectue dans des conditions sévères. La figure 1 représente la zone de réaction 1 de forme tubulaire allongée (ou "dropper") avec circulation descendante de la charge et du catalyseur. Le catalyseur pénètre par la conduite 2 au sommet de la zone allongée, la charge pénétrant sous forme de liquide dispersé en fines goutelettes ou atomisé, à un niveau B inférieur à celui de l'admission du catalyseur, par au moins une ouverture 3. Le catalyseur pénètre dans le dropper à une température T et circule au haut de ce dropper avec un débit D1. La charge pénètre dans le dropper à une température T2 et avec un débit D2. Au niveau des conduites 3 d'arrivée de la charge, s'effectue le mélange de la charge et du catalyseur. Il se produit un échange thermique entre le catalyseur et la charge, cet échange se traduisant par la vaporisation d'une partie au moins de la charge. On atteint alors un équilibre à une température T3 supérieure à T2, le mélange charge catalyseur, circulant à ce niveau du dropper avec un débit D3. La réaction de craquage se produit alors; et comme cette réaction est endothermique, elle se traduit par une absorption de chaleur. A la partie inférieure du dropper 1, on procède à la séparation entre les effluents gazeux réactionnels d'une part et les particules de catalyseur d'autre part. Ainsi, comme indiqué plus haut, l'injection de la fraction d'essence ou LPG, dans le réacteur 1, est effectuée par au moins une conduite 3a. Le craquage de cette fraction légère s'effectue dans des conditions de sévérité plus favorable que si cette injection avait été effectué par exemple par une conduite 3, essentiellement parce que c'est au voisinage du niveau C de la conduite 3a que la température du catalyseur est la plus chaude. Donc il y a localement à ce niveau C des conditions de craquage sévère (haute température, C/O élevé) qui sont généralement requises pour le craquage de charges légères (essence, LPG). C'est ainsi au niveau C que se produit le craquage de l'essence injectée, entraînant ainsi à ce niveau C, une chute de la température du catalyseur. Ainsi au niveau B, point d'arrivée de la charge, la température est moindre, permettant de réaliser du craquage dans des conditions plus douces (température modérée, catalyseur déjà amorti) qui précisémment conviennent bien pour craquer la charge avec obtention d'un maximum de L. C.O. L'injection d'essence en 3a est réalisée à une température et dans des conditions qui ne modifient pas la température à la sortie de la zone réactionnelle et conduit en outre à une circulation plus fluide du catalyseur, On a donc pu ainsi concilier deux objectifs apparemment incompatibles par l'utilisation d'au moins deux zones de sévérité différentes, à savoir d'une part une première zone à grande sévérité disposée en haut du dropper, située entre l'admission d'une essence et l'admission de la charge et o se produit la production maximum de L.P.G. par craquage d'une essence plus légère que les L.C.O. et d'autre part une autre zone à sévérité plus douce, disposée dans le dropper au-dessous d'une conduite 3 d'admission de la charge, cette dernière zone pouvant, suivant l'objectif visé, être elle-même subdivisée en zones à différentes sévérités au fur et à mesure que la température décroît quand on descend dans le dropper. Le pourcentage d'essence et/ou de L.P.G. que l'on injecte en amont de la charge conformément à l'invention représente, en volume, environ 5 à 50 % de la charge, de préférence 10 à 30 %. REVENDICATIONS l)Utilisation du catalyseur défini selon la revendication 8 de la demande de brevet principal dans un procédé de craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures en lit fluide ou lit entraîné dans une zone allongée de forme tubulaire sensiblement verticale, les particules catalytiques étant introduites à une extrémité de la zone allongée, la charge étant introduite par au moins une conduite dans la partie extrême de la zone allongée à un niveau B en aval du niveau d'admission des particules catalytiques, les dites particules catalytiques étant séparées de l'effluent réactionnel à l'autre extrémité de la zone allongée, l'effluent réactionnel étant ensuite fractionné en vue d'obtenir diverses fractions notamment des LPG, une essence, une huile relativement légère "L.C.O." et une huile relativement lourde "H.C.O.", le procédé étant caractérisé en ce que on injecte une essence dans la zone allongée à un niveau C intermédiaire entre le niveau d'admission des particules catalytiques et le niveau B d'admission de la charge, la dite essence représentant, en volume à 50 % de la charge. 2)Utilisation d'un catalyseur défini selon la revendication 8 de la demande du brevet principal dans un procédé de craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures en lit fluide ou lit entraîné dans une zone allongée de forme tubulaire sensiblement verticale, les particules catalytiques étant introduites à l'extrémité supérieure de la zone allongée, la charge étant introduite par au moins une conduite dans la partie extrême de la zone allongée à un niveau B inférieur au niveau d'admission des particules catalytiques, les dites particules catalytiques étant séparées de l'effluent réactionnel à la partie inférieure de la zone allongée, l'effluent réactionnel étant ensuite-fractionné en vue d'obtenir diverses fractions notamment des LPG, une essence, une huile relativement légère "L.C.O." et une huile relativement lourde "H.C.O.", le procédé étant caractérisé en ce que on injecte une essence dans la zone allongée à un niveau C inférieur au niveau d'admission des particules catalytiques et supérieur au niveau B d'admission de la charge, la dite essence représentant, en volume 5 à 50 % de la charge. PL-unique 3a _ _ _c3a 38 3 -----y- 4 3_>. >+,3