Brevet FR2839269A1 — publié le 20031107

generateur d'energie auxiliaire. L'invention concerne un dispositif d'atomisation et d'injection d'une charge d'hydrocarbures dans une enceinte reactionnelle et plus particulibrement dans un reacteur de craquage catalytique ( FCC). Par charge d'hydrocarbures on entend tout type de charges habituellement utilisees dans le craquage catalytique depuis les distillate sous vice souvent caracterises par un point initial d'ebullition de 350- 380 C et un point final d'ebullition de 550-560 C, jusqu'aux charges contenant des fractions cites lourdes de type residu atmospherique ou residu sous vice ayant subi un pretraitement, ou des melanges de ces differentes coupes petrolieres. De maniere generale, I'invention s'applique a tout procede ayant besoin d'une introduction de la charge a l'etat de fines gouttelettes, respectant une perte de charge globale due au dispositif inferieure a une dizaine de bars (1 bar = 105 Pascal), et faisant appel a un gaz d'atomisation tel que le debit de ce gaz d'atomisation soit inferieur a 10 % du debit de la charge a traiter. Dans le procede de craquage catalytique, la charge d'hydrocarbures liquide est finement atomisee dans un ou des dispositifs d'atomisation assistes par un gaz (generalement de la vapeur), puis mise au contact du catalyseur chaud dans le reacteur fluidise, ce qui provoque sa vaporisation. Wile est ensuite transportee a l'etat gazeux dans ce reacteur avec le catalyseur sous forme de fines particules solides, qui favorise les reactions de craquage catalytique, reactions au cours desquelles se produit egalement une formation de coke comme produit secondaire de reaction, ce coke se deposant sur le catalyseur. Les effluents de la reaction vent separes du catalyseur en sortie de ce reacteur au moyen d'un organe de separation primaire suivi d'un ou plusieurs etages de cyclones. Le catalyseur aprds stripage, c' est a dire elimination par deplacement a la vapeur d'eau des hydrocarbures lourds adsorbes a la surface du catalyseur, est alors transfere dans une zone de regeneration ou le coke depose sur le catalyseur est brGle en presence d'oxygane. Le catalyseur regenere est alors reintroduit dans le reacteur. Le procede est caracterise par le fait que la chaleur necessaire a la vaporisation et aux reactions de craquage est fournie par la combustion du coke sur le catalyseur, le catalyseur transportant la chaleur depuis la zone de regeneration vers la zone de reaction. Le traitement des charges lourdes au sens precedemment defini, correspond a une evolution du craquage catalytique que l'on peut observer depuis une vingtaine d'annees. Les charges lourdes vent plus difficiles a vaporiser et il est necessaire de disposer de dispositifs d'atomisation performants, permettant d'une part de former des gouttelettes de petite taille ( plus la gouttelette introduite dans le reacteur est petite et plus court sera le temps de vaporisation) et, d'autre part, d' introdu i re les cites gouttelettes dans l'ence i nte reaction nel le de maniere que le contact entre les gouttelettes et le catalyseur chaud soit le plus uniforme possible. II est en effet connu de l'homme de l'art que la difficulte de traiter des charges lourdes est liee entre autres a la qualite du dispositif d'introduction de la charge dans le reacteur. De celui-ci dependra en grande partie la quantite de coke forme dans le reacteur, qu'il est necessaire de minimiser pour maintenir au mieux l'activite du catalyseur et l'adiabaticite du procede, c'est a dire le fait que la chaleur necessaire a la vaporisation de la charge et au craquage corresponde a la chaleur degagee pendant la regeneration. Le reacteur est generalement une enceinte sensiblement allongee selon un axe vertical, dans laquelle les effluents gazeux circulent a des vitesses superficielles generaiement comprises entre 0,5 et 30 m/s, la vaporisation de la charge provoquant un accroissement de la vitesse, encore accentuee par les reactions de craquage qui generent une expansion molaire. La charge et le catalyseur s'ecoulent globalement a co-courant, la vitesse du gaz etant suffisante pour entraner les grains de catalyseur, typiquement des particules dont le diametre moyen est compris entre 20 et 150 microns, de densite apparente comprise entre 1000 et 2000 kg/m3. Le reacteur est generalement a ecoulement ascendant. II est alors appele riser. La charge et le catalyseur vent introduits dans la partie inferieure de l'enceinte et s'ecoulent a co-courant vers le haut. II est egalement envisageable d'avoir un reacteur a ecoulement descendant. II est alors appele downer. La charge et le catalyseur vent alors introduits dans la partie superieure de l'enceinte et s'ecoulent a co-courant vers le teas. La realisation d'une vaporisation complete et rapide avant la mise en osuvre des reactions de craquage est d'autant plus difficile a obtenir que les charges vent plus lourdes, done moins vaporisables. La diminution du temps de sejour de la charge dans le reacteur peut permettre d'obtenir des selectivites plus favorables en produits intermediaires. Les temps de sejour usuellement rencontres vent typiquement voisins de 500-5000 ms dans le reacteur. Or, il est necessaire que le temps de vaporisation soit faible devant le temps de sejour de la charge pour avoir un reacteur efficace. L'evolution vers des temps de sejour courts de la charge dans le reacteur, indispensable pour le traitement de charges lourdes, ren d d one absol u me nt necessaire l' utilisation d' u n d ispositif d' atom isation tres performant, permettant des temps de vaporisation bien inferieurs au temps de sejour de la charge. L'etape indispensable a cette vaporisation est done une transformation prealable de la charge hydrocarbure liquide en gouttelettes de taille adequate, de maniere que le transfert thermique entre le catalyseur chaud issu de la regeneration et les cites gouttelettes se fassent le plus rapidement possible. II est clair qu'on aura tout interet a disposer de gouttelettes de taille aussi petite que possible de maniere a maximiser le rapport surface sur volume des cites gouttelettes et a accelerer ainsi leur vaporisation. Un second aspect tout aussi important que l'atomisation, est la mise en forme de ['ensemble des gouttelettes sous la forme d'un jet relativement peu epais et couvrant au mieux la section de l'enceinte reacti on nelle, tout en tenant com pte des risques d' erosion des parois de ltencei nte par contact direct avec les gouttelettes ou avec le catalyseur entrane puis accelere par le jet. Ce vent ces deux etapes de transformation de la charge liquide en gouttelettes, puis de mise en forme du jet de gouttelettes resultant, que doit realiser le dispositif d'atomisation et dtinjection, qu'on appellera dans la suite injecteur. Pour permettre une introduction satisfaisante de la charge dans le reacteur et favoriser le contact entre les gouttelettes de charge et le catalyseur, on peut introduire la charge equirepartie (c'est a dire repartie de maniere la plus egale possible) a travers une pluralite d' injecteurs de charge, disposes lateralement en peripherie du reacteur et permettant la formation de jets constitues des gouttelettes de charge atomisees et du gaz d'atomisation, ces jets etant orientes vers le centre du reacteur et rencontrant l'ecoulement de catalyseur ascendant dans le cas du reacteur ascendant ou riser, ou l'ecoulement de catalyseur descendant dans le cas du reacteur descendant ou downer. Ce mode d/introduction de la charge est connu et permet d'obtenir un contact satisfaisant. II est clair que pour favoriser un contact homogene entre la charge et le catalyseur, le jet forme en sortie de l'injecteur doit permettre une bonne couverture de la section de passage du reacteur. Un jet ayant la forme d'un pinceau plat et une ouverture suffisante permettra d'atteindre cet objectif. La conception des injecteurs vise done idealement a realiser un ensemble de gouttelettes de taille aussi petite que possible, et a donner au jet de gouttelettes resultant la forme d'un pinceau plat et d'angle d'ouverture bien defini. L'orientation des injecteurs par rapport a la verticale contribuera aussi a la bonne penetration de ce jet a l'interieur de l'enceinte reactionnelle. Plusieurs brevets existent deja dans le domaine dont on donne ci dessous une analyse succincte: Le brevet WO 00/40674 d' EXXON protege un procede d'atomisation d'une charge a point d'ebullition superieur a 260 C par introduction dans la veine liquide d'eau sous refroidi a pression plus haute que celle de la veine liquide de maniere a vaporiser cette eau. Ce brevet ne comporte pas une description precise de la geometric des moyens d'atomisation, en particulier sur l'embout ou la fente de sortie. C'est l'ajout d'eau melangee a la charge qui est suppose favoriser l'atomisation de celle-ci. Le brevet EP 0717 095 de SPRAYING SYSTEM decrit un injecteur a double fente avec une atomisation de type a impact. II n' y a pas de description precise de la forme de ces fentes de sortie dont il est seulement dit qu'elles vent decoupees sur une calotte spherique et qu'elles peuvent avoir entre elles un angle qui rend les jets convergents, divergents ou paralleles. Le brevet US 5 794 857 de SHELL decrit un injecteur a double conduits coaxiaux. Le premier conduit correspond a ['introduction d'un gaz d'atomisation et le second s conduit annulaire correspond a ['introduction de la charge hydrocarbure liquide. Le premier conduit se termine par un embout sensiblement hemispherique communicant avec le second conduit annulaire par une pluralite d'orifices orientes selon certains angles. Le second conduit egalement hemispherique et embo^'te dans le premier, est lui meme equipe d'un embout muni d'au moins deux fentes. Les fentes elles memes ne vent pas decrites. Le brevet EP 0933 123 de MOBIL decrit un injecteur double tube presentant un convergent sur la sortie du tube externe. Le liquide circule dans la partie annulaire et le gaz d'atomisation circule dans le tube interieur qui lui, possede un elargissement vers la sortie. II n'y a pas d'embout et le melange resultant quitte l'injecteur par une section rectangulaire qui est celle de la fin du convergent. Les brevets US 6 010 620 et US 6 156 276 d'UOP decrivent un systeme destine a delivrer un ensemble de jets paralleles qui peut impacter dans un cas particulier un rideau de catalyseur descendant. II n'y a dans ce brevet aucune description d'un dispositif de sortie de l'injecteur. Les brevets US 5 289 976; US 5 948 241 et US 5,306,418 de MOBIL et KELLOG decrivent un injecteur a impact ( appele ccimpigement Atomizer '> dans le texte cite) possedant un embout a fente dont les elements de definition vent les suivants:la fente est decoupee sur un dome hemispherique; la fente produit un spray d'angle compris entre 35 et 120 ,et preferentiellement compris entre 40 et , et preferentiellement encore entre 70 et 80 . Le rapport longueur sur diametre de l'embout cylindrique est compris entre 6/1 et 3/1 et preferentiellement situe autour de 4/1.11 est revendique egalement que le rapport entre le diametre de l'embout cylindrique et ['orifice calibre du conduit d'amenee du liquide qui est un conduit cylindrique interne, soit compris entre 2/1 et 6/1 et preferentiellement soit voisin de 4/1. Ce brevet ne fournit pas de description geometrique precise de la fente. Le brevet FR 87 14194 de TOTAL fournit une description d'un injecteur a venturi sans effet d'atomisation primaire et caracterise le venturi par le fait que la charge hyd rocarbu re et le gaz d' atomisation ci rcu lent au niveau d u col dans des conditions soniques, et par le fait que le convergent et ie divergent vent relies au col par des liaisons a profil curviligne avec de plus un angle inferieur a 15 pour la liaison convergent-co!, et un angle inferieur a 5 pour la liaison coldivergent. S Concernant le dispositif de sortie, ce brevet decrit un embout presentant une fente de sortie dont la surface doit etre comprise entre 1 et 10 fois, et preferentiellement entre 2 et 5 fois, la section du colt La fente est decoupee selon un diametre et occupe un secteur de ce diametre d'angle compris entre 60 et 90 . Aucune description de la geometric de la fente elle meme n'est donnee, en particulier en ce qui concerne sa forme, plus precisement le ratio largeur sur longueur. D'une maniere generale, on peut dire que les differents dispositifs d''njection decrits dans l'art anterieur, ne developpent pas ['aspect geometrique de l'organe de sortie qui joue pourtant un role fondamental dans la mise en forme du jet. Dans les brevet US 5,289,976 et US 5,948, 241, I'atomisation est realisee selon le principe de ['impaction de la charge iiquide sur un obstacle, alors que- dans le cas de la presente invention, cette atomisation est reaiisee par le cisaillement d'un film liquide au moyen d'un gaz d'atomisation. II a ete montre experimentalement qu'il existe un effet de synergic, different des autres types d'injecteurs, entre ce mode d'atomisation et la geometric de l'embout telle qu'elle sera decrite dans la suite du texte. En effet, le venturi tel que decrit dans le brevet FR 87 14194, permet, contrairement aux autres systemes d'atomisation, une atomisation complete de la charge qui s'ecoule ensuite dans le divergent. Avec un systeme d'atomisation de type venturi, I'embout a pour unique fonction de mettre en forme le jet de gouttelettes deja forme, alors que dans les autres systemes decrits dans la litterature, notamment latomisation par impaction sur une cible, I'atomisation de la charge est realisee pour partie dans cette etape d'impaction, et pour partie dans I'embout lui meme. L'utilisation d'un injecteur venturi, fonctionnant dans les conditions appropriees d'atomisation, combinee avec un embout permettant la mise en forme de l'ecoulement est done particulierement avantageuse: -la perte de charge de l'ecoulement dans l'embout est plus falble que celle S d'un meme embout place en aval d'un dispositif d'atomisation partielle, par exemple de type a impact, dans lequel l'ecoulement, en plus d'une mise en forme, subit generalement une atomisation secondaire, consommatrice d'energie. -le decouplage des fonctions d'atomisation par le venturi et de mise en forme dans l'embout permet, en cas d'erosion severe de l'embout, due par exemple a un ecoulement de catalyseur particulierement abrasif au voisinage du dit embout, de ne pas perdre la fonction ' du venturi, et done de continuer a injecter la charge finement atomisee, ce qui limite la perte de performance de ['unite en comparaison avec d'autres systemes d'atomisation dans lesquels l'embout apporte une contribution a l'atomisation. De plus, la distance importante entre l'embout et le venturi, eux memes separbs par le divergent dans lequel l'ecoulement est parfaitement homogene, empeche tout phenomene de recirculation, c'est a dire de retour de l'ecoulement sous forme de boucles de recirculation, et protege ainsi le cceur du dispositif d'atomisation, c'est a dire le venturi lui meme. Un des objets de ['invention est de remedier aux inconvenients de l'art anterieur. De maniere plus precise, I'invention concerne un dispositif d'atomisation et dtinjection d'une charge d'hydrocarbures dans une enceinte reactionnelle, comprenant: - une chambre (5) d'admission et de melange de la charge d'hydrocarbures liquide introduite dans le dispositif par l'intermediaire d'un tube (8), interieur a la chambre (5), et d'un gaz d'atomisation introduit dans la partie annulaire (9) de la chambre (5) par l'intermediaire dune conduite (18), run venturi (6) constitue dans le sens d'ecoulement des fluides, d'un convergent (10) relic a la partie annulaire (9), d'un col (13) relic en amont au convergent (10) et en aval a un divergent (14), ledit divergent (14) etant lui meme relic par son extremite aval a un embout hemispherique (7) caracterise en ce que l'embout possede une fente rectangulaire (16) decoupee selon un diametre de I'embout, permettant ['injection dans l'enceinte reactionnelie du melange d'hydrocarbures liquide a l'etat de gouttelettes, et du gaz d'atomisation, la cite fente (16) ayant un angle d'ouverture alpha selon la plus grande dimension du dit rectangle, compris entre 95 et 125 , et de preference compris entre 100 et 1 15 . s L'invention sera mieux comprise au vu des figures jointes, parmi lesquelles: La figure 1 est une vue d'ensemble de l'injecteur oriente vers le teas. La figure 1a illustre une variante dans laquelle la sortie de la charge s'effectue lateralement. Cette figure ntest nullement limitative et l'injecteur peut dans d'autres configurations, etre oriente vers le haut. La figure 2 donne une representation de l'embout en vue de dessus, vue de face et vue de cote. Ces trots vues permettent de faire appara^tre les principaux parametres geometriques de l'embout a savoir, I'angle d'ouverture alpha de la fente, la longueur de la fente (L), la largeur de la fente (e) et la penetration laterale (P) La figure 3 A est une photographic d'un jet en vue de dessus, issu d'un embout selon ['invention. La figure 3 B est une photographic d'un jet en vue de dessus, issu d'un embout non conforme a ['invention mais possedant une fente de dimension analogue a celle de l'embout selon ['invention. La figure 4 est une comparaison des flux locaux reperes par rapport a un angle de dispersion centre sur l'axe du jet ( c'est a dire que la valeur O de cet angle correspond a l'axe du jet). Les flux vent des flux relatifs rapportes au flux au centre. La comparaison porte sur trots embouts notes A; B; C, I'embout A et I'embout B etant conformes a ['invention, et l'embout C ntetant pas conforme a ['invention. La figure 5 est une schematisation des lignes de courant de fluide et des particules de catalyseur au voisinage d'un embout qui permet de faire appara^rtre une zone d'erosion potentielle (EZ) en liaison avec la penetration laterale (p). La presente invention permet de realiser l'atomisation et ['injection d'une charge d'hydrocarbures a point d'ebullition final pouvant aller jusqu'a 750 C en delivrant dans l'enceinte reactionnelle, un faisceau de gouttelettes tres fines, ayant une distribution granulometrique relativement serree et selon un format caracterise par une epaisseur du jet et un angle d'ouverture de ce jet. L'invention est - particulierement bien adaptee a ['injection de charges lourdes dans le craquage catalytique, mais concerne egalement toutes applications dans lesquelles une charge liquide doit etre finement atomisee et vaporisee au contact d'une masse de solide granulaire a l'etat fluidise. Selon la figure 1 ci jointe, I'invention consiste en une chambre d'admission et de melange ( 5) de la charge liquide qui est introduite dans la chambre par l'intermediaire d'un tube (8) interne a la cite chambre (5), et d'un gaz d'atomisation qui est introduit dans la chambre (5) par l'intermediaire d'une conduite (18) communiquant avec l'enveloppe (9) de la chambre (5). Un venturi (6) constitue dans le sens de l'ecoulement des fluides d'un convergent (10), d'un col (13) et d'un divergent (14), est place en continuite avec la chambre (5) dans le sens de l'ecoulement des fluides. II est relic d'une part a la cite chambre par son convergent (10), et il est relic d'autre part a un embout (7) par son divergent (14). L'embout (7), de forme hemispherique, possede au moins un orifice de sortie (16) ayant la forme d' u ne fente rectangu lai re decou pee selon la partie diametrale de l'embout, et qui peut etre caracterisee par son angle d'ouverture alpha selon la plus grande dimension du rectangle. Cet angle alpha sera generalement compris entre 95 et 125 , et preferentiellement entre 100 et 115 . L'injecteur est generalement incline et debouche via la paroi (1) a l'interieur de l'enceinte reactionnelle (riser) selon un angle par rapport a l'horizontale qui est compris entre -80 et +80 et preferentiellement entre -70 et +70 . Generalement le rapport entre le debit de gaz d'atomisation et le debit de charge a traiter sera compris entre 1 et 10%, preferentiellement entre 2 et 7 % et plus particulierement entre 2 et 5% pour les charges faciles a vaporiser de type distillat sous vice, et preferentiellement entre 5 et 7% pour les charges contenant des fractions plus lourdes, telles que des residue atmospheriques ou des residue sous vice. Selon une caracteristique du dispositif, I'entree du gaz dans la chambre d'admission et de melange (5) peut etre laterale, de preference radiale. Wile peut etre, selon un autre mode de realisation, sensiblement parallele a l'axe de cette chambre. Le convergent et le divergent du venturi peuvent etre relies d'une maniere continue par un profil curviligne. II a toutefois ete observe qu'en disposant un col (13) sensiblement cylindrique entre le convergent (10) et le divergent (14) et de longueur appropriee, on fermait ['angle naturel du jet de gouttelettes en aval du col par exemple d'une valeur de 20-25 a une valeur de 7-10 . La longueur (x )du col du venturi (13) sera generalement comprise entre 0, 5 et 10 fois son diametre (d), et preferentiellement entre 4 et 6 fois son diametre (d). II est avantageux de definir un angle du divergent par rapport a l'axe du venturi qui soit sensiblement celui du jet a la sortie du col, par exemple de 3 a 10 degree. On reduit ainsi le risque de recondensation des gouttelettes dans le divergent ou en aval du divergent par contact des gouttelettes avec les parois. Compte tenu des debits de charge habituellement traites dans les unites FCC, le col du venturi a generalement un diametre compris entre 2 et 10 cm et preferentiellement entre 3 et 5 cm, en fonction de la charge a traiter. Le rapport entre le diametre du col du venturi (d) et le diametre interne de l'injecteur (c'est a dire le diametre interne de l'espace annuiaire (9)) est generalement compris entre 0,4 et 0,55 et preferentiellement entre 0,45 et 0,5. Le tube central (8) possede un orifice a son extremite aval (par rapport au sens d'ecoulement du fluide), situe a proximite de ['entree du convergent (10). Selon une variante, il pourra etre avantageux que des orifices (20) de sortie du tube (8) soient situes sur la peripherie du tube et au voisinage de son extremite aval de maniere a provoquer une sortie de la charge d'hydrocarbures selon une direction sensiblement perpendiculaire a l'axe du venturi, ce qui aura pour effet de creer un effet de cisaillement par le gaz d'atomisation s'ecoulant par l'espace annulaire (9). Dans ce cas ltextremite du tube (8) est fermee par un bouchon (15). L'injecteur selon ['invention est fixe de facon usuelle a la paroi du reacteur par l'intermediaire d'un manchon avec interposition d'un isolant thermique entre l'injecteur et le manchon. Une pluralite d'injecteurs, generalement identiques entre eux, peut etre disposee symetriquement en peripherie de l'enceinte reactionnelle en faisant un angle par rapport a l'horizontale qui peut etre compris entre 80 et + 80 et preferentiellement entre -70 et + 70 . Les angles vent comptes positivement au dessous de l' horizontale et negativement au dessus de l' horizontale. Dans certains cas, il sera possible de disposer les injecteurs selon plusieurs niveaux. C'est par exemple le cas dans le cadre du FCC, lorsque une premiere serie d'injecteurs correspond a la charge et lorsqu'une seconde serie d'injecteurs de taille differente des premiers et situee sur un plan superieur par rapport au premier, correspond au recyclage d'une coupe. Les injecteurs seront dits a co- courant de l'ecoulement des particules pour ['ensemble des angles compris entre O et 80 dans le cas d'un ecoulement en riser, et pour ['ensemble des angles de - a 0 pour un ecoulement en downer. Ils seront dits a contre-courant de l'ecoulement pour ['ensemble des angles compris entre O et -80 dans le cas d'un ecoulement en riser et pour ['ensemble des angles compris entre 0 et 80 dans le cas d'un ecoulement en downer. Un materiau refractaire de bouchage peut etre insere au dessus ou au dessous de la fente de sortie (16) de l'embout (7) prolongeant le divergent (14) selon que l'injecteu r est dispose a co-cou rant ou a contre cou rant de l'ecoulement des particules, afin de prevenir les zones de recirculation du catalyseur qui vent nefastes du point de vue de la reaction chimique et constituent egalement des zones possibles d'erosion vis a vis des parois du reacteur. Pour les memes raisons, du materiau refractaire, ciment par exemple ou laine minerale, peut etre intercale entre les divers injecteurs de fa,con a boucher les zones non accessibles a la charge. Les conditions operatoires permettant un bon fonctionnement de!'injecteur vent les suivantes: -La charge hydrocarbure liquide est en general introduite dans le tube (8) de maniere sensiblement axiale, c'est a dire selon l'axe de l'injecteur lui meme. - Le gaz d'atomisation est habituellement introduit dans l'espace annulaire (9) selon u n axe sensi blement perpend iculaire a l' axe de l' i njecteu r. - Le debit massique de liquide au col du venturi rapporte a la section de ce col est avantageusement compris entre 1000 et 10000 Kgisim2, et preferentiellement compris entre 4000 et 6000 Kgisim2 avec des rapports de debit gaz sur le debit liquide compris entre 1 et 10 % et preferentiellement entre 2 et 7%. - L' embout (7) est constitue d' u ne calotte de forme hem isp herique et d'epaisseur sensiblement constante, perce selon un diametre d'une fente (16) de projection rectangulaire caracterisee par un rapport largeur sur longueur qui peut etre compris entre 0,1 et 0, 55 et preferentiellement entre 0,2 et 0,5. On appelle S largeur (e) la plus petite dimension et longueur (L) la plus grande de ces deux dimensions. Le rapport e/L depend de la quantite de liquide traitee dans le dispositif. Les bords de la fente, c'est a dire ceux de la plus petite dimension (e), seront tailles dans l'epaisseur de l'embout de maniere a former un angle ( alpha) dont le som met se ra sensiblement confond u avec le centre de [' hemisphere. Le diametre selon lequel est percee la fente sera un diametre sensiblement horizontal au sens ou, si lton fait tourner l'injecteur selon son axe de symetrie cylindrique, la position correcte de l'embout sera celle correspondent a ce que la longueur de la fente ( c'est a dire sa plus grande dimension) soit situee selon un axe sensiblement horizontal. - La fente sera decoupee de maniere a definir un angle (alpha) preferentiellement compris entre 100 et 115 , cet angle alpha etant repere dans le plan de l'injecteur. Le plan de l'injecteur est lui meme defini comme le plan contenant a la fois l'axe de l'injecteur et un axe horizontal. Cette condition sur ['angle alpha permet de garantir une ouverture laterale de la fente inferieure a 25% du diametre de ['hemisphere. Ce point est essentiel pour limiter ['erosion de l'embout au contact du catalyseur abrasif circulant dans le reacteur au voisinage du dit embout. - La vitesse de sortie des gouttelettes de la fente rapportee a la surface externe de la cite fente sera generalement comprise entre 85 et 100 m/s. Avec cet ensemble de conditions, il a ete montre experimentalement sur un injecteur de taille industrielle, qu'il est possible d'obtenir un faisceau de gouttelettes remarquablement homogene au sens de la distribution de taille de ces gouttelettes prise en differents points du faisceau. II a ete egalement montre que les phenomenes d'erosion de l'embout lui meme qui ont ete souvent observes sur des unites industrielles, precisement aux extremites laterales de la fente de sortie, vent considerablement diminues. Or ceci est un effet surprenant, car 1' idee qui vient a ['esprit de l'homme de l'art pour reduire cette erosion est d'augmenter la surface de la fente de sortie de l'embout de maniere a diminuer la vitesse de sortie des gouttelettes, alors que la solution apportee ici est au contraire celle d'une limitation de cette surface au travers de la plage donnee a ['angled'ouverture de la fente. s La technologie permettant la mise en forme du jet de gouttelettes en aval du dispositif d'atomisation constitue d'un venturi pour atomiser la charge, a fait ['objet d'etudes approfondies et d'experimentation pour optimiser les points suivants: 1-homogeneite du jet en liaison avec ['angle d'ouverture du jet 2-erosion des parties de l'embout de l'injecteur sujettes a ['erosion Les exemples suivants, obtenus sur des modeles reduits dinjecteurs industrials a une echelle d'environ d'un quart, montrent que la geometric de l'embout affecte fortement les performances de mise en forme et la sensibilite a ['erosion. Ils montrent egalement que l'injecteur venturi combine a un embout hemispherique permet de decoupler les fonctions d'atomisation et de mise en forme avec la consequence positive qui a ete deja indiquee; a savoir le maintien d'une bonne qualite d'atomisation meme en cas d'erosion de l'embout, ce qui n'est pas le cas d'autres dispositifs. Premier exemule: Des essais ont ete menes avec un injecteur muni d'un venturi. Sur ce meme injecteur, on a pu tester, dans des conditions d'ecoulement dans le venturi identiques, des embouts de forme differente et apprecier ['impact de l'embout sur la forme et l'homogeneite du jet forme. Le venturi utilise pour ces essais avait un diametre de 1 Omm et etait prolonge d'un divergent conique dont le diametre en sortie etait de 30 mm. En sortie du divergent, plusieurs embouts ont ete testes. * L' embout (A) selon ['invention est un capot hemispherique de diametre interne mm, dans lequel une fente rectangulaire de largeur 5,5 mm est percee avec un angle d'ouverture alpha de 106.26 par rapport au centre de ['hemisphere. L'epaisseur de l'embout est constante sur tout ['hemisphere. * L'embout (B) selon ['invention, possede une fente rectangulaire de dimension comparable mais creusee dans un plan perpendiculaire au divergent, de sorte que l'epaisseur de matiere ou epaisseur de l'embout, varie de maniere decroissante depuis les extremites de la fente jusqu'a son centre. S * L'embout (C) non conforme a ['invention, est un capot hemispherique dans lequel une fente de largeur 5,5 mm est percee avec un angle d'ouverture 65 . L'epaisseur de l'embout est constante sur tout ['hemisphere. Les resultats relatifs a l'embout C, compares a ceux des embouts A et B. apparaissent sur la figure 4. Les tests ont ete realises avec de l'eau et de l'air dans des conditions de flux liquide au col du venturi egales a 4420 kgisim2 et un ratio des debits massiques de gaz sur liquide egal a 5% environ. La figure 3A montre une vue de dessus du jet forme avec l'embout A (la plus grande dimension de la fente etant dans le plan de la photo). Le jet semble visuellement homogene. La figure 3B montre une vue de dessus du jet forme avec l'embout C (la plus grande dimension de la fente etant dans le plan de la photo). On constate que le jet est moins homogene, une tranee blanche subsistent au centre et suggerant une concentration de gouttelettes plus importante dans l'axe de l'injecteur. Afin de confirmer ces observations, des mesures quantitatives ont ete effectuees en disposant sous l'injecteur (dirige vers le sol) des recipients permettant de collecter et peser le liquide pendant un temps donne a differents emplacements du jet. Ces emplacements vent reperes par un angle de dispersion autour de l'axe du jet, cet angle etant situe dans le plan defini par l'axe du jet et la plus grande longueur de la fente de l'embout. Le flux WL est rapporte au flux local mesure dans l'axe du jet WLo. II est clair que l'embout A permet de couvrir une ouverture de jet plus grande en etant plus homogene, avec un rapport WL/WLo compris entre 0.8 et 1,2. Au contraire, avec l'embout C, le flux liquide est maximum dans I'axe du jet et decro^'t rapidement des que lton s'eloigne de cet axe. L'embout B donne des resultats intermediaires, encore satisfaisants, entre ceux de l'embout A et ceux de l'embout C. Les resultats, illustres par la figure 4 ci dessous, montrent bien que le fait d'utiliser un embout hemispherique, conforme a ['invention, c'est a dire avec une ouverture de fente d'angle preferentiellement compris entre 100 et 115 , le sommet de ['angle etant confondu avec le centre de lthemisphere, on obtient un jet nettement plus homogene. Deuxieme exemple: Le deuxieme exemple illustre le fait qu'un injecteur venturi combine a un embout permet de decoupler la fonction atomisation de la fonction mise en forme beaucoup plus efficacement qutavec d'autres types de systemes d'atomisation. II a ete montre les avantages que procure une telle propriete, a la fois en terme de perte de charge de l'embout, et en terme de maintien des performances de l'atomisation de l'injecteur si l'embout s'erode. Un injecteur muni de dispositifs permettant ['acceleration des fluides et ['impaction du liquide sur des obstacles a ete teste avec un embout hemispherique respectant les caracteristiques decrites dans la presente invention. Les conditions d'ecoulement du liquide (eau) dans l'embout etaient caracterisees par des flux compris entre 2000 et 5000 kg Isim2 au niveau de la fente de l'embout avec des debits d'air compris entre 2 et 7% en masse par rapport au debit massique de liquide. Le dispositif dechargeait a ['atmosphere le jet de gouttelettes. La perte de charge obtenue dans ces diverges conditions peut se modeliser sous la forme: AP=0,5* 1.1 8pmVm2 Un embout possedant les proprietes decrites dans la presente invention, a ete teste en aval d'un venturi respectant les caracteristiques decrites dans la presente invention. La perte de charge mesuree dans l'embout dans le meme domaine de conditions etait: /P=0,5*0. 45PmVm Pm et Vm correspondent ici aux masses volumiques et vitesses d'une phase fluide equivalente au melange gaz-liquide, et vent calculees a partir des conditions d'ecoulement du gaz et du liquide en supposant qu'il n'y a aucun glissement entre les phases. La diminution de la perte de charge dans le cas de ['association venturiembout selon ['invention, comparee a ['association dispositif d'atomisation par impaction S embout selon ['invention, montre que le comportement d'un embout en aval d'un dispositif d'atomisation de type venturi est different de celui qu'on obtiendrait avec un autre dispositif, et plus precisement, que l'embout selon ['invention associe a un dispositif d'atomisation de type venturi ne provoque pas d'atomisation secondaire consommatrice d'energie. Troisieme exemple: Le troisieme exemple illustre ['impact de la forme de l'embout sur les phenomenes d' erosion de l' embout au contact de l'ecou lement descendant des particu les dans ie reacteur. Le jet de gouttelettes issu de l'embout provoque en effet une aspiration laterale des particules qui sous certaines conditions, peuvent penetrer a l'interieur de l'embout, comme montre sur la figure 5 ci-dessous ou l'on a represente une vue de dessus en coupe d'un embout. Compte tenu des fortes vitesses du jet issu de l'embout (typiquement 85 a 100 m/s) requises pour favoriser un bon contact entre les gouttelettes et les grains de catalyseur, un mouvement d'aspiration est inevitable a proximite de ltembout et peut provoquer une penetration de catalyseur a l'interieur de l'embout, ces particules de catalyseur etant petites, de l'ordre de microns, et done facilement entranables. Ces particules peuvent alors rentrer en contact avec les parois interieures de l'embout a des vitesses relativement elevees et eroder les surfaces de l'embout. II a ete montre par des calculs de mecanique des flu ides multidimensionnelle (computational fl u id dynamics) menes sur differentes geometries de fente et en particulier pour differents angles d'ouverture alpha, que la penetration de catalyseur dans le volume situe a l'interieur de l'injecteur entre les parois de l'embout dans la zone d'ouverture de la fente, depend fortement du rapport p/D ( voir figure 5 ci-dessous), p designant la penetration laterale de la fente qui est reliee a ['angle d'ouverture alpha et au diametre D de lthemisphere par la relation p = D/2*( cos alpha/2 -1). Si ce rapport est inferieur a 0,25, ce qui correspond a des angles oc compris entre 100 et 1 15 , 1, alors il est impossible que des particules penetrent dans le volume situe a l'interieur de l'injecteur entre les parois de l'embout ( volume note "erosion zone" sur la figure 5). Par contre, si ce rapport est plus eleve, on peut par le calcul montrer que des particules peuvent rentrer dans ce volume, frotter sur les surfaces internee de l'embout et done lteroder. Pour alpha compris avantageusement entre 100 et 115 , correspondent a une penetration laterale (p) comprise entre 0,18 et 0,23 fois le diametre D, les particules de catalyseur ne penetre pas a l'interieur de l'embout queue que soit leur vitesse. Ces particules suivent une trajectoire de type (a). Pour alpha voisin de 180 , correspondent a une penetration laterale (p) proche de 1 fois le diametre D, certaines particules de catalyseur peuvent penetrer a l'interieur de l'embout comme il est represente par la trajectoire (b) pour des particules relativement lenses (2mlsj, et par la trajectoire (c) pour des particules relativement rapides (10m/s). Les calculs ont ete effectues en simulant la totalite de la geometric de l'injecteur depuis la sortie du venturi. On a calcule les lignes de courant en faisant l'hypothese que les gouttelettes ne modifiaient pas les lignes de cou rent du gaz (calcul monophasique). Une fois les lignes de courant calculees dans l'injecteur et en sortie de celui-ci, on a calcule la trajectoire de particules lachees a proximite de ltembout a l'exterieur de celui-ci (calcul lagrangien, realise avec 5000 particules lachees simultanement). Ces observations restent vraies avec un ecoulement ascendant des particules et quel que soit ['angle d'introduction des gouttelettes par l'injecteur. REVENDICATIONS 1- Dispositif d'atomisation et dtinjection d'une charge d'hydrocarbures dans une enceinte reactionnelle, comprenant: - une chambre (5) d'admission et de melange de la charge d'hydrocarbures liquide introduite dans le dispositif par l'intermediaire d'un tube (8), interieur a la chambre (5), et d'un gaz d'atomisation introduit dans la partie annulaire (9) de la chambre (5) par l'intermediaire d'une conduite (18), run venturi (6) constitue dans le sens d'ecoulement des fluides, d'un convergent (10) relic a la partie annulaire (9), d'un col (13) relic en amont au convergent (10) et en aval a un divergent (14), ledit divergent (14) etant lui meme relic par son extremite aval a un embout hemispherique (7) caracterise en ce que ltembout possede une fente rectangulaire (16) decoupee selon un diametre de l'embout, permettant ['injection dans l'enceinte reactionnelle du melange d'hydrocarbures liquide a l'etat de gouttelettes, et du gaz d'atomisation, la cite fente (16) ayant un angle d'ouverture alpha selon la plus grande dimension du dit rectangle, compris entre 95 et 125 , et de preference compris entre 100 et 115 . 2- Dispositif selon la revendication (1) dans lequel la fente (16) possede un rapport largeur /longueur ( e/L) compris entre 0,1 et 0, 55 et preferentiellement compris entre 0,2 et 0,5 3- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 dans lequel la fente (16) presente des bords correspondent a la plus petite dimension (e), tailles selon un angle tel que les cotes de cet angle se rejoignent en un point sensiblement voisin du centre de l'embout hemispherique (7). 4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 3 dans lequel la charge d'hydrocarbures est introduite dans le tube (8) de maniere sensiblement axiale, c'est a dire selon un axe voisin de l'axe de symetrie du dispositif. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 4 dans lequel le gaz d'atomisation est introduit dans l'espace annulaire (9) par l'intermediaire de la conduite (18) selon un axe sensiblement perpendiculaire a l'axe du dit dispositif. s 6- Dispositif selon 1' une quelconque des revendications l a 5 dans lequel le flux massique de liquide hydrocarbure au col (13) est compris entre 1000 et 10000 Kg/sim2 et preferentiellement entre 4000 et 6000 Kgisl m2. 7- Dispositif selon 1' une quelconque des revendications 1 a 6 dans lequel le rapport du debit de gaz d'atomisation au debit de charge liquide est compris entre 1 et 10 % et preferentiellement entre 2 et 7 %. 8- Dispositif selon 1' une quelconque des revendications 1 a 7 dans lequel la vitesse d'injection des gouttelettes dans l'enceinte reactionnelle, au niveau de la fente (16), est comprise entre 85 et 100 m/s. 9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 8 dans lequel l'epaisseur de la matiere constituent ltembout hemispherique est constante sur I'ensemble du dit embout. -Utilisation d'au moins un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 9 pour l'atomisation et ['injection d'une charge d'hydrocarbures dans un