Brevet FR3024054A1 — publié le 20160129

INJECTEUR EN MATERIAU CERAMIQUE POUR UNITE DE CRAQUAGE CATALYTIQUE FLUIDE La présente invention se rapporte à un injecteur de charge d'une unité de craquage catalytique fluide (FCC « Fluid Catalytic Cracking » en anglais). Dans une unité FCC, une charge d'hydrocarbure atomisée en fines gouttelettes est injectée puis mise en contact, à haute température, par exemple de 520°C à 550°C, avec des grains de catalyseur de craquage circulant dans un réacteur sous forme de lit fluidisé dilué. Les réacteurs utilisés sont généralement des réacteurs verticaux de type tubulaire, dans lesquels le catalyseur se déplace suivant un flux essentiellement ascendant (riser) ou essentiellement descendant (downer). Ces réacteurs sont généralement munis d'au moins un injecteur à l'aide duquel on introduit la charge d'hydrocarbure à l'intérieur du réacteur. Avant d'être introduite dans le réacteur, la charge d'hydrocarbure est atomisée en fines gouttelettes à l'intérieur de l'injecteur. Bien qu'il n'existe pas de réel consensus concernant le diamètre optimum des gouttelettes, on recherche en général à former des gouttelettes dont le diamètre est du même ordre de grandeur que le diamètre des particules de catalyseur, à savoir moins de 200 microns, par exemple de l'ordre de 70 à 80 microns. Cette étape d'atomisation de la charge par les injecteurs est particulièrement importante car elle permet de maximiser la surface de contact liquide (charge d'hydrocarbure liquide) -solide (catalyseur), ce qui favorise le transfert de chaleur et contribue à la répartition homogène des hydrocarbures à l'intérieur du riser ou du downer. De manière générale, on utilise des injecteurs dits « diphasiques », lesquels présentent un corps cylindrique creux et deux ouvertures d'entrée par lesquelles on injecte respectivement la charge d'hydrocarbure liquide à craquer et un gaz d'atomisation, généralement de la vapeur d'eau, à l'intérieur dudit corps. Une chambre de contact est ménagée à l'intérieur du corps, dans laquelle on met en contact la charge d'hydrocarbure et le gaz d'atomisation pour atomiser la charge d'hydrocarbure. Une fois atomisée, la charge d'hydrocarbure est éjectée via une ouverture de sortie débouchant à l'intérieur du réacteur. 3024054 2 Chaque injecteur est implanté sur une paroi de réacteur de manière à ce qu'une extrémité de l'injecteur comprenant l'ouverture de sortie soit située à l'intérieur du réacteur. L'injecteur est sujet d'une part à une corrosion induite par la 5 vapeur d'eau et par la charge d'hydrocarbure passant à travers l'intérieur du corps de l'injecteur, et d'autre part par une érosion externe induite par la circulation du catalyseur à l'intérieur du réacteur. Pour remédier à ce problème, il a été proposé un injecteur en aciers spéciaux, dont l'extrémité située à l'intérieur du réacteur est 10 éventuellement revêtue d'une couche de céramique d'une épaisseur de quelques centaines de microns. Bien que les injecteurs ainsi obtenus montrent une meilleure résistance, cette technique ne permet pas un usage prolongé des injecteurs sans une maintenance ou un remplacement régulier en raison de l'abrasion élevée provoquée par le 15 flux de catalyseur passant au contact de la surface extérieure de l'injecteur de charge, à l'intérieur du réacteur. Une fois la couche de céramique ablatée, l'érosion de l'acier est très rapide, entrainant une détérioration élevée des performances de l'injecteur. De plus, les matériaux utilisés pour la fabrication des injecteurs 20 limitent aussi le choix possible du gaz d'atomisation car ce dernier ne doit pas induire de corrosion importante du matériau de l'injecteur. C'est la raison pour laquelle la vapeur d'eau est utilisée couramment comme gaz d'atomisation. Toutefois, les atomes d'oxygène contenus dans la vapeur d'eau ont tendance à réagir avec la charge 25 d'hydrocarbure ou avec les produits de la réaction de craquage, ce qui peut conduire à la formation de composés oxygénés, lesquels sont difficilement éliminables du produit d'hydrocarbure recherché et peu valorisables. En outre, ces composés oxygénés peuvent provoquer une désactivation des catalyseurs utilisés lors d'opérations ultérieures de 30 traitement des produits obtenus. W02007065001, US6503461, US5061457, US4875996 décrivent des injecteurs de charge dont l'extrémité en contact avec le flux de catalyseur dans la zone réactionnelle comprend un élément en céramique. Toutefois, les injecteurs décrits ne permettent pas d'éviter une dégradation de leurs performances en service. Cette dégradation ne semble pas liée à la tête en céramique pour laquelle on n'observe pas de modification structurelle significative. 3024054 3 Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est non seulement de fournir un injecteur résistant à l'érosion et à la corrosion nécessitant moins de maintenance, mais aussi de fournir des moyens d'injection de charge d'hydrocarbure permettant un 5 meilleur rendement de l'unité FCC et une meilleure qualité des produits obtenus, tout en préservant leurs performances de nébulisation/atomisation au cours du temps, et ce, quel que soit le gaz utilisé pour nébuliser/atomiser la charge. Dans ce but, la présente invention propose un injecteur de charge 10 pour injecter une charge d'hydrocarbure dans un réacteur de type tubulaire à flux sensiblement ascendant ou descendant destiné à être utilisé dans une unité de craquage catalytique fluide, présentant au moins un corps cylindrique creux, au moins une première et une seconde ouvertures d'entrée pour injecter respectivement une charge 15 d'hydrocarbure liquide à craquer et un gaz d'atomisation à l'intérieur dudit corps cylindrique creux, au moins une chambre de contact ménagée à l'intérieur dudit corps cylindrique creux, dans laquelle sont destinés à être mis en contact ladite charge d'hydrocarbure liquide à craquer et ledit gaz d'atomisation pour atomiser ladite charge 20 d'hydrocarbure liquide d'hydrocarbure à craquer, et au moins une ouverture de sortie pour éjecter ladite charge d'hydrocarbure liquide ainsi atomisée, caractérisé en ce que chaque élément de l'injecteur est formé de matériau céramique. Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans le fait que 25 l'injecteur soit fabriqué principalement à partir d'un matériau céramique. L'injecteur selon l'invention présente l'avantage d'être réalisé en céramique, au moins pour ses éléments principaux, à savoir le corps cylindrique creux, l'ouverture d'entrée pour le gaz d'atomisation, l'ouverture d'entrée pour la charge d'hydrocarbure liquide à craquer et 30 la chambre de contact. Les matériaux en céramique se sont avérés adaptés aux conditions d'utilisation d'une unité FCC. En particulier, ces matériaux peuvent présenter une bonne résistance à la corrosion et à la température. Les matériaux en céramique présentent une dureté relativement élevée, supérieure aux catalyseurs utilisés dans l'unité 35 FCC, à savoir une dureté d'au moins 1400N/mm2 en dureté Wickers. De préférence, le matériau céramique présente une dureté supérieure à 2100 N/mm2 ou encore supérieure à 2500 N/mm2. Du fait de cette 3024054 4 dureté relativement élevée, les injecteurs selon l'invention présentent l'avantage de ne pas nécessiter la présence d'une couche protectrice sur leurs parois : il n'est ainsi plus nécessaire de protéger les parois avec des revêtements du type de ceux décrits plus haut pour des parois en 5 acier. Il en résulte un gain de poids notable des injecteurs par rapport aux injecteurs en acier habituellement utilisés et une fabrication simplifiée. De plus, du fait de l'inertie élevée des céramiques vis-à-vis de nombreux composés chimiques, on peut élargir le choix des gaz 10 d'atomisation. Dans ce cas, on peut choisir des gaz d'atomisations plus réactifs avec les produits hydrocarbures, ou/et ne provoquant que peu, ou pas, de formation de composés oxygénés. A titre d'exemple, on peut citer des gaz ne comportant pas d'atome d'oxygène, tels que les gaz d'azote, d'hélium, et le sulfure d'hydrogène H2S. 15 Sans vouloir être lié à une quelconque théorie, la demanderesse suppose que les phénomènes d'érosion/corrosion ayant lieu à l'intérieur des injecteurs conventionnels, généralement en acier, dans la zone de mélange entre la charge et le gaz assurant la nébulisation/atomisation de la charge, seraient à l'origine de la dégradation des performances de 20 nébulisation/atomisation au cours du temps, indépendamment de la nature du matériau utilisé pour fabriquer la tête d'injecteur (acier ou céramique), la tête d'injecteur étant concernée par d'autres phénomènes d'érosion impliquant majoritairement le catalyseur de craquage. L'injecteur de charge selon l'invention peut être diphasique. A 25 titre d'exemple, on peut citer des injecteurs de type « venturi » ou de type « impacteur ». Toutefois, le choix de l'injecteur n'est pas limité tant qu'il produit des gouttelettes présentant par exemple un diamètre moyen du même ordre que celui des particules de catalyseur (par exemple environ 70 - 80 microns). 30 De préférence, le matériau céramique est choisi parmi le carbure de silicium SiC, le carbure de bore B4C, le nitrure de silicium Si3N4, le nitrure d'aluminium A1N, le nitrure de bore BN, l'alumine A1203, ou des mélanges de ceux-ci. De préférence, le matériau céramique est le carbure de silicium SiC. 35 De préférence, le matériau céramique est du carbure de silicium SiC ou comprend du carbure de silicium SiC, de préférence en quantité majoritaire, par exemple en une teneur de 60% à 99,9% en poids. Le 3024054 5 carbure de silicium présente l'avantage de posséder de bonnes propriétés mécaniques et physiques pour un coût de fabrication raisonnable. En variante ou éventuellement en combinaison, le matériau 5 céramique comprend une matrice céramique choisie parmi le carbure de silicium SiC, le carbure de bore B4C, le nitrure de silicium Si3N4, le nitrure d'aluminium AIN, le nitrure de bore BN, l'alumine A1203, ou des mélanges de ceux-ci, matrice céramique dans laquelle sont incorporées des fibres de carbone ou des fibres céramiques, ou un mélange de ces 10 fibres. Le matériau céramique est alors un matériau composite. Un tel matériau composite peut être avantageux pour les injecteurs soumis à des contraintes d'étirement et de cisaillement. Notamment, les fibres peuvent être disposées de manière aléatoire (pseudo-isotrope) ou 15 anisotropique. Une distribution anisotropique des fibres peut être avantageuse dans des zones particulières, par exemple les zones d'extrémité destinées à être assemblées avec un autre matériau ou avec une autre pièce du même matériau (assemblage mécanique ou soudage, brasage) ou dans le cas de zones soumises à une contrainte 20 d'étirement/cisaillement importante. Lorsqu'elles sont présentes, ces fibres peuvent représenter de 0,1 à 10% en poids du matériau composite. Les fibres de carbone peuvent être des fibres de carbone avec les plans graphitiques orientés le long de la fibre. 25 Les fibres céramiques peuvent être choisies parmi les fibres d'alumine cristalline, les fibres de mullite (3A1203, 2SiO2), les fibres de carbure de silicium cristallin ou amorphe, des fibres de zircone, des fibres de silice-alumine, ou des mélanges de celles-ci. De préférence, le matériau céramique composite comprend une 30 matrice en carbure de silicium SiC, comprenant des fibres du type précité. De préférence, les fibres sont des fibres en carbure de silicium. Avantageusement et de manière non limitative, le matériau céramique peut être un matériau céramique fritté. Ceci peut notamment faciliter la réalisation des éléments en céramique, qu'ils soient en une 35 ou plusieurs parties ou que l'injecteur soit réalisé d'une seule pièce. Eu égard à la dimension des injecteurs, il est possible de réaliser l'injecteur selon l'invention en céramique massive en une seule pièce sans 3024054 6 assemblage ni soudage. Dans ce cas, l'injecteur peut être formé par exemple par moulage ou par extrusion, suivi par une cuisson de l'élément d'injection cru, dans des conditions opératoires conventionnelles adaptées au type de céramique produit. L'étape de 5 cuisson est éventuellement précédée d'une étape de séchage. Avantageusement, les parois internes et/ou externes de l'injecteur peuvent être lisses, autrement dit, elles peuvent présenter une faible rugosité de surface. De telles parois lisses permettent d'augmenter les vitesses en service à l'intérieur de l'injecteur et au niveau de l'ouverture 10 de sortie. De ce fait, on peut non seulement diminuer la taille des injecteurs mais aussi augmenter des débits de charge d'hydrocarbure et partant, une meilleure dispersion de la charge d'hydrocarbure ce qui permet d'améliorer la qualité des produits de craquage de la charge d'hydrocarbure. De plus, le fait de diminuer la taille des injecteurs 15 permet d'augmenter le nombre d'injecteurs dans le lit fluidisé. Une telle paroi lisse peut être obtenue lorsque le matériau céramique est un matériau céramique fritté. Avantageusement et de façon non limitative, l'injecteur de charge peut être obtenu à partir d'une poudre de frittage relativement fine, par 20 exemple avec un diamètre moyen de grains inférieur ou égal à 500 nm, ce qui peut conduire à des surfaces relativement lisses. Alternativement ou en complément, l'injecteur de charge peut être obtenu en ajoutant au matériau principal, par exemple du SiC, un additif, choisi parmi le bore B, le silicium Si et le carbone C, ou leurs 25 mélanges, par exemple dans une proportion variant de 0,3% à 2% en poids. Dans le cas d'un matériau SiC obtenu par frittage de poudre, un tel ajout d'additif peut permettre de diminuer la porosité et par conséquent la rugosité. Avantageusement et de façon non limitative, l'additif peut 30 comprendre un mélange de bore B, de silicium Si et de carbone C. Il peut ainsi se former du SiC additionnel, lequel vient boucher les pores et diminuer ainsi la rugosité. Alternativement ou en complément, pourra par exemple prévoir une étape de dépôt additionnel de SiC par dépôt chimique en phase 35 vapeur ou CVD (de l'anglais « Chemical Vapor Deposition »). Dans un mode de réalisation particulier, les éléments de l'injecteur peuvent être réalisés chacun en une seule pièce en matériau 3024054 7 céramique, obtenus par frittage. L'étape de frittage peut être précédée d'une étape de mise en forme classique, par exemple par compression, extrusion, injection. Le frittage est un procédé de fabrication de pièces consistant à 5 chauffer une poudre sans la mener jusqu'à la fusion. Sous l'effet de la chaleur, les grains se soudent entre eux, ce qui forme la cohésion de la pièce. Le frittage est notamment utilisé pour obtenir la densification de matériaux céramiques et présente les avantages suivants : - il permet de maîtriser la densité de la matière ; comme on 10 part d'une poudre et que celle-ci ne fond pas, on peut maîtriser la taille des grains de poudre (granulométrie) et la densité du matériau, selon le degré de compactage initial des poudres - il permet d'obtenir des matériaux à porosité contrôlée, inertes chimiquement (faible réactivité chimique et bonne tenue 15 aux corrosions) et thermiquement. - il permet de maîtriser les dimensions des pièces produites : comme il n'y a pas de changement d'état, les variations de volume, de dimensions, sont peu importantes par rapport à la fusion (absence de phénomène de retrait). 20 Dans un autre mode de réalisation particulier, les éléments de l'injecteur peuvent être des éléments distincts en matériau céramique assemblés entre eux. Par ailleurs, chaque élément distinct de l'injecteur ou au moins un des éléments distincts de l'injecteur, peut être également formé en 25 plusieurs parties assemblées entre elles. Chaque partie peut notamment être obtenue par frittage. Les éléments distincts de l'injecteur, et/ou les parties formant ces éléments, peuvent être reliés par soudure ou brasage. L'assemblage peut par exemple être réalisé un procédé de soudure par diffusion, par 30 exemple tel que décrit dans le document US 2009/0239007A1. En variante ou en combinaison, des éléments distincts d'injecteur à assembler et/ou des parties formant ces éléments à assembler peuvent présenter des extrémités conformées pour être assemblées par emboîtement ou vissage. 35 Avantageusement, les extrémités des parties ou éléments assemblés par emboîtement ou vissage peuvent présenter une forme 3024054 8 conique, ce qui peut permettre de réduire de manière simple les contraintes entre les pièces et d'améliorer l'étanchéité entre les pièces. Avantageusement, pour une meilleure étanchéité, un joint peut être disposé entre les parties ou éléments assemblés par emboîtement 5 ou vissage. Il peut s'agir par exemple d'un joint en carbone ou en tout autre matériau adapté, par exemple en vermiculite ou en un autre matériau compressible et stable thermiquement. Eventuellement, un joint peut être disposé entre des parties ou éléments assemblés par emboîtement ou vissage présentant une forme conique. 10 L'injecteur selon l'invention présente l'avantage d'être réalisé, au moins pour ses éléments principaux, à savoir corps cylindrique, ouvertures d'entrée, ouverture de sortie et chambre de contact, en matériau céramique. Il peut toutefois être envisageable de prévoir un renfort externe à l'injecteur, afin de s'adapter aux contraintes physiques 15 qui seront rencontrées lorsque l'injecteur sera en service. En outre, l'invention concerne aussi un réacteur de type tubulaire à flux ascendant ou descendant destiné à être utilisé dans une unité de craquage catalytique fluide muni d'au moins un injecteur de charge comme il a été défini précédemment. 20 Avantageusement, le réacteur est muni d'au moins deux injecteurs de charge tels que définis précédemment, et au moins l'un des ces injecteurs est orienté de manière à injecter une charge d'hydrocarbure liquide à contre courant à l'intérieur du réacteur par rapport à un sens d'écoulement du flux des grains de catalyseur. Ce 25 sens d'écoulement est généralement parallèle à l'axe longitudinal du réacteur. Notamment la position du ou des injecteurs de charge peut être tel que décrit dans le document EP 0911 379 ou EP 0209 442. A titre d'exemple, ledit au moins un injecteur peut être positionné de manière à permettre l'introduction de la charge suivant une direction 30 faisant un angle de 0 à 90° avec l'axe longitudinal du réacteur. Cet angle peut notamment être de 5 à 85°, voire de 30 à 60°. Les injecteurs peuvent ainsi être positionnés de manière à réaliser une injection de la charge à contre courant, éventuellement en combinaison avec des injections en co-courant, ce qui peut permettre d'assurer un meilleur 35 résultat en matière de conversion de charge d'hydrocarbure et de qualité des produits désirés. 3024054 9 Etant donné qu'il n'est plus nécessaire de tenir compte du problème d'érosion, l'injecteur selon l'invention peut être disposé librement de façon à optimiser le rendement du FCC. Un tel positionnement d'injecteurs, éventuellement en combinaison avec des 5 injecteurs en co-courant, peut permettre d'assurer un meilleur résultat en matière de conversion de charge d'hydrocarbure et de qualité des produits désirés. Avantageusement, lorsque le réacteur tubulaire est en métal, par exemple en acier inoxydable, il peut être relié à au moins un injecteur 10 par des moyens de fixation aptes à absorber une différence de dilatation entre le métal du réacteur et le matériau en céramique dudit au moins un injecteur. Par exemple, de tels moyens de fixation peuvent être constitués par une couche de matériaux comprenant essentiellement des fibres 15 céramiques assemblées présentant un module élastique non nul, cette couche étant disposée entre une partie en matériau céramique et une partie métallique et assurant la cohésion de ces parties. Alternativement, la géométrie et les dimensions des moyens de fixation peuvent être adaptées afin de compenser la différence de 20 dilatation thermique entre le métal et le matériau céramique. De tels moyens de fixation peuvent comprendre des parties s'emboîtant ou se vissant, de préférence des parties coniques. Par exemple, les parties à assembler présentent avantageusement une symétrie de révolution, et leurs extrémités présentent des formes 25 coniques complémentaires. En variante, les moyens de fixation peuvent comprendre un (ou plusieurs) élément de plaquage apte à exercer une force élastique sur une partie en matériau céramique à assembler à une partie métallique afin de plaquer cette partie en matériau céramique contre la partie 30 métallique. Ainsi, la fixation supporte la dilatation différentielle entre le matériau de la partie métallique, par exemple un acier, de préférence un acier inoxydable, et le matériau céramique. En effet, la céramique peut présenter un coefficient de dilatation thermique bien moindre que celui 35 de l'acier. L'élément de plaquage peut par exemple comprendre un moyen ressort, ou autre. On pourra par exemple prévoir une ou des pattes de 3024054 10 fixation solidarisées à (ou d'une seule pièce avec) une partie métallique, par exemple soudées. Ces pattes, d'une part soudées par une extrémité à la partie métallique, tandis que l'autre extrémité repose sur une surface d'une partie en matériau céramique, permettent d'exercer une 5 force d'appui élastique sur la partie en matériau céramique de façon à maintenir celle-ci plaquée contre la partie métallique. Cette autre extrémité peut présenter une surface relativement plane afin de limiter les zones de fortes contraintes mécaniques. Notamment, les moyens de fixation peuvent comprendre au moins 10 une patte métallique solidaire d'une face de fixation du réacteur et apte à exercer une force d'appui élastique sur un rebord d'un injecteur afin de maintenir ce rebord en appui élastique contre la face de fixation du réacteur. La face de fixation et le rebord peuvent s'étendre sur toute la périphérie des extrémités à assembler. Il peut s'agir de collerettes. 15 En variante, le réacteur tubulaire peut également être en matériau céramique. Il peut alors être relié audit injecteur par soudage, brasage, vissage ou emboîtement, tel que décrit plus haut. En particulier, le matériau céramique peut être le même que celui décrit en référence à l'injecteur selon l'invention, l'assemblage par 20 soudage, brasage, vissage ou emboîtement peut être tel que décrit en référence à l'assemblage d'un injecteur en plusieurs parties distinctes. Le réacteur en matériau céramique peut lui-même être réalisé en une ou plusieurs parties en matériau céramique assemblées. L'invention concerne également une unité de craquage catalytique 25 comprenant au moins un injecteur précité et/ou au moins un réacteur tel que défini précédemment. L'invention concerne aussi un procédé de craquage catalytique fluide comprenant une injection de charge d'hydrocarbure dans un réacteur de type tubulaire à flux ascendant ou descendant, caractérisé 30 en ce que ladite injection de charge comprend une étape préalable de mise en contact d'une charge d'hydrocarbure liquide à craquer et d'un gaz d'atomisation au moyen d'au moins un injecteur selon l'invention, et en ce que ledit gaz d'atomisation consiste sensiblement en un composé ne présentant pas d'atome d'oxygène. 35 Ainsi, la vapeur d'eau est remplacée par un gaz d'atomisation ne comprenant pas d'atome d'oxygène. Cela permet de diminuer la 3024054 11 formation des composés oxygénés, lesquels sont difficilement éliminables du produit désiré. Le gaz d'atomisation peut être choisi parmi les gaz inertes tels que l'azote, l'hélium et l'hydrogène ou les gaz réactifs avec les oléfines tels 5 que le sulfure d'hydrogène H2S. De préférence, le composé est le sulfure d'hydrogène H2S. De préférence, la charge d'hydrocarbure liquide est injectée à l'intérieur dudit réacteur à contre courant par rapport à un sens d'écoulement du flux des grains de catalyseur. Comme déjà expliqué ci- 10 dessus, le sens d'écoulement est généralement parallèle à l'axe longitudinal du réacteur. A titre d'exemple, l'introduction de la charge suivant une direction fait un angle de 0 à 90° avec l'axe longitudinal du réacteur. Cet angle peut notamment être de 5 à 85°, voire de 30 à 60°. Une telle injection à contre courant, éventuellement en 15 combinaison avec des injections en co-courant, peut permettre d'assurer un meilleur résultat en matière de conversion de charge d'hydrocarbure et de qualité des produits désirés. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation 20 particulier de l'invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la Figure 1 illustre une représentation schématique d'une unité FCC; - la Figure 2 illustre une représentation schématique en coupe 25 d'un injecteur, l'objet de l'invention selon une première variante; - la Figure 3 illustre une représentation schématique en coupe d'un injecteur, l'objet de l'invention selon une deuxième variante - les figures 4a et 4b sont des vues en coupe axiale des extrémités de deux pièces assemblées. Les pièces assemblées sont 30 séparées sur la figure 4b pour plus de clarté ; et - la figure 5 montre un exemple d'assemblage d'un injecteur selon l'invention à un réacteur, notamment un réacteur métallique, la figure 5a montrant un détail de cette figure 5. La figure 1 représente une unité de craquage catalytique fluide 35 équipée d'un réacteur à flux essentiellement ascendant. Cette unité est d'un type connu en soi. Elle comprend notamment un réacteur en forme de colonne 1, dit élévateur de charge, ou riser, alimenté à sa base 3024054 12 par une conduite 32 en grains de catalyseur régénéré en quantité déterminée. Un gaz élévateur, par exemple de la vapeur d'eau, est introduit dans la colonne 1 par la ligne 4, au moyen d'un diffuseur 5. La charge à craquer est introduite au niveau de la zone d'injection 5 6, qui comporte des injecteurs 2 et 3 que l'on détaillera ci-après. La colonne 1 débouche à son sommet dans une enceinte 9, appelée désengageur, qui lui est par exemple concentrique et dans laquelle s'effectuent la séparation des produits de craquage et le stripage des particules désactivées de catalyseur. Les produits de craquage sont 10 séparés des particules de catalyseur usé dans un cyclone 10, qui est logé dans l'enceinte 9, au sommet de laquelle est prévue une ligne d'évacuation 11 des produits de craquage, tandis que les particules de catalyseur désactivées se déplacent par gravité vers la base de l'enceinte 9. Une ligne 12 alimente en fluide de stripage, généralement de la 15 vapeur d'eau, des injecteurs ou diffuseurs 13 de gaz de fluidisation disposés régulièrement à la base de l'enceinte 9. Un ou plusieurs autres cyclones peuvent être prévus à l'intérieur de l'enceinte 9. Les particules désactivées de catalyseur ainsi strippées sont évacuées à la base de l'enceinte 9 vers un régénérateur 14, par 20 l'intermédiaire d'un conduit 15, sur lequel est prévue une vanne de régulation 16. Dans le régénérateur 14, le coke déposé sur les particules du catalyseur est brûlé à l'aide d'air, injecté à la base du régénérateur par une ligne 17, qui alimente des injecteurs ou diffuseurs 18 régulièrement espacés. Les particules du catalyseur traité, 25 entraînées par le gaz de combustion, sont séparées par des cyclones 19, d'où le gaz de combustion est évacué par une ligne 20, tandis que les particules de catalyseur sont rejetées vers la base du régénérateur 14, d'où elles sont recyclées à l'alimentation de l'élévateur 1 par le conduit 32, équipé d'une vanne de régulation 33. 30 Les effluents de la réaction sont acheminés par la ligne 11 vers une colonne de fractionnement 25, laquelle permet de les séparer par distillation, afin d'obtenir : - par la ligne 26, les produits gazeux (hydrocarbures en Cl à C4) ; 35 - par la ligne 27, une coupe essence. - par la ligne 28, une coupe de type gazole ou LCO. 3024054 13 - et enfin, par la ligne 29, une coupe de résidu de distillation ou slurry, qui contient des quantités importantes de particules fines. Les injecteurs 2, 3 en céramique selon l'invention peuvent être 5 installés, par exemple, à la partie inférieure de l'élévateur 1. La figure 2 représente schématiquement un injecteur selon un premier mode de l'invention. L'injecteur 2' est un injecteur communément appelé de type « venturi », présentant un corps cylindrique creux 41. L'injecteur 2' présente une première ouverture 40 10 et une seconde ouverture 42, chacune débouchant sur une chambre de contact 46 ménagée à l'intérieur du corps cylindrique 41. L'injecteur 2' présente en outre une ouverture de sortie 44 débouchant à l'intérieur du réacteur 1 (non présenté sur la figure 2). La chambre de contact 46 présente une première chambre 47 15 d'introduction et une seconde chambre 49 de sortie, lesquelles communiquent l'une avec l'autre via un col 46 présentant un diamètre sensiblement inférieur à celui des première et seconde chambres 47, 49. La première ouverture 40 et la seconde ouverture 42 sont prévues 20 respectivement pour injecter la charge d'hydrocarbure liquide à craquer, et pour injecter un gaz d'atomisation à l'intérieur de l'injecteur. En l'occurrence, le gaz d'atomisation peut être de la vapeur d'eau mais peut être remplacé par un autre gaz, par exemple du sulfure d'hydrogène H2S, de l'hydrogène H2 ou du gaz de raffinerie. 25 Un gaz de raffinerie contient généralement des hydrocarbures en C 1 à C5, de l'hydrogène, et parfois de l'H2S. Lorsqu'on introduit la charge d'hydrocarbure liquide C par la première ouverture 40, le liquide est guidé par un chemin 50 débouchant à l'intérieur de la première chambre 47. Parallèlement, le 30 gaz d'atomisation G introduit par la seconde ouverture 42 atteint la première chambre 47 pour se mélanger avec la charge d'hydrocarbure liquide. Ensuite, le mélange du gaz d'atomisation et du liquide d'hydrocarbure atteint des vitesses soniques au niveau du col 48 grâce à l'effet Venturi. L'augmentation de la vitesse et le cisaillement provoqué 35 par le gaz d'atomisation provoquent l'éclatement du jet de charge d'hydrocarbure liquide en fines gouttelettes. 3024054 14 L'injecteur 2' peut être dimensionné pour fonctionner avec un flux de liquide au col de l'ordre de 5000kg/m2s. L'atomisation de la charge d'hydrocarbure liquide s'effectue essentiellement au niveau du col 48. La figure 3 représente schématiquement un injecteur selon un 5 second mode de réalisation de l'invention. L'injecteur 2" est un injecteur communément appelé de type « impacteur», lequel présente également un corps cylindrique creux 141 dans lequel est ménagée une chambre de contact 146. Structurellement, l'injecteur 2" de type impacteur diffère de celui de Venturi par le fait que : 10 - la chambre de contact 146 présente un diamètre interne sensiblement constant, c'est-à-dire qu'elle ne présente pas un col ; et - l'injecteur 2" présente une cible 143 s'étendant en saillie d'une paroi interne 145 de la chambre de contact 146 en regard de l'ouverture 142 d'introduction du gaz d'atomisation G et au travers du passage de 15 la charge d'hydrocarbure liquide C. La charge d'hydrocarbure liquide C est projetée contre la cible 143, dès son entrée dans la chambre de contact 146 par une première ouverture 140. Le jet de liquide éclate et est emporté sous forme de gouttelettes, par un courant de gaz d'atomisation G introduit par une 20 seconde ouverture 142 à haute vitesse. L'atomisation de la charge d'hydrocarbure liquide dans ce type d'injecteur 2" s'effectue en deux fois. Une première partie à lieu au niveau de la cible 143 par un éclat du jet de charge d'hydrocarbure liquide. La deuxième atomisation a lieu au niveau d'une ouverture de sortie 144 de diamètre réduit, où le 25 rétrécissement du diamètre accélère les fluides. A titre d'exemple, l'ouverture de sortie 144 présente un diamètre de l'ordre de 18 à 23 mm. Selon l'invention, les injecteurs 2', 2" sont entièrement formés dans un matériau céramique, de préférence en carbure de silicium SiC. 30 Ils sont par exemple formés par moulage par injection ou extrusion. Le moulage par injection ou l'extrusion se font traditionnellement à l'aide de poudres céramiques ou de précurseurs de céramiques avec un liant. Selon un autre mode de fabrication, les injecteurs en céramique sont formés par compression et chauffage d'une poudre céramique, la 35 compression pouvant être maintenue lors de l'étape de chauffage, l'étape de chauffage étant une étape de frittage de la poudre céramique. Cette technique est particulièrement bien adaptée à la fabrication 3024054 15 d'éléments massifs en carbure de silicium selon l'invention. La poudre céramique utilisée comprend éventuellement des fibres céramiques afin d'augmenter la résistance mécanique des pièces produites. Les fibres céramiques, lorsqu'elles sont présentes, représentent généralement de 5 0,1 à 10% en poids de la pièce produite. Selon l'invention, l'injecteur 2 est d'une ou plusieurs pièces en matériau céramique. Par exemple, le corps cylindrique creux 41, 141 et la seconde ouverture d'entrée 42, 142 peuvent être des pièces distinctes, le corps cylindrique creux 41, 141 et la première ouverture 10 d'entrée 40, 140 pouvant être réalisées d'une seule pièce. Les éléments 41 et 42 peuvent alors être emboîtés, tel que représenté schématiquement sur la figure 4a par emboîtement de parties d'extrémité coniques de forme complémentaire, ou assemblés par vissage de leurs extrémités (figure 4b), ou encore soudés ou brasés 15 (non représenté). De manière similaire, le corps cylindrique creux 41, 141 peut être constitué de plusieurs parties distinctes assemblées, cet assemblage pouvant être réalisé tel que décrit ci-dessus, par assemblage de tronçons cylindriques ou coniques, ou encore par assemblage de pièces ressemblant à des briques par emboîtement et/ou 20 soudage/ brasage. L'injecteur 2 peut être relié directement sur une paroi externe la du réacteur tubulaire 1 tel que représenté schématiquement sur la figure 5. Lorsque le réacteur tubulaire 1 est en métal, sa paroi externe la peut présenter une face de fixation lb à laquelle sont solidarisées au 25 moins deux pattes métalliques le conformées pour venir en appui contre un rebord 2c de l'injecteur 2 afin de maintenir ce rebord 2c en appui contre la face de fixation lb du réacteur. Ce rebord 2c peut être situé à une extrémité de l'injecteur 2. La face de fixation lb et le rebord 2c peuvent s'étendre sur toute la périphérie des extrémités à assembler. 30 Il peut s'agir de collerettes. En variante non représentée, le réacteur peut également être en matériau céramique et la fixation à l'injecteur peut alors être réalisée tel que décrit plus haut pour l'assemblage des éléments de l'injecteur. L'invention a été décrite en référence à une unité FCC 35 fonctionnant avec un réacteur à flux ascendant (« riser »), les injecteurs selon l'invention peuvent toutefois également être utilisés dans des 3024054 16 unités FCC fonctionnant avec un réacteur à flux descendant (« downer »). REVENDICATIONS1. Injecteur de charge (2) pour injecter une charge d'hydrocarbure atomisée dans un réacteur (1) de type tubulaire à flux sensiblement ascendant ou descendant destiné à être utilisé dans une unité de craquage catalytique fluide, présentant : - au moins un corps (41, 141) cylindrique creux ; - au moins une première et une seconde ouvertures d'entrée (40, 140, 42, 142) pour injecter respectivement une charge d'hydrocarbure liquide à craquer et un gaz d'atomisation à l'intérieur dudit corps cylindrique (41) ; - au moins une chambre de contact (46, 146) ménagée à l'intérieur dudit corps cylindrique creux, dans laquelle sont destinés à être mis en contact ladite charge d'hydrocarbure liquide à craquer et ledit gaz d'atomisation pour atomiser ladite charge d'hydrocarbure liquide à craquer; et - au moins une ouverture de sortie (44, 144) débouchant sur l'intérieur dudit réacteur pour éjecter ladite charge d'hydrocarbure liquide ainsi atomisée, caractérisé en ce que chaque élément de l'injecteur (2) est formé d'un matériau céramique. 2. Injecteur (2) de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau céramique est choisi parmi le carbure de silicium SiC, le carbure de bore B4C, le nitrure de silicium Si3N4, le nitrure d'aluminium A1N, le nitrure de bore BN, l'alumine A1203, ou des mélanges de ceux-ci. 3. Injecteur (2) de charge selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau céramique comprend une matrice céramique choisie parmi le carbure de silicium SiC, le carbure de bore B4C, le nitrure de silicium Si3N4, le nitrure d'aluminium A1N, le nitrure de bore BN, l'alumine A1203, ou des mélanges de ceux-ci, matrice céramique dans laquelle sont incorporées des fibres de carbone ou des fibres céramiques, fibres céramiques par exemple choisies parmi les fibres d'alumine cristalline, les fibres de mullite, les fibres de carbure de silicium cristallin ou amorphe, des fibres de zircone, des fibres de silice- alumine, ou des mélanges de celles-ci. 3024054 18 4. Injecteur (2) de charge selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau céramique est un matériau céramique fritté. 5. Injecteur (2) de charge selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est formé dans une pièce. 6. Réacteur (1) de type tubulaire à flux ascendant ou descendant destiné à être utilisé dans une unité de craquage catalytique fluide muni d'au moins un injecteur de charge selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 10 7. Réacteur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est muni d'au moins deux injecteurs (2) de charge, et en ce qu'au moins l'un desdits injecteurs (2) est orienté de manière à injecter une charge d'hydrocarbure liquide à contre courant à l'intérieur du réacteur par rapport à un sens d'écoulement du flux des grains de catalyseur. 15 8. Réacteur (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé en métal, et en ce que ledit injecteur (2) est relié audit réacteur (1) par des moyens de fixation aptes à absorber une différence de dilatation entre le métal dudit réacteur et le matériau en céramique dudit injecteur. 20 9. Réacteur (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé en matériau céramique et en ce que ledit injecteur (2) est relié audit réacteur (1) par soudage, brasage, vissage ou emboîtement. 10. Unité de craquage catalytique comprenant au moins un 25 injecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et/ou au moins un réacteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 9. 11. Procédé de craquage catalytique fluide comprenant une injection de charge d'hydrocarbure dans un réacteur (1) de type tubulaire à flux ascendant ou descendant, caractérisé en ce que ladite 30 injection de charge comprend une étape préalable de mise en contact d'une charge d'hydrocarbure liquide à craquer et d'un gaz d'atomisation pour atomiser ladite charge d'hydrocarbure liquide au moyen d'au moins un injecteur selon l'une des revendications 1 à 5, et en ce que ledit gaz d'atomisation consiste en un composé ne comportant pas 35 d'atome d'oxygène. 12. Procédé de craquage catalytique fluide selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit composé est le sulfure d'hydrogène H2S. 3024054 19 13. Procédé de craquage catalytique fluide selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que ladite charge d'hydrocarbure liquide est injectée à l'intérieur dudit réacteur à contre courant par rapport à un sens d'écoulement du flux des grains de catalyseur. 5