CA1259577A - Procede et appareil pour craquage catalytique en lit fluide - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de craquage en lit fluide de catalyseur d'une charge hydrocarbonée et de régénération du catalyseur. Ce procédé est caractérisé en ce que des particules chaudes sont mises en contact en haut de la zone de réaction de craquage, avec la charge liquide à traiter pulvérisée et provoquent ainsi (a) la vaporisation de la charge dans des conduites et (b) un mélange intime charge-particules de catalyseur, en ce que les particules catalytiques sont ensuite soutirées dans la partie inférieure du réacteur, séparées de l'effluent réactionnel, nettoyées dans le réacteur (stripping) et soumises successivement à deux étapes de régénération dans deux zones, la dernière de ces deux zones étant un réacteur tubulaire où les particules catalytiques cheminent de bas en haut entraînées par un gaz vecteur.

Description

1259S'77 L'invention se rapporte à un nouveau procedé (a) de craquage cataly-tique permettant plus spécialement le traitement d'huiles hydrocar-bonées lourdes et (b) de régénération du catalyseur, ainsi qu'à
l'appareillage permettant la mise en oeuvre de ce procédé.
s L'évolution de la nature des approvisionnements en pétroles bruts, ainsi que la diminution de la demande en produits raffinés en fuel-oils en faveur de produits plus légers du type essence, ont conduit l'industrie pétrolière du raffinage à développer divers procedes permettant de valoriser des huiles lourdes naturelles ainsi que des huiles residuelles telles que des residus de distillation atmosphe-rique ou des residus de distillation sous vide.
En ce qui concerne les procedes de craquage catalytique mettant en oeuvre de telles charges, il est apparu que les principales diffi-cultes proviennent du fait que ces charges contiennent des entites organiques telles que des asphaltènes ainsi que des hydrocarbures aromatiques polycycliques condenses, qui sont difficiles à craquer en molecules plus legeres susceptibles de fournir des rendements importants en fractions bouillant à des points d'ébullition moins éleves, mais qui ont tendance à s'associer pour donner lieu à des formations de coke importantes qui se deposent sur les catalyseurs utilises, diminuant ainsi leur activité. De surcroit, la présence ~I
12S957~7 dans ces huiles lourdes de quantites importantes de métaux lourds, tels que par exemple le nickel, le vanadium, le fer, etc... est con-sidéréecomme préjudiciable, car ces métaux ont tendance à empoisonner, ou tout au moins a désactiver, les catalyseurs de type zéolites gene-ralement utilises dans les procédes actuels de craquage catalytiqueen lit fluidise, nommesplus loin F.C.C.
Un certain nombre de facteurs essentiels peuvent cependant permettre la conversion de produits lourds en fractions plus legeres avec une bonne selectivite, tout en maintenant une formation de coke la plus reduite possible.
Parmi ~es facteurs, l'un des plus importants consiste à assurer, au niveau du contact de la charge hydrocarbonee - qui est géneralement prechauffee et additionnee de vapeur d'eau - et du catalyseur chaud regenere utilise dans l'unité de craquage catalytique, un mélange tel que le transfert de chaleur entre charge et catalyseur soit ef.ec-tué le plus rapidement possible et de la facon la plus réguliere pos-sible ; il est également primordial que le renouvellement du cataly-seur régénéré au niveau de l'introduction de la charge dans la zoneréactionnelle soit réalisé de façon permanente et efficace, en évi-tant en particulier les phénomenes de retro-mélange qui accroissent les temps de contact et provoquent une diminution importante de la formation de coupes légeres par augmentation du pourcentage pondéral du coke formé sur les grains de catalyseur.
Un autre phénomène important, également préjudiciable à la bonne marched'une unite de F.C.C. plus specialement destinee à traiter des charges lourdes, consiste en la difficulte d'obtenir une bonne homo-genéité radiale du catalyseur, tant au début de la zone réactionnelleque tout au long de cette zone.
Quant a la sélectivité des réactions de craquage d'une façon générale, il est connu qu'elle est d'autant meilleure que l'écoulement des fluides se rapproche d'un écoulement de type piston, qu'il est parti-.
12S957~
culièrement difficile d'obtenir dans des unites de F.C.C. convention-nelles.
La présente invention vise à obtenir simultanément les meilleures conditions pour acceder aux trois facteurs precedemment cites :
absence de rétro-mélange, homogeneite radiale et ecoulement de type piston. Cet objectif a pu être atteint en utilisant simultanement un nouveau type d'injection de la charge et de melange avec le cataly-seur, et une zone reactionnelle parcourue par un co-courant de charge et de catalyseur dans le sens descendant, ainsi qu'un separateur rapide.
Parmi les procédés de F.C.C. décrits dans l'art antérieur et utilisant un réacteur à co-courant descendant dans la zone reactionnelle, cer-tains sont destinés à traiter des charges conventionnelles telles que des gazoles sous vide ; le brevet US 2.420.558 décrit une telle me-thode, mais utilise un système d'injection de la charge traditionnel et ne met en jeu qu'une seule zone de regeneration de catalyseur; le brevet US 2.965.454 décrit un appareillage dont la zone réactionnelle est constituée par une pluralité de tubes verticaux parcourus par les co-courants descendants de charge et de catalyseur. Le brevet US.
3.835.029 se rapporte egalement à un procede de F.C.C. à co-courant descendant, qui ne s'applique qu'à des charges legères - vaporisa~les entièrement entre 510 et 550 ~C - dont l'introduction est faite en dessous de l'introduction du catalyseur dans la zone reactionnelle, lorsque la vitesse du catalyseur est comprise entre 9 et 30 m/s, et ne dispose pas d'un système de separation gaz/solides rapide.
Ces methodes ne conviennent pas à des charges hydrocarbonées plus lourdes, qui necessitent un appareillage special de vaporisation et d'injection de ces charges, ainsi que, la plupart du temps, un proce-'de de regeneration de catalyseur en deux etapes, pour permettre une regeneration convenable du catalyseur.
Le brevet US 4.385.985 decrit un procede de craquage catalytique à
flot descendant ameliore permettant de traiter des charges lourdes, , lZ59577 de point final d'ébullition supérieur à 560 ~C et ayant une teneur en carbone Conradson égale ou supérieure à 3 % ; cependant, le système décrit au niveau du mélange du catalyseur régénéré et de la charge, qui consiste à introduire le catalyseur par une grille perforée, et à introduire la charge par un système conventionnel de pluralité d'in-jecteurssitués en dessous du point d'introduction du catalyseur régé-néré, n'est pas susceptible d'assurer une vaporisation ultra-rapide de la charge ni un mélange homo~ène sur toute la section du réacteur.
ll en est de même du brevet US 4.411.773, qui décrit un appareillage identique, tout au moins en ce qui concerne les parties essentielles, et en particulier, le système de mélange -injection.
De nombreuses techniques specifiques ont dejà ete decrites pour intro-duire une charge hydrocarbonee lourde dans la zone reactionnelle d'un réacteur de craquage catalytique ; on peut entre autres citer le bre-vet US 4.097.243 qui décrit un système de distribution de charge com-prenant une pluralité de buses d'injection situées sur la sectior. la plus large d'un tronc de cone, certaines deces buses étant parallèles a l'axe du réacteur, d'autres étant inclinées par rapport à cet axe, l'arrivée du catalyseur régénéré se faisant obliquement par rapport à
l'axe du réacteur, au dessus du systeme d'introduction de la charge.
Dans le brevet US 4.427.537, on décrit une méthode de préparation et de dispersion de charges lourdes ; cette méthode consiste tout d'a-bord à former une émulsion de la charge dans de l'eau, et a préchauf-fer cette émulsion avant de l'atomiser sous forme de gouttelettes de100 à 500 ~ (100 à 500 x lO 6m), cette atomisation étant réalisée en dehors de la zone réactionnelle, grâce à un diluant gazeux ; l'injec-tion dans la zone réactionnelle est effectuée par une pluralité de buses répartiessur un distributeur en forme de tronc de cane, dont la surface n'occupe que de 20 à 40 % de celle du "réacteur" ; suivant ce procédé, l'arrivée du catalyseur régénéré se fait en dessous du sys-tème d'injection de charge, la charge étant introduite à une vitesse supérieure à 90 m/s. Les brevets US 3.152.065 et 3.246.960 ensei~nent une méthode d'injection de charge hydrocarbonée dans la partie infé-rieure d'un "réacteur" de facon à introduire un mélange de charge et de vapeur d'eau, la charge étant soumise à un mouvementhéli.co~dal avant d'etre mélangée a la vapeur d'eau, puis à
faire passer l'ensemble par un orifice de surface rest:reinte, l'arrivée de catalyseur régénéré s'effectuant en dessous du système d'injection, ~ la base du "réacteur".
Mais aucun des dispositifs mentionnés ne permet de réaliser une injection convenable de charge hydrocarbonée lourde dans une zone réactionnelle de craquage catalytique en assurant à la fois un mélange rapide - inférieur de préférence à 500 millisecondes - du catalyseur et de la charge vaporisée, et une bonne homogénéité radiale de mélange sur toute la surface du réacteur; de surcroît, ces dispositifs sont prévus pour l'introduction de charges dans le cas de réacteurs de F.C.C, de type co-courants ascendants ne sont pas adaptés au cas des co-courants descendants de catalyseur et de charge.
Selon la présente invention, il est prévu un procédé (a) de craquage catalytique en lit fluidisé d'une charge hydrocarbonée dans une zone de réaction dans laquelle la charge et le catalyseur circulent à co-courant de haut en bas et (b~ de régénération du catalyseur, dans deux zones de régénération, le procédé consistant à:
- injecter la charge liquide dans la partie supérieure de la zone de réaction par au moins une conduite se subdivisant en une pluralité de conduites sensiblement verticales terminées chacune à leur partie inférieure par un moyen de pulvérisation ou d'atomisation de la charge en gouttelettes, - introduire dans une enceinte aménagée a la partie supérieure de la zone de réaction, des particules de catalyseur dont la température est comprise entre 600 et 950~C, provenant, comme indiqué plus loin, d'une zone de régénération, par au moins uneconduite de façon à former dans ladite enceinte un lit fluide de catalyseur, ~1 -.~ ,.
~25957'7 - 5a -- faire circuler de bas en haut à travers ledit lit catalytique un gaz de façon à entrainer les particules catalytiques du lit de haut en bas à travers une pluralité
de conduites de déversement sensiblement verticales, permettant ainsi aux particules catalytiques de parvenir dans la zone de réaction proprement dite, chaque conduite verticale d'injection de la charge ayant le même axe qu'une conduite de déversement de catalyseur, chaque moyen de pul-vérisation ou d'atomisation de la charge liquide se situant au voisinage d'une extrémité supérieure d'une conduite de déversement, pour obtenir, dans lesdites conduites de déversement, un cheminement d'un courant de charge et un cheminement de particules catalytiques, de façon à vaporiser complètement la charge liquide et à mélanger intimement la charge et les particules de catalyseur, - laisser en contact dans la zone réactionnelle proprement dite, entre 450 et 700~C, la charge et le catalyseur, avec un temps de séjour de la charge comprise entre 0,1 et 10 secondes, - accélérer la vitesse du catalyseur et de l'effluent réactionnel dans la partie inférieure de la zone de réaction, cette partie inférieure de la zone de réaction étant constituée d'au moins un entonnoir de forme prédéterminé, dont la pointe est tournée vers le bas, - séparer 50 à 90% des particules catalytiques de l'effluent réactionnel dans au moins une première zone de séparation permettant un temps de séjour inférieur à une seconde, la vitesse de l'effluent gazeux à l'entrée de cette zone de séparation étant de 10 à 40 mètres par seconde de façon à produire un écoulement hélicoidal du flux de vapeur, sans retournement de la spirale créée, la majorité du reste des particules catalyt.iques qui ont été entrainées avec - 5b -l'effluent gazeux étant ensuite séparée de l'effluent réactionnel dans au moins une autre zone de séparation de type a rebours, c'est-a-dire avec retournement de la spirale engendrée par l'injection du flux de l'effluent gazeux dans S cette autre zone de séparation, - débarrasser ensuite les particules catalytiques de la majorité des hydrocarbures de l'effluent qu'elles ont entrainés avec elles, à l'aide d'un gaz, - transporter de bas en haut, les particules catalytiques à l'aide d'un gaz, porté à une température de 150 à 300~C, dans une conduite conduisant lesdites particules catalytiques dans une première zone de régénération, - procéder à une première étape de régénération du catalyseur, cette étape étant effectuée en lit fluidisé, à
une température T1 comprise entre environ 500 et 750~C, en pr~sence d'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène moléculaire, en vue de provoquer la combustion d'au moins 90% de l'hydrogène des produits présents sur le catalyseur et d'oxyder, en majeure partie en CO, 10 à 60% en poids du carbone présent, sous forme de composés carbonés, sur le catalyseur, - eliminer la majeure partie des gaz présents dans la première zone de régénération du catalyseur, - soutirer le catalyseur partiellement régénéré dans ladite première zone de régénération, et l'envoyer de bas en haut à travers une conduite au moyen d'un gaz vecteur à base d'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène moléculaire et sensiblement exempt de vapeur d'eau, vers la partie inférieure d'une deuxième zone de régénération, laquelle a la forme d'une zone tubulaire sensiblement verticale et allongée dont le rapport 0, où L est la longueur du tube et son diamètre, est compris entre 3 et 90, le catalyseur étant traité dans la deuxième zone de régénération au moyen t~
12S95~7 - 5c -d'un gaz de régénération renfermant de l'oxygène moléculaire, sensiblement exempt d'eau, à une température T2 comprise entre 650 et 1000 C, T2 étant supérieur à Tl, en vue d'obtenir un catalyseur régénéré ne renfermant pas plus S de 0,04% en poids de coke avec production de gaz riches en C02, le catalyseur ayant été entrainé, pendant la durée de cette deuxième régénération de bas en haut de la zone de régénération au moyen dudit gaz vecteur, - et soutirer de la deuxième zone de régénération un mélange de gaz et de catalyseur, séparer les particules catalytiques des gaz et renvoyer lesdites particules régénérées, dont la température est comprise à ce stade en~re 600 et 950~C, dans la zone de réaction de craquage catalytique par au moins une conduite.
Selon la présente invention, il est également prévu un appareil pour a) le craquage catalytique en lit fluidisé d'une charge hydrocarbonée dans une zone de réac-tion dans laquelle la charge et le catalyseur circulent à
co-courant de haut en bas, et b) la régénération du catalyseur, comprenant:
- un réacteur allongé et sensiblement vertical, - au moins une conduite d'admission d'une charge liquide dans la partie supérieure du réacteur, ladite conduite se subdivisant en une pluralité de conduites sensiblement verticales dont chacune des extrémités inférieures est munie d'une buse d'atomisation de ladite charge, - au moins une première et une deuxième jambes sensiblement verticales, pour l'introduction de particules catalytiques dans un réservoir ou une enceinte aménagé dans la partie supérieure du réacteur au-dessus de la paroi horizontale, - au moins un distributeur d'un fluide gazeux aménagé
au voisinage de la paroi horizontale, ~;'.
~2S9577 - Sd -- une pluralité de tubes de déversement des particules catalytiques depuis ledit réservoir jusque dans le réacteur proprement dit, ces tubes de déversement étant agencés de façon à ce que chacune des conduites d'admission de la charge ait le même axe qu'un des tubes de déversement et de façon à ce que chaque buse d'injection de la charge se trouve au voisinage de l'extrémité supérieure d'un tube de déversement, l'ensemble des buses et des tubes de déversement formant ainsi une zone de contact et de mélange entre la charge et le catalyseur, - un fond de réacteur comportant au moins un entonnoir de forme prédéterminée, dont la pointe est tournée vers le bas, - au moins une zone de séparation primaire, au moyen lS d'un ou plusieurs cyclones à passage direct où ne s'effectue aucun retournement de la spirale créée, des particules cata-lytiques de l'effluent réactionnel, les particules catalytiques étant soutirées de cette zone primaire par au moin~ une troisieme jambe, - au moins une zone de séparation secondaire dans laquelle on sépare de l'effluent réactionnel la majeure partie du reste des particules catalytiques que ledit effluent a entrainées avec lui, les particules catalytiques étant soutirées de cette zone secondaire par au moins une quatrième jambe, l'effluent réactionnel étant soutiré par au moins une conduite, - un réacteur ou zone de nettoyage des particules catalytiques au moyen d'un gaz introduit par au moins une conduite, ladite zone étant alimentée en catalyseur par des jambes, - une cinquième jambe d'évacuation des particules catalytiques hors de la zone de nettoyage, - une conduite sensiblement verticale pour élever les particules catalytiques en provenance de la cinquième jambe ~' - 5e -d'évacuation, au moyen d'un gaz élévateur introduit par la conduite, et faire parvenir ainsi les particules catalyti-ques à l'intérieur d'un premier réacteur de régénération, - ledit premier réacteur de régénération comportant des moyens pour supporter un lit catalytique, une conduite d'alimentation en oxygène ou en gaz contenant de l'oxygène moléculaire, un dispositif d'au moins un cyclone de séparation des gaz et des particules catalytiques, - une conduite d'évacuation des gaz et un conduit de soutirage du catalyseur hors du premier réacteur de régénération, - une sixième jambe de descente de catalyseur, communi-quant avec ladite conduite, - un conduit vertical ascendant de catalyseur, ledit conduit ascendant étant alimenté par un gaz de transport ou élévateur introduit par la conduite, - un réacteur tubulaire sensiblement vertical de régénération du catalyseur dont le rapport ~, où L est la longueur du réacteur tubulaire et ~ son diam~tre, est compris entre 3 et 90, ledit réacteur tubulaire étant équipé
d'au moins une buse d'injection d'un gaz de régénération, - une conduite d'évacuation d'un mélange de gaz et de catalyseur, - des moyens de séparation du catalyseur des gaz, constitués d'au moins deux séparateurs de type cyclone, le catalyseur soutiré de ces séparateurs étant envoyé dans lesdites première et deuxième jambes d'alimentation en catalyseur du réacteur.
L'invention se rapporte donc à un nouveau procédé
de F.C.C. (Fluid catalytic cracking ou craquage catalytique en lit fluidisé), plus spécialement utilisable pour la transformation de charges hydrocarbonées lourdes; en effet, ces charges peuvent être soit des charges classiques, c'est-à-dire présentant par exemple des points d'ébullition finaux .,'i~ .' .

- 5f -de :L'ordre de 400~C, tels que des gazoles sous vides, mais aussi des huiles hydrocarbonées plus lourdes, telles que des pétroles bruts et/ou désessenciés, et des résidus de distillation atmosphérique ou de distillation sous vide; ces charges peuvent le cas échéant avoir re~u un traitement préalable tel que, par exemple, un hydrotraitement en présence par exemple de catalyseurs de type cobalt-molybdène ou nickel-molybdène. Les charges préférées de l'invention seront celles, contenant des fractions bouillant normalement jusqu'à 700~C et plus, pouvant contenir des pourcentages élevés de produits asphaltèniques, et présenter une teneur en carbone Conradson allant jusqu'à 4% et au delà. Ces charges peuvent être diluées ou non par des coupes plus légères conventionnelles, pouvant inclure des coupes d'hydrocarbures ayant déjà subi l'opération de craquage, qui sont recyclées, .~ . , lZ59577 comme par exemple des huiles de recyclage légères ("light cycle oils", L.CØ) ou des huiles lourdes de recyclage ("heavy cycle oils", H.CØ). Suivant ie mode préféré de l'invention, ces charges sont préchauffées dans un domaine de température compris entre 300 et 450~ C avant leur traitement.
Plus spécifiquement, l'invention consiste à introduire la charge dans la partie supérieure d'une ~one réactionnelle sensiblement verticale, grâce à un système d'injection et de dispersion de la charge, généralement additionnée de vapeur d'eau, permettant sa pulvérisation en gouttelettes dont la taille moyenne de préférence n'excède pas 100 ~ (lO0 x 10 m), et soit plus particulièrement de l'ordre de 50 ~ (50 x 10 m) ; la vitesse de la charge au niveau de son injection est de préférence comprise entre 10 et 100 m/s. Ce disposi-tif comprend une pluralité de buses d'injection, chacune de ces busesse trouve disposée dans la partie supérieure d'un tube de déversement du catalyseur chaud régénéré, coaxiallement par rapport à ce tube de fa~on à ce qu'il se produise, dans la partie supérieure du tube de déversement, un écoulement sensiblement parallèle des jets de charge partiellement vaporisée d'une part et du flot de grains de catalyseur chaud d'autre part, afin de favoriser dans cette partie les échanges de chaleur par radiation entre ces deux écoulements ; la vaporisation complète de la charge étant réalisée dans la partie inférieure desdits tubes de déversement de catalyseur . Suivant ce dispositif, le temps de contact entre charge et catalyseur n'excède généralement pas 500 millisecondes et est en général de l'ordre de 100 millisecondes. Le co-courant de charge (ainsi vaporisée) et de catalyseur parcourt alors dans le sens descendant la zone réactionnelle, où la température est généralement comprise entre 450 et 700~ C, le temps de résidence étant compris entre 0,l et lO secondes, et préférentiellement de 0,2 à 4 secondes. A la partie inférieure du réacteur, le co-courant de catalyseur et d'effluent réactionnel ayant subi le traitement de craquage est accéléré, puis passe dans un système original de séparation rapide (voir plus loin l'explication de la figure 3) qui : , . . .
,:
. , ~

réalise en un temps inférieur à 1 seconde une première séparation des vapeurs et des grains de catalyseur ; de 50 à 90 % des grains de catalyseur sont ainsi séparés de l'e~fluent réactionnel gazeux, le reste de la séparation étant réalisé grâce à un ou à des systèmes de cyclones classiques. L'invention permet donc une séparation rapide et poussée entre catalyseur et e~fluent gazeux (permise par l'emploi de cyclone(s) dit(s) à rebours (avec retournement de la spirale obtenue par le mouvement de l'effluent~ ais également une séparation très rapide entre catalyseur et effluent puisque 50 à 90 % des grains de catalyseur sont séparés de l'effluent gazeux par l'emploi préalable, avant la séparation poussée, d'au moins un cyclone à passage direct et à temps de séjour très count, avec écoulement hélicoïdal du flux de vapeur obtenu sans retournement de spirale. Les gaz effluents sont séparés, et le catalyseur passe alors dans une zone -5 de strippage où il est traité pardes gaz tels que vapeur d'eau et/ou des gaz inertes tels que C0, C02, des gaz de combustion ou des gaz de fuel-oil ; les hydrocarbures et les gaz de strippage sont evacues, et le catalyseur ainsi strippe est alors transporté sous forme fluidisée dans une première zone de régénération, sensiblement verticale, où
20 la température est maintenue entre environ 500 et 750 ~C. Dans cette première zone de régénération, on introduit une quantité d'oxygene ou d'un gaz contenant de l'oxygene moléculaire préferentiellement sous forme d'air, telle que la combustion de l'hydrogene des produits depo-sés sur le catalyseur soit pratiquement totale, ou, au moins, égale à
25 90 % en poids. Une partie seulement du carbone des produits déposés sur le catalyseur est également oxydée, de telle façon que de 10 a 60 %
en poids du carbone initialement présent soit oxydé, essentiellement en C0 ; les gaz effluents de la premiere zone de régénération, séparés du catalyseur partiellement regenere par des cyclones, sont donc, 30 compte-tenu de la quantite relativement faible d'oxygène utilisé et de la température à laquelle est effectuée l'operation, particulièrement richesen C0. Le catalyseur partiellement regenéré est alors conduit dans une deuxieme zone de régéneration, grâce a un apport de gaz anhy-dre contenant de l'oxygène, tel que, par exemple, de l'air sec.
.
12~;9577 Cette deuxieme zone de régénération est constituée par un réacteur sen-siblement vertical, ayant une longueur L tres supérieure a son diamè-tre 0, tels que le rapport ~ soit compris entre 3 et 90, chemisé in-térieurement de matériaux réfractaires. Le catalyseur partiellemment 5 régénéré est introduit à la base de cette seconde zone de régénération.
La température a laquelle s'effectue cette seconde régénération est su-périeure à celle de la première ; elle est d'ordinaire supérieure à
650 ~C et peut atteindre 100~ ~C. Cette seconde etape de régénération duca~yseur s'effectue en présence d'~n fort excès d'oxvgène,(de prefé~ence de 1'~r sec), et les gaz fonnés sont particuliè~nent riches en ~~2 Gn obtient ainsi du ca-talyseur débarasse de la plupart du carbone qui s'était déposé à sa surface, puisque le pourcentage pondéral de coke par rapport au cataly-seur est généralement inférieur a 0,04 %. Le catalyseur ainsi régénéré
est séparé du courant gazeux par des cyclones extérieurs à la deuxieme 15 zone de régénération ; il est alors a une température généralement comprise entre 600 ~C (voire 700 ~C) et 950 ~C, et est ramené vers le contacteur-mélangeur par des jambes de descente munies de vannes de contrôle de débits.
20 - Le procédé de F.C.C. de la présente invention peut être utilisé avec tous les catalyseurs classiques employés généralement dans cette tech-nique ; on préfère cependant les catalyseurs à base de zéolites et, parmi ceux-ci, ceux qui présentent une bonne stabilité thermique, spé-cialement en présence de vapeur d'eau, quoique cette stabilité a 25 haute température en présence d'humidité ne soit plus une condition prépondérante, grâce au systeme utilisé de double régénération de ca-lyseur ; en effet, la deuxieme étape de régénération, réalisée à haute température, s'effectue dans des conditions pratiquement anhydres, du fait que la quasi totalité de l'hydrogene conten~ dans les molécules d'hydrocarbures très lourds déposés sur le catalyseur pendant la réac-tion de craquage est transformée en vapeur d'eau au cours de la pre-mière étape de régénération, qui est conduite dans des conditions de température relativement douces. Généralement, le catalyseur, a la sortie de la premiere étape de régénération, présente un pourcentage ~259577 g de carbone déposé, généralement compris entre 0,8 et 5,4% en poids, et le pourcentage pondéral d'hydrogène restant à ce stade est souvent pratiquement nul.
- Suivant des agencements particuliers à la présente invention on peut, si on le désire, procéder à des injections de gaz oxydant sec - généralement de l'air anhydre - en plusieurs points situés le long de la zone de combustion qui est constituée par le deuxième régénérateur à
haute température, de façon à se trouver toujours en large excès d'oxygène par rapport au carbone restant à brûler.
L'utilisation simultanée de divers dispositifs constituant l'invention, à savoir : système d'injection et de dispersion de la charge au niveau de l'arrivée de catalyseur régénéré chaud, zone réactionnelle parcourue dans le sens descendant par le co-courant de catalyseur et de charge, séparation rapide du catalyseur et des produits, et régénération du catalyseur en deux étapes distinctes permet d'augmenter sensiblement le rendement en fractions légères, et spécialement de la coupe essence, qui présente un bon indice d'octane.
L'amélioration de la répartition radiale du catalyseur, l'absence de rétro-mélange, l'écoulement des fluides se rapprochant d'un régime piston, la séparation rapide du catalyseur et des produits, augmentent la sélectivité, réduisent la formation de coke et de gaz et permettent de diminuer le volume de la zone réactionnelle, ce qui diminue les frais d'investissement ainsi que l'inventaire du catalyseur.
Des modes de réalisation préférentiels vont être maintenant décrits à titre d'exemples non limitatifs en se référant aux dessins attachés dans lesquels:
La figure 1 représente une illustration schémati-que de l'invention décrivant une réalisation possible de l'unité de F.C.C.
',~1 .
lZ59577 - 9a -La figure 2 est une description plus détaillée d'une réalisation préférée du dispositif d'injection et de dispersion de la charge et la figure 3 est une description détaillée du dispositif de désengagement rapide et du réacteur de nettoyage (stripping) a la sortie des cyclones de séparation des mélanges gaz-particules catalytiques soutirées du réacteur de F.F.C.
/
~' lZ595~7 L'invention concerne un procédé (a) de craquage catalytique en lit fluidisé d'une charge hydrocarbonée dans une zone (I) de réaction dans laquelle la charge et le catalyseur circulent à co-courant de haut en bas et (b) de régénération du catalyseur, dans deux zones de 5 régénération (22) et (37), le procédé consistant à (voir figures I ou

2)'injecter la charge liquide dans la partie supérieure de la zone de réaction (I) par au moins une conduite (2) se suhdivisant en une plura-lité de conduites(9) sensiblement verticales terminées chacune à leur partie inférieure par un moyen de pulvérisation ou d'atomisation ((114) :0 sur figure 2) de la charge en gouttelettes dont la taille moyenne de préférence n'excède pas 100 x 10 m et plus particulièrement n'excède pas 50 x 10 m, la vitesse de la charge au niveau des points d'atomi-sation étant comprise de préférence entre environ 10 et 100 m/s, - introduire dans une enceinte aménagée à la partie supérieure de la zone de réaction (1), des particules de catalyseur dont la température est comprise entre 600 et 950~ C, provenant, comme indiqué plus loin, d'une zone de régénération (37), par au moins une conduite (3) ou (4) de façon à former dan~ ladite enceinte un lit fluide de catalyseur, - faire circuler de bas en haut à travers le dit lit catalytique un gaz de façon à entrainer les particules catalytiques du lit de haut en bas à travers une pluralité de conduites de déversement sensiblement verticales (10), permettant ainsi aux particules cataly-25 tiques de parvenir dans la zone de réaction proprement dite, chaqueconduite verticale (9) d'in,ection de la charge ayant le mêmeaxe au' une conduite de deversement de catalyseur (10), chaque moyen de pul-verisation ou d'atomisation de la charge liquide se situant au voisi-nage d'une extrémité superieure d'une conduite de déversement, pour 30 obtenir, dans ]es dites conduites de déversement (10), un cheminement d'un courant de charge et un cheminement de particules catalytiques, de fac,on à vaporiser complètement la charge liquide et à mélanger in-timement la charge et les particules de catalyseur, le temps de con-tact dans une conduite de déversement, entre la charge et les parti-cules catalytiques étant de préférence inférieur à 500 millisecondes et pl.us particulièrement inférieur à 100 millisecondes, - laisser en contact dans la ~ons réactionnelle proprement dite, er.tre 4S0 et 700 ~C, la charge et le catalyseur, avec un temps de séjour de 5 la charge comprise entre 0,1 et 10 secondes et de préférence entre 0,2 et 4 secondes, - accélérer la vitesse du catalyseur et de l'effluent réactionnel dansla partie inférieure (12) de la zone de réaction, cette partie infé-~ rieurede la zone de réaction étant constituée d'au moins un entonnoiren forme d'un tronc de cône ou d'un tronc de pyramide ou de toute autre-forme équivalente, dont la pointe est tournée vers le bas et dont le demi angle au sommet est compris entre environ 5 et 30~ et de préfé-rence entre 7 et 15~, _5 - séparer 50 à 90 % des particules catalytiques de l'effluent réactionnel dans au moins une premiere zone de séparation (13) permettant un temps de séjour inférieur à une seconde, la vitesse de l'effluent gàzeux à l'entrée de cette zone de séparation étant de 10 à
40 mètres par seconde de fason à produire un écoulement hélicoidal du flux de vapeur, sans retournement de la spirale créée, la majorité du reste des particules catalytiques qui ont été entrainées avec l'effluent gazeux étant ensuite séparée de l'effluent réactionnel dans au moins une autre zone de séparation (14) de type à rebours, c'est-à-dire avec retournement de la spirale engendrée par l'injection du flux de l'effluent gazeux dans cette autre zone de séparation, - débarrasserensuite les particules catalytiques de la majorité des hydrocarbures de l'effluent qu'elles ont entrainés avec elles, à
l'aide d'un gaz (stripping), . ' ' :' ' ' . . .
':
1~25~57q - transporter de bas en haut, les particules catalytiques (qui à ce stade sont à une température d'au moins 450 ~C) à l'aide d'un gaz, porté a une température de 150 à 300 ~C, dans une conduite (23) condui-sant les dites particules catalytiques dans une première zone de régé-5 nération (22), - procéder à une première étape de regeneration du catalyseur, cetteé~e étant effectuée en lit fluidisé (ou dense), à une température Tl com-prise entre environ 500 et 750 ~C, en présence d'oxygène ou d'un gaz 10 contenant de l'oxygène moléculaire, en vue de provoquer la combustion d'au moins 90 % de l'hydrogène et de préférence sensiblement la totalité
de l'hydrogène des produits présents sur le catalyseur et d'oxyder, en majeure partie en C0, 10 à 60 % en poids du carbone présent, sous forme de composés carbones, sur le catalyseur, - éliminer la majeure partie des gaz présents dans la première zone de régénération du catalyseur - soutirer le catalyseur partiellement régénéré dans la dite première 20 zone de régénération, et l'envoyer de bas en haut à travers une conduite (36) au moyen d'un gaz vecteur à base d'oxygene ou d'un gaz contenant de l'oxygène molé~aire etsensiblement exempt de vaoeur d'eau, vers la ~artie in-férieure d'une deuxième zone de régénération, laquelle a la forme d'une zone tubulaire sensiblement verticale et allongée (37) dont le rapport 25 ~ (où L est la longueur du tube et 0 son diamètre) est compris entre

3 et 90~ le catalyseur étant traité dans la deuxieme zone de régenera-tion au moyen d'un gaz de regénération renfermant de l'oxygene molécu-~re, sensiblement exempt d'eau, à une température T2 c~rise entre 6~0 etlO00~ C,T2 etant supérieur à Tl, en vue d'obtenir un catalyseur régeneré ne renfermant pas plus de 0,04 % en poids de coke avec production de gaz riches en C02, le catalyseur ayant eté entrainé, pendant la duree de cette deuxième régénération de bas en haut de la zone de régeneration (37) au moyen du dit gaz vecteur, 125!357~
- et soutirer de la deuxième zone de régénération (37) un mélange de gaz et de catalyseur, séparer les particules catalytiques des gaz et renvoyer lesdites particules régenérées, dont la température est comprise à ce stade entre 600 et 950~C, dans la zone (1) de réaction de craquage catalytique par au moins une conduite (3) ou (4).
L'invention concerne également un appareil pour le procédé
de craquage catalytique et de régénération de catalyseur et comporte: (voir figures 1 et 2) - un réacteur (1) allongé et sensiblement vertical - au moins une conduite (2) d'admission d'une charge liquide dans la partie supérieure du réacteur, ladite conduite se subdivisant en une pluralité de conduites (9) sensiblement verticales dont chacune des extrémités inférieures est munie d'une buse d'atomisation de ladite charge ((114) sur la figure 2) - au moins deux jambes (3) et (4) sensiblement verticales, généralement éguipées de valves (7) et (8), pour l'introduction de particules catalytiques dans un réservoir ou une enceinte aménagée dans la partie supérieure du réacteur (1) au-dessus de la paroi horizontale 113-a (figure 2), - au moins un distributeur ((113) sur la figure 2) d'un fluide gazeux aménagé au voisinage de la paroi horizontale (113-a sur la figure 2), - une pluralité de tubes de déversement (10) des particules catalytiques depuis ledit réservoir jusque dans le réacteur proprement dit, ces tubes de déversement étant agencés de façon à ce que chacune des conduites (9) d'admission de la : charge ait le meme axe qu'un des tubes de déversement (10) et de fa~on à ce que chaque buse d'injection de la charge se trouve au voisinage de l'extrémité supérieure d'un tube de 125~577 - 13a -déversement (10), l'ensemble des buses (9) et des tubes de déversement (10) formant ainsi une zone de contact et de mélange entre la charge et le catalyseur, 125~57'7 - un fond de réacteur (I) comportant au moins un entonnoir en forme d'un tronc de cône ou d'un tronc de pyramide ou de toute autre forme équivalente~ dont la pointe est tournee vers le bas et dont le demi-angle au sommet est compris entre 5 et 30 ~ et de préference entre 7 5 et l5~, - au moins une zone (13) de ~eparation primaire, au moyen d'un ou plu-sieurs cyclones à passage direct sans retournement de la spirale ("uniflow cyclone"), des particules catalytiques de l'effluent reac-ti~nel, cette p~ière zone étant par exemole extérieure au réacteur (1), lesparticules catalytiques etant soutirees de cette zone primaire par au moins une jambe (15) par exemple sensiblement verticale, - au moins une zone (l4) de séparation secondaire dans laquelle on sé-15 pare de l'effluent réactionnel la majeure partie du reste des parti-cules catalytiques que le dit effluent a entrainées avec lui, les par-ticules catalytiques étant soutirées de cette zone secondaire par au moins une jambe (16) de préférence sensiblement ver~icale, l'effluent réactionnel étant soutiré par au moins une conduite (16-a), - un réacteur ou zone (17) de nettoyage des particules catalytiques (stripping) au moyen d'un gaz introduit par au moins une conduite (22l) ~voir figure 3), la dite.zone (17) ~:tant alimentée en cataly~eur par les iambes..telle.s que (16) et (15) - une jambe (20) d'evacuation des particules catalytiques hors de la zone (17), la dite jambe 20 etant généralement équipée d'une valve (21), - une conduite (23) sensiblement verticale pour elever les particules catalytiques en provenance de la jambe (20), au moyen d'un gaz éléva-teur introduit par la conduite ~3a), et faire parvenir ainsi les par-ticules catalytiques à l'intérieur d'un premier réacteur de régénéra-tion (22), - un premier réacteur de régénération (22) comportant une grille ou tout moyen équivalent (27-a) pour supporter un lit catalytique (25), une conduite (26) d'alimentation en oxygène ou en gaz contenant de l'oxygène moléculaire, un dispositif (28) d'au moins un cyclone de 5 separation des gaz et des particules catalytiques, - une conduite (29) d'évacuation des gaz, généralement munie d'une valve (30), et un conduit (33) de soutirage du catalyseur hors de la zone (22), - une jambe (34) de descente de catalyseur, communiquant avec ladite conduite (33) et généralement équipée d'une valve (35), - un conduit vertical ascendant (36) de catalyseur, le conduit (36) 15 étant alimenté par un gaz de transport ou élévateur introduit par la conduite (36-a), - un réacteur (37) tubulaire sensiblement vertical de régénération du catalyseur dont le rapport ~ (où L est la longueur du réacteur tubu-20 laire et 0 son diamètre) est compris entre 3 et 90, le reacteur étantéquipé d'au moins une buse d'injection d'un gaz de régénération, - une conduite d'evacuation (38) d'un melange de gaz et de catalyseur, 25 - des moyens de separation (5) et (6) du catalyseur des gaz, consti-tués d'au moins deux séparateurs de type cyclone, généralement placés extérieurement au réacteur de régénération (37) et au réacteur (1), le catalyseur soutiré de ces séparateurs étant envoyé dans les conduites (3) et (4) d'alimentation en catalyseur du réacteur (1).
Dans la figure 1, en tant qu'illustration d'une des réalisations pos-sibles de la présente invention, une charge hydrocarbonée,par exemple 12S957'7 un gazole ou un hydrocarbure a point d'ébullition plus élevé est in-troduit à travers le conduit (2) au sommet du réacteur vertical des-cendant (l). Un catalyseur régénére à haute température est aussi in-troduit au sommet du reacteur (l) par les jambes de descente (3) et 5 (4) des cyclones exterieurs (5) et (6), equipes de valves(7~ et (8) pour contrôler le debit de l'ecoulement. La charge hydrocarbure est atomisee et partiellement vaporisee dans un système d'injections multibuses (9) dont une realisation possible est decrite plus en de-tail dans la figure 2 ci-après. Dans une realisation preféree, la 10 charge est ensuite rapidement dispersee et melangee au catalyseur chaud dans une pluralite de tubes de deversement (10), du contacteur-melangeur (Il), descendant, multibuses, rapide, dont une realisation possible est decrite de maniere plus detaillee ci-apres dans la fi-gure 2. A la sortie du melangeur-contacteur (Il), réalisant des trans 15 ferts thermiques ultrarapides entrele catalyseur régénéré a haute température et la charge, celle-ci est completement vaporisée, et les fractions lourdes qu'elle contient sont désintégrées thermique-ment SOU8 l'effet du choc thermique initial ainsi réalisé. Dans ce dispositif de mélange rapide approprie (Il), le temps de contact 20 charge/catalyseur n'exede généralementpas 500 milllsecondes, et reste préférentiellement inférieur à 100 millisecondes.
Après mélange, la température atteinte par la suspension vapeur d'hy-drocarbures!catalyseur peut varier dans la gamme des températures 25 allant de 450 ~C a 700 ~C en fonction du degré de conversion désiré
et de la composition de la charge. La suspension vapeur d'hydrocar-bures/catalyseur s'écoule ensuite dans le sens vertical descendant a travers le réacteur (I) dont la section transversale peut varier pro-gressivement pour assurer les conditions opératoires de température 30 et de temps de séjour requises. La suspension a température élevée, constituée des vapeurs d'hydrocarbures formées, des gaz de dilution et du catalyseur entraine traverse le réacteur dans des conditions de vitesse assurant un ecoulement proche de l'ecoulement piston. L'e-coulement descendant a en particulier pour avantage de diminuer nota-~2S9577 blement le glissement relatif du catalyseur par rapport au gaz vecteur. Le temps de séjour de la charge hydrocarbonée dans la zone réactionnelle (1) est d'environ 0,1 seconde à
environ 10 secondes, et préferentiellement d'environ 0,2 seconde ~ 4 secondes. Pour augmenter encore la rétention en catalyseur, et donc diminuer le volume réactionnel total, le réacteur (1) peut être garni intérieurement de chicanes ou garnissage (non représentés), tels que anneaux de Ras, selles de Berl, selles Intalox , etc...
La suspension vapeur d'hydrocarburesJcatalyseur est ensuite accélérée dans un (ou plusieurs) convergent conique ou pyramidal ou de forme équivalente (12) de 1/2 angle au sommet compris entre 5 et 30~ et préférentiellement entre 7 et 15~, pour entrer dans un réparateur (ou plusieurs en parallèle) (13) à faible temps de séjour, inférieur à 1 seconde. Une réalisation possible et préférée de cette séparation rapide peut etre obtenue dans un (ou plusieurs en parallèle) cyclone sans retournement de spirale, appelé de type "uniflow" à passage direct. La figure 3 détaille une de ces réalisations possible où un cyclone de type "uniflow"
est disposé horozontalement. Ce premier étage réalise en un temps très court (< 1 seconde) une première séparation relativement grossière (mais avec des efficacité supérieures à 50%). L'effluent traverse ce cyclone "uniflow" sans retournement de la spirale créée, et débouche dans un ou plusieurs étages en parallèle, ou/et en série, de séparation secondaire (14), par des cyclones dits à rebours ("reverse flow cycloneU) classiques, connus de l'homme de l'art, qui permettent une séparation très poussée du catalyseur, encore entrainé avec l'effluent à la sortie du premier étage de séparation rapide (13). L'effluent réactionnel est évacué
par la ligne (16 bis). Le catalyseur est évacue par les jambes de descente du train de séparation primaire (15) et secondaire (16), a l'intérieur d'un réacteur (17) où est * Intalox est une marque de commerce.
, 125~577 - 17a -réal.isé le strippage, généralement à la vapeur, des hydro-carbures entrainés avec ces solides pulvérulents. Cette configuration permet une disposition du réacteur (1) complètement externe, ce qui facilite les interventions d'entretien et de maintenance de la section réactionnelle.
/
, 12S~577 I,a section inférieure du réacteur (~2) a généralement un diamètre plus petit que celui de la section supérieure, et contient une zone de stripping (18), a la base de laquelle un gaz de strippage adapté, tel que la vapeur d'eau, des gaz inertes (CO, CO2,...), des gaz de 5 combustion ou des fuel gaz, sont introduits. Un système de séparation conventionnel (I9) primaire et secondaire, est utilisé dans la sec-tion supérieure du réacteur (l7) pour séparer les produits hydrocar~
bonés strippés et le gaz de strippage des particules de catalyseur.
Les gaz de strippage et les hydrocarbures strippés quittent le sépara-10 teur (19) par les tubulures de sortie non représentées. En variante possible, sila partie supérieure du réacteur de stripping (17) est trop petite pour contenir un système de séparation (I9) supplémentaire, les ef-fluents du strippage peuvent être traités, avec les effluents en pro-venance directe du réacteur, dans le seul train de s~?paration (14), 15 sé~uentiel ou ~lèle, en supprimant éventuellement dans cette varian-~e, la liaison directe (24) entre la séparation primaire (l3) et ce train de sépara-tion (14). Cette opération de strippage est une opération classique, bien connue de l'homme de l'art, et il n'est pas nécessaire de la de-crire plus en détail.
Le catalyseur une fois strippé est recouvert d'un dépôt de coke. Il est soutire du bas du réacteur de strippage (l7), à une temperature d'au moins 450 ~C, par une jambe d'ecoulement (20) équipée d'une valve (2l) qui sert à contrôler l'ecoulement de solides. Cette jambe de des-25 cente (20), remplie de solides de manière dense, a une hauteur suffi-sante pour que le bouchon de solides ainsi réalisé fasse joint et assure l'équilibrage des pressions entre la section réactionnelle et les étapes de régénération qui suivent.
30 Le catalyseur une fois strippé, encore recouvert de dépôts de coke, est transféré de la jambe d'écoulement (20) au bas du premier étage de régénération (22), par l'introduction d'un gaz de transport, au .
~2S9577 pied d'un elevateur sensiblement vertical (23). Une purge éventuelle peut être effectuée avec la valve 39. Ce gaz de transport (conduite 23a) peut être de l'air préchauffé, de la vapeur surchauffée, des additions d'oxygène chaud, à des températures de 150 à 300~C, sous environ 2 à 3 bars. La quantité de gaz de transport introduite dans cet élévateur est suffisante pour former avec le catalyseur une suspension solide/gaz, dont la densité est telle qu'elle est obligée de s'écouler en un mouvement vertical ascendant dans le conduit (23), jusqu'à se déverser dans la partie inférieure du premier étage de régénération (22).
Le premier étage de régénération du catalyseur est constitué
d'un lit fluidisé (25) dense, suivant une technologie connue de l'homme de l'art, qu'il n'est pas nécessaire de détailler ici. Un gaz riche en oxygène nécessaire à la régénération du catalyseur est introduit dans la partie basse du lit fluidisé (25) par le conduit (23) et/ou par un conduit (26) connecté à un distributeur de gaz (paroi 27 a de type grille ou tubes perfor~s) (perforations 27).
Un système de séparation cyclonique, primaire et secondaire (28) est disposé dans la partie supérieure (31), évasée, du réacteur (22) pour séparer les entraînements de catalyseur des gaz de combustion riches en CO. ~es gaz de régénération riches en CO sont extraits du réacteur (22) par un conduit (29) équipé d'une valve (30) de contrôle de la pression.
La première étape de régénération accomplie dans le réacteur (22) est effectuée dans des conditions de température relativement douces au dessous de 750~C, et est effectuée avec des concentrations en oxygène réduites choisies pour obtenir la combustion d'au moins 50% de l'hydrogène (et de préférence sensiblement sa totalité) contenu dans le dépôt '~
12S~57~
- l9a -de coke déposé sur le catalyseur et bruler une partie du carbone (10 à 60~ en poids de carbone présent). Les conditions opératoires et la concentration en oxygène uti].isées sont suffisantes pour maintenir la température du lit fluidisé dense (25) dans la gamme d'environ 500 à
environ 759~C~ Ces conditions de régénération relativement /
, 12S~5~7 douces sont recherchées de manière à éviter que la présence de vapeur d'eau durant la combustion de l'hydrogène ne vienne substantiellement réduire l'activité du catalyseur. ~ussi, le premier étage de régénéra-tion à une température considérée comme relativement basse génère 5 des gaz de combustion particulièrement riches en CO. On évite parti-culièrement les phénomènes de post combustion du CO dans le lit flui-disé dense (25), dans la zone de désengagement, et dans le système de séparation cyclonique (28). Une chaudière à CO (non représentée) est disposée en aval du conduit d'évacuation (29) pour générer de la va-10 peur d'eau sous pression en transformant le CO en C02. Une unité derécupération d'énergie peut également être disposée avant cette étape de combustion du CO, suivant des techniques classiques connues de l'homme de l'art.
15 Ainsi, la première étape de régénération est effectuée à une tempéra-ture, une pression, une concentration réduite en ~2' de manière à
laisser une certaine proportion de coke, à faible taux d'hydrogène, sur le catalyseur, que l'on finira de brûler ensuite dans un deuxième étage de régénération à haute température (32). Il est recommandé de 20 réduire la combustion du carbone dans le premier étage de régénération à relativement basse température, inférieure à 750 ~C, à la quantité
juste nécessaire pour accompagner la combustion d'une partie impor-tante de l'hydrogène.
Le catalyseur partiellement régénéré,maisdont le coke résiduel ne con-Z5 tient pratiquement plus d'hydrogène ou peu d'hydrogène est extrait dulit fluidisé dense (25) par un conduit de soutirage (33), communicant avec une jambe de descente extérieure, incurvée (34), équipée d'une valve de contrôle du débit de solides (35). Cette jambe de descente (34), dans laquelle est maintenu un écoulement dense de solides pulvé-30 rulents débouche dans un conduit vertical ascendant (36), au pied du-quel est introduit un gaz de transport en quantité suffisante pour que la différence de densité dans les conduits (36) et (34) provoque la remontée de ces solides dans le conduit (36). Ce gaz de transport est un gaz non combustible, contenant de l'oxygene, habituellement de 35 l'air ; il doit etre de préférence totalement exempt de vapeur d'eau.
12S957q Le catalyseur, sous forme d'un lit entrainé par le gaz de transport contenant de l'oxygène, entre dans un réacteur séparé (37), de préfé-rence chemisé intérieurement de réfractaires pour une deuxième étape indépendante de régénération à haute température, effectuée à une tem-5 péra~e supérieure a 6~0~C, ~ est acc~lie sensiblement en l'absence de vapeurd'eau, La quantité d'oxygène est suffisante pour maintenir une opéra-tion de régénération à haute température par combustion du coke, com-binée à la combustion pratiquement complète du C0 en C02. La régene-ration haute température par combustion de tout le carbone résiduel 10 n'est pas limitée en température, et peut atteindre 1000 ~C. Ainsi, la temperature du deuxième étage de régenération est laissée libre de s'établir au niveau nécessaire pour enlever pratiquement tout le coke residuel depose sur les particules de catalyseur, de facon à
atteindre des teneurs pondérales de coke au catalyseur inférieures à
15 0,04 %. Ce deuxième étage independant de regeneration haute tempéra-ture est constitué par un réacteur tubulaire vertical ascendant (37).
Le catalyseur usé est transporté à travers ce genérateur rapide comme une suspension dans un gaz de regénération, comme l'air, à une vitesse superficielle d'environ 0,5 a lO m/s, et préférablement de I à 5 m/s.
20 Le rapport hauteur/diamètre de ce régénérateur doit être dans la gam-me de 3 à 90 et de préférence lO à 25. Ce régénérateur rapide est équipé de buses d'injection pour l'injection de gaz de régénération à
sa base (non représenté) et sur toute sa hauteur pour d'éventuelles injections secondaires (non représentées) des gaz de régénération, 25 habituellement de l'air sec.
La présente invention permet un gain appréciable au niveau du volume total et de l'encombrement du régénérateur, en supprimant les volumes ordinairement utilisés pour la boite à vent, les distributeurs, les zones de désengagement, les jambes de descente des cyclones. Il pro-cure aussi un accroissement de l'efficacité de contact entre le gaz de régénération et le catalyseur du à la forte vitesse de passage et/ou au fort rapport hauteur/diamètre du réacteur (37), qui améliore la distribution et réduit le renardage et le rétromélange.
12S~3577 Plus encore, l'écoulement, qui se rapproche d'un écoulement piston, évite la ségrégation des grosses particules et la présence localement de particules non complètement régénérées. Le contrôle de la post-combustion dans le deuxième étage de régénération est facilité, et supprime la nécessité de dispositifs de refroidissement à la vapeur ou à l'eau qui dans lesschémas conventionnels provoquent des pertes importantes de catalyseur et de réduction de leur activité, ainsi que de nombreux dégats au ni~.~eau des réfractaires et des enceintes.
10 La suspension de catalyseur régénéré dans les gaz de combustion estdéc ~ -gée la~ale~nt ~s le co~it(33) à un niveau un peu ~ érieur au niveau du hautdu réacteur vertical (37), de manière à minimiser les problèmes d'érosion dans cette zone de changement à 90~ du sens d'écoulement. Dans le con-duit (38), cette suspension est accélérée pour être séparée dans le 15 premier étage de séparation (5), qui peut être constitué d'un ou plu-sieurs cyclones en parallèle, dans lesquels les gaz de regenération sont séparés du catalyseur précédemment régénéré à haute tempernture.
Les gaz de combustion passent ensuite dans un deuxieme etage de sepa-ration a haute efficacité (6) composé d'un ou plusieurs c~clones, en ?O série et/ou en parallèle suivant des techniques classiques connues de l'homme de l'art.
Les séparateurs cycloniques (5~ e~ (6) peuvent être situés à l'extérieur du réacteur (37) utilisé pour la deuxième 25 étape de régénération, de telle manière que les problèmes de métal-lurgie aux hautes températures sont éliminés. Des gaz de combustion ri-ches en C02 sortent du train de séparation cyclonique (5) et (6), à
travers des vannes maintenant la pression de l'unite, et peuvent être utilises ensuite pour genérer de la vapeur de process dans une chau-30 dière (non représentée).Les particules de catalyseur sortent dudeux~ème étage de régénération haute température avec des teneurs en carbone preferées, inférieures à 0,04 ~ en poids du catalyseur. Le catalyseur régénéré, dont la tem-pérature est supérieure à la température pseudo-critique de la charge, ~259577 est conduit dans le mélangeur-contacteur (11) par les jambes de descente (3) et (4) du train de séparation (5) et (6).
Ces jambes de descente (3) et (4), dans lesquelles est maintenu un écoulement dense des solides pulvérulents grâce aux vannes de contrôle du débit (7) et (8), sont d'une hauteur suffisante pour assurer l'équilibrage de pressions de l'unité.
Dans le contacteur-mélangeur (11), le catalyseur régénéré
chaud est maintenu à l'état fluidisé par des injections (non représentées sur le fig. 1) de gaz d'aération, tels que des hydrocarbures inférieurs à 4 atomes de carbone, ou d'autres gaz adaptés comme les gaz inertes. Le catalyseur régénéré
chaud, à une température supérieure à la température pseudo-critique de la charge est ensuite évacué par les tubes dedébordement (10), où il est contacté intimement à la charge hydrocarbonée. Un conduit de soutirage (39) de catalyseur est ménagé à la partie inférieure de la zone de strippage (18); l'appoint en catalyseur frais est effectué au niveau du premier étage de régénération (25) par la ligne (40), suivant des dispositifs classiques.
La figure 2 représente plus en détail une réalisation préférée de l'invention du dispositif d'injection et de dispersion de la charge hydrocarbonée, au sommet du réacteur vertical descendant (101). Comme cela a été décrit précédemment, le catalyseur régénéré à haute température, en provenance du deuxième étage de régénération (132) en ligne de transfert verticale ascendante, arrive au sommet du réacteur (101) par les jambes de descente (103) et (104) d'un (ou plusieurs en parallèle) train(s) de séparation formé(s) par les cyclones extérieurs (105) et (106), munis de valves (107) et (108) de contrôle d'écoulement des solides. Le catalyseur chaud, régénéré, est reçu dans une 1%S~S77 - 23a -enceinte (située au-dessus de la paroi horizontale 113 a) sous forme d'un lit catalytique maintenu à l'état fluidisé
dense par injection d'un gaz d'aération à travers au moins un distributeur (113). Ce distributeur (113) constitué par exemple d'une grille ou d'un ensemble de tubes perforés ("sparge tubes") est de conception classique connue de l'homme de l'art. Le gaz d'aération injecté à travers ce distributeur (113), est constitué de gaz inertes ou ~2S9577 d'hydrocarbures légers ("fuel gas") en provenance par exemple du train aval de fractionnement des effluents de sortie de l'unité (non repré-senté), ainsi que de tout autre mélange ou agent gazeux de fluidisa-tion adapté. Une éventuelle injection de vapeur à ce niveau pourra 5 être effectuée, dans les limites permises par la stabilité hydrother-mique du catalyseur régénéré à haute température conformément à
l'invention. Le catalyseur chaud et les gaz de fluidisation sont diri-gés, vers le bas, par débordement dans une pluralité de tubes de de-versement (110).
. O
La charge hydrocarbonée liquide, préchauffée en amont (par un système non représenté), à laquelle on peut ajouter une certaine quantité de vapeur de dispersion, est introduite par une rampe d'alimentation (102), qui se subdivise en une pluralité de conduits d'alimentation 15 (109), débouchant dans les tubes de déversement (110). Ces tubes d'a-limentation (109) se terminent à leur extrémité par des buses de pul-vérisation et d'atomisation (114) de conception classique connues de l'homme de l'art. La charge hydrocarbonée est atomisée aussi finement que possible dans le système d'injection multibuses (114) avec ajout 20 éventuel de vapeur de dispersion, jusqu'à des tailles de gouttelettes inférieures à la granulométrie moyenne du catalyseur régénéré, c'est à dire habituellement inférieures à 100~ (100 x 10 6 m), et préféren-tiellement inférieures à 90 u et même à 50~ (50 x 10 m). Les goutte-lettes d'hydrocarbures sont ejectées des buses de pulvérisation (114) 25 à des vitesses comprises entre 10 et 100 m/s, et connaissent donc un début de vaporisation à ce niveau.
Dans la partie supérieure (zone A) de chacun des tubes de déversement (110), il se produit donc un jet central, conique, dispersif de gout-30 telettes de charge entouréespar un anneau de catalyseur régéneré àhaute température qui s'écoule, transporté par le gaz de fluidisation, le long des parois de chacun des tubes de deversement (110). Dans cette partie supérieure (zone A) de chacun des tubes de deversement (110), il se produit donc un ensemble de deux écoulements sensiblement 1 %5~57~
parallèles du jet de gouttelettes de charge, et concentriquement de catalyseur régénéré à haute température. Le contact entre les deux écoulements est relativement réduit dans cette zone A, et le~ trans-ferts de chaleur entre les particules de catalyseur et les gouttelettes 5 d'hydrocarbures se fait essentiellement, de manière radia~iVei ~e~tant ainsi à profit la température élevée de régénération en deux étapes pour obtenir des transferts de chaleur très rapides dans cette zone A.
Une vaporisation partielle, mais déjà importante est ainsi realisée a la sortie immédiate des buses d'injection (114). Grâce au mode parti-~o culier de chauffage des jets de gouttelettes par des écoulements desolides (les particules catalytiques) à haute temperature, l'élévation de température de la charge est tres rapide, ce qui favorise les réac-tions de craquage au détriment des réactions de cokage. Il est impor-tant que la taille des gouttelettes soit aussi petite que possible 15 afin que le processus d'échange de chaleur ne soit pas diminué par la diffusion thermique de l'extérieur vers l'intérieur des gouttelettes.
Bien que l'échange de chaleur soit réalisé essentiellement par radia-tion dans cette zone A, il n'est nullement exclu que les autres formes d'échange, par conduction et/ou convection, participent partiellement 20 au processus de transfert thermique.
Toutefois, dans le dispositif d'injection décrit ici, l'échange de chaleur par radiation est prépondérant, tout au moins dans la zone A
telle que définie ci-dessus. Ceci permet de diminuer au maximum la 25 formation d'agglomérats produits par le contact direct entre les par-ticules de catalyseur chaud, jouant le rôle de solides caloporteurs, et de gouttelettes de charge non vaporisée.
Dans la partie inférieure (zone B) de chacun des tubes de déversement 30 (l10), les deux écoulements de charge et de catalyseur se trouvent in-timement mélangés sous l'effet de la dispersion et de la vaporisationpartielle, mais dëja importante, réalisée préalablement dans la zone A, des gouttelettes de charge hydrocarbonées. ~e contact et le mélange intime qui sont recherchés au niveau de la zone B entre le catalyseur et la charge hydrocarbonée, sont d'autant plus effectifs qu'ils sont précédés par une vaporisation importante de gouttelettes de charge dans la zone A. Dans cette zone B,~schacun des tubes de déversement (110), la vaporisation compl~te des gouttelettes est achevée par mé-5 lange et contact intime avec le catalyseur régénéré à haute tempéra-ture. Ce mélange et ce contact intime sont nécessaires à l'obtention de transferts de chaleur très rapides dans cette zone B. Par ailleurs, le caractère descendant des écoulements évite le rétromélange du cata-lyseur, favorise le renouvellement du catalyseur autour des buses 10 d'injection et évite la formation d'une suspension en phase dense au niveau des buses d'injection et dans leur voisinage immédiat, comme c'est le cas pour les systèmes d'alimentation des réacteurs ascendants traditionnellement utilisés en FCC. En minimisant par cette configura-tion et par le caractère descendant des écoulements, lerétromélange 15 au niveau des buses d'injection, on diminue notablement le coke formé
- sur le catalyseur, ainsi que les phénomènes d'agglomération et de croissance des dépôts carbonés ("carbon build up") qui sont nuisibles et inévitables dans tous les systèmes d'alimentation des réacteurs ascendants traditionnellement utilisés en FCC.
L'ensemble des zones A et B, réalise des transferts thermiques très rapides entre le catalyseur régénéré a haute température et les gout-telettes de charge finement divisée. La longueur des tubes de déver-sement (I10) est ajustée pour que le temps de contact charge/cataly-25 seur n'excède pas 500 millisecondes, et reste préférentiellement in-férieur à 100 millisecondes. La mise en oeuvre, dans ce dispositif de mélange approprié, de transferts thermiques très rapides réalise, au niveau des gouttelettes de charge un veritable choc thermique initial, qui vaporise complètement les fractions legères de la charge, tout en 30 desintégrant thermiquement les fractions lourdes et les structures asphalténiques qu'elle contient. La mise en oeuvre d'un tel choc ther-mique initial est nécessaire et favorise le traitement des charges contenant des quantités notables de fractions lourdes et/ou structures asphalténiques. On observe en outre que le craquage des fractions légères est favorisé au détriment des réactions de cokage.
Le type de mélangeur/contacteur descendant, multibuses, rapide, proposé dans la présente invention, non seulement permet le traitement de charges lourdes, en ce qu'il réalise le choc thermique initial, mais encore diminue notablement les phénomènes de rétromélange.
A la sortie des tubes de descente (110), la suspension vapeur d'hydrocarbures/catalyseur s'écoule ensuite dans le sens vertical descendant à travers le réacteur (101), dont la section transversale peut varier progressivement pour assurer les conditions opératoires de température et de séjour requises, ainsi que des conditions d'écoulement proches de l'écoulement piston.
La figure 3 représente une réalisation adéquate du dispositif de séparation de l'effluent du réacteur descendant (101) et du catalyseur entrainé par cet effluent.
La suspension vapeurs d'hydrocarbures/catalyseur est accélér~e dans un convergent (212) de demi-angle au sommet compris entre environ 5 et 30~ et préférentiellement entre 7 et 15~, pour entrer dans le séparateur primaire (213). Dans la figure 3, le dispositif de séparation primaire ne comporte qu'un seul cyclone à passage direct (213) de type "uniflow cyclone", et entrée tangentielle, disposé ici horizontalement. D'autres réalisations possibles de l'invention peuvent comporter une pluralité de ces cyclones, disposés en parallèle horizontalement ou verticalement.
- Dans ce type de cyclone "uniflow" à passage direct, l'écoulement hélicoidal du flux de vapeurs autour du noyau central plein, cylindrique, coaxial (211), engendré par l'introduction tangéntielle de cet effluent par la bouche (210), a pour particularité de se produire sans retournement de la spirale créée, à l'inverse du cas des cyclones '~

- 27a -classiques à rebours ("reverse flow cyclones"). La vitesse de l'effluent gazeux dans la lucarne d'entrée (210) doit être comprise entre 10 et 40 m/s pour engendrer un véritable écoulement hélicoidal qui, sous l'effet des forces centrifuges ainsi générées, va plaquer à la paroi extérieure les particules de catalyseur qui sont entrainées avec lui.
~'effluent gazeux ainsi séparé des particules solides est évacué par le conduit central coaxial (209) qui pénètre à
/
~ 2~9S77 l'intérieur du corps extérieur (213). Les solides, eux, sont évacués par la jambe de descente (215) sensiblement verticale. Ce type de cyclone permet de realiser avec un temps de sejour relativement court, inferieur à la seconde, une séparation primaire grossière, mais 5 néanmoins avec des efficacites superieures à 50 %, pouvant atteindre 90 %. Pour ameliorer l'efficacite de cette separation primaire, il faut admettre avec l'ecoulement des solides dans la jambe de descente (215), le passage d'une certaine quantite de l'effluent gazeux, pou-Jant atteindre 10 % du debit volumique total de cet effluent. L'ecoulement 10 helico;dal sans retournement de la spirale dans ce type de cyclone a passage direct permet non seulement une separation rapide avec des temps de sejour courtsinferieurs a la seconde, mais encore minimise les ~henomenes de rétromélange à ce niveau du fait de 1'absence de retournement de la spirale. Cette séparation primaire rapide permet lS donc de limiter les phénomènes de surcraquage dont on connait les effets néfastes au niveau de la sélectivité des réactions de craquage.
Par ailleurs, ce cyclone de séparation primaire (213) peut pénétrer seulement partiellement a l'intérieur de la zone de strippage (217) ;
cette configuration peut permettre une disposition complètement externe du réacteur (201), ce qui a pour avantage de faciliter les interventions d'entretien et de maintenance de la section réactionnelle.
La sortie (209) pourrait déboucher à l'intérieur du réacteur 3U zone de strippage (217), mais de préférence est reliée directement par le conduit (224) à la bouche d'entrée d'un système de séparation secondaire (214) comportant un ou plusieurs étages, en parallèle et/ou en série, constitués par des cyclones à rebours ("revers flow cyclones") classiques connus de l'homme de l'art, qui permettent ensuite une séparation très poussée du catalyseur encore entrainé dans l'effluent gazeux à la sortie (209) du premier étage de séparation rapide. Dans ce cas, (sortie (209) directement reliée par le conduit (224), de préférence sensiblement horizontal, à la lucarne d'entrée du train de séparation secondaire (214)), le réacteur de strippage (217) est généralement alors équipé dans sa partie supérieure d'un ou plusieurs trains de séparation (219) des effluents de strippage, conventionnel, composés d'un ou plusieurs étages de séparation, en parallèle et/ou en série, constitués par des cyclones à rebours classiques suivant des dispositifs connus de l'homme de l'art.
Dans ce cas, la sortie (208) du train de séparation (214) n'évacue que les effluents en provenance de la section réactionnelle (201), tandis que la sortie (207) du train de séparation (219) n'évacue que les effluents en provenance de la zone de strippage (217). Sur ces sorties d'effluent gazeux (207) et (208), sont disposées des valves de réglage (237) et (238) qui permettent de contrôler l'équilibrage des pressions au niveau de l'ensemble du réacteur ou zone (217) de strippage.
Le réacteur de strippage (217) est généralement évasé à sa partie supérieure et garni de chicanes ou baffles (220) dans sa partie inférieure (218) pou~ améliorer l'efficacité de l'opération de strippage. A la base de la zone de strippage (218), on injecte par un distributeur adapté (221) (grille ou tubes perforés) un gaz de strippage tel que vapeur d'eau, gaz inertes (C0, C02, N2,...), des gaz de combustion, ou des fuel gas.
Le catalyseur une fois strippé est évacué à contre-courant du réacteur (Z17) par le conduit de soutirage inférieur (23g).
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, , .~ . .

Claims (14)

Les réalisations de l'invention au sujet des-quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définis comme il suit:

1. Procédé (a) de craquage catalytique en lit fluidisé d'une charge hydrocarbonée dans une zone de réaction dans laquelle la charge et le catalyseur circulent à co-courant de haut en bas et (b) de régénération du catalyseur, dans deux zones de régénération, le procédé
consistant à:
- injecter la charge liquide dans la partie supérieure de la zone de réaction par au moins une conduite se subdivisant en une pluralité de conduites sensiblement verticales terminées chacune à leur partie inférieure par un moyen de pulvérisation ou d'atomisation de la charge en gouttellettes, - introduire dans une enceinte aménagée à la partie supérieure de la zone de réaction, des particules de catalyseur dont la température est comprise entre 600 et 950°C, provenant, comme indiqué plus loin, d'une zone de régénération, par au moins une conduite de façon à former dans ladite enceinte un lit fluide de catalyseur, - faire circuler de bas en haut à travers ledit lit catalytique un gaz de façon à entrainer les particules catalytiques du lit de haut en bas à travers une pluralité
de conduites de déversement sensiblement verticales, permettant ainsi aux particules catalytiques de parvenir dans la zone de réaction proprement dite, chaque conduite verticale d'injection de la charge ayant le même axe qu'une conduite de déversement de catalyseur, chaque moyen de pulvérisation ou d'atomisation de la charge liquide se situant au voisinage d'une extrémité supérieure d'une conduite de déversement, pour obtenir, dans lesdites conduites de déversement, un cheminement d'un courant de charge et un cheminement de particules catalytiques, de façon à vaporiser complètement la charge liquide et à
mélanger intimement la charge et les particules de catalyseur, - laisser en contact dans la zone réactionnelle propre-ment dite, entre 450 et 700°C, la charge et le catalyseur, avec un temps de séjour de la charge comprise entre 0,1 et 10 secondes, - accélérer la vitesse du catalyseur et de l'effluent réactionnel dans la partie inférieure de la zone de réaction, cette partie inférieure de la zone de réaction étant constituée d'au moins un entonnoir de forme prédéterminé, dont la pointe est tournée vers le bas, - séparer 50 à 90% des particules catalytiques de l'effluent réactionnel dans au moins une première zone de séparation permettant un temps de séjour inférieur à une seconde, la vitesse de l'effluent gazeux à l'entrée de cette zone de séparation étant de 10 à 40 mètres par seconde de façon à produire un écoulement hélicoîdal du flux de vapeur, sans retournement de la spirale créée, la majorité du reste des particules catalytiques qui ont été entrainées avec l'effluent gazeux étant ensuite séparée de l'effluent réactionnel dans au moins une autre zone de séparation de type à rebours, c'est-à-dire avec retournement de la spirale engendrée par l'injection du flux de l'effluent gazeux dans cette autre zone de séparation, - débarrasser ensuite les particules catalytiques de la majorité des hydrocarbures de l'effluent qu'elles ont entrainés avec elles, à l'aide d'un gaz, - transporter de bas en haut, les particules catalytiques à l'aide d'un gaz, porté à une température de 150 à 300 C, dans une conduite conduisant lesdites particules catalytiques dans une première zone de régénération, - procéder à une première étape de régénération du catalyseur, cette étape étant effectuée en lit fluidisé, à
une température T1 comprise entre environ 500 et 750°C, en présence d'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène moléculaire, en vue de provoquer la combustion d'au moins 90% de l'hydrogène des produits présents sur le catalyseur et d'oxyder, en majeure partie en CO, 10 à 60% en poids du carbone présent, sous forme de composés carbonés, sur le catalyseur, - éliminer la majeure partie des gaz présents dans la première zone de régénération du catalyseur, - soutirer le catalyseur partiellement régénéré dans ladite première zone de régénération, et l'envoyer de bas en haut à travers une conduite au moyen d'un gaz vecteur à base d'oxygène ou d'un gaz contenant de l'oxygène moléculaire et sensiblement exempt de vapeur d'eau, vers la partie inférieure d'une deuxième zone de régénération, laquelle a la forme d'une zone tubulaire sensiblement verticale et allongée dont le rapport ?, où L est la longueur du tube et ? son diamètre, est compris entre 3 et 90, le catalyseur étant traité dans la deuxième zone de régénération au moyen d'un gaz de régénération renfermant de l'oxygène moléculaire, sensiblement exempt d'eau, à une température T2 comprise entre 650 et 1000°C, T2 étant supérieur à T1, en vue d'obtenir un catalyseur régénéré ne renfermant pas plus de 0,04% en poids de coke avec productioin de gaz riches en CO2, le catalyseur ayant été entrainé, pendant la durée de cette deuxième régénération de bas en haut de la zone de régénération au moyen dudit gaz vecteur, - et soutirer de la deuxième zone de régénération un mélange de gaz et de catalyseur, séparer les particules catalytiques des gaz et renvoyer lesdites particules regenérées, dont la temprature est comprise à ce stade entre 600 et 950°C, dans la zone de réaction de craquage catalytique par au moins une conduite.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit entonnoir est en forme d'un tronc de cône ou d'un tronc de pyramide et le demi angle au sommet est compris entre 5 et 30°.

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel:
- le temps de séjour de la charge dans la zone réactionnelle est comprise entre 0,2 et 4 secondes, - le demi angle au sommet est compris entre 7 et 15°, - les particules catalytiques lors de leur transport de bas en haut sont à une température d'au moins 450°C, et - la combustion de la totalité de l'hydrogène est provoquée lors de ladite première étape de régénération du catalyseur.

4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la charge, avant d'être introduite dans la zone de réaction, est soumise à un préchauffage à une température comprise entre 350 et 450°C.

5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le catalyseur est à base d'au moins une zéolite.

6. Procédé selon la revendication 3, 4 ou 5, dans lequel le gaz de régénération utilisé dans la deuxième zone de régénération est de l'air sec.

7. Appareil pour a) le craquage catalytique en lit fluidisé d'une charge hydrocarbonée dans une zone de réaction dans laquelle la charge et le catalyseur circulent à co-courant de haut en bas, et b) la régénération du catalyseur, comprenant:
- un réacteur allongé et sensiblement vertical, - au moins une conduite d'admission d'une charge liquide dans la partie supérieure du réacteur, ladite conduite se subdivisant en une pluralité de conduites sensi-blement verticales dont chacune des extrémité inférieures est munie d'une buse d'atomisation de ladite charge, - au moins une première et une deuxième jambes sensiblement verticales, pour l'introduction de particules catalytiques dans un réservoir ou une enceinte aménagé dans la partie supérieure du réacteur au-dessus de la paroi horizontale, - au moins un distributeur d'un fluide gazeux aménagé
au voisinage de la paroi horizontale, - une pluralité de tubes de déversement des particules catalytiques depuis ledit réservoir jusque dans le réacteur proprement dit, ces tubes de déversement étant agencés de façon à ce que chacune des conduites d'admission de la charge ait le même axe qu'un des tubes de déversement et de façon à ce que chaque buse d'injection de la charge se trouve au voisinage de l'extrémité supérieure d'un tube de déversement, l'ensemble des buses et des tubes de déversement formant ainsi une zone de contact et de mélange entre la charge et le catalyseur, - un fond de réacteur comportant au moins un entonnoir de forme prédéterminée dont la pointe est tournée vers le bas, - au moins une zone de séparation primaire, au moyen d'un ou plusieurs cyclones à passage direct où ne s'effectue aucun retournement de la spirale créée, des particules catalytiques de l'effluent réactionnel, les particules catalytiques étant soutirées de cette zone primaire par au moins une troisième jambe, - au moins une zone de séparation secondaire dans laquelle on sépare de l'effluent réactionnel la majeure partie du reste des particules catalytiques que ledit effluent a entraînées avec lui, les particules catalytiques étant soutirées de cette zone secondaire par au moins une quatrième jambe, l'effluent réactionnel étant soutiré par au moins une conduite, - un réacteur ou zone de nettoyage des particules cata-lytiques au moyen d'un gaz introduit par au moins une conduite, ladite zone étant alimentée en catalyseur par des jambes, - une cinquième jambe d'évacuation des particules catalytiques hors de la zone de nettoyage, - une conduite sensiblement verticale pour élever les particules catalytiques en provenance de la cinquième jambe d'évacuation, au moyen d'un gaz élévateur introduit par la conduite, et faire parvenir ainsi les particules catalytiques à l'intérieur d'un premier réacteur de régénération, - ledit premier réacteur de régénération comportant des moyens pour supporter un lit catalytique, une conduite d'alimentation en oxygène ou en gaz contenant de l'oxygène moléculaire, un dispositif d'au moins un cyclone de séparation des gaz et des particules catalytiques, - une conduite d'évacuation des gaz et un conduit de soutirage du catalyseur hors du premier réacteur de régéné-ration, - une sixième jambe de descente de catalyseur, communiquant avec ladite conduite, - un conduit vertical ascendant de catalyseur, ledit conduit ascendant étant alimenté par un gaz de transport ou élévateur introduit par la conduite, - un réacteur tubulaire sensiblement vertical de régénération du catalyseur dont le rapport ?, où L est la longueur du réacteur tubulaire et ? son diamètre, est compris entre 3 et 90, ledit réacteur tubulaire étant équipé
d'au moins une buse d'injection d'un gaz de régénération, - une conduite d'évacuation d'un mélange de gaz et de catalyseur, - des moyens de séparation du catalyseur des gaz, constitués d'au moins deux séparateurs de type cyclone, le catalyseur soutiré de ces séparateurs étant envoyé dans lesdites première et deuxième jambes d'alimentation en catalyseur du réacteur.

8. Appareil selon la revendication 7, dans lequel ledit entonnoir est en forme d'un tronc de cône ou d'un tronc de pyramide dont le demi angle au sommet est compris entre environ 5 et 30°.

9. Appareil selon la revendication 7, dans lequel ledit entonnoir est en forme d'un tronc de cône ou d'un tronc de pyramide dont le demi angle au sommet est compris entre environ 7 et 15°.

10. Appareil selon la revendication 8, dans lequel ladite zone de nettoyage est alimentée en catalyseur par lesdites troisième et quatrième jambes, et lesdits moyens pour supporter un lit catalytique comprennent une grille.

11. Appareil selon la revendication 10, dans lequel le long du réacteur de régénération, plusieurs points d'injection d'un gaz de régénération sont repartis à
différents niveaux.

12. Appareil selon la revendication 11, dans lequel le distributeur est constitué d'une grille ou d'un ensemble de tubes perforés.

13. Appareil selon la revendication 12, dans lequel la zone de séparation primaire des particules catalytiques comporte au moins un cyclone disposé
horizontalement et la zone de séparation secondaire comporte plusieurs étages de séparation disposés en parallèle ou en série constitués de cyclone dit à rebours.

14. Appareil selon la revendication 13, dans lequel ladite zone pour le nottoyage des particules catalytiques à l'issue de leur séparation d'avec l'effluent réactionnel en provenance du réacteur allongé et sensiblement vertical est évasé dans sa partie inférieure et contient dans sa partie supérieure la zone secondaire de séparation des particules catalytiques, cette zone secondaire étant constituée d'un train d'au moins deux étages, ledit cyclone, disposé horizontalement, débouchant à
l'intérieur du réacteur ou zone de nettoyage, la sortie de ce cyclone étant reliée par un conduit à la bouche ou lucarne d'entrée de ladite zone ou du système de train de séparation secondaire, la sortie du train de séparation évacuant les effluents gazeux en provenance du réacteur, le réacteur ou zone de nettoyage comportant en outre à son extrémité supérieure un train de séparation dont la sortie évacue les effluents des gaz de nettoyage et les gaz éliminés des particules catalytiques, l'équilibrage des pressions au niveau de l'ensemble du réacteur ou zone de nettoyage étant assuré par des vannes de réglage.