EP0272973A1 - Process and apparatus for the catalytic cracking of a hydrocarbonaceous food in a reaction zone in which circulate substantially inert and catalytic particles - Google Patents

Process and apparatus for the catalytic cracking of a hydrocarbonaceous food in a reaction zone in which circulate substantially inert and catalytic particles Download PDF

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EP0272973A1
EP0272973A1 EP87402781A EP87402781A EP0272973A1 EP 0272973 A1 EP0272973 A1 EP 0272973A1 EP 87402781 A EP87402781 A EP 87402781A EP 87402781 A EP87402781 A EP 87402781A EP 0272973 A1 EP0272973 A1 EP 0272973A1
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EP
European Patent Office
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particles
zone
cracking
catalytic
regeneration
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EP87402781A
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EP0272973B1 (en
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Alain Feugier
Gérard Martin
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique

Definitions

  • the invention relates to a process for catalytic cracking of a hydrocarbon feedstock containing residual materials, in a reaction zone in which particles of pretreatment solids and catalytic particles circulate, the apparatus for carrying out the process and its use.
  • residues for example atmospheric residue, vacuum residue, deasphalted oils, coal liquefaction oils, shale oils, etc.
  • a pretreatment consisting in particular of removing as much residual materials as possible, such as coke, sulfur and metals, poisons from the catalyst.
  • patent EP 127,285 relates to a cracking process in which the charge is vaporized upstream of a reaction column by bringing a conventional cracking catalyst into contact and small quantities of another catalyst are introduced downstream, a ZSM5 zeolite, at a lower temperature to increase the octane number of the gasolines obtained by the conventional catalyst, .
  • US Pat. No. 3,380,911 describes a process for cracking a charge in which one vaporizes in part and one partially converts this charge by bringing into contact with catalytic particles of small particle size, very active and at low temperature, at the base. of the reaction column.
  • An object of the invention is to be able to raise the admission temperature of the particles of heat-transferable solids up to approximately 1200 ° C., in particular in the presence of very asphaltenic fillers, in order to produce a thermal flash of the more intense charge without prejudice to the heat transfer particles which have substantially no catalytic activity.
  • Another object of the invention is to reduce the aging of the catalyst during the step of cracking the charge which is freed from its heaviest products, to reduce the deactivation of the catalyst and consequently to reduce consumption of catalyst.
  • Another object of the invention is therefore to ensure a uniform and homogeneous distribution of the charge vaporized in the cracking zone and to minimize the formation of residual coke.
  • Another object of the invention is to obtain a better and more selective charge conversion resulting in an increase in its recoverable fraction.
  • Another object of the invention is therefore to adjust the quantity of coke strictly necessary to the needs of the installations (vaporization and cracking of the charge).
  • fillers that is to say distillates having for example final boiling points of the order of 400 ° C., such as gas oils under vacuum, but also oils heavier hydrocarbons, such as crude and / or stripped oils, and residues from atmospheric distillation or vacuum distillation; these charges may, where appropriate, have received a preliminary treatment such as, for example, a hydrotreatment in the presence for example of catalysts of the cobalt-molybdenum or nickel-molybdenum type.
  • the preferred fillers of the invention will be those which may contain high percentages of asphaltenic materials, and which may generally have a high Conradson carbon content, for example greater than 8%, advantageously between 8 and 40%, and preferably between 10 and 25% (see standard ASTM Test 189-65).
  • lighter cuts which may include cuts of hydrocarbons having already undergone the cracking operation, which are recycled, such as for example light recycling oils ("light cycle oils", LCO ) or heavy recycling oils (HCO).
  • LCO light recycling oils
  • HCO heavy recycling oils
  • these charges are preheated in a temperature range between 100 and 450 ° C before their treatment.
  • the invention solves the above drawbacks, and responds to the problems posed by proposing a process for catalytic cracking of a hydrocarbon feed containing residual materials, in a reaction zone in a fluid or entrained bed, characterized in that one introduces into a first portion of the reaction zone called the vaporization zone, said charge, a carrier gas and a first mixture of a major portion of particles of substantially inert solids and a minor portion of catalytic particles distinct from the particles of substantially inert solids, at a temperature T ⁇ 2 between 650 ° C and 1200 ° C and preferably between 750 and 1000 ° C, said particles of substantially inert solids having a cracking activity at most equal to about 15%, a particle size between 100 and 2000 micrometers (100 -2000 x 10 ⁇ 6 m) and a density between 2000 kg / m3 and 6000 kg / m3 and said catalytic particles having a higher cracking activity less than 20%, a particle size between 10 and 100 micrometers (10
  • said first mixture of particles with the charge and the carrier gas is made to flow co-current through said first portion of the reaction zone, so as to vaporize substantially all of the charge and to rid it of at least one part of the residual materials under minimum cracking conditions.
  • the total effluent from the first portion of the reaction zone is introduced into a second portion of the said zone, continues to the said first portion and called the cracking zone, a second mixture of a major part of catalytic particles and a minor part of particles of substantially inert solids, defined above, said second mixture being introduced at a temperature T ⁇ 1 lower than said temperature T ⁇ 2 and between 300 ° C and 750 ° C, advantageously between 500 ° C and 750 ° C, and preferably between 500 and 650 ° C.
  • the mixture of said total effluent from the first portion of the reaction zone with said second mixture of particles is circulated co-current in said cracking zone , we recover cracking effluents on the one hand and solid particles and catalytic particles on the other hand, which contain at least partially a cracking residue, the cracking effluents are separated from the solid particles and catalytic particles.
  • Said solid and catalytic particles resulting from the step of separating said effluents are subjected to at least one step for separating the particles and at least one step for regeneration in a fluidized or entrained bed and a fraction containing the major part of the particles is recovered separately.
  • the catalytic particles are, of course, solid particles, but active. To differentiate them from particles of substantially inert solids, or will call them for convenience catalytic particles or catalyst.
  • the temperature T ⁇ 1 for introducing the catalytic particles is advantageously at least 10 ° C lower than the temperature T ⁇ 2 for introducing the particles of substantially inert solids.
  • the method according to the invention has the advantage of carrying out in a very short time the vaporization of the charge and the elimination of impurities, substantially reducing the thermal cracking and therefore the preferential formation of coke. Furthermore, the quantity of coke deposited on inert particles during the vaporization stage of the feedstock is less compared to that deposited on a conventional cracking catalyst under the same temperature conditions.
  • the charge vaporized on contact with the solid particles is made acceptable for the catalytic cracking catalyst. It is in fact advantageously freed, for example, of at least 90% of the residual materials, thus ensuring a longer service life for the catalyst and slower deactivation of its sites. active during the regeneration of said catalyst. Catalytic and thermal cracking in the vaporization zone is also minimized, which avoids the formation of coke and ensures better conversion.
  • the hydrocarbon vapors of the feed can be brought into contact with the catalyst at a lower temperature than that usually encountered in catalytic cracking processes since this catalyst must only provide the heat absorbed by the cracking, heat which represents only about 10 to 20% of the heat of vaporization of the charge. This feature can help minimize the amount of residual coke and cracking. On the other hand, the lifetime of the catalyst is thereby increased and its activation level maintained longer.
  • the vaporization (and pre-treatment) zone can have a length L and an internal diameter D such that the ratio L / D is between 2 and 30 and preferably between 5 and 15 , which facilitates a homogeneous distribution of the charge and a substantially complete vaporization of the latter before it reaches the cracking zone supplied with catalytic particles.
  • the distance separating the introduction of the two distinct populations of particles therefore depends on the diameter of the reaction zone where the charge is vaporized.
  • the L / D ratio it is possible to vaporize substantially all of the charge without substantial cracking in the vaporization zone, to deposit almost all of the residual coke and of the metals on the solid particles, and to generate substantially only the minimum of coke necessary for the operation of the unit, according to the process.
  • the installations are all the more simplified since the thermal levels are lowered and their investment cost reduced.
  • the solid particles are distinguished from the catalytic particles not only by their activity, but especially by their size and their density, which promotes their separation thereafter.
  • the particles of pretreatment solids generally have a specific surface of less than 50 m2 / g, for example between 0.01 and 50 m2 / g (so-called BET method using nitrogen absorption), preferably included between 0.01 and 20 m2 / g and even more preferably, between 0.01 and 10 m2 / g, which contributes to minimizing the thermal cracking of the load.
  • They have a size varying from 100 to 2000 micrometers (100 to 2000 x 10 ⁇ 6 m) and preferably from 200 to 300 micrometers (200 to 300 x 10 ⁇ 6 m).
  • Their density is between 2000 and 6000 kg / m3 and advantageously between 2500 and 5000 kg / m3.
  • microspheres have a low catalytic activity and are of low cost.
  • the activity is defined as being the ratio of the conversion rate obtained in the presence of the solid particles considered, on the conversion rate obtained in the presence of the reference catalyst, within the framework of standardized MAT tests (Standard ASTM D 3907-80) .
  • MAT tests sand particles with a specific surface area of less than 1 m2 / g lead to conversion rates of around 7.3% with a filler constituted by an Arabian light residue, characterized by a 5.0% Conradson carbon.
  • the tests were carried out at 530 ° C with a C / O ratio of 4.5.
  • This conversion rate is to be compared with that of 71% obtained under the same conditions procedures with a conventional catalyst based on faujasite (zeolite Y) and a specific surface area equal to 91 m2 / g.
  • the conversion rate is defined as the ratio: mass (gas + petrol + coke) / mass of the initial charge. It is therefore recommended because of their low cost to reject some of these particles of solids from time to time and replace them with the same amount fresher, so as to maintain an acceptable metal content. Indeed, their analysis shows that they contain, in addition to minerals, silica, alumina and small amounts of impurities in the form of titanium, iron and alkaline earth.
  • the solid particles used are, for example, calcite, dolomite, limestone, bauxite, baryte, chromite, zirconia, magnesia, perlite, alumina and silica, all these solid particles having a low specific surface.
  • the catalysts are generally those used and described in the catalytic cracking processes; zeolite-based catalysts are often preferred and among these, those which exhibit good thermal stability in the presence of water vapor. They have an average particle size equal to 50 micrometers (50 x 10 ⁇ 6 m) which is distributed between 10 and 100 micrometers, advantageously between 30 and 70 micrometers. Their specific mass is between 600 and 1800 kg / m3 and preferably between 800 and 1600 kg / m3.
  • the separation and regeneration of all the particles can be carried out in different enclosures or in the same enclosure.
  • the relative contents of particles of the different types in the reaction zone will be a function of the mass flow rates of particles introduced into the vaporization zone and into the cracking zone.
  • the ratio of the mass flow rate of particles introduced into the vaporization zone to the mass flow rate of particles introduced into the cracking zone is between 1 and 100, advantageously between 1 and 10 and preferably advantageously between 1 and 1.5.
  • the mass percentage of catalytic particles present in the first mixture and entrained with the solid particles during the separation and / or regeneration stages, which arrive in the vaporization zone is for example between 0.2 and 10%, advantageously between 1 and 5%, so that there is substantially no cracking.
  • the proportion of the inert particles present in the second mixture is necessarily a function of the ratio of the flow rates of the first and of the second mixture.
  • the proportion of inert particles in the second mixture will be higher the greater the ratio of the mass flow rate of the first mixture to the mass flow rate of the second mixture.
  • the mass percentage of the inert particles in the second mixture introduced into the cracking zone is between 1 and 40% and advantageously between about 2 and 10%, the rest at 100% obviously corresponding to the catalytic particles.
  • the particles of inert solids in the cracking zone proper can represent from 45 to 94.4% by weight and advantageously from 45 to 75% by weight of the resulting mixture corresponding to the total effluent.
  • leaving the vaporization zone and at the second mixture of particles while the catalytic particles can represent from 4.6 to 55% by weight of the resulting mixture and preferably from 25 to 55% by weight.
  • the particles of inert solids can be regenerated and catalytic in the same area, substantially at the same time as the step of separating the two types of particles.
  • This regeneration step can generally be carried out in the presence of oxygen or of a gas comprising molecular oxygen at a temperature T2 of between 650 ° C and 1200 ° C and at a fluidization speed of between 0.1 m / s and 2 m / s. Under these regeneration conditions, it is possible to cause the combustion of at least 90% of the residual materials present on the solid particles and at least for example 70% of cracking residues and of residual materials which are fixed on the particles. catalytic.
  • the step of separating the two types of particles can be carried out in an enclosure then the step of regenerating the particles in two separate enclosures, one reserved for the regeneration of solid particles at the conditions of temperature T2 and speed of fluidization expressed above, the other reserved for the regeneration of catalytic particles at the conditions of temperature T1 and speed expressed above.
  • Spraying or atomizing means can introduce the charge at a speed preferably between 10 and 100 m / s.
  • the carrier gas stream is adapted to generate a particle speed of approximately 2 to 10 m / s and the charge and the solid particles are generally left in contact between approximately 400 ° C. and 650 ° C. for a residence time. of the charge in the vaporization zone of between 0.01 s and 2 s approximately.
  • the invention also relates to a catalytic cracking device for implementing the process (see fig. 1), it comprises: - a reactor (1) which is a pipe of elongated tubular shape and substantially vertical, comprising a vaporization zone 1a of length L and internal diameter D such that the ratio L / D is between 2 and 30 and a cracking zone 1b continues at said vaporization zone, - inlet means (3) for a liquid or gaseous charge connected to the end of said reactor in the vaporization zone (1a) and containing means for spraying or atomizing said charge in said reactor, which confer charge flow from top to bottom, or from bottom to top in the reactor, - input means (4) of mainly solid particles, connected to said end of the reactor, in the vaporization zone (1a) and giving these solid particles a flow movement directed from top to bottom or from bottom to top in the reactor, - input means (6) of mainly catalytic particles in the cracking zone (1b) of said reactor 1, connected to said reactor 1 downstream of the input means (4) of
  • the apparatus is therefore very compact and has the advantage of combining in a single enclosure two functions, one for spraying and pretreatment, the other for cracking, and therefore to achieve engineering savings.
  • FIG. 1 schematically representing a particular embodiment of the apparatus with an ascending reaction zone, at the lower end of which the charge is introduced and in view of the FIG. 2 illustrating a separation zone and two distinct regeneration zones for the two types of particles.
  • the reaction zone or reactor 1 is an elongated and substantially vertical tubular pipe. It comprises a lower part or vaporization zone 1a and an upper part or catalytic cracking zone 1b continues at the vaporization zone.
  • the charge to be cracked which can be heated beforehand between 100 and 450 ° C., is supplied by at least one line 3.
  • Known spray means such as those described in US Patent No. 4,331,533 introduces the feed to the bottom of the evaporation zone, preferably above the arrival of the solid particles (4) to a speed for example of around 100 m / s.
  • the load is brought into contact with these particles mainly comprising particles of inert solids (for example at least 95%), which may be, by way of illustrative example, zirconia with an average particle size of between 200 and 300 micrometers and of density between 2000 and 6000 kg / m3 and activity equal to approximately 10%, and which are introduced through line 16 by the inlet means 4 at a flow rate controlled by the valve 5 and at a speed for example about 3 m / s at a temperature T ⁇ 2 between 650 ° C and 1200 ° C, for example at 800 ° C.
  • the solid particles and the charge flow into the vaporization zone 1a.
  • the vapors formed in the vaporization zone 1a of the reactor 1 leave this zone 1a after a residence time of 0.5 s. approximately and are brought into contact in the cracking zone 1b continues at the vaporization zone 1a with particles mainly catalytic (for example at least 80%), of particle size ranging for example between 30 and 70 micrometers and density varying by example between 900 and 1400 kg / m3.
  • a line 23 brings these particles by inlet means 6 to the base of the cracking zone 1b, that is to say to the upper part of the vaporization zone, at a speed for example of around 1, 5 m / s and at a temperature T ⁇ 1 ⁇ T ⁇ 2 advantageously between 500 ° C and 750 ° C, for example at 650 ° C.
  • the flow of catalyst is controlled by the valve 7.
  • a heat exchanger (not shown in the figure) can be fitted on the line 23 upstream of the valve 7 to cool the catalytic particles coming from the storage area 13b.
  • the temperature of the vaporization zone is generally between 400 ° C and 600 ° C, for example between 450 and 600 ° C while the temperature of the cracking zone is for example between 450 and 600 ° C.
  • the vaporization zone 1a of length L is defined from the lower part of zone 1a to the neck of the constriction 2 situated between the convergent of zone 1a below the neck and the diverging of zone 1b to above the collar. It is mainly at the level of the convergent and the neck that the inert particles are accelerated.
  • the ratio of the diameter of the neck to the diameter of the vaporization zone is generally between 0.25 and 1 and preferably between 0.6 and 0.8. It has been observed that with these preferred values, weeping was obtained through the neck of between 0.1 and 2% of the total flow rate of catalyst injected into the cracking zone.
  • the vaporization zone 1a defined by its distance L and its diameter D is such that the ratio L / D is between 2 and 30 and advantageously, between 5 and 15.
  • the residence time of the charge in the vaporization zone generally does not exceed 1000 ms and preferably remains less than 500 ms while the residence time of the vaporized charge in the cracking zone 1b is approximately 0.01 seconds. about 2 seconds and preferably about 0.2 s to 1 second.
  • a ballistic separator 8 provides a first separation of the gaseous effluents and of the particles.
  • the cracking effluents leave the enclosure 9 via a pipe 22 after passing through at least one cyclone 10, while the mixture of particles is sent to the first regenerator 13a by the transport line 12, a valve 48 of which controls the debit.
  • the inert solid particles and the catalyst arrive in the enclosure 13a where the separation of the two populations of particles is carried out simultaneously, as a function of their size and their mass, the regeneration of the catalyst as well as the oxidation of the coke deposited on the inert solid particles.
  • This enclosure 13a comprises at least two compartments 50 adapted to create different thermal levels and the last of which ensures the storage of inert particles.
  • the compartmentalization is carried out by means of walls for example of refractory plates 15 placed in a substantially perpendicular manner on the base of the enclosure.
  • the solid particles thus flow in cascade from the compartment supplied by the line 12 equipped with a valve 48 and a fluidized siphon 47 to the compartment where the inert solid particles are extracted by a line 16 provided with a valve 5 and a fluidized siphon 48 which transfers the particles of inert solids to the vaporization zone 1a of the reactor.
  • a compressor 17 supplies oxidizing gas (air for example) via a line 20a to at least one diffuser 19 of the regenerator 13a. In each compartment, only part of the air necessary for the complete oxidation of the coke deposited on the inert particles and for the regeneration of the catalyst is introduced. In this way, the temperature of the inert solid particles rises in stages to the point of extraction (end of the line 16 in the enclosure 13a).
  • the operating conditions (that is to say mainly the fluidization speed) are adjusted so as to have a substantial entrainment of the catalyst in the first compartments in order to avoid any stay of the catalyst at high temperature, which would harm its activity and accelerate its aging.
  • the temperature profile in the regenerator is adjusted so that the average temperature of the entrained catalyst is substantially close to the reinjection temperature in the cracking zone 1b.
  • a second compartmentalization can be carried out with walls 15a, for example plates suspended from the ceiling of the enclosure 13a and plunging into each fluidized compartment 50 and makes it possible to isolate the gaseous atmospheres surmounting each of the compartments. defined by the walls 15a, thus avoiding a mixture of the catalyst particles entrained above each of the compartments.
  • This compartmentalisation also makes it possible to recover, on the one hand, combustible regeneration effluents above the compartments operating at low temperature and lacking oxygen or air, and non-combustible regeneration effluents above the compartment or compartments. operating at high temperature where the extraction of inert solid particles takes place.
  • the problems posed by the post-combustion of carbon monoxide in the space above the particle beds are also avoided, since a reducing zone (compartment (s) 50 at low temperature) can be separated from an oxidizing zone ( compartment (s) 50 at high temperature).
  • the regeneration effluents pass through cyclones 14 and are evacuated via line 21.
  • the particles of catalyst captured by at least one cyclone 14 placed in each of the spaces defined by the walls 15a are directed towards a storage enclosure 13-b operating in a fluidized bed and supplying the cracking zone 1b equipped with a valve 7 and d 'a fluidized siphon 46 via the line 23.
  • This enclosure 13b may also comprise, according to another embodiment, additional regeneration means if the regeneration has proved insufficient at the level of the enclosure 13a.
  • additional regeneration means if the regeneration has proved insufficient at the level of the enclosure 13a.
  • the cold air can be introduced by means of the diffuser 24 generally located at the base of the enclosure 13b and supplied by a line 20b connected to the compressor 17, can be heated by crossing the fluidized bed contained in enclosure 13-b, can be freed of particles entrained by cyclones 25 and can finally be introduced into the "hot" compartment (s) of enclosure 13a by diffusers 19.
  • the temperature difference in the two regenerators can be reinforced by any other means, in particular by installing at least one exchange surface, of known type and not shown in the figure, in the catalytic particle regenerator.
  • the mixture of catalyst and inert solid particles arrives via line 12 in an enclosure 26 where the two populations of particles in a fluidized bed are separated.
  • This separation can be carried out by entraining the catalyst above the fluidized bed, by segregation within the fluidized bed itself or by a combination of the two processes.
  • FIG. 2 represents for example a schematic device for separation by entrainment.
  • the entrained catalyst grains are captured by at least one cyclone 27 and directed towards the regenerator 28 by line 29 while the fumes are evacuated by line 27a.
  • the inert solid particles which constitute the fluidized bed are directed towards the regenerator 30 by the line 31.
  • the separation enclosure 26 can be compartmentalized like the enclosure 13a described previously so as to improve from one compartment to another the separation of the two populations of particles.
  • regenerators 28 and 30 are supplied with air or gas containing oxygen by the lines 32 and 33 respectively.
  • the fumes produced by the regeneration leave the two chambers 28 and 30 by lines 34 and 35 after being dusted by cyclones 36 and 37.
  • the inert solid particles are heated to a higher thermal level than that of the catalyst because their coke content is greater since they have fixed almost all of the potential coke contained in the charge.
  • the catalyst and the particles of inert solids then return to the reactor 1 via lines 23 and 16 equipped respectively with valves for adjusting the flow rates of particles 7 and 5 and of fluidized siphons 46 and 45.
  • At least one fluidization vapor inlet can be introduced on the various lines, for example the injection 54 on the line 12, the injection 52 on the line 23 and injection 53 on line 16.
  • FIG. 1 representing a particular embodiment with an ascending reactor, but it is possible in the same spirit to produce a reactor where the circulation of the types of particles and of the charge is descending.

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Abstract

According to the process, the feedstock and a first mixture of a major part of substantially inert solid particles originating from the line (4) are introduced into a vaporisation zone (1a) at a temperature T'2 of between 650 DEG C and 1200 DEG C, the feedstock and the first mixture of solid particles are caused to flow into a stream of carrier gas and a second stage of a major part of catalyst particles of smaller particle size and lower density originating from the line (6) is introduced into a cracking zone (1b) continuous with the vaporisation zone, at a temperature T'1 of between 300 and 750 DEG C, lower than T'2; the resulting mixture is circulated countercurrentwise in the cracking zone (1b), the cracking effluents and the solid and catalyst particles are recovered (9), the said effluents are separated from the said particles, the said particles are separated off (13a) and regenerated, an inert solid particle fraction and a catalyst particle fraction are recovered separately and are recycled into the vaporisation zone and into the cracking zone respectively. Application in the oil industry. <IMAGE>

Description

L'invention concerne un procédé de craquage catalytique d'une charge hydrocarbonée contenant des matériaux résiduels, dans une zone réactionnelle où circulent des particules de solides de prétraitement et des particules catalytiques, l'appareil pour la mise en oeuvre du procédé et son utilisation.The invention relates to a process for catalytic cracking of a hydrocarbon feedstock containing residual materials, in a reaction zone in which particles of pretreatment solids and catalytic particles circulate, the apparatus for carrying out the process and its use.

La valorisation des charges lourdes, communément appelées résidus (par exemple résidu atmosphérique, résidu sous-vide, huiles désasphaltées, huiles de liquéfaction de charbon, huiles de schistes etc...), par la voie du craquage catalytique, impose au pétrolier des modifications de ses outils de raffinage et par exemple, un prétraitement consistant notamment à enlever le plus possible de matériaux résiduels comme le coke, le soufre et les métaux, poisons du catalyseur.The recovery of heavy loads, commonly called residues (for example atmospheric residue, vacuum residue, deasphalted oils, coal liquefaction oils, shale oils, etc.), by means of catalytic cracking, requires modifications to the tanker. of its refining tools and for example, a pretreatment consisting in particular of removing as much residual materials as possible, such as coke, sulfur and metals, poisons from the catalyst.

Lorsque la charge à traiter a des teneurs maximales en Carbone Conradson (CCR) et en métaux respectivement de 6-8 % et 20-30 ppm en poids, l'application de procédés du type FCC (Fluid Catalytic Cracking) est parfaitement envisageable. Par contre, si cette charge est plus lourde (par exemple CCR>10%) et surtout si la quantité de nickel et de vanadium atteint plusieurs centaines de ppm, le prétraitement s'avère nécessaire, compte-tenu des performances des catalyseurs actuellement disponsibles sur le marché. Plusieurs techniques de prétraitement existent, ce sont en particulier la cokéfaction retardée, la cokéfaction fluide, l'hydrotraitement, le désasphaltage, etc...When the load to be treated has maximum contents of Conradson Carbon (CCR) and metals respectively of 6-8% and 20-30 ppm by weight, the application of processes of the FCC type (Fluid Catalytic Cracking) is perfectly conceivable. On the other hand, if this charge is heavier (for example CCR> 10%) and especially if the amount of nickel and vanadium reaches several hundred ppm, the pretreatment is necessary, taking into account the performances of the catalysts currently available on the market. Several pretreatment techniques exist, these are in particular delayed coking, fluid coking, hydrotreating, deasphalting, etc.

L'art antérieur est notamment illustré par les documents ci-dessous :
. le brevet EP 127.285 concerne un procédé de craquage où l'on vaporise la charge en amont d'une colonne réactionnelle par mise en contact d'un catalyseur conventionnel de craquage et l'on introduit en aval de faibles quantités d'un autre catalyseur, une zeolithe ZSM5, à plus faible température pour augmenter l'indice d'octane des essences obtenues par le catalyseur conventionnel,
. le brevet US 3 380 911 décrit un procédé de craquage d'une charge dans lequel on vaporise en partie et on convertit en partie cette charge par mise en contact avec des particules catalytiques de faible granulométrie, très actives et à température faible, à la base de la colonne réactionnelle. On vaporise ensuite et on convertit le reste de la charge, en aval, par des particules catalytiques de grande granulométrie, de faible activité et à température plus élevée,
. Enfin, il est connu dans le brevet US 4 243 514 de réaliser un prétraitement de la charge dans une enceinte réservée à cet effet, en vaporisant la charge par mélange à des particules de solides inertes préalablement chauffées. Ces particules ont des dimensions comprises entre 20 et 150 micromètres (20 - 150 x 10 ⁻⁶ m) et sont générées directement dans le régénérateur par pulvérisation de boues d'argile par exemple. Les microsphères obtenues se caractérisent par leur faible surface spécifique qui permet de limiter le taux de conversion à un bas niveau. Néanmoins, elles permettent de capter 95 % des métaux et sensiblement l'intégralité des asphaltènes contenus initialement dans la charge. Mais les effluents libérés constituant une charge satisfaisante de craquage catalytique en lit fluidisé (F.C.C.) doivent être refroidis avant d'être conduits vers une zone de craquage catalytique séparée et distante de celle où s'est déroulé le prétraitement, afin de minimiser les risques de craquage thermique qui ne manqueraient pas de se produire en raison des longs trajets et par conséquent d'un temps de séjour important à une température élévée. Il en résulterait alors une conversion où la formation de coke serait favorisée.
The prior art is illustrated in particular by the documents below:
. patent EP 127,285 relates to a cracking process in which the charge is vaporized upstream of a reaction column by bringing a conventional cracking catalyst into contact and small quantities of another catalyst are introduced downstream, a ZSM5 zeolite, at a lower temperature to increase the octane number of the gasolines obtained by the conventional catalyst,
. US Pat. No. 3,380,911 describes a process for cracking a charge in which one vaporizes in part and one partially converts this charge by bringing into contact with catalytic particles of small particle size, very active and at low temperature, at the base. of the reaction column. Then vaporized and the rest of the charge is converted, downstream, by catalytic particles of large particle size, of low activity and at higher temperature,
. Finally, it is known in US Pat. No. 4,243,514 to carry out a pretreatment of the charge in an enclosure reserved for this purpose, by vaporizing the charge by mixing with particles of inert solids previously heated. These particles have dimensions between 20 and 150 micrometers (20 - 150 x 10 ⁻⁶ m) and are generated directly in the regenerator by spraying clay mud for example. The microspheres obtained are characterized by their low specific surface which makes it possible to limit the conversion rate to a low level. Nevertheless, they make it possible to capture 95% of the metals and substantially all of the asphaltenes initially contained in the charge. However, the released effluents constituting a satisfactory charge of catalytic cracking in a fluidized bed (FCC) must be cooled before being led to a catalytic cracking zone separate and distant from that where the pretreatment took place, in order to minimize the risks of thermal cracking which would not fail to occur due to long journeys and therefore a long residence time at a high temperature. This would then result in a conversion where the formation of coke would be favored.

Un objet de l'invention est donc de prétraiter une charge d'hydrocar­bures en la soumettant à une mise en contact avec des particules de solides préalablement chauffées, qui assurent notamment une démétal­lisation poussée et une élimination substantielle du coke potentiel contenu dans la charge pendant des temps de séjour qui n'entraînent sensiblement pas de craquage thermique.It is therefore an object of the invention to pretreat a hydrocarbon feed by subjecting it to contact with particles of previously heated solids, which in particular provide extensive demetallization and substantial elimination of the potential coke contained in the feed during residence times which do not substantially cause thermal cracking.

Dans les procédés de craquage conventionnels où l'énergie nécessaire à la vaporisation de la charge est apportée par le catalyseur lui-même, les températures maximales admissables pour le catalyseur réchauffé sont de l'ordre de 800°C. Au-déla, on observe une désactivation accélérée du catalyseur surtout lorsque sa régénération conduit à libérer d'importantes quantités d'eau.In conventional cracking processes where the energy necessary for the vaporization of the charge is provided by the catalyst itself, the maximum admissible temperatures for the heated catalyst are of the order of 800 ° C. Beyond that, an accelerated deactivation of the catalyst is observed, especially when its regeneration results in the release of large quantities of water.

Un objet de l'invention est de pouvoir relever la température d'admission des particules de solides caloporteurs jusqu'à environ 1200 °C, notamment en présence de charges très asphalténiques, pour réaliser un flash thermique de la charge plus intense sans préjudice pour les particules du caloporteur qui n'ont sensiblement aucune activité catalytique.An object of the invention is to be able to raise the admission temperature of the particles of heat-transferable solids up to approximately 1200 ° C., in particular in the presence of very asphaltenic fillers, in order to produce a thermal flash of the more intense charge without prejudice to the heat transfer particles which have substantially no catalytic activity.

Un autre objet de l'invention est de réduire le vieillissement du catalyseur lors de l'étape de craquage de la charge qui se trouve débarrassée de ses produits les plus lourds, de diminuer la désactivation du catalyseur et par voie de conséquence de réduire la consommation de catalyseur.Another object of the invention is to reduce the aging of the catalyst during the step of cracking the charge which is freed from its heaviest products, to reduce the deactivation of the catalyst and consequently to reduce consumption of catalyst.

Par ailleurs, de manière générale, des rapports locaux catalyseur/­huile élevés dans la zone de vaporisation dûs à une mauvaise répartition de la charge dans la zone d'injection, des températures locales de la charge vaporisée supérieures à 550-600°C en présence de catalyseur et l'existence d'hétérogénéités à l'échelle microscopique sont des facteurs induisant l'apparition de quantités de coke résiduel importantes.Furthermore, in general, high local catalyst / oil ratios in the vaporization zone due to poor distribution of the charge in the injection zone, local temperatures of the vaporized charge greater than 550-600 ° C. in the presence of catalyst and the existence of heterogeneities on a microscopic scale are factors inducing the appearance of significant quantities of residual coke.

Un autre objet de l'invention est donc d'assurer une répartition uniforme et homogène de la charge vaporisée dans la zone de craquage et de minimiser la formation de coke résiduel.Another object of the invention is therefore to ensure a uniform and homogeneous distribution of the charge vaporized in the cracking zone and to minimize the formation of residual coke.

Un autre objet de l'invention est d'obtenir une conversion de la charge meilleure et plus sélective entraînant une augmentation de sa fraction valorisable.Another object of the invention is to obtain a better and more selective charge conversion resulting in an increase in its recoverable fraction.

En outre, lors du craquage des charges lourdes en présence du seul catalyseur, on fait apparaître trop de coke, qui une fois oxydé lors de la régénération du catalyseur, engendre une quantité d'énergie dépassant les besoins énergétiques du procédé. Un autre objet de l'invention est donc d'ajuster la quantité de coke strictement nécessaire au besoin des installations (vaporisation et craquage de la charge).In addition, during the cracking of heavy loads in the presence of the only catalyst, there is revealed too much coke, which once oxidized during the regeneration of the catalyst, generates an amount of energy exceeding the energy requirements of the process. Another object of the invention is therefore to adjust the quantity of coke strictly necessary to the needs of the installations (vaporization and cracking of the charge).

Par le terme de charge, on entend des charges classiques, c'est-à-dire des distillats présentant par exemple des points d'ébullition finaux de l'ordre de 400°C, tels que des gazoles sous vide, 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 reçu 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 pouvant contenir des pourcentages élevés de matériaux asphalténiques, et pouvant généralement présenter une teneur en carbone Conradson élevée par exemple supérieure à 8 %, avantageusement comprise entre 8 et 40 %, et de préférence comprise entre 10 et 25% (voir norme ASTM Test 189-65).By the term of charge, is meant conventional fillers, that is to say distillates having for example final boiling points of the order of 400 ° C., such as gas oils under vacuum, but also oils heavier hydrocarbons, such as crude and / or stripped oils, and residues from atmospheric distillation or vacuum distillation; these charges may, where appropriate, have received a preliminary treatment such as, for example, a hydrotreatment in the presence for example of catalysts of the cobalt-molybdenum or nickel-molybdenum type. The preferred fillers of the invention will be those which may contain high percentages of asphaltenic materials, and which may generally have a high Conradson carbon content, for example greater than 8%, advantageously between 8 and 40%, and preferably between 10 and 25% (see standard ASTM Test 189-65).

Ces charges peuvent être diluées ou non par des coupes plus légères conventionnelles, pouvant comprendre des coupes d'hydrocarbures ayant déjà subi l'opération de craquage, qui sont recyclées, comme par exemple des huiles de recyclage légères ("light cycle oils", L.C.O.) ou des huiles lourdes de recyclage ("heavy cycle oils", H.C.O.). Suivant un mode préféré de l'invention, ces charges sont préchauffées dans un domaine de température compris entre 100 et 450°C avant leur traitement.These charges can be diluted or not by conventional lighter cuts, which may include cuts of hydrocarbons having already undergone the cracking operation, which are recycled, such as for example light recycling oils ("light cycle oils", LCO ) or heavy recycling oils (HCO). According to a preferred embodiment of the invention, these charges are preheated in a temperature range between 100 and 450 ° C before their treatment.

L'invention résoud les inconvénients ci-dessus, et répond aux problèmes posés en proposant un procédé de craquage catalytique d'une charge hydrocarbonée renfermant des matériaux résiduels, dans une zone réactionnelle en lit fluide ou entraîné caractérisé en ce qu'on introduit dans une première portion de la zone réactionnelle appelée zone de vaporisation ladite charge, un gaz vecteur et un premier mélange d'une majeure partie de particules de solides sensiblement inertes et d'une mineure partie de particules catalytiques distinctes des particules de solides sensiblement inertes, à une température Tʹ₂ comprise entre 650°C et 1200°C et de préférence entre 750 et 1000°C, lesdites particules de solides sensiblement inertes ayant une activité de craquage au plus égale à environ 15%, une granulométrie comprise entre 100 et 2000 micromètres (100-2000 x 10⁻⁶ m) et une masse volumique comprise entre 2000 kg/m3 et 6000 kg/m3 et lesdites particules catalytiques ayant une activité de craquage supérieure à 20%, une granulométrie comprise entre 10 et 100 micromètres (10-100x10⁻⁶ m) et une masse volumique comprise enre 600 kg/m3 et 1800 kg/m3. On fait s'écouler de préférence à co-courant dans ladite première portion de la zone réactionnelle, ledit premier mélange de particules avec la charge et le gaz vecteur, de façon à vaporiser sensiblement toute la charge et à la débarrasser d'au moins une partie des matériaux résiduels dans des conditions de craquage minimun. On introduit l'effluent total de la première portion de la zone réactionnelle dans une second portion de ladite zone, continue à ladite première portion et appelée zone de craquage, on introduit simultanément à l'entrée de ladite seconde portion, un second mélange d'une majeure partie de particules catalytiques et d'une mineure partie de particules de solides sensiblement inertes, définies ci-dessus, ledit second mélange étant introduit à une température Tʹ₁ inférieure à ladite température Tʹ₂ et comprise entre 300° C et 750° C, avantageusement entre 500°C et 750°C, et de préférence entre 500 et 650° C. On fait circuler à co-courant dans ladite zone de craquage le mélange dudit effluent total de la première portion de la zone réactionnelle avec ledit second mélange de particules, on récupère des effluents de craquage d'une part et les particules de solides et les particules catalytiques d'autre part, qui contiennent au moins en partie un résidu de craquage, on sépare les effluents de craquage des particules de solides et des particules catalytiques. On soumet lesdites particules de solides et catalytiques résultant de l'étape de séparation desdits effluents à au moins une étape de séparation des particules et à au moins une étape de régénération en lit fluidisé ou entraîné et on récupère séparément une fraction contenant la majeure partie des particules de solides et une fraction contenant la majeure partie des particules catalytiques et l'on recycle au moins en partie, lesdites particules de solides dans la zone de vaporisation et lesdites particules catalytiques dans la zone de craquage de ladite zone réactionnelle.The invention solves the above drawbacks, and responds to the problems posed by proposing a process for catalytic cracking of a hydrocarbon feed containing residual materials, in a reaction zone in a fluid or entrained bed, characterized in that one introduces into a first portion of the reaction zone called the vaporization zone, said charge, a carrier gas and a first mixture of a major portion of particles of substantially inert solids and a minor portion of catalytic particles distinct from the particles of substantially inert solids, at a temperature Tʹ₂ between 650 ° C and 1200 ° C and preferably between 750 and 1000 ° C, said particles of substantially inert solids having a cracking activity at most equal to about 15%, a particle size between 100 and 2000 micrometers (100 -2000 x 10⁻⁶ m) and a density between 2000 kg / m3 and 6000 kg / m3 and said catalytic particles having a higher cracking activity less than 20%, a particle size between 10 and 100 micrometers (10-100x10⁻⁶ m) and a density between 600 kg / m3 and 1800 kg / m3. Preferably, said first mixture of particles with the charge and the carrier gas is made to flow co-current through said first portion of the reaction zone, so as to vaporize substantially all of the charge and to rid it of at least one part of the residual materials under minimum cracking conditions. The total effluent from the first portion of the reaction zone is introduced into a second portion of the said zone, continues to the said first portion and called the cracking zone, a second mixture of a major part of catalytic particles and a minor part of particles of substantially inert solids, defined above, said second mixture being introduced at a temperature Tʹ₁ lower than said temperature Tʹ₂ and between 300 ° C and 750 ° C, advantageously between 500 ° C and 750 ° C, and preferably between 500 and 650 ° C. The mixture of said total effluent from the first portion of the reaction zone with said second mixture of particles is circulated co-current in said cracking zone , we recover cracking effluents on the one hand and solid particles and catalytic particles on the other hand, which contain at least partially a cracking residue, the cracking effluents are separated from the solid particles and catalytic particles. Said solid and catalytic particles resulting from the step of separating said effluents are subjected to at least one step for separating the particles and at least one step for regeneration in a fluidized or entrained bed and a fraction containing the major part of the particles is recovered separately. solid particles and a fraction containing the major part of the catalytic particles and at least partly recycling said solid particles in the vaporization zone and said catalytic particles in the cracking zone of said reaction zone.

Les particules catalytiques sont, bien entendu, des particules de solides, mais actives. Pour les différencier des particules de solides sensiblement inertes, ou les appellera par commodité des particules catalytiques ou catalyseur. La température Tʹ₁ d'introduction des particules catalytiques est avantageusement inférieure d'au moins 10°C à la température Tʹ₂ d'introduction des particules de solides sensiblement inertes.The catalytic particles are, of course, solid particles, but active. To differentiate them from particles of substantially inert solids, or will call them for convenience catalytic particles or catalyst. The temperature Tʹ₁ for introducing the catalytic particles is advantageously at least 10 ° C lower than the temperature Tʹ₂ for introducing the particles of substantially inert solids.

Le procédé selon l'invention présente l'avantage de réaliser en un temps très court la vaporisation de la charge et l'élimination des impuretés, réduisant substantiellement le craquage thermique et de ce fait la formation préférentielle de coke. Par ailleurs, la quantité de coke déposée sur des particules inertes lors de l'étape de vaporisation de la charge est moindre comparée à celle déposée sur un catalyseur conventionnel de craquage dans les mêmes conditions de température. La charge vaporisée au contact des particules de solides est rendue acceptable pour le catalyseur de craquage catalytique. Elle est en effet avantageusement débarrassée par exemple d'au moins 90 % des matériaux résiduels et on assure ainsi une plus longue durée de vie au catalyseur et une désactivation moins rapide de ses sites actifs lors de la régénération dudit catalyseur. On minimise par ailleurs le craquage catalytique et thermique dans la zone de vaporisation, ce qui évite la formation de coke et assure une meilleure conversion.The method according to the invention has the advantage of carrying out in a very short time the vaporization of the charge and the elimination of impurities, substantially reducing the thermal cracking and therefore the preferential formation of coke. Furthermore, the quantity of coke deposited on inert particles during the vaporization stage of the feedstock is less compared to that deposited on a conventional cracking catalyst under the same temperature conditions. The charge vaporized on contact with the solid particles is made acceptable for the catalytic cracking catalyst. It is in fact advantageously freed, for example, of at least 90% of the residual materials, thus ensuring a longer service life for the catalyst and slower deactivation of its sites. active during the regeneration of said catalyst. Catalytic and thermal cracking in the vaporization zone is also minimized, which avoids the formation of coke and ensures better conversion.

L'existense d'hétérogénéités dans la zone de vaporisation est réduite et une répartition uniforme et homogène de la charge dans la zone de vaporisation où circulent en majorité les particules de solides sensiblement inertes, est assurée, ce qui minimise la formation de coke d'origine thermique. Par ailleurs, la conversion est meilleure et plus sélective car le craquage proprement dit s'effectue en atmosphère d'hydrocarbures gazeux donneurs d'hydrogène.The existence of heterogeneities in the vaporization zone is reduced and a uniform and homogeneous distribution of the charge in the vaporization zone where mainly the particles of substantially inert solids circulate, is ensured, which minimizes the formation of coke. thermal origin. Furthermore, the conversion is better and more selective since the actual cracking takes place in an atmosphere of gaseous hydrogen-donating hydrocarbons.

Enfin les vapeurs d'hydrocarbures de la charge peuvent être mises en contact avec le catalyseur à une température plus basse que celle que l'on rencontre habituellement dans les procédés de craquage cataly­tique puisque ce catalyseur ne doit apporter que la chaleur absorbée par le craquage, chaleur qui représente seulement environ 10 à 20% de la chaleur de vaporisation de la charge. Cette caractéristique peut permettre de minimiser la quantité de coke résiduel et de craquage. D'autre part, la durée de vie du catalyseur s'en trouve augmentée et son niveau d'activation maintenu plus longtemps.Finally, the hydrocarbon vapors of the feed can be brought into contact with the catalyst at a lower temperature than that usually encountered in catalytic cracking processes since this catalyst must only provide the heat absorbed by the cracking, heat which represents only about 10 to 20% of the heat of vaporization of the charge. This feature can help minimize the amount of residual coke and cracking. On the other hand, the lifetime of the catalyst is thereby increased and its activation level maintained longer.

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la zone de vaporisation (et de prétraitement) peut présenter une longueur L et un diamètre interne D tels que le rapport L/D est compris entre 2 et 30 et de préférence entre 5 et 15, ce qui facilite une répartition homogène de la charge et une vaporisation sensiblement complète de celle-ci avant qu'elle n'atteigne la zone de craquage alimentée en particules catalytiques.According to a particular embodiment of the invention, the vaporization (and pre-treatment) zone can have a length L and an internal diameter D such that the ratio L / D is between 2 and 30 and preferably between 5 and 15 , which facilitates a homogeneous distribution of the charge and a substantially complete vaporization of the latter before it reaches the cracking zone supplied with catalytic particles.

La distance séparant l'introduction des deux populations de particules distinctes est fonction par conséquent du diamètre de la zone réactionnelle où s'effectue la vaporisation de la charge. Dans les conditions préférées du rapport L/D, on parvient à vaporiser sensiblement toute la charge sans craquage substantiel dans la zone de vaporisation, à déposer la quasi totalité du coke résiduel et des métaux sur les particules de solides, et à ne générer sensiblement que le minimum de coke nécessaire au fonctionnement de l'unité, selon le procédé. Les installations en sont d'autant plus simplifiées puisque les niveaux thermiques sont abaissés et leur coût d'investissement diminué.The distance separating the introduction of the two distinct populations of particles therefore depends on the diameter of the reaction zone where the charge is vaporized. In the preferred conditions of the L / D ratio, it is possible to vaporize substantially all of the charge without substantial cracking in the vaporization zone, to deposit almost all of the residual coke and of the metals on the solid particles, and to generate substantially only the minimum of coke necessary for the operation of the unit, according to the process. The installations are all the more simplified since the thermal levels are lowered and their investment cost reduced.

Les particules de solides sont distinctes des particules catalytiques non seulement par leur activité, mais surtout par leur taille et leur masse volumique, ce qui favorise leur séparation par la suite.The solid particles are distinguished from the catalytic particles not only by their activity, but especially by their size and their density, which promotes their separation thereafter.

En effet, les particules de solides de prétraitement présentent en général une surface spécifique inférieure à 50 m²/g, par exemple comprise entre 0,01 et 50 m²/g (méthode dite BET en utilisant l'absorption d'azote), préférentiellement comprise entre 0,01 et 20 m²/g et de manière encore plus préférée, comprise entre 0,01 et 10 m²/g, ce qui contribue à minimiser le craquage thermique de la charge. Elles ont une taille variant de 100 à 2000 micromètres (100 à 2000 x 10⁻⁶ m) et de préférence de 200 à 300 micromètres (200 à 300 x 10⁻⁶ m). Leur masse volumique est comprise entre 2000 et 6000 kg/m³ et de façon avantageuse entre 2500 et 5000 kg/m³. Ces microsphères ont une activité catalytique faible et sont d'un coût faible. L'activité est définie comme étant le rapport du taux de conversion obtenu en présence des particules de solides considérées, sur le taux de conversion obtenu en présence du catalyseur de référence, dans le cadre des essais standardisés M.A.T. (Norme ASTM D 3907-80). Par exemple lors des essais M.A.T., des particules de sable de surface spécifique inférieure à 1 m²/g conduisent à des taux de conversion de l'ordre de 7,3% avec une charge constitée par un résidu d'Arabian light, caractérisée par un carbone Conradson de 5,0%. Les essais ont été réalisés à 530°C avec un rapport C/O de 4,5. Ce taux de conversion est à comparer avec celui de 71% obtenu dans les mêmes conditions opératoires avec un catalyseur conventionnel à base de faujasite (zéolite Y) et de surface spécifique égale à 91 m²/g. Le taux de conversion est défini comme étant le rapport : masse (gaz + essence + coke)/masse de la charge initiale. Il est donc recommandé en raison de leur faible coût de rejecter une partie de ces particules de solides de temps en temps et de les remplacer par une même quantité plus fraîche, de façon à maintenir une teneur en métal acceptable. En effet, leur analyse montre qu'elles contiennent, en plus de minéraux, de la silice, de l'alumine et de faibles quantités d'impuretés sous forme de titane, fer et d'alcalino-terreux. Les particules de solides employées sont par exemple de la calcite, de la dolomie, du calcaire, de la bauxite, de la baryte, de la chromite, de la zircone, de la magnésie, de la perlite, de l'alumine et de la silice, toutes ces particules de solides ayant une faible surface spécifique.Indeed, the particles of pretreatment solids generally have a specific surface of less than 50 m² / g, for example between 0.01 and 50 m² / g (so-called BET method using nitrogen absorption), preferably included between 0.01 and 20 m² / g and even more preferably, between 0.01 and 10 m² / g, which contributes to minimizing the thermal cracking of the load. They have a size varying from 100 to 2000 micrometers (100 to 2000 x 10⁻⁶ m) and preferably from 200 to 300 micrometers (200 to 300 x 10⁻⁶ m). Their density is between 2000 and 6000 kg / m³ and advantageously between 2500 and 5000 kg / m³. These microspheres have a low catalytic activity and are of low cost. The activity is defined as being the ratio of the conversion rate obtained in the presence of the solid particles considered, on the conversion rate obtained in the presence of the reference catalyst, within the framework of standardized MAT tests (Standard ASTM D 3907-80) . For example, during MAT tests, sand particles with a specific surface area of less than 1 m² / g lead to conversion rates of around 7.3% with a filler constituted by an Arabian light residue, characterized by a 5.0% Conradson carbon. The tests were carried out at 530 ° C with a C / O ratio of 4.5. This conversion rate is to be compared with that of 71% obtained under the same conditions procedures with a conventional catalyst based on faujasite (zeolite Y) and a specific surface area equal to 91 m² / g. The conversion rate is defined as the ratio: mass (gas + petrol + coke) / mass of the initial charge. It is therefore recommended because of their low cost to reject some of these particles of solids from time to time and replace them with the same amount fresher, so as to maintain an acceptable metal content. Indeed, their analysis shows that they contain, in addition to minerals, silica, alumina and small amounts of impurities in the form of titanium, iron and alkaline earth. The solid particles used are, for example, calcite, dolomite, limestone, bauxite, baryte, chromite, zirconia, magnesia, perlite, alumina and silica, all these solid particles having a low specific surface.

Par contre, les catalyseurs sont généralement ceux utilisés et décrits dans les procédés de craquage catalytique ; on préfère souvent les catalyseurs à base de zéolites et parmi ceux-ci, ceux qui présentent une bonne stabilité thermique en présence de vapeur d'eau. Ils ont une granulométrie moyenne égale à 50 micromètres (50 x 10⁻⁶ m) qui se répartit entre 10 et 100 micromètres, avantageusement entre 30 et 70 micromètres. Leur masse spécifique est comprise entre 600 et 1800 kg/m³ et du façon préférée entre 800 et 1600 kg/m³.On the other hand, the catalysts are generally those used and described in the catalytic cracking processes; zeolite-based catalysts are often preferred and among these, those which exhibit good thermal stability in the presence of water vapor. They have an average particle size equal to 50 micrometers (50 x 10⁻⁶ m) which is distributed between 10 and 100 micrometers, advantageously between 30 and 70 micrometers. Their specific mass is between 600 and 1800 kg / m³ and preferably between 800 and 1600 kg / m³.

La séparation et la régénération de l'ensemble des particules peuvent se réaliser dans des enceintes différentes ou dans une même enceinte. Les teneurs relatives en particules des différents types dans la zone réactionnelle vont être fonction des débits massiques de particules introduites dans la zone de vaporisation et dans la zone de craquage.The separation and regeneration of all the particles can be carried out in different enclosures or in the same enclosure. The relative contents of particles of the different types in the reaction zone will be a function of the mass flow rates of particles introduced into the vaporization zone and into the cracking zone.

Généralement, le rapport du débit massique de particule introduites dans la zone de vaporisation sur le débit massique de particules introduites dans la zone de craquage est compris entre 1 et 100, avantageusement entre 1 et 10 et de préférence avantageusement entre 1 et 1,5. Le pourcentage massique de particules catalytiques présentes dans le premier mélange et entraînées avec les particules de solides lors des étapes de séparation et/ou régénération, qui arrivent dans la zone de vaporisation est par exemple compris entre 0,2 et 10%, avantageusement entre 1 et 5%, de sorte que l'on ne réalise sensiblement pas de craquage.Generally, the ratio of the mass flow rate of particles introduced into the vaporization zone to the mass flow rate of particles introduced into the cracking zone is between 1 and 100, advantageously between 1 and 10 and preferably advantageously between 1 and 1.5. The mass percentage of catalytic particles present in the first mixture and entrained with the solid particles during the separation and / or regeneration stages, which arrive in the vaporization zone is for example between 0.2 and 10%, advantageously between 1 and 5%, so that there is substantially no cracking.

Dans le second mélange comprenant la majeure partie des particules catalytiques introduites dans la zone de craquage, on va retrouver notamment une partie des particules de solides inertes très fines résultant de l'attrition des particules de solides inertes et donc la proportion des particules inertes présentes dans le second mélange est nécessairement fonction du rapport des débits du premier et du second mélange. Par exemple, la proportion de particules inertes dans le second mélange sera d'autant plus élevée que le rapport du débit massique du premier mélange sur le débit massique du second mélange sera important.In the second mixture comprising the major part of the catalytic particles introduced into the cracking zone, we will find in particular a part of the particles of very fine inert solids resulting from the attrition of the particles of inert solids and therefore the proportion of the inert particles present in the second mixture is necessarily a function of the ratio of the flow rates of the first and of the second mixture. For example, the proportion of inert particles in the second mixture will be higher the greater the ratio of the mass flow rate of the first mixture to the mass flow rate of the second mixture.

Le pourcentage massique des particules inertes dans le second mélange introduit dans la zone de craquage est compris entre 1 et 40% et avantageusement entre environ 2 et 10%, le reste à 100% correspondant bien évidemment aux particules catalytiques.The mass percentage of the inert particles in the second mixture introduced into the cracking zone is between 1 and 40% and advantageously between about 2 and 10%, the rest at 100% obviously corresponding to the catalytic particles.

Compte tenu des valeurs avantageuses et préférées ci-dessus, les particules de solides inertes dans la zone de craquage proprement dite peuvent représenter de 45 à 94,4 % poids et avantageusement de 45 à 75 % poids du mélange résultant correspondant à l'effluent total quittant la zone de vaporisation et au second mélange de particules tandis que les particules catalytiques peuvent représenter de 4,6 à 55 % poids du mélange résultant et de préférence de 25 à 55 % poids.Taking into account the advantageous and preferred values above, the particles of inert solids in the cracking zone proper can represent from 45 to 94.4% by weight and advantageously from 45 to 75% by weight of the resulting mixture corresponding to the total effluent. leaving the vaporization zone and at the second mixture of particles while the catalytic particles can represent from 4.6 to 55% by weight of the resulting mixture and preferably from 25 to 55% by weight.

Suivant un premier mode de réalisation du procédé particulièrement avantageux, notamment en ingéniérie (voir figure 1 ci-après) on peut effectuer la régénération des particules de solides inertes et catalytiques dans une même zone, sensiblement en même temps que l'étape de séparation des deux types de particules. Cette étape de régénération peut généralement s'effectuer en présence d'oxygène ou d'un gaz comprenant de l'oxygène moléculaire à une température T₂ comprise entre 650 °C et 1200 °C et à une vitesse de fluidisation comprise entre 0,1 m/s et 2 m/s. Dans ces conditions de régénération, on peut provoquer la combustion d'au moins 90 % des matériaux résiduels présents sur les particules de solides et d'au moins par exemple 70 % de résidus de craquage et de matériaux résiduels qui se sont fixés sur les particules catalytiques.According to a first embodiment of the particularly advantageous method, in particular in engineering (see FIG. 1 below), the particles of inert solids can be regenerated and catalytic in the same area, substantially at the same time as the step of separating the two types of particles. This regeneration step can generally be carried out in the presence of oxygen or of a gas comprising molecular oxygen at a temperature T₂ of between 650 ° C and 1200 ° C and at a fluidization speed of between 0.1 m / s and 2 m / s. Under these regeneration conditions, it is possible to cause the combustion of at least 90% of the residual materials present on the solid particles and at least for example 70% of cracking residues and of residual materials which are fixed on the particles. catalytic.

On peut selon un autre mode de réalisation de l'invention, soumettre la fraction enrichie en particules catalytiques à une seconde régénération à une température T₁ comprise entre 500 et 750°C dans une seconde zone de régénération en communication avec la première zone, au moyen d'un gaz comprenant de l'oxygène moléculaire, la température T₁ étant inférieure à la température T₂, avantageusement d'au moins 10°C. Cette seconde régénération permet de parfaire la régénération des particules catalytiques puisque au moins 90% des matériaux résiduels et/ou des résidus de craquage sont oxydés.It is possible, according to another embodiment of the invention, to subject the fraction enriched in catalytic particles to a second regeneration at a temperature T₁ of between 500 and 750 ° C. in a second regeneration zone in communication with the first zone, by means of a gas comprising molecular oxygen, the temperature T₁ being lower than the temperature T₂, advantageously at least 10 ° C. This second regeneration makes it possible to perfect the regeneration of the catalytic particles since at least 90% of the residual materials and / or the cracking residues are oxidized.

Suivant un second mode de réalisation du procédé (voir figure 2 ci-après), on peut effectuer l'étape de séparation des deux types de particules dans une enceinte puis l'étape de régénération des particules dans deux enceintes distinctes, l'une réservée à la régénération des particules de solides aux conditions de température T₂ et de vitesse de fluidisation exprimées ci-dessus, l'autre réservée à la régénération des particules catalytiques aux conditions de température T₁ et de vitesse exprimées ci-dessus.According to a second embodiment of the method (see FIG. 2 below), the step of separating the two types of particles can be carried out in an enclosure then the step of regenerating the particles in two separate enclosures, one reserved for the regeneration of solid particles at the conditions of temperature T₂ and speed of fluidization expressed above, the other reserved for the regeneration of catalytic particles at the conditions of temperature T₁ and speed expressed above.

Des moyens de pulvérisation ou d'atomisation peuvent introduire la charge à une vitesse de préférence comprise entre 10 et 100 m/s. Généralement le courant de gaz vecteur est adapté à engendrer une vitesse de particules d'environ 2 à 10 m/s et on laisse généralement en contact entre environ 400 °C et 650 °C la charge et les particules de solides pendant un temps de séjour de la charge dans la zone de vaporisation compris entre 0,01 s et 2 s environ.Spraying or atomizing means can introduce the charge at a speed preferably between 10 and 100 m / s. Generally the carrier gas stream is adapted to generate a particle speed of approximately 2 to 10 m / s and the charge and the solid particles are generally left in contact between approximately 400 ° C. and 650 ° C. for a residence time. of the charge in the vaporization zone of between 0.01 s and 2 s approximately.

L'invention concerne aussi un appareil de craquage catalytique pour la mise en oeuvre du procédé (voir fig. 1), il comporte :
- un réacteur (1) qui est une conduite de forme allongée tubulaire et sensiblement verticale,comprenant une zone de vaporisation 1a de longueur L et de diamètre interne D tels que le rapport L/D est compris entre 2 et 30 et une zone de craquage 1b continue à ladite zone de vaporisation,
- des moyens d'entrée (3) d'une charge liquide ou gazeuse connectés à l'extrémité dudit réacteur dans la zone de vaporisation (1a) et contenant des moyens de pulvérisation ou d'atomisation de ladite charge dans ledit réacteur, qui confèrent à la charge un écoulement de haut en bas, ou de bas en haut dans le réacteur,
- des moyens d'entrée (4) de particules en majeure partie de solides, connectés à ladite extrémité du réacteur, dans la zone de vaporisation (1a) et conférant à ces particules de solides un mouvement d'écoulement dirigé de haut en bas ou de bas en haut dans le réacteur,
- des moyens d'entrée (6) de particules en majeure partie catalytiques dans la zone de craquage (1b) dudit réacteur 1, connectés audit réacteur 1 en aval des moyens d'entrée (4) des particules en majeure partie de solides, lesdits moyens d'entrée (6) étant adaptés à réaliser un écoulement desdites particules en majeure partie catalytiques dans la direction de l'écoulement des particules de solides et de la charge,
- des moyens de séparation par strippage (8, 9, 10) de l'effluent réactionnel de craquage et des particules de solides et catalytiques reliés audit réacteur, à l'extrémité opposée à celle où sont connectés lesdits moyens d'entrée (3) de la charge,
- des moyens de sortie (22) de l'effluent réactionnel reliés auxdits moyens de séparation (8, 9, 10),
- des moyens de transport (12) des particules de solides et catalytiques, soit vers au moins un moyen de séparation et de régénération (13a) des particules de solides et des particules catalytiques puis vers au moins une enceinte de stockage (13b) des particules catalytiques au moins en partie régénérées soit vers au moins un moyen de séparation (26 fig.2) des particules de solides des particules catalytiques puis vers au moins un moyen de régénération des particules de solides (30 fig.2) et au moins un moyen de régénération des particules catalytiques (28 fig.2),
- soit des moyens de séparation gaz-particules et sortie des fumées (14,21) reliés au moyen de régénération (13a),
soit des moyens de séparation gaz-particules et sortie des fumées (fig.2, 34 et 36, 35 et 37) reliés respectivement audit moyen de régénération des particules catalytiques (28 fig.2) et audit moyen de régénération de particules de solides (30, fig.2).
- des moyens de recyclage (7, 23, 46) des particules en majeure partie catalytiques au moins en partie vers lesdits moyens d'entrée (6), lesdits moyens de recyclage (23) étant reliés soit à l'enceinte de stockage (13b) soit au moyen de régénération (28), et
- des moyens de recyclage (5,16,45) des particules en majeure partie de solides au moins en partie vers lesdits moyens d'entrée (4), les moyens de recyclage (16) étant reliés soit au premier régénérateur (13a), soit audit moyen de régénération (30).
The invention also relates to a catalytic cracking device for implementing the process (see fig. 1), it comprises:
- a reactor (1) which is a pipe of elongated tubular shape and substantially vertical, comprising a vaporization zone 1a of length L and internal diameter D such that the ratio L / D is between 2 and 30 and a cracking zone 1b continues at said vaporization zone,
- inlet means (3) for a liquid or gaseous charge connected to the end of said reactor in the vaporization zone (1a) and containing means for spraying or atomizing said charge in said reactor, which confer charge flow from top to bottom, or from bottom to top in the reactor,
- input means (4) of mainly solid particles, connected to said end of the reactor, in the vaporization zone (1a) and giving these solid particles a flow movement directed from top to bottom or from bottom to top in the reactor,
- input means (6) of mainly catalytic particles in the cracking zone (1b) of said reactor 1, connected to said reactor 1 downstream of the input means (4) of particles mainly of solids, said inlet means (6) being adapted to produce a flow of said mainly catalytic particles in the direction of flow of the solid particles and of the charge,
- means of separation by stripping (8, 9, 10) of the cracking reaction effluent and of the solid and catalytic particles connected to said reactor, at the end opposite to that where said load input means (3) are connected,
- outlet means (22) of the reaction effluent connected to said separation means (8, 9, 10),
- means of transport (12) of solid and catalytic particles, either to at least one means of separation and regeneration (13a) of solid particles and catalytic particles then to at least one storage enclosure (13b) of the particles catalytic at least partially regenerated either towards at least one means of separation (26 fig. 2) of the solid particles from the catalytic particles then towards at least one means of regeneration of the solid particles (30 fig. 2) and at least one means regeneration of catalytic particles (28 fig. 2),
- either gas-particle separation means and smoke outlet (14,21) connected to the regeneration means (13a),
either gas-particle separation means and smoke outlet (fig. 2, 34 and 36, 35 and 37) connected respectively to said means for regenerating catalytic particles (28 fig. 2) and to said means for regenerating solid particles ( 30, fig. 2).
- recycling means (7, 23, 46) of particles which are mainly catalytic at least partly towards said inlet means (6), said recycling means (23) being connected either to the storage enclosure (13b ) either by means of regeneration (28), and
means for recycling (5,16,45) particles mainly of solids at least in part towards said inlet means (4), the recycling means (16) being connected either to the first regenerator (13a), either to said regeneration means (30).

L'appareillage est de ce fait très compact et présente l'avantage de cumuler dans une seule enceinte deux fonctions, une de vaporisation et de prétraitement, l'autre de craquage, et donc de réaliser des économies d'ingéniérie.The apparatus is therefore very compact and has the advantage of combining in a single enclosure two functions, one for spraying and pretreatment, the other for cracking, and therefore to achieve engineering savings.

L'invention sera mieux comprise, au vu de la figure 1 présentée ci-dessous représentant schématiquement un mode particulier de réalisation de l'appareil avec une zone réactionnelle ascendante, à l'extrémité inférieure de laquelle est introduite la charge et au vu de la figure 2 illustrant une zone de séparation et deux zones de régénération distinctes des deux types de particules.The invention will be better understood, in view of FIG. 1 presented below schematically representing a particular embodiment of the apparatus with an ascending reaction zone, at the lower end of which the charge is introduced and in view of the FIG. 2 illustrating a separation zone and two distinct regeneration zones for the two types of particles.

Selon la figure 1, la zone réactionnelle ou réacteur 1 est une conduite tubulaire allongée et sensiblement verticale. Elle comporte une partie basse ou zone de vaporisation 1a et une partie haute ou zone de craquage catalytique 1b continue à la zone de vaporisation. La charge à craquer, qui peut être chauffée préalablement entre 100 et 450°C, est apportée par au moins une ligne 3.According to FIG. 1, the reaction zone or reactor 1 is an elongated and substantially vertical tubular pipe. It comprises a lower part or vaporization zone 1a and an upper part or catalytic cracking zone 1b continues at the vaporization zone. The charge to be cracked, which can be heated beforehand between 100 and 450 ° C., is supplied by at least one line 3.

Des moyens de pulvérisation connus, tels que ceux décrits dans le brevet US no 4.331.533 introduisent la charge à la partie inférieure de la zone de vaporisation, de préférence au-dessus de l'arrivée des particules de solides (4), à une vitesse par exemple d'environ 100 m/s.Known spray means such as those described in US Patent No. 4,331,533 introduces the feed to the bottom of the evaporation zone, preferably above the arrival of the solid particles (4) to a speed for example of around 100 m / s.

La charge est mise en contact avec ces particules comprenant en majorité des particules de solides inertes (par exemple au moins 95 %), qui peuvent être, à titre d'exemple illustratif de la zircone de granulométrie moyenne comprise entre 200 et 300 micromètres et de masse volumique comprise entre 2000 et 6000 kg/m³ et d'activité égale à environ 10 %, et qui sont introduites grâce à la ligne 16 par les moyens d'entrée 4 à un débit contrôlé par la vanne 5 et à une vitesse par exemple d'environ 3 m/s à une température Tʹ₂ comprise entre 650°C et 1200°C, par exemple à 800°C. Les particules de solides et la charge s'écoulent dans la zone de vaporisation 1a.The load is brought into contact with these particles mainly comprising particles of inert solids (for example at least 95%), which may be, by way of illustrative example, zirconia with an average particle size of between 200 and 300 micrometers and of density between 2000 and 6000 kg / m³ and activity equal to approximately 10%, and which are introduced through line 16 by the inlet means 4 at a flow rate controlled by the valve 5 and at a speed for example about 3 m / s at a temperature Tʹ₂ between 650 ° C and 1200 ° C, for example at 800 ° C. The solid particles and the charge flow into the vaporization zone 1a.

L'injection 60 de vapeur et d'hydrocarbures légers 30 de 1 à 5 atomes de carbone comme gaz vecteur des particles de solides permet de diluer les vapeurs obtenues, réduisant ainsi les réactions de condensation et surtout d'opérer la vaporisation en atmosphère hydrogénante entraînant ainsi une augmentation de la fraction valorisable de la charge, donc une meilleure conversion, d'autant plus que la présence de dispositifs particuliers (siphons fluidisés 45, 46, 47) isole les différentes atmosphères de l'appareillage général.The injection 60 of steam and light hydrocarbons 30 of 1 to 5 carbon atoms as carrier gas for solid particles makes it possible to dilute the vapors obtained, thus reducing the reactions of condensation and above all to operate the vaporization in a hydrogenating atmosphere thus resulting in an increase in the recoverable fraction of the charge, therefore a better conversion, all the more since the presence of special devices (fluidized siphons 45, 46, 47) isolates the different atmospheres of the general apparatus.

Les vapeurs formées dans la zone de vaporisation 1a du réacteur 1 quittent cette zone 1a après un temps de séjour de 0,5 s. environ et sont mises en contact dans la zone de craquage 1b continue à la zone de vaporisation 1a avec des particules en majorité catalytiques (par exemple au moins 80 %), de granulométrie comprise par exemple entre 30 et 70 micromètres et de masse volumique variant par exemple entre 900 et 1400 kg/m³. Une ligne 23 amène ces particules par des moyens d'entrée 6 à la base de la zone de craquage 1b, c'est-à-dire à la partie supérieure de la zone de vaporisation, à une vitesse par exemple d'environ 1,5 m/s et à une température Tʹ₁< Tʹ₂ comprise avantageusement entre 500°C et 750°C, par exemple à 650°C. Le débit de catalyseur est contrôlé par la vanne 7. Un échangeur de chaleur (non représenté sur la figure) peut être aménagé sur la ligne 23 en amont de la vanne 7 pour refroidir les particules catalytiques en provenance de la zone de stockage 13 b. La température de la zone de vaporisation est généralement comprise entre 400°C et 600°C, par exemple entre 450 et 600°C alors que la température de la zone de craquage est comprise par exemple entre 450 et 600°C.The vapors formed in the vaporization zone 1a of the reactor 1 leave this zone 1a after a residence time of 0.5 s. approximately and are brought into contact in the cracking zone 1b continues at the vaporization zone 1a with particles mainly catalytic (for example at least 80%), of particle size ranging for example between 30 and 70 micrometers and density varying by example between 900 and 1400 kg / m³. A line 23 brings these particles by inlet means 6 to the base of the cracking zone 1b, that is to say to the upper part of the vaporization zone, at a speed for example of around 1, 5 m / s and at a temperature Tʹ₁ <Tʹ₂ advantageously between 500 ° C and 750 ° C, for example at 650 ° C. The flow of catalyst is controlled by the valve 7. A heat exchanger (not shown in the figure) can be fitted on the line 23 upstream of the valve 7 to cool the catalytic particles coming from the storage area 13b. The temperature of the vaporization zone is generally between 400 ° C and 600 ° C, for example between 450 and 600 ° C while the temperature of the cracking zone is for example between 450 and 600 ° C.

Au moins un étranglement 2 avantageusement situé dans la partie supérieure de la zone de vaporisation entre les moyens d'entrée des particules 4 et 6 crée localement de grandes vitesse, ce qui limite la chute de catalyseur dans la partie 1a. Ces grandes vitesses ont également pour objet de créer une turbulence importante au niveau de la mise en contact des vapeurs d'hydrocarbures avec le catalyseur et assurer ainsi un mélange intime des deux phases.At least one constriction 2 advantageously located in the upper part of the vaporization zone between the means for entering the particles 4 and 6 locally creates high speeds, which limits the fall of catalyst in part 1a. These high speeds are also intended to create significant turbulence at the level of bringing the hydrocarbon vapors into contact with the catalyst and thus ensuring an intimate mixture of the two phases.

La zone de vaporisation 1 a, de longueur L est définie de la partie inférieur de la zone 1a jusqu'au col de l'étranglement 2 situé entre le convergent de la zone 1a au dessous du col et le divergent de la zone 1 b au dessus du col. C'est principalement au niveau du convergent et du col que les particules inertes sont accélérées.The vaporization zone 1a, of length L is defined from the lower part of zone 1a to the neck of the constriction 2 situated between the convergent of zone 1a below the neck and the diverging of zone 1b to above the collar. It is mainly at the level of the convergent and the neck that the inert particles are accelerated.

De bons résultats ont pu être observés avec un angle d'ouverture du convergent compris entre 5 et 50 degrés, de préférence entre 5 et 20 degrés, avec un angle d'ouverture du divergent compris entre 20 et 180 degrés. Le rapport du diamètre du col au diamètre de la zone de vaporisation est généralement compris entre 0,25 et 1 et de préférence entre 0,6 et 0,8. On a observé qu'avec ces valeurs préférées, on obtenait un pleurage au travers du col compris entre 0,1 et 2 % du débit total de catalyseur injecté dans la zone de craquage.Good results have been observed with an opening angle of the convergent between 5 and 50 degrees, preferably between 5 and 20 degrees, with an opening angle of the diverging between 20 and 180 degrees. The ratio of the diameter of the neck to the diameter of the vaporization zone is generally between 0.25 and 1 and preferably between 0.6 and 0.8. It has been observed that with these preferred values, weeping was obtained through the neck of between 0.1 and 2% of the total flow rate of catalyst injected into the cracking zone.

La zone de vaporisation 1a définie par sa distance L et son diamètre D est telle que le rapport L/D est compris entre 2 et 30 et de façon avantageuse, compris entre 5 et 15. Dans la zone de craquage 1b du réacteur 1 circule l'effluent comprenant les particules de solides chargées au moins en partie des matériaux résiduels, la charge vaporisée et les particules catalytiques. Le temps de séjour de la charge dans la zone de vaporisation n'excède généralement pas 1000 ms et reste préférentiellement inférieur à 500 ms alors que le temps de séjour de la charge vaporisée dans la zone de craquage 1b est d'environ 0,01 seconde à environ 2 secondes et préférentiellement d'environ 0,2 s à 1 seconde. A la sortie du réacteur, dans une enceinte 9 constituant un moyen de séparation par strippage des hydrocarbures adsorbés sur le catalyseur, grâce à de la vapeur apportée par une ligne 11, un séparateur balistique 8 assure une première séparation des effluents gazeux et des particules.The vaporization zone 1a defined by its distance L and its diameter D is such that the ratio L / D is between 2 and 30 and advantageously, between 5 and 15. In the cracking zone 1b of the reactor 1 circulates l effluent comprising the solid particles charged at least in part with the residual materials, the vaporized charge and the catalytic particles. The residence time of the charge in the vaporization zone generally does not exceed 1000 ms and preferably remains less than 500 ms while the residence time of the vaporized charge in the cracking zone 1b is approximately 0.01 seconds. about 2 seconds and preferably about 0.2 s to 1 second. At the outlet of the reactor, in an enclosure 9 constituting a means of separation by stripping of the hydrocarbons adsorbed on the catalyst, by means of steam supplied by a line 11, a ballistic separator 8 provides a first separation of the gaseous effluents and of the particles.

Les effluents de craquage quittent l'enceinte 9 par une conduite 22 après être passés dans au moins un cyclone 10, tandis que le mélange de particules est envoyé vers le premier régénérateur 13a par la ligne de transport 12 dont une vanne 48 assure le contrôle du débit.The cracking effluents leave the enclosure 9 via a pipe 22 after passing through at least one cyclone 10, while the mixture of particles is sent to the first regenerator 13a by the transport line 12, a valve 48 of which controls the debit.

Les particules de solides inertes et le catalyseur arrivent dans l'enceinte 13a où sont réalisés simultanément la séparation des deux populations de particules, en fonction de leur taille et de leur masse, la régénération du catalyseur ainsi que l'oxydation du coke déposé sur les particules de solides inertes. Cette enceinte 13a comprend au moins deux compartiments 50 adaptés à créer des niveaux thermiques différents et dont le dernier assure le stockage des particules inertes. Le compartimentage est réalisé au moyen de parois par exemple de plaques en réfractaire 15 posées de manière sensiblement perpendiculaire sur la base de l'enceinte. Les particules de solides s'écoulent ainsi en cascade depuis le compartiment alimenté par la ligne 12 équipée d'une vanne 48 et d'un siphon fluidisé 47 jusqu'au compartiment où sont extraites les particules de solides inertes par une ligne 16 munie d'une vanne 5 et d'un siphon fluidisé 48 qui assure le transfert des particules de solides inertes dans la zone de vaporisation 1a du réacteur. Un compresseur 17 fournit du gaz comburant (air par exemple) par une ligne 20a à au moins un diffuseur 19 du régénérateur 13a. Dans chaque compartiment, on n'introduit qu'une partie de l'air nécessaire à l'oxydation complète du coke déposé sur les particules inertes et à la régénération du catalyseur. De cette façon, la température des particules de solides inertes monte par palier jusqu'au point d'extraction (extrémité de la ligne 16 dans l'enceinte 13a). Les conditions de fonctionnement (c'est-à-dire principalement la vitesse de fluidisation) sont réglées de façon à avoir un entraînement substantial du catalyseur dans les premiers compartiments afin d'éviter tout séjour du catalyseur à haute température, ce qui nuirait à son activité et accélérerait son vieillissement. Le profil de température dans le régénérateur est réglé de telle façon que la température moyenne du catalysateur entraîné soit sensiblement proche de la température de réinjection dans la zone de craquage 1b. Un second compartimentage peut être réalisé avec des parois 15a par exemple des plaques suspendues au plafond de l'enceinte 13a et plongeant dans chaque compartiment fluidisé 50 et permet d'isoler les atmosphères gazeuses surmontant chacun des compartiments définis par les parois 15a, évitant ainsi un mélange des particules de catalyseur entraînées au-dessus de chacun des compartiments. Ce compartimentage permet en outre de récupérer d'une part des effluents de régénération combustibles au-dessus des compartiments opérant à basse température et en défaut d'oxygène ou d'air, et des effluents de régénération non combustibles au-dessus du ou des compartiments opérant à haute température où se réalise l'extraction des particules de solides inertes. On évite également les problèmes que pose la post-combustion de l'oxyde de carbone dans l'espace surmontant les lits de particules puisqu'on peut séparer une zone réductrice (compartiment(s) 50 à basse température) d'une zone oxydante (compartiment (s) 50 à haute température). Les effluents de régénération passent par les cyclones 14 et sont évacués par la ligne 21.The inert solid particles and the catalyst arrive in the enclosure 13a where the separation of the two populations of particles is carried out simultaneously, as a function of their size and their mass, the regeneration of the catalyst as well as the oxidation of the coke deposited on the inert solid particles. This enclosure 13a comprises at least two compartments 50 adapted to create different thermal levels and the last of which ensures the storage of inert particles. The compartmentalization is carried out by means of walls for example of refractory plates 15 placed in a substantially perpendicular manner on the base of the enclosure. The solid particles thus flow in cascade from the compartment supplied by the line 12 equipped with a valve 48 and a fluidized siphon 47 to the compartment where the inert solid particles are extracted by a line 16 provided with a valve 5 and a fluidized siphon 48 which transfers the particles of inert solids to the vaporization zone 1a of the reactor. A compressor 17 supplies oxidizing gas (air for example) via a line 20a to at least one diffuser 19 of the regenerator 13a. In each compartment, only part of the air necessary for the complete oxidation of the coke deposited on the inert particles and for the regeneration of the catalyst is introduced. In this way, the temperature of the inert solid particles rises in stages to the point of extraction (end of the line 16 in the enclosure 13a). The operating conditions (that is to say mainly the fluidization speed) are adjusted so as to have a substantial entrainment of the catalyst in the first compartments in order to avoid any stay of the catalyst at high temperature, which would harm its activity and accelerate its aging. The temperature profile in the regenerator is adjusted so that the average temperature of the entrained catalyst is substantially close to the reinjection temperature in the cracking zone 1b. A second compartmentalization can be carried out with walls 15a, for example plates suspended from the ceiling of the enclosure 13a and plunging into each fluidized compartment 50 and makes it possible to isolate the gaseous atmospheres surmounting each of the compartments. defined by the walls 15a, thus avoiding a mixture of the catalyst particles entrained above each of the compartments. This compartmentalisation also makes it possible to recover, on the one hand, combustible regeneration effluents above the compartments operating at low temperature and lacking oxygen or air, and non-combustible regeneration effluents above the compartment or compartments. operating at high temperature where the extraction of inert solid particles takes place. The problems posed by the post-combustion of carbon monoxide in the space above the particle beds are also avoided, since a reducing zone (compartment (s) 50 at low temperature) can be separated from an oxidizing zone ( compartment (s) 50 at high temperature). The regeneration effluents pass through cyclones 14 and are evacuated via line 21.

Les particules de catalyseur captées par au moins un cyclone 14 placé dans chacun des espaces défini par les parois 15a sont dirigées vers une enceinte de stockage 13-b opérant en lit fluidisé et alimentant la zone de craquage 1b équipée d'une vanne 7 et d'un siphon fluidisé 46 par l'intermédiaire de la ligne 23. Cette enceinte 13b peut comporter également, suivant un autre mode de réalisation, des moyens de régénération supplémentaires si la régénération s'est avérée insuffisante au niveau de l'enceinte 13a. Par ailleurs pour renforcer l'écart entre les températures Tʹ₁ et Tʹ₂ des deux populations de particules, on peut envisager un préchauffage de l'air de combustion (gaz comburant) des compartiments chauds de l'enceinte 13a par passage de cet air dans le lit de catalyseur. Selon ce mode de réalisation particulier, l'air froid peut être introduit au moyen du diffuseur 24 généralement situé à la base de l'enceinte 13b et alimenté par une ligne 20b reliée au compresseur 17, peut se réchauffer en traversant le lit fluidisé contenu dans l'enceinte 13-b, peut être débarrassé des particules entraînées par les cyclones 25 et peut enfin être introduit dans le ou les compartiments "chauds" de l'enceinte 13a par les diffuseurs 19.The particles of catalyst captured by at least one cyclone 14 placed in each of the spaces defined by the walls 15a are directed towards a storage enclosure 13-b operating in a fluidized bed and supplying the cracking zone 1b equipped with a valve 7 and d 'a fluidized siphon 46 via the line 23. This enclosure 13b may also comprise, according to another embodiment, additional regeneration means if the regeneration has proved insufficient at the level of the enclosure 13a. Furthermore, to reinforce the difference between the temperatures Tʹ₁ and Tʹ₂ of the two populations of particles, it is possible to envisage preheating the combustion air (oxidizing gas) of the hot compartments of the enclosure 13a by passing this air through the bed. of catalyst. According to this particular embodiment, the cold air can be introduced by means of the diffuser 24 generally located at the base of the enclosure 13b and supplied by a line 20b connected to the compressor 17, can be heated by crossing the fluidized bed contained in enclosure 13-b, can be freed of particles entrained by cyclones 25 and can finally be introduced into the "hot" compartment (s) of enclosure 13a by diffusers 19.

Suivant un autre mode de réalisation, on peut renforcer la différence de température dans les deux régénérateurs par tout autre moyen, notamment par l'implantation d'au moins une surface d'échange, de type connu et non représenté sur la figure, dans le régénérateur de particules catalytiques.According to another embodiment, the temperature difference in the two regenerators can be reinforced by any other means, in particular by installing at least one exchange surface, of known type and not shown in the figure, in the catalytic particle regenerator.

Selon un autre mode de fonctionnement du procédé représenté schématiquement par la figure 2, on peut envisager d'opérer la séparation des deux populations de particules dans une première étape, et ensuite de façon indépendante, la régénération du catalyseur et l'oxydation du coke déposé sur les particules de solides inertes dans une seconde étape.According to another mode of operation of the process shown diagrammatically in FIG. 2, it is possible to envisage operating the separation of the two populations of particles in a first step, and then independently, the regeneration of the catalyst and the oxidation of the deposited coke on inert solid particles in a second step.

Le mélange de catalyseur et de particules de solides inertes arrive par la ligne 12 dans une enceinte 26 où est réalisée la séparation des deux populations de particules en lit fluidisé. Cette séparation peut s'effectuer par entraînement du catalyseur au-dessus du lit fluidisé, par ségrégation au sein même du lit fluidisé ou par combinaison des deux processus. La figure 2 représente par exemple un dispositif schématique de séparation par entraînement. Les grains de catalyseur entraînés sont captés par au moins un cyclone 27 et dirigés vers le régénérateur 28 par la ligne 29 tandis que les fumées sont évacuées par la ligne 27a. Les particules de solides inertes qui constituent le lit fluidisé, sont dirigées vers le régénérateur 30 par la ligne 31. L'enceinte de séparation 26 peut être compartimentée comme l'enceinte 13a décrite précédemment de façon à améliorer d'un compartiment à l'autre la séparation des deux populations de particules. Elle est alimentée avec de la vapeur ou des fumées issues de l'un ou l'autre des régénérateurs 28 ou 30. Ces régénérateurs 28 et 30 sont alimentés en air ou en gaz contenant de l'oxygène par les lignes 32 et 33 respectivement. Les fumées produites par la régénération quittent les deux enceintes 28 et 30 par les lignes 34 et 35 après avoir été dépoussiérées par les cyclones 36 et 37.The mixture of catalyst and inert solid particles arrives via line 12 in an enclosure 26 where the two populations of particles in a fluidized bed are separated. This separation can be carried out by entraining the catalyst above the fluidized bed, by segregation within the fluidized bed itself or by a combination of the two processes. FIG. 2 represents for example a schematic device for separation by entrainment. The entrained catalyst grains are captured by at least one cyclone 27 and directed towards the regenerator 28 by line 29 while the fumes are evacuated by line 27a. The inert solid particles which constitute the fluidized bed, are directed towards the regenerator 30 by the line 31. The separation enclosure 26 can be compartmentalized like the enclosure 13a described previously so as to improve from one compartment to another the separation of the two populations of particles. It is supplied with steam or fumes from one or other of the regenerators 28 or 30. These regenerators 28 and 30 are supplied with air or gas containing oxygen by the lines 32 and 33 respectively. The fumes produced by the regeneration leave the two chambers 28 and 30 by lines 34 and 35 after being dusted by cyclones 36 and 37.

Les particules de solides inertes sont réchauffées à un niveau thermique supérieur à celui du catalyseur car leur contenu en coke est plus important puisqu'elles ont fixé la quasi totalité du coke potentiel contenu dans la charge. Pour accentuer l'écart de température entre les deux populations, on peut par exemple procéder à un préchauffage de l'air du régénérateur 30 par passage de cet air dans le régénérateur 28 au travers du lit fluidisé comme cela a déjà été décrit précédemment. Le catalyseur et les particules de solides inertes retournent ensuite dans le réacteur 1 par les lignes 23 et 16 équipées respectivement des vannes de réglage des débits de particules 7 et 5 et de siphons fluidisés 46 et 45.The inert solid particles are heated to a higher thermal level than that of the catalyst because their coke content is greater since they have fixed almost all of the potential coke contained in the charge. To accentuate the temperature difference between the two populations, it is possible, for example, to preheat the air of the regenerator 30 by passing this air through the regenerator 28 through the fluidized bed as has already been described above. The catalyst and the particles of inert solids then return to the reactor 1 via lines 23 and 16 equipped respectively with valves for adjusting the flow rates of particles 7 and 5 and of fluidized siphons 46 and 45.

Pour entretenir la fluidisation aussi bien des particules de solides que du catalyseur, au moins une arrivée de vapeur de fluidisation peut être introduite sur les diverses lignes, par exemple l'injection 54 sur la ligne 12, l'injection 52 sur la ligne 23 et l'injection 53 sur la ligne 16.To maintain the fluidization of both the solid particles and the catalyst, at least one fluidization vapor inlet can be introduced on the various lines, for example the injection 54 on the line 12, the injection 52 on the line 23 and injection 53 on line 16.

L'invention a été illustrée par la figure 1 représentant un mode de réalisation particulier avec un réacteur ascendant mais il est possible de réaliser dans le même esprit un réacteur où la circulation des types de particules et de la charge est descendante.The invention has been illustrated by FIG. 1 representing a particular embodiment with an ascending reactor, but it is possible in the same spirit to produce a reactor where the circulation of the types of particles and of the charge is descending.

Claims (14)

1. Procédé de craquage catalytique d'une charge hydrocarbonée présen­tant une valeur de carbone Conradson élevée et renfermant des maté­riaux résiduels dans une zone réactionnelle en lit fluide dans laquelle on introduit à des températures différentes Tʹ₂ et Tʹ₁ deux types de particules de granulométrie différente à deux niveaux diffé­rents de la zone réactionnelle, cractérisé en ce qu'on introduit dans une première portion de la zone réactionnelle appelée zone de vapori­sation, ladite charge, un gaz vecteur et un premier mélange d'une majeure partie de particules de solides sensiblement inertes et d'une mineure partie de particules catalytiques distinctes des particules de solides sensiblement inertes, à une température Tʹ₂ comprise entre 650°C et 1200°C, lesdites particules de solides sensiblement inertes ayant une surface spécifique inférieure à 50m²/g, une activité de cra­quage au plus égale à environ 15%, une granulométrie comprise entre 100 et 2000 micromètres (100-2000 x 10⁻⁶m) et une masse volumique com­prise entre 2000kg/m³ et 6000kg/m³ et lesdites particules catalytiques ayant une activité de craquage supérieure à 20%, une granulométrie comprise entre 10 et 100 micromètres (10-100 x 10⁻⁶m) et une masse volumique comprise entre 600kg/m³ et 1800kg/m³, on fait s'écouler dans ladite première portion de la zone réactionnelle ledit premier mélange de particules avec la charge et le gaz vecteur, de façon à vaporiser sensiblement toute la charge et à la débarrasser d'au moins une partie des matériaux résiduels dans des conditions de craquage minimum, on introduit l'effluent total de la première portion de la zone réaction­nelle dans une seconde portion de ladite zone, continue à ladite première portion et appelée zone de craquage, on introduit simultanément à l'entrée de ladite seconde portion un second mélange d'une majeure partie de particules catalytiques et d'une mineure partie de parti­cules de solides sensiblement inertes définies ci-dessus, ledit second mélange étant introduit à une température Tʹ₁ inférieure à ladite tem­pérature Tʹ₂ et comprise entre 300 et 750°C, on fait circuler à co-courant dans ladite zone de craquage le mélange dudit effluent total de la première portion de la zone réactionnelle avec ledit se­cond mélange de particules, on récupère des effluents de craquage d'une part et les particules de solides et les particules catalytiques d'autre part, qui contiennent au moins en partie un résidu de craquage, on sépare les particules de solides et les particules catalytiques des effluents de craquage, on récupére lesdits effluents, on soumet lesdites particules de solides et catalytiques résultant de l'étape de séparation desdits effluents à au moins une étape de séparation de particules et à au moins une étape de régénération en lit fluidisé, on récupère séparément une fraction contenant la majeure partie des particules de solides et une fraction contenant la majeure partie des particules catalytiques et l'on recycle au moins en partie, lesdites particules de solides sensiblement inertes dans la zone de vaporisation et lesdites particules catalytiques dans la zone de craquage de ladite zone réactionnelle.1. Process for the catalytic cracking of a hydrocarbon feedstock having a high Conradson carbon value and containing residual materials in a reaction zone in a fluid bed in which two types of particle size different to two are introduced at different temperatures Tʹ₂ and Tʹ₁ different levels of the reaction zone, characterized in that one introduces into a first portion of the reaction zone called the vaporization zone, said charge, a carrier gas and a first mixture of a major portion of particles of substantially inert solids and d '' a minor part of catalytic particles distinct from particles of substantially inert solids, at a temperature Tʹ₂ of between 650 ° C and 1200 ° C, said particles of substantially inert solids having a specific surface of less than 50m² / g, a cracking activity at more equal to about 15%, a particle size between 100 and 2000 micrometers (100-2000 x 10⁻⁶m) and a e density between 2000kg / m³ and 6000kg / m³ and said catalytic particles having a cracking activity greater than 20%, a particle size between 10 and 100 micrometers (10-100 x 10⁻⁶m) and a density between 600kg / m³ and 1800kg / m³, said first portion of the reaction zone is made to flow said first mixture of particles with the charge and the carrier gas, so as to vaporize substantially all of the charge and to rid it of at least one part of the residual materials under minimum cracking conditions, the total effluent from the first portion of the reaction zone is introduced into a second portion of the said zone, continues to the said first portion and called the cracking zone, is introduced simultaneously with the inlet of said second portion a second mixture of a major portion of catalytic particles and a minor portion of substantially inert solid particles defined above, said second mixture was nt introduced at a temperature Tʹ₁ lower than said temperature Tʹ₂ and between 300 and 750 ° C., the mixture of said effluent is circulated cocurrently in said cracking zone total of the first portion of the reaction zone with said second mixture of particles, cracking effluents are recovered on the one hand and solid particles and catalytic particles on the other hand, which contain at least partially a cracking residue , the solid particles and the catalytic particles are separated from the cracking effluents, said effluents are recovered, said solid and catalytic particles resulting from the step of separating said effluents are subjected to at least one step of separation of particles and to minus a regeneration step in a fluidized bed, a fraction containing the major part of the solid particles and a fraction containing the major part of the catalytic particles is recovered separately and said solid particles which are substantially inert in the vaporization zone and said catalytic particles in the cracking zone of said reaction zone. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la charge et la majeure partie des particules de solides sont introduites à la base de la zone de vaporisation.2. The method of claim 1 wherein the filler and most of the solid particles are introduced at the base of the vaporization zone. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel les particules de solides sont choisies dans le groupe formé par la calcite, la dolomie, le calcaire, la bauxite, la baryte, la chromite, la magnésie, la perlite, l'alumine et la silice de faible surface spécifique.3. Method according to one of claims 1 to 2, in which the solid particles are chosen from the group formed by calcite, dolomite, limestone, bauxite, baryte, chromite, magnesia, perlite, alumina and silica of low specific surface. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la zone de vaporisation présente une longueur L et un diamètre interne D tels que le rapport L/D est compris entre 2 et 30.4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the vaporization zone has a length L and an internal diameter D such that the ratio L / D is between 2 and 30. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel on augmente la vitese des particules dudit premier mélange dans la partie supérieure de ladite zone de vaporisation.5. Method according to one of claims 1 to 4 wherein the speed of the particles of said first mixture is increased in the upper part of said vaporization zone. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel on introduit ledit premier mélange de particules dans la zone de vaporisation et ledit second mélange de particules dans la zone de craquage dans des conditions de rapport de débit massique et de pourcentage massique telles que la proportion desdites particules catalytiques dans la zone de craquage représente environ de 4,6 à 55 % en poids du mélange total ainsi constitué et avantageusement de 25 à 55 % en poids.6. Method according to one of claims 1 to 5 wherein said first mixture of particles is introduced into the vaporization zone and said second mixture of particles into the cracking zone under conditions of mass flow ratio and mass percentage such that the proportion of said catalytic particles in the cracking zone represents approximately 4.6 to 55% by weight of the total mixture thus constituted and advantageously from 25 to 55% by weight. 7. Appareil de craquage catalytique pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 comportant (fig. 1) :
- un réacteur (1) qui est une conduite de forme allongée tubulaire et sensiblement verticale comprenant une zone de vaporisation (1a) de longueur L et de diamètre interne D tels que le rapport L/D est compris entre 2 et 30 et une zone de craquage (1b) continue à ladite zone de vaporisation,
- des moyens d'entrée (3) d'une charge liquide ou gazeuse connectés à l'extrémité dudit réacteur dans la zone de vaporisation (1a) et contenant des moyens de pulvérisation de ladite charge dans ledit réacteur, qui confèrent à la charge un écoulement de haut en bas, ou de bas en haut dans le réacteur,
- des moyens d'entrée (4) de particules de solides, dans la zone de vaporisation (1a), connectés à ladite extrémité du réacteur et conférant à ces particules de solides un mouvement d'écoulement dirigé de haut en bas ou de bas en haut dans le réacteur,
- des moyens d'entrée (6) de particules en majeure partie catalytiques (1) dans la zone de craquage (1b), connectés audit réacteur (1) en aval des moyens d'entrée (4) des particules en majeure partie de solides, lesdits moyens d'entrée (6) étant adaptés à réaliser un écoulement desdites particules en majeure partie catalytiques dans la direction de l'écoulement des particules de solides et de la charge,
- des moyens de séparation par strippage (8, 9, 10) de l'effluent réactionnel de craquage d'une part et des particules de solides et catalytiques d'autre part, reliés audit réacteur (1) à l'extrémité opposée à celle où sont connectés lesdits moyens d'entrée (3) de la charge,
- des moyens de sortie (22) de l'effluent réactionnel reliés auxdits moyens de séparation (8, 9, 10),
- des moyens de transport (12) des particules de solides et cataly­tiques, soit vers au moins un moyen de séparation et de régénération (13a) des particules de solides et des particules catalytiques puis vers au moins une enceinte de stockage (13b) des particules cataly­tiques au moins en partie régénérées, soit vers au moins un moyen de séparation (26 fig.2) des particules de solides des particules catalytiques puis vers au moins un moyen de régénération des parti­cules de solides (30 fig.2) et au moins un moyen de régénération des particules catalytiques (28 fig.2),
- soit des moyens de séparation gaz-particules et sortie des fumées (14,21) reliés au moyen de régénération (13a), soit des moyens de séparation gaz-particules et sortie des fumées (fig.2, 34, 35, 36 et37) reliés respectivement audit moyen de régénération des particules catalytiques (28 fig. 2) et audit moyen de régénération de particules de solides (30, fig.2),
- des moyens de recyclage (7, 23, 46) des particules en majeure partie catalytiques au moins en partie vers lesdits moyens d'entrée (6), lesdits moyens de recyclage étant reliés soit à l'enceinte de stockage (13b), soit au moyen de régénération (28) et
- des moyens de recyclage (5,16,45) des particules en majeure partie de solides au moins en partie vers lesdits moyens d'entrée (4), les moyens de recyclage étant reliés soit au régénérateur (13a), soit au moyen de régénération (30).
7. A catalytic cracking apparatus for implementing the method according to claim 1 comprising (FIG. 1):
- a reactor (1) which is a pipe of elongated tubular shape and substantially vertical comprising a vaporization zone (1a) of length L and internal diameter D such that the ratio L / D is between 2 and 30 and a zone of cracking (1b) continues at said vaporization zone,
- inlet means (3) for a liquid or gaseous charge connected to the end of said reactor in the vaporization zone (1a) and containing means for spraying said charge into said reactor, which give the charge a flow from top to bottom, or from bottom to top in the reactor,
- input means (4) of solid particles, into the vaporization zone (1a), connected to said end of the reactor and giving these solid particles a flow movement directed upwards or downwards high in the reactor,
- input means (6) of mainly catalytic particles (1) in the cracking zone (1b), connected to said reactor (1) downstream of the input means (4) of particles mainly of solids , said inlet means (6) being adapted to produce a flow of said mainly catalytic particles in the direction of flow of the particles of solids and of the charge,
- means of separation by stripping (8, 9, 10) of the cracking reaction effluent on the one hand and solid and catalytic particles on the other hand, connected to said reactor (1) at the end opposite to that where said load input means (3) are connected,
- outlet means (22) of the reaction effluent connected to said separation means (8, 9, 10),
- means of transport (12) of solid and catalytic particles, either to at least one means of separation and regeneration (13a) of solid particles and catalytic particles then to at least one storage enclosure (13b) of the particles catalytic at least partially regenerated, either towards at least one means of separation (26 fig. 2) of the solid particles from the catalytic particles then towards at least one means of regeneration of the solid particles (30 fig. 2) and at least one means of regeneration of the catalytic particles (28 fig. 2),
- either gas-particle separation means and smoke outlet (14,21) connected to the regeneration means (13a), or gas-particle separation means and smoke outlet (fig. 2, 34, 35, 36 and 37 ) connected respectively to said means for regenerating the catalytic particles (28 fig. 2) and to said means for regenerating solid particles (30, fig. 2),
- recycling means (7, 23, 46) of particles which are mainly catalytic at least in part towards said inlet means (6), said recycling means being connected either to the storage enclosure (13b), or by means of regeneration (28) and
- recycling means (5,16,45) of particles mainly of solids at least partly towards said inlet means (4), the recycling means being connected either to the regenerator (13a), or by means of regeneration (30).
8. Appareil selon la revendication 7 dans lequel réacteur (1) comprend au moins un étranglement (2) interposé entre les moyens d'entrée (4) des particules de solides et les moyens d'entrée (6) des particules catalytiques, à la partie supérieure de la dite zone de vaporisation.8. Apparatus according to claim 7 wherein the reactor (1) comprises at least one throttle (2) interposed between the inlet means (4) of the solid particles and the inlet means (6) of the catalytic particles, at the upper part of said vaporization zone. 9. Appareil selon l'une des revendications 7 et 8 dans lequel l'enceinte de stockage (13b) comporte des moyens de régénération comprenant au moins à la base de ladite enceinte au moins un moyen d'alimentation (24) en gaz comburant.9. Apparatus according to one of claims 7 and 8 wherein the storage enclosure (13b) comprises regeneration means comprising at least at the base of said enclosure at least one supply means (24) in oxidizing gas. 10. Appareil selon l'une des revendications 7 à 9 dans lequel l'enceinte de stockage (13b) comporte des moyens de cyclonage (25) du gaz comburant avant son passage dans un second moyen d'alimentation (19).10. Apparatus according to one of claims 7 to 9 wherein the storage enclosure (13b) comprises means for cycloning (25) of the oxidizing gas before it passes through a second supply means (19). 11. Appareil selon l'une des revendications 7 à 10 dans lequel les moyens de recyclage (5, 16, 45) des particules de solides comportent une vanne (5) reliée aux moyens d'entrée (4) et un siphon fluidiisé (45) interposé entre ladite vanne (5) et le moyen de régénération (13a ; fig.2, 30).11. Apparatus according to one of claims 7 to 10 wherein the recycling means (5, 16, 45) of the solid particles comprise a valve (5) connected to the inlet means (4) and a fluidized siphon (45 ) interposed between said valve (5) and the regeneration means (13a; fig. 2, 30). 12. Appareil selon l'une des revendications 7 à 11 dans lequel les moyens de recyclage (7,23,46) des particules catalytiques comportent une vanne (7) reliée au moyen d'entrée (6) et un siphon fluidisé (46) interposé entre ladite vanne 7 et soit l'enceinte de stockage (13b) soit le moyen de régénération (32 fig.2).12. Apparatus according to one of claims 7 to 11 wherein the recycling means (7,23,46) of the catalytic particles comprise a valve (7) connected to the inlet means (6) and a fluidized siphon (46) interposed between said valve 7 and either the storage enclosure (13b) or the regeneration means (32 fig.2). 13. Appareil selon l'une des revendications 7 à 12 dans lequel le moyen de régénération (13a) comprend au moins deux compartiments et au moins un moyen de réglage de la vitesse de fluidisation dans lesdits compartiments.13. Apparatus according to one of claims 7 to 12 wherein the regeneration means (13a) comprises at least two compartments and at least one means for adjusting the fluidization speed in said compartments. 14. Appareil selon l'une des revendications 7 à 13 dans lequel le réacteur (1) est ascendant.14. Apparatus according to one of claims 7 to 13 wherein the reactor (1) is ascending.
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