EP0819752B1 - Procédé et dispositif conversion d'une charge d'hydrocarbures, mettant en oeuvre deux réacteurs d'hydrotraitement et une seule unité de fractionnement - Google Patents
Procédé et dispositif conversion d'une charge d'hydrocarbures, mettant en oeuvre deux réacteurs d'hydrotraitement et une seule unité de fractionnement Download PDFInfo
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- EP0819752B1 EP0819752B1 EP97401730A EP97401730A EP0819752B1 EP 0819752 B1 EP0819752 B1 EP 0819752B1 EP 97401730 A EP97401730 A EP 97401730A EP 97401730 A EP97401730 A EP 97401730A EP 0819752 B1 EP0819752 B1 EP 0819752B1
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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- C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
- C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
- C10G65/10—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only cracking steps
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- C10G—CRACKING 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
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- C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
- C10G65/12—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including cracking steps and other hydrotreatment steps
Definitions
- the present invention relates to a method and a improved charge conversion device of hydrocarbons, by hydrotreating in the presence of a catalyst, using two reactors and one fractionation unit.
- the first reactor contains a catalyst preferably selected for its resistance qualities, which, while carrying out a first conversion step, eliminates some of these pollutants, such as sulfur and nitrogen.
- the second reactor contains a catalyst more sensitive to pollutants, but also much more active and therefore more "converting".
- one solution consists in providing a intermediate fractionation between the two units of conversion.
- the effluents from the first reactor are directed to an intermediate fractionation unit, where the lighter components formed by cracking in this first reactor are separated, while the heavy part not converted from the charge is led to a second reactor hydrocracking known as "more converting".
- the effluents from this second stage can then either be fractionated by distillation in a second unit of fractionation, or much more economically (since we only use one area of fractionation instead of two), be recycled to the unit fractionation located between the two reactors.
- the present invention aims to provide a method of conversion to overcome the disadvantages cited above.
- the process according to the invention makes it possible to avoid the mixture between the distillation residues of the effluents of the first reactor and the distillation residues of second reactor effluents, which come from a much more conversion and therefore contain the most refractory compounds.
- vaporized fractions from two areas of a common fractionation unit can then either be directed to treatments such as isomerization or the reforming of the essences, either still constituting jet fuel or diesel cuts.
- the distillation residues from the fractionation unit after having been purged, can be recycled to the second reactor and, according to a characteristic of the invention, the purge can advantageously be constituted mainly by the withdrawal of residues from the distillation of effluents of the second reactor.
- fraction recycled to the second reactor and the purge obtained are thus of improved quality, insofar as they consist mainly of residues of distillation which have been treated in two successive passes, without using fractionation units multiple.
- the purging of effluent distillation residues from the second reactor can be performed directly on a tray of distillation of the fractionation unit located above the effluent introduction zone of the first reactor.
- the distillation residues from said zones can be separated from each other a vertical partitioning arranged inside the fractionation unit.
- the invention also aims to propose a device for the implementation of the method described above.
- the conversion assembly by hydrotreating a hydrocarbon charge includes a first reactor 10, a fractionation unit 12 and a second reactor 14.
- the load is brought first by a line 2 to the within reactor 10, where it undergoes a first conversion.
- the effluent which results therefrom is then discharged towards the unit of fractionation 12, via line 16.
- the corresponding distillation residue is extracted from the unit 12 by racking in 18, then is led by line 8 to the second reactor 14.
- the effluent from the latter is recycled through line 20 to the fractionation unit 12.
- separation means 22 which will be described in more detail below, delimit two separate zones 24, 26 of the fractionation unit 12.
- the supply lines 16,20 of this unit lead on either side of the separation means 22, so as to isolate distillation residues from effluents from of each reactor 10.14.
- the residue of distillation of the effluent from the second reactor is extracted at racking level 28, the location of which is different from that of racking 18.
- This residue is then partly recycled to the second reactor 14 via line 30 and line 8, and partly evacuated from the conversion assembly via line 32, in order to constitute a purge of improved quality.
- the vaporized fractions of the effluents from each reactor 10,14 are recondensed at level of a common area 34 and extracted from the unit of fractionation 12 by various common withdrawals 36
- FIGS 2, 3 and 4 show more precisely various types of separation means, in the unit of fractionation 12, admission zones 24 and 26 of effluents from the two reactors.
- the means of separation can be constituted by a partitioning vertical, respectively 22 or 38, which extends from the bottom 40 of the fractionation unit 12.
- the partition 22 can be arranged in a plane transverse vertical in unit 10 of fractionation 12 and, in particular, along a plane passing through the axis of this one (see figure 2).
- the pipes inlet 16, 20, effluents from each reactor lead respectively into separate zones 24, 26, located on either side of this partitioning 22.
- withdrawals 18, 28 from each of the distillation residues are arranged, at the bottom 40 of the unit 12, on either side partitioning 22.
- the partition 38 can alternatively form a chimney concentric with the vertical wall 42 of the fractionation (see Figure 3).
- the pipes 16.20 of the effluents end up respectively in separate areas 44,46, located inside and outside outside the chimney 38.
- the racking 48, 50 of each of the residues are disposed at the bottom 40 of the reactor 12, inside and outside respectively from the chimney 38.
- the vertical partitions 22, 38 extend only over a small part of the height of the fractionation unit 12, so as to leave an area 34 of common vaporization for each of the effluents, which additionally includes common racking 36 of fractions vaporized recondensed.
- the separation means can be constituted by a horizontal plate 52, on either side of which lead to different heights, in the unit of fractionation 12, the effluents from each reactor.
- the plate 52 is dimensioned so as to cover the entire cross section of the unit, in order to collect the distillation residue 54 from the effluent coming from the upper pipe 20.
- the residue 56 of the effluent from the lower pipe 16 is collected, as usual, at the bottom 40 of unit 12.
- the distillation residues 54, 56 are extracted at different racking levels, 58 and 60 respectively.
- the plate 52 is provided with a chimney 64, surmounted by a cap 66, allowing the passage of fractions sprayed with effluent from the lower zone, towards the top of the unit 12.
- the cap 66 has a shape substantially conical, which directs the effluents liquids from upper line 20 on the separation plate 52, for perfect segregation residues 54, 56.
- Figure 5 shows another conversion set according to the invention. This set is similar to that shown in Figure 1, except that the unit of fractionation includes two distillation columns 72, 74.
- the load is brought first by line 112 to reactor 110, where it undergoes a first conversion.
- the resulting effluent is then directed to the first fractionation column 72 through line 76.
- the residue corresponding distillation is extracted at the racking 78, then leads to the second column of fractionation 74 through line 80.
- the distillation residue obtained in this second column is extracted at rack 82, then evacuated via line 112 to the second reactor 114.
- the effluent from the latter is recycled through line 84 to the first fractionation column 72.
- the first column 72 is provided with a tray of separation 52 similar to that shown in FIG. 4, of so that the respective supply lines 76, 84 (i.e. the effluents coming respectively from the first and second reactor) open on both sides of this tray, in order to isolate from each other the residues distillation correspondents.
- the respective supply lines 76, 84 i.e. the effluents coming respectively from the first and second reactor
- the distillation residue from the second effluent reactor 114 is extracted by racking 90, then directed to the second column 74 via line 92.
- This column 74 is also provided with a horizontal plate 152 of separation, on either side from which the lines 80.92, respectively bringing the residue of distillation, in the first column 72, of the effluent from the first reactor 110, and the residue from distillation, in the first column, of the effluent from the second reactor, in order to isolate these residues the each other.
- the residue from the second column 74, from the distillation effluent from the second reactor 114 is then extract at rack 98, placed immediately above the separation plate 152.
- This residue is then partly recycled to the second reactor via line 100, and partly directed outside the conversion assembly via line 102, in order to constitute a purge of improved quality.
- the device described above is applicable to a fractionation unit including any number of columns, atmospheric or vacuum, keeping in each column the segregation between the effluents from of each reactor.
- the effluent from the first reactor is then directed to a fractionation unit, where it is separated into a fraction of gas, a fraction of gasoline, a fraction of diesel, and a residual fraction distilling above the range of diesel distillation and representing approximately 40% by weight total effluent.
- the effluent from the second reactor is then returned to the fractionation unit.
- a purge is also drawn off at from the residual fraction from the splitting.
- the residual fraction from this fractionation is sent to a hydrocracking reactor, the operating conditions are the same as in the first experience.
- the effluent from this second reactor is directed towards fractionation, where its residual fraction is isolated so as to constitute the purge.
- the process conforms the invention allows, with equal severity, to obtain higher quality products (higher cetane number for diesel, lower viscosity and higher VI index for purging).
- the effluent from the first reactor is then directed to a fractionation unit, where it is separated into a fraction of gas, a fraction of gasoline, a fraction of diesel, and a residual fraction distilling above the range of diesel distillation and representing approximately 40% by weight total effluent.
- the effluent from the second reactor is then returned to the splitting.
- a purge is also drawn off from the residual fraction from the fractionation.
- This purge has the following properties: Purge Without segregation According to the invention PI 375 ° C 375 ° C Point 95% 600 ° C 600 ° C Viscosity at 100 ° C (in mm 2 / s or cst) - before dewaxing 5.2 5 - after dewaxing 5.4 5.2 Index VI - before dewaxing 140 145 - after dewaxing 120 125
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Description
- les effluents des deux réacteurs sont recueillis au sein d'au moins deux zones distinctes de ladite unité de fractionnement ;
- les fractions des effluents des deux réacteurs vaporisées dans l'unité de fractionnement sont recondensées et soutirées au sein d'au moins une zone commune de cette unité ;
- des soutirages distincts sont effectués sur les résidus de distillation issus des deux zones de l'unité de fractionnement dans lesquelles les effluents des réacteurs sont traités ;
- l'effluent du premier réacteur est recueilli au sein d'une première zone de l'unité de fractionnement, tandis que le soutirage des résidus de distillation issus de ladite zone est envoyé à l'entrée du deuxième réacteur.
ledit ensemble étant caractérisé en ce que :
- l'unité de fractionnement présente des moyens de séparation délimitant deux zones distinctes, de part et d'autre desquels débouchent respectivement les conduites d'amenée des effluents des deux réacteurs,
- l'unité de fractionnement présente deux soutirages différents, par lesquels sont extraits respectivement les résidus de distillation des effluents des deux réacteurs, et
- la conduite d'amenée de l'effluent du premier réacteur débouche dans la première zone de l'unité de fractionnement, et de cette zone sort le soutirage du résidu de distillation qui est envoyé au deuxième réacteur.
- la figure 1 est une vue schématique d'un ensemble de conversion conforme à l'invention;
- les figures 2, 3 et 4 sont des vues schématiques représentant différents moyens de séparation, dans l'unité de fractionnement, des effluents des réacteurs ;
- la figure 5 est une vue schématique d'un autre ensemble de conversion conforme à l'invention.
- des moyens de séparation délimitant deux zones distinctes, dans lesquelles débouchent respectivement les effluents des deux réacteur,
- deux soutirages différents, pour extraire respectivement les fractions liquides résiduelles provenant de la distillation des effluents des deux unités réactionnelles,
- et une zone de vaporisation commune des effluents issus de chaque unité réactionnelle.
- point initial de distillation: 325°C,
- point 95 % de distillation: 640°C,
- teneur en soufre: 2,9 % en poids,
- teneur en azote: 1600 ppm,
- teneurs en nickel et en vanadium : inférieures à 2 ppm,
- teneur en asphaltènes : inférieure à 200 ppm.
- température: 395°C,
- pression: 190.105 Pa (190 bars) à l'entrée,
- vitesse volumique horaire : 0,5 h-1,
- catalyseur : constitué par une alumine supportant du nickel et du molybdène, du type commercialisé par Procatalyse sous la référence HR 360.
- température: 350°C,
- pression: 180.105 Pa (180 bars) à l'entrée,
- vitesse volumique horaire: 1 h-1,
- catalyseur comprenant une fonction acide optimisée combinée à un support zéolithique du type Y, et une fonction hydrogénante, du type commercialisé par Procatalyse sous la référence HYC 642.
Gazole | Sans ségrégation | Selon l'invention |
Point initial de distillation (PI) | 250°C | 250°C |
Point final de distillation (PF) | 375°C | 375°C |
Teneur en soufre | 15 ppm | 15 ppm |
Indice de cétane | 52 | 56 |
Purge | Sans ségrégation | Selon l'invention |
PI | 375°C | 375°C |
Point 95 % | 600°C | 600°C |
Viscosité à 100°C (en mm2/s ou cst) : | ||
- avant déparaffinage | 5,2 | 5 |
- après déparaffinage | 5,4 | 5,2 |
Indice de Viscosité (VI) : | ||
- avant déparaffinage | 140 | 145 |
- après déparaffinage | 120 | 125 |
- point initial de distillation : 325°C,
- point 95 % de distillation : 640°C,
- teneur en soufre : 2,9 % en poids,
- teneur en azote : 1600 ppm,
- teneurs en nickel et en vanadium : inférieures à 2 ppm,
- teneur en asphaltènes : inférieure à 200 ppm.
- température : 395°C,
- pression: 190.105 Pa (190 bars) à l'entrée,
- vitesse volumique horaire : 0.5 h-1,
- catalyseur : constitué par une alumine supportant du nickel et du molybdène, tel que commercialisé par Procatalyse sous la référence HR 360.
- température : 350°C,
- pression : 180.105 Pa (180 bars) à l'entrée,
- vitesse volumique horaire : 1 h-1,
- catalyseur comprenant une fonction acide optimisée combinée à un support zéolithique du type Y, et une fonction hydrogénante, du type commercialisé par Procatalyse sous la référence HYC 642.
Purge | Sans ségrégation | Selon l'invention |
PI | 375°C | 375°C |
Point 95 % | 600°C | 600°C |
Viscosité à 100°C (en mm2/s ou cst) | ||
- avant déparaffinage | 5,2 | 5 |
- après déparaffinage | 5,4 | 5,2 |
Indice VI | ||
- avant déparaffinage | 140 | 145 |
- après déparaffinage | 120 | 125 |
- température : 395°C,
- pression : 140.105 Pa (140 bars) à l'entrée,
- vitesse volumique horaire : 0.5 h-1.
Claims (15)
- Procédé de conversion par hydrotraitement d'une charge hydrocarbonée, mettant en oeuvre au moins deux réacteurs (10, 110, 14, 114) de conversion et une seule unité de fractionnement (12), disposée entre ceux-ci, dans laquelle on fractionne l'ensemble des effluents des deux réacteurs, ledit procédé étant caractérisé en ce que :les effluents des deux réacteurs (10, 110, 14, 114) sont recueillis au sein d'au moins deux zones distinctes (24, 26) de ladite unité de fractionnement (12) ;les fractions des effluents des deux réacteurs (10, 110, 14, 114) vaporisées dans l'unité de fractionnement (12) sont recondensées et soutirées au sein d'au moins une zone commune (34) de cette unité ;des soutirages distincts (18, 28) sont effectués sur les résidus de distillation issus des deux zones (24, 26) de l'unité de fractionnement (12) dans lesquelles les effluents des réacteurs (10, 110, 14, 114) sont traités ;l'effluent du premier réacteur (10, 110) est recueilli au sein d'une première zone (24) de l'unité de fractionnement, tandis que le soutirage (18) des résidus de distillation issus de ladite zone (24) est envoyé à l'entrée du deuxième réacteur (14, 114).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une purge (32) de qualité améliorée, contenant les hydrocarbures lourds les plus réfractaires à la conversion, est pratiquée majoritairement sur le soutirage (28) du résidu de distillation issu de l'effluent du deuxième réacteur (14, 114), dans la deuxième zone (26) de l'unité de fractionnement (12).
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie du résidu de distillation issu du soutirage (28), de la deuxième zone (26) de l'unité de fractionnement, est recyclée vers le second réacteur (14, 114).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on travaille à des conditions opératoires différentes dans les deux réacteurs (10, 110, 14, 114), en particulier à des conditions moins sévères de pression au niveau du premier réacteur (10, 110).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la purge des résidus de distillation des effluents issus du second réacteur (14, 114) est effectuée directement sur un plateau de distillation (52) situé au-dessus de la zone d'introduction des effluents du premier réacteur (10, 110).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les résidus de distillation issus desdites zones (24, 26) de l'unité de fractionnement (12) sont isolés les uns des autres à l'aide d'un cloisonnement vertical (22, 38) disposé à l'intérieur de l'unité de fractionnement.
- Ensemble de conversion par hydrotraitement d'une charge hydrocarbonée, incluant deux réacteurs (10, 110, 14, 114) disposés en série, une unité de fractionnement (12) disposée entre ces deux réacteurs, ainsi que des conduites d'amenée des effluents des réacteurs à l'unité de fractionnement,
ledit ensemble étant caractérisé en ce que :l'unité de fractionnement (12) présente des moyens de séparation (22, 38) délimitant deux zones distinctes (24, 26), de part et d'autre desquels débouchent respectivement les conduites d'amenée (16, 20) des effluents des deux réacteurs (10, 110, 14, 114),l'unité de fractionnement (12) présente deux soutirages différents (18, 28) par lesquels sont extraits respectivement les résidus de distillation des effluents des deux réacteurs (10, 110, 14, 114), etla conduite d'amenée de l'effluent du premier réacteur (10, 110) débouche dans la première zone (24) de l'unité de fractionnement, et de cette zone sort le soutirage (18) du résidu de distillation qui est envoyé au deuxième réacteur (14, 114). - Ensemble de conversion selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de séparation sont constitués par un cloisonnement vertical (22, 38) qui s'étend à partir du fond (60) de l'unité de fractionnement (12).
- Ensemble de conversion selon la revendication 8, caractérisé en ce que le cloisonnement forme une cheminée (38) concentrique à la paroi verticale (42) de l'unité de fractionnement (12).
- Ensemble de conversion selon la revendication 8, caractérisé en ce que le cloisonnement est une paroi (22) disposée dans un plan transversal de l'unité de fractionnement (12).
- Ensemble de conversion selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de séparation (52) sont horizontaux et en ce que les deux conduites (16, 20) d'amenée des effluents des deux réacteurs (10, 110, 14, 114,) débouchent à des hauteurs différentes de l'unité de fractionnement (12).
- Ensemble de conversion selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de séparation horizontaux sont constitués par un plateau (52) pourvu d'au moins une cheminée (54).
- Ensemble de conversion selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que l'unité de fractionnement (12) inclut une zone de vaporisation commune (34) des effluents issus de chaque réacteur (10, 110, 14, 114).
- Ensemble de conversion selon l'une des revendications 7 à 13, dans lequel l'unité de fractionnement comprend au moins deux colonnes (72, 74), atmosphériques ou sous vide, disposées en série,
caractérisé en ce que chaque colonne comporte :des moyens de séparation (52, 152) délimitant deux zones distinctes, de part et d'autre desquels débouchent respectivement les effluents des deux réacteurs (10, 110, 14, 114),deux moyens de soutirage différents (80, 90 ; 82, 98), par lesquels sont extraites respectivement les fractions liquides résiduelles des effluents des deux réacteurs,et une zone de vaporisation commune (86, 94) des effluents issus de chaque réacteur. - Ensemble de conversion selon l'une des revendications 7 à 14, caractérisé en ce que le premier réacteur est un réacteur d'hydrotraitement, et en ce que le second réacteur est un réacteur d'hydrocraquage.
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