EP3728518B1 - Method for converting heavy hydrocarbon feedstocks with recycling of a deasphalted oil - Google Patents
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- C10G2300/44—Solvents
Definitions
- the present invention relates to the refining and conversion of heavy hydrocarbon feeds derived either from a crude oil or from the distillation of a crude oil, said feeds comprising a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 300°C, and containing inter alia asphaltenes, sulphurous and nitrogenous impurities and metals. It is sought to convert these feedstocks into lighter products that can be used as fuels, for example to produce gasoline or diesel, or raw materials for the petrochemical industry.
- the invention relates to a method for converting such a heavy load comprising hydroconversion steps in a three-phase reactor operating in an ebullated bed and deasphalting of a fraction of the product resulting from the hydroconversion, in which the oil deasphalted, called DAO for DeAsphalted Oil in English, resulting from deasphalting is recycled during hydroconversion.
- the feedstocks that it is desired to process in the context of the present invention are either crude oils or heavy hydrocarbon fractions resulting from the distillation of a crude oil, also called petroleum residues, and contain a fraction of at least least 50% having a boiling temperature of at least 300°C, preferably at least 350°C and most preferably at least 375°C. They are preferably vacuum residues containing a fraction of at least 50% have a boiling temperature of at least 450°C, and preferably of at least 500°C.
- These fillers generally have a sulfur content of at least 0.1%, sometimes at least 1% and even at least 2% by weight, a Conradson carbon content of at least 0.5% by weight and preferably at least 5% by weight, a content of C 7 asphaltenes of at least 1% by weight and preferably at least 3% by weight and a metal content of at least 20 ppm by weight and preferably at least 100 ppm by weight.
- the conversion of heavy feeds depends on a large number of parameters such as the composition of the feed, the technology of the reactor used, the severity of the operating conditions (temperature, pressure, partial pressure of hydrogen, residence time, etc.) , the type of catalyst used and its activity.
- the severity of the operating conditions temperature, pressure, partial pressure of hydrogen, residence time, etc.
- the advanced conversion of heavy feedstocks therefore very often results in the formation of solid, very viscous and/or sticky particles composed of asphaltenes, coke and/or fine particles of catalyst.
- the excessive presence of these products leads to the coking and deactivation of the catalyst, to the fouling of the process equipment, and in particular the separation and distillation equipment.
- the refiner is obliged to reduce the conversion of heavy feeds in order to avoid stopping the hydroconversion unit.
- the international request WO2010/033487A2 describes a "slurry" process for converting a heavy charge of hydrocarbons comprising two stages of hydroconversion (hydrocracking), and an optional deasphalting treatment (SDA) that can be implemented in an intermediate unit positioned after one of the intermediate separation.
- SDA deasphalting treatment
- Another configuration according to the direct route consists in carrying out the stage of deasphalting of the heavy cuts after a stage of hydroconversion thus making it possible to minimize the quantity of asphalt produced, then to recycle the DAO at the entrance to the first zone of hydroconversion or in fractionation zones upstream of the first hydroconversion zone, as described in the patent applications FR 2 964 388 and FR 2 999 599 .
- This configuration requires a significant increase in the volume of the reaction zones as well as the separation zones, increasing the investment required and the operating cost compared to a conversion process without DAO recycling.
- coke and sediment formation problems may still occur during the hydroconversion step where the DAO is recycled and co-processed with the heavy feed containing asphaltenes.
- the present invention aims to solve, at least partially, the problems mentioned above in relation to the methods for converting heavy loads of the prior art integrating hydroconversion and deasphalting stages.
- one of the objectives of the invention is to provide a process for the conversion of heavy loads of hydrocarbons integrating hydroconversion and deasphalting stages in which the stability of the effluents is improved for a given level of conversion of the heavy loads, thus making it possible to push the conversion further in the process, that is to say to carry out the hydroconversion so as to obtain a higher conversion rate.
- Another object of the invention is to provide such a process in which the formation of coke and sediments is limited during the hydroconversion, thus reducing the problems of deactivation of the catalysts used in the reaction zones and of fouling of the equipment used. implemented in the process.
- Another object of the invention is also to provide a DAO of good quality, that is to say having a reduced content of nitrogen, sulfur, metals and Conradson carbon.
- the heavy hydrocarbon charge preferably has a sulfur content of at least 0.1% by weight, a Conradson carbon content of at least 0.5% by weight, a C 7 asphaltenes content of at least 1% weight, and a metal content of at least 20 ppmw.
- the heavy hydrocarbon feedstock can be a crude oil or consist of atmospheric residues and/or vacuum residues from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil, and preferably consists of vacuum residues from vacuum distillation of crude oil.
- said three-phase reactor containing at least one hydroconversion catalyst is a three-phase reactor operating in an ebullated bed, with an ascending current of liquid and gas, or a three-phase reactor operating in a hybrid bed, said hybrid bed comprising at least one catalyst maintained in said three-phase reactor and at least one catalyst driven out of said three-phase reactor.
- the initial hydroconversion step ( a 1 ) is carried out under an absolute pressure of between 2 and 38 MPa, at a temperature of between 300° C. and 550° C., at a speed hourly space VVH relative to the volume of each three-phase reactor comprised between 0.05 h -1 and 10 h -1 and under a quantity of hydrogen mixed with the heavy hydrocarbon charge comprised between 50 and 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of heavy oil load.
- the additional hydroconversion step(s) ( a n ) are operated at a temperature between 300° C. and 550° C., and higher than the temperature operated in the hydroconversion step initial ( a 1 ), under a quantity of hydrogen mixed with the heavy hydrocarbon charge of between 50 and 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of heavy hydrocarbon charge and less than the quantity of hydrogen operated in the initial hydroconversion step ( a 1 ), under an absolute pressure of between 2 and 38 MPa, and at an hourly space velocity VVH relative to the volume of each three-phase reactor of between 0.05 h -1 and 10:00 a.m.
- the intermediate separation section comprises one or more flash drums arranged in series, and/or one or more steam and/or hydrogen stripping columns, and/or a atmospheric distillation column, and/or a vacuum distillation column, and is preferably constituted by a single flash drum.
- the first fractionation section comprises one or more flash drums arranged in series, and/or one or more steam and/or hydrogen stripping columns, and/or a atmospheric distillation column, and/or a vacuum distillation column, and is preferably constituted by a set of several flash drums in series and atmospheric and vacuum distillation columns.
- the deasphalting step (d) is carried out in an extraction column at a temperature of between 60° C. and 250° C. with at least one hydrocarbon solvent having from 3 to 7 carbon atoms. of carbon, and a solvent/filler (volume/volume) ratio of between 3/1 and 16/1, and preferably between 4/1 and 8/1.
- part of the heavy hydrocarbon charge is sent to at least one additional hydroconversion section and/or to at least one intermediate separation section and/or to the first fractionation section and/or in the deasphalter.
- an external hydrocarbon feed is sent to the process in the initial hydroconversion section and/or in at least one additional hydroconversion section and/or in at least one intermediate separation section and/or in the first fractionation section and/or in the deasphalter.
- n is equal to 2.
- the process comprises recycling (f) all of the DAO from step (d) or all of the heavy fraction from the second fractionation step (e) in the last additional hydroconversion step ( a i ), and preferably in the additional hydroconversion step ( a 2 ) when n is equal to 2 and when, in addition, all of the liquid effluent from the step ( a 1 ) is sent to step ( b 1 ), all of the heavy fraction from step ( b 1 ) is sent to step ( a 2 ), all of the hydroconverted liquid effluent from step ( a 2 ) is sent to step (c), and all of the heavy cut from step (c) is sent to step (d).
- the process comprises recycling (f) all of the DAO from step (d) or all of the heavy fraction from the second fractionation step (e) at an intermediate separation step ( b j ), and preferably at the intermediate separation step ( b 1 ) between the initial hydroconversion step ( a 1 ) and the additional hydroconversion step ( a 2 ) when n is equal to 2 and that in addition all of the liquid effluent from stage ( a 1 ) is sent to stage ( b 1 ), all of the heavy fraction from stage ( b 1 ) is sent to stage ( a 2 ), all of the effluent hydroconverted liquid from step ( a 2 ) is sent to step (c), and all of the heavy cut from step (c) is sent to step (d).
- the method does not include an intermediate separation step ( b j ) and includes the recycling (f) of all of the DAO from step (d) to the last step additional hydroconversion steps ( a i ), and preferably in the additional hydroconversion step ( a 2 ) when n is equal to 2 and when, in addition, all of the liquid effluent from step ( a 1 ) is sent to stage ( a 2 ), all of the hydroconverted liquid effluent from stage ( a 2 ) is sent to stage (c), and all of the heavy cut from the step (c) is sent to step (d).
- the hydroconversion catalyst of said at least one three-phase reactor of the initial hydroconversion section and of the additional hydroconversion section(s) contains at least one metal from group VIII not -noble chosen from nickel and cobalt and at least one group VIB metal chosen from molybdenum and tungsten, and preferably comprising an amorphous support.
- the process for converting heavy hydrocarbon feedstocks according to the invention includes hydroconversion of said feedstocks and deasphalting of at least part of the hydroconverted effluent in the form of a succession of specific steps.
- figure 1 illustrates the general implementation of the conversion method according to the invention.
- the present invention it is proposed to simultaneously improve the level of conversion and the stability of the liquid effluents by a sequence comprising at least two successive hydroconversion stages, which can be separated by an intermediate separation stage, and at least one stage deasphalting of a heavy fraction of the effluent from the hydroconversion, with recycling of at least part of the DAO downstream of the first hydroconversion stage.
- the DAO is either recycled when it leaves the deasphalter, or after having undergone a fractionation step producing a heavy fraction of the DAO which then constitutes the part of the recycled DAO.
- This configuration makes it possible to achieve a conversion of the heavy charge of hydrocarbons greater than 70%, and preferably greater than 80%, this level of conversion not always being able to be achieved using conventional methods which are limited by the stability of the liquid effluents.
- the net conversion is defined as being the ratio of (residue flow in the feed - the residue flow in the product) / (residue flow in the feed), for the same feed-product cut point; typically this cut point is between 450°C and 550°C, and often around 540°C; in this definition, the residue being the fraction boiling from this cut point, for example, the 540°C+ fraction.
- the DAO obtained by the process according to the invention contains no or very little C 7 asphaltenes, compounds known to inhibit the conversion of residual cuts, both by their ability to form heavy hydrocarbon residues, commonly called coke, and by their tendency to produce sediments which severely limit the operability of hydrotreating and hydroconversion units.
- the DAO obtained by the process according to the invention is also more aromatic than a DAO produced from a heavy petroleum charge resulting from the primary fractionation of the crude (known as "straight run" according to the Anglo-Saxon terminology) because it is derived of an effluent which has previously undergone a high level of hydroconversion.
- the mixing of at least a part of the DAO and the effluent from the first hydroconversion section(s) in the process according to the invention makes it possible to supply the subsequent hydroconversion stage(s) with a feed having a reduced content of C 7 asphaltenes and a higher content of aromatic compounds both compared to a process comprising a hydroconversion unit without recycling of the DAO, and compared to a process comprising a hydroconversion unit with recycling of the DAO upstream of a first stage of hydroconversion or hydrotreatment.
- the effluent from the last additional hydroconversion step is separated into several cuts. Deasphalting is then carried out on the heavy cut(s) produced in this separation step. The use of these cuts obtained at the highest level of conversion thus makes it possible to minimize the size required for the deasphalter and to minimize the quantity of asphalt produced.
- the DAO extracted by deasphalting is always recycled after the initial hydroconversion step, either at the inlet of one of the intermediate separation sections, or at the inlet of one of the additional hydroconversion sections , preferably at the entrance to the section of the last additional hydroconversion step.
- the size of the reactors of the first hydroconversion sections is not impacted, and according to the second implementation, neither the size of the intermediate separation equipment nor the size of the reactors of the prior hydroconversion stages are impacted.
- the injection of the DAO downstream of the initial hydroconversion section makes it possible to avoid the prior hydrogenation of the DAO, thus preserving its aromatic character (characterized by the aromatic carbon content measured by the ASTM D 5292 method) which provides a gain in the stability of liquid effluents from areas where the highest conversion levels are reached. An operation to achieve higher conversion rates can therefore thus be envisaged in the process according to the invention.
- the charge treated in the process according to the invention is a heavy charge of hydrocarbons containing a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 300° C., preferably of at least 350° C., and even more preferably at least 375°C.
- This heavy charge of hydrocarbons can be a crude oil, or come from the refining of a crude oil or from the treatment of another hydrocarbon source in a refinery.
- the feed is a crude oil or consists of atmospheric residues and/or vacuum residues resulting from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil.
- the heavy hydrocarbon feed may also consist of atmospheric and/or vacuum residues from the atmospheric and/or vacuum distillation of effluents from thermal conversion, hydrotreating, hydrocracking and/or hydro conversion.
- the charge consists of vacuum residues.
- vacuum residues generally contain a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 450° C., and most often at least 500° C., or even at least 540° C. °C.
- Vacuum resids can come directly from crude oil, or from other refining units, such as, but not limited to, residing hydrotreating, residing hydrocracking, and residing visbreaking.
- the vacuum residues are vacuum residues from the vacuum distillation column of the primary fractionation of crude oil (known as “straight run” according to English terminology).
- the feed may still consist of vacuum distillates, either directly from crude oil or from cuts from other refining units, such as, inter alia, cracking units, such as fluid bed catalytic cracking FCC (for “Fluid Catalytic Cracking” in English) and hydrocracking, and thermal conversion units, such as coking units or visbreaking units.
- cracking units such as fluid bed catalytic cracking FCC (for “Fluid Catalytic Cracking” in English) and hydrocracking
- thermal conversion units such as coking units or visbreaking units.
- It may also consist of aromatic cuts extracted from a lubricant production unit, deasphalted oils from a deasphalting unit (raffinates from the deasphalting unit), asphalts from a deasphalting unit ( residues from the deasphalting unit).
- the heavy hydrocarbon charge can also be a residual fraction from the direct liquefaction of coal (an atmospheric residue and/or a vacuum residue from, for example, the H-Coal TM process), a vacuum distillate from the direct liquefaction coal, such as for example the H-Coal TM process, or even a residual fraction resulting from the direct liquefaction of the lignocellulosic biomass alone or mixed with coal and/or a petroleum fraction.
- a residual fraction from the direct liquefaction of coal an atmospheric residue and/or a vacuum residue from, for example, the H-Coal TM process
- a vacuum distillate from the direct liquefaction coal such as for example the H-Coal TM process
- even a residual fraction resulting from the direct liquefaction of the lignocellulosic biomass alone or mixed with coal and/or a petroleum fraction can also be a residual fraction from the direct liquefaction of coal (an atmospheric residue and/or a vacuum residue from, for example, the H-Coal
- feedstocks can be used to form the heavy hydrocarbon feedstock treated according to the invention, alone or as a mixture.
- the heavy charge of hydrocarbons treated according to the invention contains impurities, such as metals, sulfur, nitrogen, Conradson carbon. It may also contain heptane insolubles, also called C 7 asphaltenes.
- the metal contents may be greater than or equal to 20 ppm by weight, preferably greater than or equal to 100 ppm by weight.
- the sulfur content may be greater than or equal to 0.1%, or even greater than or equal to 1%, and may be greater than or equal to 2% by weight.
- the rate of asphaltenes C 7 (compounds insoluble in heptane according to standard NFT60-115 or standard ASTM D 6560) amounts to at least 1% and is often greater than or equal to 3% by weight.
- C 7 asphaltenes are compounds known to inhibit the conversion of residual cuts, both by their ability to form heavy hydrocarbon residues, commonly called coke, and by their tendency to produce sediments which severely limit the operability of the units. hydrotreating and hydroconversion.
- the Conradson carbon content may be greater than or equal to 0.5%, or even at least 5% by weight.
- the Conradson carbon content is defined by the ASTM D 482 standard and represents, for those skilled in the art, a well-known evaluation of the quantity of carbon residues produced after pyrolysis under standard temperature and pressure conditions.
- the heavy hydrocarbon charge is treated in the presence of hydrogen in a first hydroconversion stage ( a 1 ), within an initial hydroconversion section A 1 .
- the initial hydroconversion section comprises one or more three-phase reactors containing at least one hydroconversion catalyst, the reactors possibly being arranged in series and/or in parallel. These reactors can be bubbling bed and/or hybrid bed type reactors, depending on the feed to be treated.
- the invention is particularly suitable for three-phase reactors operating in an ebullated bed, with an ascending current of liquid and gas.
- this initial hydroconversion step ( a 1 ) is advantageously implemented in an initial hydroconversion section A 1 comprising one or more three-phase hydroconversion reactors, which can be in series and/or in parallel, operating as a bed bubbling, typically using the technology and under the conditions of the H-Oil TM process as described for example in the patents US 4,521,295 Where US 4,495,060 Where US 4,457,831 Where US 4,354,852 , or in the article AlChE, March 19-23, 1995, Houston, Texas, paper number 46d, "Second generation ebullated bed technology ", or in the chapter 3.5 "Hydroprocessing and Hydroconversion of Residue Fractions" of the book “Catalysis by Transition Metal Sulphides", published by Éditions Technip in 2013 .
- each three-phase reactor is operated in a fluidized bed called an ebullating bed.
- Each reactor advantageously comprises a recirculation pump making it possible to maintain the catalyst in an ebullated bed by continuous recycling of at least part of a liquid fraction advantageously drawn off at the top of the reactor and reinjected at the bottom of the reactor.
- the first hydroconversion stage ( a 1 ) is carried out under conditions making it possible to obtain a liquid effluent with a reduced sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen content.
- Step ( a 1 ) the feedstock is preferably transformed under specific hydroconversion conditions.
- Step ( a 1 ) is preferably carried out under an absolute pressure of between 2 MPa and 38 MPa, more preferably between 5 MPa and 25 MPa and even more preferably, between 6 MPa and 20 MPa, at a temperature between 300°C and 550°C, more preferably between 350°C and 500°C and more preferably between 370°C and 450°C.
- the hourly space velocity (HSV) relative to the volume of each three-phase reactor is preferably between 0.05 h -1 and 10 h -1 .
- the VVH is between 0.1 h -1 and 10 h -1 , more preferably between 0.1 h -1 and 5 h -1 and even more preferably between 0.15 h -1 and 2 h -1 .
- the VVH is between 0.05 h -1 and 0.09 h -1 .
- the amount of hydrogen mixed with the charge is preferably between 50 and 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid charge, preferably between 100 and 2000 Nm 3 /m 3 and so very preferred between 200 and 1000 Nm 3 /m 3 .
- the initial hydroconversion step ( a 1 ) being carried out in an ebullated bed and/or in a hybrid bed depending on the feed to be treated, this step therefore contains at least one hydroconversion catalyst which is maintained in the reactor.
- the hydroconversion catalyst used in the initial hydroconversion step ( a 1 ) of the process according to the invention may contain one or more elements from groups 4 to 12 of the periodic table of elements, which may or may not be deposited on a support.
- a catalyst comprising a support, preferably amorphous, such as silica, alumina, silica-alumina, titanium dioxide or combinations of these structures, and very preferably alumina.
- the catalyst may contain at least one non-noble metal from group VIII chosen from nickel and cobalt, and preferably nickel, said element from group VIII preferably being used in combination with at least one metal from group VIB chosen from molybdenum and tungsten, and preferably the Group VIB metal is molybdenum.
- group VIII according to the CAS classification corresponds to the metals of columns 8, 9 and 10 according to the new IUPAC classification.
- the hydroconversion catalyst used in the initial hydroconversion step ( a 1 ) comprises an alumina support and at least one group VIII metal chosen from nickel and cobalt, preferably nickel, and at least one metal of group VIB chosen from molybdenum and tungsten, preferably molybdenum.
- the hydroconversion catalyst comprises nickel as a group VIII element and molybdenum as a group VIB element.
- non-noble group VIII metal in particular nickel
- metal oxide in particular NiO
- metal content of the group VIB, in particular in molybdenum is advantageously between 1% and 30% expressed by weight of metal oxide (in particular of molybdenum trioxide MoO 3 ), and preferably between 4% and 20% by weight.
- the metal contents are expressed as weight percentage of metal oxide relative to the weight of the catalyst.
- This catalyst is used in the form of extrudates or beads.
- the balls have for example a diameter of between 0.4 mm and 4.0 mm.
- the extrudates have for example a cylindrical shape with a diameter between 0.5 and 4.0 mm and a length between 1 and 5 mm.
- Extrudes can also be objects of a different shape such as trilobes, regular or irregular tetralobes, or other multilobes. Catalysts of other forms can also be used.
- the size of these different forms of catalysts can be characterized using the equivalent diameter.
- the equivalent diameter is defined by 6 times the ratio between the volume of the particle and the external surface of the particle.
- the catalyst used in the form of extrudates, of beads therefore has an equivalent diameter of between 0.4 mm and 4.4 mm.
- the initial hydroconversion step ( a 1 ) is carried out in a hybrid bed, simultaneously comprising at least one catalyst which is maintained in the reactor and at least one entrained catalyst which enters the reactor with the load and which is drawn outside the reactor with the effluents.
- a type of entrained catalyst also called "slurry" according to English terminology, is therefore used in addition to the hydroconversion catalyst which is maintained in the reactor in an ebullated bed.
- the entrained catalyst has, as a difference, a particle size and a density adapted to its entrainment.
- the entrained catalyst can advantageously be obtained by injecting at least one active phase precursor directly into the hydroconversion reactor(s) and/or into the charge prior to the introduction of said charge into the hydroconversion stage(s).
- the addition of precursor can be introduced continuously or discontinuously (depending on the operation, the type of feedstock treated, the desired product specifications and the operability).
- the precursor(s) of entrained catalyst is (are) pre-mixed with a hydrocarbon oil composed for example of hydrocarbons of which at least 50% by weight relative to the total weight of the hydrocarbon oil have a boiling point between 180°C and 540°C, to form a pre-mixture of dilute precursor.
- the precursor or the dilute precursor pre-mixture is dispersed in the heavy hydrocarbon feedstock, for example by dynamic mixing (for example using a rotor, an agitator, etc. ), by static mixing (e.g. using an injector, by gavage, via a static mixer, etc.), or only added to the charge to obtain a mixture. All the mixing and agitation techniques known to those skilled in the art can be used to disperse the precursor or the mixture of precursors diluted in the charge of one or more hydroconversion stages.
- the said active phase precursor(s) of the unsupported catalyst may or may be in liquid form such as, for example, precursors of metals soluble in organic media, such as, for example, molybdenum octoates and/or molybdenum naphthenates, or water-soluble compounds, such as for example phosphomolybdic acids and/or ammonium heptamolybdates.
- Said entrained catalyst can be formed and activated ex situ, outside the reactor under conditions suitable for activation, then be injected with the charge. Said entrained catalyst can also be formed and activated in situ under the reaction conditions of one of the hydroconversion steps.
- a different hydroconversion catalyst is used in each reactor of this initial hydroconversion stage ( a 1 ), the catalyst offered to each reactor being adapted to the feed sent into this reactor.
- each reactor contains one or more catalysts suitable for operation in an ebullated bed, and optionally one or more additional entrained catalyst(s).
- the hydroconversion catalyst when used, can be partly replaced by fresh catalyst, and/or used catalyst but with higher catalytic activity than the used catalyst to be replaced, and/or regenerated catalyst, and/ or rejuvenated catalyst (catalyst from a rejuvenation zone in which most of the metals deposited are removed, before sending the spent and rejuvenated catalyst to a regeneration zone in which the carbon and sulfur that it contains is removed contains thus increasing the activity of the catalyst), by withdrawing the used catalyst preferably at the bottom of the reactor, and by introducing the replacement catalyst either at the top or at the bottom of the reactor.
- This replacement of used catalyst is preferably carried out at regular time intervals, and preferably in bursts or almost continuously.
- the replacement of used catalyst can be done entirely or in part by used and/or regenerated and/or rejuvenated catalyst from the same reactor and/or from another reactor of any hydroconversion stage.
- the catalyst can be added with the metals as metal oxides, with the metals as metal sulfides, or after preconditioning.
- the rate of replacement of spent hydroconversion catalyst with fresh catalyst is advantageously between 0.01 kg and 10 kg per cubic meter of feedstock treated, and preferably between 0.1 kg and 3 kg per cubic meter load processed. This withdrawal and this replacement are carried out using devices that advantageously allow the continuous operation of this hydroconversion step.
- the replacement at least in part by regenerated catalyst it is possible to send the spent catalyst withdrawn from the reactor to a regeneration zone in which the carbon and the sulfur which it contains are eliminated and then to return this catalyst regenerated in the hydroconversion step.
- the replacement at least in part by rejuvenated catalyst it is possible to send the spent catalyst withdrawn from the reactor to a rejuvenation zone in which the major part of the deposited metals is eliminated, before sending the spent catalyst and rejuvenated in an area of regeneration in which the carbon and the sulfur which it contains are eliminated and then this regenerated catalyst is returned to the hydroconversion stage.
- the liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) can then undergo an intermediate separation stage ( b 1 ) in an intermediate separation section B 1 , carried out between the initial hydroconversion stage ( a 1 ) and an additional hydroconversion step following the initial hydroconversion step.
- This additional hydroconversion step is described below.
- this intermediate separation step ( b 1 ) is preferred, but it remains optional. Indeed, the liquid effluent from the initial hydroconversion step ( a 1 ) can alternatively be sent directly to the additional hydroconversion step.
- At least part of the liquid effluent resulting from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) is sent to the intermediate separation stage ( b 1 ).
- the intermediate separation stage ( b 1 ) separates part or all of the liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) to produce at least one so-called heavy liquid fraction boiling mainly at a higher temperature or equal to 350°C.
- This first intermediate separation step therefore produces at least two fractions including the heavy liquid fraction as described above, the other cut(s) being light and intermediate cut(s).
- the light fraction thus separated contains dissolved light gases (H 2 and C 1 -C 4 ), naphtha (fraction boiling at a temperature below 150°C), kerosene (fraction boiling between 150°C and 250°C) , and at least part of the gas oil (fraction boiling between 250° C. and 375° C.).
- the light fraction can then be sent at least in part to a fractionation unit (not shown in the figures) where the light gases (H 2 and C 1 -C 4 ) are extracted from said light fraction, for example by passing through a flash balloon.
- the gaseous hydrogen thus recovered can advantageously be recycled at the inlet of the initial hydroconversion stage ( a 1 ).
- the fractionation unit where the light fraction can be sent can also include a distillation column.
- the naphtha, kerosene and gas oil fractions of the light fraction sent to said column are separated.
- the heavy liquid fraction from the intermediate separation stage ( b 1 ), boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350°C, contains at least one fraction boiling at a temperature greater than or equal to 540°C, called residue under void (which is the unconverted fraction).
- the heavy liquid fraction from the intermediate separation stage ( b 1 ), boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350° C. can also contain a fraction boiling between 375 and 540° C., called vacuum distillate. It may optionally also contain part of the gas oil fraction boiling between 250 and 375°C.
- This heavy liquid fraction is then sent in whole or in part to a second hydroconversion stage ( a 2 ), as described below.
- the intermediate separation stage ( b 1 ) can therefore separate the liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) into more than two liquid fractions, depending on the separation means implemented.
- the intermediate separation section B 1 comprises any separation means known to those skilled in the art.
- the intermediate separation section B 1 can thus comprise one or more following separation equipment: one or more flash drums arranged in series, one or more steam and/or hydrogen stripping columns, an atmospheric distillation column , a vacuum distillation column.
- this intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by one or more flash balloons arranged in series.
- the intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by a single flash balloon.
- the flash drum is at a pressure and a temperature close to the operating conditions of the last reactor of the initial hydroconversion step ( a 1 ). This implementation is preferred in particular because it makes it possible to reduce the number of equipment and therefore the investment cost.
- the intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by a sequence of several flash drums, operating at operating conditions different from those of the last reactor of the initial hydroconversion step ( a 1 ), and leading to the obtaining of at least the light liquid fraction, which can then be sent at least in part to a fractionation unit, and of at least the heavy liquid fraction, which is then sent at least in part to a second hydroconversion step ( a 2 ).
- the intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by one or more steam and/or hydrogen stripping columns.
- the effluent from the initial hydroconversion step ( a 1 ) is separated into at least the light liquid fraction and at least the heavy liquid fraction.
- the heavy liquid fraction is then sent at least in part to a second hydroconversion stage ( a 2 ).
- the intermediate separation stage ( b 1 ) is carried out in an atmospheric distillation column separating the liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ).
- the heavy liquid fraction recovered from the atmospheric distillation column is then sent at least in part to a second hydroconversion step ( a 2 ).
- the intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by an atmospheric distillation column separating the liquid effluent from the step initial hydroconversion ( a 1 ), and by a vacuum distillation column receiving the residue from the atmospheric distillation column and producing the heavy liquid fraction which is then sent at least in part to a second hydroconversion stage ( a 2 ).
- the intermediate separation step ( b 1 ) can also consist of a combination of the different implementations described above, in a different order from that described above.
- the heavy liquid fraction before being sent to a second hydroconversion stage ( a 2 ) according to the invention, can be subjected to a steam and/or hydrogen stripping stage using one or more stripping columns, in order to eliminate from the heavy fraction the compounds having a boiling point lower than 540°C.
- the additional effluent can be sent to the inlet of the intermediate separation section, or between two different pieces of equipment of the intermediate separation section, for example between the flash drums, the stripping columns and/or the distillation columns.
- part or all of the effluent from the initial hydroconversion step ( a 1 ), or preferably part or all of the heavy fraction from the intermediate separation step ( b 1 ), is treated in the presence of hydrogen in an additional hydroconversion step ( a 2 ) carried out in an additional hydroconversion section A 2 , which follows the initial hydroconversion step ( a 1 ) or optionally l intermediate separation step ( b 1 ).
- the process according to the invention may comprise more than one additional hydroconversion step ( a i ), as well as more than one intermediate separation step ( b j ) between two consecutive additional hydroconversion steps ( a i ).
- the process according to the invention comprises (n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) in (n-1) additional hydroconversion section(s) A j , in presence of hydrogen, of at least part or all of the liquid effluent from the preceding hydroconversion step ( a i -1 ) or possibly of a heavy fraction from the optional intermediate separation step ( b j ) between two consecutive hydroconversion stages separating part or all of the liquid effluent from the preceding hydroconversion stage ( a i -1 ) to produce at least one heavy fraction boiling mainly at a higher temperature or equal to 350° C., the (n-1) additional hydroconversion stage(s) ( a i ) being carried out so as to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of sulphur, Conradson carbon, metals , and nitrogen.
- n is the total number of hydroconversion steps, with n greater than or equal to 2.
- i and j are indices. i is an integer ranging from 2 to n and j being an integer ranging from 1 to (n-1).
- the additional hydroconversion section(s) A i each comprise at least one three-phase reactor containing at least one hydroconversion catalyst, as described for the initial hydroconversion section A 1 .
- the initial hydroconversion step and the additional hydroconversion step(s) are separate steps, carried out in different hydroconversion sections.
- the (n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) are advantageously implemented in initial hydroconversion sections A 1 comprising one or more three-phase hydroconversion reactors, which can be in series and/or in parallel, preferably operating in an ebullated bed, as described above for the initial hydroconversion step ( a 1 ).
- each three-phase reactor is operated in a fluidized bed called an ebullating bed.
- Each reactor advantageously comprises a recirculation pump making it possible to maintain the catalyst in an ebullated bed by continuous recycling of at least part of a liquid fraction advantageously drawn off at the top of the reactor and reinjected at the bottom of the reactor.
- the operating conditions can be more severe than in the initial hydroconversion step, in particular by using a higher reaction temperature, remaining in the range between 300° C. and 550° C., preferably between 350°C and 500°C, and more preferably between 370°C and 450°C, or by reducing the quantity of hydrogen introduced into the reactor, remaining in the range between 50 and 5000 Nm 3 /m 3 of liquid filler, preferably between 100 and 2000 Nm 3 /m 3 , and even more preferably between 200 and 1000 Nm 3 /m 3 .
- the other pressure and VVH parameters are in ranges identical to those described for the initial hydroconversion step.
- the catalyst used in the reactor(s) of an additional hydroconversion stage may be the same as that used in the reactor(s) of the initial hydroconversion stage, or may also be a catalyst more suitable for hydroconversion of residual cuts containing a DAO.
- the catalyst may have a porosity of the support or contain metal contents suitable for the hydroconversion of feedstocks containing DAO cuts.
- the catalyst replacement rate applied in the reactor(s) of an additional hydroconversion stage may be the same as that used for the reactor(s) of the initial hydroconversion stage , or be more suitable for the hydroconversion of residual cuts containing a DAO. In this case, the catalyst replacement rate can be lower, suitable for the hydroconversion of feedstocks containing DAO cuts.
- the process according to the invention always comprises an intermediate separation step ( b j ) between two consecutive additional hydroconversion steps ( a i ).
- the effluent from an additional hydroconversion stage ( a i ) is sent directly to another additional hydroconversion stage ( a i + 1 ) following stage ( a i ).
- the process comprises a single additional hydroconversion step ( a 2 ), and an intermediate separation step ( b 1 ).
- a 2 the process is a single additional hydroconversion step
- b 1 an intermediate separation step
- At least part of the DAO from the deasphalting step (d) detailed below, and/or at least part of the heavy fraction of the DAO from a second fractionation step ( e) also detailed below, is recycled by being sent to an additional hydroconversion stage ( a i ) and/or to an intermediate separation stage ( b j ).
- the process according to the invention thus excludes recycling of the DAO or of a heavy fraction of the DAO in the initial hydroconversion step.
- the DAO or the heavy fraction of the DAO thus recycled can then be co-treated in an additional hydroconversion section A i with at least part of the effluent coming from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) or d a hydroconversion step additional ( a i ), or more preferably co-treated with at least part of the heavy fraction from an intermediate separation step ( b j ).
- the additional effluent can be sent to the inlet of the intermediate separation section B j , or between two different pieces of equipment of the intermediate separation section B j , for example between the flash drums, the stripping columns and/or distillation columns.
- the hydroconverted liquid effluent from the last additional hydroconversion step ( a n ) then undergoes at least part of a fractionation step (c) in a first fractionation section C.
- This first fractionation stage (c) separates part or all of the effluent from stage ( a n ) into several fractions including at least one heavy liquid fraction boiling mainly at a temperature above 350° C., preferably greater than 500°C and preferably greater than 540°C.
- the heavy liquid cut contains a fraction boiling at a temperature above 540° C., called vacuum residue (which is the unconverted fraction). It may contain part of the gas oil fraction boiling between 250 and 375°C and a fraction boiling between 375 and 540°C called vacuum distillate.
- This first fractionation step therefore produces at least two fractions including the heavy liquid fraction as described above, the other cut(s) being light and intermediate cut(s).
- the first fractionation section C comprises any separation means known to those skilled in the art.
- the first fractionating section C can thus comprise one or more following separation equipment: one or more flash drums arranged in series, and preferably a sequence of at least two successive flash drums, one or more stripping columns at the steam and/or hydrogen, an atmospheric distillation column, a vacuum distillation column.
- this first splitting step (c) is performed by linking at least two successive flash balloons.
- this first fractionation step (c) is carried out by one or more steam and/or hydrogen stripping columns.
- this first fractionation step (c) is carried out by an atmospheric distillation column, and more preferably by an atmospheric distillation column and a vacuum column receiving the atmospheric residue.
- this first fractionation step (c) is carried out by one or more flash drums, an atmospheric distillation column and a vacuum column receiving the atmospheric residue.
- the additional effluent can be sent to the inlet of the intermediate separation section, or between two different pieces of equipment of the intermediate separation section, for example between the flash drums, the stripping columns and/or the distillation columns.
- the heavy cut from the first fractionation step (c) then undergoes, in accordance with the process according to the invention, in part or in whole, a deasphalting step (d) in a deasphalter D, with at least one hydrocarbon solvent, to extract a DAO and residual asphalt.
- the deasphalting step (d) using a solvent is carried out under conditions well known to those skilled in the art.
- a solvent or SDA for Solvent DeAsphalting in English
- the deasphalting can be carried out in one or more mixer-settlers or in one or more extraction columns.
- the deasphalter D thus comprises at least one mixer-settler or at least one extraction column.
- Deasphalting is a liquid-liquid extraction generally carried out at an average temperature between 60°C and 250°C with at least one hydrocarbon solvent.
- the solvents used for deasphalting are low boiling point solvents, preferably paraffinic solvents, and preferably heavier than propane, and preferably having 3 to 7 carbon atoms.
- Preferred solvents include propane, butane, isobutane, pentane, isopentane, neopentane, hexane, isohexanes, C 6 hydrocarbons, heptane, C 7 hydrocarbons, light gasolines more or less apolar, as well as the mixtures obtained from the aforementioned solvents.
- the solvent is butane, pentane or hexane, as well as their mixtures.
- the solvent or solvents are optionally added with at least one additive.
- the solvents which can be used and the additives are widely described in the literature.
- the solvent/feed (volume/volume) ratios entering deasphalter D are generally between 3/1 and 16/1, and preferably between 4/1 and 8/1. It is also possible and advantageous to carry out the recovery of the solvent according to the opticcritical process, that is to say by using a solvent under supercritical conditions in the separation section. This method makes it possible in particular to significantly improve the overall economy of the method.
- the solvent/feed (volume/volume) ratios entering the deasphalter D are low, typically between 4/1 and 8/1, or even between 4/ 1 and 6/1.
- the deasphalting is carried out in an extraction column at a temperature between 60° C. and 250° C. with at least one hydrocarbon solvent having from 3 to 7 carbon atoms, and a solvent / charge ratio (volume/volume) between 4/1 and 6/1.
- the deasphalter D produces a DAO practically free of asphaltenes C 7 and a residual asphalt concentrating the major part of the impurities of the residue, said residual asphalt being withdrawn.
- the DAO yield is generally between 40% by weight and 95% by weight depending on the operating conditions and the solvent used, and depending on the load sent to the deasphalter D and in particular the quality of the heavy liquid cut resulting from the first fractionation stage (c ).
- Table 1 gives the ranges of typical operating conditions for deasphalting depending on the solvent: ⁇ b>Table 1 ⁇ /b> Solvent Propane Butane pentane Hexane Heptane Pressure, MPa 3-5 3-4 2-4 2-4 2-4 Temperature, °C 45 - 110 80 - 160 140 - 210 150 - 230 160 - 280 Solvent/Filler Ratio, v/v 6-10 5-8 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6 3-6
- the deasphalting conditions are adapted to the quality of the DAO to be extracted and to the load entering the deasphalter D.
- the DAO obtained advantageously has a content of C 7 asphaltenes of less than 2% by weight in general, preferably of less than 0.5% by weight, preferably of less than 0.05% by weight measured of C 7 insolubles.
- the DAO thus produced is either sent to a second fractionation stage (e) of the process according to the invention, or recycled at least in part to one or more of the intermediate separation stages ( b j ) and/ or directly at the entrance to one or more additional hydroconversion stages ( a i ), and more preferably at the entrance to the last additional hydro conversion stage ( a n ).
- the DAO from the deasphalting step (d) can undergo, at least in part, a second fractionation in a second fractionation section E, in order to produce at least two fractions.
- part or all of the DAO from the deasphalting step (d) is sent to this second fractionation step (e).
- the second fractionation section E comprises any separation means known to those skilled in the art.
- the second fractionating section E can thus comprise one or more following separation equipment: one or more flash drums arranged in series, and preferably a sequence of at least two successive flash drums, one or more stripping columns at the steam and/or hydrogen, an atmospheric distillation column, a vacuum distillation column.
- this second splitting step (e) is carried out by linking at least two successive flash balloons.
- this second fractionation step (e) is carried out by one or more steam and/or hydrogen stripping columns.
- this second fractionation step (e) is carried out by an atmospheric distillation column, and more preferably by an atmospheric distillation column and a vacuum column receiving the atmospheric residue.
- this second fractionation stage (e) is carried out by one or more flash drums, an atmospheric distillation column and a vacuum column receiving the atmospheric residue.
- this second fractionation step (e) is carried out by a vacuum column.
- the choice of the equipment of the splitting section E preferably depends on the choice of the equipment of the first splitting section C and of the loads introduced into the deasphalter D.
- the heavy fraction of the DAO thus produced in the second fractionation section E is then recycled at least in part to one or more intermediate separation stages and/or directly to the inlet of one or several additional hydroconversion steps ( a i ), and more preferably at the inlet of the last additional hydroconversion step ( a n ).
- the heavy cut resulting from the first fractionation section C of the process according to the invention is an atmospheric residue which leaves an atmospheric distillation column.
- the absence of a vacuum distillation column avoids the concentration of sediments and rapid fouling of the vacuum distillation column.
- the atmospheric residue thus produced is then sent to the deasphalter D to operate the deasphalting stage (d), producing a residual asphalt and a DAO practically free of C 7 asphaltenes and sediments, but containing both a fraction of distillate under vacuum and a residue fraction under vacuum.
- This DAO thus obtained can then be sent to the second fractionation section E of the process according to the invention, consisting of a vacuum distillation column and having the objective of separating the DAO into at least one light fraction of the DAO whose boiling point is predominantly below 500°C and at least one heavy fraction of the DAO whose boiling point is predominantly above 500°C.
- the vacuum distillation column will only foul very slowly, thus avoiding frequent shutdowns and shutdowns for cleaning of the vacuum distillation column.
- the heavy fraction of the DAO thus produced is then advantageously recycled at least in part at the inlet of the last additional hydroconversion stage ( a n ).
- the process according to the invention therefore improves the stability of the liquid effluents treated during the hydroconversion, and more particularly during the additional hydroconversion stages receiving at least a part of the DAO and/or of the heavy fraction of the DAO, while by considerably increasing the conversion of the heavy hydrocarbon feedstock.
- the process according to the invention comprises the recycling of at least part of the DAO resulting from stage (d) and/or of at least a part of the heavy fraction of the DAO resulting from stage (e) to an additional hydroconversion step ( a i ) and/or to an intermediate separation step ( b j ).
- the process according to the invention may comprise other recyclings, the recycled effluents possibly coming from the second fractionation stage (e), from the deasphalting stage (d), from an additional hydroconversion stage ( a i ), or an intermediate separation step ( b j ).
- the method comprises the recycling ( r 1 ) of part or all of the light fraction of the DAO from step (e) in the initial hydroconversion section A 1 and/or in at least one additional hydroconversion section A i and/or in at least one intermediate separation section B j and/or in the first fractionation section C.
- the method comprises the recycling ( r 2 ) of part of the heavy fraction of the DAO resulting from step (e) in the first fractionation section C.
- the method comprises the recycling ( r 3 ) of part of the DAO resulting from step (d) in the first fractionation section C.
- the method comprises the recycling ( r 4 ) of part or all of the residual asphalt resulting from step (d) in the initial hydroconversion section A 1 and/or in at least one additional hydroconversion section A i .
- the residual asphalt is recycled in a hydroconversion section different from that which receives the DAO or the heavy fraction of the DAO.
- the figure 1 schematically represents the general case of the method according to the invention, including different options corresponding to different embodiments.
- the heavy hydrocarbon charge 1 is sent via a pipe to an initial hydroconversion section A 1 composed of one or more three-phase reactors, which can be in series and/or in parallel.
- These hydroconversion reactors can be reactors of the bubbling bed and/or hybrid bed type, depending on the feed to be treated, and are preferably reactors operating in a bubbling bed.
- the initial hydroconversion step carried out in section A 1 represents the first hydroconversion step of the heavy hydrocarbon feedstock 1, and may include the co-treatment of one or more external feedstocks 2 and/or one or more recycle effluents from other stages of the process.
- the liquid effluent 3 from the initial hydroconversion section A 1 can be sent either directly to the additional hydroconversion section A 2 , or to the intermediate separation section B 1 via a pipe.
- This line offers the possibility of purging a fraction of this effluent 3 and therefore of sending either all or only part of the liquid effluent from A 1 to the intermediate separation section B 1 .
- the heavy fraction 5 from the first intermediate separation section B 1 is then sent at least in part to the additional hydroconversion section A 2 via a pipe, while the light fraction 4 from the section B 1 is purged via a other conduct.
- a purge of the heavy fraction 5 can be carried out; it is either part or all of the heavy fraction 5 which is sent to the additional hydroconversion section A 2 .
- Part of the effluent 5 can also be recycled to the initial hydroconversion section A 1 .
- Section A 2 represents the second hydroconversion section where an additional hydroconversion step ( a 2 ) is carried out.
- Section A 2 is made up of one or more three-phase reactors, which can be in series and/or in parallel. These hydroconversion reactors can be reactors of the bubbling bed and/or hybrid bed type, depending on the feed to be treated, and are preferably reactors operating in a bubbling bed.
- the liquid effluent 6 from the second hydroconversion section A 2 can be sent to a third hydroconversion section, or to a second intermediate separation section via a pipe which offers the possibility of purging a fraction of said effluent and therefore of sending either all or only part of said effluent from section A 2 to second intermediate separation section B 2 (not shown), as well as recycling part of said effluent to one or more hydroconversion sections upstream from section A 2 or towards the intermediate separation section B 1 situated between sections A 1 and A 2 .
- the process according to the invention can thus comprise n hydroconversion steps and (n-1) intermediate separation steps.
- Section A n represents the last hydroconversion step where the additional hydroconversion step ( a n ) is carried out.
- Section A n is made up of one or more three-phase reactors, which can be in series and/or in parallel. These hydroconversion reactors can be boiling bed and/or hybrid bed reactors, depending on the feed to be treated, and are preferably reactors operating in a boiling bed.
- Section C represents the first fractionation section in which all or at least part of the hydroconverted liquid effluent 10 from the last hydroconversion section A n is sent via a pipe to be split into several cuts.
- the figure 1 represents three cuts, a light cut 11, which comes out of the process according to the invention and which is optionally sent to post-processing, an intermediate cut 12 and a heavy cut 13. These last two cuts can be partially or totally sent to d other processes and/or recycled to one or more hydroconversion stages of the process according to the invention and/or recycled to one or more intermediate separation sections of the process according to the invention.
- the DAO produced in the deasphalter D can either be sent, in part or totally, to the second fractionation section E, or recycled, in part or totally, to one or more of the additional hydroconversion sections A i and/or to one or more of the intermediate separation sections B j .
- Section E represents a second splitting section of the method according to the invention in which step (e) of splitting all or at least part of the DAO into at least two sections is carried out.
- the process illustrated in figure 1 shows two cuts, a light cut 16, which can come out of the process according to the invention and/or be recycled in different sections of the process as previously described, and a heavy cut 17. The latter can then be partially or totally recycled in one or more several additional hydroconversion sections A i and/or recycled on one or on several intermediate separation sections B j .
- the light cut 16 can for example, in part or in whole, be used to produce heavy fuel oils, such as bunker fuel oils.
- the light cut 16 can also, in part or in whole, be sent to a conversion stage operating with a process chosen from the group formed by fixed-bed hydrocracking, fluidized-bed catalytic cracking, bubbling-bed hydroconversion , these processes possibly comprising a prior hydrotreatment.
- part or all of the light cut 16 of the deasphalted DAO fraction is subjected to fixed-bed hydrocracking, in the presence of hydrogen, under an absolute pressure of between 5 MPa and 35 MPa, at a temperature advantageously comprised between 300 and 500° C., a WH comprised between 0.1 h -1 and 5 h -1 , and a quantity of hydrogen comprised between 100 Nm 3 /m 3 and 1000 Nm 3 /m 3 (normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid charge), and in the presence of a catalyst containing at least one element from non-noble group VIII and at least one element from group VIB and comprising a support containing at minus one zeolite.
- part or all of the light cut 16 of the deasphalted fraction DAO is subjected to catalytic cracking in an FCC fluidized bed in the presence of a catalyst, preferably devoid of metals, comprising alumina, silica, silica-alumina, and preferably comprising at least one zeolite.
- a catalyst preferably devoid of metals, comprising alumina, silica, silica-alumina, and preferably comprising at least one zeolite.
- part or all of the light cut 16 of the deasphalted fraction DAO is subjected to bubbling bed hydroconversion, carried out in the presence of hydrogen, under an absolute pressure of between 2 MPa and 35 MPa, at a temperature between 300°C and 550°C, a quantity of hydrogen between 50 Nm 3 /m 3 and 5000 Nm 3 /m 3 (normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid load), a WH between 0.1 h -1 and 10 h -1 and in presence of a catalyst containing a support and at least one metal from group VIII chosen from nickel and cobalt and at least one metal from group VIB chosen from molybdenum and tungsten.
- Circuit 18 dotted on the figure 1 represents the multiple possible catalyst exchanges between the different hydroconversion steps, as well as the purging and addition of fresh and spent catalysts.
- the figure 2 illustrates the invention in a preferred implementation comprising the recycling of the heavy fraction of the DAO at the inlet of the last hydroconversion step.
- the method comprises the following successive steps: the initial hydroconversion step ( a 1 ), the intermediate separation step ( b 1 ), a second hydroconversion step ( a 2 ) which is the only additional hydroconversion step, the first fractionation step (c), the deasphalting step (d) and the second fractionation step (e).
- the heavy hydrocarbon charge 1 is sent via a pipe into the initial hydroconversion section A 1 at high hydrogen pressure 19.
- the section A 1 is identical to that described in relation to the figure 1 .
- the liquid effluent 3 from section A 1 is separated in intermediate separation section B 1 .
- the conditions are generally chosen so as to obtain two liquid fractions, a light fraction 4 and a heavy fraction 5.
- the section can comprise any means of separation known to those skilled in the art, and preferably does not comprise either an atmospheric distillation column or a vacuum distillation column, but a vapor or hydrogen stripping column, and is constituted more preferably by a sequence of flash drums, and even more preferably by a single flash balloon.
- the heavy liquid fraction 5 at the outlet of the intermediate separation section B 1 is then sent via a pipe to the second hydroconversion stage A 2 at high hydrogen pressure 20.
- This section A 2 conforms to the description of the section of initial hydroconversion A 1 of the figure 1 .
- the hydroconverted liquid effluent 6 obtained at the end of this second hydroconversion stage is separated in the first fractionation section C.
- the conditions are chosen so as to obtain at least two liquid fractions, a light cut 11 and a heavy cut 13.
- the section preferably includes a set of flash drums and an atmospheric distillation column.
- the heavy cut 13 is then sent via a pipe into the deasphalter D to obtain a DAO 15 which is sent to the second fractionating section E via a pipe and a residual asphalt 14 which is purged via another pipe.
- Section E comprises preferably a set of flash flasks and a vacuum distillation column.
- the heavy fraction of the DAO 17 is then mixed, in part or in whole as shown, with the heavy liquid fraction 5 from the intermediate separation section B 1 and the mixture is then sent to the second hydroconversion section A 2 .
- the picture 3 illustrates the invention in another implementation involving the recycling of the DAO in the intermediate separation section.
- the method comprises the following successive steps: the initial hydroconversion step ( a 1 ), the intermediate separation step ( b 1 ), a second hydroconversion step ( a 2 ) which is the one additional hydroconversion step, the first fractionation step (c), and the deasphalting step (d). There is no second splitting step (e).
- the heavy hydrocarbon charge 1 is sent via a pipe to an initial hydroconversion section A 1 at high hydrogen pressure 19.
- Section A 1 is identical to that described in relation to the figure 1 .
- Section B 1 may include any means of separation known to those skilled in the art, and preferably does not include either an atmospheric distillation column or a vacuum distillation column, but a steam or hydrogen stripping column, and is more preferred by a sequence of flash balloons, and even more preferably by a single flash balloon.
- the heavy liquid fraction 5 at the outlet of the intermediate separation section B 1 is then sent to the second hydroconversion section A 2 at high hydrogen pressure 20.
- This section A 2 conforms to the description of the hydroconversion section initial A 1 of the figure 1 .
- the hydroconverted liquid effluent 6 obtained at the end of this second hydroconversion stage is separated in the first fractionation section C.
- the conditions are chosen so as to obtain at least two liquid fractions, a light cut 11 and a heavy cut 13.
- the section preferably involves using a set of flash flasks and an atmospheric distillation column.
- the heavy cut 13 is then sent via a pipe to the deasphalter D to obtain a DAO which is recycled to the intermediate separation section B 1 and a residual asphalt 14 which is purged via another pipe.
- the DAO is then mixed, in part or in whole as shown, with the liquid effluent 3 from the initial hydroconversion section A 1 and the mixture is then sent to the intermediate separation section B 1 .
- the figure 4 illustrates the invention in another preferred implementation comprising the recycling of the DAO at the inlet of the last hydroconversion step.
- the method comprises the following successive steps: the initial hydroconversion step ( a 1 ), the intermediate separation step ( b 1 ), a second hydroconversion step ( a 2 ) which is the one additional hydroconversion step, the first fractionation step (c), and the deasphalting step (d). There is no second splitting step (e).
- the heavy hydrocarbon charge 1 is sent via a pipe to an initial hydroconversion section A 1 at high hydrogen pressure 19.
- Section A 1 is identical to that described in relation to the figure 1 .
- the liquid effluent 3 from section A 1 is separated in intermediate separation section B 1 .
- the conditions are chosen so as to obtain two liquid fractions, a light fraction 4 and a heavy fraction 5.
- the section can comprise any means of separation known to those skilled in the art, and preferably not has neither an atmospheric distillation column nor a vacuum distillation column, but a steam or hydrogen stripping column, and is more preferred by a sequence of flash balloons, and even more preferably by a single flash balloon.
- the heavy liquid fraction 5 at the outlet of the intermediate separation section B 1 is then sent via a pipe to the second hydroconversion stage A 2 at high hydrogen pressure 20.
- This section A 2 conforms to the description of the section of initial hydroconversion A 1 of the figure 1 .
- the hydroconverted liquid effluent 6 obtained at the end of this second hydroconversion stage is separated in the first fractionation section C.
- the conditions are chosen so as to obtain at least two liquid fractions, a light cut 11 and a heavy cut 13.
- the section preferably comprises a set of flash drums and atmospheric and vacuum distillation columns.
- the heavy cut 13 is then sent via a pipe to the deasphalter D to obtain a DAO 15 which is recycled via a pipe to the second hydroconversion section A 2 and a residual asphalt 14 which is purged via another pipe.
- the DAO is then mixed, in part or in whole as shown, with the heavy liquid fraction 5 coming from the intermediate separation section B 1 and the mixture is then sent to the second hydroconversion section A 2 .
- the figure 5 illustrates the invention in another implementation not comprising any intermediate separation step.
- the method comprises the following successive steps: the initial hydroconversion step ( a 1 ), a second hydroconversion step ( a 2 ) which is the only additional hydroconversion step, the first step of fractionation (c), and the deasphalting step (d). There is no second splitting step (e).
- the heavy hydrocarbon charge 1 is sent via a pipe to an initial hydroconversion section A 1 at high hydrogen pressure 19.
- Section A 1 is identical to that described in relation to the figure 1 .
- the liquid effluent 3 from section A 1 is then sent via a pipe to the second hydroconversion section A 2 at high hydrogen pressure 20.
- This section A 2 conforms to the description of the initial hydroconversion section At 1 of the figure 1 .
- the hydroconverted liquid effluent 6 obtained at the end of this second hydroconversion step is separated in the first fractionation section C.
- the conditions are chosen so as to obtain at least two liquid fractions, a light cut 11 and a heavy cut 13.
- the section preferably comprises using a set of flash drums and atmospheric and vacuum distillation columns.
- the heavy cut 13 is then sent via a pipe to the deasphalter D to obtain the DAO 15 which is recycled via a pipe to the second hydroconversion section A 2 and a residual asphalt 14 which is purged via another pipe.
- the DAO 15 is mixed, in part or in whole as shown, with the liquid effluent 3 from the initial hydroconversion section A 1 , and the mixture is sent to the second hydroconversion section A 2 .
- Examples 1, 2 and 6 are not in accordance with the invention.
- Examples 3, 4, 5 and 7 are in accordance with the invention.
- the heavy hydrocarbon charge is a vacuum residue (RSV) originating from a Ural crude oil, the main characteristics of which are presented in Table 2 below.
- RSV vacuum residue
- Table 2 Charge of the first stage of hydroconversion ( a 1 ) / (a' 1 ) / (a" 1 ) Charge RSV Urals Content at 540°C+ %weight 84.7 Viscosity at 100°C cSt 880 Density 1.0090 Carbon Conradson %weight 17.0 C 7 Asphaltenes %weight 5.5 Nickel + Vanadium ppm weight 254 Nitrogen %weight 0.615 Sulfur %weight 2,715
- This RSV heavy load is the same fresh load for the different examples.
- Example. 1 Method of. reference without recycling of / a DAO. (not according to the invention)
- This example illustrates a process for the hydroconversion of a heavy charge of hydrocarbons according to the state of the art comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed, followed by a deasphalting stage without recycling of the DAO.
- the fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A′ 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a′ 1 ), said section comprising a three-phase reactor containing a catalyst of NiMo/alumina hydroconversion having a NiO content of 4% by weight and a MoO 3 content of 10% by weight, the percentages being expressed relative to the total mass of the catalyst.
- the reactor operates in an ebullated bed operating with an ascending current of liquid and gas.
- the hydroconverted liquid effluent from the first hydroconversion stage ( a′ 1 ) is then sent to an intermediate separation section B′ 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first stage of hydroconversion.
- a light fraction and a so-called heavy fraction are thus separated.
- the light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point lower than 350°C and the heavy fraction is mainly composed of molecules of hydrocarbons boiling at a temperature higher than or equal to 350°C.
- the heavy fraction is sent to a second hydroconversion section A ′ 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a ′ 2 ).
- the second hydroconversion section A ′ 2 comprises a three-phase reactor A ′ 2 containing a NiMo/alumina hydroconversion catalyst having a NiO content of 4% by weight and a MoO 3 content of 10% by weight, the percentages being expressed by relative to the total mass of the catalyst.
- the section operates as a bubbling bed operating with an ascending current of liquid and gas.
- the hydroconverted liquid effluent from the hydroconversion step ( a′ 2 ) is sent to a fractionation step (c′) carried out in a fractionation section C′ composed of an atmospheric distillation column and a distillation column under vacuum following which a distillate fraction is recovered under vacuum boiling at a temperature between essentially between 350°C and 500°C (DSV) and an unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500°C (RSV) whose yields relative to the fresh load and product qualities are given in Table 6 below.
- a fractionation section C′ composed of an atmospheric distillation column and a distillation column under vacuum following which a distillate fraction is recovered under vacuum boiling at a temperature between essentially between 350°C and 500°C (DSV) and an unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500°C (RSV) whose yields relative to the fresh load and product qualities are given in Table 6 below.
- the RSV from the distillation zone of the fractionation section C′ is then advantageously sent to a deasphalting stage (d′) in a deasphalter D′ in which it is treated in an extractor using butane solvent in deasphalting conditions to obtain a DAO and a residual asphalt.
- the overall conversion of the 540° C.+ fraction of the fresh charge is 64.0% by weight.
- the unconverted vacuum residue fraction contains 0.20% by weight of sediments, 150 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content greater than 30% by weight. This cut is therefore very difficult to value.
- the deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents almost 70% of the RSV) and an asphalt fraction.
- the DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 8% by weight.
- This DAO cut can therefore be sent, in part or in whole, to another conversion stage such as fixed bed hydrocracking, fixed bed hydrotreating, fluidized bed catalytic cracking, or bubbling bed hydroconversion .
- Example 2 Reference process. with recycling of the DAO at the inlet of the first, hydroconversion stage (not in accordance with the invention)
- the state of the art is illustrated in a process for the hydroconversion of a heavy charge of hydrocarbons comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed, followed by a stage of deasphalting with recycling of the DAO at the entrance to the first hydroconversion stage.
- the fresh load from Table 2 is first mixed with the DAO from the deasphalting stage ( d" ) in a fresh load/DAO volume ratio equal to 75/25. This mixture is then sent in its entirety to a first section of hydroconversion A “ 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a " 1 ).
- This section A " 1 is identical to that described in example 1.
- the conversion per pass of the 540° C.+ fraction at the outlet of the first hydroconversion stage is 33.4% by weight.
- the hydroconverted liquid effluent from the first hydroconversion stage (a" 1 ) is then sent to an intermediate separation section B" 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion step.
- a light fraction and a heavy fraction are thus separated.
- the light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
- the heavy fraction is sent in its entirety to a second hydroconversion section A′′ 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage (a′′ 2 ).
- This section A" 2 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent from the hydroconversion stage (a" 2 ) is sent to a fractionation stage (c") carried out in a fractionation section C" composed of an atmospheric distillation column and a distillation column under vacuum following which a distillate fraction under vacuum boiling at a temperature essentially between 350°C and 500°C (DSV) and an unconverted residue fraction under vacuum boiling mainly at a temperature greater than or equal to 500°C are recovered (RSV) whose yields in relation to the fresh load and product qualities are given in Table 11 below.
- the RSV from the first fractionation section C ′′ is then advantageously sent to a deasphalting stage (d′′) in a deasphalting device D ′′, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
- the conversion by pass of the 540° C.+ fraction of the fresh feed in the section of hydroconversion is 55.9% by weight.
- the unconverted vacuum residue fraction contains 0.34% by weight of sediment, 74 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content of 21% by weight. This cut is therefore very difficult to value.
- the deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents almost 74% of the RSV) and an asphalt fraction.
- the DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 5% by weight.
- a large fraction of this DAO cut (74%) is recycled at the inlet of the first reactor of the hydroconversion section. Thanks to recycling, the overall conversion of the 540° C.+ fraction of the fresh feed is 69.7% by weight.
- Example 3 Process according to the invention, aimed at reducing the sediment content of the unconverted vacuum residue
- the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage with recycling of the DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor.
- the fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a 1 ).
- This section A 1 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage.
- a light fraction and a heavy fraction are thus separated.
- the light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
- the heavy effluent from the intermediate separation section B 1 is completely mixed with the DAO from the deasphalting step ( d ) in a heavy effluent/DAO volume ratio of 75 /25.
- the composition of this filler is shown in Table 15. ⁇ b>Table 15 ⁇ /b> Stage load (a 2 ) Density 0.9854 Carbon Conradson %weight 10.4 C 7 Asphaltenes %weight 3.7 Nickel + Vanadium ppm weight 60 Nitrogen %weight 0.54 Sulfur %weight 1.2186
- this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ).
- Said section A 2 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent from the hydroconversion stage ( a 2 ) is sent to a fractionation stage ( c ) carried out in a fractionation section C composed of an atmospheric distillation column and a vacuum distillation column at the following which a vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C. (DSV) and an unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C. (RSV) are recovered.
- DSV vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C.
- RSV unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C.
- Example 2 Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with a lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents.
- RSV contains less sediment and is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the recycled DAO upstream of the second hydroconversion step.
- Example 2 By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is slightly lower, but that the RSV contains much less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step.
- the DAO is recycled upstream of the first hydroconversion stage and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
- the RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
- the conversion per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh feed from the hydroconversion section is 61.5% by weight.
- the unconverted vacuum residue fraction contains 0.07% by weight of sediment, 63 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content of 24% by weight. This cut is therefore very difficult to value.
- the deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents almost 74% of the RSV) and an asphalt fraction.
- the DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 5% by weight.
- the conversion is stronger (5.5 conversion points more) and that the RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation stage is more stable. (0.07% by weight instead of 0.20% by weight), because it contains less sediment, thus limiting the fouling of the columns of the first fractionation section.
- the overall conversion is identical, but the residual RSV contains 5 times less sediment (0.07% by weight instead of 0.34% by weight). As a result, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced allowing a longer operation before stopping for their cleaning.
- Example 4 Process according to the invention , aimed at increasing the overall conversion of the 540° C.+ fraction
- the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage with recycling of the DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor.
- this latter reactor will be operated under more severe conditions in order to increase the overall conversion of the process.
- the fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a 1 ).
- This section A 1 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage.
- a light fraction and a heavy fraction are thus separated.
- the light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
- the heavy effluent from the intermediate separation section B 1 is completely mixed with the DAO from the deasphalting step ( d ) in a heavy effluent/DAO volume ratio of 75 /25.
- the composition of this filler is shown in Table 21. ⁇ b>Table 21 ⁇ /b> Stage load (a 2 ) Density 0.9865 Carbon Conradson %weight 10.6 C 7 Asphaltenes %weight 3.7 Nickel + Vanadium ppm weight 60 Nitrogen %weight 0.55 Sulfur %weight 1.2324
- this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ).
- Said section A 2 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent from the hydroconversion stage (a 2 ) is sent to a fractionation stage ( c ) carried out in a fractionation section C composed of an atmospheric distillation column and a vacuum distillation column at the following which a vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C. (DSV) and an unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C. (RSV) are recovered.
- DSV vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C.
- RSV unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C.
- Example 2 Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with a lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents. Despite the higher severity, the RSV contains the same sediment content and therefore remains stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO recycled upstream of the second hydroconversion step.
- Example 2 By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is very similar, but that the RSV contains less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step.
- the DAO is recycled upstream of the first hydroconversion stage and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
- the RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
- a conversion is achieved per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh charge of 64 .6% by weight in the hydroconversion section for identical operating conditions.
- the unconverted fraction, the vacuum residue contains 0.19 wt% sediment, 61 wppm metals and a Conradson Carbon content of 27 wt%. This cut is therefore very difficult to value.
- the deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents almost 73% of the RSV) and an asphalt fraction.
- the DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 6% by weight.
- a large fraction of this DAO cut (83%) is recycled at the inlet of the last reactor of the hydroconversion section. Thanks to recycling, the overall conversion of the 540° C.+ fraction of the fresh feed is 73.9% by weight.
- the conversion is much stronger (+10 conversion points), but that the RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation stage remains stable, because it contains approximately the same sediment content (0.19% by weight instead of 0.20% by weight).
- the conversion is greater (+4 conversion points), but the residual RSV still contains much less sediment (0.19% by weight instead of 0.34% by weight) and remains therefore stable under these more severe conditions. Therefore, in the scheme according to the invention, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced compared to diagram 2 not in accordance with the invention, allowing a longer operation before stopping for their cleaning.
- Example 5 Method according to the invention, aiming to recycle the DAO cut until extinguished
- the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage with recycling of the DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor.
- the DAO cut will be recycled until extinguished in order to increase the overall conversion of the process.
- the fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a 1 ).
- This section A 1 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage.
- a light fraction and a heavy fraction are thus separated.
- the light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
- the heavy effluent from the intermediate separation section B 1 is mixed in its entirety with the entire DAO cut resulting from the deasphalting stage ( d ).
- the composition of this filler is shown in Table 27. ⁇ b>Table 27 ⁇ /b> Stage load (a 2 ) Density 0.9857 Carbon Conradson %weight 9.8 C 7 Asphaltenes %weight 3.2 Nickel + Vanadium ppm weight 52 Nitrogen %weight 0.52 Sulfur %weight 1.1591
- this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ).
- Said section A 2 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent from the hydroconversion stage ( a 2 ) is sent to a fractionation stage ( c ) carried out in a fractionation section C composed of an atmospheric distillation column and a vacuum distillation column at the following which a vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C. (DSV) and an unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C. (RSV) are recovered.
- DSV vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C.
- RSV unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C.
- Example 1 Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with a lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents. Despite the higher severity, the RSV contains a similar sediment content (0.25% by weight compared to 0.20% by weight in Example 1) and therefore remains stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO recycled upstream of the second hydroconversion stage.
- Example 2 By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is very similar, but that the RSV contains less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step.
- the DAO is recycled upstream of the first hydroconversion stage and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
- the RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
- the DAO cut is sent in its entirety upstream of the last hydroconversion step.
- a conversion is achieved per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh charge of 64 .6% by weight in the hydroconversion section for identical operating conditions.
- the unconverted fraction, the vacuum residue contains 0.25 wt% sediment, 66 wppm metals and a Conradson Carbon content of 25 wt%. This cut is therefore very difficult to value.
- the deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents 73.3% of the RSV) and an asphalt fraction.
- the DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is only 5.2% by weight.
- all of this DAO cut is recycled at the inlet of the last reactor of the hydroconversion section. Thanks to quenching recycling of the DAO cut, the overall conversion of the 540°C+ fraction of the fresh feed is 76.1% by weight.
- Example 2 the conversion is much stronger (+12 conversion points), but that the RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation stage remains stable, because it contains about the same sediment content (0.25% weight instead of 0.20% weight). Compared to Example 2, the conversion is greater (more than 6 additional conversion points), but the residual RSV contains less sediment (0.25% by weight instead of 0.34% by weight) and therefore remains rather stable under these more severe conditions. Therefore, in the diagram according to the invention, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced compared to diagram 2 not according to the invention, allowing a longer operation before stopping for their cleaning. .
- Example 6 Process according to the invention, aimed at reducing the sediment content of the unconverted vacuum residue
- the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage and a fractionation stage, with recycling of the heavy DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor and conversion of the light DAO in an FCC unit.
- the fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion stage ( a 1 ).
- This section A 1 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage.
- a light fraction and a heavy fraction are thus separated.
- the light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
- the heavy effluent from the intermediate separation section B 1 is completely mixed with the heavy DAO from the second fractionation section ( e ) in a heavy effluent/DAO volume ratio of 75/25.
- the composition of this filler is shown in Table 33. ⁇ b>Table 33 ⁇ /b> Stage load (a 2 ) Density 1.0005 Carbon Conradson %weight 12.2 C 7 Asphaltenes %weight 3.6 Nickel + Vanadium ppm weight 59 Nitrogen %weight 0.57 Sulfur %weight 1.2706
- this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ).
- Said section A 2 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent from the hydroconversion stage ( a 2 ) is sent to a fractionation stage ( c ) carried out in a fractionation section C composed of an atmospheric distillation column and a vacuum distillation column at the following which a vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C. (DSV) and an unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C. (RSV) are recovered.
- DSV vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C.
- RSV unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C.
- Example 2 Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with a lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents.
- RSV contains less sediment and is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the recycled DAO upstream of the second hydroconversion step.
- Example 2 By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is lower, but that the RSV contains much less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the heavy DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step.
- the total DAO is recycled upstream of the first hydroconversion step and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
- the RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
- the DAO cut produced is sent to a second fractionation section ( e ) carried out in a fractionation section E composed by a series of flashes, an atmospheric distillation column and a vacuum distillation column following which a light DAO cut (DAO-) boiling at a temperature essentially comprised below 580° C. and a heavy DAO cut (DAO+) boiling mainly at a temperature greater than or equal to 580° C. are recovered.
- DAO- light DAO cut
- DAO+ heavy DAO cut
- the heavy DAO cut (DAO+) from the fraction stage ( e ) is sent in full to the second hydroconversion stage, while the light DAO fraction (DAO-) is sent to an FCC catalytic cracking unit for a additional conversion.
- the light DAO cut (DAO-) from the second fractionation section ( e ) carried out in the fractionation section E is then sent to a fluidized bed catalytic cracking unit, also called FCC.
- FCC fluidized bed catalytic cracking unit
- This conversion unit makes it possible to transform the DAO fraction, which is a 540°C+ cut, into lighter fractions. This therefore makes it possible to increase the overall conversion of the starting charge.
- the liquid fraction from the FCC unit still contains an unconverted 540°C+ fraction, the yield of which is only 0.4% by weight relative to the FCC charge, as indicated in Table 38.
- the conversion per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh feed from the hydroconversion section is 60.9% by weight.
- the unconverted vacuum residue fraction contains 0.12% by weight of sediment, 67 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content of 28% by weight. This cut is therefore very difficult to value.
- Deasphalting of unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents approximately 72% of the RSV) and an asphalt fraction.
- the DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 6% by weight.
- the DAO cut is sent to a second fractionation section in order to produce a light DAO cut, which is sent to an FCC catalytic cracking unit for further conversion, and a heavy DAO cut, which is recycled in full at the inlet of the last hydroconversion step. Thanks to the recycling of the heavy DAO cut, the overall conversion of the 540°C+ fraction of the fresh feed is 73.4% by weight in the hydrotreating section. Thanks to the conversion of the light DAO in the FCC unit, an additional conversion of 4.1% by weight is obtained, leading to an overall conversion of the scheme according to the invention of 77.5% by weight of the 540° C.+ fraction of the fresh load.
- the conversion is much higher (+13.5 conversion points), while keeping a stable RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation section , because it contains less sediment (0.12% by weight instead of 0.20% by weight), thus limiting the fouling of the columns of the first fractionation section.
- the conversion is not only greater (almost 8 additional conversion points), but the residual RSV contains much less sediment (0.12% by weight instead of 0.34% by weight) and remains therefore stable under these more severe conditions. Therefore, in the scheme according to the invention, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced compared to the scheme of example 2 not in accordance with the invention, allowing a longer operation before the stop for their cleaning.
- the use of an FCC unit for the conversion of the light DAO cut makes it possible to produce more gasoline and less diesel.
- Example 7 Process according to the invention, aimed at increasing the overall conversion of the 540° C.+ fraction
- the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage and a fractionation stage, with recycling of the heavy DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor and conversion of the light DAO in an FCC unit.
- this latter reactor will be operated under more severe conditions in order to increase the overall conversion of the process.
- the fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion stage ( a 1 ).
- This section A 1 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage.
- a light fraction and a heavy fraction are thus separated.
- the light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
- the heavy effluent from the intermediate separation section B 1 is completely mixed with the heavy DAO from the second fractionation section ( e ) in a heavy effluent/DAO volume ratio of 75/25.
- the composition of this filler is shown in Table 41. ⁇ b>Table 41 ⁇ /b> Stage load (a 2 ) Density 0.9964 Carbon Conradson %weight 11.6 C 7 Asphaltenes %weight 3.6 Nickel + Vanadium ppm weight 59 Nitrogen %weight 0.55 Sulfur %weight 1.2671
- this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ).
- Said section A 2 is identical to that described in example 1.
- the hydroconverted liquid effluent from the hydroconversion stage ( a 2 ) is sent to a fractionation stage ( c ) carried out in a fractionation section C composed of an atmospheric distillation column and a vacuum distillation column at the following which a vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C. (DSV) and an unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C. (RSV) are recovered.
- DSV vacuum distillate fraction boiling at a temperature essentially between 350° C. and 500° C.
- RSV unconverted vacuum residue fraction boiling at a temperature greater than or equal to 500° C.
- Example 2 Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents.
- RSV contains less sediment and is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the recycled DAO upstream of the second hydroconversion step.
- Example 2 By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is lower, but that the RSV contains less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the heavy DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step.
- the total DAO is recycled upstream of the first hydroconversion step and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
- the RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
- the DAO cut produced is sent to a second fractionation section ( e ) carried out in a fractionation section E composed by a series of flashes, an atmospheric distillation column and a vacuum distillation column following which a light DAO cut (DAO-) boiling at a temperature essentially comprised below 580° C. and a heavy DAO cut (DAO+) boiling mainly at a temperature greater than or equal to 580° C. are recovered.
- DAO- light DAO cut
- DAO+ heavy DAO cut
- the heavy DAO cut (DAO+) from fraction stage (e) is sent in full to the second hydroconversion stage, while the light DAO fraction (DAO-) is sent to an FCC catalytic cracking unit for additional conversion.
- the light DAO cut (DAO-) from the second fractionation section (e) produced in the fractionation section E is then sent to a fluidized bed catalytic cracking unit, also called FCC.
- FCC fluidized bed catalytic cracking unit
- This conversion unit makes it possible to transform the DAO fraction, which is a 540°C+ cut, into lighter fractions. This therefore increases the overall conversion of the starting charge.
- the liquid fraction from the FCC unit still contains an unconverted 540°C+ fraction, the yield of which is only 0.4% by weight relative to the FCC charge, as indicated in Table 46.
- the conversion per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh feed from the hydroconversion section is 64.6% by weight.
- the unconverted vacuum residue fraction contains 0.23% by weight of sediment, 65 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content of 29% by weight. This cut is therefore very difficult to value.
- the deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents approximately 72% of the RSV) and an asphalt fraction.
- the DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 6% by weight.
- the DAO cut is sent to a second fractionation section in order to produce a light DAO cut, which is sent to an FCC catalytic cracking unit for further conversion, and a heavy DAO cut, which is recycled in full at the inlet of the last hydroconversion stage. Thanks to the recycling of the heavy DAO cut, the overall conversion of the 540°C+ fraction of the fresh feed is 79.2% by weight in the hydrotreating section. Thanks to the conversion of the light DAO in the FCC unit, an additional conversion of 4.0% by weight is obtained, leading to an overall conversion of the scheme according to the invention of 83.2% by weight of the 540°C+ fraction of the fresh load.
- the conversion is much higher (+19 conversion points), while keeping a stable RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation section, because it has a similar sediment content (0.23 wt% instead of 0.20 wt%).
- the conversion is not only greater (more than 12 additional conversion points), but the Residual RSV contains less sediment (0.23% by weight instead of 0.34% by weight) and therefore remains more stable despite the more severe conditions. Therefore, in the scheme according to the invention, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced compared to the scheme of example 2 not in accordance with the invention, allowing a longer operation before the stop for their cleaning.
- the use of an FCC unit for the conversion of the light DAO cut makes it possible to produce more gasoline and less diesel.
Description
La présente invention concerne le raffinage et la conversion de charges lourdes d'hydrocarbures issues soit d'un pétrole brut, soit de la distillation d'un pétrole brut, lesdites charges comprenant une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, et contenant entre autres des asphaltènes, des impuretés soufrées, azotées et des métaux. Il est recherché la conversion de ces charges en produits plus légers, valorisables comme carburants, par exemple pour produire des essences ou des gazoles, ou matières premières pour la pétrochimie.The present invention relates to the refining and conversion of heavy hydrocarbon feeds derived either from a crude oil or from the distillation of a crude oil, said feeds comprising a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 300°C, and containing inter alia asphaltenes, sulphurous and nitrogenous impurities and metals. It is sought to convert these feedstocks into lighter products that can be used as fuels, for example to produce gasoline or diesel, or raw materials for the petrochemical industry.
En particulier, l'invention concerne un procédé de conversion d'une telle charge lourde comportant des étapes d'hydroconversion en réacteur triphasique fonctionnant en lit bouillonnant et un désasphaltage d'une fraction du produit issu de l'hydroconversion, dans lequel l'huile désasphaltée, appelée DAO pour DeAsphalted Oil en anglais, issue du désasphaltage est recyclée lors de l'hydroconversion.In particular, the invention relates to a method for converting such a heavy load comprising hydroconversion steps in a three-phase reactor operating in an ebullated bed and deasphalting of a fraction of the product resulting from the hydroconversion, in which the oil deasphalted, called DAO for DeAsphalted Oil in English, resulting from deasphalting is recycled during hydroconversion.
Les charges que l'on souhaite traiter dans le cadre de la présente invention sont soit des pétroles bruts, soit des fractions lourdes d'hydrocarbures issues de la distillation d'un pétrole brut, aussi appelées résidus pétroliers, et contiennent une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, de préférence d'au moins 350°C et de manière préféré d'au moins 375°C. Ce sont de préférence des résidus sous vide contenant une fraction d'au moins 50% ont une température d'ébullition d'au moins 450°C, et de préférence d'au moins 500°C.The feedstocks that it is desired to process in the context of the present invention are either crude oils or heavy hydrocarbon fractions resulting from the distillation of a crude oil, also called petroleum residues, and contain a fraction of at least least 50% having a boiling temperature of at least 300°C, preferably at least 350°C and most preferably at least 375°C. They are preferably vacuum residues containing a fraction of at least 50% have a boiling temperature of at least 450°C, and preferably of at least 500°C.
Ces charges ont généralement une teneur en soufre d'au moins 0,1 %, parfois d'au moins 1 % et même d'au moins 2% en poids, une teneur en carbone Conradson d'au moins 0,5 % poids et de préférence d'au moins 5 % poids, une teneur en asphaltènes C7 d'au moins 1 % poids et de préférence d'au moins 3 % poids et une teneur en métaux d'au moins 20 ppm poids et de préférence d'au moins 100 ppm poids.These fillers generally have a sulfur content of at least 0.1%, sometimes at least 1% and even at least 2% by weight, a Conradson carbon content of at least 0.5% by weight and preferably at least 5% by weight, a content of C 7 asphaltenes of at least 1% by weight and preferably at least 3% by weight and a metal content of at least 20 ppm by weight and preferably at least 100 ppm by weight.
La valorisation de ces charges lourdes est relativement difficile, tant du point de vue technique que du point de vue économique.The recovery of these heavy loads is relatively difficult, both technically and economically.
En effet, le marché est surtout demandeur de carburants pouvant être distillés à pression atmosphérique à une température inférieure à 380°C, voire à 320°C. S'agissant des pétroles bruts, leur distillation atmosphérique conduit à des teneurs variables en résidus atmosphériques qui dépendent de l'origine des pétroles bruts traités. Cette teneur varie généralement entre 20% et 50% pour des pétroles bruts conventionnels, mais peut atteindre 50% à 80% pour des pétroles bruts lourds et extra-lourds comme par exemple ceux produits au Venezuela ou dans la région de l'Athabasca dans le nord du Canada. Il est donc nécessaire de convertir ces résidus, en transformant les molécules lourdes de résidus pour produire des produits raffinés constitués de molécules plus légères. Ces produits raffinés ont généralement un ratio hydrogène sur carbone beaucoup important que les coupes lourdes de départ. Une série de procédés utilisés pour produire des coupes légères raffinées, comme les procédés d'hydrocraquage, d'hydrotraitement et d'hydroconversion, est donc basé sur l'ajout d'hydrogène dans les molécules, de préférence en même temps que le craquage de ces molécules lourdes.Indeed, the market is above all in demand for fuels that can be distilled at atmospheric pressure at a temperature below 380°C, or even 320°C. With regard to crude oils, their atmospheric distillation leads to variable contents of atmospheric residues which depend on the origin of the crude oils treated. This content generally varies between 20% and 50% for conventional crude oils, but can reach 50% to 80% for heavy and extra-heavy crude oils such as those produced in Venezuela or in the Athabasca region in the northern Canada. It is therefore necessary to convert these residues, by transforming the heavy molecules of residues to produce refined products made up of lighter molecules. These refined products generally have a much higher hydrogen to carbon ratio than the starting heavy cuts. A series of processes used to produce refined light cuts, such as hydrocracking, hydrotreating and hydroconversion processes, are therefore based on the addition of hydrogen into the molecules, preferably at the same time as the cracking of these heavy molecules.
La conversion des charges lourdes dépend d'un grand nombre de paramètres tels que la composition de la charge, la technologie du réacteur utilisé, la sévérité des conditions opératoires (température, pression, pression partielle d'hydrogène, temps de séjour, etc.), le type de catalyseur utilisé et son activité. En augmentant la sévérité de l'opération, la conversion des charges lourdes en produits légers est augmentée, mais des sous-produits, tels que des précurseurs de coke et des sédiments, commencent à être formés de façon significative via des réactions secondaires. La conversion poussée des charges lourdes résulte donc très souvent dans la formation de particules solides, très visqueuses et/ou collantes composées par des asphaltènes, du coke et/ou des particules fines de catalyseur. La présence excessive de ces produits conduit au cokage et à la désactivation du catalyseur, à l'encrassement des équipements du procédé, et notamment des équipements de séparation et de distillation. De ce fait, le raffineur est obligé de réduire la conversion des charges lourdes afin d'éviter l'arrêt de l'unité d'hydroconversion.The conversion of heavy feeds depends on a large number of parameters such as the composition of the feed, the technology of the reactor used, the severity of the operating conditions (temperature, pressure, partial pressure of hydrogen, residence time, etc.) , the type of catalyst used and its activity. By increasing the severity of the operation, the conversion of heavy feeds to light products is increased, but by-products, such as coke precursors and sediments, begin to be formed significantly via side reactions. The advanced conversion of heavy feedstocks therefore very often results in the formation of solid, very viscous and/or sticky particles composed of asphaltenes, coke and/or fine particles of catalyst. The excessive presence of these products leads to the coking and deactivation of the catalyst, to the fouling of the process equipment, and in particular the separation and distillation equipment. As a result, the refiner is obliged to reduce the conversion of heavy feeds in order to avoid stopping the hydroconversion unit.
La formation de ces sédiments dans des procédés d'hydrotraitement et d'hydroconversion dépend donc très fortement de la qualité de la charge et de la sévérité de l'opération. Plus précisément, les asphaltènes présents dans la charge sont principalement convertis par désalkylation dans les conditions sévères d'hydroconversion et forment de ce fait des molécules comportant des noyaux aromatiques très condensés qui précipitent sous forme de sédiments.The formation of these sediments in hydrotreating and hydroconversion processes therefore depends very strongly on the quality of the feed and the severity of the operation. More specifically, the asphaltenes present in the feed are mainly converted by dealkylation under severe hydroconversion conditions and thereby form molecules comprising highly condensed aromatic rings which precipitate in the form of sediments.
Les procédés d'hydroconversion de charges lourdes d'hydrocarbures sont bien connus de l'homme du métier. En particulier,
les schémas classiques de conversion de charges lourdes comportent une étape de désasphaltage au solvant (SDA pour Solvent DeAsphalting en anglais) et une étape d'hydroconversion effectuée en lit fixe, en lit mobile, en lit bouillonnant et/ou en lit hybride. Les étapes d'hydroconversion étant effectuées en lit fixe, en lit mobile, en lit bouillonnant et/ou en lit hybride en fonction de la charge à traiter, ces étapes contiennent donc toujours au moins un catalyseur qui est maintenu dans le réacteur pendant l'opération. Dans la présente demande, le terme lit hybride fait référence à un lit mixte de catalyseurs de granulométrie très différente, comportant simultanément au moins un catalyseur qui est maintenu dans le réacteur et au moins un catalyseur entraîné (dit "slurry" selon la terminologie anglo-saxonne) qui entre dans le réacteur avec la charge et qui est entraîné en dehors du réacteur avec les effluents. Le désasphaltage et l'hydroconversion sont classiquement effectués successivement. On distingue en particulier deux types de procédés de conversion de charges lourdes associant désasphaltage et hydroconversion :
- un premier type de procédé, connu sous le nom de « voie indirecte », met en œuvre l'unité de désasphaltage placée en amont de l'unité d'hydroconversion. Selon cette voie, la charge est traitée au moins en partie dans une unité de désasphaltage avant d'être envoyée au moins en partie à une unité d'hydroconversion comportant un ou plusieurs réacteurs d'hydroconversion en présence d'hydrogène. Le brevet
US 7 214 308 - un deuxième type de procédé, connu sous le nom de « voie directe », met en œuvre une unité de désasphaltage placée en aval de l'unité d'hydroconversion. En général, dans ce type de procédé, une étape de distillation atmosphérique, et éventuellement une étape de distillation sous vide successive à l'étape de distillation atmosphérique, est mise en œuvre entre les deux étapes unitaires constituées par l'hydroconversion et le désasphaltage.
conventional heavy load conversion schemes comprise a solvent deasphalting step (SDA for Solvent DeAsphalting in English) and a hydroconversion step carried out in a fixed bed, in a moving bed, in an ebullating bed and/or in a hybrid bed. The hydroconversion stages being carried out in a fixed bed, in a moving bed, in an ebullating bed and/or in a hybrid bed depending on the feed to be treated, these stages therefore always contain at least one catalyst which is maintained in the reactor during the operation. In the present application, the term hybrid bed refers to a mixed bed of catalysts of very different particle size, simultaneously comprising at least one catalyst which is maintained in the reactor and at least one catalyst entrained (known as "slurry" according to the English terminology). Saxon) which enters the reactor with the load and which is carried out of the reactor with the effluents. Deasphalting and hydroconversion are conventionally carried out successively. In particular, there are two types of heavy load conversion processes combining deasphalting and hydroconversion:
- a first type of process, known as the “indirect route”, uses the deasphalting unit placed upstream of the hydroconversion unit. According to this route, the charge is treated at least in part in a deasphalting unit before being sent at least in part to a hydroconversion unit comprising one or more hydroconversion reactors in the presence of hydrogen. The patent
US 7,214,308 - a second type of process, known as the “direct route”, uses a deasphalting unit placed downstream of the hydroconversion unit. In general, in this type of process, an atmospheric distillation step, and optionally a vacuum distillation step following the atmospheric distillation step, is implemented between the two unit steps consisting of hydroconversion and deasphalting.
Les documents
La demande internationale
Une autre configuration selon la voie directe consiste à réaliser l'étape de désasphaltage des coupes lourdes après une étape d'hydroconversion permettant ainsi de minimiser la quantité d'asphalte produit, puis de recycler la DAO à l'entrée de la première zone d'hydroconversion ou dans des zones de fractionnement en amont de la première zone d'hydroconversion, comme décrit dans les demandes de brevet
La présente invention vise à résoudre, au moins partiellement, les problèmes mentionnés plus haut en relation avec les procédés de conversion de charges lourdes de l'art antérieur intégrant des étapes d'hydroconversion et de désasphaltage.The present invention aims to solve, at least partially, the problems mentioned above in relation to the methods for converting heavy loads of the prior art integrating hydroconversion and deasphalting stages.
En particulier, un des objectifs de l'invention est de fournir un procédé de conversion de charges lourdes d'hydrocarbures intégrant des étapes d'hydroconversion et de désasphaltage dans lequel la stabilité des effluents est améliorée pour un niveau donné de conversion des charges lourdes, permettant ainsi de pousser plus loin la conversion dans le procédé, c'est-à-dire d'opérer l'hydroconversion de manière à obtenir un taux de conversion plus fort.In particular, one of the objectives of the invention is to provide a process for the conversion of heavy loads of hydrocarbons integrating hydroconversion and deasphalting stages in which the stability of the effluents is improved for a given level of conversion of the heavy loads, thus making it possible to push the conversion further in the process, that is to say to carry out the hydroconversion so as to obtain a higher conversion rate.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé dans lequel la formation de coke et de sédiments est limitée lors de l'hydroconversion, réduisant ainsi les problèmes de désactivation des catalyseurs utilisés dans les zones réactionnelles et d'encrassement des équipements mis en œuvre dans le procédé.Another object of the invention is to provide such a process in which the formation of coke and sediments is limited during the hydroconversion, thus reducing the problems of deactivation of the catalysts used in the reaction zones and of fouling of the equipment used. implemented in the process.
Un autre objectif de l'invention est encore de fournir une DAO de bonne qualité, c'est à dire présentant une teneur réduite en azote, en soufre, en métaux et en carbone Conradson.Another object of the invention is also to provide a DAO of good quality, that is to say having a reduced content of nitrogen, sulfur, metals and Conradson carbon.
Ainsi, pour atteindre au moins l'un des objectifs susvisés, parmi d'autres, la présente invention propose, un procédé de conversion d'une charge lourde d'hydrocarbures contenant une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, et contenant du soufre, du carbone Conradson, des métaux, et de l'azote, comprenant les étapes successives suivantes :
- une étape initiale d'hydroconversion (a1) d'au moins une partie de ladite charge lourde d'hydrocarbures en présence d'hydrogène dans une section d'hydroconversion initiale, réalisée dans des conditions permettant d'obtenir un effluent liquide à teneur réduite en soufre, en carbone Conradson, en métaux, et en azote ;
- (n-1) étape(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) dans (n-1) section(s) d'hydroconversion supplémentaire(s), en présence d'hydrogène, d'au moins une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape d'hydroconversion précédente (a i-1) ou éventuellement d'une fraction lourde issue d'une étape optionnelle de séparation intermédiaire (b j ) dans une section de séparation intermédiaire entre deux étapes d'hydroconversion consécutives séparant une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape d'hydroconversion précédente (a i-1) pour produire au moins une fraction lourde bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, les (n-1) étape(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) étant réalisées de manière à obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en soufre, en carbone Conradson, en métaux, et en azote,
- une première étape de fractionnement (c) dans une première section de fractionnement d'une partie ou de la totalité de l'effluent liquide hydroconverti issu de la dernière étape d'hydroconversion supplémentaire (an ) produisant au moins une coupe lourde bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, ladite coupe lourde contenant une fraction résiduelle bouillant à une température supérieure ou égale à 540°C ;
- une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur d'une partie ou de la totalité de ladite coupe lourde issue de l'étape de fractionnement (c), avec au moins un solvant hydrocarboné, pour obtenir une huile désasphaltée DAO et un asphalte résiduel ;
- éventuellement une deuxième étape de fractionnement (e) dans une deuxième section de fractionnement d'une partie ou de la totalité de la DAO issue de l'étape de désasphaltage (d) en au moins une fraction lourde de DAO et une fraction légère de DAO ;
- une étape de recyclage (f) d'au moins une partie de la DAO issue de l'étape (d) et/ou d'au moins une partie de la fraction lourde de la DAO issue de l'étape (e) à une étape d'hydroconversion supplémentaire (a i ) et/ou à une étape de séparation intermédiaire (b j ).
- an initial stage of hydroconversion (a 1 ) of at least part of said heavy charge of hydrocarbons in the presence of hydrogen in an initial hydroconversion section, carried out under conditions making it possible to obtain a liquid effluent with a reduced content sulfur, Conradson carbon, metals, and nitrogen;
- (n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) in (n-1) additional hydroconversion section(s), in the presence of hydrogen, of at least a part or all of the liquid effluent from the preceding hydroconversion step ( a i -1 ) or possibly from a heavy fraction from an optional intermediate separation step ( b j ) in an intermediate separation section between two consecutive hydroconversion stages separating part or all of the liquid effluent from the preceding hydroconversion stage ( a i -1 ) to produce at least one heavy fraction boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350° C, the (n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) being carried out so as to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen content,
- a first fractionation step (c) in a first fractionation section of part or all of the hydroconverted liquid effluent from the last additional hydroconversion step ( a n ) producing at least one heavy cut boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350°C, said heavy cut containing a residual fraction boiling at a temperature greater than or equal to 540°C;
- a deasphalting step (d) in a deasphalter of part or all of said heavy cut from the fractionation step (c), with at least one hydrocarbon solvent, to obtain a deasphalted oil DAO and a residual asphalt ;
- optionally a second stage of fractionation (e) in a second fractionation section of part or all of the DAO from the deasphalting stage (d) into at least one heavy DAO fraction and one light DAO fraction ;
- a step of recycling (f) at least part of the DAO from step (d) and/or at least part of the heavy fraction of the DAO from step (e) at a additional hydroconversion step ( a i ) and/or an intermediate separation step ( b j ).
La charge lourde d'hydrocarbures a de préférence une teneur en soufre d'au moins 0,1 % poids, une teneur en carbone Conradson d'au moins 0,5% poids, une teneur en asphaltènes C7 d'au moins 1 % poids, et une teneur en métaux d'au moins 20 ppm poids.The heavy hydrocarbon charge preferably has a sulfur content of at least 0.1% by weight, a Conradson carbon content of at least 0.5% by weight, a C 7 asphaltenes content of at least 1% weight, and a metal content of at least 20 ppmw.
La charge lourde d'hydrocarbures peut être un pétrole brut ou être constituée de résidus atmosphériques et/ou de résidus sous vide issus de la distillation atmosphérique et/ou sous vide d'un pétrole brut, et est de préférence constituée de résidus sous vide issus de la distillation sous vide d'un pétrole brut.The heavy hydrocarbon feedstock can be a crude oil or consist of atmospheric residues and/or vacuum residues from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil, and preferably consists of vacuum residues from vacuum distillation of crude oil.
Selon l'invention, ledit réacteur triphasique contenant au moins un catalyseur d'hydroconversion est un réacteur triphasique fonctionnant en lit bouillonnant, à courant ascendant de liquide et de gaz, ou un réacteur triphasique fonctionnant en lit hybride, ledit lit hybride comportant au moins un catalyseur maintenu dans ledit réacteur triphasique et au moins un catalyseur entraîné hors dudit réacteur triphasique.According to the invention, said three-phase reactor containing at least one hydroconversion catalyst is a three-phase reactor operating in an ebullated bed, with an ascending current of liquid and gas, or a three-phase reactor operating in a hybrid bed, said hybrid bed comprising at least one catalyst maintained in said three-phase reactor and at least one catalyst driven out of said three-phase reactor.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape d'hydroconversion initiale (a 1) est opérée sous une pression absolue comprise entre 2 et 38 MPa, à une température comprise entre 300°C et 550°C, à une vitesse spatiale horaire VVH par rapport au volume de chaque réacteur triphasique comprise entre 0,05 h-1 et 10 h-1 et sous une quantité d'hydrogène mélangée à la charge lourde hydrocarbonée comprise entre 50 et 5000 normaux mètres cube (Nm3) par mètre cube (m3) de charge lourde d'hydrocarbures.According to one implementation of the invention, the initial hydroconversion step ( a 1 ) is carried out under an absolute pressure of between 2 and 38 MPa, at a temperature of between 300° C. and 550° C., at a speed hourly space VVH relative to the volume of each three-phase reactor comprised between 0.05 h -1 and 10 h -1 and under a quantity of hydrogen mixed with the heavy hydrocarbon charge comprised between 50 and 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of heavy oil load.
Selon une mise en œuvre de l'invention, la ou les étapes d'hydroconversion supplémentaires (an ) sont opérées à une température comprise entre 300°C et 550°C, et supérieure à la température opérée à l'étape d'hydroconversion initiale (a1 ), sous une quantité d'hydrogène mélangée à la charge lourde hydrocarbonée comprise entre 50 et 5000 normaux mètres cube (Nm3) par mètre cube (m3) de charge lourde d'hydrocarbures et inférieure à la quantité d'hydrogène opérée à l'étape d'hydroconversion initiale (a 1), sous une pression absolue comprise entre 2 et 38 MPa, et à une vitesse spatiale horaire VVH par rapport au volume de chaque réacteur triphasique comprise entre 0,05 h-1 et 10 h-1.According to one implementation of the invention, the additional hydroconversion step(s) ( a n ) are operated at a temperature between 300° C. and 550° C., and higher than the temperature operated in the hydroconversion step initial ( a 1 ), under a quantity of hydrogen mixed with the heavy hydrocarbon charge of between 50 and 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of heavy hydrocarbon charge and less than the quantity of hydrogen operated in the initial hydroconversion step ( a 1 ), under an absolute pressure of between 2 and 38 MPa, and at an hourly space velocity VVH relative to the volume of each three-phase reactor of between 0.05 h -1 and 10:00 a.m.
Selon une mise en œuvre de l'invention, la section de séparation intermédiaire comprend un ou plusieurs ballons de flash disposés en série, et/ou une ou plusieurs colonnes de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène, et/ou une colonne de distillation atmosphérique, et/ou une colonne de distillation sous vide, et est de préférence constituée par un seul ballon de flash.According to one implementation of the invention, the intermediate separation section comprises one or more flash drums arranged in series, and/or one or more steam and/or hydrogen stripping columns, and/or a atmospheric distillation column, and/or a vacuum distillation column, and is preferably constituted by a single flash drum.
Selon une mise en œuvre de l'invention, la première section de fractionnement comprend un ou plusieurs ballons de flash disposés en série, et/ou une ou plusieurs colonnes de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène, et/ou une colonne de distillation atmosphérique, et/ou une colonne de distillation sous vide, et est de préférence constituée par un ensemble de plusieurs ballons de flash en série et de colonnes de distillation atmosphérique et sous vide.According to one implementation of the invention, the first fractionation section comprises one or more flash drums arranged in series, and/or one or more steam and/or hydrogen stripping columns, and/or a atmospheric distillation column, and/or a vacuum distillation column, and is preferably constituted by a set of several flash drums in series and atmospheric and vacuum distillation columns.
Selon une mise en œuvre de l'invention, l'étape de désasphaltage (d) est opérée dans une colonne d'extraction à une température comprise entre 60°C et 250°C avec au moins un solvant hydrocarboné ayant de 3 à 7 atomes de carbone, et un ratio solvant/charge (volume/volume) compris entre 3/1 et 16/1, et de préférence entre 4/1 et 8/1.According to one implementation of the invention, the deasphalting step (d) is carried out in an extraction column at a temperature of between 60° C. and 250° C. with at least one hydrocarbon solvent having from 3 to 7 carbon atoms. of carbon, and a solvent/filler (volume/volume) ratio of between 3/1 and 16/1, and preferably between 4/1 and 8/1.
Selon une mise en œuvre de l'invention, on envoie une partie de la charge lourde d'hydrocarbures dans au moins une section d'hydroconversion supplémentaire et/ou dans au moins une section de séparation intermédiaire et/ou dans la première section de fractionnement et/ou dans le désasphalteur.According to one implementation of the invention, part of the heavy hydrocarbon charge is sent to at least one additional hydroconversion section and/or to at least one intermediate separation section and/or to the first fractionation section and/or in the deasphalter.
Selon une mise en œuvre de l'invention, on envoie une charge d'hydrocarbures externe au procédé dans la section d'hydroconversion initiale et/ou dans au moins une section d'hydroconversion supplémentaire et/ou dans au moins une section de séparation intermédiaire et/ou dans la première section de fractionnement et/ou dans le désasphalteur.According to one implementation of the invention, an external hydrocarbon feed is sent to the process in the initial hydroconversion section and/or in at least one additional hydroconversion section and/or in at least one intermediate separation section and/or in the first fractionation section and/or in the deasphalter.
Selon une mise en œuvre de l'invention, le procédé comprend en outre au moins une étape de recyclage suivante :
- le recyclage (r 1) d'une partie ou de la totalité de la fraction légère de la DAO issue de l'étape (e) dans la section d'hydroconversion initiale et/ou dans au moins une section d'hydroconversion supplémentaire et/ou dans au moins une section de séparation intermédiaire et/ou dans la première section de fractionnement ;
- le recyclage (r 2) d'une partie de la fraction lourde de la DAO issue de l'étape (f) dans la première section de fractionnement ;
- le recyclage (r 3) d'une partie de la DAO issue de l'étape (d) dans la première section de fractionnement ;
- le recyclage (r4 ) d'une partie ou de la totalité de l'asphalte résiduel issu de l'étape (d) dans la section d'hydroconversion initiale et/ou dans au moins une section d'hydroconversion supplémentaire ;
- le recyclage (r 5) d'une partie de l'effluent liquide hydroconverti d'une section d'hydroconversion supplémentaire donnée :
- dans la section d'hydroconversion initiale, et/ou
- dans une autre section d'hydroconversion supplémentaire positionnée en amont de ladite section donnée, et/ou
- dans une section de séparation intermédiaire positionnée en amont de ladite section donnée ;
- le recyclage (r 6) d'une partie de la fraction lourde et/ou d'une partie ou de la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issue d'une section intermédiaire donnée :
- dans la section d'hydroconversion initiale, et/ou
- dans une section d'hydroconversion supplémentaire positionnée en amont de ladite section intermédiaire donnée, et/ou
- dans une autre section de séparation intermédiaire positionnée en amont de ladite section donnée ;
- le recyclage (r 7) d'une partie de la fraction lourde et/ou d'une partie ou de la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issue de la première section de fractionnement :
- dans la section d'hydroconversion initiale, et/ou
- dans une section d'hydroconversion supplémentaire, et/ou
- dans une section de séparation intermédiaire.
- the recycling ( r 1 ) of part or all of the light fraction of the DAO from step (e) in the initial hydroconversion section and/or in at least one additional hydroconversion section and/ or in at least one intermediate separation section and/or in the first fractionation section;
- the recycling ( r 2 ) of part of the heavy fraction of the DAO resulting from stage (f) in the first fractionation section;
- the recycling ( r 3 ) of part of the DAO resulting from step (d) in the first fractionation section;
- the recycling ( r 4 ) of part or all of the residual asphalt resulting from step (d) in the initial hydroconversion section and/or in at least one additional hydroconversion section;
- the recycling ( r 5 ) of part of the hydroconverted liquid effluent from a given additional hydroconversion section:
- in the initial hydroconversion section, and/or
- in another additional hydroconversion section positioned upstream of said given section, and/or
- in an intermediate separation section positioned upstream of said given section;
- recycling ( r 6 ) of part of the heavy fraction and/or part or all of one or more intermediate fractions from a given intermediate section:
- in the initial hydroconversion section, and/or
- in an additional hydroconversion section positioned upstream of said given intermediate section, and/or
- in another intermediate separation section positioned upstream of said given section;
- recycling ( r 7 ) of part of the heavy fraction and/or part or all of one or more intermediate fractions from the first fractionation section:
- in the initial hydroconversion section, and/or
- in an additional hydroconversion section, and/or
- in an intermediate separation section.
Selon une mise en œuvre de l'invention, n est égal à 2.According to one implementation of the invention, n is equal to 2.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, le procédé comporte le recyclage (f) de la totalité de la DAO issue de l'étape (d) ou de la totalité de la fraction lourde issue de la deuxième étape de fractionnement (e) à la dernière étape d'hydroconversion supplémentaires (a i ), et de préférence dans l'étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2) lorsque n est égal à 2 et qu'en outre la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape (a 1) est envoyé à l'étape (b 1), la totalité de la fraction lourde issue de l'étape (b 1) est envoyée dans l'étape (a 2), la totalité de l'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape (a 2) est envoyé dans l'étape (c), et la totalité de la coupe lourde issue de l'étape (c) est envoyée à l'étape (d). According to one implementation of the invention, the process comprises recycling (f) all of the DAO from step (d) or all of the heavy fraction from the second fractionation step (e) in the last additional hydroconversion step ( a i ), and preferably in the additional hydroconversion step ( a 2 ) when n is equal to 2 and when, in addition, all of the liquid effluent from the step ( a 1 ) is sent to step ( b 1 ), all of the heavy fraction from step ( b 1 ) is sent to step ( a 2 ), all of the hydroconverted liquid effluent from step ( a 2 ) is sent to step (c), and all of the heavy cut from step (c) is sent to step (d).
Selon une mise en oeuvre de l'invention, le procédé comporte le recyclage (f) de la totalité de la DAO issue de l'étape (d) ou de la totalité de la fraction lourde issue de la deuxième étape de fractionnement (e) à une étape de séparation intermédiaire (b j ), et de préférence à l'étape de séparation intermédiaire (b 1) entre l'étape d'hydroconversion initiale (a 1) et l'étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2) lorsque n est égal à 2 et qu'en outre la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape (a 1) est envoyé à l'étape (b 1), la totalité de la fraction lourde issue de l'étape (b 1) est envoyée dans l'étape (a 2), la totalité de l'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape (a 2) est envoyé dans l'étape (c), et la totalité de la coupe lourde issue de l'étape (c) est envoyée à l'étape (d). According to one implementation of the invention, the process comprises recycling (f) all of the DAO from step (d) or all of the heavy fraction from the second fractionation step (e) at an intermediate separation step ( b j ), and preferably at the intermediate separation step ( b 1 ) between the initial hydroconversion step ( a 1 ) and the additional hydroconversion step ( a 2 ) when n is equal to 2 and that in addition all of the liquid effluent from stage ( a 1 ) is sent to stage ( b 1 ), all of the heavy fraction from stage ( b 1 ) is sent to stage ( a 2 ), all of the effluent hydroconverted liquid from step ( a 2 ) is sent to step (c), and all of the heavy cut from step (c) is sent to step (d).
Selon une mise en œuvre de l'invention, le procédé ne comporte pas d'étape de séparation intermédiaire (b j ) et comporte le recyclage (f) de la totalité de la DAO issue de l'étape (d) à la dernière étape d'hydroconversion supplémentaires (a i ), et de préférence dans l'étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2) lorsque n est égal à 2 et qu'en outre la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape (a 1) est envoyé à l'étape (a 2), la totalité de l'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape (a 2) est envoyé dans l'étape (c), et la totalité de la coupe lourde issue de l'étape (c) est envoyée à l'étape (d). According to one implementation of the invention, the method does not include an intermediate separation step ( b j ) and includes the recycling (f) of all of the DAO from step (d) to the last step additional hydroconversion steps ( a i ), and preferably in the additional hydroconversion step ( a 2 ) when n is equal to 2 and when, in addition, all of the liquid effluent from step ( a 1 ) is sent to stage ( a 2 ), all of the hydroconverted liquid effluent from stage ( a 2 ) is sent to stage (c), and all of the heavy cut from the step (c) is sent to step (d).
Selon une mise en œuvre de l'invention, le catalyseur d'hydroconversion dudit au moins un réacteur triphasique de la section d'hydroconversion initiale et de la ou des sections d'hydroconversion supplémentaire(s) contient au moins un métal du groupe VIII non-noble choisi parmi le nickel et le cobalt et au moins un métal du groupe VIB choisi parmi le molybdène et le tungstène, et comportant de préférence un support amorphe.According to one implementation of the invention, the hydroconversion catalyst of said at least one three-phase reactor of the initial hydroconversion section and of the additional hydroconversion section(s) contains at least one metal from group VIII not -noble chosen from nickel and cobalt and at least one group VIB metal chosen from molybdenum and tungsten, and preferably comprising an amorphous support.
D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit du procédé, ainsi que d'exemples de mise en œuvre particuliers de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, la description étant en partie faite en référence aux figures annexées décrites ci-après.Other objects and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description of the method, as well as specific examples of implementation of the invention, given by way of non-limiting examples, the description being partly made with reference to the appended figures described below.
-
La
figure 1 est un schéma de principe de mise en œuvre du procédé de conversion selon l'invention.Thefigure 1 is a block diagram of the implementation of the conversion method according to the invention. -
La
figure 2 est un schéma du procédé selon un premier mode de réalisation dans lequel au moins une partie d'une fraction lourde de la DAO est recyclée dans une deuxième section d'hydroconversion.Thepicture 2 -
La
figure 3 est un schéma du procédé selon un troisième mode de réalisation dans lequel au moins une partie de la DAO est recyclée dans la section de séparation intermédiaire aux deux sections d'hydroconversion.Thepicture 3 -
La
figure 4 est un schéma du procédé selon un deuxième mode de réalisation dans lequel au moins une partie de la DAO est recyclée dans une deuxième section d'hydroconversion.Thefigure 4 is a diagram of the process according to a second embodiment in which at least a part of the DAO is recycled in a second hydroconversion section. -
La
figure 5 est un schéma du procédé selon un quatrième mode de réalisation dans lequel au moins une partie de la DAO est recyclée dans une deuxième section d'hydroconversion succédant à une première section d'hydroconversion sans séparation intermédiaire.Thefigure 5 is a diagram of the process according to a fourth embodiment in which at least part of the DAO is recycled in a second section hydroconversion following a first hydroconversion section without intermediate separation.
Sur les figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues.In the figures, the same references designate identical or similar elements.
Le procédé de conversion de charges lourdes d'hydrocarbures selon l'invention intègre une hydroconversion desdites charges et un désasphaltage d'au moins une partie de l'effluent hydroconverti sous la forme d'une succession d'étapes spécifiques.The process for converting heavy hydrocarbon feedstocks according to the invention includes hydroconversion of said feedstocks and deasphalting of at least part of the hydroconverted effluent in the form of a succession of specific steps.
Dans la suite de la description, il est fait référence à la
Dans la présente invention, il est proposé d'améliorer simultanément le niveau de conversion et la stabilité des effluents liquides par un enchaînement comportant au moins deux étapes d'hydroconversion successives, pouvant être séparées par une étape de séparation intermédiaire, et au moins une étape de désasphaltage d'une fraction lourde de l'effluent issu de l'hydroconversion, avec un recyclage d'au moins une partie de la DAO en aval de la première étape d'hydroconversion. La DAO est soit recyclée à sa sortie du désasphalteur, soit après avoir subi une étape de fractionnement produisant une fraction lourde de la DAO qui constitue alors la partie de la DAO recyclée. Cette configuration permet d'atteindre une conversion de la charge lourde d'hydrocarbures supérieure à 70%, et de préférence supérieure à 80%, ce niveau de conversion ne pouvant pas toujours être atteint en utilisant les procédés classiques qui sont limités par la stabilité des effluents liquides.In the present invention, it is proposed to simultaneously improve the level of conversion and the stability of the liquid effluents by a sequence comprising at least two successive hydroconversion stages, which can be separated by an intermediate separation stage, and at least one stage deasphalting of a heavy fraction of the effluent from the hydroconversion, with recycling of at least part of the DAO downstream of the first hydroconversion stage. The DAO is either recycled when it leaves the deasphalter, or after having undergone a fractionation step producing a heavy fraction of the DAO which then constitutes the part of the recycled DAO. This configuration makes it possible to achieve a conversion of the heavy charge of hydrocarbons greater than 70%, and preferably greater than 80%, this level of conversion not always being able to be achieved using conventional methods which are limited by the stability of the liquid effluents.
La conversion nette est définie comme étant le rapport du (débit de résidu dans la charge - le débit du résidu dans le produit) / (débit de résidu dans la charge), pour un même point de coupe charge-produit; typiquement ce point de coupe est entre 450°C et 550°C, et souvent d'environ 540°C; dans cette définition, le résidu étant la fraction bouillant à partir de ce point de coupe, par exemple, la fraction 540°C+.The net conversion is defined as being the ratio of (residue flow in the feed - the residue flow in the product) / (residue flow in the feed), for the same feed-product cut point; typically this cut point is between 450°C and 550°C, and often around 540°C; in this definition, the residue being the fraction boiling from this cut point, for example, the 540°C+ fraction.
Ainsi, il est proposé un procédé de conversion d'une charge lourde d'hydrocarbures, par exemple un pétrole brut ou la fraction lourde d'hydrocarbures issue de la distillation atmosphérique ou sous vide d'un pétrole brut, ladite charge contenant une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, comprenant les étapes successives suivantes :
- une étape initiale d'hydroconversion (a 1) d'au moins une partie de ladite charge lourde d'hydrocarbures en présence d'hydrogène dans une section d'hydroconversion initiale A1 , réalisée dans des conditions permettant d'obtenir un effluent liquide à teneur réduite en soufre, en carbone Conradson, en métaux, et en azote ;
- (n-1) étape(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) dans (n-1) section(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) A i , en présence d'hydrogène, d'au moins une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape d'hydroconversion précédente (a i-1) ou éventuellement d'une fraction lourde issue d'une étape optionnelle de séparation intermédiaire (b j ) entre deux étapes d'hydroconversion consécutives séparant une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape d'hydroconversion précédente (a i-1) pour produire au moins une fraction lourde bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, les (n-1) étape(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) étant réalisées de manière à obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en soufre, en carbone Conradson, en métaux, et en azote ;
- une première étape de fractionnement (c) dans une première section de fractionnement C d'une partie ou de la totalité de l'effluent liquide hydroconverti issu de la dernière l'étape d'hydroconversion supplémentaire (an ) pour produire au moins une coupe lourde bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, ladite coupe lourde contenant une fraction résiduelle bouillant à une température supérieure ou égale à 540°C ;
- une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur D d'une partie ou de la totalité de ladite coupe lourde issue de l'étape de fractionnement (c), avec au moins un solvant hydrocarboné, pour obtenir une huile désasphaltée DAO et un asphalte résiduel ;
- éventuellement une deuxième étape de fractionnement (e) dans une deuxième section de fractionnement E d'une partie ou de la totalité de la DAO issue de l'étape de désasphaltage (d) en au moins une fraction lourde de DAO et une fraction légère de DAO ;
- une étape de recyclage (f) d'au moins une partie de la DAO issue de l'étape (d) et/ou d'au moins une partie de la fraction lourde de la DAO issue de l'étape (e) à une étape d'hydroconversion supplémentaire (a i ) et/ou à une étape de séparation intermédiaire (b j ).
- an initial stage of hydroconversion ( a 1 ) of at least part of said heavy hydrocarbon charge in the presence of hydrogen in an initial hydroconversion section A 1 , carried out under conditions making it possible to obtain a liquid effluent at reduced sulfur, Conradson carbon, metals, and nitrogen;
- (n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) in (n-1) additional hydroconversion section(s) A i , in the presence of hydrogen, of at least part or all of the liquid effluent from the previous hydroconversion step ( a i -1 ) or possibly from a heavy fraction from an optional intermediate separation step ( b j ) between two consecutive hydroconversion separating part or all of the liquid effluent from the previous hydroconversion step ( a i -1 ) to produce at least one heavy fraction boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350°C, the ( n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) being carried out so as to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen content;
- a first fractionation step (c) in a first fractionation section C of part or all of the hydroconverted liquid effluent from the last additional hydroconversion step ( a n ) to produce at least one cut heavy boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350° C., said heavy cut containing a residual fraction boiling at a temperature greater than or equal to 540° C.;
- a deasphalting step (d) in a deasphalter D of part or all of said heavy cut from the fractionation step (c), with at least one hydrocarbon solvent, to obtain a deasphalted oil DAO and an asphalt residual;
- optionally a second fractionation step (e) in a second fractionation section E of part or all of the DAO from the deasphalting step (d) into at least one heavy fraction of DAO and a light fraction of CAD;
- a step of recycling (f) at least part of the DAO from step (d) and/or at least part of the heavy fraction of the DAO from step (e) at a additional hydroconversion step ( a i ) and/or an intermediate separation step ( b j ).
Selon une mise en œuvre préférée, le procédé selon l'invention contient deux étapes d'hydroconversion, et une étape facultative de séparation intermédiaire entre ces deux étapes d'hydroconversion. Selon cette mise en œuvre, n est égal à 2, et le procédé comprend alors :
- une étape initiale d'hydroconversion (a 1) d'au moins une partie de ladite charge lourde d'hydrocarbures en présence d'hydrogène dans une section d'hydroconversion initiale A1 , réalisée dans des conditions permettant d'obtenir un effluent liquide à teneur réduite en soufre, en carbone Conradson, en métaux, et en azote ;
- une étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2) dans une section d'hydroconversion supplémentaire A 2 , en présence d'hydrogène, d'au moins une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape d'hydroconversion initiale (a 1 ) ou éventuellement d'une fraction lourde issue d'une étape optionnelle de séparation intermédiaire (b 1 ) entre les étapes d'hydroconversion initiale (a 1 ) et supplémentaire (a 2 ) séparant une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape d'hydroconversion initiale (a 1 ) pour produire au moins une fraction lourde bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, l'étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2 ) étant réalisées de manière à obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en soufre, en carbone Conradson, en métaux, et en azote,
- une première étape de fractionnement (c) dans une première section de fractionnement C d'une partie ou de la totalité de l'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2) pour produire au moins une coupe lourde bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, ladite coupe lourde contenant une fraction résiduelle bouillant à une à une température supérieure ou égale à 540°C ;
- une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur D d'une partie ou de la totalité de ladite coupe lourde issue de l'étape de fractionnement (c), avec au moins un solvant hydrocarboné, pour obtenir une huile désasphaltée DAO et un asphalte résiduel ;
- éventuellement une deuxième étape de fractionnement (e) dans une deuxième section de fractionnement E d'une partie ou de la totalité de la DAO issue de l'étape de désasphaltage (d) en au moins une fraction lourde de DAO et une fraction légère de DAO ;
- une étape de recyclage (f) d'au moins une partie de la DAO issue de l'étape (d) et/ou d'au moins une partie de la fraction lourde de la DAO issue de l'étape (e) à une l'étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2 ) et/ou à une étape de séparation intermédiaire (b 1 ).
- an initial stage of hydroconversion ( a 1 ) of at least part of said heavy hydrocarbon charge in the presence of hydrogen in an initial hydroconversion section A 1 , carried out under conditions making it possible to obtain a liquid effluent at reduced sulfur, Conradson carbon, metals, and nitrogen;
- an additional hydroconversion step ( a 2 ) in an additional hydroconversion section A 2 , in the presence of hydrogen, of at least part or all of the liquid effluent from the initial hydroconversion step ( a 1 ) or possibly from a heavy fraction resulting from an optional intermediate separation step ( b 1 ) between the initial ( a 1 ) and additional ( a 2 ) hydroconversion steps separating part or all of the effluent liquid resulting from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) to produce at least one heavy fraction boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350° C., the additional hydroconversion stage ( a 2 ) being carried out in such a way as to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen content,
- a first fractionation stage (c) in a first fractionation section C of part or all of the hydroconverted liquid effluent from the additional hydroconversion stage ( a 2 ) to produce at least one boiling heavy cut predominantly at a temperature greater than or equal to 350° C., said heavy cut containing a residual fraction boiling at a temperature greater than or equal to 540° C.;
- a deasphalting step (d) in a deasphalter D of part or all of said heavy cut from the fractionation step (c), with at least one hydrocarbon solvent, to obtain a deasphalted oil DAO and an asphalt residual;
- optionally a second fractionation step (e) in a second fractionation section E of part or all of the DAO from the deasphalting step (d) into at least one heavy fraction of DAO and a light fraction of CAD;
- a step of recycling (f) at least part of the DAO from step (d) and/or at least part of the heavy fraction of the DAO from step (e) at a the additional hydroconversion stage ( a 2 ) and/or an intermediate separation stage ( b 1 ).
La DAO obtenue par le procédé selon l'invention ne contient pas ou très peu d'asphaltènes C7, composés connus pour inhiber la conversion de coupes résiduelles, à la fois par leur aptitude à former des résidus hydrocarbonés lourds, communément appelés coke, et par leur tendance à produire des sédiments qui limitent fortement l'opérabilité des unités d'hydrotraitement et d'hydroconversion. La DAO obtenue par le procédé selon l'invention est également plus aromatique qu'une DAO produite à partir d'une charge pétrolière lourde issue du fractionnement primaire du brut (dite "straight run" selon la terminologie anglo-saxonne) car elle est issue d'un effluent qui a subi préalablement un fort niveau d'hydroconversion.The DAO obtained by the process according to the invention contains no or very little C 7 asphaltenes, compounds known to inhibit the conversion of residual cuts, both by their ability to form heavy hydrocarbon residues, commonly called coke, and by their tendency to produce sediments which severely limit the operability of hydrotreating and hydroconversion units. The DAO obtained by the process according to the invention is also more aromatic than a DAO produced from a heavy petroleum charge resulting from the primary fractionation of the crude (known as "straight run" according to the Anglo-Saxon terminology) because it is derived of an effluent which has previously undergone a high level of hydroconversion.
Le mélange d'au moins une partie de la DAO et de l'effluent issu de la ou des premières sections d'hydroconversion dans le procédé selon l'invention permet d'alimenter la ou les étapes d'hydroconversion postérieures avec une charge ayant une teneur en asphaltènes C7 réduite et une teneur en composés aromatiques plus élevée à la fois par rapport à un procédé comportant une unité d'hydroconversion sans recyclage de la DAO, et par rapport à un procédé comportant une unité d'hydroconversion avec recyclage de la DAO en amont d'une première étape d'hydroconversion ou d'hydrotraitement. De ce fait, il est possible d'imposer des conditions opératoires plus sévères dans le procédé selon l'invention, en particulier dans les étapes d'hydroconversion supplémentaires, et d'atteindre ainsi des niveaux supérieurs en termes de conversion de la charge, tout en limitant la production de sédiments.The mixing of at least a part of the DAO and the effluent from the first hydroconversion section(s) in the process according to the invention makes it possible to supply the subsequent hydroconversion stage(s) with a feed having a reduced content of C 7 asphaltenes and a higher content of aromatic compounds both compared to a process comprising a hydroconversion unit without recycling of the DAO, and compared to a process comprising a hydroconversion unit with recycling of the DAO upstream of a first stage of hydroconversion or hydrotreatment. As a result, it is possible to impose more severe operating conditions in the process according to the invention, in particular in the additional hydroconversion stages, and thus to reach higher levels in terms of feed conversion, while limiting sediment production.
L'effluent de la dernière étape d'hydroconversion supplémentaire est séparé en plusieurs coupes. Le désasphaltage est ensuite réalisé sur la ou les coupes lourdes produites dans cette étape de séparation. L'utilisation de ces coupes obtenues au plus fort niveau de conversion permet ainsi de minimiser la taille requise pour le désasphalteur et de minimiser de la quantité d'asphalte produite. Selon l'invention, la DAO extraite par désasphaltage est toujours recyclée après l'étape initiale d'hydroconversion, soit à l'entrée d'une des sections de séparation intermédiaires, soit à l'entrée d'une des sections d'hydroconversion supplémentaires, de préférence à l'entrée de la section de la dernière étape d'hydroconversion supplémentaire. Selon ces deux mises en œuvre, la taille des réacteurs des premières sections d'hydroconversion n'est pas impactée, et selon la deuxième mise en œuvre, ni la taille des équipements de séparation intermédiaire ni la taille des réacteurs des étapes préalables d'hydroconversion ne sont impactées. L'injection de la DAO en aval de la section d'hydroconversion initiale permet d'éviter l'hydrogénation préalable de la DAO préservant ainsi son caractère aromatique (caractérisé par la teneur en carbone aromatique mesurée par la méthode ASTM D 5292) qui apporte un gain sur la stabilité des effluents liquides des zones où les plus hauts niveaux de conversion sont atteints. Une opération pour atteindre des taux de conversion plus forts peut donc ainsi être envisagée dans le procédé selon l'invention.The effluent from the last additional hydroconversion step is separated into several cuts. Deasphalting is then carried out on the heavy cut(s) produced in this separation step. The use of these cuts obtained at the highest level of conversion thus makes it possible to minimize the size required for the deasphalter and to minimize the quantity of asphalt produced. According to the invention, the DAO extracted by deasphalting is always recycled after the initial hydroconversion step, either at the inlet of one of the intermediate separation sections, or at the inlet of one of the additional hydroconversion sections , preferably at the entrance to the section of the last additional hydroconversion step. According to these two implementations, the size of the reactors of the first hydroconversion sections is not impacted, and according to the second implementation, neither the size of the intermediate separation equipment nor the size of the reactors of the prior hydroconversion stages are impacted. The injection of the DAO downstream of the initial hydroconversion section makes it possible to avoid the prior hydrogenation of the DAO, thus preserving its aromatic character (characterized by the aromatic carbon content measured by the ASTM D 5292 method) which provides a gain in the stability of liquid effluents from areas where the highest conversion levels are reached. An operation to achieve higher conversion rates can therefore thus be envisaged in the process according to the invention.
La charge traitée dans le procédé selon l'invention est une charge lourde d'hydrocarbures contenant une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, de préférence d'au moins 350°C, et de manière encore plus préférée d'au moins 375°C.The charge treated in the process according to the invention is a heavy charge of hydrocarbons containing a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 300° C., preferably of at least 350° C., and even more preferably at least 375°C.
Cette charge lourde d'hydrocarbures peut être un pétrole brut, ou provenir du raffinage d'un pétrole brut ou du traitement d'une autre source hydrocarbonée dans une raffinerie.This heavy charge of hydrocarbons can be a crude oil, or come from the refining of a crude oil or from the treatment of another hydrocarbon source in a refinery.
De préférence, la charge est un pétrole brut ou est constituée de résidus atmosphériques et/ou de résidus sous vide issus de la distillation atmosphérique et/ou sous vide d'un pétrole brut.Preferably, the feed is a crude oil or consists of atmospheric residues and/or vacuum residues resulting from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil.
La charge lourde d'hydrocarbures peut aussi être constituée de résidus atmosphérique et/ou sous vide issus de la distillation atmosphérique et/ou sous vide d'effluents provenant d'unités de conversion thermique, d'hydrotraitement, d'hydrocraquage et/ou d'hydroconversion.The heavy hydrocarbon feed may also consist of atmospheric and/or vacuum residues from the atmospheric and/or vacuum distillation of effluents from thermal conversion, hydrotreating, hydrocracking and/or hydro conversion.
De manière préférée, la charge est constituée de résidus sous vide. Ces résidus sous vide contiennent généralement une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins d'au moins 450°C, et le plus souvent d'au moins 500°C, voire d'au moins 540°C. Les résidus sous vide peuvent venir directement du pétrole brut, soit d'autres unités de raffinage, telles que, entre autres, l'hydrotraitement des résidus, l'hydrocraquage de résidus, et la viscoréduction de résidus. De préférence, les résidus sous vide sont des résidus sous vide issus de la colonne de la distillation sous vide du fractionnement primaire du brut (dit "straight run" selon la terminologie anglo-saxonne).Preferably, the charge consists of vacuum residues. These vacuum residues generally contain a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 450° C., and most often at least 500° C., or even at least 540° C. °C. Vacuum resids can come directly from crude oil, or from other refining units, such as, but not limited to, residing hydrotreating, residing hydrocracking, and residing visbreaking. Preferably, the vacuum residues are vacuum residues from the vacuum distillation column of the primary fractionation of crude oil (known as “straight run” according to English terminology).
La charge peut encore être constituée de distillats sous vide, provenant soit directement du pétrole brut, soit de coupes provenant d'autres unités de raffinage, telles que, entre autres, des unités de craquage, comme le craquage catalytique en lit fluide FCC (pour « Fluid Catalytic Cracking » en anglais) et l'hydrocraquage, et d'unités de conversion thermique, comme les unités de cokéfaction ou les unités de viscoréduction.The feed may still consist of vacuum distillates, either directly from crude oil or from cuts from other refining units, such as, inter alia, cracking units, such as fluid bed catalytic cracking FCC (for “Fluid Catalytic Cracking” in English) and hydrocracking, and thermal conversion units, such as coking units or visbreaking units.
Elle peut aussi être constituée de coupes aromatiques extraites d'une unité de production de lubrifiants, d'huiles désasphaltées issues d'une unité de désasphaltage (raffinats de l'unité de désasphaltage), d'asphaltes issus d'une unité de désasphaltage (résidus de l'unité de désasphaltage).It may also consist of aromatic cuts extracted from a lubricant production unit, deasphalted oils from a deasphalting unit (raffinates from the deasphalting unit), asphalts from a deasphalting unit ( residues from the deasphalting unit).
La charge lourde d'hydrocarbures peut également être une fraction résiduelle issue de la liquéfaction directe de charbon (un résidu atmosphérique et/ou un résidu sous vide issu par exemple du procédé H-Coal™), un distillat sous vide issu de la liquéfaction directe de charbon, comme par exemple le procédé H-Coal™, ou encore une fraction résiduelle issue de la liquéfaction directe de la biomasse lignocellulosique seule ou en mélange avec du charbon et/ou une fraction pétrolière.The heavy hydrocarbon charge can also be a residual fraction from the direct liquefaction of coal (an atmospheric residue and/or a vacuum residue from, for example, the H-Coal ™ process), a vacuum distillate from the direct liquefaction coal, such as for example the H-Coal ™ process, or even a residual fraction resulting from the direct liquefaction of the lignocellulosic biomass alone or mixed with coal and/or a petroleum fraction.
Toutes ces charges peuvent être utilisées pour constituer la charge lourde d'hydrocarbures traitée selon l'invention, seules ou en mélange.All of these feedstocks can be used to form the heavy hydrocarbon feedstock treated according to the invention, alone or as a mixture.
La charge lourde d'hydrocarbures traitée selon l'invention contient des impuretés, comme des métaux, du soufre, de l'azote, du carbone de Conradson. Elle peut aussi contenir des insolubles à l'heptane, également appelée asphaltènes C7. Les teneurs en métaux peuvent être supérieures ou égales à 20 ppm poids, de préférence supérieures ou égales à 100 ppm poids. La teneur en soufre peut être supérieure ou égale à 0,1%, voire supérieure ou égale à 1%, et peut être supérieure ou égale à 2% poids. Le taux d'asphaltènes C7 (composés insolubles à l'heptane selon la norme NFT60-115 ou la norme ASTM D 6560) s'élève au minimum à 1% et est souvent supérieur ou égal à 3% poids. Les asphaltènes C7 sont des composés connus pour inhiber la conversion de coupes résiduelles, à la fois par leur aptitude à former des résidus hydrocarbonés lourds, communément appelés coke, et par leur tendance à produire des sédiments qui limitent fortement l'opérabilité des unités d'hydrotraitement et d'hydroconversion. La teneur en carbone Conradson peut être supérieure ou égale à 0,5%, voire d'au moins 5% poids. La teneur en carbone Conradson est définie par la norme ASTM D 482 et représente pour l'homme du métier une évaluation bien connue de la quantité de résidus de carbone produit après une pyrolyse sous des conditions standards de température et de pression.The heavy charge of hydrocarbons treated according to the invention contains impurities, such as metals, sulfur, nitrogen, Conradson carbon. It may also contain heptane insolubles, also called C 7 asphaltenes. The metal contents may be greater than or equal to 20 ppm by weight, preferably greater than or equal to 100 ppm by weight. The sulfur content may be greater than or equal to 0.1%, or even greater than or equal to 1%, and may be greater than or equal to 2% by weight. The rate of asphaltenes C 7 (compounds insoluble in heptane according to standard NFT60-115 or standard ASTM D 6560) amounts to at least 1% and is often greater than or equal to 3% by weight. C 7 asphaltenes are compounds known to inhibit the conversion of residual cuts, both by their ability to form heavy hydrocarbon residues, commonly called coke, and by their tendency to produce sediments which severely limit the operability of the units. hydrotreating and hydroconversion. The Conradson carbon content may be greater than or equal to 0.5%, or even at least 5% by weight. The Conradson carbon content is defined by the ASTM D 482 standard and represents, for those skilled in the art, a well-known evaluation of the quantity of carbon residues produced after pyrolysis under standard temperature and pressure conditions.
Conformément à l'invention, la charge lourde d'hydrocarbures est traitée en présence d'hydrogène dans une première étape d'hydroconversion (a 1), au sein d'une section d'hydroconversion initiale A1 . La section d'hydroconversion initiale comprend un ou plusieurs réacteurs triphasiques contenant au moins un catalyseur d'hydroconversion, les réacteurs pouvant être disposés en série et/ou en parallèle. Ces réacteurs peuvent être des réacteurs de type lit bouillonnant et/ou lit hybride, en fonction de la charge à traiter.In accordance with the invention, the heavy hydrocarbon charge is treated in the presence of hydrogen in a first hydroconversion stage ( a 1 ), within an initial hydroconversion section A 1 . The initial hydroconversion section comprises one or more three-phase reactors containing at least one hydroconversion catalyst, the reactors possibly being arranged in series and/or in parallel. These reactors can be bubbling bed and/or hybrid bed type reactors, depending on the feed to be treated.
L'invention convient particulièrement bien aux réacteurs triphasiques fonctionnant en lit bouillonnant, à courant ascendant de liquide et de gaz. Ainsi, cette étape d'hydroconversion initiale (a 1) est avantageusement mise en œuvre dans une section d'hydroconversion initiale A 1 comportant un ou plusieurs réacteurs triphasiques d'hydroconversion, qui peuvent être en série et/ou en parallèle, fonctionnant en lit bouillonnant, typiquement à l'aide de la technologie et dans les conditions du procédé H-Oil™ tel que décrit par exemple dans les brevets
La première étape d'hydroconversion (a 1) est réalisée dans des conditions permettant d'obtenir un effluent liquide à teneur réduite en soufre, en carbone Conradson, en métaux, et en azote.The first hydroconversion stage ( a 1 ) is carried out under conditions making it possible to obtain a liquid effluent with a reduced sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen content.
Dans cette étape (a 1), la charge est de préférence transformée dans des conditions spécifiques d'hydroconversion. L'étape (a 1) est opérée de préférence sous une pression absolue comprise entre 2 MPa et 38 MPa, plus préférentiellement entre 5 MPa et 25 MPa et de manière encore plus préférée, entre 6 MPa et 20 MPa, à une température comprise entre 300°C et 550°C, plus préférentiellement comprise entre 350°C et 500°C et d'une manière préférée comprise entre 370°C et 450°C. La vitesse spatiale horaire (VVH) par rapport au volume de chaque réacteur triphasique est de préférence comprise entre 0,05 h-1 et 10 h-1.In this step ( a 1 ), the feedstock is preferably transformed under specific hydroconversion conditions. Step ( a 1 ) is preferably carried out under an absolute pressure of between 2 MPa and 38 MPa, more preferably between 5 MPa and 25 MPa and even more preferably, between 6 MPa and 20 MPa, at a temperature between 300°C and 550°C, more preferably between 350°C and 500°C and more preferably between 370°C and 450°C. The hourly space velocity (HSV) relative to the volume of each three-phase reactor is preferably between 0.05 h -1 and 10 h -1 .
Selon une mise en œuvre préférée, la VVH est comprise entre 0,1 h-1 et 10 h-1, plus préférentiellement entre 0,1 h-1 et 5 h-1 et de manière encore plus préférée comprise entre 0,15 h-1 et 2 h-1. Selon une autre mise en œuvre, la VVH est comprise entre 0,05 h-1 et 0,09 h-1. La quantité d'hydrogène mélangée à la charge est de préférence comprise entre 50 et 5000 normaux mètres cube (Nm3) par mètre cube (m3) de charge liquide, de manière préférée entre 100 et 2000 Nm3/m3 et de manière très préférée entre 200 et 1000 Nm3/m3.According to a preferred implementation, the VVH is between 0.1 h -1 and 10 h -1 , more preferably between 0.1 h -1 and 5 h -1 and even more preferably between 0.15 h -1 and 2 h -1 . According to another implementation, the VVH is between 0.05 h -1 and 0.09 h -1 . The amount of hydrogen mixed with the charge is preferably between 50 and 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid charge, preferably between 100 and 2000 Nm 3 /m 3 and so very preferred between 200 and 1000 Nm 3 /m 3 .
L'étape d'hydroconversion initiale (a 1) étant effectuée en lit bouillonnant et/ou en lit hybride en fonction de la charge à traiter, cette étape contient donc au moins un catalyseur d'hydroconversion qui est maintenu dans le réacteur.The initial hydroconversion step ( a 1 ) being carried out in an ebullated bed and/or in a hybrid bed depending on the feed to be treated, this step therefore contains at least one hydroconversion catalyst which is maintained in the reactor.
Le catalyseur d'hydroconversion utilisé dans l'étape d'hydroconversion initiale (a 1) du procédé selon l'invention peut contenir un ou plusieurs éléments des groupes 4 à 12 du tableau périodique des éléments, qui peuvent être déposé sur un support ou pas. On peut avantageusement utiliser un catalyseur comprenant un support, de préférence amorphe, tels que de la silice, de l'alumine, de la silice-alumine, du dioxyde de titane ou des combinaisons de ces structures, et de manière très préférée de l'alumine.The hydroconversion catalyst used in the initial hydroconversion step ( a 1 ) of the process according to the invention may contain one or more elements from
Le catalyseur peut contenir au moins un métal du groupe VIII non-noble choisi parmi le nickel et le cobalt, et de préférence le nickel, ledit élément du groupe VIII étant de préférence utilisé en association avec au moins un métal du groupe VIB choisi parmi le molybdène et le tungstène, et de préférence le métal du groupe VIB est le molybdène.The catalyst may contain at least one non-noble metal from group VIII chosen from nickel and cobalt, and preferably nickel, said element from group VIII preferably being used in combination with at least one metal from group VIB chosen from molybdenum and tungsten, and preferably the Group VIB metal is molybdenum.
Dans la présente description, les groupes d'éléments chimiques sont donnés selon la classification CAS (
Avantageusement, le catalyseur d'hydroconversion utilisé dans l'étape d'hydroconversion initiale (a 1) comprend un support alumine et au moins un métal du groupe VIII choisi parmi le nickel et le cobalt, de préférence le nickel, et au moins un métal du groupe VIB choisi parmi le molybdène et le tungstène, de préférence le molybdène. De préférence, le catalyseur d'hydroconversion comprend le nickel en tant qu'élément du groupe VIII et le molybdène en tant qu'élément du groupe VIB.Advantageously, the hydroconversion catalyst used in the initial hydroconversion step ( a 1 ) comprises an alumina support and at least one group VIII metal chosen from nickel and cobalt, preferably nickel, and at least one metal of group VIB chosen from molybdenum and tungsten, preferably molybdenum. Preferably, the hydroconversion catalyst comprises nickel as a group VIII element and molybdenum as a group VIB element.
La teneur en métal du groupe VIII non-noble, en particulier en nickel, est avantageusement comprise entre 0,5 % à 10 % exprimée en poids d'oxyde de métal (en particulier de NiO), et de préférence entre 1 % à 6 % poids, et la teneur en métal du groupe VIB, en particulier en molybdène, est avantageusement comprise entre 1 % et 30 % exprimée en poids d'oxyde du métal (en particulier de trioxyde de molybdène MoO3), et de préférence entre 4 % et 20 % poids. Les teneurs en métaux sont exprimées en pourcentage poids d'oxyde de métal par rapport au poids du catalyseur.The content of non-noble group VIII metal, in particular nickel, is advantageously between 0.5% and 10%, expressed by weight of metal oxide (in particular NiO), and preferably between 1% and 6 % by weight, and the metal content of the group VIB, in particular in molybdenum, is advantageously between 1% and 30% expressed by weight of metal oxide (in particular of molybdenum trioxide MoO 3 ), and preferably between 4% and 20% by weight. The metal contents are expressed as weight percentage of metal oxide relative to the weight of the catalyst.
Ce catalyseur est utilisé sous forme d'extrudés ou de billes. Les billes ont par exemple un diamètre compris entre 0,4 mm et 4,0 mm. Les extrudés ont par exemple une forme cylindrique d'un diamètre compris entre 0,5 et 4,0 mm et d'une longueur comprise entre 1 et 5 mm. Les extrudés peuvent également être des objets d'une forme différente tels que des trilobes, des tetralobes réguliers ou irréguliers, ou d'autres multilobes. Des catalyseurs d'autres formes peuvent également être utilisés.This catalyst is used in the form of extrudates or beads. The balls have for example a diameter of between 0.4 mm and 4.0 mm. The extrudates have for example a cylindrical shape with a diameter between 0.5 and 4.0 mm and a length between 1 and 5 mm. Extrudes can also be objects of a different shape such as trilobes, regular or irregular tetralobes, or other multilobes. Catalysts of other forms can also be used.
La taille de ces différentes formes de catalyseurs peut être caractérisée à l'aide du diamètre équivalent. Le diamètre équivalent est défini par 6 fois le ratio entre le volume de la particule et la surface externe de la particule. Le catalyseur utilisé sous forme d'extrudés, de billes a donc un diamètre équivalent compris entre 0,4 mm et 4,4 mm. Ces catalyseurs sont bien connus de l'homme du métier.The size of these different forms of catalysts can be characterized using the equivalent diameter. The equivalent diameter is defined by 6 times the ratio between the volume of the particle and the external surface of the particle. The catalyst used in the form of extrudates, of beads therefore has an equivalent diameter of between 0.4 mm and 4.4 mm. These catalysts are well known to those skilled in the art.
Dans une des mises en œuvre selon l'invention, l'étape d'hydroconversion initiale (a1 ) est effectuée en lit hybride, comportant simultanément au moins un catalyseur qui est maintenu dans le réacteur et au moins un catalyseur entraîné qui entre dans le réacteur avec la charge et qui est entraîné en dehors du réacteur avec les effluents. Dans ce cas, un type de catalyseur entraîné, aussi dit "slurry" selon la terminologie anglo-saxonne, est donc utilisé en plus du catalyseur d'hydroconversion qui est maintenu dans le réacteur en lit bouillonnant. Le catalyseur entraîné présente comme différence une granulométrie et une densité adaptées à son entraînement. On entend par entraînement du catalyseur dispersé, sa mise en circulation dans le ou les réacteurs triphasiques par les flux liquides, ledit catalyseur circulant avec la charge dans le(s)dit(s) réacteurs triphasiques, et étant soutiré du ou desdits réacteurs triphasiques avec l'effluent liquide produit. Ces catalyseurs sont bien connus de l'homme du métier.In one of the implementations according to the invention, the initial hydroconversion step ( a 1 ) is carried out in a hybrid bed, simultaneously comprising at least one catalyst which is maintained in the reactor and at least one entrained catalyst which enters the reactor with the load and which is drawn outside the reactor with the effluents. In this case, a type of entrained catalyst, also called "slurry" according to English terminology, is therefore used in addition to the hydroconversion catalyst which is maintained in the reactor in an ebullated bed. The entrained catalyst has, as a difference, a particle size and a density adapted to its entrainment. By entrainment of the dispersed catalyst is meant its circulation in the three-phase reactor(s) by the liquid flows, said catalyst circulating with the charge in the said three-phase reactor(s), and being withdrawn from the said three-phase reactor(s) with the liquid effluent produced. These catalysts are well known to those skilled in the art.
Le catalyseur entraîné peut avantageusement être obtenu par injection d'au moins un précurseur de phase active directement dans le ou les réacteurs d'hydroconversion et/ou dans la charge préalablement à l'introduction de ladite charge dans le ou les étapes d'hydroconversion. L'ajout de précurseur peut être introduit en continu ou de façon discontinue (en fonction de l'opération, du type de charges traitées, des spécifications produits recherchés et de l'opérabilité). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le(s) précurseur(s) de catalyseur entraîné est (sont) pré-mélangé(s) à une huile hydrocarbonée composée par exemple d'hydrocarbures dont au moins 50% en poids par rapport au poids total de l'huile hydrocarbonée ont une température d'ébullition comprise entre 180°C et 540°C, pour former un pré-mélange de précurseur dilué. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le précurseur ou le pré-mélange de précurseur dilué est dispersé dans la charge hydrocarbonée lourde, par exemple par mélange dynamique (par exemple à l'aide d'un rotor, d'un agitateur, etc.), par mélange statique (par exemple à l'aide d'un injecteur, par gavage, via un mélangeur statique, etc.), ou uniquement additionné à la charge pour obtenir un mélange. Toutes les techniques de mélange et d'agitation connues de l'homme du métier peuvent être utilisées pour disperser le précurseur ou le mélange de précurseurs dilué dans la charge d'une ou de plusieurs étapes d'hydroconversion.The entrained catalyst can advantageously be obtained by injecting at least one active phase precursor directly into the hydroconversion reactor(s) and/or into the charge prior to the introduction of said charge into the hydroconversion stage(s). The addition of precursor can be introduced continuously or discontinuously (depending on the operation, the type of feedstock treated, the desired product specifications and the operability). According to one or more embodiments, the precursor(s) of entrained catalyst is (are) pre-mixed with a hydrocarbon oil composed for example of hydrocarbons of which at least 50% by weight relative to the total weight of the hydrocarbon oil have a boiling point between 180°C and 540°C, to form a pre-mixture of dilute precursor. According to one or more embodiments, the precursor or the dilute precursor pre-mixture is dispersed in the heavy hydrocarbon feedstock, for example by dynamic mixing (for example using a rotor, an agitator, etc. ), by static mixing (e.g. using an injector, by gavage, via a static mixer, etc.), or only added to the charge to obtain a mixture. All the mixing and agitation techniques known to those skilled in the art can be used to disperse the precursor or the mixture of precursors diluted in the charge of one or more hydroconversion stages.
Le ou lesdits précurseur(s) de phase active du catalyseur non supporté peut ou peuvent être sous forme liquide tels que par exemple des précurseurs de métaux solubles dans des milieux organiques, comme par exemple des octoates de molybdène et/ou des naphténates de molybdène, ou des composés aquasolubles, comme par exemple des acides phosphomolybdiques et/ou des heptamolybdates d'ammonium.The said active phase precursor(s) of the unsupported catalyst may or may be in liquid form such as, for example, precursors of metals soluble in organic media, such as, for example, molybdenum octoates and/or molybdenum naphthenates, or water-soluble compounds, such as for example phosphomolybdic acids and/or ammonium heptamolybdates.
Ledit catalyseur entraîné peut être formé et activé ex situ, en dehors du réacteur dans des conditions adaptées à l'activation, puis être injecté avec la charge. Ledit catalyseur entraîné peut également être formé et activé in situ dans les conditions de réaction d'une des étapes d'hydroconversion.Said entrained catalyst can be formed and activated ex situ, outside the reactor under conditions suitable for activation, then be injected with the charge. Said entrained catalyst can also be formed and activated in situ under the reaction conditions of one of the hydroconversion steps.
Selon un mode de réalisation, ledit catalyseur entraîné peut-être supporté. Dans ce cas, le catalyseur supporté peut avantageusement être obtenu :
- par broyage du catalyseur supporté d'hydroconversion, frais ou usé ou par broyage d'un mélange des catalyseurs frais et usé, ou
- par imprégnation d'au moins un précurseur de phase active sur un support présentant une granulométrie adaptée à son entraînement et de préférence une taille comprise entre 0,001 et 100 µm. La phase active peut être celle décrite plus haut pour le catalyseur d'hydroconversion utilisé dans l'étape d'hydroconversion initiale (a 1), de même que le support. Leur description n'est pas répétée ici.
- by grinding the supported hydroconversion catalyst, fresh or spent, or by grinding a mixture of fresh and spent catalysts, or
- by impregnation of at least one active phase precursor on a support having a particle size suitable for its entrainment and preferably a size comprised between 0.001 and 100 μm. The active phase may be that described above for the hydroconversion catalyst used in the initial hydroconversion step ( a 1 ), as well as the support. Their description is not repeated here.
Dans une des mises en œuvre du procédé selon l'invention, il est utilisé un catalyseur d'hydroconversion différent dans chaque réacteur de cette étape initiale d'hydroconversion (a 1), le catalyseur propose à chaque réacteur étant adapté à la charge envoyée dans ce réacteur.In one of the implementations of the process according to the invention, a different hydroconversion catalyst is used in each reactor of this initial hydroconversion stage ( a 1 ), the catalyst offered to each reactor being adapted to the feed sent into this reactor.
Dans une des mises en œuvre du procédé selon l'invention, il est utilisé plusieurs types de catalyseur dans chaque réacteur.In one of the implementations of the process according to the invention, several types of catalyst are used in each reactor.
Dans une des mises en œuvre du procédé selon l'invention, chaque réacteur contient un ou plusieurs catalyseurs adaptés à un fonctionnement en lit bouillonnant, et éventuellement un ou plusieurs catalyseurs entraîné(s) additionnel(s).In one of the implementations of the process according to the invention, each reactor contains one or more catalysts suitable for operation in an ebullated bed, and optionally one or more additional entrained catalyst(s).
Comme cela est connu, et par exemple décrit dans le brevet
En ce qui concerne le remplacement au moins en partie par du catalyseur régénéré, il est possible d'envoyer le catalyseur usé soutiré du réacteur dans une zone de régénération dans laquelle on élimine le carbone et le soufre qu'il renferme puis de renvoyer ce catalyseur régénéré dans l'étape d'hydroconversion. En ce qui concerne le remplacement au moins en partie par du catalyseur réjuvéné, il est possible d'envoyer le catalyseur usé soutiré du réacteur dans une zone de réjuvénation dans laquelle on élimine la majeure partie des métaux déposés, avant d'envoyer le catalyseur usé et réjuvéné dans une zone de régénération dans laquelle on élimine le carbone et le soufre qu'il renferme puis de renvoyer ce catalyseur régénéré dans l'étape d'hydroconversion.As regards the replacement at least in part by regenerated catalyst, it is possible to send the spent catalyst withdrawn from the reactor to a regeneration zone in which the carbon and the sulfur which it contains are eliminated and then to return this catalyst regenerated in the hydroconversion step. As regards the replacement at least in part by rejuvenated catalyst, it is possible to send the spent catalyst withdrawn from the reactor to a rejuvenation zone in which the major part of the deposited metals is eliminated, before sending the spent catalyst and rejuvenated in an area of regeneration in which the carbon and the sulfur which it contains are eliminated and then this regenerated catalyst is returned to the hydroconversion stage.
La section d'hydroconversion initiale A 1 peut également recevoir, en plus de la charge lourde d'hydrocarbures, au moins l'un des effluents suivant :
- une ou plusieurs charges d'hydrocarbures externes (dans le sens externes au procédé selon l'invention et différentes de la charge initiale), de préférence des coupes d'hydrocarbures externes au procédé, telles que des distillats atmosphériques, des distillats sous vide, des résidus atmosphériques, ou des résidus sous vide ;
- une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires (b j ) réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i), ces étapes (a i) et (b j ) étant décrites plus bas ;
- une partie ou de la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires (b j ) réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i) ;
- une partie de l'effluent d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion supplémentaires (a i) ;
- une partie de la coupe lourde et/ou d'une ou de plusieurs des coupes intermédiaires et/ou d'une ou de plusieurs des coupes légères issues de la première étape de fractionnement (c) du procédé selon l'invention ;
- une partie ou la totalité de l'asphalte résiduel produit dans le désasphalteur D à l'étape de désasphaltage (d) ;
- une partie ou la totalité de la fraction légère de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e) du procédé selon l'invention.
- one or more external hydrocarbon feedstocks (in the sense external to the process according to the invention and different from the initial feedstock), preferably hydrocarbon cuts external to the process, such as atmospheric distillates, vacuum distillates, atmospheric residues, or vacuum residues;
- part of the heavy fraction from one or more intermediate separation stages ( b j ) carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i ), these stages ( a i ) and ( b j ) being described below;
- part or all of one or more intermediate fractions resulting from one or more intermediate separation stages ( b j ) carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i );
- part of the effluent from one or more additional hydroconversion stages ( a i );
- a part of the heavy cut and/or of one or more of the intermediate cuts and/or of one or more of the light cuts resulting from the first fractionation step (c) of the process according to the invention;
- some or all of the residual asphalt produced in the deasphalter D in the deasphalting step (d);
- part or all of the light fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e) of the process according to the invention.
L'effluent liquide issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) peut ensuite subir une étape de séparation intermédiaire (b 1 ) dans une section de séparation intermédiaire B 1 , réalisée entre l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) et une étape d'hydroconversion supplémentaire suivant l'étape initiale d'hydroconversion. Cette étape d'hydroconversion supplémentaire est décrite plus bas. Selon l'invention, cette étape de séparation intermédiaire (b 1 ) est préférée, mais elle reste facultative. En effet, l'effluent liquide issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) peut alternativement être envoyé directement à l'étape d'hydroconversion supplémentaire.The liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) can then undergo an intermediate separation stage ( b 1 ) in an intermediate separation section B 1 , carried out between the initial hydroconversion stage ( a 1 ) and an additional hydroconversion step following the initial hydroconversion step. This additional hydroconversion step is described below. According to the invention, this intermediate separation step ( b 1 ) is preferred, but it remains optional. Indeed, the liquid effluent from the initial hydroconversion step ( a 1 ) can alternatively be sent directly to the additional hydroconversion step.
De manière préférée, au moins une partie de l'effluent liquide issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) est envoyée à l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ).Preferably, at least part of the liquid effluent resulting from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) is sent to the intermediate separation stage ( b 1 ).
L'étape de séparation intermédiaire (b 1 ) sépare une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) pour produire au moins une fraction liquide dite lourde bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C.The intermediate separation stage ( b 1 ) separates part or all of the liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) to produce at least one so-called heavy liquid fraction boiling mainly at a higher temperature or equal to 350°C.
Cette première étape de séparation intermédiaire produit donc au moins deux fractions dont la fraction liquide lourde telle que décrite ci-dessus, la ou les autres coupes étant des coupes légère et intermédiaire(s).This first intermediate separation step therefore produces at least two fractions including the heavy liquid fraction as described above, the other cut(s) being light and intermediate cut(s).
La fraction légère ainsi séparée contient les gaz légers dissous (H2 et C1-C4), le naphta (fraction bouillant à une température inférieure à 150°C), le kérosène (fraction bouillant entre 150°C et 250°C), et au moins une partie du gazole (fraction bouillant entre 250°C et 375°C).The light fraction thus separated contains dissolved light gases (H 2 and C 1 -C 4 ), naphtha (fraction boiling at a temperature below 150°C), kerosene (fraction boiling between 150°C and 250°C) , and at least part of the gas oil (fraction boiling between 250° C. and 375° C.).
La fraction légère peut ensuite être envoyée au moins en partie à une unité de fractionnement (non représenté dans les figures) où les gaz légers (H2 et C1-C4) sont extraits de ladite fraction légère, par exemple par passage dans un ballon de flash. L'hydrogène gazeux ainsi récupéré peut être avantageusement recyclé à l'entrée de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1).The light fraction can then be sent at least in part to a fractionation unit (not shown in the figures) where the light gases (H 2 and C 1 -C 4 ) are extracted from said light fraction, for example by passing through a flash balloon. The gaseous hydrogen thus recovered can advantageously be recycled at the inlet of the initial hydroconversion stage ( a 1 ).
L'unité de fractionnement où peut être envoyée la fraction légère peut également comprendre une colonne de distillation. Dans ce cas, les fractions naphta, kérosène et gazole de la fraction légère envoyée dans ladite colonne sont séparées.The fractionation unit where the light fraction can be sent can also include a distillation column. In this case, the naphtha, kerosene and gas oil fractions of the light fraction sent to said column are separated.
La fraction liquide lourde issue de l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ), bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, contient au moins une fraction bouillant à une température supérieure ou égale à 540°C, appelée résidu sous vide (qui est la fraction non convertie). La fraction liquide lourde issue de l'étape de séparation intermédiaire (b 1), bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, peut également contenir une fraction bouillant entre 375 et 540°C, appelée distillat sous vide. Elle peut éventuellement aussi contenir une partie de la fraction gazole bouillant entre 250 et 375°C.The heavy liquid fraction from the intermediate separation stage ( b 1 ), boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350°C, contains at least one fraction boiling at a temperature greater than or equal to 540°C, called residue under void (which is the unconverted fraction). The heavy liquid fraction from the intermediate separation stage ( b 1 ), boiling mainly at a temperature greater than or equal to 350° C., can also contain a fraction boiling between 375 and 540° C., called vacuum distillate. It may optionally also contain part of the gas oil fraction boiling between 250 and 375°C.
Cette fraction liquide lourde est ensuite envoyée en totalité ou en partie vers une deuxième étape d'hydroconversion (a 2), tel que décrit plus bas.This heavy liquid fraction is then sent in whole or in part to a second hydroconversion stage ( a 2 ), as described below.
L'étape de séparation intermédiaire (b 1 ) peut donc séparer l'effluent liquide issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) en plus de deux fractions liquides, selon les moyens de séparation mis en œuvre.The intermediate separation stage ( b 1 ) can therefore separate the liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) into more than two liquid fractions, depending on the separation means implemented.
La section de séparation intermédiaire B 1 comprend tout moyen de séparation connu par l'homme du métier.The intermediate separation section B 1 comprises any separation means known to those skilled in the art.
La section de séparation intermédiaire B 1 peut ainsi comprendre un ou plusieurs équipements de séparation suivants : un ou plusieurs ballons de flash disposés en série, une ou plusieurs colonnes de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène, une colonne de distillation atmosphérique, une colonne de distillation sous vide.The intermediate separation section B 1 can thus comprise one or more following separation equipment: one or more flash drums arranged in series, one or more steam and/or hydrogen stripping columns, an atmospheric distillation column , a vacuum distillation column.
De préférence, cette étape de séparation intermédiaire (b 1 ) est réalisée par un ou plusieurs ballons de flash disposés en série.Preferably, this intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by one or more flash balloons arranged in series.
Selon une mise en œuvre préférée, l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ) est réalisée par un seul ballon de flash. De manière préférée, le ballon de flash est à une pression et une température proches des conditions opératoires du dernier réacteur de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1).Cette mise en œuvre est préférée notamment car elle permet de réduire le nombre équipement et donc le coût d'investissement.According to a preferred implementation, the intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by a single flash balloon. Preferably, the flash drum is at a pressure and a temperature close to the operating conditions of the last reactor of the initial hydroconversion step ( a 1 ). This implementation is preferred in particular because it makes it possible to reduce the number of equipment and therefore the investment cost.
Selon une autre mise en œuvre, l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ) est réalisée par un enchainement de plusieurs ballons de flash, opérant à des conditions opératoires différentes de celles du dernier réacteur de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1), et conduisant à l'obtention d'au moins la fraction liquide légère, qui peut ensuite être envoyée au moins en partie à une unité de fractionnement, et d'au moins la fraction liquide lourde, qui est ensuite envoyée au moins en partie vers une deuxième étape d'hydroconversion (a 2).According to another implementation, the intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by a sequence of several flash drums, operating at operating conditions different from those of the last reactor of the initial hydroconversion step ( a 1 ), and leading to the obtaining of at least the light liquid fraction, which can then be sent at least in part to a fractionation unit, and of at least the heavy liquid fraction, which is then sent at least in part to a second hydroconversion step ( a 2 ).
Dans une autre mise en œuvre, l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ) est réalisée par une ou plusieurs colonnes de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène. Par ce moyen, l'effluent issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) est séparé en au moins la fraction liquide légère et au moins la fraction liquide lourde. La fraction liquide lourde est ensuite envoyée au moins en partie vers une deuxième étape d'hydroconversion (a 2).In another implementation, the intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by one or more steam and/or hydrogen stripping columns. By this means, the effluent from the initial hydroconversion step ( a 1 ) is separated into at least the light liquid fraction and at least the heavy liquid fraction. The heavy liquid fraction is then sent at least in part to a second hydroconversion stage ( a 2 ).
Dans une autre mise en œuvre; l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ) est réalisée dans une colonne de distillation atmosphérique séparant l'effluent liquide issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1).La fraction liquide lourde récupérée de la colonne de distillation atmosphérique est ensuite envoyée au moins en partie vers une deuxième étape d'hydroconversion (a 2).In another implementation; the intermediate separation stage ( b 1 ) is carried out in an atmospheric distillation column separating the liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ). The heavy liquid fraction recovered from the atmospheric distillation column is then sent at least in part to a second hydroconversion step ( a 2 ).
Dans une autre mise en œuvre; l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ) est réalisée par une colonne de distillation atmosphérique séparant l'effluent liquide issu de la l'étape initiale d'hydroconversion (a 1), et par une colonne de distillation sous vide recevant le résidu de la colonne de distillation atmosphérique et produisant la fraction liquide lourde qui est ensuite envoyée au moins en partie vers une deuxième étape d'hydroconversion (a 2).In another implementation; the intermediate separation step ( b 1 ) is carried out by an atmospheric distillation column separating the liquid effluent from the step initial hydroconversion ( a 1 ), and by a vacuum distillation column receiving the residue from the atmospheric distillation column and producing the heavy liquid fraction which is then sent at least in part to a second hydroconversion stage ( a 2 ).
L'étape de séparation intermédiaire (b 1 ) peut également être constituée d'une combinaison des différentes mises en œuvre décrites ci-dessus, dans un ordre différent de celui décrit ci-dessus.The intermediate separation step ( b 1 ) can also consist of a combination of the different implementations described above, in a different order from that described above.
Optionnellement, avant d'être envoyée vers une deuxième étape d'hydroconversion (a 2) selon l'invention, la fraction liquide lourde peut être soumise à une étape de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène à l'aide d'une ou plusieurs colonnes de stripage, afin d'éliminer de la fraction lourde les composés ayant un point d'ébullition inférieur à 540°C.Optionally, before being sent to a second hydroconversion stage ( a 2 ) according to the invention, the heavy liquid fraction can be subjected to a steam and/or hydrogen stripping stage using one or more stripping columns, in order to eliminate from the heavy fraction the compounds having a boiling point lower than 540°C.
La section de séparation intermédiaire B 1 peut également recevoir, en plus d'une partie ou de la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1), au moins l'un des effluents suivant :
- une partie de la charge lourde hydrocarbonée envoyée à l'étape d'hydroconversion (bypass);
- une ou plusieurs charges d'hydrocarbures externes, de préférence des coupes d'hydrocarbures externes au procédé, telles que des distillats atmosphériques, des distillats sous vide, des résidus atmosphériques, des résidus sous vide ;
- une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires B j réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i), postérieures à l'étape (a 1), comme détaillé plus loin ;
- une partie ou de la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires (b j ) réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i ) ;
- une partie de l'effluent liquide d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion supplémentaires (a i ) décrites plus loin ;
- une partie de la coupe lourde et/ou d'une ou de plusieurs des coupes intermédiaires et/ou d'une ou de plusieurs des coupes légères issues de la première étape de fractionnement (c) détaillé plus bas ;
- une partie ou la totalité de la DAO produite dans le désasphalteur D à l'étape de désasphaltage (d) ;
- une partie ou la totalité de la fraction lourde de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e) ;
- une partie ou la totalité de la fraction légère de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e).
- part of the heavy hydrocarbon feed sent to the hydroconversion stage (bypass);
- one or more external hydrocarbon feedstocks, preferably hydrocarbon cuts external to the process, such as atmospheric distillates, vacuum distillates, atmospheric residues, vacuum residues;
- part of the heavy fraction from one or more intermediate separation stages B j carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i ), subsequent to stage ( a 1 ), as detailed below;
- part or all of one or more intermediate fractions resulting from one or more intermediate separation stages ( b j ) carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i );
- part of the liquid effluent from one or more additional hydroconversion stages ( a i ) described below;
- a part of the heavy cut and/or of one or more of the intermediate cuts and/or of one or more of the light cuts resulting from the first fractionation stage (c) detailed below;
- part or all of the DAO produced in the deasphalter D in the deasphalting step (d) ;
- part or all of the heavy fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e) ;
- part or all of the light fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e).
Dans ce cas, l'effluent supplémentaire peut être envoyé à l'entrée de la section de séparation intermédiaire, ou entre deux équipements différents de la section de séparation intermédiaire, par exemple entre les ballons de flash, les colonnes de stripage et/ou les colonnes de distillation.In this case, the additional effluent can be sent to the inlet of the intermediate separation section, or between two different pieces of equipment of the intermediate separation section, for example between the flash drums, the stripping columns and/or the distillation columns.
Conformément à l'invention, une partie ou la totalité de l'effluent issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1), ou de manière préférée une partie ou la totalité de la fraction lourde issue de l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ), est traitée en présence d'hydrogène dans une étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2) réalisée dans une section d'hydroconversion supplémentaire A 2 , qui suit l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) ou éventuellement l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ).In accordance with the invention, part or all of the effluent from the initial hydroconversion step ( a 1 ), or preferably part or all of the heavy fraction from the intermediate separation step ( b 1 ), is treated in the presence of hydrogen in an additional hydroconversion step ( a 2 ) carried out in an additional hydroconversion section A 2 , which follows the initial hydroconversion step ( a 1 ) or optionally l intermediate separation step ( b 1 ).
Le procédé selon l'invention peut comprendre plus d'une étape d'hydroconversion supplémentaire (a i ), ainsi que plus d'une étape de séparation intermédiaire (b j ) entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires (a i ) consécutives.The process according to the invention may comprise more than one additional hydroconversion step ( a i ), as well as more than one intermediate separation step ( b j ) between two consecutive additional hydroconversion steps ( a i ).
Ainsi, le procédé selon l'invention comprend (n-1) étape(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) dans (n-1) section(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) A j , en présence d'hydrogène, d'au moins une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape d'hydroconversion précédente (a i-1) ou éventuellement d'une fraction lourde issue de l'étape optionnelle de séparation intermédiaire (b j ) entre deux étapes d'hydroconversion consécutives séparant une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de l'étape d'hydroconversion précédente (a i-1) pour produire au moins une fraction lourde bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 350°C, les (n-1) étape(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) étant réalisées de manière à obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en soufre, en carbone Conradson, en métaux, et en azote.Thus, the process according to the invention comprises (n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) in (n-1) additional hydroconversion section(s) A j , in presence of hydrogen, of at least part or all of the liquid effluent from the preceding hydroconversion step ( a i -1 ) or possibly of a heavy fraction from the optional intermediate separation step ( b j ) between two consecutive hydroconversion stages separating part or all of the liquid effluent from the preceding hydroconversion stage ( a i -1 ) to produce at least one heavy fraction boiling mainly at a higher temperature or equal to 350° C., the (n-1) additional hydroconversion stage(s) ( a i ) being carried out so as to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of sulphur, Conradson carbon, metals , and nitrogen.
n est le nombre total d'étapes d'hydroconversion, avec n supérieur ou égal à 2. n is the total number of hydroconversion steps, with n greater than or equal to 2.
i et j sont des indices. i est un entier allant de 2 à n et j étant un entier allant de 1 à (n-1). i and j are indices. i is an integer ranging from 2 to n and j being an integer ranging from 1 to (n-1).
La ou les sections d'hydroconversion supplémentaire(s) A i comportent chacune au moins un réacteur triphasique contenant au moins un catalyseur d'hydroconversion, comme décrit pour la section d'hydroconversion initiale A 1 .The additional hydroconversion section(s) A i each comprise at least one three-phase reactor containing at least one hydroconversion catalyst, as described for the initial hydroconversion section A 1 .
L'étape d'hydroconversion initiale et la ou les étapes d'hydroconversion supplémentaire(s) sont des étapes séparées, réalisées dans des sections d'hydroconversion différentes.The initial hydroconversion step and the additional hydroconversion step(s) are separate steps, carried out in different hydroconversion sections.
Les (n-1) étape(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) sont mises en œuvre de manière similaire à ce qui a été décrit pour l'étape initiale d'hydroconversion, et leur description n'est donc pas répétée ici. Cela vaut pour notamment pour les conditions opératoires, les équipements mis en œuvre, les catalyseurs d'hydroconversion utilisés, à l'exception des précisions données ci-dessous.The (n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) are implemented in a manner similar to what was described for the initial hydroconversion step, and their description is therefore not not repeated here. This applies in particular to the operating conditions, the equipment used, the hydroconversion catalysts used, with the exception of the details given below.
Comme pour l'étape d'hydroconversion initiale (a 1 ), les (n-1) étape(s) d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) sont avantageusement mise en œuvre dans des sections d'hydroconversion initiale A 1 comportant un ou plusieurs réacteurs triphasiques d'hydroconversion, qui peuvent être en série et/ou en parallèle, fonctionnant de préférence en lit bouillonnant, comme décrit plus haut pour l'étape d'hydroconversion initiale (a 1 ). Selon cette mise en œuvre préférée, chaque réacteur triphasique est opéré en lit fluidisé dit lit bouillonnant. Chaque réacteur comporte avantageusement une pompe de recirculation permettant le maintien du catalyseur en lit bouillonnant par recyclage continu d'au moins une partie d'une fraction liquide avantageusement soutirée en tête du réacteur et réinjectée en bas du réacteur.As for the initial hydroconversion step ( a 1 ), the (n-1) additional hydroconversion step(s) ( a i ) are advantageously implemented in initial hydroconversion sections A 1 comprising one or more three-phase hydroconversion reactors, which can be in series and/or in parallel, preferably operating in an ebullated bed, as described above for the initial hydroconversion step ( a 1 ). According to this preferred implementation, each three-phase reactor is operated in a fluidized bed called an ebullating bed. Each reactor advantageously comprises a recirculation pump making it possible to maintain the catalyst in an ebullated bed by continuous recycling of at least part of a liquid fraction advantageously drawn off at the top of the reactor and reinjected at the bottom of the reactor.
Dans ces étapes d'hydroconversion supplémentaires, les conditions opératoires peuvent être plus sévères que dans l'étape initiale d'hydroconversion, notamment en utilisant une température réactionnelle plus importante, restant dans la gamme comprise entre 300°C et 550°C, de préférence entre 350°C et 500°C, et d'une manière plus préférée entre 370°C et 450°C, ou bien en diminuant la quantité d'hydrogène introduite dans le réacteur, restant dans la gamme comprise entre 50 et 5000 Nm3/m3 de charge liquide, de préférence entre 100 et 2000 Nm3/m3, et d'une manière encore plus préférée entre 200 et 1000 Nm3/m3. Les autres paramètres de pression et de VVH sont dans des gammes identiques à celles décrites pour l'étape initiale d'hydroconversion.In these additional hydroconversion steps, the operating conditions can be more severe than in the initial hydroconversion step, in particular by using a higher reaction temperature, remaining in the range between 300° C. and 550° C., preferably between 350°C and 500°C, and more preferably between 370°C and 450°C, or by reducing the quantity of hydrogen introduced into the reactor, remaining in the range between 50 and 5000 Nm 3 /m 3 of liquid filler, preferably between 100 and 2000 Nm 3 /m 3 , and even more preferably between 200 and 1000 Nm 3 /m 3 . The other pressure and VVH parameters are in ranges identical to those described for the initial hydroconversion step.
Le catalyseur utilisé dans le ou les réacteurs d'une étape d'hydroconversion supplémentaire peut être le même que celui mis en œuvre dans le ou les réacteurs de l'étape initiale d'hydroconversion, ou peut également être un catalyseur plus adapté à l'hydroconversion de coupes résiduelles contenant une DAO. Dans ce cas, le catalyseur peut avoir une porosité du support ou contenir des teneurs en métaux, adaptées à l'hydroconversion de charges contenant des coupes de DAO.The catalyst used in the reactor(s) of an additional hydroconversion stage may be the same as that used in the reactor(s) of the initial hydroconversion stage, or may also be a catalyst more suitable for hydroconversion of residual cuts containing a DAO. In this case, the catalyst may have a porosity of the support or contain metal contents suitable for the hydroconversion of feedstocks containing DAO cuts.
S'agissant du remplacement possible du catalyseur usagé, le taux de remplacement de catalyseur appliqué dans le ou les réacteurs d'une étape d'hydroconversion supplémentaire peut être le même que celui utilisé pour le ou les réacteurs de l'étape initiale d'hydroconversion, ou être plus adapté à l'hydroconversion de coupes résiduelles contenant une DAO. Dans ce cas, le taux de remplacement du catalyseur peut être plus faible, adapté à l'hydroconversion de charges contenant des coupes de DAO.With regard to the possible replacement of the spent catalyst, the catalyst replacement rate applied in the reactor(s) of an additional hydroconversion stage may be the same as that used for the reactor(s) of the initial hydroconversion stage , or be more suitable for the hydroconversion of residual cuts containing a DAO. In this case, the catalyst replacement rate can be lower, suitable for the hydroconversion of feedstocks containing DAO cuts.
Les autres étapes de séparation intermédiaire (b j ) pouvant être réalisées chacune entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaire(s) A i consécutives sont également mises en œuvre de manière similaire à ce qui a été décrit pour l'étape de séparation intermédiaire (b 1 ), et la description de ces étapes (b j ) n'est donc pas répétée ici.The other intermediate separation steps ( b j ) each of which can be carried out between two consecutive additional hydroconversion steps A i are also implemented in a manner similar to what has been described for the intermediate separation step ( b 1 ), and the description of these steps ( b j ) is therefore not repeated here.
Dans une mise en œuvre préférée, le procédé selon l'invention comprend toujours une étape de séparation intermédiaire (b j ) entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaire(s) (a i ) consécutives. Selon une mise en œuvre alternative, l'effluent issu d'une étape d'hydroconversion supplémentaire (a i ) est directement envoyé dans une autre étape d'hydroconversion supplémentaire (a i+1 ) à la suite de l'étape (a i ).In a preferred implementation, the process according to the invention always comprises an intermediate separation step ( b j ) between two consecutive additional hydroconversion steps ( a i ). According to an alternative implementation, the effluent from an additional hydroconversion stage ( a i ) is sent directly to another additional hydroconversion stage ( a i + 1 ) following stage ( a i ).
Selon une mise en œuvre préférée, le procédé comprend une seule étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2), et d'une étape de séparation intermédiaire (b 1 ). En référence aux figures en particulier, il s'agit du cas où n est égal à 2, avec i prenant l'unique valeur de 2 et j l'unique valeur de 1.According to a preferred implementation, the process comprises a single additional hydroconversion step ( a 2 ), and an intermediate separation step ( b 1 ). With reference to the figures in particular, this is the case where n is equal to 2, with i taking the unique value of 2 and j the unique value of 1.
Conformément à l'invention, au moins une partie de la DAO issue de l'étape de désasphaltage (d) détaillée plus loin, et/ou au moins une partie de la fraction lourde de la DAO issue d'une deuxième étape de fractionnement (e) également détaillée plus loin, est recyclée en étant envoyée à une étape d'hydroconversion supplémentaire (a i ) et/ou à une étape de séparation intermédiaire (b j ). Le procédé selon l'invention exclut ainsi un recyclage de la DAO ou d'une fraction lourde de la DAO à l'étape initiale d'hydroconversion.In accordance with the invention, at least part of the DAO from the deasphalting step (d) detailed below, and/or at least part of the heavy fraction of the DAO from a second fractionation step ( e) also detailed below, is recycled by being sent to an additional hydroconversion stage ( a i ) and/or to an intermediate separation stage ( b j ). The process according to the invention thus excludes recycling of the DAO or of a heavy fraction of the DAO in the initial hydroconversion step.
La DAO ou la fraction lourde de la DAO ainsi recyclée peut alors être co-traitée dans une section d'hydroconversion supplémentaire A i avec au moins une partie de l'effluent provenant de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) ou d'une étape d'hydroconversion supplémentaire (a i ), ou de manière plus préférée co-traitée avec au moins une partie de la fraction lourde issue d'une étape de séparation intermédiaire (b j ).The DAO or the heavy fraction of the DAO thus recycled can then be co-treated in an additional hydroconversion section A i with at least part of the effluent coming from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) or d a hydroconversion step additional ( a i ), or more preferably co-treated with at least part of the heavy fraction from an intermediate separation step ( b j ).
Chaque section d'hydroconversion supplémentaire A i peut également recevoir, en plus de l'effluent issu de l'étape initiale d'hydroconversion ou d'une étape d'hydroconversion supplémentaire précédente (a i-1) ou encore, de manière préférée, en plus de la fraction lourde issu d'une étape de séparation intermédiaire (b j ), au moins l'un des effluents suivant :
- une partie de la charge lourde hydrocarbonée envoyée à l'étape initiale d'hydroconversion (bypass) ;
- une ou plusieurs charges d'hydrocarbures externes, de préférence des coupes d'hydrocarbures externes au procédé, telles que des distillats atmosphériques, des distillats sous vide, des résidus atmosphériques, ou des résidus sous vide ;
- une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires B j ultérieures réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i ) ;
- une partie ou de la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires (b j ) ultérieures réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i ) ;
- une partie de l'effluent d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion d'hydroconversion supplémentaires ultérieure (a j+1) ;
- une partie de la coupe lourde et/ou d'une ou de plusieurs des coupes intermédiaires et/ou d'une ou de plusieurs des coupes légères issues de la première étape de fractionnement (c) du procédé selon l'invention ;
- une partie ou la totalité de la DAO produite dans le désasphalteur D à l'étape de désasphaltage (d) ;
- une partie ou la totalité de la fraction lourde de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e) du procédé selon l'invention ;
- une partie ou la totalité de la fraction légère de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e) ;
- une partie ou la totalité de l'asphalte résiduel produit dans le désasphalteur D à l'étape de désasphaltage (d).
- part of the heavy hydrocarbon feed sent to the initial hydroconversion stage (bypass);
- one or more external hydrocarbon feedstocks, preferably hydrocarbon cuts external to the process, such as atmospheric distillates, vacuum distillates, atmospheric residues, or vacuum residues;
- a part of the heavy fraction resulting from one or more subsequent intermediate separation stages B j carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i );
- part or all of one or more intermediate fractions resulting from one or more subsequent intermediate separation stages ( b j ) carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i );
- part of the effluent from one or more subsequent additional hydroconversion hydroconversion stages ( a j +1 );
- a part of the heavy cut and/or of one or more of the intermediate cuts and/or of one or more of the light cuts resulting from the first fractionation step (c) of the process according to the invention;
- part or all of the DAO produced in the deasphalter D in the deasphalting step (d) ;
- part or all of the heavy fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e) of the process according to the invention;
- part or all of the light fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e) ;
- some or all of the residual asphalt produced in the deasphalter D in the deasphalting step (d).
Chaque section de séparation intermédiaire B j peut également recevoir, en plus d'une partie ou de la totalité de l'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) ou d'une étape d'hydroconversion supplémentaire précédente (a i-1), au moins l'un des effluents suivant :
- une partie de la charge lourde hydrocarbonée envoyée à l'étape d'hydroconversion (bypass);
- une ou plusieurs charges d'hydrocarbures externes, de préférence des coupes d'hydrocarbures externes au procédé, telles que des distillats atmosphériques, des distillats sous vide, des résidus atmosphériques, des résidus sous vide ;
- une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires B j ultérieures réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i ) ;
- une partie ou de la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires (b j ) ultérieures réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i ) ;
- une partie de l'effluent liquide d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion supplémentaires (a i ) ultérieures ;
- une partie de la coupe lourde et/ou d'une ou de plusieurs des coupes intermédiaires et/ou d'une ou de plusieurs des coupes légères issues de la première étape de fractionnement (c) ;
- une partie ou la totalité de la DAO produite dans le désasphalteur D à l'étape de désasphaltage (d) ;
- une partie ou la totalité de la fraction lourde de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e) ;
- une partie ou la totalité de la fraction légère de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e).
- part of the heavy hydrocarbon feed sent to the hydroconversion stage (bypass);
- one or more external hydrocarbon feedstocks, preferably hydrocarbon cuts external to the process, such as atmospheric distillates, vacuum distillates, atmospheric residues, vacuum residues;
- a part of the heavy fraction resulting from one or more subsequent intermediate separation stages B j carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i );
- part or all of one or more intermediate fractions resulting from one or more subsequent intermediate separation stages ( b j ) carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i );
- part of the liquid effluent from one or more subsequent additional hydroconversion stages ( a i );
- a part of the heavy cut and/or of one or more of the intermediate cuts and/or of one or more of the light cuts resulting from the first fractionation step (c) ;
- part or all of the DAO produced in the deasphalter D in the deasphalting step (d) ;
- part or all of the heavy fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e) ;
- part or all of the light fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e).
Dans ce cas, l'effluent supplémentaire peut être envoyé à l'entrée de la section de séparation intermédiaire B j , ou entre deux équipements différents de la section de séparation intermédiaire B j , par exemple entre les ballons de flash, les colonnes de stripage et/ou les colonnes de distillation.In this case, the additional effluent can be sent to the inlet of the intermediate separation section B j , or between two different pieces of equipment of the intermediate separation section B j , for example between the flash drums, the stripping columns and/or distillation columns.
L'effluent liquide hydroconverti issu de la dernière étape d'hydroconversion supplémentaire (an ) subit ensuite au moins en partie une étape de fractionnement (c) dans une première section de fractionnement C. The hydroconverted liquid effluent from the last additional hydroconversion step ( a n ) then undergoes at least part of a fractionation step (c) in a first fractionation section C.
Cette première étape de fractionnement (c) sépare une partie ou la totalité de l'effluent issu de l'étape (an ) en plusieurs fractions dont au moins une coupe liquide lourde bouillant majoritairement à une température supérieure à 350°C, de préférence supérieure à 500°C et de manière préférée supérieure à 540°C. La coupe liquide lourde contient une fraction bouillant à une température supérieure à 540°C, appelée résidu sous vide (qui est la fraction non convertie). Elle peut contenir une partie de la fraction gazole bouillant entre 250 et 375°C et une fraction bouillant entre 375 et 540°C appelé distillat sous vide.This first fractionation stage (c) separates part or all of the effluent from stage ( a n ) into several fractions including at least one heavy liquid fraction boiling mainly at a temperature above 350° C., preferably greater than 500°C and preferably greater than 540°C. The heavy liquid cut contains a fraction boiling at a temperature above 540° C., called vacuum residue (which is the unconverted fraction). It may contain part of the gas oil fraction boiling between 250 and 375°C and a fraction boiling between 375 and 540°C called vacuum distillate.
Cette première étape de fractionnement produit donc au moins deux fractions dont la fraction liquide lourde telle que décrite ci-dessus, la ou les autres coupes étant des coupes légère et intermédiaire(s).This first fractionation step therefore produces at least two fractions including the heavy liquid fraction as described above, the other cut(s) being light and intermediate cut(s).
La première section de fractionnement C comprend tout moyen de séparation connu par l'homme du métier.The first fractionation section C comprises any separation means known to those skilled in the art.
La première section de fractionnement C peut ainsi comprendre un ou plusieurs équipements de séparation suivants : un ou plusieurs ballons de flash disposés en série, et de préférence un enchaînement d'au moins deux ballons de flash successifs, une ou plusieurs colonnes de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène, une colonne de distillation atmosphérique, une colonne de distillation sous vide.The first fractionating section C can thus comprise one or more following separation equipment: one or more flash drums arranged in series, and preferably a sequence of at least two successive flash drums, one or more stripping columns at the steam and/or hydrogen, an atmospheric distillation column, a vacuum distillation column.
Selon une mise en œuvre, cette première étape de fractionnement (c) est réalisée par un enchaînement d'au moins deux ballons de flash successifs.According to one implementation, this first splitting step (c) is performed by linking at least two successive flash balloons.
Selon une autre mise en œuvre, cette première étape de fractionnement (c) est réalisée par une ou plusieurs colonnes de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène.According to another implementation, this first fractionation step (c) is carried out by one or more steam and/or hydrogen stripping columns.
Selon une autre mise en œuvre préférée, cette première étape de fractionnement (c) est réalisée par une colonne de distillation atmosphérique, et plus préférentiellement par une colonne de distillation atmosphérique et une colonne sous vide recevant le résidu atmosphérique.According to another preferred implementation, this first fractionation step (c) is carried out by an atmospheric distillation column, and more preferably by an atmospheric distillation column and a vacuum column receiving the atmospheric residue.
Selon la mise en œuvre la plus préférée, cette première étape de fractionnement (c) est réalisée par un ou plusieurs ballons de flash, une colonne de distillation atmosphérique et une colonne sous vide recevant le résidu atmosphérique. Cette configuration permet de réduire la taille du désasphalteur en aval, minimisant ainsi les coûts d'investissement et les coûts opératoires.According to the most preferred implementation, this first fractionation step (c) is carried out by one or more flash drums, an atmospheric distillation column and a vacuum column receiving the atmospheric residue. This configuration makes it possible to reduce the size of the deasphalter downstream, thus minimizing the investment costs and the operating costs.
La première section de fractionnement C peut également recevoir, en plus d'une partie ou de la totalité de l'effluent liquide hydroconverti issu de la dernière étape d'hydroconversion supplémentaire (a n), au moins l'un des effluents suivant :
- une partie de la charge lourde hydrocarbonée envoyée à l'étape d'hydroconversion (bypass);
- une ou plusieurs charges d'hydrocarbures externes, de préférence des coupes d'hydrocarbures externes au procédé, telles que des distillats atmosphériques, des distillats sous vide, des résidus atmosphériques, des résidus sous vide ;
- une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires B j réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i) ;
- une partie de l'effluent liquide d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion supplémentaires (a i) ;
- une partie d'une ou de plusieurs des coupes intermédiaires issues de la première étape de fractionnement (c) ;
- une partie de la DAO produite dans le désasphalteur D à l'étape de désasphaltage (d) ;
- une partie de la fraction lourde de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e) ;
- une partie ou la totalité de la fraction légère de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement (e).
- part of the heavy hydrocarbon feed sent to the hydroconversion stage (bypass);
- one or more external hydrocarbon feedstocks, preferably hydrocarbon cuts external to the process, such as atmospheric distillates, vacuum distillates, atmospheric residues, vacuum residues;
- part of the heavy fraction from one or more intermediate separation stages B j carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i );
- part of the liquid effluent from one or more additional hydroconversion stages ( a i );
- a portion of one or more of the intermediate cuts from the first fractionation step (c) ;
- a portion of the DAO produced in the deasphalter D in the deasphalting step (d) ;
- a part of the heavy fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e) ;
- part or all of the light fraction of the DAO produced in the second fractionation step (e).
Dans ce cas, l'effluent supplémentaire peut être envoyé à l'entrée de la section de séparation intermédiaire, ou entre deux équipements différents de la section de séparation intermédiaire, par exemple entre les ballons de flash, les colonnes de stripage et/ou les colonnes de distillation.In this case, the additional effluent can be sent to the inlet of the intermediate separation section, or between two different pieces of equipment of the intermediate separation section, for example between the flash drums, the stripping columns and/or the distillation columns.
La coupe lourde issue de la première étape de fractionnement (c) subit ensuite conformément au procédé selon l'invention en partie ou en totalité une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur D, avec au moins un solvant hydrocarboné, pour extraire une DAO et un asphalte résiduel.The heavy cut from the first fractionation step (c) then undergoes, in accordance with the process according to the invention, in part or in whole, a deasphalting step (d) in a deasphalter D, with at least one hydrocarbon solvent, to extract a DAO and residual asphalt.
Le désasphalteur D peut également recevoir au moins l'un des effluents suivant :
- une partie de la charge lourde hydrocarbonée envoyée à l'étape d'hydroconversion (bypass);
- une ou plusieurs charges d'hydrocarbures externes de préférence des coupes d'hydrocarbures externes au procédé, telles que des distillats atmosphériques, des distillats sous vide, des résidus atmosphériques, des résidus sous vide ;
- une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires (b j ) réalisées entre deux étapes d'hydroconversion supplémentaires consécutives (a i ) (non représenté à la
figure 1 ) ; - une partie de l'effluent liquide de l'étape initiale d'hydroconversion (a 1) ou d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion supplémentaires (a i ) (non représenté à la
figure 1 ) ;
- part of the heavy hydrocarbon feed sent to the hydroconversion stage (bypass);
- one or more feedstocks of external hydrocarbons, preferably hydrocarbon cuts external to the process, such as atmospheric distillates, vacuum distillates, atmospheric residues, vacuum residues;
- part of the heavy fraction from one or more intermediate separation stages ( b j ) carried out between two consecutive additional hydroconversion stages ( a i ) (not shown in
figure 1 ); - part of the liquid effluent from the initial hydroconversion stage ( a 1 ) or from one or more additional hydroconversion stages ( a i ) (not shown in
figure 1 );
L'étape de désasphaltage (d) à l'aide d'un solvant (ou SDA pour Solvent DeAsphalting en anglais) est effectuée dans des conditions bien connues de l'homme de métier. On peut ainsi se référer à l'article de
Le désasphaltage peut être réalisé dans un ou plusieurs mélangeurs-décanteurs ou dans une ou plusieurs colonnes d'extraction. Le désasphalteur D comprend ainsi au moins un mélangeur-décanteur ou au moins une colonne d'extraction.The deasphalting can be carried out in one or more mixer-settlers or in one or more extraction columns. The deasphalter D thus comprises at least one mixer-settler or at least one extraction column.
Le désasphaltage est une extraction liquide-liquide généralement effectué à une température moyenne comprise entre 60°C et 250°C avec au moins un solvant hydrocarboné. Les solvants utilisés pour le désasphaltage sont des solvants à faible point d'ébullition, de préférence des solvants paraffiniques, et de manière préférée plus lourds que le propane, et de préférence ayant de 3 à 7 atomes de carbone. Les solvants préférés comprennent le propane, le butane, l'isobutane, le pentane, l'isopentane, le neopentane, l'hexane, des isohexanes, des hydrocarbures en C6, l'heptane, des hydrocarbures en C7, des essences légères plus ou moins apolaires, ainsi que les mélanges obtenus à partir des solvants précités. De préférence, le solvant est le butane, le pentane ou l'hexane, ainsi que leurs mélanges. Le ou les solvants sont éventuellement additionnés d'au moins un additif. Les solvants utilisables et les additifs sont largement décrits dans la littérature. Les ratios solvant/charge (volume/volume) entrant dans le désasphalteur D sont généralement compris entre 3/1 et 16/1, et de préférence entre 4/1 et 8/1. Il est également possible et avantageux d'effectuer la récupération du solvant selon le procédé opticritique c'est-à-dire en utilisant un solvant dans des conditions supercritiques dans la section de séparation. Ce procédé permet en particulier d'améliorer notablement l'économie globale du procédé.Deasphalting is a liquid-liquid extraction generally carried out at an average temperature between 60°C and 250°C with at least one hydrocarbon solvent. The solvents used for deasphalting are low boiling point solvents, preferably paraffinic solvents, and preferably heavier than propane, and preferably having 3 to 7 carbon atoms. Preferred solvents include propane, butane, isobutane, pentane, isopentane, neopentane, hexane, isohexanes, C 6 hydrocarbons, heptane, C 7 hydrocarbons, light gasolines more or less apolar, as well as the mixtures obtained from the aforementioned solvents. Preferably, the solvent is butane, pentane or hexane, as well as their mixtures. The solvent or solvents are optionally added with at least one additive. The solvents which can be used and the additives are widely described in the literature. The solvent/feed (volume/volume) ratios entering deasphalter D are generally between 3/1 and 16/1, and preferably between 4/1 and 8/1. It is also possible and advantageous to carry out the recovery of the solvent according to the opticcritical process, that is to say by using a solvent under supercritical conditions in the separation section. This method makes it possible in particular to significantly improve the overall economy of the method.
Dans le cadre de la présente invention, on préfère mettre en œuvre une technique utilisant au moins une colonne d'extraction et de préférence une seule (par ex. le procédé Solvahl™). Avantageusement, tel que dans le procédé Solvahl™ avec une colonne d'extraction unique, les ratios solvant/charge (volume/volume) entrant dans le désasphalteur D sont faibles, typiquement compris entre 4/1 et 8/1, voire entre 4/1 et 6/1.In the context of the present invention, it is preferred to implement a technique using at least one extraction column and preferably only one (for example the Solvahl ™ process). Advantageously, as in the Solvahl ™ process with a single extraction column, the solvent/feed (volume/volume) ratios entering the deasphalter D are low, typically between 4/1 and 8/1, or even between 4/ 1 and 6/1.
Selon une mise en œuvre préférée, on opère le désasphaltage dans une colonne d'extraction à une température comprise entre 60°C et 250°C avec au moins un solvant hydrocarboné ayant de 3 à 7 atomes de carbone, et un ratio solvant/charge (volume/volume) compris entre 4/1 et 6/1.According to a preferred implementation, the deasphalting is carried out in an extraction column at a temperature between 60° C. and 250° C. with at least one hydrocarbon solvent having from 3 to 7 carbon atoms, and a solvent / charge ratio (volume/volume) between 4/1 and 6/1.
Le désasphalteur D produit une DAO pratiquement exempte d'asphaltènes C7 et un asphalte résiduel concentrant la majeure partie des impuretés du résidu, ledit asphalte résiduel étant soutiré.The deasphalter D produces a DAO practically free of asphaltenes C 7 and a residual asphalt concentrating the major part of the impurities of the residue, said residual asphalt being withdrawn.
Le rendement en DAO est généralement compris entre 40% poids et 95% poids selon les conditions opératoires et le solvant utilisés, et selon la charge envoyée au désasphalteur D et notamment la qualité de la coupe liquide lourde issue de la première étape de fractionnement (c). The DAO yield is generally between 40% by weight and 95% by weight depending on the operating conditions and the solvent used, and depending on the load sent to the deasphalter D and in particular the quality of the heavy liquid cut resulting from the first fractionation stage (c ).
Le Tableau 1 suivant donne les gammes des conditions opératoires typiques pour le désasphaltage en fonction du solvant :
Les conditions du désasphaltage sont adaptées à la qualité de la DAO à extraire et à la charge entrant dans le désasphalteur D. The deasphalting conditions are adapted to the quality of the DAO to be extracted and to the load entering the deasphalter D.
Ces conditions permettent un abaissement important de la teneur en soufre, en carbone Conradson et de la teneur en asphaltènes C7.These conditions allow a significant lowering of the sulfur content, of Conradson carbon and of the C 7 asphaltenes content.
La DAO obtenue présente avantageusement une teneur en asphaltènes C7 inférieure à 2% poids en général, de préférence inférieure à 0,5% poids, de manière préférée inférieure à 0,05% poids mesurée en C7 insolubles.The DAO obtained advantageously has a content of C 7 asphaltenes of less than 2% by weight in general, preferably of less than 0.5% by weight, preferably of less than 0.05% by weight measured of C 7 insolubles.
Conformément à l'invention, la DAO ainsi produite est soit envoyée à une deuxième étape de fractionnement (e) du procédé selon l'invention, soit recyclée au moins en partie à une ou plusieurs des étapes de séparation intermédiaires (b j ) et/ou directement à l'entrée d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion supplémentaires (a i ), et de manière plus préférée à l'entrée de la dernière étape d'hydroconversion supplémentaire (an ).In accordance with the invention, the DAO thus produced is either sent to a second fractionation stage (e) of the process according to the invention, or recycled at least in part to one or more of the intermediate separation stages ( b j ) and/ or directly at the entrance to one or more additional hydroconversion stages ( a i ), and more preferably at the entrance to the last additional hydro conversion stage ( a n ).
La DAO issue de l'étape de désasphaltage (d) peut subir, au moins en partie, un deuxième fractionnement dans une deuxième section de fractionnement E, afin de produire au moins deux fractions.The DAO from the deasphalting step (d) can undergo, at least in part, a second fractionation in a second fractionation section E, in order to produce at least two fractions.
De manière préférée, une partie ou de la totalité de la DAO issue de l'étape de désasphaltage (d) est envoyée à cette deuxième étape de fractionnement (e). Preferably, part or all of the DAO from the deasphalting step (d) is sent to this second fractionation step (e).
La deuxième section de fractionnement E comprend tout moyen de séparation connu par l'homme du métier.The second fractionation section E comprises any separation means known to those skilled in the art.
La deuxième section de fractionnement E peut ainsi comprendre un ou plusieurs équipements de séparation suivants : un ou plusieurs ballons de flash disposés en série, et de préférence un enchaînement d'au moins deux ballons de flash successifs, une ou plusieurs colonnes de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène, une colonne de distillation atmosphérique, une colonne de distillation sous vide.The second fractionating section E can thus comprise one or more following separation equipment: one or more flash drums arranged in series, and preferably a sequence of at least two successive flash drums, one or more stripping columns at the steam and/or hydrogen, an atmospheric distillation column, a vacuum distillation column.
Selon une mise en oeuvre, cette deuxième étape de fractionnement (e) est réalisée par un enchaînement d'au moins deux ballons de flash successifs.According to one implementation, this second splitting step (e) is carried out by linking at least two successive flash balloons.
Selon une autre mise en œuvre, cette deuxième étape de fractionnement (e) est réalisée par une ou plusieurs colonnes de stripage à la vapeur et/ou à l'hydrogène.According to another implementation, this second fractionation step (e) is carried out by one or more steam and/or hydrogen stripping columns.
Selon une autre mise en œuvre préférée, cette deuxième étape de fractionnement (e) est réalisée par une colonne de distillation atmosphérique, et plus préférentiellement par une colonne de distillation atmosphérique et une colonne sous vide recevant le résidu atmosphérique.According to another preferred implementation, this second fractionation step (e) is carried out by an atmospheric distillation column, and more preferably by an atmospheric distillation column and a vacuum column receiving the atmospheric residue.
Selon une autre mise en œuvre préférée, cette deuxième étape de fractionnement (e) est réalisée par un ou plusieurs ballons de flash, une colonne de distillation atmosphérique et une colonne sous vide recevant le résidu atmosphérique.According to another preferred implementation, this second fractionation stage (e) is carried out by one or more flash drums, an atmospheric distillation column and a vacuum column receiving the atmospheric residue.
Selon une autre mise en œuvre préférée, cette deuxième étape de fractionnement (e) est réalisée par une colonne sous vide.According to another preferred implementation, this second fractionation step (e) is carried out by a vacuum column.
Le choix des équipements de la section de fractionnement E dépend de préférence du choix des équipements de la première section de fractionnement C et des charges introduites dans le désasphalteur D. The choice of the equipment of the splitting section E preferably depends on the choice of the equipment of the first splitting section C and of the loads introduced into the deasphalter D.
Selon le procédé de l'invention, la fraction lourde de la DAO ainsi produite dans la deuxième section de fractionnement E est ensuite recyclée au moins en partie à une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaire et/ou directement à l'entrée d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion supplémentaires (a i), et de manière plus préférée à l'entrée de la dernière étape d'hydroconversion supplémentaires (an ).According to the process of the invention, the heavy fraction of the DAO thus produced in the second fractionation section E is then recycled at least in part to one or more intermediate separation stages and/or directly to the inlet of one or several additional hydroconversion steps ( a i ), and more preferably at the inlet of the last additional hydroconversion step ( a n ).
Selon une mise en œuvre préférée, la coupe lourde issue de la première section de fractionnement C du procédé selon l'invention est un résidu atmosphérique qui sort d'une colonne de distillation atmosphérique. L'absence de colonne de distillation sous vide permet d'éviter la concentration des sédiments et l'encrassement rapide de la colonne de distillation sous vide. Le résidu atmosphérique ainsi produit est ensuite envoyé à au désasphalteur D pour opérer l'étape de désasphaltage (d), produisant un asphalte résiduel et une DAO quasiment exempte d'asphaltènes C7 et de sédiments, mais contenant à la fois une fraction de distillat sous vide et une fraction de résidu sous vide. Cette DAO ainsi obtenue peut ensuite être envoyée à la deuxième section de fractionnement E du procédé selon l'invention, composée d'une colonne de distillation sous vide et ayant pour objectif de séparer la DAO en au moins une fraction légère de la DAO dont le point d'ébullition est majoritairement en dessous de 500°C et au moins une fraction lourde de la DAO dont le point d'ébullition est majoritairement au-dessus de 500°C. Comme la DAO produite dans le désasphalteur D est exempte de sédiments et ne contient quasiment plus d'asphaltènes C7, la colonne de distillation sous vide ne s'encrassera que très lentement, évitant ainsi les arrêts et les mises hors service fréquents pour le nettoyage de la colonne de distillation sous vide. La fraction lourde de la DAO ainsi produite est ensuite avantageusement recyclée au moins en partie à l'entrée de la dernière étape d'hydroconversion supplémentaire (an ).According to a preferred implementation, the heavy cut resulting from the first fractionation section C of the process according to the invention is an atmospheric residue which leaves an atmospheric distillation column. The absence of a vacuum distillation column avoids the concentration of sediments and rapid fouling of the vacuum distillation column. The atmospheric residue thus produced is then sent to the deasphalter D to operate the deasphalting stage (d), producing a residual asphalt and a DAO practically free of C 7 asphaltenes and sediments, but containing both a fraction of distillate under vacuum and a residue fraction under vacuum. This DAO thus obtained can then be sent to the second fractionation section E of the process according to the invention, consisting of a vacuum distillation column and having the objective of separating the DAO into at least one light fraction of the DAO whose boiling point is predominantly below 500°C and at least one heavy fraction of the DAO whose boiling point is predominantly above 500°C. As the DAO produced in Deasphalter D is sediment-free and contains virtually no C 7 asphaltenes, the vacuum distillation column will only foul very slowly, thus avoiding frequent shutdowns and shutdowns for cleaning of the vacuum distillation column. The heavy fraction of the DAO thus produced is then advantageously recycled at least in part at the inlet of the last additional hydroconversion stage ( a n ).
Le procédé selon l'invention améliore donc la stabilité des effluents liquides traités lors de l'hydroconversion, et plus particulièrement lors des étapes d'hydroconversion supplémentaires recevant au moins une partie de la DAO et/ou de la fraction lourde de la DAO, tout en augmentant considérablement la conversion de la charge lourde hydrocarbonée.The process according to the invention therefore improves the stability of the liquid effluents treated during the hydroconversion, and more particularly during the additional hydroconversion stages receiving at least a part of the DAO and/or of the heavy fraction of the DAO, while by considerably increasing the conversion of the heavy hydrocarbon feedstock.
Le procédé selon l'invention comprend le recyclage d'au moins une partie de la DAO issue de l'étape (d) et/ou d'au moins une partie de la fraction lourde de la DAO issue de l'étape (e) à une étape d'hydroconversion supplémentaire (a i ) et/ou à une étape de séparation intermédiaire (b j ).The process according to the invention comprises the recycling of at least part of the DAO resulting from stage (d) and/or of at least a part of the heavy fraction of the DAO resulting from stage (e) to an additional hydroconversion step ( a i ) and/or to an intermediate separation step ( b j ).
Ce recyclage a été décrit précédemment en relation avec les étapes de désasphaltage (d) et de deuxième fractionnement (e). This recycling was previously described in relation to the deasphalting (d) and second fractionation (e) stages.
Le procédé selon l'invention peut comprendre d'autres recyclages, les effluents recyclés pouvant être issus de la deuxième étape de fractionnement (e), de l'étape de désasphaltage (d), d'une étape d'hydroconversion supplémentaire (a i ), ou d'une étape de séparation intermédiaire (b j ).The process according to the invention may comprise other recyclings, the recycled effluents possibly coming from the second fractionation stage (e), from the deasphalting stage (d), from an additional hydroconversion stage ( a i ), or an intermediate separation step ( b j ).
Selon une mise en œuvre, le procédé comprend le recyclage (r1 ) d'une partie ou de la totalité de la fraction légère de la DAO issue de l'étape (e) dans la section d'hydroconversion initiale A 1 et/ou dans au moins une section d'hydroconversion supplémentaire A i et/ou dans au moins une section de séparation intermédiaire B j et/ou dans la première section de fractionnement C. According to one implementation, the method comprises the recycling ( r 1 ) of part or all of the light fraction of the DAO from step (e) in the initial hydroconversion section A 1 and/or in at least one additional hydroconversion section A i and/or in at least one intermediate separation section B j and/or in the first fractionation section C.
Selon une mise en œuvre, le procédé comprend le recyclage (r2 ) d'une partie de la fraction lourde de la DAO issue de l'étape (e) dans la première section de fractionnement C. According to one implementation, the method comprises the recycling ( r 2 ) of part of the heavy fraction of the DAO resulting from step (e) in the first fractionation section C.
Selon une mise en œuvre, le procédé comprend le recyclage (r3 ) d'une partie de la DAO issue de l'étape (d) dans la première section de fractionnement C. According to one implementation, the method comprises the recycling ( r 3 ) of part of the DAO resulting from step (d) in the first fractionation section C.
Selon une mise en œuvre, le procédé comprend le recyclage (r4 ) d'une partie ou de la totalité de l'asphalte résiduel issu de l'étape (d) dans la section d'hydroconversion initiale A 1 et/ou dans au moins une section d'hydroconversion supplémentaire A i . De préférence, l'asphalte résiduel est recyclé dans une section d'hydroconversion différente de celle qui reçoit la DAO ou la fraction lourde de la DAO.According to one implementation, the method comprises the recycling ( r 4 ) of part or all of the residual asphalt resulting from step (d) in the initial hydroconversion section A 1 and/or in at least one additional hydroconversion section A i . Preferably, the residual asphalt is recycled in a hydroconversion section different from that which receives the DAO or the heavy fraction of the DAO.
Selon une mise en œuvre, le procédé comprend le recyclage (r 5) d'une partie de l'effluent liquide hydroconverti d'une section d'hydroconversion supplémentaire A i donnée :
- dans la section d'hydroconversion initiale A1 , et/ou
- dans une autre section d'hydroconversion supplémentaire A i positionnée en amont de ladite section A i donnée, et/ou
- dans une section de séparation intermédiaire B j positionnée en amont de ladite section A i donnée.
- in the initial hydroconversion section A 1 , and/or
- in another additional hydroconversion section A i positioned upstream of said given section A i , and/or
- in an intermediate separation section B j positioned upstream of said given section A i .
Selon une mise en œuvre, le procédé comprend le recyclage (r 6) d'une partie de la fraction lourde et/ou d'une partie ou de la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issue d'une section intermédiaire B j donnée :
- dans la section d'hydroconversion initiale A1 , et/ou
- dans une section d'hydroconversion supplémentaire A i positionnée en amont de ladite section intermédiaire B j donnée, et/ou
- dans une autre section de séparation intermédiaire B j positionnée en amont de ladite section B j donnée.
- in the initial hydroconversion section A 1 , and/or
- in an additional hydroconversion section A i positioned upstream of said given intermediate section B j , and/or
- in another intermediate separation section B j positioned upstream of said given section B j .
Selon une mise en œuvre, le procédé comprend le recyclage (r 7) d'une partie de la fraction lourde et/ou d'une partie ou de la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issue de la première section de fractionnement C :
- dans la section d'hydroconversion initiale A1 , et/ou
- dans une section d'hydroconversion supplémentaire A i , et/ou
- dans une section de séparation intermédiaire B j .
- in the initial hydroconversion section A 1 , and/or
- in an additional hydroconversion section A i , and/or
- in an intermediate separation section B j .
Les modes de réalisation suivants sont décrits en faisant référence aux figures correspondantesThe following embodiments are described with reference to the corresponding figures
La
Selon le procédé illustré à la
L'étape initiale d'hydroconversion réalisée dans la section A 1 représente la première étape d'hydroconversion de la charge lourde d'hydrocarbures 1, et peut inclure le co-traitement d'une ou plusieurs charges externes 2 et/ou un ou plusieurs effluents de recycle issus d'autre étapes du procédé.The initial hydroconversion step carried out in section A 1 represents the first hydroconversion step of the
Les différents effluents de recycle qui peuvent être injectés dans la section A 1 sont les suivants:
- une partie de l'effluent total (6, 10) issu d'une ou plusieurs sections d'hydroconversion supplémentaires A i ;
- une partie ou la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issues d'une ou plusieurs sections de séparation intermédiaires Bj (non représenté à la
figure 1 ) ; - une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs sections de séparation intermédiaires Bj ;
- une partie ou la totalité d'une ou plusieurs coupes intermédiaires 12 issues de la première section de fractionnement C ;
- une partie de la
coupe lourde 13 issue de la première section de fractionnement C ; - une partie ou la totalité de l'asphalte résiduel 14 issu du désasphalteur D ;
- une partie ou la totalité de la fraction légère 16 de la DAO issue de la deuxième section de fractionnement E.
- a portion of the total effluent (6, 10) from one or more additional hydroconversion sections A i ;
- part or all of one or more intermediate fractions from one or more intermediate separation sections B j (not shown in
figure 1 ); - part of the heavy fraction from one or more intermediate separation sections B j ;
- part or all of one or more
intermediate cuts 12 from the first splitting section C ; - a part of the
heavy cut 13 from the first splitting section C ; - some or all of the
residual asphalt 14 from the deasphalter D ; - part or all of the
light fraction 16 of the DAO from the second fractionation section E.
L'effluent liquide 3 issu de la section initiale d'hydroconversion A1 peut être envoyé soit directement vers à la section d'hydroconversion supplémentaire A2 , soit vers la section de séparation intermédiaire B 1 via une conduite. Cette conduite offre la possibilité de purger une fraction de cet effluent 3 et donc d'envoyer soit la totalité ou soit uniquement une partie de l'effluent liquide issu de A1 vers la section de séparation intermédiaire B 1.The
La section B1 représente la première section de séparation intermédiaire où est opérée l'étape de séparation intermédiaire (b 1). Elle reçoit une partie ou la totalité de l'effluent liquide de l'étape d'hydroconversion précédente A1 , avec éventuellement une injection de charge lourde d'hydrocarbures 1 et/ou une injection d'une ou plusieurs charges externes 2 et/ou une injection d'un ou plusieurs effluents de recycle. Les différents effluents de recycle qui peuvent être injectés dans la section B1 sont :
- une partie de l'effluent total (6, 10) issu d'une ou plusieurs sections d'hydroconversion supplémentaires Ai ;
- une partie ou la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issues d'une ou plusieurs sections de séparation intermédiaires B j (non représenté à la
figure 1 ) ; - une partie de la
fraction lourde 9 issue d'une ou plusieurs sections de séparation intermédiaires Bj en aval ; - une partie ou la totalité d'une ou plusieurs coupes intermédiaires 12 issues de la première section de fractionnement C ;
- une partie de la
coupe lourde 13 issue de la première section de fractionnement C ; - une partie ou la totalité de la
DAO 15 issue du désasphalteur D ; - une partie ou la totalité de la fraction légère de la
DAO 16 issue de la deuxième section de fractionnement E ; - une partie ou la totalité de la fraction lourde de la
DAO 17 issue de la deuxième section de fractionnement E.
- a portion of the total effluent (6, 10) from one or more additional hydroconversion sections A i ;
- part or all of one or more intermediate fractions from one or more intermediate separation sections B j (not shown in
figure 1 ); - part of the
heavy fraction 9 from one or more intermediate separation sections B j downstream; - part or all of one or more
intermediate cuts 12 from the first splitting section C ; - a part of the
heavy cut 13 from the first splitting section C ; - part or all of the
DAO 15 from the deasphalter D ; - part or all of the light fraction of the
DAO 16 from the second fractionation section E ; - part or all of the heavy fraction of the
DAO 17 from the second fractionation section E.
La fraction lourde 5 issue de la première section de séparation intermédiaire B1 est ensuite envoyée au moins en partie vers la section d'hydroconversion supplémentaire A 2 via une conduite, tandis que la fraction légère 4 issue de la section B1 est purgée via une autre conduite. Une purge de la fraction lourde 5 peut être effectuée c'est soit une partie soit la totalité de la fraction lourde 5 qui est envoyée à la section d'hydroconversion supplémentaire A2 . Une partie de l'effluent 5 peut également être recyclé vers la section initiale d'hydroconversion A1 .The
La section A2 représente la deuxième section d'hydroconversion où est opérée une étape d'hydroconversion supplémentaire (a 2). La section A2 est composée d'un ou plusieurs réacteurs triphasiques, qui peuvent être en série et/ou en parallèle. Ces réacteurs d'hydroconversion peuvent être des réacteurs de type lit bouillonnant, et/ou lit hybride, en fonction de la charge à traiter, et sont de préférence des réacteurs fonctionnant en lit bouillonnant.Section A 2 represents the second hydroconversion section where an additional hydroconversion step ( a 2 ) is carried out. Section A 2 is made up of one or more three-phase reactors, which can be in series and/or in parallel. These hydroconversion reactors can be reactors of the bubbling bed and/or hybrid bed type, depending on the feed to be treated, and are preferably reactors operating in a bubbling bed.
Cette section A2 peut recevoir une partie ou la totalité de l'effluent liquide issu de la section d'hydroconversion initiale A1 et/ou au moins une partie de la fraction lourde issue de la première section de séparation intermédiaire B1 . Cette section A2 peut également recevoir pour un co-traitement une partie de la charge lourde d'hydrocarbures 1 et/ou une ou plusieurs charges supplémentaires 2 et/ou un ou plusieurs effluents de recycle. Les différents effluents de recycle qui peuvent être injectés dans la section A2 sont :
- une partie de l'effluent total 10 d'une ou plusieurs sections d'hydroconversion supplémentaires Ai en aval ;
- une partie ou la totalité d'une ou plusieurs fractions intermédiaires issues d'une ou plusieurs sections de séparation intermédiaires Bj en aval (non représenté à la
figure 1 ) ; - une partie de la
fraction lourde 9 issue d'une ou plusieurs sections de séparation intermédiaires Bj en aval ; - une partie ou la totalité d'une ou plusieurs coupes intermédiaires 12 issues de la première section de fractionnement C ;
- une partie de la
coupe lourde 13 issue de la première section de fractionnement C ; - une partie ou la totalité de la
DAO 15 issue du désasphalteur D ; - une partie ou la totalité de l'asphalte résiduel 14 issu du désasphalteur D ;
- une partie ou la totalité de la fraction légère de la
DAO 16 issue de la deuxième section de fractionnement E ; - une partie ou la totalité de la fraction lourde 17 de la DAO issue de la deuxième section de fractionnement E.
- a portion of the
total effluent 10 from one or more additional hydroconversion sections A i downstream; - part or all of one or more intermediate fractions from one or more intermediate separation sections B j downstream (not shown in
figure 1 ); - part of the
heavy fraction 9 from one or more intermediate separation sections B j downstream; - part or all of one or more
intermediate cuts 12 from the first splitting section C ; - a part of the
heavy cut 13 from the first splitting section C ; - part or all of the
DAO 15 from the deasphalter D ; - some or all of the
residual asphalt 14 from the deasphalter D ; - part or all of the light fraction of the
DAO 16 from the second fractionation section E ; - part or all of the
heavy fraction 17 of the DAO from the second fractionation section E.
L'effluent liquide 6 issu de la deuxième section d'hydroconversion A2 peut être envoyé vers une troisième section d'hydroconversion, soit vers une deuxième section de séparation intermédiaire via une conduite qui offre la possibilité de purger une fraction dudit effluent et donc d'envoyer soit la totalité ou soit uniquement une partie dudit effluent issu de la section A2 vers la deuxième section de séparation intermédiaire B2 (non représentée), ainsi que de recycler une partie dudit effluent vers une ou plusieurs sections d'hydroconversion en amont de la section A2 ou vers la section de séparation intermédiaire B 1 située entre les sections A 1 et A2 .The
Le procédé selon l'invention peut ainsi comprendre n étapes d'hydroconversion et (n-1) étapes de séparation intermédiaires.The process according to the invention can thus comprise n hydroconversion steps and (n-1) intermediate separation steps.
La section Bj=n-1 représente la dernière section de séparation intermédiaire. Elle reçoit une partie ou la totalité de l'effluent liquide 7 issu de l'étape d'hydroconversion précédente Ai=n-1, et éventuellement une injection de charge lourde d'hydrocarbures 1 et/ou une injection d'une ou plusieurs charges externes 2 et/ou une injection d'un ou plusieurs effluents de recycle. Les différents effluents de recycle qui peuvent être injectés dans la section Bj=n-1 sont :
- une partie de l'effluent 10 de la dernière section d'hydroconversion A n ;
- une partie ou la totalité d'une ou plusieurs coupes intermédiaires (12) issues de la première section de fractionnement C ;
- une partie de la coupe lourde issue de la première section de fractionnement C ;
- une partie ou la totalité de la
DAO 15 issue du désasphalteur D ; - une partie ou la totalité de la fraction légère de la
DAO 16 issue de la deuxième section de fractionnement E ; - une partie ou la totalité de la fraction lourde de la
DAO 17 issue de la deuxième section de fractionnement E.
- part of the effluent 10 from the last hydroconversion section A n ;
- part or all of one or more intermediate cuts (12) from the first splitting section C ;
- part of the heavy cut from the first fractionation section C ;
- part or all of the
DAO 15 from the deasphalter D ; - part or all of the light fraction of the
DAO 16 from the second fractionation section E ; - part or all of the heavy fraction of the
DAO 17 from the second fractionation section E.
La section A n représente la dernière étape d'hydroconversion où est opérée l'étape d'hydroconversion supplémentaire (an ). La section A n est composée d'un ou plusieurs réacteurs triphasiques, qui peuvent être en série et/ou en parallèle. Ces réacteurs d'hydroconversion peuvent être des réacteurs de lit bouillonnant, et/ou lit hybride, en fonction de la charge à traiter, et sont de préférence des réacteurs fonctionnant en lit bouillonnant.Section A n represents the last hydroconversion step where the additional hydroconversion step ( a n ) is carried out. Section A n is made up of one or more three-phase reactors, which can be in series and/or in parallel. These hydroconversion reactors can be boiling bed and/or hybrid bed reactors, depending on the feed to be treated, and are preferably reactors operating in a boiling bed.
Cette section A n peut recevoir une partie ou la totalité de effluent de l'étape d'hydroconversion précédente An-1 et/ou la fraction lourde de la précédente section de séparation intermédiaire B j=n-1. Cette section A n peut également recevoir pour un co-traitement une partie de la charge lourde d'hydrocarbures 1 et/ou une ou plusieurs charges externes 2 et/ou un ou plusieurs effluents de recycle. Les différents effluents de recycle qui peuvent être injectés dans la section A n sont :
- une partie ou la totalité d'une ou plusieurs coupes intermédiaires 12 issues de la première section de fractionnement C ;
- une partie de la
coupe lourde issue 13 issue de la première section de fractionnement C ; - une partie ou la totalité de l'asphalte résiduel 14 issu du désasphalteur D ;
- une partie ou la totalité de la
DAO 15 issue du désasphalteur D ; - une partie ou la totalité de la fraction légère de la
DAO 16 issue de la deuxième section de fractionnement E ; - une partie ou la totalité de la fraction lourde de la
DAO 17 issue de la deuxième section de fractionnement E.
- part or all of one or more
intermediate cuts 12 from the first splitting section C ; - a part of the
heavy cut 13 from the first fractionation section C ; - some or all of the
residual asphalt 14 from the deasphalter D ; - part or all of the
DAO 15 from the deasphalter D ; - part or all of the light fraction of the
DAO 16 from the second fractionation section E ; - part or all of the heavy fraction of the
DAO 17 from the second fractionation section E.
La section C représente la première section de fractionnement dans laquelle la totalité ou au moins une partie de l'effluent liquide hydroconverti 10 issu de la dernière section d'hydroconversion A n est envoyé via une conduite pour être fractionnée en plusieurs coupes. À titre d'exemple, la
La première section de fractionnement C peut également recevoir, soit en entrée soit entre deux équipements différents composant cette section C, une partie de la charge lourde d'hydrocarbures 1 et/ou des charges externes 2 et/ou un des effluents de recycles suivants :
- une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs étapes de séparation intermédiaires B j (non représentée à la
figure 1 ) ; - une partie de l'effluent liquide d'une ou plusieurs étapes d'hydroconversion (a 1 et a i) (non représentée à la
figure 1 ) ; - une partie de la
DAO 15 produite dans le désasphalteur D ; - une partie de la fraction lourde de la
DAO 17 produite dans la deuxième section de fractionnement E ; - une partie ou la totalité de la fraction légère 16 de la DAO produite dans la deuxième étape de fractionnement E.
- part of the heavy fraction from one or more intermediate separation stages B j (not shown in
figure 1 ); - part of the liquid effluent from one or more hydroconversion stages ( a 1 and a i ) (not shown in
figure 1 ); - part of the
DAO 15 produced in the deasphalter D ; - part of the heavy fraction of the
DAO 17 produced in the second fractionation section E ; - part or all of the
light fraction 16 of the DAO produced in the second fractionation step E.
La section D représente le désasphalteur opérant l'étape de désasphaltage (d) (SDA) dans laquelle la DAO 15 et l'asphalte résiduel 14 sont extraits d'au moins une partie de la coupe lourde 13 issue de la première section de fractionnement C. Le désasphalteur D peut également recevoir une partie de la charge lourde d'hydrocarbures 1 et/ou des charges supplémentaires 2 et/ou l'un des effluents de recycle suivants :
- une partie de la fraction lourde issue d'une ou plusieurs sections de séparation intermédiaires B) (non représenté à la
figure 1 ) ; - une partie de l'effluent liquide issu de la section initiale d'hydroconversion A 1 ou d'une ou plusieurs sections d'hydroconversion supplémentaires Ai (non représenté à la
figure 1 ) ;
- part of the heavy fraction from one or more intermediate separation sections B) (not shown in
figure 1 ); - part of the liquid effluent from the initial hydroconversion section A 1 or from one or more additional hydroconversion sections A i (not shown in
figure 1 );
La DAO produite dans le désasphalteur D peut être soit envoyée, en partie ou totalement, dans la deuxième section de fractionnement E, soit recyclée, en partie ou totalement, à une ou plusieurs des sections d'hydroconversion supplémentaires A i et/ou à une ou plusieurs des sections de séparation intermédiaires B j .The DAO produced in the deasphalter D can either be sent, in part or totally, to the second fractionation section E, or recycled, in part or totally, to one or more of the additional hydroconversion sections A i and/or to one or more of the intermediate separation sections B j .
La section E représente une deuxième section de fractionnement du procédé selon l'invention dans laquelle est opérée l'étape de fractionnement (e) de la totalité ou au moins une partie de la DAO en au moins deux coupes. À titre d'exemple, le procédé illustré à la
La coupe légère 16 peut par exemple, en partie ou la totalité, être utilisée pour produire des fiouls lourds, tels que les fiouls de soute. La coupe légère 16 peut également, en partie ou la totalité, être envoyée dans une étape de conversion opérant avec un procédé choisi dans le groupe formé par l'hydrocraquage en lit fixe, le craquage catalytique en lit fluidisé, l'hydroconversion en lit bouillonnant, ces procédés pouvant comporter un hydrotraitement préalable.The light cut 16 can for example, in part or in whole, be used to produce heavy fuel oils, such as bunker fuel oils. The light cut 16 can also, in part or in whole, be sent to a conversion stage operating with a process chosen from the group formed by fixed-bed hydrocracking, fluidized-bed catalytic cracking, bubbling-bed hydroconversion , these processes possibly comprising a prior hydrotreatment.
Selon un mode de réalisation préféré, une partie ou la totalité de la coupe légère 16 de la fraction désasphaltée DAO est soumise à un hydrocraquage en lit fixe, en présence d'hydrogène, sous une pression absolue comprise entre 5 MPa et 35 MPa, à une température comprise avantageusement entre 300 et 500°C, une WH comprise entre 0,1 h-1 et 5 h-1, et une quantité d'hydrogène comprise entre 100 Nm3/m3 et 1000 Nm3/m3 (normaux mètres cube (Nm3) par mètre cube (m3) de charge liquide), et en présence d'un catalyseur contenant au moins un élément du groupe VIII non-noble et au moins un élément du groupe VIB et comprenant un support contenant au moins une zéolite.According to a preferred embodiment, part or all of the light cut 16 of the deasphalted DAO fraction is subjected to fixed-bed hydrocracking, in the presence of hydrogen, under an absolute pressure of between 5 MPa and 35 MPa, at a temperature advantageously comprised between 300 and 500° C., a WH comprised between 0.1 h -1 and 5 h -1 , and a quantity of hydrogen comprised between 100 Nm 3 /m 3 and 1000 Nm 3 /m 3 (normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid charge), and in the presence of a catalyst containing at least one element from non-noble group VIII and at least one element from group VIB and comprising a support containing at minus one zeolite.
Selon un autre mode préféré, une partie ou la totalité de la coupe légère 16 de la fraction désasphaltée DAO est soumise à un craquage catalytique en lit fluidisé FCC en présence d'un catalyseur, de préférence dépourvu de métaux, comprenant de l'alumine, de la silice, de la silice-alumine, et de préférence comprenant au moins une zéolite.According to another preferred mode, part or all of the light cut 16 of the deasphalted fraction DAO is subjected to catalytic cracking in an FCC fluidized bed in the presence of a catalyst, preferably devoid of metals, comprising alumina, silica, silica-alumina, and preferably comprising at least one zeolite.
Selon un autre mode préféré, une partie ou la totalité de la coupe légère 16 de la fraction désasphaltée DAO est soumise à une hydroconversion en lit bouillonnant, réalisée en présence d'hydrogène, sous une pression absolue comprise entre 2 MPa et 35 MPa, à une température comprise entre 300°C et 550°C, une quantité d'hydrogène comprise entre 50 Nm3/m3 et 5000 Nm3/m3 (normaux mètres cube (Nm3) par mètre cube (m3) de charge liquide), une WH comprise entre 0,1 h-1 et 10 h-1 et en présence d'un catalyseur contenant un support et au moins un métal du groupe VIII choisi parmi le nickel et le cobalt et au moins un métal du groupe VIB choisi parmi le molybdène et le tungstène.According to another preferred mode, part or all of the light cut 16 of the deasphalted fraction DAO is subjected to bubbling bed hydroconversion, carried out in the presence of hydrogen, under an absolute pressure of between 2 MPa and 35 MPa, at a temperature between 300°C and 550°C, a quantity of hydrogen between 50 Nm 3 /m 3 and 5000 Nm 3 /m 3 (normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid load), a WH between 0.1 h -1 and 10 h -1 and in presence of a catalyst containing a support and at least one metal from group VIII chosen from nickel and cobalt and at least one metal from group VIB chosen from molybdenum and tungsten.
Le circuit 18 en pointillé sur la
Quatre mises en œuvre préférées du schéma général de la
La
Selon cette mise en œuvre, le procédé comporte les étapes successives suivantes : l'étape d'hydroconversion initiale (a 1), l'étape de séparation intermédiaire (b 1), une deuxième étape d'hydroconversion (a 2) qui est la seule étape d'hydroconversion supplémentaire, la première étape de fractionnement (c), l'étape de désasphaltage (d) et la deuxième étape de fractionnement (e). According to this implementation, the method comprises the following successive steps: the initial hydroconversion step ( a 1 ), the intermediate separation step ( b 1 ), a second hydroconversion step ( a 2 ) which is the only additional hydroconversion step, the first fractionation step (c), the deasphalting step (d) and the second fractionation step (e).
La charge lourde d'hydrocarbures 1 est envoyée via une conduite dans la section d'hydroconversion initiale A 1 à haute pression d'hydrogène 19. La section A 1 est identique à celle décrite en relation avec la
L'effluent liquide 3 issu de la section A 1 est séparé dans la section de séparation intermédiaire B 1. Dans la section de séparation B1, les conditions sont généralement choisies de manière à obtenir deux fractions liquides, une fraction légère 4 et une fraction lourde 5. La section peut comprendre tout moyen de séparation connu de l'homme du métier, et de préférence ne comporte ni colonne de distillation atmosphérique ni colonne de distillation sous vide, mais une colonne de stripage à la vapeur ou à l'hydrogène, et est constituée de manière plus préférée par un enchainement de ballons de flash, et de manière encore plus préférée par un seul ballon de flash.The
La fraction liquide lourde 5 en sortie de la section de séparation intermédiaire B 1 est ensuite envoyée via une conduite dans la seconde étape d'hydroconversion A2 à haute pression d'hydrogène 20. Cette section A2 est conforme à la description de la section d'hydroconversion initiale A 1 de la
L'effluent liquide hydroconverti 6 obtenu à l'issue de cette deuxième étape d'hydroconversion est séparé dans la première section de fractionnement C. Dans cette section C, les conditions sont choisies de manière à obtenir au moins deux fractions liquides, une coupe légère 11 et une coupe lourde 13. La section comporte de préférence un ensemble de ballons de flash et une colonne de distillation atmosphérique.The hydroconverted
La coupe lourde 13 est ensuite envoyée via une conduite dans le désasphalteur D pour obtenir une DAO 15 qui est envoyée à la deuxième section de fractionnement E via une conduite et un asphalte résiduel 14 qui est purgé via une autre conduite.The
La fraction DAO est ensuite séparée dans la deuxième section de fractionnement E, où les conditions sont choisies de manière à obtenir au moins deux fractions liquides, une fraction légère de la DAO 16 et une fraction lourde de la DAO 17. La section E comporte de préférence un ensemble de ballons de flash et une colonne de distillation sous vide.The DAO fraction is then separated in the second fractionation section E, where the conditions are chosen so as to obtain at least two liquid fractions, a light fraction of the
La fraction lourde de la DAO 17 est ensuite mélangée, en partie ou en totalité tel que représenté, à la fraction liquide lourde 5 issue de la section de séparation intermédiaire B 1 et le mélange est ensuite envoyé dans la seconde section d'hydroconversion A2 .The heavy fraction of the
La
Selon cette mise en œuvre, le procédé comporte les étapes successives suivantes : l'étape d'hydroconversion initiale (a 1), l'étape de séparation intermédiaire (b 1), une deuxième étape d'hydroconversion (a 2) qui est la seule étape d'hydroconversion supplémentaire, la première étape de fractionnement (c), et l'étape de désasphaltage (d). Il n'y a pas de deuxième étape de fractionnement (e). According to this implementation, the method comprises the following successive steps: the initial hydroconversion step ( a 1 ), the intermediate separation step ( b 1 ), a second hydroconversion step ( a 2 ) which is the one additional hydroconversion step, the first fractionation step (c), and the deasphalting step (d). There is no second splitting step (e).
La charge lourde d'hydrocarbures 1 est envoyée via une conduite dans une section d'hydroconversion initiale A 1 à haute pression d'hydrogène 19. La section A 1 est identique à celle décrite en relation avec la
L'effluent liquide 3 issu de la section A 1 est séparé dans la section de séparation intermédiaire B 1 en même temps que la DAO 15 recyclée issu du désasphalteur D. Dans la section de séparation intermédiaire B1, les conditions sont choisies de manière à obtenir deux fractions liquides, une fraction légère 4 et une fraction lourde 5. La section B 1 peut comporter tout moyen de séparation connu de l'homme du métier, et de préférence ne comporte ni colonne de distillation atmosphérique ni colonne de distillation sous vide, mais une colonne de stripage à la vapeur ou à l'hydrogène, et est constituée de manière plus préférée par un enchainement de ballons de flash, et de manière encore plus préférée par un seul ballon de flash.The
La fraction liquide lourde 5 en sortie de la section de séparation intermédiaire B 1 est ensuite envoyée dans la deuxième section d'hydroconversion A2 à haute pression d'hydrogène 20. Cette section A2 est conforme à la description de la section d'hydroconversion initiale A 1 de la
L'effluent liquide hydroconverti 6 obtenu à l'issue de cette deuxième étape d'hydroconversion est séparé dans la première section de fractionnement C. Dans cette section C, les conditions sont choisies de manière à obtenir au moins deux fractions liquides, une coupe légère 11 et une coupe lourde 13. La section comporte de préférence à l'aide d'un ensemble de ballons de flash et une colonne de distillation atmosphérique.The hydroconverted
La coupe lourde 13 est ensuite envoyée via une conduite dans le désasphalteur D pour obtenir une DAO qui est recyclée vers la section de séparation intermédiaire B1 et un asphalte résiduel 14 qui est purgé via une autre conduite.The
La DAO est ensuite mélangée, en partie ou en totalité tel que représenté, à l'effluent liquide 3 issu de la section d'hydroconversion initiale A 1 et le mélange est ensuite envoyé dans la section de séparation intermédiaire B 1.The DAO is then mixed, in part or in whole as shown, with the
La
Selon cette mise en œuvre, le procédé comporte les étapes successives suivantes : l'étape d'hydroconversion initiale (a 1), l'étape de séparation intermédiaire (b 1), une deuxième étape d'hydroconversion (a 2) qui est la seule étape d'hydroconversion supplémentaire, la première étape de fractionnement (c), et l'étape de désasphaltage (d). Il n'y a pas de deuxième étape de fractionnement (e). According to this implementation, the method comprises the following successive steps: the initial hydroconversion step ( a 1 ), the intermediate separation step ( b 1 ), a second hydroconversion step ( a 2 ) which is the one additional hydroconversion step, the first fractionation step (c), and the deasphalting step (d). There is no second splitting step (e).
La charge lourde d'hydrocarbures 1 est envoyée via une conduite dans une section d'hydroconversion initiale A 1 à haute pression d'hydrogène 19. La section A 1 est identique à celle décrite en relation avec la
L'effluent liquide 3 issu de la section A 1 est séparé dans la section de séparation intermédiaire B1 . Dans la section de séparation B1 , les conditions sont choisies de manière à obtenir deux fractions liquides, une fraction légère 4 et une fraction lourde 5. La section peut comprendre tout moyen de séparation connu de l'homme du métier, et de préférence ne comporte ni colonne de distillation atmosphérique ni colonne de distillation sous vide, mais une colonne de stripage à la vapeur ou à l'hydrogène, et est constituée de manière plus préférée par un enchainement de ballons de flash, et de manière encore plus préférée par un seul ballon de flash.The
La fraction liquide lourde 5 en sortie de la section de séparation intermédiaire B1 est ensuite envoyée via une conduite dans la seconde étape d'hydroconversion A2 à haute pression d'hydrogène 20. Cette section A2 est conforme à la description de la section d'hydroconversion initiale A1 de la
L'effluent liquide hydroconverti 6 obtenu à l'issue de cette deuxième étape d'hydroconversion est séparé dans la première section de fractionnement C. Dans cette section C, les conditions sont choisies de manière à obtenir au moins deux fractions liquides, une coupe légère 11 et une coupe lourde 13. La section comporte de préférence un ensemble de ballons de flash et de colonnes de distillation atmosphérique et sous vide.The hydroconverted
La coupe lourde 13 est ensuite envoyée via une conduite dans le désasphalteur D pour obtenir une DAO 15 qui est recyclée via une conduite vers la seconde section d'hydroconversion A2 et un asphalte résiduel 14 qui est purgé via une autre conduite.The
La DAO est ensuite mélangée, en partie ou en totalité tel que représenté, à la fraction liquide lourde 5 issue de la section de séparation intermédiaire B 1 et le mélange est ensuite envoyé dans la deuxième section d'hydroconversion A2 .The DAO is then mixed, in part or in whole as shown, with the heavy
La
Selon cette mise en œuvre, le procédé comporte les étapes successives suivantes : l'étape d'hydroconversion initiale (a 1), une deuxième étape d'hydroconversion (a 2) qui est la seule étape d'hydroconversion supplémentaire, la première étape de fractionnement (c), et l'étape de désasphaltage (d). Il n'y a pas de deuxième étape de fractionnement (e). According to this implementation, the method comprises the following successive steps: the initial hydroconversion step ( a 1 ), a second hydroconversion step ( a 2 ) which is the only additional hydroconversion step, the first step of fractionation (c), and the deasphalting step (d). There is no second splitting step (e).
La charge lourde d'hydrocarbures 1 est envoyée via une conduite dans une section d'hydroconversion initiale A 1 à haute pression d'hydrogène 19. La section A 1 est identique à celle décrite en relation avec la
L'effluent liquide 3 issu de la section A 1 est ensuite envoyé via une conduite dans la seconde section d'hydroconversion A2 à haute pression d'hydrogène 20. Cette section A2 est conforme à la description de la section d'hydroconversion initiale A 1 de la
L'effluent liquide hydroconverti 6 obtenu à l'issue de cette deuxième étape d'hydroconversion est séparé dans la première section de fractionnement C. Dans cette section C, les conditions sont choisies de manière à obtenir au moins deux fractions liquides, une coupe légère 11 et une coupe lourde 13. La section comporte de préférence à l'aide d'un ensemble de ballons de flash et de colonnes de distillation atmosphérique et sous vide.The hydroconverted
La coupe lourde 13 est ensuite envoyée via une conduite dans le désasphalteur D pour obtenir la DAO 15 qui est recyclée via une conduite vers la deuxième section d'hydroconversion A2 et un asphalte résiduel 14 qui est purgé via une autre conduite.The
La DAO 15 est mélangée, en partie ou en totalité tel que représenté, à l'effluent liquide 3 issu de la section d'hydroconversion initiale A1 , et le mélange est envoyé dans la seconde section d'hydroconversion A2 .The
Les exemples suivants illustrent un exemple de mise en œuvre du procédé selon l'invention, sans en limiter la portée, et certaines de ses performances, en comparaison avec des procédés selon l'art antérieur.The following examples illustrate an example of implementation of the method according to the invention, without limiting its scope, and some of its performances, in comparison with methods according to the prior art.
Les exemples 1, 2 et 6 sont non conformes à l'invention. Les exemples 3, 4, 5 et 7 sont conformes à l'invention.Examples 1, 2 and 6 are not in accordance with the invention. Examples 3, 4, 5 and 7 are in accordance with the invention.
La charge lourde d'hydrocarbures est un résidu sous vide (RSV) provenant d'un pétrole brut Oural et dont les principales caractéristiques sont présentées dans le Tableau 2 ci-après.
Cette charge lourde RSV est la même charge fraîche pour les différents exemples.This RSV heavy load is the same fresh load for the different examples.
Cet exemple illustre un procédé d'hydroconversion d'une charge lourde d'hydrocarbures selon l'état de l'art comportant deux étapes d'hydroconversion successives comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant, suivies d'une étape de désasphaltage sans recyclage de la DAO.This example illustrates a process for the hydroconversion of a heavy charge of hydrocarbons according to the state of the art comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed, followed by a deasphalting stage without recycling of the DAO.
La charge fraîche du Tableau 2 est envoyée en totalité dans une première section d'hydroconversion A'1 en présence d'hydrogène pour subir une première étape d'hydroconversion (a'1 ), ladite section comprenant un réacteur triphasique contenant un catalyseur d'hydroconversion NiMo/alumine présentant une teneur en NiO de 4 % poids et une teneur en MoO3 de 10 % poids, les pourcentages étant exprimés par rapport à la masse totale du catalyseur. Le réacteur fonctionne en lit bouillonnant fonctionnant à courant ascendant de liquide et de gaz.The fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A′ 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a′ 1 ), said section comprising a three-phase reactor containing a catalyst of NiMo/alumina hydroconversion having a NiO content of 4% by weight and a MoO 3 content of 10% by weight, the percentages being expressed relative to the total mass of the catalyst. The reactor operates in an ebullated bed operating with an ascending current of liquid and gas.
Les conditions opératoires appliquées dans la première étape d'hydroconversion sont présentées dans le Tableau 3 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion de la fraction 540°C+ en sortie de la première étape d'hydroconversion est de 42,0 %poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion of the 540° C.+ fraction at the outlet of the first hydroconversion step is 42.0% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti issu de la première étape d'hydroconversion (a'1 ) est ensuite envoyé dans une section de séparation intermédiaire B'1 composée par un seul séparateur gaz / liquide fonctionnant à la pression et à la température du réacteur de la première étape d'hydroconversion. Une fraction légère et une fraction dite lourde sont ainsi séparées. La fraction légère est majoritairement composée par des molécules à point d'ébullition inférieure à 350°C et la fraction lourde est majoritairement composé par des molécules d'hydrocarbures bouillant à une température supérieure ou égale à 350°C.The hydroconverted liquid effluent from the first hydroconversion stage ( a′ 1 ) is then sent to an intermediate separation section B′ 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first stage of hydroconversion. A light fraction and a so-called heavy fraction are thus separated. The light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point lower than 350°C and the heavy fraction is mainly composed of molecules of hydrocarbons boiling at a temperature higher than or equal to 350°C.
La composition de cette fraction lourde est présentée dans le Tableau 4.
La fraction lourde dont la composition est donnée dans le Tableau 4, est envoyée dans une deuxième section d'hydroconversion A' 2 en présence d'hydrogène pour subir une deuxième étape d'hydroconversion (a'2).The heavy fraction, the composition of which is given in Table 4, is sent to a second hydroconversion section A ′ 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a ′ 2 ).
La deuxième section d'hydroconversion A' 2 comprend un réacteur triphasique A' 2 contenant un catalyseur d'hydroconversion NiMo/alumine présentant une teneur en NiO de 4 % poids et une teneur en MoO3 de 10 % poids, les pourcentages étant exprimés par rapport à la masse totale du catalyseur. La section fonctionne en lit bouillonnant fonctionnant à courant ascendant de liquide et de gaz.The second hydroconversion section A ′ 2 comprises a three-phase reactor A ′ 2 containing a NiMo/alumina hydroconversion catalyst having a NiO content of 4% by weight and a MoO 3 content of 10% by weight, the percentages being expressed by relative to the total mass of the catalyst. The section operates as a bubbling bed operating with an ascending current of liquid and gas.
Les conditions opératoires appliquées dans la deuxième étape d'hydroconversion (a'2 ) sont présentés dans le Tableau 5 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette deuxième étape d'hydroconversion est de 38,1 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion of the 540° C.+ fraction produced during this second hydroconversion step is 38.1% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape d'hydroconversion (a'2 ) est envoyé à une étape de fractionnement (c') réalisée dans une section de fractionnement C' composée d'une colonne de distillation atmosphérique et une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une fraction distillat sous vide bouillant à une température comprise essentiellement entre 350°C et 500°C (DSV) et une fraction résidu sous vide non converti bouillant à une température supérieure ou égale à 500°C (RSV) dont les rendements par rapport à la charge fraiche et qualités de produits sont données dans le Tableau 6 ci-dessous.
Le RSV issu de la zone de distillation de la section de fractionnement C' est ensuite avantageusement envoyé à une étape de désasphaltage (d') dans un désasphalteur D' dans laquelle il est traité dans un extracteur à l'aide du solvant butane dans des conditions de désasphaltage permettant d'obtenir une DAO et un asphalte résiduel.The RSV from the distillation zone of the fractionation section C′ is then advantageously sent to a deasphalting stage (d′) in a deasphalter D′ in which it is treated in an extractor using butane solvent in deasphalting conditions to obtain a DAO and a residual asphalt.
Les conditions opératoires appliquées dans le désasphalteur sont les suivantes :
- Pression totale = 3 MPa ;
- Température moyenne = 95°C ;
- Ratio solvant/charge = 8 v/v.
- Total pressure = 3 MPa;
- Average temperature = 95°C;
- Solvent/filler ratio = 8 v/v.
En sortie du désasphalteur on obtient une DAO et un asphalte résiduel, possédant les caractéristiques données dans le Tableau 7 ci-dessous.
Avec ce procédé classique, non conforme à l'invention, la conversion globale de la fraction 540°C+ de la charge fraîche est 64,0 % poids. La fraction résidu sous vide non-convertie contient 0,20 % poids de sédiments, 150 ppm poids de métaux et une teneur en Carbone Conradson supérieure à 30 % poids. Cette coupe est donc très difficilement valorisable. Le désasphaltage du résidu sous vide non-converti permet d'extraire une fraction valorisable en séparant le RSV en une fraction DAO (qui représente quasiment 70% du RSV) et une fraction asphalte. La fraction DAO ne contient presque plus de métaux, ni d'asphaltènes et sa teneur en Carbone Conradson inférieure à 8 % poids. Cette coupe DAO peut donc être envoyée, en partie ou en totalité, dans une autre étape de conversion telles que l'hydrocraquage en lit fixe, l'hydrotraitement en lit fixe, le craquage catalytique en lit fluidisé, ou l'hydroconversion en lit bouillonnant.With this conventional process, not in accordance with the invention, the overall conversion of the 540° C.+ fraction of the fresh charge is 64.0% by weight. The unconverted vacuum residue fraction contains 0.20% by weight of sediments, 150 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content greater than 30% by weight. This cut is therefore very difficult to value. The deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents almost 70% of the RSV) and an asphalt fraction. The DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 8% by weight. This DAO cut can therefore be sent, in part or in whole, to another conversion stage such as fixed bed hydrocracking, fixed bed hydrotreating, fluidized bed catalytic cracking, or bubbling bed hydroconversion .
Dans cet exemple 2, on illustre l'état de l'art dans un procédé d'hydroconversion d'une charge lourde d'hydrocarbures comportant deux étapes d'hydroconversion successives comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant, suivies d'une étape de désasphaltage avec un recyclage de la DAO à l'entrée de la première étape d'hydroconversion.In this example 2, the state of the art is illustrated in a process for the hydroconversion of a heavy charge of hydrocarbons comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed, followed by a stage of deasphalting with recycling of the DAO at the entrance to the first hydroconversion stage.
La charge fraîche du Tableau 2 est d'abord mélangée avec la DAO issue de l'étape de désasphaltage (d") dans un ratio volumique charge fraîche/DAO égale à 75/25. Ce mélange est ensuite envoyé en totalité dans une première section d'hydroconversion A"1 en présence d'hydrogène pour subir une première étape d'hydroconversion (a"1). Cette section A"1 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.The fresh load from Table 2 is first mixed with the DAO from the deasphalting stage ( d" ) in a fresh load/DAO volume ratio equal to 75/25. This mixture is then sent in its entirety to a first section of hydroconversion A " 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a " 1 ). This section A " 1 is identical to that described in example 1.
Les conditions appliquées dans cette première section d'hydroconversion A"1 sont présentées dans le Tableau 8 ci-dessous.
L'augmentation de la VVH réacteur, comparativement à la VVH lors de la première étape d'hydroconversion selon l'exemple 1, est due au recyclage de la DAO, le débit de charge fraîche étant maintenu constant. Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion par passe de la fraction 540°C+ en sortie de la première étape d'hydroconversion est de 33,4 %poids.The increase in the reactor VVH, compared to the VVH during the first hydroconversion step according to example 1, is due to the recycling of the DAO, the flow rate of fresh feed being kept constant. These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion per pass of the 540° C.+ fraction at the outlet of the first hydroconversion stage is 33.4% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti issu de la première étape d'hydroconversion (a"1 ) est ensuite envoyé dans une section de séparation intermédiaire B"1 composée par un seul séparateur gaz / liquide fonctionnant à la pression et la température du réacteur de la première étape d'hydroconversion. Une fraction légère et une fraction lourde sont ainsi séparées. La fraction légère est majoritairement composée par des molécules à point d'ébullition inférieure à 350°C et la fraction dite lourde est majoritairement composé par des molécules d'hydrocarbures bouillonnant à une température supérieure ou égale à 350°C.The hydroconverted liquid effluent from the first hydroconversion stage (a" 1 ) is then sent to an intermediate separation section B" 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion step. A light fraction and a heavy fraction are thus separated. The light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
La composition de cette fraction lourde est présentée dans le Tableau 9.
La fraction lourde dont la composition est donnée dans le Tableau 9, est envoyée en totalité dans une deuxième section d'hydroconversion A"2 en présence d'hydrogène pour subir une deuxième étape d'hydroconversion (a"2 ). Cette section A"2 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.The heavy fraction, the composition of which is given in Table 9, is sent in its entirety to a second hydroconversion section A″ 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage (a″ 2 ). This section A" 2 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées lors de cette deuxième étape d'hydroconversion (a"2 ) sont présentés dans le Tableau 10 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion par passe de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette deuxième étape d'hydroconversion est de 33,7 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion per pass of the 540° C.+ fraction carried out during this second hydroconversion step is 33.7% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti de l'étape d'hydroconversion (a"2 ) est envoyé une étape de fractionnement (c") réalisée dans une section de fractionnement C" composée d'une colonne de distillation atmosphérique et d'une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une fraction distillat sous vide bouillant à une température comprise essentiellement entre 350°C et 500°C (DSV) et une fraction résidu sous vide non converti bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 500°C (RSV) dont les rendements par rapport à la charge fraiche et qualités de produits sont données dans le Tableau 11 ci-dessous.
Le RSV issu de la première section de fractionnement C" est ensuite avantageusement envoyé à une étape de désasphaltage (d") dans un désasphalteur D", dans laquelle il est traité comme décrit dans l'exemple 1 (même équipement et mêmes conditions).The RSV from the first fractionation section C ″ is then advantageously sent to a deasphalting stage (d″) in a deasphalting device D ″, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
En sortie du désasphalteur, on obtient une DAO et un asphalte résiduel possédant les caractéristiques données dans le Tableau 12 ci-dessous.
Après le désasphalteur D, 26% de la DAO produite est purgée, tandis que le reste de la DAO est envoyé en amont de la première étape d'hydroconversion (a"1 ).After deasphalter D, 26% of the DAO produced is purged, while the rest of the DAO is sent upstream of the first hydroconversion stage ( a″ 1 ).
Avec ce procédé classique comportant un recyclage de la DAO à l'entrée de la première étape d'hydroconversion, non conforme à l'invention, la conversion par passe de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche dans la section d'hydroconversion est de 55,9 %poids. La fraction résidu sous vide non-convertie contient 0,34 % poids de sédiments, 74 ppm poids de métaux et une teneur en Carbone Conradson de 21 % poids. Cette coupe est donc très difficilement valorisable. Le désasphaltage du résidu sous vide non-converti permet d'extraire une fraction valorisable en séparant le RSV en une fraction DAO (qui représente quasiment 74% du RSV) et une fraction asphalte. La fraction DAO ne contient presque plus de métaux, ni d'asphaltènes et sa teneur en Carbone Conradson inférieure à 5 % poids. Dans ce schéma non-conforme à l'invention, une fraction importante de cette coupe DAO (74%) est recyclée à l'entrée du premier réacteur de la section d'hydroconverison. Grâce au recyclage, la conversion globale de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche est de 69,7 %poids.With this conventional process comprising a recycling of the DAO at the inlet of the first hydroconversion stage, not in accordance with the invention, the conversion by pass of the 540° C.+ fraction of the fresh feed in the section of hydroconversion is 55.9% by weight. The unconverted vacuum residue fraction contains 0.34% by weight of sediment, 74 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content of 21% by weight. This cut is therefore very difficult to value. The deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents almost 74% of the RSV) and an asphalt fraction. The DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 5% by weight. In this diagram not in accordance with the invention, a large fraction of this DAO cut (74%) is recycled at the inlet of the first reactor of the hydroconversion section. Thanks to recycling, the overall conversion of the 540° C.+ fraction of the fresh feed is 69.7% by weight.
Dans cet exemple, on illustre le procédé selon l'invention dans une mise en œuvre comportant deux étapes d'hydroconversion successives comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant suivies d'une étape de désasphaltage avec recyclage de la DAO à l'entrée du dernier réacteur d'hydroconversion.In this example, the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage with recycling of the DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor.
La charge fraîche du Tableau 2 est envoyée en totalité dans une première section d'hydroconversion A1 en présence d'hydrogène pour subir une première étape d'hydroconversion (a1 ). Cette section A1 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.The fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a 1 ). This section A 1 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées à cette première étape d'hydroconversion (a1 ) sont présentées dans le Tableau 13 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette première étape d'hydroconversion est de 42 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion of the 540° C.+ fraction produced during this first hydroconversion step is 42% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti est ensuite envoyé dans une section de séparation intermédiaire B1 composée par un seul séparateur gaz / liquide fonctionnant à la pression et la température du réacteur de la première étape d'hydroconversion. Une fraction légère et une fraction lourde sont ainsi séparées. La fraction légère est majoritairement composée par des molécules à point d'ébullition inférieure à 350°C et la fraction dite lourde est majoritairement composé par des molécules d'hydrocarbures bouillonnant à une température supérieure ou égale à 350°C.The hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage. A light fraction and a heavy fraction are thus separated. The light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
La composition de cette fraction lourde est présentée dans le Tableau 14.
Dans cet exemple du procédé selon l'invention, l'effluent lourd issu de la section de séparation intermédiaire B1 est mélangé en totalité avec la DAO issue de l'étape de désasphaltage (d) dans un ratio volumique effluent lourd/DAO de 75/25. La composition de cette charge est présentée dans le Tableau 15.
Dans cet exemple selon l'invention, ce mélange est envoyé en totalité dans une deuxième section d'hydroconversion A2 en présence d'hydrogène pour subir une deuxième étape d'hydroconversion (a2 ). Ladite section A2 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.In this example according to the invention, this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ). Said section A 2 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées dans l'étape d'hydroconversion (a2 ) sont présentés dans le Tableau 16 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion par passe de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette deuxième étape d'hydroconversion est de 33,0 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion per pass of the 540° C.+ fraction carried out during this second hydroconversion step is 33.0% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape d'hydroconversion (a2 ) est envoyé à une étape de fractionnement (c) réalisée dans une section de fractionnement C composée par une colonne de distillation atmosphérique et une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une fraction distillat sous vide bouillant à une température comprise essentiellement entre 350°C et 500°C (DSV) et une fraction résidu sous vide non converti bouillant à une température supérieure ou égale à 500°C (RSV). Les rendements par rapport à la charge fraiche et qualités de produits sont données de cette première section de fractionnement sont indiqués dans le Tableau 17 ci-dessous.
En comparant avec l'exemple 1, on remarque un plus fort niveau d'hydrotraitement avec une plus faible densité, de plus faibles teneurs en soufre, azote, métaux, asphaltènes et carbone Conradson. De plus, le RSV contient moins de sédiments et est donc plus stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la DAO recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion.Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with a lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents. In addition, RSV contains less sediment and is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the recycled DAO upstream of the second hydroconversion step.
En comparant avec l'exemple 2, on remarque que le niveau d'hydrotraitement est légèrement plus faible, mais que le RSV contient beaucoup moins de sédiments. Cette coupe est donc plus stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la coupe DAO recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion. Dans l'exemple 2, la DAO est recyclée en amont de la première étape d'hydroconversion et les aromatiques lourds sont hydrogénés davantage comparativement au procédé selon l'invention.By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is slightly lower, but that the RSV contains much less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step. In Example 2, the DAO is recycled upstream of the first hydroconversion stage and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
Le RSV issu de la première section de fractionnement est ensuite avantageusement envoyé à une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur, dans laquelle il est traité comme décrit dans l'exemple 1 (même équipement et mêmes conditions).The RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
En sortie du désasphalteur, on obtient une DAO et un asphalte résiduel possédant les caractéristiques données dans le Tableau 18 ci-dessous.
Après le désasphalteur D, 26% de la DAO produite est purgée, tandis que le reste de la DAO est envoyé en amont de la deuxième étape d'hydroconversion.After deasphalter D , 26% of the DAO produced is purged, while the rest of the DAO is sent upstream to the second hydroconversion stage.
Selon le procédé de l'invention illustré dans cet exemple, comportant un recyclage de la DAO à la dernière étape d'hydroconversion, la conversion par passe de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche de la section d'hydroconversion est de 61,5 %poids. La fraction résidu sous vide non-convertie contient 0,07 % poids de sédiments, 63 ppm poids de métaux et une teneur en Carbone Conradson de 24 % poids. Cette coupe est donc très difficilement valorisable. Le désasphaltage du résidu sous vide non-converti permet d'extraire une fraction valorisable en séparant le RSV en une fraction DAO (qui représente quasiment 74% du RSV) et une fraction asphalte. La fraction DAO ne contient presque plus de métaux, ni d'asphaltènes et sa teneur en Carbone Conradson inférieure à 5 % poids. Dans ce schéma selon l'invention, une fraction importante de cette coupe DAO (74%) est recyclée à l'entrée du dernier réacteur de la section d'hydroconverison. Grâce au recyclage, la conversion globale de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche est de 69,5 %poids.According to the process of the invention illustrated in this example, comprising recycling of the DAO to the last hydroconversion step, the conversion per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh feed from the hydroconversion section is 61.5% by weight. The unconverted vacuum residue fraction contains 0.07% by weight of sediment, 63 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content of 24% by weight. This cut is therefore very difficult to value. The deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents almost 74% of the RSV) and an asphalt fraction. The DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 5% by weight. In this scheme according to the invention, a large fraction of this DAO cut (74%) is recycled at the inlet of the last reactor of the hydroconversion section. Thanks to recycling, the overall conversion of the 540° C.+ fraction of the fresh feed is 69.5% by weight.
On remarque donc que, par rapport à l'exemple 1, la conversion est plus forte (5,5 points de conversion en plus) et que le RSV qui sort de la colonne de distillation sous vide à la première étape de fractionnement est plus stable (0,07 % poids au lieu de 0,20 % poids), car il contient moins de sédiments, limitant ainsi l'encrassement des colonnes de la première section de fractionnement. Par rapport à l'exemple 2, la conversion globale est identique, mais le RSV résiduel contient 5 fois moins de sédiments (0,07 % poids au lieu de 0,34 % poids). De ce fait, l'encrassement des colonnes de la première section de fractionnement est fortement réduit permettant une opération plus longue avant l'arrêt pour leur nettoyage.It is therefore noted that, compared to example 1, the conversion is stronger (5.5 conversion points more) and that the RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation stage is more stable. (0.07% by weight instead of 0.20% by weight), because it contains less sediment, thus limiting the fouling of the columns of the first fractionation section. Compared to Example 2, the overall conversion is identical, but the residual RSV contains 5 times less sediment (0.07% by weight instead of 0.34% by weight). As a result, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced allowing a longer operation before stopping for their cleaning.
Dans cet exemple, on illustre le procédé selon l'invention dans une mise en œuvre comportant deux étapes d'hydroconversion successives comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant suivies d'une étape de désasphaltage avec recyclage de la DAO à l'entrée du dernier réacteur d'hydroconversion. Comme la teneur en sédiments est réduite dans le procédé selon l'invention, ce dernier réacteur sera opéré dans des conditions plus sévères afin d'augmenter la conversion globale du procédé.In this example, the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage with recycling of the DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor. As the sediment content is reduced in the process according to the invention, this latter reactor will be operated under more severe conditions in order to increase the overall conversion of the process.
La charge fraîche du Tableau 2 est envoyée en totalité dans une première section d'hydroconversion A1 en présence d'hydrogène pour subir une première étape d'hydroconversion (a1 ). Cette section A1 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.The fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a 1 ). This section A 1 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées à cette première étape d'hydroconversion (a1 ) sont présentées dans le Tableau 19 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette première étape d'hydroconversion est de 42 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion of the 540° C.+ fraction produced during this first hydroconversion step is 42% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti est ensuite envoyé dans une section de séparation intermédiaire B1 composée par un seul séparateur gaz / liquide fonctionnant à la pression et la température du réacteur de la première étape d'hydroconversion. Une fraction légère et une fraction lourde sont ainsi séparées. La fraction légère est majoritairement composée par des molécules à point d'ébullition inférieure à 350°C et la fraction dite lourde est majoritairement composé par des molécules d'hydrocarbures bouillonnant à une température supérieure ou égale à 350°C.The hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage. A light fraction and a heavy fraction are thus separated. The light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
La composition de cette fraction lourde est présentée dans le Tableau 20.
Dans cet exemple du procédé selon l'invention, l'effluent lourd issu de la section de séparation intermédiaire B1 est mélangé en totalité avec la DAO issue de l'étape de désasphaltage (d) dans un ratio volumique effluent lourd/DAO de 75/25. La composition de cette charge est présentée dans le Tableau 21.
Dans cet exemple selon l'invention, ce mélange est envoyé en totalité dans une deuxième section d'hydroconversion A2 en présence d'hydrogène pour subir une deuxième étape d'hydroconversion (a2 ). Ladite section A2 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.In this example according to the invention, this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ). Said section A 2 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées dans l'étape d'hydroconversion (a2 ) sont présentés dans le Tableau 22 ci-dessous. Par rapport aux autres exemples, la température de réaction a été augmentée de 5°C.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion par passe de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette deuxième étape d'hydroconversion est de 38,4 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion by pass of the 540° C.+ fraction produced during this second hydroconversion step is 38.4% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape d'hydroconversion (a2 ) est envoyé à une étape de fractionnement (c) réalisée dans une section de fractionnement C composée par une colonne de distillation atmosphérique et une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une fraction distillat sous vide bouillant à une température comprise essentiellement entre 350°C et 500°C (DSV) et une fraction résidu sous vide non converti bouillant à une température supérieure ou égale à 500°C (RSV). Les rendements par rapport à la charge fraiche et qualités de produits sont données de cette première section de fractionnement sont indiqués dans le Tableau 23 ci-dessous.
En comparant avec l'exemple 1, on remarque un plus fort niveau d'hydrotraitement avec une plus faible densité, de plus faibles teneurs en soufre, azote, métaux, asphaltènes et carbone Conradson. Malgré la plus haute sévérité, le RSV contient la même teneur en sédiments et reste donc stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la DAO recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion.Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with a lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents. Despite the higher severity, the RSV contains the same sediment content and therefore remains stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO recycled upstream of the second hydroconversion step.
En comparant avec l'exemple 2, on remarque que le niveau d'hydrotraitement est très similaire, mais que le RSV contient moins de sédiments. Cette coupe est donc plus stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la coupe DAO recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion. Dans l'exemple 2, la DAO est recyclée en amont de la première étape d'hydroconversion et les aromatiques lourds sont hydrogénés davantage comparativement au procédé selon l'invention.By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is very similar, but that the RSV contains less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step. In Example 2, the DAO is recycled upstream of the first hydroconversion stage and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
Le RSV issu de la première section de fractionnement est ensuite avantageusement envoyé à une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur, dans laquelle il est traité comme décrit dans l'exemple 1 (même équipement et mêmes conditions).The RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
En sortie du désasphalteur, on obtient une DAO et un asphalte résiduel possédant les caractéristiques données dans le Tableau 24 ci-dessous.
Après le désasphalteur D, 17% de la DAO produite est purgée, tandis que le reste de la DAO est envoyé en amont de la dernière étape d'hydroconversion.After deasphalter D , 17% of the DAO produced is purged, while the rest of the DAO is sent upstream of the last hydroconversion stage.
Selon le procédé de l'invention illustré dans cet exemple, comportant un recyclage de la DAO à la dernière étape d'hydroconversion opérée dans des conditions plus sévères, on atteint une conversion par passe de la fraction 540°C+ de la charge fraîche de 64,6%poids dans la section d'hydroconversion pour des conditions opératoires identiques. La fraction non-convertie, le résidu sous vide, contient 0,19 % poids de sédiments, 61 ppm poids de métaux et une teneur en Carbone Conradson de 27 % poids. Cette coupe est donc très difficilement valorisable. Le désasphaltage du résidu sous vide non-converti permet d'extraire une fraction valorisable en séparant le RSV en une fraction DAO (qui représente quasiment 73% du RSV) et une fraction asphalte. La fraction DAO ne contient presque plus de métaux, ni d'asphaltènes et sa teneur en Carbone Conradson inférieure à 6 % poids. Dans ce schéma selon l'invention, une fraction importante de cette coupe DAO (83%) est recyclée à l'entrée du dernier réacteur de la section d'hydroconverison. Grâce au recyclage, la conversion globale de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche est de 73,9 %poids.According to the process of the invention illustrated in this example, comprising a recycling of the DAO in the last hydroconversion step carried out under more severe conditions, a conversion is achieved per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh charge of 64 .6% by weight in the hydroconversion section for identical operating conditions. The unconverted fraction, the vacuum residue, contains 0.19 wt% sediment, 61 wppm metals and a Conradson Carbon content of 27 wt%. This cut is therefore very difficult to value. The deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents almost 73% of the RSV) and an asphalt fraction. The DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 6% by weight. In this scheme according to the invention, a large fraction of this DAO cut (83%) is recycled at the inlet of the last reactor of the hydroconversion section. Thanks to recycling, the overall conversion of the 540° C.+ fraction of the fresh feed is 73.9% by weight.
On remarque donc que, par rapport à l'exemple 1, la conversion est beaucoup plus forte (+10 points de conversion), mais que le RSV qui sort de la colonne de distillation sous vide à la première étape de fractionnement reste stable, car il contient environ la même teneur en sédiments (0,19 % poids au lieu de 0,20 % poids). Par rapport à l'exemple 2, la conversion est plus importante (+4 points de conversion), mais le RSV résiduel contient tout de même beaucoup moins de sédiments (0,19 % poids au lieu de 0,34 % poids) et reste donc stable dans ces conditions plus sévères. De ce fait, dans le schéma selon l'invention, l'encrassement des colonnes de la première section de fractionnement est fortement réduit par rapport au schéma 2 non conforme à l'invention, permettant une opération plus longue avant l'arrêt pour leur nettoyage.It is therefore noted that, compared to example 1, the conversion is much stronger (+10 conversion points), but that the RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation stage remains stable, because it contains approximately the same sediment content (0.19% by weight instead of 0.20% by weight). Compared to example 2, the conversion is greater (+4 conversion points), but the residual RSV still contains much less sediment (0.19% by weight instead of 0.34% by weight) and remains therefore stable under these more severe conditions. Therefore, in the scheme according to the invention, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced compared to diagram 2 not in accordance with the invention, allowing a longer operation before stopping for their cleaning.
Dans cet exemple, on illustre le procédé selon l'invention dans une mise en œuvre comportant deux étapes d'hydroconversion successives comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant suivies d'une étape de désasphaltage avec recyclage de la DAO à l'entrée du dernier réacteur d'hydroconversion. La coupe DAO sera recyclée jusqu'à extinction afin d'augmenter la conversion globale du procédé.In this example, the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage with recycling of the DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor. The DAO cut will be recycled until extinguished in order to increase the overall conversion of the process.
La charge fraîche du Tableau 2 est envoyée en totalité dans une première section d'hydroconversion A1 en présence d'hydrogène pour subir une première étape d'hydroconversion (a1 ). Cette section A1 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.The fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion step ( a 1 ). This section A 1 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées à cette première étape d'hydroconversion (a1 ) sont présentées dans le tableau 25Tableau 19 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette première étape d'hydroconversion est de 42 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion of the 540° C.+ fraction produced during this first hydroconversion step is 42% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti est ensuite envoyé dans une section de séparation intermédiaire B1 composée par un seul séparateur gaz / liquide fonctionnant à la pression et la température du réacteur de la première étape d'hydroconversion. Une fraction légère et une fraction lourde sont ainsi séparées. La fraction légère est majoritairement composée par des molécules à point d'ébullition inférieure à 350°C et la fraction dite lourde est majoritairement composé par des molécules d'hydrocarbures bouillonnant à une température supérieure ou égale à 350°C.The hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage. A light fraction and a heavy fraction are thus separated. The light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
La composition de cette fraction lourde est présentée dans le tableau 26.
Dans cet exemple du procédé selon l'invention, l'effluent lourd issu de la section de séparation intermédiaire B1 est mélangé en totalité avec la totalité de la coupe DAO issue de l'étape de désasphaltage (d). La composition de cette charge est présentée dans le tableau 27.
Dans cet exemple selon l'invention, ce mélange est envoyé en totalité dans une deuxième section d'hydroconversion A2 en présence d'hydrogène pour subir une deuxième étape d'hydroconversion (a2 ). Ladite section A2 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.In this example according to the invention, this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ). Said section A 2 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées dans l'étape d'hydroconversion (a2 ) sont présentés dans le tableau 28 ci-dessous. Comme le recyclage de la coupe DAO est total, la VVHréacteur est plus importante.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion par passe de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette deuxième étape d'hydroconversion est de 36,2 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion by pass of the 540° C.+ fraction produced during this second hydroconversion step is 36.2% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape d'hydroconversion (a2 ) est envoyé à une étape de fractionnement (c) réalisée dans une section de fractionnement C composée par une colonne de distillation atmosphérique et une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une fraction distillat sous vide bouillant à une température comprise essentiellement entre 350°C et 500°C (DSV) et une fraction résidu sous vide non converti bouillant à une température supérieure ou égale à 500°C (RSV). Les rendements par rapport à la charge fraiche et qualités de produits sont données de cette première section de fractionnement sont indiqués dans le tableau 29 ci-dessous.
En comparant avec l'exemple 1, on remarque un plus fort niveau d'hydrotraitement avec une plus faible densité, de plus faibles teneurs en soufre, azote, métaux, asphaltènes et carbone Conradson. Malgré la plus haute sévérité, le RSV contient une teneur en sédiments similaire (0,25 % poids par rapport à 0,20 % poids dans l'exemple 1) et reste donc stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la DAO recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion.Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with a lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents. Despite the higher severity, the RSV contains a similar sediment content (0.25% by weight compared to 0.20% by weight in Example 1) and therefore remains stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO recycled upstream of the second hydroconversion stage.
En comparant avec l'exemple 2, on remarque que le niveau d'hydrotraitement est très similaire, mais que le RSV contient moins de sédiments. Cette coupe est donc plus stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la coupe DAO recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion. Dans l'exemple 2, la DAO est recyclée en amont de la première étape d'hydroconversion et les aromatiques lourds sont hydrogénés davantage comparativement au procédé selon l'invention.By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is very similar, but that the RSV contains less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step. In Example 2, the DAO is recycled upstream of the first hydroconversion stage and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
Le RSV issu de la première section de fractionnement est ensuite avantageusement envoyé à une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur, dans laquelle il est traité comme décrit dans l'exemple 1 (même équipement et mêmes conditions).The RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
En sortie du désasphalteur, on obtient une DAO et un asphalte résiduel possédant les caractéristiques données dans le tableau 30 ci-dessous.
Après le désasphalteur D, la coupe DAO est envoyée en totalité en amont de la dernière étape d'hydroconversion.After the deasphalter D , the DAO cut is sent in its entirety upstream of the last hydroconversion step.
Selon le procédé de l'invention illustré dans cet exemple, comportant un recyclage de la DAO à la dernière étape d'hydroconversion opérée dans des conditions plus sévères, on atteint une conversion par passe de la fraction 540°C+ de la charge fraîche de 64,6%poids dans la section d'hydroconversion pour des conditions opératoires identiques. La fraction non-convertie, le résidu sous vide, contient 0,25 % poids de sédiments, 66 ppm poids de métaux et une teneur en Carbone Conradson de 25 % poids. Cette coupe est donc très difficilement valorisable. Le désasphaltage du résidu sous vide non-converti permet d'extraire une fraction valorisable en séparant le RSV en une fraction DAO (qui représente 73,3% du RSV) et une fraction asphalte. La fraction DAO ne contient presque plus de métaux, ni d'asphaltènes et sa teneur en Carbone Conradson n'est que de 5,2 % poids. Dans ce schéma selon l'invention, la totalité de cette coupe DAO est recyclée à l'entrée du dernier réacteur de la section d'hydroconverison. Grâce au recyclage à extinction de la coupe DAO, la conversion globale de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche est de 76,1 %poids.According to the process of the invention illustrated in this example, comprising a recycling of the DAO in the last hydroconversion step carried out under more severe conditions, a conversion is achieved per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh charge of 64 .6% by weight in the hydroconversion section for identical operating conditions. The unconverted fraction, the vacuum residue, contains 0.25 wt% sediment, 66 wppm metals and a Conradson Carbon content of 25 wt%. This cut is therefore very difficult to value. The deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents 73.3% of the RSV) and an asphalt fraction. The DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is only 5.2% by weight. In this scheme according to the invention, all of this DAO cut is recycled at the inlet of the last reactor of the hydroconversion section. Thanks to quenching recycling of the DAO cut, the overall conversion of the 540°C+ fraction of the fresh feed is 76.1% by weight.
On remarque donc que, par rapport à l'exemple 1, la conversion est beaucoup plus forte (+12 points de conversion), mais que le RSV qui sort de la colonne de distillation sous vide à la première étape de fractionnement reste stable, car il contient environ la même teneur en sédiments (0,25 % poids au lieu de 0,20 % poids). Par rapport à l'exemple 2, la conversion est plus importante (plus de 6 points de conversion supplémentaire), mais le RSV résiduel contient moins de sédiments (0,25 % poids au lieu de 0,34 % poids) et reste donc plutôt stable dans ces conditions plus sévères. De ce fait, dans le schéma selon l'invention, l'encrassement des colonnes de la première section de fractionnement est fortement réduit par rapport au schéma 2 non conforme à l'invention, permettant une opération plus longue avant l'arrêt pour leur nettoyage.It is therefore noted that, compared to Example 1, the conversion is much stronger (+12 conversion points), but that the RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation stage remains stable, because it contains about the same sediment content (0.25% weight instead of 0.20% weight). Compared to Example 2, the conversion is greater (more than 6 additional conversion points), but the residual RSV contains less sediment (0.25% by weight instead of 0.34% by weight) and therefore remains rather stable under these more severe conditions. Therefore, in the diagram according to the invention, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced compared to diagram 2 not according to the invention, allowing a longer operation before stopping for their cleaning. .
Dans cet exemple, on illustre le procédé selon l'invention dans une mise en œuvre comportant deux étapes d'hydroconversion successives comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant suivies d'une étape de désasphaltage et d'une étape de fractionnement, avec recyclage de la DAO lourde à l'entrée du dernier réacteur d'hydroconversion et conversion de la DAO légère dans une unité de FCC.In this example, the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage and a fractionation stage, with recycling of the heavy DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor and conversion of the light DAO in an FCC unit.
La charge fraîche du Tableau 2 est envoyée en totalité dans une première section d'hydroconversion A1 en présence d'hydrogène pour subir une première étape d'hydroconversion (a1 ). Cette section A1 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.The fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion stage ( a 1 ). This section A 1 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées à cette première étape d'hydroconversion (a1 ) sont présentées dans le tableau 31 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette première étape d'hydroconversion est de 42 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion of the 540° C.+ fraction produced during this first hydroconversion step is 42% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti est ensuite envoyé dans une section de séparation intermédiaire B1 composée par un seul séparateur gaz / liquide fonctionnant à la pression et la température du réacteur de la première étape d'hydroconversion. Une fraction légère et une fraction lourde sont ainsi séparées. La fraction légère est majoritairement composée par des molécules à point d'ébullition inférieure à 350°C et la fraction dite lourde est majoritairement composé par des molécules d'hydrocarbures bouillonnant à une température supérieure ou égale à 350°C.The hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage. A light fraction and a heavy fraction are thus separated. The light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
La composition de cette fraction lourde est présentée dans le tableau 32.
Dans cet exemple du procédé selon l'invention, l'effluent lourd issu de la section de séparation intermédiaire B1 est mélangé en totalité avec la DAO lourde issue de la deuxième section de fractionnement (e) dans un ratio volumique effluent lourd/DAO de 75/25. La composition de cette charge est présentée dans le tableau 33.
Dans cet exemple selon l'invention, ce mélange est envoyé en totalité dans une deuxième section d'hydroconversion A2 en présence d'hydrogène pour subir une deuxième étape d'hydroconversion (a2 ). Ladite section A2 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.In this example according to the invention, this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ). Said section A 2 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées dans l'étape d'hydroconversion (a2 ) sont présentés dans le tableau 34 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion par passe de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette deuxième étape d'hydroconversion est de 32,0 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion per pass of the 540° C.+ fraction carried out during this second hydroconversion step is 32.0% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape d'hydroconversion (a2 ) est envoyé à une étape de fractionnement (c) réalisée dans une section de fractionnement C composée par une colonne de distillation atmosphérique et une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une fraction distillat sous vide bouillant à une température comprise essentiellement entre 350°C et 500°C (DSV) et une fraction résidu sous vide non converti bouillant à une température supérieure ou égale à 500°C (RSV). Les rendements par rapport à la charge fraiche et qualités de produits sont données de cette première section de fractionnement sont indiqués dans le tableau 35 ci-dessous.
En comparant avec l'exemple 1, on remarque un plus fort niveau d'hydrotraitement avec une plus faible densité, de plus faibles teneurs en soufre, azote, métaux, asphaltènes et carbone Conradson. De plus, le RSV contient moins de sédiments et est donc plus stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la DAO recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion.Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with a lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents. In addition, RSV contains less sediment and is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the recycled DAO upstream of the second hydroconversion step.
En comparant avec l'exemple 2, on remarque que le niveau d'hydrotraitement est plus faible, mais que le RSV contient beaucoup moins de sédiments. Cette coupe est donc plus stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la coupe DAO lourde recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion. Dans l'exemple 2, la DAO totale est recyclée en amont de la première étape d'hydroconversion et les aromatiques lourds sont hydrogénés davantage comparativement au procédé selon l'invention.By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is lower, but that the RSV contains much less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the heavy DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step. In Example 2, the total DAO is recycled upstream of the first hydroconversion step and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
Le RSV issu de la première section de fractionnement est ensuite avantageusement envoyé à une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur, dans laquelle il est traité comme décrit dans l'exemple 1 (même équipement et mêmes conditions).The RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
En sortie du désasphalteur, on obtient une DAO et un asphalte résiduel possédant les caractéristiques données dans le tableau 36 ci-dessous.
Après le désasphalteur D, la coupe DAO produite est envoyée à une deuxième section de fractionnement (e) réalisée dans une section de fractionnement E composée par une série de flashs, une colonne de distillation atmosphérique et une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une coupe DAO légère (DAO-) bouillant à une température comprise essentiellement en dessous de 580°C et une coupe DAO lourde (DAO+) bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 580°C. Les caractéristiques de la coupe DAO légère et DAO lourde sont données dans le tableau 37 ci-dessous.
La coupe DAO lourde (DAO+) issue de l'étape de fraction (e) est envoyée en totalité à la deuxième étape d'hydroconversion, tandis que la fraction DAO légère (DAO-) est envoyée dans une unité de craquage catalytique FCC pour une conversion supplémentaire.The heavy DAO cut (DAO+) from the fraction stage ( e ) is sent in full to the second hydroconversion stage, while the light DAO fraction (DAO-) is sent to an FCC catalytic cracking unit for a additional conversion.
La coupe DAO légère (DAO-) issue de la deuxième section de fractionnement (e) réalisée dans la section de fractionnement E est ensuite envoyée à une unité de craquage catalytique en lit fluidisé, également appelé FCC. Cette unité de conversion permet de transformer la fraction DAO, qui est une coupe 540°C+, en fractions plus légères. Ceci permet donc d'augmenter la conversion globale de la charge de départ. Par contre, la fraction liquide issue de l'unité FCC contient encore une fraction non-convertie 540°C+ dont le rendement est de seulement 0,4 % poids par rapport à la charge du FCC, comme indiqué dans le tableau 38.
Selon le procédé selon l'invention illustré dans cet exemple, comportant un recyclage de la DAO à la dernière étape d'hydroconversion, la conversion par passe de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche de la section d'hydroconversion est de 60,9 %poids. La fraction résidu sous vide non-convertie contient 0,12 % poids de sédiments, 67 ppm poids de métaux et une teneur en Carbone Conradson de 28 % poids. Cette coupe est donc très difficilement valorisable. Le désasphaltage du résidu sous vide non-converti permet d'extraire une fraction valorisable en séparant le RSV en une fraction DAO (qui représente environ 72% du RSV) et une fraction asphalte. La fraction DAO ne contient presque plus de métaux, ni d'asphaltènes et sa teneur en Carbone Conradson inférieure à 6 % poids. Dans ce schéma selon l'invention, la coupe DAO est envoyée à une deuxième section de fractionnement afin de produire une coupe DAO légère, qui est envoyée dans une unité de craquage catalytique FCC pour une conversion supplémentaire, et une coupe DAO lourde, qui est recyclée en totalité à l'entrée de la dernière étape d'hydroconversion. Grâce au recyclage de la coupe DAO lourde, la conversion globale de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche est de 73,4 %poids dans la section d'hydrotraitement. Grâce à la conversion de la DAO légère dans l'unité FCC, une conversion additionnelle de 4,1 %poids est obtenue, conduisant à une conversion globale du schéma selon l'invention de 77,5 %poids de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche.According to the process according to the invention illustrated in this example, comprising recycling of the DAO to the last hydroconversion step, the conversion per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh feed from the hydroconversion section is 60.9% by weight. The unconverted vacuum residue fraction contains 0.12% by weight of sediment, 67 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content of 28% by weight. This cut is therefore very difficult to value. Deasphalting of unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents approximately 72% of the RSV) and an asphalt fraction. The DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 6% by weight. In this scheme according to the invention, the DAO cut is sent to a second fractionation section in order to produce a light DAO cut, which is sent to an FCC catalytic cracking unit for further conversion, and a heavy DAO cut, which is recycled in full at the inlet of the last hydroconversion step. Thanks to the recycling of the heavy DAO cut, the overall conversion of the 540°C+ fraction of the fresh feed is 73.4% by weight in the hydrotreating section. Thanks to the conversion of the light DAO in the FCC unit, an additional conversion of 4.1% by weight is obtained, leading to an overall conversion of the scheme according to the invention of 77.5% by weight of the 540° C.+ fraction of the fresh load.
On remarque donc que, par rapport à l'exemple 1, la conversion est beaucoup plus forte (+13,5 points de conversion), tout en gardant un RSV stable qui sort de la colonne de distillation sous vide à la première section de fractionnement, car il contient moins de sédiments (0,12 % poids au lieu de 0,20 % poids), limitant ainsi l'encrassement des colonnes de la première section de fractionnement. Par rapport à l'exemple 2, la conversion est non seulement plus importante (presque 8 points de conversion supplémentaire), mais le RSV résiduel contient beaucoup moins de sédiments (0,12 % poids au lieu de 0,34 % poids) et reste donc stable dans ces conditions plus sévères. De ce fait, dans le schéma selon l'invention, l'encrassement des colonnes de la première section de fractionnement est fortement réduit par rapport au schéma de l'exemple 2 non conforme à l'invention, permettant une opération plus longue avant l'arrêt pour leur nettoyage. Comparé à l'exemple 3, l'utilisation d'une unité de FCC pour la conversion de la coupe DAO légère permet de produire plus d'essence et moins de gazole.It is therefore noted that, compared to example 1, the conversion is much higher (+13.5 conversion points), while keeping a stable RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation section , because it contains less sediment (0.12% by weight instead of 0.20% by weight), thus limiting the fouling of the columns of the first fractionation section. Compared to Example 2, the conversion is not only greater (almost 8 additional conversion points), but the residual RSV contains much less sediment (0.12% by weight instead of 0.34% by weight) and remains therefore stable under these more severe conditions. Therefore, in the scheme according to the invention, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced compared to the scheme of example 2 not in accordance with the invention, allowing a longer operation before the stop for their cleaning. Compared to example 3, the use of an FCC unit for the conversion of the light DAO cut makes it possible to produce more gasoline and less diesel.
Dans cet exemple, on illustre le procédé selon l'invention dans une mise en œuvre comportant deux étapes d'hydroconversion successives comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant suivies d'une étape de désasphaltage et d'une étape de fractionnement, avec recyclage de la DAO lourde à l'entrée du dernier réacteur d'hydroconversion et conversion de la DAO légère dans une unité de FCC. Comme la teneur en sédiments est réduite dans le procédé selon l'invention, ce dernier réacteur sera opéré dans des conditions plus sévères afin d'augmenter la conversion globale du procédé.In this example, the process according to the invention is illustrated in an implementation comprising two successive hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed followed by a deasphalting stage and a fractionation stage, with recycling of the heavy DAO at the inlet of the last hydroconversion reactor and conversion of the light DAO in an FCC unit. As the content in sediment is reduced in the process according to the invention, this latter reactor will be operated under more severe conditions in order to increase the overall conversion of the process.
La charge fraîche du Tableau 2 est envoyée en totalité dans une première section d'hydroconversion A1 en présence d'hydrogène pour subir une première étape d'hydroconversion (a1 ). Cette section A1 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.The fresh feed from Table 2 is sent in its entirety to a first hydroconversion section A 1 in the presence of hydrogen to undergo a first hydroconversion stage ( a 1 ). This section A 1 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées à cette première étape d'hydroconversion (a1 ) sont présentées dans le tableau 39 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette première étape d'hydroconversion est de 42 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion of the 540° C.+ fraction produced during this first hydroconversion step is 42% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti est ensuite envoyé dans une section de séparation intermédiaire B1 composée par un seul séparateur gaz / liquide fonctionnant à la pression et la température du réacteur de la première étape d'hydroconversion. Une fraction légère et une fraction lourde sont ainsi séparées. La fraction légère est majoritairement composée par des molécules à point d'ébullition inférieure à 350°C et la fraction dite lourde est majoritairement composé par des molécules d'hydrocarbures bouillonnant à une température supérieure ou égale à 350°C.The hydroconverted liquid effluent is then sent to an intermediate separation section B 1 composed of a single gas/liquid separator operating at the pressure and temperature of the reactor of the first hydroconversion stage. A light fraction and a heavy fraction are thus separated. The light fraction is mainly composed of molecules with a boiling point below 350°C and the so-called heavy fraction is mainly composed of hydrocarbon molecules bubbling at a temperature greater than or equal to 350°C.
La composition de cette fraction lourde est présentée dans le tableau 40.
Dans cet exemple du procédé selon l'invention, l'effluent lourd issu de la section de séparation intermédiaire B1 est mélangé en totalité avec la DAO lourde issue de la deuxième section de fractionnement (e) dans un ratio volumique effluent lourd/DAO de 75/25. La composition de cette charge est présentée dans le tableau 41.
Dans cet exemple selon l'invention, ce mélange est envoyé en totalité dans une deuxième section d'hydroconversion A2 en présence d'hydrogène pour subir une deuxième étape d'hydroconversion (a2 ). Ladite section A2 est identique à celle décrite dans l'exemple 1.In this example according to the invention, this mixture is sent entirely to a second hydroconversion section A 2 in the presence of hydrogen to undergo a second hydroconversion stage ( a 2 ). Said section A 2 is identical to that described in example 1.
Les conditions opératoires appliquées dans l'étape d'hydroconversion (a2 ) sont présentés dans le tableau 42 ci-dessous.
Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en carbone Conradson, en métaux et en soufre. La conversion par passe de la fraction 540°C+ réalisée lors de cette deuxième étape d'hydroconversion est de 38,4 % poids.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of Conradson carbon, metals and sulfur. The conversion per pass of the 540° C.+ fraction carried out during this second hydroconversion step is 38.4% by weight.
L'effluent liquide hydroconverti issu de l'étape d'hydroconversion (a2 ) est envoyé à une étape de fractionnement (c) réalisée dans une section de fractionnement C composée par une colonne de distillation atmosphérique et une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une fraction distillat sous vide bouillant à une température comprise essentiellement entre 350°C et 500°C (DSV) et une fraction résidu sous vide non converti bouillant à une température supérieure ou égale à 500°C (RSV). Les rendements par rapport à la charge fraiche et qualités de produits sont données de cette première section de fractionnement sont indiqués dans le tableau 43 ci-dessous.
En comparant avec l'exemple 1, on remarque un plus fort niveau d'hydrotraitement avec une plus faible densité, de plus faibles teneurs en soufre, azote, métaux, asphaltènes et carbone Conradson. De plus, le RSV contient moins de sédiments et est donc plus stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la DAO recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion.Comparing with Example 1, a higher level of hydrotreating is observed with lower density, lower sulfur, nitrogen, metals, asphaltenes and Conradson carbon contents. In addition, RSV contains less sediment and is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the recycled DAO upstream of the second hydroconversion step.
En comparant avec l'exemple 2, on remarque que le niveau d'hydrotraitement est plus faible, mais que le RSV contient moins de sédiments. Cette coupe est donc plus stable, notamment grâce à la présence d'aromatiques lourds de la coupe DAO lourde recyclée en amont de la deuxième étape d'hydroconversion. Dans l'exemple 2, la DAO totale est recyclée en amont de la première étape d'hydroconversion et les aromatiques lourds sont hydrogénés davantage comparativement au procédé selon l'invention.By comparing with Example 2, it is noted that the level of hydrotreatment is lower, but that the RSV contains less sediment. This cut is therefore more stable, in particular thanks to the presence of heavy aromatics from the heavy DAO cut recycled upstream of the second hydroconversion step. In Example 2, the total DAO is recycled upstream of the first hydroconversion step and the heavy aromatics are hydrogenated more compared to the process according to the invention.
Le RSV issu de la première section de fractionnement est ensuite avantageusement envoyé à une étape de désasphaltage (d) dans un désasphalteur, dans laquelle il est traité comme décrit dans l'exemple 1 (même équipement et mêmes conditions).The RSV from the first fractionation section is then advantageously sent to a deasphalting stage ( d ) in a deasphalting device, in which it is treated as described in example 1 (same equipment and same conditions).
En sortie du désasphalteur, on obtient une DAO et un asphalte résiduel possédant les caractéristiques données dans le tableau 44 ci-dessous.
Après le désasphalteur D, la coupe DAO produite est envoyée à une deuxième section de fractionnement (e) réalisée dans une section de fractionnement E composée par une série de flashs, une colonne de distillation atmosphérique et une colonne de distillation sous vide à la suite desquelles on récupère une coupe DAO légère (DAO-) bouillant à une température comprise essentiellement en dessous de 580°C et une coupe DAO lourde (DAO+) bouillant majoritairement à une température supérieure ou égale à 580°C. Les caractéristiques de la coupe DAO légère et DAO lourde sont données dans le tableau 45 ci-dessous.
La coupe DAO lourde (DAO+) issue de l'étape de fraction (e) est envoyée en totalité à la deuxième étape d'hydroconversion, tandis que la fraction DAO légère (DAO-) est envoyée dans une unité de craquage catalytique FCC pour une conversion supplémentaire.The heavy DAO cut (DAO+) from fraction stage (e) is sent in full to the second hydroconversion stage, while the light DAO fraction (DAO-) is sent to an FCC catalytic cracking unit for additional conversion.
La coupe DAO légère (DAO-) issue de la deuxième section de fractionnement (e) réalisée dans la section de fractionnement E est ensuite envoyée à une unité de craquage catalytique en lit fluidisé, également appelé FCC. Cette unité de conversion permet de transformer la fraction DAO, qui est une coupe 540°C+, en fractions plus légères. Ceci permet donc d'augmenter la conversion globale de la charge de départ. Par contre, la fraction liquide issue de l'unité FCC contient encore une fraction non-convertie 540°C+ dont le rendement est de seulement 0,4 % poids par rapport à la charge du FCC, comme indiqué dans le tableau 46.
Selon le procédé selon l'invention illustré dans cet exemple, comportant un recyclage de la DAO à la dernière étape d'hydroconversion, la conversion par passe de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche de la section d'hydroconversion est de 64,6 %poids. La fraction résidu sous vide non-convertie contient 0,23 % poids de sédiments, 65 ppm poids de métaux et une teneur en Carbone Conradson de 29 % poids. Cette coupe est donc très difficilement valorisable. Le désasphaltage du résidu sous vide non-converti permet d'extraire une fraction valorisable en séparant le RSV en une fraction DAO (qui représente environ 72% du RSV) et une fraction asphalte. La fraction DAO ne contient presque plus de métaux, ni d'asphaltènes et sa teneur en Carbone Conradson inférieure à 6 % poids. Dans ce schéma selon l'invention, la coupe DAO est envoyée à une deuxième section de fractionnement afin de produire une coupe DAO légère, qui est envoyée dans une unité de craquage catalytique FCC pour une conversion supplémentaire, et une coupe DAO lourde, qui est recyclée en totalité à l'entrée de la dernière étape d'hydroconversion. Grâce au recyclage de la coupe DAO lourde, la conversion globale de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche est de 79,2 %poids dans la section d'hydrotraitement. Grâce à la conversion de la DAO légère dans l'unité FCC, une conversion additionnelle de 4,0 %poids est obtenue, conduisant à une conversion globale du schéma selon l'invention de 83,2 %poids de la fraction 540°C+ de la de la charge fraîche.According to the process according to the invention illustrated in this example, comprising recycling of the DAO to the last hydroconversion step, the conversion per pass of the 540° C.+ fraction of the fresh feed from the hydroconversion section is 64.6% by weight. The unconverted vacuum residue fraction contains 0.23% by weight of sediment, 65 ppm by weight of metals and a Conradson Carbon content of 29% by weight. This cut is therefore very difficult to value. The deasphalting of the unconverted vacuum residue makes it possible to extract a recoverable fraction by separating the RSV into a DAO fraction (which represents approximately 72% of the RSV) and an asphalt fraction. The DAO fraction contains almost no more metals or asphaltenes and its Conradson Carbon content is less than 6% by weight. In this scheme according to the invention, the DAO cut is sent to a second fractionation section in order to produce a light DAO cut, which is sent to an FCC catalytic cracking unit for further conversion, and a heavy DAO cut, which is recycled in full at the inlet of the last hydroconversion stage. Thanks to the recycling of the heavy DAO cut, the overall conversion of the 540°C+ fraction of the fresh feed is 79.2% by weight in the hydrotreating section. Thanks to the conversion of the light DAO in the FCC unit, an additional conversion of 4.0% by weight is obtained, leading to an overall conversion of the scheme according to the invention of 83.2% by weight of the 540°C+ fraction of the fresh load.
On remarque donc que, par rapport à l'exemple 1, la conversion est beaucoup plus forte (+19 points de conversion), tout en gardant un RSV stable qui sort de la colonne de distillation sous vide à la première section de fractionnement, car il a une teneur similaire en sédiments (0,23 % poids au lieu de 0,20 % poids). Par rapport à l'exemple 2, la conversion est non seulement plus importante (pus de 12 points de conversion supplémentaire), mais le RSV résiduel contient moins de sédiments (0,23 % poids au lieu de 0,34 % poids) et reste donc plus stable malgré les conditions plus sévères. De ce fait, dans le schéma selon l'invention, l'encrassement des colonnes de la première section de fractionnement est fortement réduit par rapport au schéma de l'exemple 2 non conforme à l'invention, permettant une opération plus longue avant l'arrêt pour leur nettoyage. Comparé à l'exemple 3, l'utilisation d'une unité de FCC pour la conversion de la coupe DAO légère permet de produire plus d'essence et moins de gazole.It is therefore noted that, compared to example 1, the conversion is much higher (+19 conversion points), while keeping a stable RSV which leaves the vacuum distillation column at the first fractionation section, because it has a similar sediment content (0.23 wt% instead of 0.20 wt%). Compared to example 2, the conversion is not only greater (more than 12 additional conversion points), but the Residual RSV contains less sediment (0.23% by weight instead of 0.34% by weight) and therefore remains more stable despite the more severe conditions. Therefore, in the scheme according to the invention, the fouling of the columns of the first fractionation section is greatly reduced compared to the scheme of example 2 not in accordance with the invention, allowing a longer operation before the stop for their cleaning. Compared to example 3, the use of an FCC unit for the conversion of the light DAO cut makes it possible to produce more gasoline and less diesel.
Claims (15)
- Process for converting a heavy hydrocarbon feedstock containing a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 300°C, and containing sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen, comprising the following successive steps:- an initial step of hydroconversion (a1 ) of at least a portion of said heavy hydrocarbon feedstock in the presence of hydrogen in an initial hydroconversion section (A1 ), performed under conditions for obtaining a liquid effluent with a reduced content of sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen;- (n-1) additional hydroconversion step(s) (a i ) in (n-1) additional hydroconversion section(s) (A i ), in the presence of hydrogen, of at least a portion or all of the liquid effluent obtained from the preceding hydroconversion step (a i-1 ) or optionally of a heavy fraction obtained from an optional intermediate separation step (b j ) in an intermediate separation section (B j ) between two consecutive hydroconversion steps separating a portion or all of the liquid effluent obtained from the preceding hydroconversion step (a i-1 ) to produce at least one heavy fraction predominantly boiling at a temperature of greater than or equal to 350°C, the (n-1) additional hydroconversion step(s) (a i ) being performed so as to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen,n being the total number of hydroconversion steps, with n greater than or equal to 2, i being an integer ranging from 2 to n and j being an integer ranging from 1 to (n-1), and the initial hydroconversion section (A1 ) and additional hydroconversion section (A1 ) each including at least one three-phase reactor operating as an ebullated bed or as a hybrid bed, containing at least one hydroconversion catalyst which is used in the form of extrudates or beads;- a first step of fractionation (c) in a first fractionation section (C) of a portion or all of the hydroconverted liquid effluent obtained from the last additional hydroconversion step (a n) producing at least one heavy cut predominantly boiling at a temperature of greater than or equal to 350°C, said heavy cut containing a residual fraction boiling at a temperature of greater than or equal to 540°C;- a step of deasphalting (d) in a deasphalter (D) of a portion or all of said heavy cut obtained from the fractionation step (c), with at least one hydrocarbon-based solvent, to obtain a deasphalted oil DAO and a residual asphalt;- optionally a second step of fractionation (e) in a second fractionation section (E) of a portion or all of the DAO obtained from the deasphalting step (d) into at least one heavy DAO fraction and one light DAO fraction;- a step of recycling (f) of at least a portion of the DAO obtained from step (d) and/or of at least a portion of the heavy DAO fraction obtained from step (e) into an additional hydroconversion step (a i ) and/or into an intermediate separation step (b j ).
- Process according to Claim 1, in which said heavy hydrocarbon feedstock has a sulfur content of at least 0.1% by weight, a Conradson carbon content of at least 0.5% by weight, a C7 asphaltene content of at least 1% by weight and a metal content of at least 20 ppm by weight, and said heavy hydrocarbon feedstock is a crude oil or consists of atmospheric residues and/or of vacuum residues obtained from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil, and preferably consists of vacuum residues obtained from the vacuum distillation of a crude oil.
- Process according to Claim 1 or Claim 2, in which said three-phase reactor containing at least one hydroconversion catalyst is a three-phase reactor operating as an ebullated bed, with an ascending stream of liquid and of gas.
- Process according to any one of Claims 1 to 3, in which said three-phase reactor containing at least one hydroconversion catalyst is a three-phase reactor operating as a hybrid bed, said hybrid bed including at least one catalyst maintained in said three-phase reactor and at least one catalyst entrained out of said three-phase reactor.
- Process according to any one of the preceding claims, in which the initial hydroconversion step (a1 ) is performed at an absolute pressure of between 2 and 38 MPa, at a temperature of between 300°C and 550°C, at an hourly space velocity HSV relative to the volume of each three-phase reactor of between 0.05 h-1 and 10 h-1 and with an amount of hydrogen mixed with the heavy hydrocarbon feedstock of between 50 and 5000 normal cubic metres (Nm3) per cubic metre (m3) of heavy hydrocarbon feedstock.
- Process according to any one of the preceding claims, in which the additional hydroconversion step(s) (a n) are performed at a temperature of between 300°C and 550°C, and greater than the temperature applied in the initial hydroconversion step (a1 ), with an amount of hydrogen mixed with the heavy hydrocarbon feedstock of between 50 and 5000 normal cubic metres (Nm3) per cubic metre (m3) of heavy hydrocarbon feedstock, and less than the amount of hydrogen applied in the initial hydroconversion step (a1 ), with an absolute pressure of between 2 and 38 MPa, and at an hourly space velocity HSV relative to the volume of each three-phase reactor of between 0.05 h-1 and 10 h-1.
- Process according to any one of the preceding claims, in which the deasphalting step (d) is performed in an extraction column at a temperature of between 60°C and 250°C with at least one hydrocarbon-based solvent containing from 3 to 7 carbon atoms, and a solvent/feedstock ratio (volume/volume) of between 3/1 and 16/1 and preferably between 4/1 and 8/1.
- Process according to any one of the preceding claims, in which at least a portion of the heavy hydrocarbon feedstock is sent into at least one additional hydroconversion section (A i ) and/or into at least one intermediate separation section (B j ) and/or into the first fractionation section (C) and/or into the deasphalter (D).
- Process according to any one of the preceding claims, in which a hydrocarbon feedstock external to the process is sent into the initial hydroconversion section (A1 ) and/or into at least one additional hydroconversion section (A1 ) and/or into at least one intermediate separation section (B j ) and/or into the first fractionation section (C) and/or into the deasphalter (D).
- Process according to any one of the preceding claims, also comprising at least one recycling step as follows:- recycling (r 1) of a portion or all of the light DAO fraction obtained from step (e) into the initial hydroconversion section (A1 ) and/or into at least one additional hydroconversion section (A i ) and/or into at least one intermediate separation section (B j ) and/or into the first fractionation section (C);- recycling (r 2) of a portion of the heavy DAO fraction obtained from step (f) into the first fractionation section (C);- recycling (r 3) of a portion of the DAO obtained from step (d) into the first fractionation section (C);- recycling (r4 ) of a portion or all of the residual asphalt obtained from step (d) into the initial hydroconversion section (A1 ) and/or into at least one additional hydroconversion section (A i );- recycling (r5 ) of a portion of the hydroconverted liquid effluent from a given additional hydroconversion section (A1 ):- into the initial hydroconversion section (A1 ), and/or- into another additional hydroconversion section (A1 ) positioned upstream of said given section (A i ), and/or- into an intermediate separation section (B j ) positioned upstream of said given section (A i );- recycling (r6 ) of a portion of the heavy fraction and/or of a portion or all of one or more intermediate fractions obtained from a given intermediate section (B j ):- into the initial hydroconversion section (A1 ), and/or- into an additional hydroconversion section (A i ) positioned upstream of said given intermediate section (B j ), and/or- into another intermediate separation section (B j ) positioned upstream of said given section (B j );- recycling (r7 ) of a portion of the heavy fraction and/or of a portion or all of one or more intermediate fractions obtained from the first fractionation section (C):- into the initial hydroconversion section (A1 ), and/or- into an additional hydroconversion section (A i ), and/or- into an intermediate separation section (Bj ).
- Conversion process according to any one of the preceding claims, in which n is equal to 2, and comprising the following successive steps:- an initial step of hydroconversion (a1 ) of at least a portion of said heavy hydrocarbon feedstock in the presence of hydrogen in an initial hydroconversion section (A1 ), performed under conditions for obtaining a liquid effluent with a reduced content of sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen;- an additional step of hydroconversion (a2 ) in an additional hydroconversion section (A2 ), in the presence of hydrogen, of at least a portion or all of the liquid effluent obtained from the initial hydroconversion step (a1 ) or optionally of a heavy fraction obtained from an optional step of intermediate separation (b1 ) in an intermediate separation section (B1 ) between the initial hydroconversion step (a1 ) and the additional hydroconversion step (a2 ) separating a portion or all of the liquid effluent obtained from the initial hydroconversion step (a1 ) into at least one light fraction predominantly boiling at a temperature of less than 350°C and at least one heavy fraction predominantly boiling at a temperature of greater than or equal to 350°C, the additional hydroconversion step (a2 ) being performed so as to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of sulfur, Conradson carbon, metals and nitrogen,the initial hydroconversion section (A1 ) and additional hydroconversion section (A 2) each including at least one three-phase reactor operating as an ebullated bed or as a hybrid bed, containing at least one hydroconversion catalyst used in the form of extrudates or of beads;- a first step of fractionation (c) in a first fractionation section (C) of a portion or all of the hydroconverted liquid effluent obtained from the additional hydroconversion step (a2 ) producing at least one heavy cut predominantly boiling at a temperature of greater than or equal to 350°C, said heavy cut containing a residual fraction boiling at a temperature of greater than or equal to 540°C;- a step of deasphalting (d) in a deasphalter (D) of a portion or all of said heavy cut obtained from the fractionation step (c), with at least one hydrocarbon-based solvent, to obtain a deasphalted oil DAO and a residual asphalt;- optionally a second step of fractionation (e) in a second fractionation section (E) of a portion or all of the DAO obtained from the deasphalting step (d) into at least one heavy DAO fraction and one light DAO fraction;- a step of recycling (f) of at least a portion of the DAO obtained from step (d) and/or of at least a portion of the heavy DAO fraction obtained from step (e) into an additional hydroconversion step (a2 ) and/or into an intermediate separation step (b1 ).
- Process according to any one of the preceding claims, including the recycling (f) of all of the DAO obtained from step (d) or of all of the heavy fraction obtained from the second fractionation step (e) into the last additional hydroconversion step (a i ), and preferably into the additional hydroconversion step (a2 ) when n is equal to 2 and when in addition all of the liquid effluent obtained from step (a1) is sent into step (b1 ), all of the heavy fraction obtained from step (b1 ) is sent into step (a2 ), all of the hydroconverted liquid effluent obtained from step (a2 ) is sent into step (c), and all of the heavy cut obtained from step (c) is sent into step (d).
- Process according to any one of Claims 1 to 11, including the recycling (f) of all of the DAO obtained from step (d) or of all of the heavy fraction obtained from the second fractionation step (e) into an intermediate separation step (b j ), and preferably into the intermediate separation step (b 1) between the initial hydroconversion step (a1 ) and the additional hydroconversion step (a2 ) when n is equal to 2 and when in addition all of the liquid effluent obtained from step (a1 ) is sent into step (b1 ), all of the heavy fraction obtained from step (b1 ) is sent into step (a2 ), all of the hydroconverted liquid effluent obtained from step (a2 ) is sent into step (c), and all of the heavy cut obtained from step (c) is sent into step (d).
- Process according to any one of Claims 1 to 11, not including an intermediate separation step (b j ) and including the recycling (f) of all of the DAO obtained from step (d) into the last additional hydroconversion step (a i ), and preferably into the additional hydroconversion step (a2 ) when n is equal to 2 and when in addition all of the liquid effluent obtained from step (a1 ) is sent into step (a2 ), all of the hydroconverted liquid effluent obtained from step (a2 ) is sent into step (c), and all of the heavy cut obtained from step (c) is sent into step (d).
- Process according to any one of Claims 1 to 14, in which said hydroconversion catalyst of said at least one three-phase reactor of the initial hydroconversion section (A1 ) and of the additional hydroconversion section(s) (A1 ) contains at least one non-noble group VIII metal chosen from nickel and cobalt and at least one group VIB metal chosen from molybdenum and tungsten, and preferably including an amorphous support.
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