FR2540883A1 - PROCESS FOR HYDROCRACKING HEAVY OILS IN THE PRESENCE OF DRY MIXTURE ADDITIVE FORMED OF COAL OR SCARBLES AND A METAL COMPOUND - Google Patents
PROCESS FOR HYDROCRACKING HEAVY OILS IN THE PRESENCE OF DRY MIXTURE ADDITIVE FORMED OF COAL OR SCARBLES AND A METAL COMPOUND Download PDFInfo
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- C10G47/00—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions
- C10G47/24—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles
- C10G47/26—Cracking of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen- generating compounds, to obtain lower boiling fractions with moving solid particles suspended in the oil, e.g. slurries
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Abstract
ON DECRIT UN PROCEDE POUR L'HYDROCRAQUAGE D'HUILES HYDROCARBONEES LOURDES, TELLES QUE DES HUILES EXTRAITES DE SABLES GOUDRONNEUX. L'HUILE INTRODUITE EN PRESENCE D'UN EXCES D'HYDROGENE EST ENVOYEE A TRAVERS UNE ZONE D'HYDROCRAQUAGE TUBULAIRE 13, ET L'EFFLUENT PROVENANT DU SOMMET DE LA ZONE EST SEPARE EN UN COURANT GAZEUX CONTENANT UNE MATIERE A GAMME D'EBULLITION LARGE ET UN COURANT LIQUIDE CONTENANT DES HYDROCARBURES LOURDS; SELON L'INVENTION, LE PROCEDE D'HYDROCRAQUAGE EST REALISE EN PRESENCE D'UN ADDITIF SE COMPOSANT DE CHARBON FINEMENT DIVISE OU D'AUTRE MATIERE CARBONEE, MELANGEE A SEC AVEC DES METAUX CATALYTIQUEMENT ACTIF TELS QUE LE FER, LE COBALT, ET LE MOLYBDENE. L'ADDITIF EST TRANSFORME EN BOUE AVEC LA MATIERE INTRODUITE ET ON A TROUVE QUE CELA REDUISAIT GRANDEMENT LES PRECURSEURS DE COKE ET EMPECHAIT AINSI LA FORMATION DE DEPOTS CARBONES DANS LA ZONE DE REACTION, TOUT EN ETANT AUSSI EFFICACE POUR REDUIRE LA CONCENTRATION EN SOUFRE DU PRODUIT.A PROCESS FOR THE HYDROCRAQUAGE OF HEAVY HYDROCARBONOUS OILS, SUCH AS OILS EXTRACTED FROM TAR SANDS, IS DESCRIBED. THE OIL INTRODUCED IN THE PRESENCE OF AN EXCESS HYDROGEN IS SENT THROUGH A TUBULAR HYDROCRACKING ZONE 13, AND THE EFFLUENT FROM THE TOP OF THE ZONE IS SEPARATED INTO A GAS CURRENT CONTAINING A WIDE BOILING RANGE MATERIAL AND A LIQUID CURRENT CONTAINING HEAVY HYDROCARBONS; ACCORDING TO THE INVENTION, THE HYDROCRACKING PROCESS IS CARRIED OUT IN THE PRESENCE OF AN ADDITIVE CONSISTING OF FINALLY DIVIDED COAL OR OTHER CARBON MATERIAL, DRY MIXED WITH CATALYTICALLY ACTIVE METALS SUCH AS IRON, COBALT, AND MOLYBDENE . THE ADDITIVE IS MUDDED WITH THE MATERIAL INTRODUCED AND IT WAS FOUND THAT THIS WAS GREATLY REDUCED COKE PRECURSORS AND THUS PREVENTS THE FORMATION OF CARBON DEPOSITS IN THE REACTION ZONE, WHILE BEING ALSO EFFECTIVE IN REDUCING THE CONCENTRATION OF THE COKE. .
Description
1. La présente invention se rapporte au traitement1. The present invention relates to treatment
d'huiles hydrocarbonées, et, plus particulièrement, à l'hy- hydrocarbon oils, and more particularly,
drocraquage d'huiles hydrocarbonées lourdes pour fournir cracking of heavy hydrocarbon oils to provide
des produits améliorés à gamme d'ébullition inférieure. improved products with a lower boiling range.
Les procédés d'hydrocraquage pour la transfor- Hydrocracking processes for the transformation
mation d'huiles hydrocarbonées lourdes en naphtas inter- heavy hydrocarbon oils in inter-naphtha
médiaires et légers de bonne qualité pour le reformage de matières d'alimentation, de mazout et de gaz oil sont bien connus Ces huiles hydrocarbonées lourdes peuvent être des matières telles que du pétrole brut, des produits de fond good quality light and medium for reforming feed materials, fuel oil and gas oil are well known These heavy hydrocarbon oils can be materials such as crude oil, base products
(ou de queue) de goudrons soumis à la distillation atmos- (or tail) of tars subjected to atmospheric distillation
phérique, des produits de fond (ou de queue) de goudrons soumis à la distillation sous vide, des huiles de cyclage lourdes, des huiles de schistes, et des huiles liquides î 5 provenant du charbon, des résidus de pétrole brut, des pétroles bruts étêtés, et les huiles bitumineuses lourdes extraites de sables pétroliers Les huiles extraites de sables pétroliers et qui contiennent des matières à gamme d'ébullition large, allant de naphtes en passant par le kérosène, le gaz oil, le brai, etc et qui contiennent une 2 o grande partie de matière-bouillant au-dessus de 524 C, spherical, bottom (or tail) products of tar subject to vacuum distillation, heavy cycling oils, shale oils, and liquid oils from coal, crude oil residues, crude oils headless, and heavy bituminous oils extracted from oil sands Oils extracted from oil sands and which contain materials with a wide boiling range, ranging from naphthas to kerosene, gas oil, pitch, etc. and which contain a 2 o large part of matter-boiling above 524 C,
point d'ébullition équivalent sous la pression atmosphé- equivalent boiling point under atmospheric pressure
rique, sont particulièrement intéressantes. particularly interesting.
Les huiles hydrocarbonées lourdes du type ci- Heavy hydrocarbon oils of the above type
dessus tendent à contenir des composés azotés et soufrés en concentrations excessivement importantes En outre, above tend to contain nitrogen and sulfur compounds in excessively high concentrations In addition,
ces fractions d'hydrocarbures lourdes fréquemment contien- these heavy hydrocarbon fractions frequently contain
nent des quantités excessives de produits de contamina- excessive amounts of contaminated products
tion organométalliques qui tendent à être extrêmement no- organometallic tends to be extremely no-
cives vis-à-vis de divers procédés catalytiques qui peu- cives vis-à-vis various catalytic processes which can-
vent être ultérieurement réalisés, tels que l'hydropurifi- can be subsequently made, such as hydropurification
cation Parmi les produits de contamination métalliques, cation Among the metallic contamination products,
ceux contenant du nickel et du vanadium sont les plus cou- those containing nickel and vanadium are the most common
rants, bien que d'autres métaux soient souvent présents. rants, although other metals are often present.
Ces produits de contamination métalliques, ainsi que d'au- These metallic contamination products, as well as
tres, sont ordinairement présents dans la matière bitumi- very, are usually present in the bituminous matter
neuse sous forme de composés organo-métalliques à poids moléculaire relativement élevé Une quantité considérable des complexes organométalliques est liée à la matière asphalténique et contient du soufre Bien sûr, dans les in the form of relatively high molecular weight organometallic compounds A considerable amount of the organometallic complexes is bound to the asphaltenic material and contains sulfur Of course, in the
modes opératoires d'hydrocraquage catalytique, la présen- catalytic hydrocracking procedures, the present
ce de grandes quantités de matière asphalténique et de composés organométalliques interfère considérablement avec that large amounts of asphaltene and organometallic compounds interfere considerably with
l'activité du catalyseur par rapport à l'enlèvement des- the activity of the catalyst with respect to the removal of
tructif de composés azotés, soufrés et oxygénés Un bitu- of nitrogenous, sulfur and oxygenated compounds A bitu-
me typique de l'Athabasca peut contenir 51,5 % en poids de matière bouillant au-dessus de 524 C, 4,48 % en poids de soufre, 0,43 % en poids d'azote, 213 ppm de vanadium et me typical of Athabasca can contain 51.5% by weight of material boiling above 524 C, 4.48% by weight of sulfur, 0.43% by weight of nitrogen, 213 ppm of vanadium and
E 7 ppm de nickel.E 7 ppm nickel.
Alors que les réserves de pétrole brut classi- While conventional crude oil reserves
que diminuent, ces huiles lourdes peuvent être valorisées pour satisfaire à la demande Dans cette valorisation, la matière plus lourde est transformée en fractions plus légères et la majeure partie du soufre, de l'azote et des as they decrease, these heavy oils can be upgraded to meet demand. In this upgrading, the heavier material is transformed into lighter fractions and most of the sulfur, nitrogen and
métaux doit être retirée.metals must be removed.
3.3.
Ceci peut être réalisé par un procédé de coke- This can be achieved by a coke-
faction telle que la cokefaction retardée ou fluidisée, ou faction such as delayed or fluidized coking, or
par un procédé d'addition d'hydrogène tel que l'hydro- by a hydrogen addition process such as hydro-
craquage catalytique ou thermique Le rendement en distil- catalytic or thermal cracking The distillation yield
lat provenant du procédé de cokéfaction est environ 70 % en poids et ce procédé fournit aussi environ 23 % de lat from the coking process is about 70% by weight and this process also provides about 23% of
coke comme sous-produit qui ne peut pas être utilisé com- coke as a by-product which cannot be used as
me combustible par suite du faible rapport hydrogène: car- burns me because of the low hydrogen: car-
bone, et de la teneur élevée en soufre et en produits miné- bone, and the high content of sulfur and mineral products
raux Selon les conditions opératoires, les procédés d'hydrogénation peuvent donner un rendement en distillat According to the operating conditions, the hydrogenation processes can give a distillate yield
de plus de 87 % en poids.more than 87% by weight.
Un récent travail a été réalisé sur une voie de traitement à titre de variante impliquant l'addition Recent work has been done on a treatment route as a variant involving the addition
d'hydrogène à des températures et sous des pressions éle- of hydrogen at elevated temperatures and pressures
vées et on a trouvé que celui-ci était très prometteur Dans ce procédé, l'hydrogène et l'huile lourde sont pompés vers le haut à travers un réacteur tubulaire vide en l'absence de tout catalyseur On a trouvé que les composés à poids moléculaire élevé s'hydrogènent et/ou sont soumis à l'hydrocraquage pour fournir des gammes d'ébullition inférieure Des réactions simultanées de désulfuration, de démétallisation et d'enlèvement d'azote ont lieu Des and we found it to be very promising In this process, hydrogen and heavy oil are pumped up through an empty tubular reactor in the absence of any catalyst We found that the compounds by weight high molecular hydrogenate and / or are subjected to hydrocracking to provide lower boiling ranges Simultaneous desulfurization, demetallization and nitrogen removal reactions take place
pressions de réaction allant jusqu'à 24 M Pa et des tempé- reaction pressures up to 24 M Pa and temperatures
ratures jusqu 'à 490 *C ont été employées. erasures up to 490 ° C were used.
Dans l'hydrocraquage thermique, le problème im- In thermal hydrocracking, the im-
portant est le dép Ot de coke ou de solide dans le réacteur, spécialement lorsqu'on opère à des pressions relativement bearing is the depot of coke or solid in the reactor, especially when operating at relatively pressures
faibles, et ceci peut entraîner des interruptions coûteu- low, and this can result in costly outages
ses Des dépôts se forment au sommet du réacteur o la pression partielle d'hydrogène et la teneur en cendre sont au plus bas Des pressions supérieures réduisent l'encrassement du réacteur A 24 M Pa et à 4700 C, le dépôt de coke peut être ultérieurement éliminé Cependant, les fonctionnements d'installations industrielles à des 4 o pressions élevées impliquent des frais de fonctionnement its Deposits are formed at the top of the reactor where the partial pressure of hydrogen and the ash content are at the lowest. Higher pressures reduce the fouling of the reactor At 24 M Pa and at 4700 C, the coke deposit can be later eliminated However, operating industrial plants at high pressures involves operating costs
et-de aapitaux supérieurs.and-from upper hospitals.
On a bien établi que la matière minérale pré- It has been well established that the mineral matter pre-
sente dans la matière d'alimentation joue un rôle impor- feeling in the feed material plays an important role
tant dans le dépôt de coke Chervenak et collaborateurs both in the Chervenak et al.
dans le brevet américain n 3 775 296 montrent que la ma- in U.S. Patent No. 3,775,296 show that the ma-
tière d'alimentation contenant une teneur élevée en pro- foodstuff containing a high content of pro-
duit minéral ( 3,8 % en poids) a moins tendance à former du coke dans le réacteur que l'alimentation contenant une mineral product (3.8% by weight) is less likely to form coke in the reactor than the feed containing a
faible teneur en matière minérale (< 1 % en poids) D'au- low mineral content (<1% by weight)
tres études ont montre qu'une teneur en produit mineral élevée n'avait pas d'effet apparent sur la transformation du brai et la désulfuration, mais elle a supprimé le dépôt de coke dans le réacteur et l'encrassement général de la very studies have shown that a high mineral content had no apparent effect on the transformation of the pitch and the desulfurization, but it suppressed the deposit of coke in the reactor and the general fouling of the
réaction.reaction.
On a aussi préalablement montré que le dépôt de coke dans le réacteur pouvait être supprimé en remettant en circulation une partie de produits d'extrémité lourds vers la partie inférieure de la zone du réacteur Dans le brevet américain n 3 884 937, on a montré que, lorsque la concentration en produit minéral du fluide du réacteur It has also previously been shown that the deposit of coke in the reactor can be eliminated by recirculating a portion of heavy end products to the lower part of the reactor zone. In US patent 3,884,937, it has been shown that , when the concentration of mineral product in the reactor fluid
était maintenue entre 4 et 10 % en poids durant l'hydro- was maintained between 4 and 10% by weight during the hydro-
craquage thermique, on ne trouvait pas de coke dans le thermal cracking, there was no coke in the
réacteur Il semblait que, durant le procédé d'hydro- reactor It appeared that during the hydro-
craquage, la matière carbonée se déposait sur des particu- cracking, the carbonaceous material was deposited on particles
les solides au lieu de l'être sur la paroi du réacteur et solids instead of being on the reactor wall and
pouvait être ainsi transportée à l'extérieur avec l'ef- could thus be transported outside with the ef-
fluent du réacteur Ceci indiquait la possibilité d'ajou- reactor fluent This indicated the possibility of adding
ter et de retirer en continu un support de coke dans le ter and continuously remove a coke carrier in the
réacteur.reactor.
L'addition de supports de coke a été proposée The addition of coke carriers has been proposed
dans le brevet américain n 3 151 057 qui suggérait l'uti- in U.S. Patent 3,151,057 which suggested the use of
lisation de "produits de capture" tels que le sable, le quartz, l'alumine, la magnésie, le zircon, le béryl ou la Use of "capture products" such as sand, quartz, alumina, magnesia, zircon, beryl or
bauxite Ces "produits de capture" pouvaient être régéné- bauxite These "capture products" could be regenerated
rés après l'utilisation en chauffant le support encrassé avec de l'oxygène et de la vapeur d'eau à environ 10900 C pour fournir des gaz de produit de régénération contenant une quantité substantielle d'hydrogène Qn a montré dans le brevet canadien N O 1 073 389 et dans le brevet améri- res after use by heating the soiled support with oxygen and water vapor to about 10,900 C to provide regeneration gases containing a substantial amount of hydrogen Qn shown in Canadian patent NO 1 073 389 and in the U.S. patent
cain N O 4 214 977, que l'addition de charbon ou de cata- cain N O 4 214 977, that the addition of coal or cat-
lyseur à base de charbon entraîne la réduction de dépôt de coke durant l'hydrocraquage Les additifs au charbon servent d'emplacements pour le dépôt de précurseurs de coke et ainsi fournissent un mécanisme pour l'enlèvement à charcoal lyser causes reduction of coke deposition during hydrocracking Charcoal additives serve as locations for deposition of coke precursors and thus provide a mechanism for removal at
partir du dispositif.from the device.
L'utilisation de ces catalyseurs à base de char- The use of these char catalysts
bon permet de fonctionner à des pressions inférieures et good allows to operate at lower pressures and
avec des conversions supérieures L'utilisation de cataly- with higher conversions The use of cataly-
seurs au charbon et de catalyseurs au Co, au Mo et à l'Al sur du charbon est décrite dans le brevet canadien n O 1 073 389, l'utilisation de catalyseurs fer-charbon dans charcoal and Co, Mo and Al catalysts on charcoal is described in Canadian Patent No. 1,073,389, the use of iron-charcoal catalysts in
le brevet américain N O 4 214 977 et l'utilisation d'escar- U.S. Patent No. 4,214,977 and the use of pressure ulcers
billes dans le brevet canadien N O 1 124 194. beads in Canadian Patent No. 1,124,194.
Dans le brevet américain N O 3 775 286, on décrit un procédé pour hydrogéner du charbon, o le charbon a été imprégné avec de l'oxyde de fer hydraté ou de la poudre d'oxyde de fer hydratée sèche a été physiquement mélangée U.S. Patent No. 3,775,286 describes a process for hydrogenating coal, where the coal has been impregnated with hydrated iron oxide or dry hydrated iron oxide powder has been physically mixed.
avec du charbon pulvérulent Cependant, les taux de con- with powdered charcoal However, the levels of
version en utilisant un mélange physique étaient très niau- version using a physical mix were very niau-
vais par comparaison avec le charbon imprégné. go by comparison with impregnated charcoal.
C'est l'objet de la présente invention d'utili- It is the object of the present invention to use
ser un additif à base de carbone évacuable, peu coûteux, dans une matière d'alimentation hydrocarbonée lourde pour surmonter certains des problèmes de dépôts se formant be an inexpensive, removable, carbon-based additive in a heavy hydrocarbon feedstock to overcome some of the problems of deposits being formed
dans le réacteur durant le procédé d'hydrocraquage. in the reactor during the hydrocracking process.
La présente invention se rapporte à un procédé pour soumettre à l'hydrocraquage une huile hydrocarbonée lourde, dont une partie substantielle bout au-dessus de The present invention relates to a process for subjecting hydrocracking to a heavy hydrocarbon oil, a substantial part of which boils above
5240 C, o une boue d'huile hydrocarbonée lourde et envi- 5240 C, o a mud of heavy hydrocarbon oil and approxi-
ron 0,01 25 % en poids d'additifs particulaires carbonés ron 0.01 25% by weight of carbonaceous particulate additives
en présence de 90 9 000 m d'hydrogène/m d'huile hydro- in the presence of 90 9000 m of hydrogen / m of hydro-
carbonée sont amenés à passer à travers une zone d'hydro- carbonaceous are caused to pass through a hydro-
craquage enfermée La zone d'hydrocraquage est maintenue à une température entre environ 375 et 500 WC sous une enclosed cracking The hydrocracking zone is maintained at a temperature between about 375 and 500 WC under a
pression d'au moins 3,5 M Pa et à-une vitesse spatiale (dé- pressure of at least 3.5 M Pa and at a space speed (de-
bit) allant jusqu'à 4 volumes d'huile hydrocarbonée par heure par volume de capacité de zone d'hydrocraquage Un effluent mélangé contenant une phase gazeuse comprenant lo de l'hydrogène et des hydrocarbures à l'état de vapeur et une phase liquide comprenant des hydrocarbures lourds est bit) up to 4 volumes of hydrocarbon oil per hour per volume of hydrocracking zone capacity A mixed effluent containing a gas phase comprising lo and hydrogen and hydrocarbons in the vapor state and a liquid phase comprising heavy oil is
retiré de la zone d'hydrocraquage, et l'effluent est sépa- removed from the hydrocracking zone, and the effluent is separated
ré enun courant gazeux contenant de l'hydrogène et des hydrocarbures à l'état de-vapeur et en un courant liquide contenant des hydrocarbures lourds Selon une nouvelle caractéristique, les particules additives utilisées sont sous la forme d'un mélange sec de charbon broyé ou autre re in a gas stream containing hydrogen and hydrocarbons in the vapor state and in a liquid stream containing heavy hydrocarbons According to a new characteristic, the additive particles used are in the form of a dry mixture of ground coal or other
matière carbonée et d'un sel métallique broyé. carbonaceous matter and a ground metal salt.
Ce procédé empêche sensiblement la formation de dépôts carbonés dans la zone de réaction Ces dépôts, qui peuvent contenir des matières organiques insolubles dans le benzène et la quinoléine, des matières minérales, des This process substantially prevents the formation of carbonaceous deposits in the reaction zone. These deposits, which may contain organic materials insoluble in benzene and quinoline, inorganic materials,
métaux, du soufre, et des matières organiques peu solu- metals, sulfur, and poorly soluble organic materials
bles dans le benzène, seront désignés ci-après sous le benzene, will be referred to below as
nom de dépôts de "coke".name of "coke" repositories.
Bien sûr,le mélange sec-est bien meilleur marché à produire que les additifs ordinaires imprégnés par des Of course, the dry mix is much cheaper to produce than ordinary additives impregnated with
sels métalliques En même temps, il se compare favorable- metallic salts At the same time, it compares favorably-
ment aux additifs imprégnés pour la réduction des précur- additives impregnated for the reduction of precur-
seurs de coke et l'empêchement de la formation de dépôts coke sisters and the prevention of deposit formation
de coke dans la zone de réaction.of coke in the reaction zone.
Le procédé de la présente invention est particu- The process of the present invention is particularly
lièrement bien adapté au traitement d'huiles lourdçs ayant particularly well suited for the treatment of heavy oils having
une grande proportion, de préférence au moins 50 % en vo- a large proportion, preferably at least 50% by vo-
lume, qui bout au-dessus de 5241 C et qui peut contenir un 7. large intervalle d'ébullition pour des matières allant du naphte en passant par le kérosène, le gaz oil et le brai On peut le faire fonctionner sous des pressions très modérées,de préférence dans la gamme de 3,5 à 24 M Pa lume, which boils above 5241 C and which can contain a 7. wide boiling range for materials ranging from naphtha to kerosene, gas oil and pitch It can be operated under very moderate pressures , preferably in the range of 3.5 to 24 M Pa
sans formation de coke dans la zone d'hydrocraquage. without formation of coke in the hydrocracking zone.
Bien que l'hydrocraquage puisse être réalisé dans un grand nombre de réacteurs connus à écoulement Although hydrocracking can be carried out in a large number of known flow reactors
montant ou descendant, il est particulièrement bien adap- ascending or descending, it is particularly well suited
té à un réacteur tubulaire à travers lequel l'alimenta- tee to a tubular reactor through which the feed
tion et le gaz se déplacent vers le haut L'effluent pro- tion and the gas move upwards The effluent pro-
venant du sommet est de préférence séparé dans un sépara- coming from the top is preferably separated in a separa-
teur chaud et le courant gazeux provenant du séparateur hot gas stream from the separator
chaud peut être envoyé à un séparateur à pression élevée- hot can be sent to a high pressure separator-
faible température o il est séparé en un courant gazeux low temperature where it is separated into a gas stream
contenant de l'hydrogène et de moindres quantités d'hydro- containing hydrogen and lesser amounts of hydro-
carbures gazeux et en un courant de produit liquide conte- gaseous carbides and in a stream of liquid product contained
nant le produit huileux léger.the light oily product.
Le composé métallique qui est utilisé pour l'ad- The metal compound that is used for the ad-
ditif est un composé qui se transforme en sulfure métalli- ditif is a compound that turns into a metallic sulfide
que à partir de l'action d'hydrogène et d'acide sulfhydri- that from the action of hydrogen and sulfhydri-
que Cela peut être un oxyde de métal, un sel métallique tel qu'un sulfate, un sulfure, un chlorure, un fluorure, that it can be a metal oxide, a metal salt such as a sulfate, a sulfide, a chloride, a fluoride,
un nitrate,un oxalate ou un carbonate ou un hydroxyde mé- a nitrate, an oxalate or a carbonate or a hydroxide
tallique Le métal est typiquement un métal catalytiquement actif tel que le fer, le cobalt, le nickel, le molybdène, le chrome, le tungstène, le vanadium, le zinc, etc Un metal The metal is typically a catalytically active metal such as iron, cobalt, nickel, molybdenum, chromium, tungsten, vanadium, zinc, etc. A
composé particulièrement préféré est le sulfaté de fer. a particularly preferred compound is iron sulfate.
Le sel métallique et la matière carbonée utilisés The metal salt and carbonaceous material used
selon la présente invention sont de préférence à dimen- according to the present invention are preferably at least
sion de particules très faible, par exemple passant au tamis à ouverture de mailles inférieure à 246 pm ( 60 mesh) et on préfère particulièrement utiliser une matière very small particle size, for example passing through a sieve with a mesh size of less than 246 µm (60 mesh) and it is particularly preferred to use a material
qui passera à travers un tamis à ouverture de mailles in- which will pass through a sieve with an open mesh
férieure à 147 pm ( 100 mesar) Néanmoins, il est possible d'obtenir les avantages de la présente invention avec des smaller than 147 pm (100 mesar) Nevertheless, it is possible to obtain the advantages of the present invention with
254 0883254 0883
8. dimensions de particules plus grandes allant jsqu'à 6,35 mm un mélange d'additif S typiques contiendra 5 à 95 % en poids de sel métallique et ordinairement le catalyseur 8. larger particle sizes up to 6.35 mm a typical additive mixture S will contain 5 to 95% by weight of metal salt and usually the catalyst
est mélangé avec l'alimentation d'huile lourde en quanti- is mixed with the heavy oil supply in quanti-
té de 0,1 5 % en poids, en se basant sur l'alimentation d'huile lourde, bien qu'il puisse varier aussi largement 0.1 to 5% by weight, based on heavy oil supply, although it can vary as widely
qu'entre 0,01 et 25 % en poids, en se basant sur l'alimen- between 0.01 and 25% by weight, based on the feed
tation. L'additif peut convenablement être préparé en tation. The additive can conveniently be prepared in
broyant, en séchant et en tamisant ultérieurement un char- grinding, drying and subsequently sifting a char-
bon convenable jusqu'à une dimension passant au tamis à ouverture de mailles de 147 pm ( 100 mesh) Une quantité calculée de sel métallique passant au tamis à ouverture de mailles de 147 pm ( 100 mesh) est lentement ajoutée dans le charbon dans un dispositif de transformation en pate par mélange et la fournée est mélangée pendant environ good suitable up to a size passing through a sieve with a mesh opening of 147 µm (100 mesh) A calculated amount of metal salt passing through a sieve with a mesh opening of 147 µm (100 mesh) is slowly added to the carbon in a device transformation into dough by mixing and the batch is mixed for approximately
minutes Certains sels métalliques doivent être sé- minutes Some metal salts must be dried
chés avant le tamisage pour passer à travers des mailles à ouverture de 147 pm ( 100 mesh), afin de diminuer l'hydroscopie en réduisant la teneur en eau d'hydrate ou l'humidité Le séchage peut convenablement être réalisé à environ 900 C pendant 3 heures L'hygroscopie réduite before sieving to pass through mesh with an opening of 147 pm (100 mesh), in order to decrease hydroscopy by reducing the hydrate water content or the humidity The drying can suitably be carried out at around 900 ° C. for 3 hours Reduced hygroscopy
facilite lentement le passage ultérieur au tamis. Slowly facilitates subsequent passage through the sieve.
Les dimensions de particules peuvent être infé- Particle sizes can be smaller
rieures ou supérieures à 147 pm ( 100 mesh) selon la géomé- greater than 147 pm (100 mesh) depending on the geometry
trie du réacteur et les tendances à la cokéfaction de la reactor sorting and coking trends of the
matière d'alimentation formée d'huile hydrocarbonée lour- feed material formed from heavy hydrocarbon oil
de Le mode opératoire de mélange à sec permet ainsi à la The dry mixing procedure thus allows the
dimension de particules des sels métalliques et à la di- particle size of metal salts and at the
mension du charbon d'être réglées indépendamment Par exemple, la dimension de particules de charbon doit être choisie plus grande pour obtenir un temps de séjour plus long pour ces particules, ce qui permettrait davantage de liquéfaction. On a trouvé, selon la présente invention, que des résultats particulièrement bons sont obtenus quand Coal size to be set independently For example, the size of carbon particles should be chosen larger to obtain a longer residence time for these particles, which would allow more liquefaction. It has been found, according to the present invention, that particularly good results are obtained when
le sel métallique est mélangé avec du charbon, de préfé- the metal salt is mixed with charcoal, preferably
rence du lignite ou du charbon sous-bitumineux ou mélangé Lignite or sub-bituminous or mixed coal
avec des escarbilles.with carbuncles.
Le charbon peut largement être défini comme Coal can broadly be defined as
étant une substance minérale se composant de matière vé- being a mineral substance consisting of organic matter
gétale carbonée Il y a de nombreux types différents de charbon, comprenant le lignite, le charbon bitumineux et carbonaceous There are many different types of coal, including lignite, bituminous coal and
l'anthracite Le lignite est une matière de caractère in- anthracite Lignite is a material with a character
termédiaire entre la tourbe et le charbon et contient une proportion substantielle d'hydrocarbures volatils Le charbon bitumineux est le type le plus courant de charbon intermediate between peat and coal and contains a substantial proportion of volatile hydrocarbons Bituminous coal is the most common type of coal
et est quelque peu plus dur que le lignite, avec une te- and is somewhat harder than lignite, with a te-
neur en carbone supérieure et une teneur en hydrocarbures volatils inférieure Le charbon sous-bitumineux est une matière de caractère intermédiaire entre le lignite et le charbon bitumineux L'anthracite est un charbon très dur, contenant une proportion élevée de carbone et une très faible proportion de composés volatils D'autre part, le coke est le produit solide de l'action de la chaleur sur le charbon et se compose d'une masse dure, poreuse, higher carbon content and lower volatile hydrocarbon content Sub-bituminous coal is a material of intermediate character between lignite and bituminous coal Anthracite is a very hard coal, containing a high proportion of carbon and a very low proportion of volatile compounds On the other hand, coke is the solid product of the action of heat on coal and consists of a hard, porous mass,
de carbone contenant très peu de composés volatils. carbon containing very few volatile compounds.
Dans le présent procédé, l'additif est spécifi- In the present process, the additive is specified
quement utilisé pour supprimer la formation de coke et only used to suppress coke formation and
pour retirer des dépôts de coke Ainsi, on a trouvé parti- to remove coke deposits So we found it parti-
culièrement avantageux de mélanger le sel métallique avec particularly advantageous to mix the metal salt with
le lignite ou le charbon sous-bitumineux ou les escarbil- lignite or sub-bituminous coal or carbuncles
les au lieu du coke ou du semi-coke Par exemple, on a them instead of coke or semi-coke For example, we have
observé que, dans des conditions d'hydrocraquage, le li- observed that, under hydrocracking conditions, the li-
gnite s'hydrogène de manière importante et le charbon gnite significantly hydrogen and coal
bitumineux, le coke ou le semi-coke s'hydrogènent le moins. bituminous, coke or semi-coke are the least hydrogenated.
L'importance de l'hydrogénation du charbon sous-bitumi- The importance of hydrogenation of sub-bituminous coal
neux est entre les extrêmes ci-dessus Ainsi, un support de catalyseur & l'état de houe ideal pour ce procédé neux is between the extremes above So a catalyst support & hoe condition ideal for this process
d'hydrocraquage doit s'hydrogéner partiellement, entra P- hydrocracking must partially hydrogenate, between P-
10. nant une réduction de dimensions de particules et ces particules doivent partir avec le courant de produits, en emportant une partie du coke déposé Pour les raisons 10. resulting in a reduction in particle size and these particles must leave with the product stream, taking away some of the deposited coke For the reasons
ci-dessus, il apparaîtra également clairement qu'un sup- above, it will also be clear that a sup-
port de coke ou de semi-coke dans ce but n'est pas satis- faisant. wearing coke or semi-coke for this purpose is not satisfactory.
Selon un exemple de réalisation préféré, l'ali- According to a preferred embodiment, the ali-
mentation d'huile hydrocarbonée lourde et l'additif métal- ment of heavy hydrocarbon oil and the metal additive
charbon sont mélangés dans une cuve d'alimentation et coal are mixed in a feed tank and
pompés avec de l'hydrogène à travers un réacteur vertical. pumped with hydrogen through a vertical reactor.
Le mélange liquide-gaz provenant du sommet de la zone d'hydrocraquage peut être séparé suivant un certain nombre de manières différentes Une possibilité consiste à séparer le mélange liquide-gaz dans un séparateur chaud maintenu The liquid-gas mixture from the top of the hydrocracking zone can be separated in a number of different ways. One possibility is to separate the liquid-gas mixture in a hot separator maintained
entre 200-470 C et sous la pression de la réaction d'hy- between 200-470 C and under the pressure of the hy-
drocraquage Le produit formé d'huile hydrocarbonée lourde provenant du séparateur chaud peut être recyclé ou envoyé cracking The product formed of heavy hydrocarbon oil from the hot separator can be recycled or sent
à un traitement secondaire.secondary treatment.
Le courant gazeux provenant du séparateur chaud The gas stream from the hot separator
contenant un mélange de gaz et d'hydrocarbure et d'hydro- containing a mixture of gas and hydrocarbon and hydro-
gène est encore refroidi et séparé dans un séparateur sous pression élevée à basse température En utilisant ce gene is still cooled and separated in a separator under high pressure at low temperature Using this
type de séparateur, le courant gazeux de sortie obtenu con- type of separator, the output gas stream obtained con-
tient principalement de l'hydrogèneavec certaines impure- is mainly hydrogen with certain impurities-
tés telles que l'acide sulfhydrique et des hydrocarbures gazeux légers On fait passer ce courant gazeux à travers tees such as hydrogen sulfide and light gaseous hydrocarbons This gas stream is passed through
un épurateur et l'hydrogène épuré est recyclé en tant que- a scrubber and the purified hydrogen is recycled as-
partie de l'alimentation d'hydrogène vers le procédé d'hy-' drocraquage La pureté de l'hydrogène gazeux recyclé est part of the hydrogen supply to the hydrocracking process The purity of the recycled hydrogen gas is
maintenue en réglant les conditions d'épuration et en ajou- maintained by regulating the purification conditions and adding
tant de l'hydrogène d'appoint.so much make-up hydrogen.
Le courant de liquide provenant du séparateur à basse température-haute pression-représente le produit huileux hydrocarboné léger du présent procédé et peut être The liquid stream from the low temperature-high pressure separator represents the light oily hydrocarbon product of the present process and can be
envoyé à un traitement secondaire. sent to secondary treatment.
Une partie de l'additif métal-charbon sera transportée avec le produit huileux lourd provenant du séparateur chaud et se trouvera dans la fraction de brai à 5241 C+ Cependant, puisque c'est un additif très bon marché,il n'a pas besoin d'être récupéré et peut être brû- lé ou gazéifié avec le brai La concentration d'additif métal-charbon dans l'alimentation est normalement entre Part of the metal-coal additive will be transported with the heavy oily product from the hot separator and will be in the pitch fraction at 5241 C + However, since it is a very cheap additive, it does not need to '' can be recovered and can be burnt or carbonated with pitch The concentration of metal-carbon additive in the feed is normally between
0,1-5,0 % en poids, de préférence environ 1,0 % en poids. 0.1-5.0% by weight, preferably about 1.0% by weight.
Dans les conditions d'hydrocraquage, les sels métalliques Under hydrocracking conditions, metal salts
sont transformés en sulfures métalliques. are transformed into metallic sulphides.
Pour mieux comprendre la présente invention, on se réfère au dessin cijoint qui illustre schématiquement To better understand the present invention, reference is made to the accompanying drawing which illustrates schematically
un exemple de réalisation préféré de la présente inven- a preferred embodiment of the present invention
tion. Une alimentation formée d'huile hydrocarbonée tion. A supply formed of hydrocarbon oil
lourde et un additif sel métallique-charbon sont mélan- heavy and a metal salt-coal additive are mixed
gés dans une cuve d'alimentation 10 pour former une placed in a feed tank 10 to form a
boue Cette boue est pompée par l'intermédiaire de la pom- mud This mud is pumped through the pump
pe d'alimentation 11 à travers la canalisation d'entrée 12 feed pe 11 through the inlet pipe 12
jusque dans le fond d'une tour vide 13 L'hydrogène recy- to the bottom of an empty tower 13 Hydrogen recy-
clé et de l'hydrogène d'appoint provenant de la canalisa- key and make-up hydrogen from the pipeline
tion 30 sont simultanément envoyés dans la tour par l'in- tion 30 are simultaneously sent into the tower by the
termédiaire de la canalisation 12 Un mélange gaz-liqui- end of line 12 A gas-liquid mixture
de est retiré du sommet de la tour par l'intermédiaire de la canalisation 14 et introduit dans un séparateur chaud Dans le séparateur chaud, l'effluent provenant de la de is removed from the top of the tower via line 14 and introduced into a hot separator In the hot separator, the effluent from the
tour 13 est séparé en un courant gazeux 18 et en un cou- tower 13 is separated into a gas stream 18 and a cou-
rant liquide 16 Le courant liquide 16 est sous la forme rant liquid 16 The liquid stream 16 is in the form
d'huile lourde qui est rassemblée en 17. heavy oil which is collected in 17.
Selon une caractéristique à titre de variante, une canalisation de dérikvaion est reliée à la canalisation 16 Cette canalisation de dérivation établit une liaison According to one characteristic, as a variant, a diversion pipe is connected to pipe 16. This bypass pipe establishes a connection
par l'intermédiaire d'une pompe, jusque dans la canali- through a pump, into the canali-
sation d'entrée 12, et sert de recyclage pour recycler le courant de liquide contenant des particules de sulfure f 2 54 X 03 o 12. input station 12, and serves as recycling to recycle the stream of liquid containing particles of sulfide f 2 54 X 03 o 12.
métallique transportées et des fines de charbon prove- transported metal and coal fines from
nant du séparateur chaud 15 jusque dans la boue d'alimen- from the hot separator 15 into the feed mud
tation dans la tour 13.tower 13.
Dans un autre exemple de réalisation, cependant, la canalisation 16 s'alimente dans un séparateur à cyclo- ne qui sépare les particules du sulfure métallique et les fines de charbon provenant du courant de liquide Les particules de sulfure métallique séparées et les fines de In another exemplary embodiment, however, the line 16 feeds into a cyclone separator which separates the metal sulfide particles and the carbon fines from the liquid stream The separated metal sulfide particles and the fines
charbon sont recyclées dans la boue d'alimentation jus- coal are recycled in the feed sludge until
qu'à la tour 13, alors que le liquide restant est ramené only in tower 13, while the remaining liquid is returned
dans le récipient 17.in container 17.
Le courant gazeux provenant du séparateur 15 est The gas stream from the separator 15 is
transporté au moyen de la canalisation 18 dans un sépara- transported by means of line 18 in a separa-
teur à haute pression-basse température 19 Dans ce sépa- high pressure-low temperature 19 In this separator
rateur, le produit est séparé en un courant gazeux riche en hydrogène, qui est retiré par la canalisation 22, et en un produit huileux qui est retiré par la canalisation erator, the product is separated into a hydrogen-rich gas stream which is withdrawn through line 22, and an oily product which is removed through line
et rassemblé en 21.and gathered in 21.
Le courant 22 riche en hydrogène est envoyé par l'intermédiaire d'une tour à épuration garnie 23 o il est épuré au moyen d'un liquide d'épuration 24 qui est recyclé par l'intermédiaire de la tour au moyen de la pompe 25 et de la boucle de recyclage 26 Le courant épuré riche en hydrogène émerge de l'épurateur par l'intermédiaire de The stream 22 rich in hydrogen is sent via a packed purification tower 23 where it is purified by means of a purification liquid 24 which is recycled via the tower by means of the pump 25 and the recycling loop 26 The purified stream rich in hydrogen emerges from the purifier via
la canalisation 27 et est combiné avec de l'hydrogène d'ap- line 27 and is combined with hydrogen from ap-
point frais ajouté par l'intermédiaire de la canalisation 28 et recyclé par l'intermédiaire de la pompe 29 à gaz fresh point added via line 28 and recycled via gas pump 29
de recyclage et la canalisation 30 jusqu'à la tour 13. recycling and pipeline 30 to tower 13.
Certains exemples de réalisation préférés de la présente invention seront maintenant encore illustrés par Certain preferred embodiments of the present invention will now be further illustrated by
les exemples suivants non limitatifs. the following nonlimiting examples.
*EXEMPLE 1* EXAMPLE 1
On a préparé un additif en broyant et en tami- An additive was prepared by grinding and sieving
sant un charbon sous-bitumineux jusqu'à ce qu'il passe au tamis à ouverture de mailles de 74 pm ( 200 mesh) Cette 13. matière a été ultérieurement mélangée avec une quantité sant a sub-bituminous coal until it passes through a sieve with a mesh opening of 74 pm (200 mesh). This material 13 was subsequently mixed with a quantity
prédéterminée de sulfate de fer et séchée, broyée et tami- predetermined iron sulfate and dried, crushed and sieved
sée jusqu'à une dimension passant au tamis à ouverture de mailles de 74 pm ( 200 mesh) Le sulfate de fer a été d'abord séché parce qu'il se présente dans des conditions normales sous forme d'heptahydrate, c'est-à- dire seated to a size passing through a sieve with a mesh opening of 74 µm (200 mesh) The iron sulfate was first dried because it occurs under normal conditions as a heptahydrate, to say
Fe SO 4 7 H 20 Ce sel est hygroscopique et forme des agglomé- Fe SO 4 7 H 20 This salt is hygroscopic and forms agglomerates.
rés qui bouchent les ouvertures des tamis L'heptahydrate a été séché jusqu'à la forme monohydrate Fe SO 4 H 20 en le res which block the sieve openings The heptahydrate was dried to the monohydrate form Fe SO 4 H 20 by
chauffant jusqu'à 90 C pendant environ 3 heures Le sulfa- heating up to 90 C for about 3 hours The sulfa-
te de fer séché a été alors broyé et tamisé Il a été te of dried iron was then ground and sieved It was
lentement ajouté au charbon dans un dispositif de forma- slowly added to the coal in a forming device
tion de pâte par mélange et mélangé pendant approximati- tion of dough by mixing and mixing for approxi-
vement 10 minutes Le mélange résultant a été placé dans 10 minutes The resulting mixture was placed in
un tambour et soumis à une rotation pendant environ 4 heu- a drum and rotated for about 4 hours
res. Les propriétés de l'additif mélangé à sec sont res. The properties of the dry mixed additive are
présentées dans le tableau 1 ci-dessous avec les proprié- presented in table 1 below with the properties
tés d'un additif imprégné typique. of a typical impregnated additive.
TABLEAU 1TABLE 1
Analyse d'additif mélangé à sec et imprégné Mélané à sec Imprégné Soudre % en poids 4,81 4,72 Cendre % en poids 21,76 20,8 Analysis of dry mixed and impregnated additive Dry mixed Impregnated Solder% by weight 4.81 4.72 Ash% by weight 21.76 20.8
Produits in % en poids 93,6 -Products in% by weight 93.6 -
solubles dans le pentane Produits in % en poids 93,0 solubles dans le toluène Vanadium ppm 180 79 Nickel ppm 72 119 Fer % en poids 8,78 8,96 Carbone % en poids 41,31 41,05 Hydrogène % en poids 2,97 3,06 Azote % en poids 0,51 0,50 soluble in pentane Products in% by weight 93.0 soluble in toluene Vanadium ppm 180 79 Nickel ppm 72 119 Iron% by weight 8.78 8.96 Carbon% by weight 41.31 41.05 Hydrogen% by weight 2, 97 3.06 Nitrogen% by weight 0.51 0.50
2.; 403,2 .; 403,
14. La distribution de dimensions des deux additifs 14. The distribution of dimensions of the two additives
rnnàe dans le tableau 2.rnnàe in table 2.
TA BLE U 2YOUR BLUE U 2
Analyse au tamis à sec de l'addi-tf mélangé à sec et de 3 l'additif imprégné 1 Retenu au tamis à ouverture de mailles de 74 Vm Analysis with a dry sieve of the dry-mixed add-tf and 3 of the impregnated additive 1 Retained in a sieve with 74 Vm mesh opening
La matière d'alimentation employée était un ré- The feed material used was a
sidu de distillation sous vide dit Cold Lake 3 ayant les propriétés suivantes: vacuum distillation sidu known as Cold Lake 3 having the following properties:
TABLEAU 3 -TABLE 3 -
Propriétés de la matière d'alimentation dite Cold Lake DIè-si té Densité Soufre Cendre Properties of the feed material known as Cold Lake DIè-si t Density Sulfur Ash
C.C R.C.C R.
Produits insolubles dans le pentane Produits insolubles dans le toluène Asphaltènes Carbone Hydrogène Azote Vanadium Nickel Fer Sédiment (extraction) Eau (distillation) Brai 2 A Pl Products insoluble in pentane Products insoluble in toluene Asphaltenes Carbon Hydrogen Nitrogen Vanadium Nickel Iron Sediment (extraction) Water (distillation) Pitch 2 A Pl
/15 C/ 15 C
l % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids ppm ppm ppm % en % en % en poids poids poids Additif I Mélang à sec Imprégné imn Poids Rendement Poids Rendement (grammes) t%) (grammes) (%) l% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight ppm ppm ppm% in% in% by weight weight weight Additive I Dry mix Impregnated imn Weight Yield Weight Yield (grams) t%) (grams) (%)
147-74 5,17 2,5 4,66 2,91147-74 5.17 2.5 4.66 2.91
74-43 48,35 23,0 42,38 26,474-43 48.35 23.0 42.38 26.4
< 43 156,43 74,5 113,51 70,7<43,156.43 74.5 113.51 70.7
4,8 1,038 ,82 0,05 19,8 22,7 0,07 22,6 82,90 9,96 0,68 trace trace ,10 4.8 1.038, 82 0.05 19.8 22.7 0.07 22.6 82.90 9.96 0.68 trace trace, 10
2540 332540 33
15.15.
1 Résidu de carbone dit Conradson.1 Carbon residue known as Conradson.
2 Matière bouillant au-dessus de 524 C. 2 Boiling material above 524 C.
3 Une région dans l'ouest du Canada. 3 A region in western Canada.
Une boue mélangée de la matière d'alimentation ci-dessus et de 1 % en poids de l'additif mélangé à sec a été préparée et cette boue a été utilisée comme matière A mixed slurry of the above feed material and 1% by weight of the dry mixed additive was prepared and this slurry was used as the material
d'alimentation vers une installation d'hydrocraquage, com- supply to a hydrocracking installation,
me illustré dans le dessin ci-joint. illustrated me in the attached drawing.
On a fait fonctionner le réacteur dans les con- The reactor was operated under the conditions
ditions suivantes du réacteur: Température du réacteur C 450 Pression M Pa 13,9 Vitesse spatiale (débit) horaire de liquide 0,75 Taux de gaz recyclé m 3/h 5,9 Pureté du gaz recyclé (hydrogène) % en volume 85 Longueur de l'essai h 422 Les résultats obtenus à partir de cet essai étaient comme suit: Conversion de brai ( 524 "C+) % en poids 87,5 Conversion de soufre % en poids 65,5 Rendement en produit liquide (C 4 +) % en volume 106,1 Rendement en produit _ liquide (C 4 +) % en poids 92,7 Gaz en C 1 C 3 % en poids 5,7 Consommation d'hydrogène m 3/tonne 221,9 following reactor versions: Reactor temperature C 450 Pressure M Pa 13.9 Hourly space velocity (flow) of liquid 0.75 Rate of recycled gas m 3 / h 5.9 Purity of recycled gas (hydrogen)% by volume 85 Length of test h 422 The results obtained from this test were as follows: Conversion of pitch (524 "C +)% by weight 87.5 Conversion of sulfur% by weight 65.5 Yield in liquid product (C 4 +) % by volume 106.1 Product yield _ liquid (C 4 +)% by weight 92.7 C gas 1 C 3% by weight 5.7 Hydrogen consumption m 3 / tonne 221.9
A la fin de l'essai, 143 grammes de dépôts so- At the end of the test, 143 grams of soil deposits
lides ont été trouvés dans le dispositif. lides were found in the device.
Les résultats peuvent être comparés à un essai dans lequel un additif au charbon-fer imprégné a été The results can be compared to a test in which an impregnated charcoal-iron additive was
employé Une matière d'alimentation dite Cold Lake légè- employee A light Cold Lake feed material
rement différente a été employée: ses propriétés sont données ci-dessous: 16. quite different has been used: its properties are given below: 16.
TABLEAU 4TABLE 4
Propriétés de la matière d'alimentation dite (utilisée avec l'additifimprégné) Cold Lake Densite Soufre Cendre Properties of the so-called feed material (used with the impregnated additive) Cold Lake Densite Sulfur Ash
C.C R.C.C R.
Produits insolubles dans le pentane Asphaltènes Produits insolubles dans le toluene Carbone Hydrogène Azote Vanadium Nickel Fer Viscosité Products insoluble in pentane Asphaltenes Products insoluble in toluene Carbon Hydrogen Nitrogen Vanadium Nickel Iron Viscosity
Viscosité -Viscosity -
BraiPitch
/15 C/ 15 C
% en poids % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids % en poids ppm ppm ppm Centistokes à 82 o C Centistokes % by weight% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight% by weight ppm ppm ppm Centistokes at 82 o C Centistokes
à 99 Cat 99 C
% en poids Pour cet essai, les conditions opératoires étaient les suivantes: Température du réacteur o C 448 Pression M Pa 13,9 Vitesse spatiale (débit) horaire de liquide 0,75 Taux de gaz recyclé m 3/tonne 5, 9 Pureté du gaz recyclé (hydrogène) % en volume 85 Longueur de l'essai h 513 1,026 ,16 0,064 18,2 21,0 21,0 0,03 82,93 ,29 0,57 72,95 i i i 1 - i I i 17. Les résultats suivants ont été obtenus: Conversion de brai % en poids 85,5 Conversion de soufre % en poids 55,9 Rendement en produit liquide (C 4 +) % en volume 102,7 Rendement en produit liquide (C 4 +) % en poids 92,3 Gaz en C 1 -C 3 %en poids 5,1 Consommation d'hydrogène m 3/tonne 196,8 La quantité totale de solides déposés durant cet essai était 72 grammes, ce qui se compare favorablement % by weight For this test, the operating conditions were as follows: Reactor temperature o C 448 Pressure M Pa 13.9 Hourly space velocity (flow) of liquid 0.75 Rate of recycled gas m 3 / ton 5, 9 Purity of the recycled gas (hydrogen)% by volume 85 Test length h 513 1.026, 16 0.064 18.2 21.0 21.0 0.03 82.93, 29 0.57 72.95 iii 1 - i I i 17 The following results were obtained: Pitch conversion% by weight 85.5 Sulfur conversion% by weight 55.9 Yield in liquid product (C 4 +)% by volume 102.7 Yield in liquid product (C 4 +) % by weight 92.3 C 1 -C 3 gas 3% by weight 5.1 Hydrogen consumption m 3 / ton 196.8 The total quantity of solids deposited during this test was 72 grams, which compares favorably
aux 143 grammes de solides déposés dans l'essai de l'addi- to the 143 grams of solids deposited in the additive test
tif à mélange à sec Des essais dans les mêmes conditions opératoires sans additif métal-charbon présent pouvaient être seulement mis en fonctionnement pendant une brève période, avant qu'une formation excessive de dépôt ou avant qu'un bouchage ne se produise Par exemple, un essai dry mix tif Tests under the same operating conditions with no metal-carbon additive present could only be operated for a short time, before excessive deposit formation or before clogging occurred. test
avec du bitume d'Athabasca à 450 C avec une vitesse spa- with Athabasca bitumen at 450 C with a speed spa-
tiale (débit) horaire de liquide supérieure égale à 3,0, sans additif, fournissait 6600 grammes de dépôts après hourly rate (flow) of liquid greater than 3.0, without additives, provided 6600 grams of deposits after
384 heures.384 hours.
Les propriétés du bitume d'Athabasca, les condi- The properties of Athabasca bitumen, the conditions
tions opératoires et les résultats pour cet essai sont operating conditions and the results for this trial are
donnés ci-dessous.given below.
Propriétés du bitume d'Athabasca' - Properties of Athabasca 'bitumen -
Densité 15/15 C 1,009 Soufre % en poids 4,48 Cendre % en poids 0,59 Résidu de carbone Conradson % en poids; 13,3 Produits insolubles dans le pentane % en poids 15,5 Produits insolubles dans le benzèene % en poids 0, 72 Teneur en vanadium ppm 213 Teneur en nickel ppm 67 Indice d'acide total Mg de KOH/g 2,77 18. Indice de base total Carbone Hydrogène Azote (Microcoulomètre dit Dohrmann) Chlore Viscosité Brai ( 524 C) M Une région de l'ouest goudronneux. Conditions opératoires Quantité d'additif Pression Température du réacteur Longueur de l'essai Vitesse spatiale (débit) horaire de liquide Taux de gaz de recyclage Pureté du gaz de Density 15/15 C 1.009 Sulfur% by weight 4.48 Ash% by weight 0.59 Carbon residue Conradson% by weight; 13.3 Products insoluble in pentane% by weight 15.5 Products insoluble in benzene% by weight 0, 72 Vanadium content ppm 213 Nickel content ppm 67 Total acid number Mg KOH / g 2.77 18. Total base index Carbon Hydrogen Nitrogen (Microcoulometer known as Dohrmann) Chlorine Viscosity Pitch (524 C) M A region of tarry west. Operating conditions Amount of additive Pressure Reactor temperature Length of test Hourly space velocity (flow) of liquid Rate of recycle gas Purity of
recyclage (hydro-recycling (hydro-
gène) Résultats: Conversion de brai Conversion de soufre Hydrogène consomme Rendement en produit liquide Rendement en produit liquide Results): Pitch conversion Sulfur conversion Hydrogen consumed Yield in liquid product Yield in liquid product
Dépôts de solides to-Solid deposits to-
taux dans le dispositif mg de K Oa/g % en poids % en poids % en poids % en poids Centistokes à 38 C % en poids du Canada contenant des sables % en poids M Pa o C * h m 3/h -% en volume % en poids % en poids m /tonne % en volume % en poids g On peut voir clairement d'après ces résultats que rate in the device mg of K Oa / g% by weight% by weight% by weight% by weight Centistokes at 38 C% by weight of Canada containing sands% by weight M Pa o C * hm 3 / h -% by volume % by weight% by weight m / ton% by volume% by weight g We can clearly see from these results that
les additifs fer-charbon sont très efficaces pour empê- iron-carbon additives are very effective in preventing
cher le dépôt de solides -Les additifs mélangés à sec et 1,89 83,36 ,52 0, 43 0,00 51,5 o O ,44 3,0 ,6 ,6 29,9 58,2 94,2 imprégnés avaient des activités de suppression de coke expensive deposition of solids - Additives dry mixed and 1.89 83.36, 52 0.43 0.00 51.5 o O, 44 3.0, 6, 6 29.9 58.2 94.2 impregnated had coke removal activities
à peu près égales.roughly equal.
L'appréciation de certaines des valeurs de mesu- The appreciation of some of the measurement values
res indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en res indicated above must take into account the fact that they come from the conversion of Anglo-Saxon units into
unités métriques.metric units.
La présente invention n'est pas limitée aux exem- The present invention is not limited to the examples
ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications ples of realization which have just been described, it is on the contrary susceptible of variants and modifications
qui apparaîtront à l'homme de l'art. which will appear to those skilled in the art.
20.20.
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