FR2553786A1 - Procede pour l'hydrogenation d'une charge d'hydrocarbures comprenant la recuperation de l'hydrogene - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE D'HYDROGENATION D'UNE MATIERE PREMIERE HYDROCARBONEE, OU L'EFFLUENT D'HYDROGENATION COMPRENANT UNE FRACTION LIQUIDE ET UNE FRACTION GAZEUSE EST RECUPERE A PARTIR DU PROCESSUS D'HYDROGENATION. LE PROCEDE CONSISTE A REDUIRE LA PRESSION DE LA FRACTION GAZEUSE JUSQU'A UNE VALEUR INFERIEURE D'AU MOINS 14 10PA A LA PRESSION D'HYDROGENATION, ON ENLEVE LES IMPURETES DU GAZ AINSI OBTENU DE MANIERE A OBTENIR UN GAZ HYDROGENE CONTENANT AU MOINS 70 EN VOLUME D'HYDROGENE ET ON AUGMENTE LA PRESSION DE CE GAZ JUSQU'A UNE VALEUR ELEVEE, AU MOINS 70 10PA QUI EST SUPERIEURE D'AU MOINS 14 10PA A LA PRESSION INFERIEURE PRECITEE EN VUE D'UN RECYCLAGE DANS UN PROCESSUS D'HYDROGENATION.

Description

La présente invention concerne la récupération d'hydrogène et plus

particulièrement la récupération

d'hydrogène gazeux provenant d'un processus d'hydrogénation à haute pression.

Dans de nombreux processus o une matière première contenant un hydrocarbure est soumise à une opération d'hydro-traitement, comme par exemple une hydrogénation, une hydro-désulfuration, un hydrocraquage et analogue à une pression élevée, il se produit un 10 effluent gazeux qui contient de l'hydrogène n'ayant pas réagi Pour utiliser efficacement l'hydrogène, on récupère dans la plupart des cas l'hydrogène n'ayant pas réagi sous la forme d'un gaz de recyclage

en vue de sa réutilisation dans le processus.

Ainsi par exemple le brevet US 3 444 072 décrit un procédé de récupération d'hydrogène gazeux de recyclage o l'effluent d'un processus d'hydrogénation est séparé en une fraction liquide et une fraction gazeuse, à la température et à la pression 20 de réaction, la fraction gazeuse, qui contient l'hydrogène de recyclage, étant traitée et maintenue à pression élevée pour un recyclage final dans le processus d'hydrogénation De l'hydrogène additionnel

est récupéré à partir de la fraction liquide par sé25 paration de la pression liquide à une pression intermédiaire.

Bien qu'un tel processus fasse intervenir un recyclage d'hydrogène, tout en réduisant au minimum la perte d'hydrogène, il est nécessaire, pour améliorer 30 le processus, de récupérer l'hydrogène provenant d'un

processus d'hydrogénation à haute pression.

Conformément à un aspect de la présente invention, on apporte un perfectionnement à un procédé d'hydrogénation d'une matière première contenant un

hydrocarbure, o on a récupéré dans le processus d'hydro-

génation un gaz contenant de l'hydrogène n'ayant pas réagi et des impuretés en opérant à une pression élevée, cette opération étant suivie par une réduction de la pression du gaz, une épuration du gaz à la pression réduite et une compression du gaz à une pression élevée

pour son utilisation dans un processus d'hydrogénation.

Plus particulièrement, le gaz contenant de l'hydrogène n'ayant pas réagi et des impuretés et qui se trouve à une pression élevée d'au moins 10 70 x 105 Pa, est traité de manière à réduire la pression du gaz à une valeur qui est inférieure d'au moins 14 x 105 Pa à la pression élevée et qui n'est pas inférieure à 105 x 105 Pa En général le gaz est réduit à une pression non supérieure à 56 x 105 Pa, 15 et de préférence non supérieure à 42 x 10 Pa En général, la pression n'est pas réduite à une valeur inférieure à 1,05 x 10 Pa et, dans la plupart des cas, la pression est réduite à une valeur de l'ordre de 10,5 à 42 x 10 Pa Il est évident que, dans le cas 20 de processus d'hydrogénation dans lesquels on opère à des pressions de l'ordre de 126 à 210 x 10 Pa et plus, certains des avantages de la présente invention peuvent être obtenus en réduisant la pression du gaz à une valeur qui est plus élevée que la limite supé25 rieure préférée de 56 x 105 Pa mais qui n'est pas supérieure à 105 x 105 Pa; cependant dans la plupart des cas, la pression est réduite à une valeur qui ne dépasse pas 56 x 105 Pa, et de préférence 42 x 105 Pa,

de manière à obtenir tous les avantages de la présente 30 invention.

Le gaz, à une telle pression inférieure, est ensuite épuré de manière à obtenir un gaz hydrogéné contenant au moins 70 % en volume d'hydrogène, puis on recomprime le gaz hydrogéné à une pression telle que ce gaz puisse être utilisé dans un processus d'hydrogénation (soit le processus d'hydrogénation duquel provient le gaz et/ou un autre processus d'hydrogénation) En conséquence, à la différence des procédés de l'art antérieur, le gaz récupéré dans l'hydrogénation, qui contient de l'hydrogène et qui se trouve à la pression élevée utilisée dans le processus d'hydrogénation, est soumis à une réduction de pression, suivie d'une épuration du gaz à une telle pression réduite et d'une recompression du gaz épuré à la pression intervenant dans le processus d'hydrogénation ou le 10 gaz doit être utilisé; c'est-à-dire que le gaz est comprimé à une pression d'au moins 70 x 105 Pa, qui est supérieure d'au moins 14 x 105 Pa à la

pression à laquelle le gaz a été épuré.

Selon un mode préféré de mise en oeuvre 15 de l'invention, la fraction liquide de l'effluent d'hydrogénation, qui se trouve également à une pression élevée (en particulier une pression d'au moins x 10 Pa) est traitée de façon à réduire la pression du liquide à une pression qui correspond à la pression 20 à laquelle le gaz hydrogéné a été réduit Une telle réduction de pression, qui est de préférence combinée avec une opération de rectification, permet une récupération additionnelle d'hydrogène L'hydrogène récupéré à partir du liquide peut être com 5 iné avec le 25 gaz hydrogéné précédemment séparé de l'effluent pour l'épuration. Les fractions liquide et gazeuse de l'effluent d'hydrogénation peuvent être séparées avant la réduction de pression auquel cas les fractions gazeuse et liquide sont soumises à cette réduction de pression sous forme de courants séparés En variante, les fractions liquide et gazeuse peuvent être récupérées à une pression élevée en étant mélangées l'une avec l'autre et la combinaison gaz- liquide est soumise à la réduction de 35 pression, comme décrit ci-dessus, cela étant suivi par

une séparation des fractions gazeuse et liquide.

Il est à noter que la réduction de pression des fractions gazeuse et liquide séparées ou bien des fractions combinées peut être réalisée en une ou plusieurs étapes de façon à obtenir la pression infé5 rieure, comme défini ci-dessus, à laquelle l'hydrogène

est épuré.

Le gaz hydrogéné qui doit être épuré à la pression inférieure contient généralement comme impuretés une ou plusieurs substances telles que l'ammoniac, 10 le sulfure d'hydrogène, un ou des oxydes de carbone et des hydrocarbures Le gaz peut être épuré en une ou plusieurs étapes en fonction des impuretés qui sont présentes et on peut faire intervenir une ou plusieurs techniques connues, comme par exemple une absorption de gaz acide, une adsorption d'hydrocarbure, une adsorption d'oxyde de carbone, etc En général, l'épuration est effectuée de façon à obtenir un gaz contenant au moins 70 % d'hydrogène, et de préférence au moins 90 % d'hydrogène en volume Dans la 20 plupart des cas, il est possible d'épurer le gaz de manière à obtenir un gaz hydrogéné contenant 99 +% d'hydrogène. Une technique préférée d'épuration consiste en une adsorption avec fluctuation de pression d'un type 25 connu dans l'art antérieur Un tel système d'adsorption à fluctuation de pression est basé sur le principe de l'adsorption d'impuretés sur un milieu absorbant à une certaine pression, et de régénération du milieu adsorbant saturé par une dépressurisation et une extraction des substances contaminantes du milieu adsorbant Le processus fait intervenir un cycle rapide et il se compose des quatre étapes fondamentales suivantes: adsorption, dépressurisation, purge à basse pression, et repressurisation Une telle technique est décrite dans 'Hydrocarbon Processing", Mars 1983, page 91, "Use Pressure Swing Adsorption For Lowest Costs

Hydrogen" Allen M Watson.

Bien que le gaz soit de préférence épuré par adsorption avec fluctuation de pression, il est également possible d'effectuer l'épuration du gaz de 5 manière à obtenir un courant d'hydrogène de recyclage par d'autres processus, par exemple par des procédés cryogènes, une séparation par membrane, etc. Le procédé conforme à la présente invention, permettant de récupérer un gaz hydrogéné à partir d'un effluent provenant d'un processus d'hydrogénation, est applicable à une grande diversité de processus d'hydrogénation, notamment une hydrodésulfuration, un hydrocraquage, une hydrodéalkylation ou d'autres opérations d'hydrotraitement Le procédé est applicable 15 en particulier à un processus d'hydrogénation d'hydrocarbures à point d'ébullition élevé obtenus

à partir de pétrole, de bitume ou de sources de charbon.

La présente invention est applicable en particulier à un procédé dans lequel l'hydrogénation d'un hydrocar20 bure est effectuée dans une zone d'hydrogénation catalytique d'un lit expansé (bouillonnant) d'un type connu dans l'art antérieur Ainsi, comme cela est connu dans l'art antérieur, une telle hydrogénation est effectuée en utilisant un lit catalyseur expansé ou bouillonnant à des températures comprises entre environ 343 et environ 482 C et en opérant à des pressions d'au moins 70 x 105 Pa, la pression maximale adoptée n'étant généralement pas supérieure à environ 280 x 105 Pa (en étant plus généralement comprise entre 126 et 210 x 10 Pa) Le catalyseur qui est utilisé fait généralement partie d'une grande variété de catalyseurs qui sont connus pour étre efficaces pour l'hydrogénation de matières à point d'ébullition élevé et, pour donner des exemples représentatifs de tels catalyseurs, on peut mentionner: molybdate de cobalt, molybdate de nickel, molybdate de nickel- cobalt, sulfure de nickel-tungstène, sulfure de tungstène, etc, de tels catalyseurs étant généralement placés sur un support approprié, comme de l'alumine ou une combinaison silice-alumine En général, la matière première intervenant dans un tel processus est une matière contenant des composants à point d'ébullition élevé En général une telle matière première hydrocarburée contient au moins 25 %, en volume, d'une matière bouillant au-dessus de 510 C Une telle matière première peut être dérivée soit de pétrole, et/ou de bitume et/ou de sources de charbon, la matière première étant généralement un résidu du pétrole, comme des résidus de distillation à pression atmosphérique, des 15 résidus de distillation sous vide, des bruts lourds et des goudrons contenant de petites quantités de matières bouillant en dessous de 343 C, du charbon affiné par solvant; des bitumes tels que des sables goudronneux, de l'huile de schiste, des liquides de pyrolyse, etc La sélection d'une matière première appropriée semble rentrer dans le cadre des spécialistes de ce domaine et il en résulte qu'aucun autre détail n'est considéré comme nécessaire à cet égard pour une

compréhension complète de la présente invention.

Bien qu'on ait pris ci-dessus comme exemples

des processus d'hydrogénation et des matières premières intervenant dans une hydrogénation, la portée de l'invention n'est pas limitée à cela par le fait que l'invention est utilisable d'une façon générale pour l'hydro30 génation d'hydrocarbures pour n'importe quelle-application, à des pressions d'au moins 70 x 10 Pa.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la

description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en 35 référence au dessin unique annexé qui est un schéma

synoptique simplifié d'un mode de réalisation de la pré-

sente invention.

En référence au dessin, une matière première à hydrogéner, passant dans la canalisation 10, est chauffée dans un dispositif de chauffage 11 et la ma5 tière hydrocarburée chauffée passant dans la canalisation 12 est mélangée dans la canalisation 13 avec de l'hydrogène obtenu comme décrit dans la suite Le courant mélangé passant dans la canalisation 13 a est introduit dans un réacteur d'hydrogénation, représenté schématiquement et désigné dans son ensemble

par 14.

Le réacteur d'hydrogénation 14 est de préférence un réacteur du type à lit bouillonnant et l'hydrogénation est effectuée dans des conditions 15 du type défini dans la suite.

L'effluent d'hydrogénation, contenant des fractions gazeuse et liquide, est évacué du réacteur d'hydrogénation 14 par l'intermédiaire d'une canalisation 15 et il est introduit dans un séparateur 20 gaz-liquide représenté schématiquement en 16 Le séparateur gaz-liquide 16 opère à haute pression et à température élevée, ce séparateur 16 fonctionnant généralement à une pression d'au moins 70 x 105 Pa et à une température d'au moins 343 C En général,

la pression et la température du séparateur 16 sont sensiblement égales à la température et à la pression existant dans leréacteur 14.

Bien que le mode de réalisation représenté sur le dessin concerne particulièrement l'utilisation 30 d'un récipient séparé 16 pour effectuer une séparation des fractions gazeuse et liquide de l'effluent, il est évident qu'une telle séparation pourrait être effectuée à l'intérieur du réacteur 14, auquel cas il

sortirait du réacteur 14 des courants séparés de liquide 35 et de gaz.

La fraction gazeuse de l'effluent, sortant du séparateur 16 par l'intermédiaire d'une canalisation 17, contient de l'hydrogène ainsi que des impuretés, comme du ou des oxydes de carbone, de l'ammoniac, du sulfure d'hydrogène et des hydrocarbures ia fraction gazeuse s'écoulant dans la canalisation 17 passe dans une soupape de réduction de pression, indiquée schématiquement en 18, de façon à réduire la pression du gaz depuis une valeur supérieure à 70 x 105 Pa jusqu'à une pression inférieure comme décrit ci-dessus, généralement une pression ne dépassant pas 56 x 105 Pa Bien qu'on ait représenté une seule soupape de réduction de pression, il va

de soi que la réduction de pression peut être effectuée 15 autrement que par utilisation d'une seule soupape.

Bien que la réduction de pression soit représentée comme étant réalisée par une soupape de réduction de pression, il va de soi que cette réduction de pression peut être obtenue autrement qu'en utilisant une soupape En outre, comme indiqué précédemment, la

réduction de pression pourrait être effectuée en plusieurs étapes.

La fraction liquide de l'effluent est évacuée du séparateur 16 par l'intermédiaire d'une canalisation 21 et on fait passer cette fraction liquide dans une soupape de réduction de pression, représentée schématiquement en 22, de façon à réduire la pression du liquide à une pression telle que décrite ci-dessus en référence au gaz En particulier la fraction liquide 30 de l'effluent est réduite à une pression sensiblement égale à la pression à laquelle la fraction gazeuse

de l'effluent a été réduite dans la soupape de réduction de pression 18 Comme décrit ci-dessus, cette réduction de pression peut être effectuée en plusieurs étapes ou 35 bien par des moyens autres qu'une soupape.

Après la réduction de pression, du gaz additionnel est dégagé du liquide et un mélante gazliquide à pression réduite est introduit par l'intermédiaire de la canalisation 23 dans un récipient combiné 5 de séparation et rectification, désigne schématiquement par 24 Le récipient 24 est de préférence alimenté en gaz de rectification, tel que de la vapeur, par l'intermédiaire de la canalisation 25 afin de faciliter une séparation d'hydrogène et de gaz légers par rapport 10 au liquide Le récipient 24 opère généralement à une température égale ou proche de la température régnant dans le réacteur, c'est-à-dire sans refroidissement

externe du liquide.

Les gaz détendus et rectifiés sont évacués 15 du récipient 24 par l'intermédiaire d'une canalisation 26 et ils sont mélangés au gaz provenant de la

soupape de réduction de pression 18, dans la canalisation 27.

Le courant combiné passant dans la canalisa20 tion 28 est introduit dans une zone de refroidissement représentée schématiquement en 29 de façon à refroidir le gaz à une température comprise entre 120 et 315 C

de manière à faire condenser ainsi une fraction du gaz.

Un mélange gaz-liquide est évacué de la zone de refroidissement 29 par l'intermédiaire d'une canalisation 31 et il est introduit dans un récipient combiné de séparation et de rectification, représenté schématiquement en 32 Le récipient 32 est de préférence alimenté en gaz de rectification, tel que de la vapeur 30 d'eau, par l'intermédiaire d'une canalisation 33 afin de faciliter une séparation d'hydrogène et de

gaz légers par rapport au liquide.

Les récipients 24 et 32 sont en fait des récipients (colonnes) de rectification qui sont pourvus 35 de plateaux Une séparation gaz-liquide du mélange gaz-liquide passant dans les canalisations 23 et 31 s'effectue dans la partie haute des récipients 24 et 32 et la rectification s'effectue dans la partie basse. Le courant gazeux est évacué du récipient 32 par l'intermédiaire d'une canalisation 34, il est mélangé à de l'eau ajoutée par l'intermédiaire d'un conduit 35 en vue d'enlever l'ammoniac sous la forme de sulfure d'ammonium soluble et le courant combiné passe dans un refroidisseur à air 36 et dans un échangeur de chaleur indirect, représenté schématiquement en 37, pour assurer un refroidissement additionnel du gaz par transmission indirecte de chaleur (par exemple avec de l'eau de refroidissement) Le refroidissement des gaz dans les refroidisseurs 36 et 37 produit une condensation additionnelle d'impuretés contenues dans le gaz et réduit également la solubilité de l'hydrogène dans les liquides condensés, en diminuant

ainsi la perte d'hydrogène.

Le mélange gaz-liquide passant dans la canalisation 38 est introduit dans un séparateur 39 de manière à séparer de l'eau corrosive qui est évacuée par l'intermédiaire de la canalisation 41 et des matières hydrocarburées additionnelles qui sont évacuées 25 par l'intermédiaire de la canalisation 42 Le liquide récupéré à la sortie du séparateur 39 par l'intermédiaire de la canalisation 42 et les hydrocarbures liquides récupérés à partir des récipients 24 et 32 respectivement par l'intermédiaire des canalisations 43 et 44 sont introduits dans une zone de fractionnement

en vue d'une récupération de différentes fractions liquides, et de courants de recyclage, si nécessaire.

Le gaz évacué du séparateur 39 par l'intermédiaire de la canalisation 51 est introduit dans une zone

d'extraction de sulfure d'hydrogène, indiquée schématiquement en 52 et d'un type bien connu dans l'art anté-

rieur pour l'extraction de sulfure d'hydrogène Il est évident que, dans certains cas, une zone séparée d'extraction de sulfure d'hydrogène n'est pas nécessaire Par exemple une épuration pourrait être effectuée dans une seule zone. Le gaz évacué de la zone d'extraction de sulfure d'hydrogène 52, par l'intermédiaire de la canalisation 53, contient généralement de 60 à 90 % d'hydrogène, le reste du gaz étant constitué essen10 tiellement d'impuretés à base d'hydrocarbures Le gaz passant dans la canalisation 53 est ensuite introduit dans une zone d'épuration d'hydrogène 54 qui, comme indiqué en particulier, est une zone d'adsorption

à fluctuation de pression d'un type bien connu dans 15 l'art antérieur.

Le gaz hydrogéné de recyclage, contenant au moins 70 %, et de préférence au moins 90 %, en volume, d'hydrogène, et dans la plupart des cas contenant 99 +% d'hydrogène, évacué de la zone 54 par l'intermédiaire de la canalisation 55, est comprimé dans un compresseur 58 jusqu'à la pression régnant dans le réacteur d'hydrogénation 14 et il est ensuite mélangé à de l'hydrogène d'appoint dans la canalisation 56 Le gaz comprimé passant dans la canalisation 59 est échauffé à la température appropriée dans un dispositif de chauffage d'hydrogène 6 i et le gaz chauffé passant dans la canalisation 13 est mélangé à la matière

première hydrocarburée, comme décrit ci-dessus.

Il est également possible de réduire la pression 30 de l'effluent combiné, cela étant suivi par une séparation des fractions gazeuse et liquide à une pression inférieure Dans une telle variante, le mélange gazliquide passant dans la canalisation 15, après réduction de la pression (par exemple dans une soupape de réduction 35 de pression appropriée) serait introduit dans le séparateur 24, de sorte que le séparateur 16 ainsi que les soupapes de réduction de pression 18 et 22 seraient éliminées. Bien que le mode de réalisation ait été décrit en référence à un recyclage de tout l'hydrogène dans le processus à partir duquel l'hydrogène est récupéré, il va de soi que la totalité ou une partie de l'hydrogène peut être utilisée dans une autre unité d'hydrogénation qui opère à une pression élevée,

c'est-à-dire d'au moins 70 x 105 Pa.

L'invention va être décrite en référence à l'exemple donné dans la suite:

EXEMPLE|

Une unité d'hydrogénation a été conçue pour traiter 6359,3 m 3 par jour de fonctionnement effectif de résidu de pétrole (contenant environ 60 %, en volume, d'une matière bouillant au-dessus de 524 C), avec 2,10 106 3 (à température et pression normales) par jour d'un produit d'appoint en hydrogène contenant 97 % en volume d'hydrogène Un mélange d'un courant d'hydrogène et d'un courant de résidu de pétrole préchauffé est introduit dans un réacteur d'hydrogénation du type à lit de catalyseur expansé opérant à une pression de 175 x 10 Pa et à une 10 température de 441 C Les fractions gazeuse et liquide du courant sortant du réacteur d'hydrogénation sont introduites dans un séparateur gaz-liquide, opérant essentiellement à la température et à la pression régnant dans le réacteur La fraction gazeuse de l'effluent sortant du séparateur a présenté la composition indiquée dans le Tableau A, dans les conditions

opératoires indiquées.

La fraction liquide de l'effluent provenant du séparateur a été introduite dans un séparateur gaz20 liquide L'hydrogène et les impuretés ont été séparés du liquide et évacués sous forme d'un courant de gaz Les conditions opératoires et la composition du courant de gaz et du courant de liquide produit sont indiquées dans les Tableaux A et B. La fraction gazeuse de l'effluent a été réduite en pression par l'intermédiaire d'une soupape de réduction de pression et elle a été ensuite combinée avec le courant de gaz Le courant combiné se trouvant sensiblement à environ 427 C et à 28 x 105 Pa avant son intro30 duction dans une zone de refroidissement Le refroidissement a produit un mélange gaz liquide qui a été

introduit dans une zone de séparation.

L'hydrogène et les impuretés ont été séparés du liquide et ont été évacués sous forme d'un courant de gaz Les conditions opératoires et la composition du courant de gaz et du courant de liquide sont données dans les Tableaux A et B. On a ajouté de l'eau au courant de gaz avant son entrée dans la zone de refroidissement par air de manière à dissoudre le sulfure d'ammonium Cela empêche une sublimation du sulfure d'ammonium et l'encrassement 10 résultant de l'équipement de refroidissement La zone de refroidissement produit un mélange de trois phases qui est introduit dans un séparateur o s'effectue la séparation des trois phases Les conditions opératoires et la composition du courant de gaz et de l'effluent 15 liquide sont indiquées dans les Tableaux A et B. Le courant de gaz a été introduit dans une zone d'extraction de gaz acide afin d'enlever les composants gazeux acides Le courant libéré du gaz acide a été introduit dans une zone d'épuration d'hydrogène du type basé sur le principe d'adsorption à fluctuation de pression La zone d'épuration d'hydrogène a produit un courant de gaz qui a été ensuite comprimé et mélangé à de l'hydrogène d'appoint pour former le courant combiné

de matière première et d'hydrogène fourni au réacteur.

Les conditions opératoires et les compositions de ces courants de gaz sont indiquées dans le Tableau A.

TABLEAU A

Ji,,,, _ COMPOSANTS, N DU COURANT DE GAZ 13 mol % 17 mol % 26 mol % 34 mol % 51 mol % 55 mol % Hydrogène 98,3 65,6 27,2 59,0 76,0 99,9 Sulfure d'hydrogène 9,6 6,6 9,3 10,0 Ammoniac 0,8 0,3 0,7

H 2 O 4,5 32,2 13,7 0,3

Hydrocarbures contenant de 1 à 4 atomes de carbone 1,7 10,9 8,6 10,8 12,9 0,1 Hydrocarbures en C 5 à point d'ébullition inférieur à 205 C 5,6 11,5 5,8 0,8 Hydrocarbures à point d'ébullition compris entre 205 C et 343 C 2,4 9,0 0,7 Hydrocarbures à point d'ébullition de 343 C et plus 0,6 4,6

TOTAL 100 100 100 100 100 100

Température, C 441 439 205 38 38 Pression, 10 Pa 171 28 26 24 23 Kg/h 8335 52135 4396 42862 21070 3265 D 6 m{l (àXr ten a 2,10 1,40 0,43 1,75 1, 35 0,93 106 m'/jour (m 3 à températureetpressionnormale) 2,10 1,40 __ 0,4 3 __ 1,751,350,9 Ln ré Ln W osj

TABLEAU B

COMPOSANTS, No DU COURANT DE LIQUIDE 12 % en poids 43 %enpoids 44 % enpoids 42 %enpoide Hydrogène < 10 ppm < 10 ppm < 350 ppm Sulfure d'hydrogène < 10 ppm < 150 ppm 3,7 Hydrocarbures contenant de 1 à 4 atomes de carbone < 100 ppm O r 1 5,0 Hydrocarbures en C 5 à point d'ébullition inférieur à 205 'C 0,7 12,2 73,6 Hydrocarbures à point d'ébullition compris entre 205 C et 34300 7,1 49,7 17,2 Hydrocarbures à point d'ébullition de 343 C et plus 100 92,2 38 0,5

TOTAL 100 100 100 100

Température, ' C 433 205 38 2 Pression 105 Pa 28 27 25 Kg/h 269150 85580 39920 22914 m 3/j de fonctionnement effectif 6359,3 4546,6 1223,5 730,8 ,, ,, ,,,,,,,,,, l À, " " " ", ' ro tn Co th La présente invention est particulièrement avantageuse par le fait qu'elle permet une récupération efficace d'hydrogène n'ayant pas réagi dans un processus d'hydrogénation Par comparaison aux procédés de l'art antérieur o de l'hydrogène n'ayant pas réagi est récupéré à partir de l'effluent à une pression élevée et est maintenu à cette pression pour un traitement et un recyclage dans un processus d'hydrogénation, on obtient une réduction des frais d'investissement du fait qu'on réduit 10 au minimum l'appareillage à haute pression En outre, les vapeurs récupérées à partir de la fraction liquide de l'effluent par réduction de pression et par rectification peuvent être combinées avec la fraction gazeuse de l'effluent, qui se trouve à une pression réduite, ce qui éli15 mine l'obligation de prévoir en double des équipements de

condensation de vapeurs.

En outre, le courant d'hydrogène de recyclage est d'une pureté élevée, qui permet une réduction de la pression totale pour atteindre la même pression partielle 20 d'hydrogène En outre, on réduit la quantité totale de gaz fourni au réacteur, ce qui permet d'augmenter la

capacité pour un dimensionnement donné du réacteur.

En outre, le débit total de gaz fourni au réacteur peut être réduit à cause de la plus grande pureté de 25 l'hydrogène du gaz d'alimentation, ce qui permet de concevoir des réacteurs plus petits pour un débit donné imposé

au réacteur.

Comme autre avantage, l'hydrogène n'ayant pas réagit qui est dissous dans des courants effluents liquides 30 peut être réduit à des niveaux négligeables, en particulier lorsqu'on utiliseun gaz de rectification comme de la vapeur

d ' eau.

La présente invention est particulièrement avantageuse en ce qui concerne les économies réalisées sur les pertes importantes en hydrogène quand le rapport entre l'hydrogène introduit dans le réacteur et l'hydro5 gène consommé dans le réacteur n'est pas trop élevé, par

exemple de 2 ou moins.

R E V E N D I C AT I O N S

1. Procédé pour hydrogéner une matière première hydrocarburée à une pression d'hydrogénation d'au moins 70 x 105 Pa, suivant lequel un effluent d'hydrogénation comprenant une fraction liquide et une fraction gazeuse est récupéré à partir de l'hydrogénation, ladite fraction gazeusecontenant de l'hydrogène n'ayant pas réagit et des impuretés, caractérisé en ce que: a) on réduit la pression de ladite fraction gazeuse depuis une pression d'hydrogénation d'au moins 70 x 10 Pa jusqu'à une pression inférieure qui est inférieure d'au moins 14 x 105 Pa à la pression d'hydrogénation et qui n'est pas supérieure à 105 x 105 Pa, de façon à produire un gaz contenant de l'oxygène et des impuretés -à une pression réduite; b) on enlève les impuretés du gaz obtenu dans l'étape (a) de façon à produire un gaz hydrogéné contenant au moins 70 %, en volume, d'hydrogène; et c) on augmente la pression du gaz hydrogéné obtenu dans l'étape (b) jusqu'à une valeur élevée 20 qui est au moins de 70 x 105 Pa et qui est supérieure d'au moins 14 x 10 Pa à la pression inférieure pour une

utilisation dans un processus d'hydrogénation.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction gazeuse et la fraction liquide 25 sont mélangées l'une avec l'autre avant et après la réduction de pression et en ce que la fraction gazeuse est séparée de la fraction liquide avant l'enlèvement des

impuretés de la fraction gazeuse.

3. Procédé selon la revendication 1, caracté30 risé en ce que la fraction gazeuse et la fraction liquide sont séparées l'une de l'autre avant la réduction de

pression de la fraction gazeuse.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'en outre, on réduit la pression de la fraction liquide séparée jusqu'à une valeur correspondant à la pression réduite de la fraction gazeuse de manière à libérer une autre fraction gazeuse contenant de l'hydrogène, et en ce qu'on récupère et on combine l'autre fraction gazeuse avec la première fraction gazeuse de 10 manière à enlever les impuretés des deux fractions

gazeuses à la pression réduite.

5. Procédé d'hydrogénation d'une matière première hydrocarburée à une pression d'hydrogénatioh d'au moins 70 x 105 Pa, suivant lequel un gaz contenant 15 de l'hydrogène n'ayant pas réagi et des impuretés est récupéré à la pression d'hydrogénation, caractérisé en ce que: (a) on réduit la pression du gaz au moins dans une étape jusqu'à une pression réduite non supérieure 20 à 56 x 105 Pa; {b) on enlève les impuretés du gaz obtenu dans l'étape {a) de façon à produire un gaz hydrogéné contenant au moins 70 % en volume d'hydrogène; et (c) on augmente la pression du gaz hydro25 gêné obtenu dans l'étape (b) jusqu'à une pression d'au moins 70 x 105 Pa pour une utilisation dans un processus d'hydrogénation.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pression réduite a une valeur comprise 30 entre 10,5 et 42 x 105 Pa.

7. Procédé selon la revendication 6, caract 5risé en ce que le gaz hydrogéné contient au moins 90 %,

en volume, d'hydrogène.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matière première hydrocarburée

contient au moins 25 %, en volume, d'une matière bouillant au-dessus de 510 C.

9 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pression du gaz hydrogéné est augmentée jusqu'à la pression d'hydrogénation et en ce que le gaz hydrogéné se trouvant à la pression d'hydrogénation est recyclé dans le processus d'hydrogénation. 10 10 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à récupérer un effluent liquide provenant du processus d'hydrogénation; à réduire la pression de l'effluent liquide dans au moins une étape jusqu'à une valeur sensiblement égale à la pres15 sion inférieure dudit gaz; à récupérer du gaz additionnel contenant de l'hydrogène et des impuretés à partir dudit effluent liquide et à ladite pression inférieure; et à combiner ledit gaz additionnel avec ledit gaz de manière

à enlever des impuretés à la fois dudit gaz et du gaz 20 additionnel à la pression inférieure.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la pression du gaz et celle du gaz effluent sont réduites sous la forme d'un courant

combiné du gaz et du liquide effluent.

12 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le gaz et le liquide effluent provenant du processus d'hydrogénation sont séparés

l'un de l'autre avant la réduction de pression.

13. Procédé selon la revendication 12, 30 caractérisé en ce que le gaz hydrogéné contient au

moins 90 %, en volume d'hydrogène.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que la pression inférieure a une

valeur comprise entre 10,5 et 42 x 105 Pa.

15. Procédé selon la revendication 14,

caractérisé en ce que la matière première hydrocarburée contient au moins 25 %, en volume; d'une matière bouillant au-dessus de 510 C.

16 Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la pression du gaz hydrogéné est augmentée jusqu'à la pression d'hydrogénation et en ce que le gaz hydrogéné se trouvant à la pression d'hydrogénation est recyclé dans le processus d'hydrogénation. 10 17 Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que la pression d'hydrogénation est

comprise entre 126 et 210 x 105 Pa.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que la matière première hydrocarburée 15 est hydrogénée dans un lit bouillonnant et en ce que ladite matière première hydrocarburée contient au moins %, en volume, d'une matière bouillant au-dessus de

510 C.

19. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que du gaz additionnel est séparé

du liquide effluent à la pression inférieure.