FR2582012A1

FR2582012A1 - Procede de recyclage dans un hydrocraqueur de residus d'hydrocraquage non convertis apres elimination des hydrocarbures polynucleaires instables

Info

Publication number: FR2582012A1
Application number: FR8607145A
Authority: FR
Inventors: Georgette Rahbe; Roger Marzin; Ivan Cavicchioli; Julio Krasuk
Original assignee: Intevep SA
Current assignee: Intevep SA
Priority date: 1985-05-20
Filing date: 1986-05-20
Publication date: 1986-11-21
Anticipated expiration: 2006-05-20
Also published as: CA1272461A; DE3616663A1; IT1190569B; FR2582012B1; GB8612288D0; IT8667418A0; DE3616663C2; GB2175600B; GB2175600A; US4655903A

Abstract

LE DOMAINE DE L'INVENTION EST CELUI D'UN PROCEDE D'HYDROCRAQUAGE POUR LA VALORISATION DES RESIDUS NON CONVERTIS. LE PROBLEME RESOLU CONSISTE A AUGMENTER LA PRODUCTION EN PRODUITS LIQUIDES, MAINTENIR L'ACTIVITE DU CATALYSEUR, ET DIMINUER L'ENCRASSEMENT DU REACTEUR. CET OBJECTIF EST ATTEINT A L'AIDE D'UN PROCEDE CARACTERISE EN CE QU'IL CONSISTE A TRAITER LES RESIDUS NON CONVERTIS DE L'UNITE D'HYDROCRAQUAGE A UNE ETAPE DE SEPARATION PERMETTANT D'EN ELIMINER LES HYDROCARBURES POLYNUCLEAIRES AVANT LEUR RECYCLAGE DANS LE REACTEUR D'HYDROCRAQUAGE. L'INVENTION TROUVE UNE APPLICATION PREFERENTIELLE POUR LE TRAITEMENT DES PETROLES BRUTS PARTICULIEREMENT LOURDS, COMME DES PETROLES VENEZUELIENS.

Description

"Procédé de recyclage dans un hydrocraqueur de résidus d'hydrocraquage non

convertis après élimination des

hydrocarbures polynucléaires instables".

La présente invention concerne un procédé d'hydrocraquage pour la valorisation des résidus non convertis, et plus particulièrement, un procédé de valorisation des résidus non convertis par élimination des hydrocarbures polynucléaires instables dégradés afin de permettre le recyclage dans l'hydrocraqueur du

résidu ainsi valorisé. Ceci permet d'augmenter la pro-

duction liquide de l'hydrocraqueur, tout en en dimi-

nuant l'encrassement.

On sait que les hydrocarbures polynucléai-

res constituent les produits précédant l'apparition du coke dans les réactions d'hydrocraquage. Sous le

terme d'hydrocarburespolynucléaires,on désigne les hy-

drocarbure solubles dans le xylène qui sont effective-

ment des précurseurs du coke. L'effet précurseur est

particulièrement critique lorsque les produits d'hy-

drocraquage de fond de tour sont recyclés dans le réacteur d'hydrocraquage. Les produits de fond de tour qui comportent une forte concentration d'hydrocarbures polynucléaires,sont très réfractaireslorsqu'ils sont

à nouveau soumis au craquage. Ces hydrocarbures poly-

nucléaires tendent à s'accumuler dans la zone réactive,

ce qui provoque des problèmes d'encrassement à l'inté-

rieur du réacteur ainsi que dans les préchauffeurs.

Un autre effet désavantageux résultant du recyclage

des produits de fond de tour présentant une forte te-

neur en hydrocarburespolynucléaires est l'augmentation des dépôtsde coke sur le catalyseur utilisé pour le craquage, ce qui affecte négativement l'activité du catalyseur.

En conséquence, on constate qu'il est fran-

chement souhaitable de réaliser un procédé de

valorisation des produits de fond de tour d'hydro-

craquage non convertis, en en éliminant les hydrocar-

bures polynucléaires instables quiencrassent le réac-

teur d'hydrocraquage lors du recyclage de ces produits de fond de tour. Un tel procédé serait particulièrement utile pour augmenter la production en produits liquides,

maintenir l'activité du catalyseur, et diminuer l'en-

crassement du réacteur.

En conséquence, un objet essentiel de la

présente invention est de fournir un tel procédé de va-

lorisation des résidus non convertis.

Un autre objet de la présente invention est

de fournir un tel procédé par élimination des hydro-

carbures polynucléaires instables contenus dans ces

résidus.

Un objet complémentaire de la présente in-

vention est de fournir un procédé dans lequel les

résidus non convertis valorisés sont directement re-

cyclés dans le réacteur d'hydrocraquage, de façon à

en augmenter la production de produits liquides.

Un autre objet de la présente invention est

de fournir un procédé permettant d'augmenter la pro-

duction des produits liquides par recyclage des rési-

dus non convertis, sans encrassement excessif des tubes

du réchauffeur et du réacteur d'hydrocraquage.

Ces objectifs sont atteints à l'aide d'un procédé de valorisation des résidus non convertis par élimination des hydrocarbures polynucléaires dégradés instables et par recyclage desdits résidus valorisés

dans un hydrocraqueur de façon à augmenter la produc-

tion liquide tout en réduisant l'encrassement de l'hydrocraqueur et du réchauffeur monté en amont de l'hydrocraqueur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes d'alimenter un réacteur d'hydrocraquage en brut lourd de façon à obtenir un produit de tête du réacteur; d'alimenter ledit produit de tête vers un séparateur à chaud, de façon à y produire un courant d'hydrocarbures légerset un résidu d'hydrocraquage boueux; d'alimenter ledit résidu d'hydrocraquage boueux vers un séparateur; de mélanger un solvant avec ledit résidu d'hydrocraqua- gedans ledit séparateur; de réaliser la séparation des hydrocarbures polynucléaires du résidu d'hydrocraquage de façon à obtenir un résidu d'hydrocraquage valorisé; de recycler ledit résidu d'hydrocraquage valorisé vers

ledit réacteur d'hydrocraquage pour traitement ulté-

rieur. D'autres caractéristiques et avantages de

la présente invention apparaîtront ci-après.

Selon la présente invention, les résidus non convertis de l'unité d'hydrocraquage sont traités à une étape de séparation permettant d'en éliminer les hydrocarbures polynucléaires avant leur recyclage dans

le réacteur d'hydrocraquage. Le traitement dans le sé-

parateur est réalisé par mélange du résidu non con-

verti avec un solvant d'hydrocarbureslégersde façon à réduire la viscosité du mélange, et d'augmenter ainsi l'incompatibilité des hydrocarbures polynucléaires avec le mélange formé. Sous le terme incompatibilité, on entend que les hydrocarbures polynucléaires dont le poids moléculaire est le plus élevé,ne se dispersent pas de façon parfaite, ou même ne se mélangent pas avec le produit d'hydroconversion du fait de leur fort degré

d'aromaticité et de condensation,comme on peut les me-

surer par des techniques bien connues comme la réso-

nance magnétique nucléaire (RMN). Les hydrocarbures polynucléaires sont caractérisés par une aromaticité définie par un rapport des carbones aromatiques sur le nombre total des carbones supérieur à 0,6 tel que mesuré par les techniques RMN, et un rapport atomique de l'hydrogène sur le carbone inférieur à 1,1. La condensation telle que définie par le rapport des carbones aromatiques liés sur le nombre total des carbones aromatiques est comprise dans la fourchette

de 0,35 à 0,6 tel que mesuré par les techniques RMN.

Le solvant ajouté permet éventuellement d'augmenter cette incompatibilité, afin d'obtenir une séparation efficace des hydrocarbures polynucléaires au cours

d'une étape de séparation solide/liquide.

Suivant la présente invention, après

séparation des hydrocarbures polynucléaires initiale-

ment contenus dans le résidu non converti, le résidu

"propre" est recyclé dans le réacteur d'hydrocraqua-

ge. D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparattront à la lecture de la descrip-

tion suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, et des dessins annexés, dans lesquels: - la Fig. 1 est un diagramme schématique illustrant le procédé de la présente invention; - la Fig.2 est un graphe illustrant les

effets du procédé de la présente invention sur l'é-

limination des hydrocarbures polynucléaires et l'en-

crassement du réacteur.

Si l'on se réfère à la figure 1, le brut lourd ou tout produit résiduel de fraction du brut

est alimenté par la ligne 10 à un préchauffeur 12.

Un catalyseur finement divisé, en provenance de la ligne 14, est melangé avec le brut arrivant dans la

ligne 10, avant son acheminement dans le préchauf-

feur 12.

Le catalyseur employé dans le procédé de

la présente invention peut être toute sorte de ca-

talyseursd'hydrocraquage tel que Co-Mo sur de l'alu-

mine, une boue rouge, du minerai de fer, du fer sur charbon ou coke, ou similaire. La taille des particules

appropriée pour le catalyseur est compris entre en-

viron 0,1 im à 1000 gm et préférentiellement entre 0,5wm et 100 Dm. La concentration du catalyseur dans le brut doit être comprisdans la fourchette de 0,1 à 6,0 % en masse, par rapport à l'alimentation. Le courant préchauffé sort du préchauffeur 12 par la liane 16, et est mélangé avec de l'hydrogène chaud arrivant par la ligne 18 avant d'être délivré dans

le réacteur d'hydrocraquage 20. Le rapport de l'hy-

drogène sur le brut d'alimentation est compris entre environ 3000 et 30000 SCF/B. Le réacteur 20 peut être un réacteur du type à colonne à bulles,un réacteur du type à colonne à plateauxde barbotage, ou du type à refoulement de boue, ou encore à lit à ébullition, ou unecascade de ces réacteurs. Il faut comprendre que, dans le cas o un réacteur à lit à ébullition est utilisé, aucun catalyseur n'est ajouté par la ligne 14 au brut lourd de la ligne 10. Dans ce cas, le catalyseur est contenu à l'intérieur du réacteur

à lit à ébullition, à l'état fluidisé, et est pério-

diquement renouvelé par addition de catalyseur frais par la ligne 42,et retrait du catalyseur usé par la ligne 44. Ceci ne constitue aucune limitation de la

gamme de conditions opératoires du réacteur d'hydro-

craquage; toutefois, les conditions préférentielles sont une pression environ entre 500 et 4000 psi, (35 105 et 280 105 Pa), débit LHSV environ entre 0,1 et 2 h-1, rapport hydrogène sur brut d'environ 3000

à 30000 SCF/B (environ 80 à 800 m3pour 159 1 de char-

ge) et température entre environ 770 et 900'F (410 C et 480 C). Le débit LHSV est défini comme étant le rapport du taux volumétrique d'alimentation en

charge fraîche sur le volume du reacteur.

Après réaction dans l'hydrocraqueur 20, les eLffluentssont extraits par la ligne 22 et alimentés

à un séparateur à chaud 24 qui fonctionne à approxi-

mativement la même pression et la même température que l'hydrocraqueur 20, de façon à obtenir un courant

d'hydrocarbureslégers26 et un produit résiduel d'hy-

- drocraquage 28. Le produit résiduel d'hydrocraquage

peut être alimenté directement sur l'unité de sépa-

ration ou, dans un mode de réalisation préférentiel,

être alimenté par la ligne 28 à une unité 30 de dis-

tiJlation fluide ou de vaporisation sous vide qui fonctionne sous les conditions suivantes: pression comprise entre 5 et 50 mm Hg (6,7 mb à 67 mb), et

température entre 550 et 700 F (287 à 371 C), de fa-

çon à obtenir un distillatsous vide récupéré par la ligne 32 et mélangé avec le courant d'hydrocarbure léger 26 pour former un brut synthétique débarrassé de tous résidus de vide. Le résidu de vide est ensuite alimenté par la ligne 34 à l'unité de séparation 36

ou il est mélangé avec un solvant d'hydrocarbureslé-

gers provenant de la ligne 38, et dans lequel, suivant la présente invention, les hydrocarbures polynucléaires instables dégradés sont séparés du résidu. Le résidu

valorisé, et débarrassé des hydrocarbures polynuclé-

aires, est ensuite recyclé par la ligne 40 o il est mélangé avec l'alimentation vierge de la ligne 10

avant d'être délivré au préchauffeur 12.

L'unité de séparation 36 est l'étape cri-

tique dans le procédé de la présente invention. En mélangant un solvant d'hydrocarbureslégers avec le

résidu non converti, la viscosité du résidu est ré-

duite, facilitant ainsi la séparation des hydrocarbu-

res polynucléaires. La quantité d'hydrocarburespoly-

nucléairesretirée dans l'étape de séparation dépend du degré d'incompatibilité entre les hydrocarbures polynucléaires et le solvant d'hydrocarbures légers

qui est mélangé avec le résidu non converti. De nou-

veau, on précise que l'on entend par incompatibilité le fait que le produit hydroconverti est incapable de dissoudre ou de disperser correctement les molécules fortement aromatiques et condensées de grands poids moléculairesqui sont produits lors des réactions d'hydrocraquage. Le degré de condensation est mesuré par résonance magnétique nucléaire (RMN), ainsi que l'aromaticité qui est le rapport du nombre de carbones

aromatiques sur le nombre total de carbones. Les tem-

pératures élevées,utilisées dans le réacteur d'hydro-

craquage (environ 450 C), provoqupent la formation intense de radicaux libres, qui tendent à polymériser. Ces

hydrocarbures polynucléaires à fort nombre de molé-

cules tendent à se séparer du produit hydroconverti, cette précipitation ou incompatibilité dépendant de nombreux facteurs tels que la teneur en aromatique et degré de condensation, teneur aromatique du produit hydroconverti et du diluant ou du solvant ajouté,

température, rapport du solvant sur le résidu hydro-

converti, etc. On a découvert qu'une augmentation de l'incompatibilité, et une augmentation correspondante de la séparation des hydrocarbures polynucléaires est obtenue lorsque l'on part du kérosène (12% en

masse d'aromatique) ayant un point d'ébullition com-

pris entre 190 et 3300C, ver les naphtas ayant un point d'ébullition compris entre 50 C et 190 C, et vers desmélanges de composants purs tels que butane,

pentane,hexane, heptane et octane. Un autre para-

mètre qui contrôle efficacement la séparation des hydrocarbures polynucléaires est le rapport du solvant sur le résidu non converti; ce rapport doit être dans

la fourchette d'environ 0,511 à 10/1, et préféren-

tiellement entre environ 111 et 6/1 en volume.

L'invention n'est pas limitée par le type d'équipement de séparation qui peut être utilisé dans

l'étape de séparation de la présente invention; tou-

tefois, un équipement préférentiel peut être un

décanteur centrifuge.

Le procédé de la présente invention présente les avantages suivants. En extrayant les hydrocarbures polynucléaires du résidu non converti, l'encrassement du préchauffeur de liquide est considérablement réduit. De plus, et de façon plus importante, l'élimination de l'accumulation des hydrocarbures polynucléaires, qui sont des précurseurs du coke, dans le réacteur

d'hydrocraquage,apporte une amélioration de l'acti-

vité du catalyseur, et une réduction de l'encrasse-

ment des tubes du réacteur et du préchauffeur. En outre, en permettant le recyclage du résidu valorisé, on obtient une production supérieure de liquides, ce qui augmente encore les gains d'économie procurés

par le procédé.

Les avantages et d'autres avantages de la

présente invention vont être précisés dans les exem-

ples suivants:

EXEMPLE I

Un résidu sous vide de pétrole brut lourd Vénézuélien, en l'occurence du brut Zuata, ayant une

densité API de 3, a été soumis à un procédé d'hydro-

craquage dans un réacteur à refoulement de boue sous les conditions suivantes: pression 1900 psig

(134 10 5Pa); température 844'F (450 Cj,ratio H./pé-

trole = 10000 pieds cubiques/baril (278 m3pour 159 1

de brut); débit LHSV = 0,37 h 1; pourcentage de ca-

talyseur = 3% en masse; catalyseur = limonite; ré-

sidu de conversion à 950 F+(510 C+) = 93% en masse.

Les effluents ont été alimentés à un séparateur à chaud o le résidu non converti a été séparé. De

façon à démontrer les effets du solvant d'hydrocar-

bureslégers sur la séparation d'hydrocarburespolynu-

cléaires, une portion du résidu non converti a été mélangéeavec du kérosène dans un rapport de 111 en

volume puis soumis ensuite à séparation centrifuge.

Une portion du résidu non converti, non mélangée avec le solvant, a également été soumis à la séparation centrifuge. Les liquides résultants ont été ensuite analysés pour montrer l'influence du solvant. Ces résultats sont présentés en Table I.

TABLE I

CAS 1 CAS 2

Résidu non ?on- Résidu non von-

verti 950 F verti 950 F sans addition avec addition de solvant de solvant Densité API - 3 +2 Soufre 2,3 2,0 (% en masse) Carbone Conradson 35 26 (% en masse) Asphaltène 30 21 (% en masse) Essai à la goutte 4 1

(ASTM D2781)

Rendement de l'élimination des hydrocarbures polynucléaires: % en masse du -- 11,5

résidu non con-

verti % en masse de -- 1,0 l'alimentation fraîche fournie

au réacteur d'hy-

drocraquage

Comme on peut le voir du tableau qui pré-

cède, une amélioration très significative de la qua-

lité du résidu non converti a été obtenueen employant un solvant dans l'étape de séparation. Par exemple, les résultats montrent une amélioration significative de la densité API et de la teneur en Carbone Conradson,

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avec une élimination de 11,5% en masse de produits dégradés. De plus, l'essai à la goutte montre que l'on a un résidu valorisé amélioré pratiquement débarrassé

d'hydrocarbures polynucléaires.

EXEMPLE II

Un résidu à 390 F (198,9 C) de pétrole brut lourd vénézuélien,en l'occurence du brut Cerro Negro, a été soumis à un procédé d'hydrocraquage dans un réacteur du type à lit à ébullition sous les conditions

suivantes: pression: 2000 psig (141 105Pa); tempé-

rature: 788eF (420 C); ratio H2Jpétrole = 8000 pieds cubiques/baril (222 m3 pour 159 1); débit LHSV = 0.53h-1; catalyseur = 300 cm3 de bauxite imprégnée avec Mo sous forme d'extrudatsd'1/16 pouce (1,6 mm);

résidu de conversion à 950 F+ (510 C+) = 55%. Les ef-

fluents ont été ensuite traités de la même manière que décrite ci-dessus pour l'exemple I. Les résultats

sont présentés dans la table II.

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TABLE IlI

CAS 1 CAS 2

Résidu non son- Résidu non on-

verti 9500F verti 950 F sans addition avec addition de solvant de solvant Densité API 0,1 3,0 Soufre 3,4 3,0 (% en masse) Carbone Conradson 31,6 25,3 (% en masse) Asphaltène 22,3 18,2 (% en masse) Essai à la goutte 3 1

(ASTM D2781)

Rendement de l'élimination des hydrocarbures polynucléaires: % en masse du -- 6,0

résidu non con-

verti % en masse de -- 1,5 l'alimentation fra!che fournie

au réacteur d'hy-

drocraquage A nouveau, une amélioration significative de la qualité du résidu non converti a été obtenue

en employant un solvant à l'étape de séparation.

EXEMPLE III

De façon à démontrer l'effet des hydrocar-

bures polynucléaires sur le taux d'encrassement du préchauffeur, la procédure d'essai en laboratoire décrite dans ASTM 1661 a été modifiée de façon à calculer le taux d'encrassement des surfaces de transfert de chaleur. Le taux d'encrassement est une mesure de la diminution du coefficient de

transfert de chaleur résultant des dép8ts sur les pa-

rois de la surface extérieure de l'appareillage élec-

trique de chauffage, et donne ainsi une indication de

l'importance du taux d'encrassement pour les pré-

chauffeurs du commerce. Quatre cas ont été traités. Le cas 1 correspond à l'alimentation d'un résidu

sous vide vierge au préchauffeur 12 de la figure 1.

Le cas 2 est le cas du recyclagedu résidu sous vide non converti consistant à le ramener au préchauffeur 12

sans mélanger un solvant au résidu sous vide non con-

verti à l'étape de séparation (cas 2 de l'exemple I).

Les cas 3 et 4 sont des cas de recyclages dans les-

quels les solvants d'hydrocarbures légers ont été mélangés avec le résidu sous vide non converti à

l'étape de séparation. Dans le cas 3, le solvant uti-

lisé était du naphta avec un rapport solvant/ pétrole de 111 et dans le cas 4, le solvant utilisé était du

kérosène avec un rapport solvant]pétrole de 111.

La table III présente les résultats de l'essai indi-

quant l'influence positive de l'extraction des hydro-

carbures polynucléaires sur le taux d'encrassement.

Dans le cas 3 dans lequel le solvant utilisé dans

l'étape de séparation était du naphta, le taux d'en-

crassement est tout à fait similaire à celui d'une alimentation vierge, c'est-à-dire le cas 1. Bien que

l'on observe une certaine élinmination des hydrocar-

bures polynucléaires dans le cas 2 dans lequel aucun solvant n'a été utilisé dans l'étape de séparation,

il ressort clairement des cas 3 et 4 que le solvant aide considé-

rablement à l'élimination des hydrocarbures polynuclé-

aires, et améliore donc le taux d'encrassement.

TABLE III

COMPARAISON DES TAUX D'ENCRASSEMENT POUR DIFFERENTS

DEGRES D'ELIMINATION DES HYDROCARBURES POLYNUCLEAIRES

CASn 1 2 3 4 Mode opératoire Passage unique Recyclage Recyclage Recyclage Nature du courant 4 (VR Vierge) (VR Vierge) (VR Vierge) (Ref. Figs. 1 & 2) VR vierge (VR Recyclé) (VR Recyclé) (VR Recyclé) Ratio recyclage -(100/21 m/m) (100/21 m/m) (100/21 m/m) (VR vierge)/ (VR recyclé) Résidu de conversion 90,5 97,0 93,0 93,5 sous vide total Solvant utilisé dans -aucun N4phta Kérosène l'étape de séparation

Fourchette d'ébulli-

tion ( C) -- -- 50-115 138-288 - % paraffinesen masse -- -- 95,5 84 rapport solvant/pé- -- -- 1/1 1/1 trole (volumes)

Elimination des hy-

drocarbures polynu-

cléaires (% en masse

sur le VR frais ali-

menté à l'étape d'hy-

drocraquage) -- 2,1 5,9 3,9 Taux d'encrassement* (Ft'.Hr. F/BTU.HR) 9 105 81 10 12 105 33 10 5 * Méthode de calcul: COEFFICIENT DE TRANSFERT DE CHALEUR h(t) - Q/A (Tw - Tf), avec Tw et Tf étant

respectivement les températures de l'échantil-

lon d'essaiet du fluide Q l'apport de chaleur

et A la surface de transfert de chaleur.

FACTEUR D'ENCRASSEMENT Rf a 1/h(t} - l/h(0) avec h(t) et h(o) étant les coefficients de transfert de chaleur au temps t, et t a 0 TAUX D'ENCRASSEMENT FR = dRf/dt

Le taux d'encrassement a été évalué pour tw-6601P (349 C).

EXEMPLE IV

densité API de 3 a été soumis au procédé d'hydrocra-

quage et de recyclage illustré en figure 1, sous les conditions suivantes: réacteur = réacteur à boue; pression = 1900 psig (134 105 Pa); température = 844 F (450 C); ratio H2/pétrole = 10500 pieds cubique'baril (291m3 pour 1591); débit LHSV = 0,37h 1; pourcentage de catalyseur dans l'alimentation fraSche = 3,0% en masse; et le catalyseur était de la boue rouge. Les

résultats expérimentaux sont présentés en figure 2.

Deux solvants différents ont été utilisés à l'étape de séparation. On a utilisé dans la première partie de l'essai, un naphta ayant un point d'ébullition de 122 à 238 F (50 à 115 C),et dans la seconde partie un solvant plus lourd, en l'occurence du kérosène, ayant un point d'ébullition de 282 à 550 F (138 à

2880C). On peut noter sur la figure 2 que l'élimina-

tion des hydrocarbures polynucléaires précurseuisdu

coke est supérieuiedans le cas o du naphta est uti-

lisé comme solvant par rapport au cas o le solvant est du kérosène. En conséquence, un taux de conversion

* totale supérieur est obtenu dans le cas du kérosène.

L'autre résultat important qui peut être retiré de la figure 2 est la stabilité des taux de conversion obtenus tout au long de l'essai. Cette stabilité des taux de conversion démontre clairement qu'il n'y a

pas d'accumulation d'hydrocarburespolynucléairesdé-

gradésdans le réacteur, ce qui traduit l'effet posi-

tif de l'élimination d'hydrocarburespolynucléairessur la tendance à l'encrassement du préchauffeur et de

l'unité d'hydrocraquage.

EXEMPLE V

De façon à démontrer l'effet sur la production de liquide du cas de recyclage illustré dans la figure 1, le brut Zuata de l'exemple I a été alimenté dans l'hydrocraqueur, le séparateur à chaud et l'unité de

distillation sous les conditions du procédé d'hydro-

craquage décrites en exemple I. Le cas 1 de la table IV illustre la production obtenue dans un mode de

séparation à passage unique dans lequel aucun recy-

clage du résidu non converti valorisé n'a été réalisé.

Le cas 2 montre un cas de recyclage dans lequel un solvant de kérosène du type décrit dans l'exemple I

est mélangé au résidu non converti à l'étape de sépa-

ration.

TABLE IV

COMPARAISON DES RENDEMENTS DE PRODUCTION OBTENUS

AVEC RECYCLAGE ET AVEC PAS îGE UNIQUE

CAS n 1 2 Mode opératoire Passage unique Recyclage Pression opératoire (psig) (l5Pa) 1900 (134) 1900 (134) Solvent utilisé à l'étape de séparation -- Kérosène

Débit LHSV sur l'ali-

mentation en VR frais (volume horaire) 0,37 0,37 Conversion totale 950OF+ (%en masse) 90,0 93,2 Ratio de recyclage (Alimentation VR frais/recyclé) (masse) --- 100/25 Rendement liquide

C5 - 9500F

(% en masse) 76,3 81,4 (% en volume) 90,4 96,4 Gaz (C1 - C4)

rendement sur alimen-

tation VR frais (% en masse) 12,7 11,0

Consommation d'hydro-

gène sur alimentation en VR frais (pied cubique/baril) 2100 1700 (m311591) (58,4) (47,3) Production de coke sur alimentation en VR frais (% en masse) 2,3 1,7

Elimination des hydro-

carbures polynucléaires sur l'alimentation en VR frais (% en masse) -- 3, 9 Vaporisation estimée

dans le réacteur d'hy-

drocraquage (% en masse) 90 70 La différence principale entre les cas 1 et 2 est le taux de conversion par passage, qui est de

l'ordre de 90% dans le cas 1, alors qu'il est de l'or-

dre de 60 à 80% dans l'hypothèse du recyclage du cas 2.

On sait que dans l'hydrocraquage des pétroles bruts lourds, la production C1-C4 augmente très brutalement au-dessus d'une conversion à 80% par passage,

avec une augmentation correspondante de la consomma-

tion d'hydrogène et une diminution prononcée de la production de liquides. Ainsi, comme on peut le voir sur la table IV, le mode de recyclage du cas 2 est très favorable par comparaison avec le cas 1. Si le résidu d'hydrocraquage sous vide recyclé contient des hydrocarburespolynucléaires,il se produirait lors

d'opérationsd'hydrocraquage successives une augmenta-

tion de la production de gaz et de coke, dont l'impor-

tance aurait un effet négatif global sur le procédé.

La table IV démontre clairement que lorsqu'on utilise du kérosèneà l'étape de séparation, l'élimination

des hydrocarbures polynucléaires dégradés est suffi-

samment importante et sélective pour produire un courant de recyclage qui peut être à nouveau hydrocraqué sans augmentation de la production de gaz et de coke. Le

cas du recyclage permet d'obtenir une production su-

périeure de liquide C5-950 F, avec moins d'hydrogène,

ce qui améliore la profitabilité du procédé. Des cal-

culs de l'équilibre vapeur-liquide montrent que le degré de vaporisation dans le cas 1 est relativement

élevé, en comparaison avec le cas 2. Le degré de va-

porisation dans le réacteur indique la nature pâteuse des boues, et en conséquence la teneur en hydrocarbure polynucléaire. Du fait de la faible vaporisation dans le cas 2, l'encrassement du réacteur à moins de chance

de se produire, et on peut donc s'attendre à des con-

ditions opératoires plus stables dans ce cas 2.

Comme il ressort des exemples précédents,

le procédé de la présente invention présente de nom-

breux avantages par rapport aucprocéd ésconnus jusqu'à présent. En éliminant les hydrocarbures polynucléaires des résidus non convertis, l'encrassement du préchauf- feur du liquide est considérablement réduit. De plus, par l'élimination de l'accumulation des hydrocarbures polynucléaires, qui sont des précurseurs du coke dans le réacteur d'hydrocraquage, l'activité du catalyseur est améliorée,et l'encrassement du réacteur et du préchauffeur sont réduits. En outre, en permettant le

recyclage du résidu valorisé,des productions de li-

quide supérieures sontobtenues, ce qui augmente la

profitabilité du procédé.

Claims

REVENDICATIONS

1 . Procédé de valorisation des résidus non convertis par élimination des hydrocarburespolynucléaires

dégradés instables et le recyclage desdits résidus valo-

risés dans un hydrocraqueur de façon à augmenter la pro- duction liquide tout en réduisant l'encrassement de l'hydrocraqueur et du réchauffeur monté en amont de l'hydrocraqueur, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de: - alimenter un réacteur d'hydrocraquage en brut lourd de façon à obtenir un produit de tête du réacteur; - alimenter ledit produit de tête vers un séparateur à chaud, de façon à y produire un courant

d'hydrocarbureslégei et un résidu d'hydrocraquage bou-

eux; - alimenter ledit résidu d'hydrocraquage boueux vers un séparateur; mélanger un solvant avec ledit résidu d'hydrocraquage dans ledit séparateur; - réaliser la séparation des hydrocarbures polynucléaires du résidu d'hydrocraquage de façon à obtenir un résidu d'hydrocraquage valorisé; et - recycler ledit résidu d'hydrocraquage valorisé vers ledit réacteur d'hydrocraquage pour

traitement ultérieur.

2 . Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit réacteur d'hydrocraquage

est un résidu du type à refoulement de boue.

3 . Procédé selon la revendication 2, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire constituant à mélanger un catalyseur avec ledit brut

lourd avant d'alimenter ledit brut lourd vers le réac-

teur d'hydrocraquage du type à refoulement de boue.

40. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire consistant à ajouter de l'hydrogène au mélange brut lourd-catalyseur avant d'alimenter ledit mélange vers ledit réacteur d'hydrocraquage du type à refoulement de boue. . Procédé selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que ledit réacteur d'hydrocraquage est

un réacteur du type à lit à ébullition.

6 . Procédé selon la revendication 5, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémentaire consistant à ajouter de l'hydrogène au brut lourd avant d'alimenter ledit brut lourd vers ledit réacteur

du type à lit à ébullition.

7 . Procédé selon les revendications 5 ou

6, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape supplémen-

taire consistant à ajouter de l'hydrogène chaud audit

réacteur du type à lit à ébullition contenant un cata-

lyseur d'hydrocraquage à l'état fluidisé.

80. Procédé selon l'une quelconque des re-

vendications 1,4, 6, et 7, caractérisé en ce qu'il comprend 1 'étape supplémentaire consistant à alimenter ledit résidu d'hydrocraquage boueux vers une unité sous vide, de façon à y produire un distillat sous vide et un produit de fond sous vide, puis à alimenter ensuite

ledit produit de fond sous vide vers ledit séparateur.

9 . Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1,4,6 ou 7, caractérisé en ce que ledit

solvant est mélangé avec ledit résidu d'hydrocraquage dans un rapport compris entre environ 0,5/1 et 10/1 en

volume.

. Procédé selon l'une quelconque des

revendications 1,4,6 et 7, caractérisé en ce que le-

dit solvant est mélangé avec ledit résidu d'hydrocraqua-

ge dans unmapport compris entre environ 111 et 611 en

volume.

11 .Procédé selon l'une quelconque des re-

vendications 1,9 et 10, caractérisé en ce que ledit

solvant est choisi dans le groupe comprenant les kéro-

sènes, les naphtas, les butanes, les pentanes, les he-

xanes, les heptanes, les octanes et les mélanges de

ces produits.