FR2629834A2

FR2629834A2 - Catalytic cracking process

Info

Publication number: FR2629834A2
Application number: FR8804800A
Authority: FR
Inventors: Christian Marcilly; Jean-Marie Deves; Michel Bourgogne
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1989-10-13
Anticipated expiration: 2008-04-08
Also published as: FR2629834B2

Abstract

Process for fluid bed cracking of a hydrocarbon feedstock, performed in a substantially tubular and vertical elongate reaction zone 1, in which zone the catalyst is introduced at the lower base of the elongate zone, via a conduit 2, and the feedstock is introduced via at least one conduit 3 emerging into the reaction zone at a level which is above that of the catalyst entry. The invention is characterised in that, on the one hand, at least a proportion of the heavy oil obtained at a level which is higher than the entry level of the feedstock is recycled via a conduit 5, and, on the other hand, at least a proportion of the petrol or of the LPG obtained is recycled, in accordance with the main patent, via a conduit 3-A, at a level which is intermediate between the catalyst and feedstock entry levels, the cracking reaction being performed, in accordance with the main patent, in the presence of a catalyst containing a zeolite of the erionite class.

Description

La présente invention entre dans le cadre du craquage catalytique à l'état fluide de charges d'hydrocarbures. The present invention falls within the scope of catalytic cracking in the fluid state of hydrocarbon feeds.

Le procédé le plus couramment employé dans ce but, à l'heure actuelle, est le procédé dit de craquage catalytique à l'état fluide (en anglais, Fluid Catalytic Cracking, ou encore procédé FCC). Dans ce type de procédé, la charge d'hydrocarbures est vaporisée et mise en contact à haute température avec un catalyseur de craquage, qui est maintenu en suspension dans les vapeurs de la charge. Après que l'on ait atteint par craquage la gamme de poids moléculaire désirée, avec un abaissement correspondant des points d'ébullition, le catalyseur est séparé des produits obtenus, strippé, régénéré par combustion du coke formé, puis remis en contact avec la charge à craquer. The most commonly used method for this purpose, at present, is the so-called fluid catalytic cracking (Fluid Catalytic Cracking or FCC) process. In this type of process, the hydrocarbon feedstock is vaporized and contacted at high temperature with a cracking catalyst, which is kept in suspension in the fumes of the feedstock. After the desired molecular weight range has been reached by cracking with a corresponding lowering of the boiling points, the catalyst is separated from the products obtained, stripped, regenerated by combustion of the formed coke, and then brought back into contact with the feedstock. to crack.

La nature des charges et les conditions sont largement décrites dans la demande de brevet français EN 86/13987 du 6 octobre 1986 et également dans le brevet principal. Par exemple, on peut citer comme charges, celles présentant des points d'ébullition finaux de l'ordre de 4000C, tels que des gazoles sous vide, mais aussi des huiles hydrocarbonées plus lourdes, telles que des pétroles bruts et/ou désessenciés, et des résidus de distillation atmosphérique ou de distillation sous vide ; ces charges peuvent le cas échéant avoir reçu un traitement préalable tel que, par exemple, un hydrotraitement en présence par exemple de catalyseurs de type cobalt-molybdène ou nickel-molybdène.Les charges préférées de l'invention seront celles contenant des fractions bouillant normalement jusqu'à 7000C et plus, pouvant contenir des pourcentages élevés de produits asphalténiques, et présenter une teneur en carbone Conradson allant jusqu'à 10 % et au-delà. The nature of the charges and the conditions are widely described in the French patent application EN 86/13987 of October 6, 1986 and also in the main patent. For example, there may be mentioned as charges, those having final boiling points of about 4000C, such as gas oils under vacuum, but also heavier hydrocarbon oils, such as crude oils and / or désessenciés, and atmospheric distillation or vacuum distillation residues; these fillers may optionally have been subjected to a prior treatment such as, for example, a hydrotreatment in the presence, for example, of cobalt-molybdenum or nickel-molybdenum type catalysts. The preferred fillers of the invention will be those containing fractions boiling normally up to at 7000C and above, which may contain high percentages of asphaltenic products, and have a Conradson carbon content of up to 10% and above.

Les catalyseurs utilisables dans les dispositifs décrits ci-dessus comprennent les catalyseurs de craquage du type aluminosilicates cristallins, certains types de silice-alumine, de silice-magnésie, de silice-zirconium. Catalysts usable in the devices described above include crystalline aluminosilicate cracking catalysts, certain types of silica-alumina, silica-magnesia, silica-zirconium.

Les alumino-silicates cristallins peuvent se trouver à l'état naturel ou être préparés par synthèse, selon des techniques bien connues de l'homme de l'art. Ils peuvent être choisis parmi les zéolithes de synthèse ou les argiles, telles que la faujasite, certaines mordénites, la montmorillonite, les argiles pontées, les alumino-phosphates, ou similaires, les offrétites, les zéolithes A, Y,
L, X, oméga, les érionites, etc...The crystalline aluminosilicates can be in the natural state or be prepared synthetically, according to techniques well known to those skilled in the art. They may be chosen from synthetic zeolites or clays, such as faujasite, certain mordenites, montmorillonite, bridged clays, alumino-phosphates, or the like, offretites, zeolites A, Y,
L, X, omega, erionites, etc.

Les réactions de craquage catalytique s'appliquent de plus en plus de nos jours aux traitements de charges de plus en plus lourdes. Catalytic cracking reactions are increasingly applicable today to the treatment of increasingly heavy loads.

De telles charges deviennent alors difficiles à vaporiser. Il en résulte que la partie non vaporisée de la charge, qui néanmoins a été introduite dans le réacteur, provoque des formations importantes de coke. Les inconvénients qui en résultent sont en particulier une diminution des rendements en produits valorisables, une production accrue de gaz de régénération, une plus grande consommation d'air, une circulation de catalyseur accrue, résultant en un surdimensionnement de 1 'ensemble réaction-régénération.Such charges then become difficult to vaporize. As a result, the non-vaporized portion of the feed, which has nevertheless been introduced into the reactor, causes large coke formations. The disadvantages that result are in particular a decrease in yields of recoverable products, increased production of regeneration gas, greater air consumption, increased catalyst circulation, resulting in oversizing of the whole reaction-regeneration.

Il est essentiel de pouvoir obtenir une excellente vaporisation de la charge dans la zone réactionnelle. En particulier dans les réactions de craquage et plus spécifiquement dans les réacteurs de craquage du type FCC ("Fluid Catalytic Cracking"). Cette formation additionnelle de coke conduit à une production inadéquate de calories qu'il convient donc d'éliminer. La bonne vaporisation d'une charge dépend de la température de mélange de l'ensemble catalyseur + charge et de la pression partielle d'hydrocarbure utilisée dans la zone réactionnelle ainsi que de la technologie environnante. On sait que la nature et l'amélioration des injecteurs jouent sur la vitesse de vaporisation mais non sur la limite de vaporisation qui résulte de considérations thermodynamiques. It is essential to obtain excellent vaporization of the charge in the reaction zone. In particular in cracking reactions and more specifically in FCC type cracking reactors ("Fluid Catalytic Cracking"). This additional formation of coke leads to an inadequate production of calories which must be eliminated. The proper vaporization of a feed depends on the mixing temperature of the catalyst + feed assembly and the hydrocarbon partial pressure used in the reaction zone as well as the surrounding technology. It is known that the nature and the improvement of the injectors affect the rate of vaporization but not the vaporization limit which results from thermodynamic considerations.

Parmi les paramètres pouvant agir sur la vaporisation de la charge, la température apparait comme le paramètre clef, la vaporisation étant améliorée par une augmentation de la température. Among the parameters that can act on the vaporization of the charge, the temperature appears as the key parameter, the vaporization being improved by an increase in temperature.

L'objet de la demande de brevet EN 86/13987 est de pouvoir parfaire la vaporisation de la charge dans une zone 1 de réaction tubulaire allongée (voir figure 1) avec circulation ascendante de la charge et du catalyseur. Généralement, dans les procédés existants, le catalyseur pénètre par la conduite 2 à la base de la zone allongée 1, la charge pénétrant sous forme liquide à la base de la zone allongée, mais à un niveau supérieur à celui de l'admission du catalyseur, par au moins une conduite 3. Le catalyseur pénètre dans le riser à une température T1 généralement supérieure à 6000C et circule en bas de ce riser avec un débit D1. La charge pénètre dans le riser à une température T2 et avec un débit D2. Au niveau du débouché des conduites 3 d'arrivée de la charge, s'effectue le mélange de la charge et du catalyseur.Il se produit un échange thermique entre le catalyseur et la charge, cet échange se traduisant par la vaporisation d'une partie au moins de la charge. On atteint alors un équilibre à une température T3 supérieure à T2, le mélange charge catalyseur, circulant à ce niveau du riser avec un débit D3. La réaction de craquage se produit alors ; et comme cette réaction est endothermique, elle se traduit par une absorption de chaleur. A la partie supérieure du riser 1, on procède par exemple avec un dispositif 4 tel qu'un "T", à la séparation entre les effluents gazeux réactionnel d'une part et les particules de catalyseur d'autre part.The object of the patent application EN 86/13987 is to perfect the vaporization of the charge in an elongated tubular reaction zone 1 (see FIG. 1) with upward circulation of the charge and of the catalyst. Generally, in the existing processes, the catalyst enters through the pipe 2 at the base of the elongate zone 1, the penetrating charge in liquid form at the base of the elongated zone, but at a level higher than that of the catalyst inlet. at least one pipe 3. The catalyst enters the riser at a temperature T1 generally greater than 6000C and circulates at the bottom of this riser with a flow D1. The charge enters the riser at a temperature T2 and with a flow D2. At the level of the outlet of the feed pipes 3, the mixture of the feedstock and the catalyst is mixed.There is a heat exchange between the catalyst and the feedstock, this exchange resulting in the vaporization of part of the feedstock. at least of the load. An equilibrium is then reached at a temperature T3 greater than T2, the catalyst charge mixture circulating at this level of the riser with a flow rate D3. The cracking reaction then occurs; and since this reaction is endothermic, it results in heat absorption. At the upper part of the riser 1, for example with a device 4 such as a "T", the separation between the reaction gaseous effluents on the one hand and the catalyst particles on the other.

Le paramètre de régulation de l'unité est la température T4 (inférieure à T3) qui règne à la sortie du riser. On conçoit que pour une température T4 fixée (par exemple à 52O0C) et pour une chaleur de réaction également fixée (par exemple B H), avec également un débit fixé, un 8 T correspondra au b H fixé. Autrement dit, cela signifie que lorsque l'opérateur s'est fixé T4 ainsi que iS H, une température
T3 supérieure à T4 découle des valeurs fixées. Si alors pour une raison quelconque, T4 décroit, il importe de régler l'apport de calories au système réactionnel, (généralement par modification du débit de catalyseur circulé), en vue de faire remonter la température
T3, laquelle à son tour fait remonter T4 à la valeur initialement choisie par l'opérateur.Le principe de l'invention peut s'expliquer comme suit
Pour augmenter T3 il faut apporter plus de calories au système, soit par exemple en augmentant la circulation de catalyseur soit en augmentant la température de la charge. Mais ce faisant, la température de sortie de riser augmente également ce qui n'est pas le but recherché puisque l'on veut que T4 soit fixée à une valeur déterminée par des considérations thermodynamiques et cinétiques des réactions de cracking (conversion déterminée). Le procédé de la demande de brevet français nO 86/13987 consiste à injecter un fluide, par une conduite 5, au-dessus du point d'injection de la charge (conduites 3) dans le but d'apporter des calories au système (Q2) de manière à pouvoir maintenir la température T4 à la valeur initialement fixée.The regulating parameter of the unit is the temperature T4 (lower than T3) which prevails at the exit of the riser. It is understood that for a temperature T4 fixed (for example at 52O0C) and for a heat of reaction also fixed (for example BH), with also a fixed flow rate, an 8 T will correspond to the fixed b H. In other words, it means that when the operator has set T4 as well as iS H, a temperature
T3 greater than T4 follows fixed values. If then for any reason, T4 decreases, it is important to regulate the supply of calories to the reaction system, (generally by changing the circulating catalyst flow), in order to raise the temperature
T3, which in turn returns T4 to the value initially chosen by the operator. The principle of the invention can be explained as follows
To increase T3 it is necessary to bring more calories to the system, for example by increasing the circulation of catalyst or by increasing the temperature of the load. But in doing so, the riser outlet temperature also increases which is not the goal sought since it is desired that T4 be fixed at a value determined by thermodynamic and kinetic considerations of the cracking reactions (determined conversion). The method of the French patent application No. 86/13987 consists in injecting a fluid, via a line 5, above the point of injection of the charge (lines 3) in order to bring calories to the system (Q2 ) so as to maintain the temperature T4 at the value initially fixed.

Le fait d'injecter le dit fluide au-dessus du point d'injection de la charge permet d'augmenter T3 contrairement à ce qui se passerait si l'injection se faisait en mélange avec la charge au niveau de l'injection de cette charge. The fact of injecting said fluid above the point of injection of the charge makes it possible to increase T3 contrary to what would happen if the injection was done in mixture with the charge at the level of the injection of this charge. .

Dans la demande de brevet français nO 86/13997, on cherche donc à augmenter T3 pour améliorer la vaporisation de la charge. Le moyen utilisé consiste à introduìre un fluide au-dessus du niveau d'admission ou d'injection de la charge dans la zone allongée (riser), donc à un niveau A, au-dessus du niveau B (voir figure 1). Ce contrôle de température est donc réalisé par injection dans au moins une conduite 5 de tout fluide adéquat, permettant ainsi de pouvoir augmenter la circulation de catalyseur ou la température de charge sans augmentation de la température T4. Ceci se traduit par l'obtention au voisinage du niveau A d'un niveau thermique plus élevé (obtention d'une température T'3 supérieure à T3 donc supérieure à T4) propre à améliorer la vaporisation de la charge. In the French patent application No. 86/13997, it is therefore sought to increase T3 to improve the vaporization of the charge. The means used is to introduce a fluid above the level of admission or injection of the load in the elongated zone (riser), therefore at a level A, above the level B (see Figure 1). This temperature control is therefore performed by injecting at least one line 5 with any suitable fluid, thus making it possible to increase the catalyst circulation or the charging temperature without increasing the temperature T4. This results in obtaining near the level A of a higher thermal level (obtaining a temperature T'3 greater than T3 therefore greater than T4) to improve the vaporization of the load.

Cette méthode de contrôle des températures, par mélange de la charge et du catalyseur avec un fluide adéquat, est aujourd'hui appelée conventionnellement "mixed temperature control". Cette méthode se distinguera des méthodes classiques, sans injection du dit fluide, que l'on appelle conventionnellement "without mixed temperature control". This method of controlling temperatures, by mixing the feedstock and the catalyst with a suitable fluid, is today conventionally called "mixed temperature control". This method will be distinguished from conventional methods, without injection of said fluid, which is conventionally called "without mixed temperature control".

Le fluide qui permet ce contrôle est un gaz ou un liquide approprié. Ce peut être une essence d'un reformat d'une unité voisine, ce peut être un gaz adéquat, propène par exemple, etc... Ce peut également être une partie de l'effluent réactionnel soutiré du riser 1. Un tel effluent est généralement fractionné en diverses coupes ainsi qu'il a été expliqué dans la demande principale ; ces effluents contiennent notamment une essence, une huile relativement légère (ou "light cycle oil" L.C.O.), une huile relativement lourde (ou "heavy cycle oil" H.C.O.) et un résidu (ou slurry). The fluid that allows this control is a suitable gas or liquid. It can be an essence of a reformate of a neighboring unit, it can be a suitable gas, propene for example, etc. It can also be a part of the reaction effluent withdrawn from the riser 1. Such an effluent is generally divided into various sections as explained in the main application; these effluents contain in particular a gasoline, a relatively light oil (or "light cycle oil" L.C.O.), a relatively heavy oil (or "heavy cycle oil" H.C.O.) and a residue (or slurry).

Dans la demande de brevet français nO 86/13987, on recycle au moins une partie de l'essence, ou de préférence une partie du L.C.O. In the French patent application No. 86/13987, at least a portion of the gasoline, or preferably a part of the L.C.O., is recycled.

ou une partie du H.C.O. Plus particulièrement, on préfèrera recycler un H.C.O. parce que pour une masse donnée de H.C.O. (en comparaison avec une masse identique d'une essence ou d'un L.C.O.), il y a moins de molécules dans le H.C.O. que dans l'essence ou le L.C.O. ; donc les dimensionnements du riser seront moindres qu'en utilisant une essence ou un L.C.O. et en outre le H.C.O. a l'avantage d'être un produit valorisable, c'est-à-dire d'être un produit qui, tout en créant les conditions favorables à une meilleure vaporisation de la charge, sera à nouveau présent dans la zone réactionnelle donc subira de nouveau un craquage et améliorera ainsi le rendement global en produits valorisables de toute la coupe initialement introduite. or part of the H.C.O. More particularly, it will be preferred to recycle an H.C.O. because for a given mass of H.C.O. (In comparison with an identical mass of a gasoline or an L.C.O.), there are fewer molecules in the H.C.O. only in gasoline or L.C.O. ; therefore the sizing of the riser will be less than using a gasoline or a L.C.O. and in addition H.C.O. has the advantage of being a valuable product, that is to say of being a product which, while creating the favorable conditions for a better vaporization of the charge, will again be present in the reaction zone so will undergo a new cracking and thus improve the overall yield of recoverable products of all the cut initially introduced.

Le recyclage d'un H.C.O. (éventuellement d'un L.C.O.) a l'avantage que le produit recyclé, provenant d'une zone de fractionnement, est propre. Ce ne serait pas le cas si l'on voulait recycler le résidu obtenu en fond de colonne de fractionnement, même si ce slurry était traité en vue de le purifier (obtention d'une huile clarifiée ou "clarified oil", C.O.). Recycling a H.C.O. (possibly a L.C.O.) has the advantage that the recycled product, from a fractionation zone, is clean. This would not be the case if one wanted to recycle the residue obtained at the bottom of the fractionation column, even if this slurry was treated with a view to purifying it (obtaining a clarified oil or "clarified oil", C.O.).

n'une façon générale, il conviendra de choisir une différence entre T3 et T4 de l'ordre de 2 à 1500C et plus spécifiquement de 30 à 7O0C. Cette différence de température est essentiellement fonction de la nature de la charge. Generally, it will be necessary to choose a difference between T3 and T4 of the order of 2 to 1500C and more specifically 30 to 70C. This difference in temperature is essentially a function of the nature of the charge.

D'une façon préférée, on choisit T'3-T3 de l'ordre de 2 à 3O0C, plus particulierement de l'ordre de 18 a 250C, la différence entre T3 et T4 pouvant être alors choisie de préférence entre 20 et 7O0C. In a preferred manner, T'3-T3 is chosen in the range of 2 to 30 ° C., more particularly of the order of 18 to 250 ° C., the difference between T 3 and T 4 being then preferably chosen between 20 and 70 ° C.

Le taux de recyclage d'une partie de l'effluent réactionnel représente, en volume 1 a 100 % par rapport à la charge. Lorsqu'on recycle une partie du H.C.O., la portion recyclée peut être de préférence comprise entre 10 et 50 % par rapport a la charge. The recycling rate of a portion of the reaction effluent represents, in volume 1 to 100% relative to the feedstock. When a part of the H.C.O. is recycled, the recycled portion may preferably be between 10 and 50% relative to the feedstock.

Par ailleurs, on rappelle que la demande principale décrit (voir figure 2 de la présente demande de brevet d'addition) un procédé de craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures en lit fluide ou lit entraîné dans une zone allongée (1) de forme tubulaire sensiblement verticale, les particules catalytiques étant introduites, par une conduite (2), à la base inférieure de la zone allongée, la charge étant introduite par au moins une conduite (3) dans la partie inférieure de la zone allongée a un niveau B supérieur au niveau d'admission des particules catalytiques, les dites particules catalytiques étant séparées de l'effluent réactionnel à la partie supérieure de la zone allongée, l'effluent réactionnel étant ensuite fractionné en vue d'obtenir diverses fractions notamment des LPG, une essence, une huile relativement légère "L.C.O." et une huile relativement lourde "H.C.O.", le procédé étant caractérisé en ce que d'une part on injecte une essence par au moins une conduite (3a) dans la zone allongée a un niveau C supérieur au niveau d'admission des particules catalytiques et inférieur au niveau B d'admission de la charge la dite essence représentant en volume 5 a 50 % de la charge, et d'autre part on utilise comme catalyseur un produit contenant au moins une zéolithe de la famille de l'érionite. Furthermore, it will be recalled that the main application describes (see FIG. 2 of the present patent application) a process for the catalytic cracking of a hydrocarbon feedstock in a fluid bed or a driven bed in an elongate zone (1) of substantially vertical tubular shape, the catalytic particles being introduced, via a pipe (2), to the lower base of the elongate zone, the feed being introduced by at least one pipe (3) into the lower part of the elongated zone at a level B greater than the inlet level of the catalytic particles, said catalytic particles being separated from the reaction effluent at the upper part of the elongate zone, the reaction effluent then being fractionated in order to obtain various fractions, in particular LPGs, petrol, a relatively light oil "LCO" and a relatively heavy oil "HCO", the process being characterized in that on the one hand a gasoline is injected by at least one pipe (3a) into the elongated zone at a level C greater than the inlet level of the catalytic particles and lower than the level B of admission of the charge said gasoline representing in volume 5 to 50% of the load, and secondly used as catalyst a product containing at least one zeolite of the erionite family.

Dans la présente demande de brevet d'addition, on a constaté qu'en opérant à la fois selon les techniques du brevet principal et selon la technique de la demande de brevet français nO 86/13987, il se créait une synergie dans l'amélioration des rendements de- production de propylène d'une part, du L.C.O. d'autre part, avec en outre une meilleure sélectivité globale. In the present application for the patent of addition, it has been found that by operating both according to the techniques of the main patent and according to the technique of the French patent application No. 86/13987, a synergy in the improvement was created. propylene production yields on the one hand, of the LCO on the other hand, with a better overall selectivity.

L'invention, illustrée par la figure 3, concerne un procédé de craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures en lit fluide ou lit entrainé, dans une zone allongée (1) de forme tubulaire et sensiblement verticale, dans laquelle la charge et les particules catalytiques circulent de bas en haut ; les particules catalytiques sont introduites à une température T1, généralement supérieure à 6000C, à l'extrémité inférieure de la zone allongée par au moins une conduite (2), la charge liquide étant introduite a une température T2, dans la zone allongée, par au moins une conduite (3) débouchant dans la dite zone allongée à un niveau B supérieur au niveau d'introduction des particules catalytiques, une vaporisation partielle de la charge se produisant à une température T3 supérieure à T2 grâce à l'échange thermique entre les particules de catalyseur et la charge liquide les particules catalytiques sont ensuite séparées de l'effluent réactionnel a la partie supérieure de la dite zone allongée où règne une température T4 inférieure à T3 i l'effîuent réactionnel est ensuite fractionné de façon à recueillir notamment des LPG, une fraction essence, une fraction huile légère (ou L.C.O.), une fraction huile plus lourde (ou H.C.O.) et généralement un résidu. The invention, illustrated in FIG. 3, relates to a process for the catalytic cracking of a hydrocarbon feedstock in a fluid bed or driven bed, in an elongated zone (1) of tubular and substantially vertical shape, in which the feed and the catalytic particles flow from bottom to top; the catalytic particles are introduced at a temperature T1, generally greater than 6000C, at the lower end of the elongated zone by at least one pipe (2), the liquid feed being introduced at a temperature T2, in the elongated zone, at at least one line (3) opening into said elongated zone at a level B greater than the level of introduction of the catalytic particles, a partial vaporization of the charge occurring at a temperature T3 greater than T2 thanks to the heat exchange between the particles the catalytic particles are then separated from the reaction effluent at the upper part of said elongated zone, where a T4 temperature is lower than T3; the reaction effluent is then fractionated so as to collect, in particular, LPGs, a gasoline fraction, a light oil fraction (or LCO), a heavier oil fraction (or HCO) and generally a n residue.

Le procédé est caractérisé par l'emploi d'un catalyseur renfermant une zéolithe de la famille de l'érîonite et est également caractérisé (a) d'une part en ce que un fluide contenant une partie au moins de la dite fraction H.C.O. est recyclé dans la zone allongée par au moins une conduite (5), à un niveau A supérieur au niveau B de façon a obtenir au niveau A une température T'3 > T3 permettant de vaporiser, totalement ou en majeure partie, la charge, qui autrement n'aurait pas été vaporisée au niveau B à la température T3 et (b) d'autre part en ce une essence, par exemple un recyclage contenant une partie au moins d'une fraction choisie dans le groupe constitué par une essence et des L.P.G. (paraffine en C3 et/ou C4) est injectée dans la zone allongée, par au moins une conduite 3-A, à un niveau C supérieur au niveau d'admission des particules catalytiques et inférieur au niveau B d'admission de la charge. The process is characterized by the use of a catalyst containing a zeolite of the family of eritonite and is also characterized (a) firstly that a fluid containing at least part of said H.C.O. fraction. is recycled in the elongated zone by at least one line (5), at a level A greater than level B so as to obtain at level A a temperature T'3> T3 making it possible to vaporize, totally or mainly, the charge, which otherwise would not have been vaporized at level B at temperature T3 and (b) at the other hand in that a species, for example a recycle containing at least part of a fraction selected from the group consisting of gasoline and LPG (Paraffin C3 and / or C4) is injected into the elongated zone, by at least one line 3-A, at a level C greater than the level of admission of the catalytic particles and lower than the level B of admission of the charge.

Généralement T3-T4 est compris entre 2 et 1500C, voire 2 et 1000C, T'3-T3 étant compris entre 2 et 300C, de préférence entre 18 et 250C, notamment lorsque T3-T4 est compris entre 30 et 700C ou 20 et 700C ou encore, pour certaines charges, entre 10 et 450C ou.4 et 300C. Generally T3-T4 is between 2 and 1500C, or even 2 and 1000C, T'3-T3 being between 2 and 300C, preferably between 18 and 250C, especially when T3-T4 is between 30 and 700C or 20 and 700C or, for some loads, between 10 and 450C or.4 and 300C.

Certainement; le dit fluide (recyclé au niveau A) représente, en volume, I à 100 % (de préférence 2 à 10 %) par rapport à la charge, ou 10 à 50 % selon la charge, et dans lequel la dite fraction recyclée au niveau C, représente en volume 5 à 50 % de la charge, de préférence 10 à 30 %. Certainly; said fluid (recycled at level A) represents, by volume, I to 100% (preferably 2 to 10%) relative to the feedstock, or 10 to 50% depending on the feedstock, and in which said fraction recycled at C represents in volume 5 to 50% of the charge, preferably 10 to 30%.

Les exemples qui suivent illustrent la présente invention. The following examples illustrate the present invention.

Dans ces exemples, on se propose de traiter une charge lourde dont les caractéristiques sont les suivantes
Densité (200C) 0,968
Viscosité (600C) solide
Cst (800C) 119,8 (119,8 mm2/s)
(100 C) 52,2 (52,2 mm/s)
Conradson % 5,1
Na ppm 2
Ni ppm 11,6
V ppm 1,2 C % 86,9 H % 12,2 N % 0,35 S % 0,21
N basique % 0,055
C aromatique % 22,3
H aromatique % 2,7
Distillation simulée (OC) 5 % 367 10 % 399 20 % 436 40 % 495 60 % 575
FBP
Dans une première série d'essais, on utilise comme catalyseur une zéolithe ultras table conventionnelle USY diluée dans une matrice qui est un mélange de silice alumine riche en silice et de kaolin (30 % de zéolithe en poids par rapport a la masse de catalyseur).In these examples, it is proposed to treat a heavy load, the characteristics of which are as follows:
Density (200C) 0.968
Viscosity (600C) solid
Ct (800C) 119.8 (119.8 mm 2 / s)
(100 C) 52.2 (52.2 mm / s)
Conradson% 5.1
Na ppm 2
Neither ppm 11.6
V ppm 1.2 C% 86.9 H% 12.2 N% 0.35 S% 0.21
N basic% 0.055
Aromatic C% 22.3
Aromatic H% 2,7
Simulated Distillation (OC) 5% 367 10% 399 20% 436 40% 495 60% 575
PBF
In a first series of tests, a conventional ultra-thin table USY zeolite diluted in a matrix which is a mixture of silica-rich silica-alumina and kaolin (30% by weight of zeolite with respect to the catalyst mass) is used as catalyst. .

Autres caractéristiques du catalyseur
Alumine totale présente : 37 % poids
2 -l
Surface en m.g-1 : 110
Oxyde de terres rares : 1,6 % poids Na20 : 0,3 % poids
Vanadium : 4800 ppm
Nickel : 2800 ppm
Fer : 10200 ppm
Dans un premier essai on opère un FCC de façon conventionnelle, dans un tube élévateur ; on opère sans recyclage d'H.C.O., et sans injection d'essence.Other characteristics of the catalyst
Total alumina present: 37% by weight
2 -l
Surface area in mg-1: 110
Rare earth oxide: 1.6% by weight Na20: 0.3% by weight
Vanadium: 4800 ppm
Nickel: 2800 ppm
Iron: 10200 ppm
In a first test, an FCC is operated conventionally in a lifting tube; it operates without HCO recycling, and without fuel injection.

- température d'injection du catalyseur : 7710C - température d'injection de la charge : 2100C - température de l'élévateur au voisinage
de la conduite 3 : 5370C - température en haut de l'élévateur : 5160C - C/O = 6 ou C est le début de catalyseur et O le début de la charge
lourde ("Catalyst/oil ratio", rapport catalyseur/huile).- catalyst injection temperature: 7710C - charge injection temperature: 2100C - elevator temperature in the vicinity
of pipe 3: 5370C - temperature at the top of the elevator: 5160C - C / O = 6 or C is the catalyst start and O the beginning of the load
heavy ("Catalyst / oil ratio", catalyst / oil ratio).

Dans un deuxième essai, on opere comme dans le premier essai, en effectuant en outre une injection d'une essence de distillation directe en amont de l'injection de la charge. On opère donc conformément à la figure 2. Cette essence de distillation directe est ne coupe 50-1600C, non oléfinique, de composition suivante paraffines % poids : 58 oléfines % poids : O naphtènes % poids : 29,5 aromatiques % poids : 12,5
100
Cette essence contient moins de 2 % en poids de composés a 5 atomes de carbone. La masse d'essence injectée représente 20 % de la masse de la charge de craquage. La température T3 au voisinage de l'admission de la conduite 3 est 5370C ; la température T4 en haut du riser est 5160C. In a second test, one operates as in the first test, by further performing an injection of a straight distillation gasoline upstream of the injection of the load. This essence of straight-run distillation is therefore carried out in the form of 50-1600 ° C., non-olefinic, of the following composition: paraffins by weight: 58 olefins by weight: O naphthenes% by weight: 29.5 aromatics% by weight: 12, 5
100
This gasoline contains less than 2% by weight of compounds with 5 carbon atoms. The mass of gasoline injected represents 20% of the mass of the cracking charge. The temperature T3 in the vicinity of the intake of line 3 is 5370C; the temperature T4 at the top of the riser is 5160C.

Dans le troisième essai, on opère comme dans le premier essai, mais ici en opérant conformément a la figure 1 ; on recycle ainsi 40 % du diluant lourd obtenu, par une conduite (5). Les grains de catalyseur sont injectés par une conduite (2) à 7710C, la charge est injectée par une conduite (3) à 21O0C. La température T3 du riser au voisinage de la conduite d'admission de la conduite (3) est 5370C. In the third test, one operates as in the first test, but here by operating in accordance with Figure 1; 40% of the heavy diluent obtained is recycled by a pipe (5). The catalyst grains are injected via a pipe (2) at 77 ° C., the feed is injected via a pipe (3) at 21 ° C. The temperature T3 of the riser in the vicinity of the inlet duct of the pipe (3) is 5370C.

La température T4 en haut du riser est 5160C. La température T'3 est 5560C.The temperature T4 at the top of the riser is 5160C. The temperature T'3 is 5560C.

Dans le quatrième essai, on opère à la fois conformément aux deuxième et troisième essais, selon la technique illustrée par la figure 3. In the fourth test, one operates at the same time according to the second and third tests, according to the technique illustrated by FIG.

Au cours des trois derniers essais, les conditions opératoires ont donc été les suivantes
Température T1 d'injection du catalyseur (OC) 771
Température T2 d'injection de la charge (OC) 210
Température T3 au niveau B (OC) 537
Température T4 (OC) 516
Dans les troisième et quatrième essais la température T'3, au niveau A de la conduite (5), est 5560C. L'essence est injectée dans le quatrième essai, à une température de 21O0C, et dans les mêmes proportions que dans le deuxième essai.During the last three tests, the operating conditions were thus as follows:
T1 catalyst injection temperature (OC) 771
Charge Injection T2 Temperature (OC) 210
Temperature T3 at B level (OC) 537
Temperature T4 (OC) 516
In the third and fourth tests the temperature T'3, at level A of the pipe (5), is 5560C. Gasoline is injected in the fourth test, at a temperature of 2100C, and in the same proportions as in the second test.

Les résultats obtenus dans les quatre essais sont présentés dans le tableau suivant. Les rendements sont exprimés en % poids par rapport à la charge fraîche pour les premier et troisième essais, par rapport à la charge fraîche + l'essence injectée dans les second et quatrième essais. The results obtained in the four tests are presented in the following table. The yields are expressed in% by weight with respect to the fresh charge for the first and third tests, relative to the fresh charge + the gasoline injected in the second and fourth tests.

Dans les deuxième et quatrième essais, la conversion de l'essence injectée est voisine de 56 % en poids. In the second and fourth tests, the conversion of the injected gasoline is close to 56% by weight.

ler ESSAI 2ème ESSAI 3ème ESSAI 4ème ESSAI
injection recyclage injection
essence HCO essence et
recyclage
HCO
poids poids poids poids
H2S 0,10 0,10 0,10 0,10
H2 + C1 + C2 4,6 5,5 3,2 4,0
C3 1,4 2,1 1,4 2,0 C3 4,4 6,5 4,6 6,8
C4 saturés 4,1 5,1 4,3 5,3 (dont iC4) (3,3) (4,2) (3,5) (4,2)
C4=totaux 5,9 9,3 6,1 9,6
Total des gaz 20,50 28,50 19,7 27,7
Essence C5-2210C 44,9 60,0 45,4 60,70
LCO (221-3500C) 15,1 15,8 15,4 16,0
Diluant lourd HCO 11,4 12,2 11,6 12,3 et slurry (3500C+)
Coke 8,1 8,5 7,9 8,3
Conversion 73 73
TOTAL 100 125 100 125
Indice d'octane recherche de l'essence 92,2 90,9
Indice d'octane moteur de l'essence 80,1 79,5. 1st TEST 2nd TEST 3rd TEST 4th TEST
injection recycling injection
essence gasoline and
recycling
HCO
weight weight weight
H2S 0.10 0.10 0.10 0.10
H2 + C1 + C2 4.6 5.5 3.2 4.0
C3 1.4 2.1 1.4 2.0 C3 4.4 6.5 4.6 6.8
Saturated C4 4.1 5.1 4.3 5.3 (including iC4) (3.3) (4.2) (3.5) (4.2)
C4 = total 5.9 9.3 6.1 9.6
Total gas 20.50 28.50 19.7 27.7
Gasoline C5-2210C 44.9 60.0 45.4 60.70
LCO (221-3500C) 15.1 15.8 15.4 16.0
Heavy Diluent HCO 11.4 12.2 11.6 12.3 and slurry (3500C +)
Coke 8.1 8.5 7.9 8.3
Conversion 73 73
TOTAL 100 125 100 125
Search gasoline octane number 92.2 90.9
Motor octane rating of gasoline 80.1 79.5.

Le système d'injection d'une essence légère de première distillation en bas de l'élévateur sur un catalyseur très chaud, permet d'obtenir un rendement amélioré en propylène mais également en oléfines à 4 atomes de carbone. The system of injection of a light gasoline of first distillation at the bottom of the elevator over a very hot catalyst makes it possible to obtain an improved yield of propylene but also of olefins with 4 carbon atoms.

Lorsqu'on effectue simultanément une injection d'essence et un recyclage d'H.C.O. (4ème essai) on n'élève pas les résultats d'une manière hautement surprenante mais les gains (notamment en propylène, hydrocarbures insaturés à 4 atomes de carbone et essence) sans augmenter les teneurs en coke et en slurry sont très appréciables dans les unités industrielles de grande capacité. When gasoline is injected at the same time and H.C.O. (4th test) the results are not surprisingly high, but the gains (in particular in propylene, 4-carbon unsaturated hydrocarbons and petrol) without increasing the coke and slurry contents are very appreciable in the units. large capacity industrial plants.

Dans une deuxième série d'essais on répète les 2ème et 4ème essais précédents (essais 2 bis et 4 bis) dans les mêmes conditions opératoires mais ici, on utilisera le catalyseur selon l'invention de la demande principale, utilisé à l'exemple 4. In a second series of tests, the second and fourth previous tests (tests 2a and 4a) are repeated under the same operating conditions, but here the catalyst according to the invention of the main application used in Example 4 will be used. .

Les résultats sont donnés dans le tableau suivant, l'essai 4 bis étant conforme à la présente demande de brevet d'addition. The results are given in the following table, test 4a being in accordance with the present patent application of addition.

Dans les essais 2 bis et 4 bis, la conversion de l'essence injectée est également 56 % en poids. In tests 2a and 4a, the conversion of the injected gasoline is also 56% by weight.

ESSAI 2 BIS ESSAI 4 BIS
injection d'essence injection essence
et recyclage HCO
poids poids
H2S 0,10 0,10
H2 + C1 + C2 6,4 4,7
C3 3,0 3,0
C3= 10,3 10,6
C4 saturés 6,1 6,2 (dont iC4) (4,9) (5,0)
C4 = totaux 12,7 12,7
Total des gaz 38,6 37,2
Essence C5-2210C 52,8 52
LCO (221-3500C) 13,9 15,6
Diluant lourd HCO 11,0 11,8 et slurry (350 C+)
Coke 8,7 8,4
Conversion
TOTAL 125 125
Indice d'octane recherche de l'essence 93,7
Indice d'octane moteur de l'essence 82,2.TEST 2 BIS TEST 4 BIS
fuel injection petrol injection
and HCO recycling
weight weight
H2S 0.10 0.10
H2 + C1 + C2 6.4 4.7
C3 3.0 3.0
C3 = 10.3 10.6
Saturated C4 6.1 6.2 (including iC4) (4.9) (5.0)
C4 = totals 12.7 12.7
Total gas 38.6 37.2
Gasoline C5-2210C 52.8 52
LCO (221-3500C) 13.9 15.6
Heavy Diluent HCO 11.0 11.8 and slurry (350 C +)
Coke 8.7 8.4
Conversion
TOTAL 125 125
Search gasoline octane number 93.7
Motor octane rating of gasoline 82.2.

L'essai 4 bis montre une amélioration du rendement en C3 = sans augmentation des gaz légers H2, C1 et C2. Test 4a shows an improvement of the C3 = yield without increase of the light gases H2, C1 and C2.

Claims

1) Method according to claim 1 of the main patent application

catalytic cracking in the presence of a catalyst containing

minus one zeolite from the erionite family, one charge

of hydrocarbons in fluid bed or driven bed, in a zone

elongated (1) (see Figure 3) tubular and substantially

vertical, in which the charge and catalytic particles

flow from bottom to top, the catalytic particles being

introduced at a temperature T1 the lower end of the zone

lengthened by at least one pipe (2), the liquid charge being

introduced at a temperature T2 lower than T1 in the zone

elongate, by at least one pipe (3) opening into the said

elongated area at a level B above the level of introduction of the

catalytic particles, a partial vaporization of the

producing at a temperature T3 greater than T2 thanks to the exchange

thermal between the catalyst particles and the liquid charge,

the catalytic particles are then separated from the effluent

reaction at the upper part of the said elongated zone where

a temperature T4 is lower than T the reaction effluent

being then fractionated to collect LPGs,

a gasoline fraction, a light oil fraction (or L.C.O.) and a

heavier oil fraction (or H.C.O.), a process in which

in addition to (a) a fluid containing at least a part of the

said fraction H.C.O. is recycled in the elongated area, by

least one line (5), at a level A greater than level B of

way to obtain at level A a temperature T'3 greater than T3

to vaporize all or most of the charge that

would not have been vaporized at level B at temperature T3 and (b)

on the other hand in that a gasoline is injected into the zone

lengthened, by at least one line 3-1, to a level C greater than

catalytic particle admission level and less than

level B intake of the load.

2) Process according to claim 1 wherein T3-T4 is included

between 2 and 1500C, T'3-T3 being between 2 and 300C.

3) Process according to claim 1 wherein T'3-T3 is included

between 18 and 250C.

4) Method according to one of claims 2 and 3 wherein the said

fluid (recycled at level A) represents, in volume, 1 to 100%

in relation to the load and in which the said gasoline injected

level C, represents in volume 5 to 50% of the load.

5) Process according to claim 4 wherein, by volume, the said

fluid represents 2 to 10% and the said petrol 10 to 30% relative to

to the charge.

6) Method according to one of claims 1 to 5 wherein the load

is injected into the reaction zone at a temperature

generally between 80 and 4000C, with a relative pressure

from 0.7 to 3.5 bar, the temperature of the regenerated catalyst arriving

in this zone being between 600 and 9500C.