FR2647804A1 - Procede et installation de vapocraquage d'hydrocarbures - Google Patents

Abstract

Procédé et dispositif de vapocraquage d'hydrocarbures dans un four 10 à tubes 12 rectilignes monopasse, qui sont reliés entre eux à leur extrémité de sortie par un collecteur 18 dans lequel on réalise, par injection d'un milieu gazeux plus froid, une prétrempe limitée des effluents de vapocraquage qui sont ensuite amenés à des moyens de trempe 22. L'invention permet notamment d'augmenter le rendement des installations de vapocraquage d'hydrocarbures.

Description

PROCEDE ET INSTALLATION DE VAPOCRAQUAGE D'HYDROCARBURES

L'inventlon concerne un procédé et une instal-

lation de vapocraquage d'hydrocarbures pour la production d'éthylène et d'autres hydrocarbures insaturés inférieurs. Il est blen connu actuellement de réaliser le

vapocraquage des hydrocarbures dans un four à tubes de cir-

culation d'un mélange hydrocarbures-vapeur d'eau qui est porté & haute température, en général de l'ordre de 850 à 880 C pendant un temps très court de l'ordre de 0,07 & 0,3 seconde.

On utlllse en particulier des fours dans les-

quels les tubes forment des serpentins comprenant plusieurs longueurs droites en série. Les tubes sont réunis par un collecteur de sortie à des moyens de trempe, soit de trempe

directe par contact avec de l'huile, soit de trempe indi-

recte dans un échangeur de chaleur ou une chaudière, la trempe étant destinée à arrêter les réactions chimlques des

effluents de vapocraquage, et notamment les réactions se-

condaires de pyrolyse des oléfines formées par vapocra-

quage.

Dans ces fours, les tubes ont une longueur im-

portante et un grand diamètre (diamètre intérieur par

exemple de 75 à 150 mm), ce qui interdit d'avoir une tempé-

rature élevée d'effluents en sortie du four (la vitesse de montée en température avec des tubes de grand diamètre est insuffisante, et la réalisation de températures élevées de

sortie des effluents conduirait à un surcraquage de ces ef-

fluents). Le temps de collecte et de transfert des ef-

fluents jusqu'à la zone de trempe interdit également d'avoir une température élevée des effluents en sortie de four, qui se traduirait par un surcraquage des effluents et

donc par une diminution du rendement.

Il existe cependant un procédé de vapocraquage d'hydrocarbures, selon lequel les températures de réaction dans le four et les températures des effluents à la sortie

BAD ORIGINAL

du four sont très élevées (par exemple 880 à 900' C pour une charge naphta), grâce à l'utilisation d'une pluralité de tubes de petit diamètre, par exemple 30 mm, réalisant un craquage monopasse dans le four. Pour éviter un surcraquage des effluents en aval des tubes, ces derniers sont reliés directement à leurs extrémités, à une pluralité de petits échangeurs de trempe qui sont disposés dans le prolongement des tubes du four, chaque échangeur de trempe correspondant

à un tube du four, ou éventuellement à deux tubes du four.

On réalise donc un craquage des hydrocarbures à très haute température avec une trempe sans temps de transit important entre le four et l'échangeur de trempe. On obtient ainsi de bons rendements en éthylène, propylène et butadiène. Cette technique nécessite cependant la mise en oeuvre d'échangeurs de trempe spéciaux, beaucoup moins compacts que les échangeurs de trempe classiques de la première

technique citée et nécessite une procédure de décokage spé-

cifique assez délicate.

Il est impossible de combiner entre elles ces deux techniques connues, qui sont incompatibles: il ne suffirait pas de remplacer un échangeur de trempe associé à

un four classique, par une pluralité d'échangeurs élémen-

taires situés dans le prolongement des tubes, car il fau-

drait pour cela que les tubes traversent la voQte du four, ce qui n'est pas réalisable sur les fours existants. Il est

également impossible de remplacer les tubes de grand dia-

mètre par une pluralité de petits tubes, en conservant les échangeurs de trempe: pour éviter un surcraquage dans la ligne de transfert vers les échangeurs de trempe, on serait

amené à limiter les températures de craquage, ce qui annu-

lerait les avantages liés à l'utilisation des petits tubes avec une très haute température de craquage (rendement en

éthylène augmenté d'environ 15 %).

L'invention a précisément pour objet un procédé

et un dispositif de vapocraquage d'hydrocarbures, qui per-

mettent de combiner les avantages des deux techniques

BAD ORIGINAL

connues précltées, sans en présenter les inconvénients.

Elle a également pour objet un procédé et une installation de vapocraquage d'hydrocarbures, permettant

d'obtenir un meilleur rendement de production d'oléfines.

Elle a encore pour objet un procédé et une ins- tallation de ce type, qui permettent le traitement de

charges d'hydrocarbures beaucoup plus diverses avec une sé-

vérité de craquage variable et déterminable & volonté.

L'invention propose donc un procédé de vapocra-

quage d'hydrocarbures pour la production d'éthylène et autres hydrocarbures insaturés inférieurs, consistant à faire passer une charge d'hydrocarbures vaporisée à vitesse

et température élevées dans un four à petits tubes mono-

passe et à soumettre les effluents à une trempe en sortie du four, caractérisé en ce qu'il consiste à faire déboucher lesdits tubes dans une zone de collecte raccordée par une conduite de transfert à une zone de trempe, et à réaliser, dans une zone compacte située à proximité immédiate de l'extrémité des petits tubes, un refroidissement contrôlé

de ces effluents pour obtenir une chute notable de la tem-

pérature dans la zone de collecte, pour une prétrempe limi-

tée, inférieure ou égale à 130' C environ, des effluents

avant leur transfert dans la zone de trempe.

Cette prétrempe limitée des effluents en sortie du four de craquage permet de travailler à une température

plus élevée et avec un temps de séjour plus bref des hydro-

carbures dans le four, et donc d'obtenir un meilleur rende-

ment en oléfines, sans pour cela provoquer de surcraquage dans la zone de transfert vers l'échangeur de trempe. De plus, la prétrempe reste limitée; cette caractéristique,

est contraire aux règles de l'art (on cherche dans les pro-

cédés connus de vapocraquage, à tremper complètement les

effluents, par un refroidissement d'au moins 300 C envi-

ron, afin de geler toute réaction chimique ultérieure, ce

qui n'est pas réalisé selon l'invention).

Par contre, l'invention permet de réaliser le

BAD ORIGINAL

transfert thermique, du fait de son caractère limité, dans une zone très compacte, ce qul permet d'installer ladite zone à l'intérieur même du four. Les effluents, refroidis à une température de l'ordre de 780 & 840' C environ peuvent ainsi être collectés et transférés en dehors du four sans surcraquage notable. L'invention rend donc possible la transformation d'un four existant, en utilisant des tubes

monopasse de faible diamètre donnant de meilleurs rende-

ments. Il devient également possible d'utiliser un four monopasse à tubes de faible diamètre, sans associer

ces tubes à des échangeurs de chaleur élémentaires.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le

refroidissement limité est réalisé dans ladite zone com-

pacte, par échange avec un fluide plus froid que les ef-

fluents de vapocraquage. L'échangeur utilisé pourra avanta-

geusement avoir une hauteur comprise entre 0,5 et 1,2 m, dans la zone terminale des petits tubes de vapocraquage. I1 sera avantageusement isolé (calorifugé) de façon à éviter

une exposition directe au rayonnement du four.

Le fluide de refroidissement peut être de l'eau sous forte pression, de la vapeur d'eau, de l'air comprimé (pour utilisation dans une turbine à gaz) ou une partie de la charge de vapocraquage elle-même, sans que ces exemples

soient limitatifs.

Selon un deuxième mode de réalisation de

l'invention, le refroidissement limité est réalisé en in-

jectant dans la zone de collecte un débit relativement

faible d'un milieu ou agent ayant une température infé-

rieure à celle des effluents de vapocraquage.

De manière particulièrement avantageuse, ce dé-

bit est injecté sensiblement à l'extrémité amont de la zone

de collecte. De cette façon, le refroidissement plus in-

tense obtenu en début de la zone de collecte (refroidisse-

ment plus intense que le refroidissement final après mé-

lange avec la totalité des effluents collectés) permet

BAD ORIGINAL

d'éliminer totalement tout craquage partiel au début de

cette zone de collecte.

De préférence, ledit milieu ou agent injecté

dans la zone de collecte est un gaz.

Il serait possible d'injecter un liquide dans cette zone pour réaliser la prétrempe des effluents, mais on risquerait alors de créer des points froids dans la zone de collecte, c'est-à-dire des zones de surcokage et de

condensation de goudron.

Selon une autre'caractéristique de l'invention, la prétrempe est déterminée de façon à permettre dans la conduite de transfert et la partie adjacente de la zone de collecte un post-craquage contrôlé des effluents. Il est en

effet aisé de contrôler la température de sortie des ef-

fluents de la zone de collecte, en ajustant le débit du

fluide de refroidissement, ou sa température (que le re-

froidissement soit par échange indirect ou par injection et mélange). Ainsi l'invention offre la possibilité de faire varier la température dans la ligne de transfert vers

l'échangeur de trempe, et de pouvoir réaliser, éventuelle-

ment, un post-craquage contrôlé dans cette zone. Pour cela

il suffira de très peu (ou pas du tout) refroidir les ef-

fluents. Cette disposition est particulièrement avantageuse pour les charges légères telles que propane ou éthane, qui sont relativement réfractaires et qui nécessitent un temps

de séjour plus important dans la zone réactionnelle.

La possibilité d'ajuster la sévérité du cra-

quage en utilisant une zone réactionnelle complémentaire

permet d'avoir en quelque sorte un four à géométrie va-

riable permettant de faire varier le temps de séjour dans de larges proportions (possibilité de l'augmenter de 100 %

par exemple).

Selon une autre caractéristique de l'invention,

le gaz injecté pour réaliser la prétrempe comprend, en ma-

jeure partie, des fractions pétrolières recyclées issues

BAD C7'G3NAL

des produits de pyrolyse, par exemple dans la gamme C4 jusqu'au gazole léger, les fractions recyclées étant de préférence composées essentiellement d'essence de pyrolyse hydrotraitée. On obtient ainsi, par post-craquage limité et

contrôlé des fractions d'essence de pyrolyse, une augmenta-

tion du rendement en oléfines, et une augmentatipn en oc-

tane de l'essence de pyrolyse qui est craquée plus sévère-

ment, du fait d'un recyclage partiel.

Par exemple, le gaz utilisé pour la prétrempe peut être une faible fraction du débit des effluents à l'issue d'une première trempe indirecte, cette fraction

étant recomprimée (avantageusement par un éjecteur) et ré-

injectée dans la zone de collecte.

Une fraction de la charge craquée particulière-

ment intéressante pour le refroidissement est une charge

d'éthane craquée et refroidie (par exemple l'éthane de re-

cyclage); dans le cas d'un postcraquage dans la ligne de transfert, on peut obtenir une conversion supérieure de

l'éthane (par exemple 65-70 %).

On peut réguler la température des effluents à l'issue de la prétrempe, par variation de la pression ou du

débit du gaz de prétrempe.

Selon encore une autre caractéristique impor-

tante de l'invention, le milieu ou agent injecté dans la zone de collecte pour la prétrempe comprend des particules solides érosives, qui sont de préférence véhiculées par un

courant de gaz porteur.

Ces particules solides ont une granulométrie comprise par exemple entre 5 et 250 microns environ, par exemple entre 5 et 60 microns et un débit compris entre

0,05 et 8 % en poids du débit d'effluents de vapocraquage.

Elles permettent de réaliser par érosion un dé-

cokage de la zone de collecte, de la conduite de transfert

et de l'échangeur de trempe.

Avantageusement, en sortie de l'échangeur de

BAD ORIC N.L 4

trempe, elles sont séparées des effluents gazeux, par

exemple dans un cyclone, et recomprimées, pour être recy-

clées par injection dans la zone de collecte des effluents

en sortie des tubes du four.

L'invention propose également une installation

de vapocraquage d'hydrocarbures, en particulier par exécu-

tion du procédé qui vient d'être décrit, cette installation comprenant un four de craquage à petits tubes monopasse et des moyens de trempe des effluents gazeux sortant du four, caractérisée en ce que les tubes sont réunis entre eux, dans le four, par un collecteur de sortie qui est raccordé aux moyens de trempe par une conduite de transfert, une zone compacte de refroidissement contrôlé des effluents

étant prévue dans le four au voisinage immédiat des extré-

mités de sortie des petits tubes, pour réaliser une pré-

trempe limitée des effluents inférieure ou égale à 130' C

environ, avant leur transfert aux moyens de trempe.

Cette zone compacte peut être constituée par un

échangeur de chaleur, situé immédiatement en amont du col-

lecteur de sortie, ou bien par le collecteur de sortie lui-

même qui comprend alors des moyens d'injection d'un débit relativement faible d'un milieu ou agent gazeux ayant une

température inférieure à celle des effluents.

Lorsque les moyens de trempe finale comprennent un échangeur de chaleur, un conduit branché sur la sortie de cet échangeur permet avantageusement de prélever une faible fraction du débit des effluents gazeux pour l'amener

à des moyens de recompression (par exemple un éjecteur) re-

liés à des moyens d'injection dans le collecteur de sortie

précité.

Lorsque le gaz de prétrempe injecté dans le

collecteur de sortie véhicule des particules solides éro-

sives, un séparateur gaz-solide, tel qu'un cyclone, est prévu en sortie de l'échangeur de trempe, pour séparer ces particules solides du débit d'effluents gazeux. Des moyens sont prévus pour recycler ces particules solides dans le

BAD ORIGINAL

B

collecteur de sortie des tubes du four.

De façon générale, l'invention permet de réali-

ser le vapocraquage des hydrocarbures dans un four mono-

passe & tubes de faible diamètre, qui sont raccordés par un collecteur de sortie & un échangeur de trempe, sans courir le risque de surcraquage des effluents et en obtenant un rendement supérieur en oléfines. Elle permet également, par l'utilisation d'une zone de postcraquage contrôlé d'élargir le domaine des charges susceptibles d'être traitées, et 1o d'utiliser notamment des charges plus réfractaires comme le

propane ou l'éthane.

Dans la description qui suit, faite à titre

d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels:

la figure i représente schématiquement une pre-

mière forme de réalisation d'une installation selon l'invention, les figures 2 à 6 représentent schématiquement d'autres formes de réalisation de cette installation, En figure 1, on a représenté schématiquement un

four 10 de vapocraquage d'hydrocarbures, comprenant une sé-

rie de tubes parallèles rectilignes 12 qui sont reliés entre eux, à une de leurs extrémités, par un collecteur d'entrée 14 alimenté par une conduite 16, et, à leur autre extrémité, par un collecteur de sortie 18 logé à

l'intérieur du four et raccordé par une conduite de trans-

fert 20 a des moyens 22 de trempe des effluents gazeux de vapocraquage. Le four 10 est du type monopasse, la charge d'hydrocarbures ne circulant qu'une fois dans les tubes rectilignes 12 entre les extrémités opposées du four. Les tubes 12 ont un diamètre interne relativement faible (par exemple 25 mm) et sont en grand nombre. Ce four est donc conçu pour fonctionner avec une température de réaction relativement élevée et un temps de séjour très court de la charge dans le four, ce qui, de façon connue, permet

d'améliorer le rendement en oléfines.

BAD ORGINAL

Selon l'inventlon, on in]ecte, dans le collec-

teur de sortie 18, un agent ou millieu de préférence gazeux, dont la température est lnférleure à celle des effluents

gazeux pénétrant dans le collecteur 18.

L'in]ectlon de cet agent gazeux est réalisée au moyen d'un conduit 24 raccordé au collecteur de sortie 18 à une extrémité 26 de celui-ci, opposée à l'extrémité 28 du collecteur raccordée à la conduite de transfert 20. Des moyens 30 de réglage de débit ou de pression sont prévus

sur la conduite 24 et sont commandés par des moyens 32 sen-

sibles à la température des effluents gazeux dans la condulte de transfert 20, de façon à pouvolr réguler cette température par variation du débit de gaz injecté dans le

collecteur de sortie 18.

La différence de température entre le gaz in-

jecté et les effluents de vapocraquage permet de réaliser une prétrempe limitée des effluents, dans le collecteur de sortie 18. On comprend que le gaz de prétrempe se réchauffe au fur et à mesure qu'il progresse vers la conduite de

transfert 20 de sorte que son action sur les effluents de-

vient faible à la sortie du collecteur 18, ce qul permet un post-craquage des effluents dans la conduite de transfert menant aux moyens de trempe 22. Ce post-craquage peut

être limité et contrôlé grâce aux moyens 30 et 32 précités.

Le refroidissement des effluents gazeux dans le

collecteur de sortie 18 est inférieur ou égal & 130' C en-

viron, ces effluents ayant une température comprise entre

780 et 860' C environ & leur sortie du collecteur 18.

De façon plus précise, le refroidissement des effluents ga-

zeux dû à la prétrempe est compris entre 4 et 120' C envi-

ron, de préférence entre 10 et 100' C, ou encore entre 30 et 80' C. Le gaz de prétrempe amené par le conduit 24 est de préférence composé, en grande partie, de fractions pétrolières recyclées issues des produits de pyrolyse, par exemple dans la gamme des C4 Jusqu'au gazole léger. Il peut être composé essentiellement d'essence de pyrolyse ou d'un

BAD ORIGINAL

effluent refroidi de vapocraquage d'éthane recyclé.

L'installation représentée en figure 1 permet d'augmenter le rendement en olé6fines de 6 à 14 % environ,

par rapport à une installation multipasse classique.

Dans la variante de réalisation de la figure 2, les moyens de trempe des effluents gazeux de vapocraquage comprennent un échangeur de trempe indirect, par exemple du type chaudière à vapeur, dont la sortie est reliée par une conduite 34 à des moyens de trempe directe. Un conduit 36 1o branché sur la conduite 34 permet de prélever une faible fraction q du débit d'effluents gazeux sortant de l'échangeur de trempe 22, et de l'amener à des moyens de

recompression qui sont ici constitués par un éjecto-

compresseur 38 alimenté en 40 par un débit de gaz auxi-

liaire 42 à pression élevée. La sortle de l'éjecto-compres-

seur 38 est reliée par la conduite 24 au collecteur de sor-

tie 18 dans le four 10.

Les moyens 30, 32 permettent de régler la tem-

pérature dans la conduite de transfert 20 (par exemple pour réaliser un postcraquage contrOlé), en jouant sur le débit de gaz moteur alimentant l'éjectocomprêsseur 38 par le

conduit 40.

Cette variante de l'invention permet, grace au

recyclage de la petite fraction q du débit d'effluents ga-

zeux, de limiter la consommation de gaz auxiliaire ou gaz

de prétrempe.

Dans la variante de réalisation de la figure 3, le gaz de prétrempe injecté dans le collecteur de sortie 18 par la conduite 24 contient des particules solides érosives de faible granulométrie, qui vont permettre de décoker, par

érosion, le collecteur de sortie 18, la conduite de trans-

fert 20 et surtout l'échangeur de trempe indirecte 22.

Des moyens de séparation gaz-solide, comprenant au moins un cyclone 44 sont montés en sortie de l'échangeur de trempe 22. Le cyclone 44 comprend, en partie supérieure, un conduit 46 de sortie des effluents gazeux, menant à des

BAD ORIGINAL 0

moyens de trempe directe, et en partie inférieure, un conduit 48 de collecte des particules solides séparées des effluents gazeux et de prélèvement d'une petite fraction q des effluents gazeux. Il se forme ainsi, dans le conduit vertical 48 un lit fluidisé en phase dense qui permet de remonter la pression des particules pour les réinjecter

dans le conduit 24 alimenté par un débit 42 de gaz auxi-

liaire. Comme dans le mode de réalisation précédent,

0lo des moyens 30, 32 de contrôle de la température de pré-

trempe limitée sont prévus. Des moyens 50 d'appoint en par-

ticules solides sont prévus sur la conduite d'injection 24,

comme représenté schématiquement, pour compenser les dé-

fauts d'efficacité de la séparation gaz-solide dans le cy-

clone 44, une très faible quantité de particules pouvant être emmenée par les effluents vers les moyens de trempe

directe finale.

Les particules solides ont de préférence une granulométrie comprise entre 5 et 250 microns environ, et sont injectés dans le collecteur de sortie 18 à un débit compris entre 0,01 et 8 % environ en poids du débit d'effluents de vapocraquage. On notera que la présence de ces particules solides dans les effluents gazeux passant par la conduite de transfert 20 favorise une recombinaison des radicaux libres dans cette zone, de façon favorable au

rendement de l'installation.

Dans la variante de réalisation de la figure 4,

la prétrempe limitée des effluents de vapocraquage est réa-

lisée dans un échangeur de chaleur 52 compact, qui est dis-

posé dans le four 10 immédiatement en amont du collecteur

de sortie 18 et qui est traversé par les tubes 12.

Cet échangeur de chaleur 52 est relié à une conduite d'entrée 54 et une conduite de sortie 56 d'un

fluide qui est amené dans l'échangeur à une température in-

férieure à celle des effluents.

Une vanne 58 sur la conduite de sortie 56 per-

BAD OR!'INAL

met de contrôler le déblt de fluide circulant dans

l'échangeur 52. Cette vanne 58 peut elle-même être comman-

dée par un dispositif 60 sensible à la température des ef-

fluents dans la conduite de transfert 20.

* L'échangeur de chaleur 52 est compact, la lon-

gueur d'échange étant inférieure ou égale à un mètre envi-

ron, de sorte qu'il peut être disposé sans difficulté ma-

jeure dans un four existant. Il est possible de réaliser un

échangeur compact grace au fait que la prétrempe des ef-

lO fluents est très limitée, et ne requiert que des surfaces

d'échange réduites.

Dans la variante de réalisation de la figure 5, le four 10 comprend deux faisceaux 62, 64, de tubes 12, qui sont imbriqués l'un dans l'autre et qui sont à sens

contraires de circulation des hydrocarbures. Chaque fais-

ceau 62, 64, comprend un collecteur 14 d'entrée d'une demi-

charge d'hydrocarbures, et un collecteur de sortie 14 des effluents de vapocraquage. Les deux faisceaux 62, 64, sont légèrement décalés en hauteur l'un par rapport à l'autre, de telle sorte que les tubes 12 d'un faisceau traversent le

collecteur d'entrée 14 de l'autre faisceau avant de parve-

nir à leur collecteur de sortie 18.

Ainsi, chaque demi-charge d'hydrocarbures ame-

née à un collecteur d'entrée 14 d'un faisceau de tubes per-

met, par échange de chaleur, un refroidissement limité des effluents de vapocraquage circulant dans les tubes 12 de

l'autre faisceau. Ce refroidissement restant en fait insuf-

fisant, des moyens d'injection directe d'un fluide froid a

l'entrée des collecteurs 18 permettent de réaliser la pré-

trempe voulue.

Par ailleurs, et comme on le voit sur le dessin

de la figure 5, les tubes 12 sont alternés, un tube appar-

tenant à un faisceau 62 ou 64, tandis que le tube voisin appartient à l'autre faisceau 64 ou 62. En conséquence, les parties d'extrémités des tubes 12 qui sont reliées à un collecteur d'entrée 14 sont nettement plus froides que les

BAD ORIGINAL

parties d'extrémités, situées au même niveau, des tubes de l'autre faisceau qui sont reliés à un collecteur de sortie

18. Elles captent donc, dans le four, plus d'énergie calo-

rifique que les extrémités des tubes reliées au collecteur de sortie. Il résulte une captation prioritaire du flux thermique dans le four par les parties de tubes reliées au

collecteur d'entrée 14, ce qui est favorable à une éléva-

tion rapide de la température de la charge d'hydrocarbures,

et donc à une amélioration du rendement.

En figure 6, on a représenté encore une autre variante de réalisation de l'invention, semblable à celle de la figure 5, mais dans laquelle la zone d'échange de chaleur des effluents avec la demi-charge entrant dans le four est augmentée. Pour cela, chaque collecteur d'entrée 14 est raccordé à des tronçons de tubes parallèles 66, de plus grand diamètre que les tubes 12, et qui sont traversés

axlalement par les tubes 12 appartenant à l'autre faisceau.

A leurs extrémités opposées au collecteur d'entrée 14, ces tronçons de tubes 66 sont réunis entre eux et aux tubes 12 du faisceau auquel appartient le collecteur d'entrée 14 concerné. Ces tronçons de tubes 66, qui peuvent avoir une

longueur inférieure ou égale à un mètre, augmentent large-

ment la surface d'échange de chaleur entre chaque demi-

charge entrant dans le collecteur d'entrée d'un faisceau de

tubes, et les extrémités des tubes de l'autre faisceau.

La prétrempe des effluents de vapocraquage im-

médiatement avant leur entrée dans les collecteurs de sor-

tie 18, se traduit également par un préchauffage de chaque

demi-charge d'hydrocarbures.

Les avantages de l'invention sont importants: - possibilité d'utiliser un échangeur de trempe classique avec un four monopasse à tubes de petit diamètre, - prétrempe limitée et contrôlée des effluents de vapocraquage, évitant leur surcraquage, - post-craquage éventuel limité et contrôlé des

BAD ORIGINAL

effluents avant la trempe indirecte, permettant de traiter des charges très légères, - décokage de l'échangeur de trempe par érosion par des particules solides, i - adaptation à des installations préexistantes,

multipasses, permettant d'augmenter le rendement en éthy-

lène d'environ 10 à 15 %, grace au craquage monopasse sans

surcraquage final.

BAD ORIGINAL

Claims (18)

REVENDICATIONS

1) Procédé de vapocraquage d'hydrocarbures pour la production d'éthylène et autres hydrocarbures insaturés inférieurs, consistant & faire passer une charge d'hydrocarbures vaporisés à vitesse élevée dans un four (10) à tubes (12) monopasse et à soumettre les effluents à une trempe en sortie du four, caractérisé en ce qu'il consiste à faire déboucher lesdits tubes (10) dans une zone de collecte (18) raccordée par une conduite de transfert (20) à une zone de trempe (22), et à réaliser, dans une zone compacte située à proximité immédiate de l'extrémité

des petits tubes, un refroidissement contrôlé de ces ef-

fluents pour obtenir une chute notable de la température

dans la zone de collecte, pour une prétrempe limitée, infé-

rieure ou égale a 130' C environ, de ces effluents avant

leur transfert dans leur zone de trempe (22).

2) Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il consiste à réaliser la prétrempe des ef-

fluents en amont de la zone de collecte (18), dans un échangeur de chaleur alimenté en fluide plus froid que les effluents.

3) Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il consiste à partager la charge d'hydrocarbures en deux demi-charges, à les faire circuler en sens contraire dans des tubes voisins, et à réaliser la prétrempe des effluents de sortie d'une demicharge par échange de chaleur avec l'autre demi-charge à son entrée

dans le four.

4) Procédé selon la revendication 1, caracté-

risée en ce qu'il consiste à réaliser la prétrempe par in-

jection dans la zone de collecte (18) d'un débit relative-

ment faible d'un gaz à température inférieure à celle des effluents.

5) Procédé selon une des revendications 1 à 4,

caractérisé en ce que la prétrempe est déterminée de façon

BAD ORIGINAL

& permettre dans la conduite de transfert (20) et dans la

partie adjacente de la zone de collecte (18), un post-cra-

quage contrôlé des effluents.

6) Procédé selon l'une des revendications 1 à

5, caractérisé en ce que la température des effluents à l'entrée de la zone de trempe (22) est comprise entre 780

et 860' C environ.

7) Procédé selon l'une des revendications i à

6, caractérisé en ce que le refroidissement des effluents lors de la prétrempe précitée est compris entre 4 et 120 C.

8) Procédé selon la revendication 7, caracté-

risé en ce que ledit refroidissement est compris entre 10 et 100 C, en particulier entre 30 et 80' C.

9) Procédé selon l'une des revendications 4 à

8, caractérisé en ce que le gaz lnjecté dans la zone de collecte pour la prétrempe comprend, en majeure partie, des

fractions pétrolières recyclées issues des produits de py-

rolyse, par exemple dans la gamme des C4 jusqu'au gazole

léger.

) Procédé selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que lesdites fractions recyclées sont composées

essentiellement d'essence de pyrolyse ou d'un effluent re-

froidi de vapocraquage d'éthane recyclé.

11) Procédé selon l'une des revendications 4 à

, caractérisé en ce qu'on injecte le gaz à l'extrémité de la zone de collecte (18) qui est opposée à son extrémité

raccordée à la conduite de transfert (20).

12) Procédé selon l'une des revendications pré-

cédentes, caractérisé en ce qu'on réalise une première trempe indirecte des effluents, à l'issue de laquelle on

prélève une faible fraction q des effluents, que l'on re-

comprime et que l'on injecte dans la zone de collecte (18)

comme gaz de prétrempe.

13) Procédé selon la revendication 12, caracté-

risé en ce qu'on régule la température des effluents à

BAD ORIGINAL à

l'issue de la prétrempe par variation du débit de gaz de prétrempe.

14) Procédé selon l'une des revendications pré-

cédentes, caractérisé en ce que le milieu ou agent injecté dans la zone de collecte (18) comprend des particules so- lides érosives véhiculées par un courant de gaz porteur et

ayant une granulométrie comprise entre 5 et 250 microns en-

viron, par exemple entre 5 et 60 microns, le débit de par-

ticules solides injecté dans la zone de collecte (18) est compris entre 0, 01 et 8 % en poids environ du débit

d'effluents de craquage.

) Procédé selon la revendication 14, caracté-

risé en ce que, après une trempe indirecte des effluents, on sépare, par exemple dans un cyclone (44), les particules solides et les effluents de vapocraquage, on augmente la pression des particules récupérées et on les recycle dans

la zone de collecte.(18).

16) Installation de vapocraquage d'hydrocarbures, en particulier par exécution du procédé

décrit dans l'une des revendications précédentes, compre-

nant un four (10) de craquage à tubes (12) monopasse, et des moyens (22) de trempe des effluents gazeux sortant du four, caractérisée en ce que les tubes (12) sont réunis entre eux, dans le four (10), par un collecteur de sortie (18) qui est raccordé aux moyens de trempe (22) par une

conduite de transfert (20), une zone compacte de refroidis-

sement contrôlé des effluents étant prévue dans le four (10) au voisinage immédiat des extrémités de sortie des

tubes (12), pour réaliser une pré-trempe limitée des ef-

fluents avant leur transfert aux moyens de trempe (22).

17) Installation selon la revendication 16, ca-

ractérisée en ce que ladite zone compacte comprend un échangeur de chaleur traversé par les tubes (12) en amont

du collecteur de sortie (18).

18) Installation selon la revendication 16, ca-

ractérisee en ce que ladite zone compacte de refroidisse-

BAD CRiGINAL ment est constituée par le collecteur de sortie (18) qui comprend des moyens d'injection d'un débit relativement

faible d'un milieu ou agent ayant une température infé-

rieure à celle des effluents gazeux.

19) Installation selon la revendication 18, ca- ractérisé en ce que les moyens de trempe comprennent un échangeur de chaleur (22) sur la sortie duquel est branché un conduit (36) de prélèvement d'une faible fraction q du

débit d'effluents gazeux, raccordé par des moyens de recom-

pression (38) aux moyens d'injection du collecteur de sor-

tie (18).

) Installation selon la revendication 19, ca-

ractérisée en ce que ledit milieu ou agent comprend des particules solides érosives, séparées des effluents gazeux dans un cyclone (44) en sortie de l'échangeur de trempe (22). 21) Installation selon la revendication 19 ou

, caractérisée en ce qu'elle comprend un éjecto-compres-

seur (38) de recompression de la fraction q prélevée du dé-

bit d'effluents gazeux, alimenté par un débit (42) de gaz

auxiliaire à pression élevée.

22) Installation selon la revendication 16, ca-

ractérisée en ce que le four (10) comprend deux faisceaux de tubes (12) imbriqués l'un dans l'autre et à sens contraires de circulation des hydrocarbures, les tubes de chaque faisceau traversant un collecteur d'entrée de

l'autre faisceau.

BAD ORIGINAL