FR2678280A1 - Procede et dispositif pour le craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures utilisant un separateur cyclonique a co-courant. - Google Patents
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Abstract
Procédé et dispositif de craquage catalytique, d'une charge d'hydrocarbures comprenant une phase de mise en contact de ladite charge, dans des conditions de craquage, dans un réacteur (100) dans lequel la charge est introduite par la conduite (30), le solide catalytique est introduit par le conduit (70) et le gaz d'entraînement du solide est introduit par le conduit (80) le réacteur est relié par un conduit (1) à un séparateur cyclonique (S) à co-courant permettant de séparer une phase solide d'une phase gazeuse, contenant les produits du craquage, que l'on récupère par le conduit (4). La phase solide est envoyée, par le conduit (9), après avoir été soumise à au moins une phase de strippage dans le séparateur (S) ou dans un strippeur (ST), à un régénérateur (90) dans lequel les particules catalytiques sont au moins en partie régénérées avant d'être renvoyées, par le conduit (70) dans le réacteur (100).
Description
L'invention concerne un procédé de craquage catalytique, en lit fluidisé circulant (lit fluidisé entraîné), d'une charge d'hydrocarbures et un dispositif, pour la mise en oeuvre de ce procédé comprenant au moins une chambre de séparation gaz-solides (par exemple un séparateur cyclonique à co-courant) permettant la séparation très rapide des particules solides et des gaz. Le système selon l'invention permet d'évacuer les solides et les gaz sensiblement en parallèle.
Ce procédé s'applique plus particulièrement au craquage catalytique de charges lourdes d'hydrocarbures par exemple des charges dont une fraction représentant 10 %, ou plus, en poids a un point d'ébullition supérieur à 500 OC.
On sait que dans les procédés dits de craquage catalytique en lit fluidisé (en anglais Fluid Catalytic Cracking, ou encore procédé FCC), la charge d'hydrocarbures est complètement vaporisée par mise en contact à haute température avec des particules solides, comprenant des particules solides catalytiques d'un catalyseur de craquage approprié, maintenues en suspension.Après que l'on ait atteint par craquage la gamme de poids moléculaires désirée, avec un abaissement correspondant des points d'ébullition, les particules solides sont rapidement séparées des produits obtenus
Dans la pratique, le catalyseur du procédé FCC et la charge à craquer sont mis en contact à Ia base d'un réacteur comprenant une colonne dite "élévatrice de charge", que les hommes du métier désignent souvent par le terme anglais de "riser" dans laquelle le craquage est effectué.
Dans la pratique, le catalyseur du procédé FCC et la charge à craquer sont mis en contact à Ia base d'un réacteur comprenant une colonne dite "élévatrice de charge", que les hommes du métier désignent souvent par le terme anglais de "riser" dans laquelle le craquage est effectué.
Dans les procédés de la technique antérieure au sommet de cette colonne est disposée une enceinte concentrique et le passage des produits hydrocarbonés présents et des particules solides depuis la colonne dans l'enceinte s'effectue par l'intermédiaire d'un système permettant d'effectuer la séparation, au moins de façon grossière, des solides et des gaz. Cette séparation souvent appelée séparation primaire est le plus souvent complétée par l'utilisation de séparateurs, souvent dénommés secondaires, de type inertiel tels que par exemple des cyclones à rebours, permettant de récupérer les particules solides entraînées par les gaz. Ces séparateurs secondaires sont positionnés dans la partie supérieure de l'enceinte surmontant la colonne dans laquelle a eu lieu le craquage.Ces procédés sont par exemple décrits dans les brevets
US-A-4295603, US-A-4664888 et US-A-4721603.
US-A-4295603, US-A-4664888 et US-A-4721603.
Dans ces réalisations les produits gazeux, comprenant les produits formés au cours du craquage, montent depuis la sortie du séparateur primaire vers le sommet de l'enceinte pour atteindre l'entrée des séparateurs balistiques et circulent ainsi dans une zone ayant un volume relativement important ce qui implique un temps de séjour de ces produits dans ladite enceinte relativement grand. L'un des inconvénients de ces systèmes est liés au craquage thermique non sélectif qui se produit par suite du niveau de température de ladite enceinte et du temps de contact élevé entre les produits gazeux sortant de la colonne et les particules de solides catalytiques non séparées des gaz dans le séparateur primaire.
Plusieurs solutions techniques ont été proposées pour résoudre au moins partiellement ce problème. En particulier les brevets US-A-4043899 et US-A4455220 décrivent l'utilisation de cyclones à rebours reliés directement à la colonne dans laquelle le craquage est effectué. Ceci permet de limiter le temps de contact entre les produits gazeux sortant de la colonne et les particules solides catalytiques, par suite du volume plus restreint dans lequel circulent ces produits. Le procédé décrit dans ces deux derniers brevets permet également une séparation primaire plus efficace et plus rapide que dans les procédés cités précédemment. Selon ces descriptions on effectue également un strippage des particules solides par introduction d'un fluide de strippage, habituellement un gaz, directement dans le séparateur cyclonique.
Un tel strippage présente l'inconvénient d'augmenter le risque d'entraînement de particules solides, notamment catalytiques, vers la sortie supérieure dudit cyclone, sortie par laquelle les produits du craquage sont récupérés. Un tel strippage effectué dans un cyclone à rebours augmente donc le risque de craquage non sélectif par suite de l'augmentation des particules catalytiques entraînées avec les produits gazeux présents vers la sortie supérieure.
La présente invention concerne un procédé amélioré permettant de minimiser les inconvénients des procédés décrits dans la technique antérieure. A titre de l'art antérieur contenant des cyclones à co-courant, on citera US-A-2,901,420, EP-A-206.399, EP-A-250.046 et US-A-4,575,948. Ainsi selon la présente invention on utilise une chambre de séparation permettant de séparer des gaz et des solides, par exemple un cyclone à co-courant qui permet, en particulier dans sa forme préférée, une séparation très rapide des particules solides et des produits gazeux ainsi qu'une très bonne maîtrise du temps de contact entre la charge et le catalyseur. Le système selon l'invention permet d'avacuer les solides et les gaz sensiblement en parallèle.
La suppression de l'enceinte de désengagement et son remplacement par un cyclone à co-courant, permettant une séparation très rapide des produits gazeux et des particules solides, permet d'éviter la dégradation thermique desdits produits gazeux, formés au cours de la réaction de craquage, en particulier par suite de la diminution du temps de séjour desdits produits dans une zone à haute température. Par ailleurs l'utilisation d'un cyclone à cocourant permet, dans le cas d'un strippage dans le cyclone lui-même, de limiter l'entraînement des particules solides dans les produits gazeux de la réaction.
L'association de conditions opératoires bien choisies et d'une séparation ultra-rapide des particules catalytiques et des produits gazeux incluant les produits du craquage permet en particulier d'améliorer sensiblement la sélectivité en le ou les composés souhaités, ce qui n'était pas le cas dans les réalisations décrites dans l'art antérieur telle que par exemple celle décrite dans le brevet US-A-4664888.
De façon plus précise la présente invention concerne un procédé de craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures comprenant le craquage en lit entraîné de la dite charge, dans une zone réactionnelle de craquage de forme allongée, dans des conditions appropriées, en présence d'un catalyseur sous forme de particules solides, ledit procédé comportant une étape d'alimentation, dans une zone située à proximité d'une première extrémité de ladite zone réactionnelle, en au moins un solide sous forme de particules contenant des particules catalytiques et en au moins un fluide d'entraînement, une étape d'introduction de la charge dans une zone d'introduction située en aval, dans le sens du déplacement des particules solides, de la zone d'introduction desdites particules solides, une étape de mise en contact desdites particules solides et de ladite charge dans une zone située à proximité de la première extrémité, une étape de circulation des particules solides et de la charge dans la zone de réaction au cours de laquelle on effectue le craquage de ladite charge et on désactive au moins en partie les particules solides catalytiques par dépôt de coke sur celles-ci, une étape de séparation des particules solides et des gaz contenant les produits du craquage, au moins partiel, de ladite charge, dans une zone de séparation située à proximité d'une deuxième extrémité de la zone de réaction à l'opposé de ladite première extrémité, une étape de régénération, dans au moins une zone de régénération, d'au moins une partie des particules solides catalytiques, au moins en partie désactivées et une étape de recyclage des particules solides catalytiques, au moins en partie régénérées, dans une zone de recyclage à proximité de ladite première extrémité caractérisé en ce que la séparation des particules solides et des gaz contenant les produits de la réaction est effectuée dans au moins un séparateur cyclonique à co-courant.
Il est possible d'utiliser plusieurs séparateurs cycloniques disposés en parallèle. Dans ce cas le flux de particules solides et de gaz en provenance de la zone réactionnelle est divisé en autant de courants que de séparateurs cycloniques employés.
Dans une forme particulière de réalisation le séparateur cyclonique à cocourant comprend au moins un moyen d'introduction d'au moins un fluide permettant d'effectuer simultanément le strippage des particules solides. Ce fluide est habituellement un gaz choisi parmi les gaz employés de façon classique par les hommes du métier pour effectuer un tel strippage. Ce gaz sera par exemple de la vapeur d'eau ou un gaz inerte tel que par exemple de l'azote. Ce strippage est parfois considéré comme un strippage primaire et il est alors suivi d'un strippage secondaire dans une zone de strippage faisant suite au séparateur cyclonique. On préfère habituellement effectuer au moins une phase de strippage des particules solides. Cette phase de strippage peut être réalisée soit au sein du cyclone, soit dans une zone de strippage séparée faisant suite au cyclone. L'utilisation d'un strippage primaire et d'un strippage secondaire est une forme préférée de réalisation permettant en particulier de minimiser le risque d'entraînement des particules solides avec les produits gazeux qui sont récupérés à la sortie du cyclone.
Dans ce type de cyclone à co-courant on peut, contrairement au cas des cyclones à rebours, en plaçant l'entrée interne de la phase légère L1 (essentiellement gazeuse) assez près de l'entrée (à une distance inférieure à la longueur (Lc) du cyclone à rebours) du mélange M1 (contenant les particules solides formant une phase dense D1 et les gaz formant une phase légère LI) et en contrôlant la circulation de la phase légère dans le séparateur, obtenir une séparation rapide des phases tout en conservant une bonne efficacité de la collecte de la phase dense D1 et en ayant une distribution de temps de séjour de la phase légère acceptable.
Dans une forme préférée de réalisation de la présente invention on utilisera un séparateur cyclonique à co-courant particulier permettant d'effectuer très rapidement la séparation de la phase dense D1 et de la phase légère L1 à partir de leur mélange M1, avec une très bonne efficacité de collecte de la phase dense D1 et une distribution des temps de séjour de la phase légère L1, dans ledit séparateur, plus étroite que dans les séparateurs cycloniques de l'art antérieur. Le volume utile à la séparation pourra être, dans le séparateur cyclonique à co-courant particulier utilisé dans le procédé selon
I'invention, plus faible que dans les cyclones de l'art antérieur, et par conséquent la séparation à débit de phase légère constant pourra être plus rapide.
I'invention, plus faible que dans les cyclones de l'art antérieur, et par conséquent la séparation à débit de phase légère constant pourra être plus rapide.
Ce séparateur cyclonique à co-courant utilisé dans une forme préférée de réalisation de l'invention comporte en combinaison - au moins une enceinte extérieure, de forme allongée le long d'un axe, de section sensiblement circulaire de diamètre (Dc), comprenant à une première extrémité des moyens d'introduction permettant d'introduire, par une entrée dite entrée externe, le mélange M1 contenant les particules solides formant la phase dense D1 et les gaz formant la phase légère Ll, lesdits moyens étant adaptés à conférer au moins à la phase légère L1 un mouvement hélicoïdal dans la direction de l'écoulement dudit mélange M1 dans ladite enceinte extérieure, comprenant également des moyens de séparation des phases D1 et L1 et à l'extrémité opposée à ladite première extrémité des moyens de récupération permettant de récupérer, par une sortie, comportant un conduit latéral ou axial, dite sortie externe, au moins une partie de la phase dense D1, et ayant entre lesdites extrémités opposées une longueur L, - au moins une enceinte intérieure de forme allongée le long d'un axe, de section sensiblement circulaire, disposée coaxialement par rapport à ladite enceinte extérieure, comprenant à une distance Ls, inférieure à L, du niveau extrême de l'entrée externe, une entrée dite entrée interne, de diamètre intérieur (Di) inférieur à (Dc), dans laquelle pénètre au moins une partie de la phase légère LI et à son extrémité opposée des moyens de récupération permettant de récupérer, par un conduit dit conduit interne, respectivement axial si le conduit de la sortie externe est latéral, ou latéral si le conduit de la sortie externe est axial, ladite partie de la phase légère Li, - ledit séparateur cyclonique comportant en outre en aval, dans le sens de circulation de la phase dense D1, du niveau de l'entrée interne de l'enceinte intérieure, des moyens limitant la progression de la phase légère L1 à l'extérieur de ladite enceinte intérieure.
L'invention sera mieux comprise par la description de quelques modes de réalisation, donnés à titre purement illustratif mais nullement limitatif, qui en sera faite ci-après à l'aide des figures 1, 2A, 2B, 3, 4, 5 et 6 annexées, sur lesquelles les organes similaires sont désignés par les mêmes chiffres et lettres de référence.
Selon la figure 1, qui est une représentation schématique des principaux éléments d'une unité de craquage catalytique suivant la présente invention, le craquage de la charge d'hydrocarbures est effectué dans un réacteur élévateur (100) dans lequel la charge est introduite par la conduite (30) ; le solide catalytique est introduit par la conduite (70) et le fluide d'entraînement essentiellement gazeux par la conduite (80). Le réacteur
(100) est relié par un conduit (1) à un séparateur cyclonique (S), à courant, permettant de séparer une phase solide d'une phase gazeuse contenant les produits du craquage. On récupère la phase gazeuse par le conduit (4). Par le conduit (50) on introduit dans le séparateur (S) un fluide gazeux de strippage.La phase solide est envoyée par la conduite (9) dans un stippeur (ST) dans lequel le strippage secondaire est effectué par introduction d'un fluide gazeux de strippage par la ligne (51). Les effluents gazeux sortant du strippeur sont envoyés par la ligne (40) à la conduite (4) de récupération des produits gazeux. Les solides sortant du strippeur (ST) sont envoyés par la ligne (60) dans un régénérateur (90) dans lequel les particules catalytiques sont au moins en partie régénérées avant d'être renvoyées, par le conduit (70) dans le réacteur (100).
(100) est relié par un conduit (1) à un séparateur cyclonique (S), à courant, permettant de séparer une phase solide d'une phase gazeuse contenant les produits du craquage. On récupère la phase gazeuse par le conduit (4). Par le conduit (50) on introduit dans le séparateur (S) un fluide gazeux de strippage.La phase solide est envoyée par la conduite (9) dans un stippeur (ST) dans lequel le strippage secondaire est effectué par introduction d'un fluide gazeux de strippage par la ligne (51). Les effluents gazeux sortant du strippeur sont envoyés par la ligne (40) à la conduite (4) de récupération des produits gazeux. Les solides sortant du strippeur (ST) sont envoyés par la ligne (60) dans un régénérateur (90) dans lequel les particules catalytiques sont au moins en partie régénérées avant d'être renvoyées, par le conduit (70) dans le réacteur (100).
La figure 2A est une vue en perspective d'un séparateur cyclonique à cocourant utilisé dans une forme préférée selon l'invention et dénommé ciaprès l'appareil.
La figure 2B est une vue en perspective d'un appareil utilisé dans le cadre de la présente l'invention qui ne diffère de celui représenté sur la figure 2A que par les moyens de récupération de la phase dense D1 et de la phase légère
L1. Ces moyens permettent dans le cas de l'appareil schématisé sur la figure 2A une récupération par un conduit latéral de la phase dense D1 et une récupération par un conduit axial de la phase légère L1 et dans celui schématisé sur la figure 2B une récupération par un conduit axial de la phase dense D1 et une récupération par un conduit latéral de la phase légère Ll.
L1. Ces moyens permettent dans le cas de l'appareil schématisé sur la figure 2A une récupération par un conduit latéral de la phase dense D1 et une récupération par un conduit axial de la phase légère L1 et dans celui schématisé sur la figure 2B une récupération par un conduit axial de la phase dense D1 et une récupération par un conduit latéral de la phase légère Ll.
La figure 3 est une vue en coupe d'un appareil, utilisé dans le procédé selon l'invention, pratiquement identique à celui représenté sur la figure 2A mais comportant des moyens (6), limitant la progression de la phase légère L1 à l'extérieur de l'enceinte intérieure, dont la dimension dans la direction perpendiculaire à l'axe de l'enceinte extérieure est inférieure à la dimension de la sortie externe (5).
Les appareils, utilisés dans le cadre de l'invention, schématisés sur les figures 2A et 3, de formes allongées, sensiblement régulières, comportent une enceinte extérieure sensiblement verticale, ayant un axe (AA') qui est un axe de symétrie, de diamètre (Dc) et de longueur (L) entre le niveau extrême de l'entrée tangentielle (1), dite entrée externe, et les moyens (7) de sortie de la phase dense D1. Le mélange M1 contenant la phase dense D1 et la phase légère L1 est introduit par l'entrée tangentielle (1) suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'enceinte extérieure.Cette entrée tangentielle a de préférence une section rectangulaire ou carrée dont le côté parallèle à l'axe de l'enceinte extérieure a une dimension (Lk) habituellement d'environ 0,25 à environ 1 fois le diamètre (Dc), et le côté perpendiculaire à l'axe de l'enceinte extérieure a une dimension (hk) habituellement d'environ 0,05 à environ 0,5 fois le diamètre (Dc).
Ces appareils comportent une enceinte intérieure, de forme allongée le long d'un axe, sensiblement verticale et de section sensiblement circulaire, disposée coaxialement par rapport à ladite enceinte extérieure, comprenant à une distance (Ls), inférieure à (L), du niveau extrême de l'entrée externe (1), une entrée (3) dite entrée interne, de diamètre (Di) inférieur à (Dc). Le diamètre de cette entrée interne (3) est habituellement d'environ 0,2 à environ 0,9 fois le diamètre (Dc), le plus souvent d'environ 0,4 à environ 0,8 fois le diamètre (Dc) et de préférence d'environ 0,4 à environ 0,6 fois le diamètre (Dc). Cette distance (Ls) est habituellement d'environ 0,2 à environ 9,5 fois le diamètre (Dc) et le plus souvent d'environ 0,5 à environ 2 fois le diamètre (Dc).Une distance relativement courte comprise entre 0,5 et 2 fois le diamètre (Dc) permet habituellement une séparation très rapide tout en conservant une bonne efficacité de séparation.
Les appareils comportent également en aval, dans le sens de circulation de la phase dense D1, du niveau de l'entrée interne (3), des moyens (6) limitant la progression de la phase légère L1 dans l'espace situé entre la paroi interne de l'enceinte extérieure et la paroi externe de l'enceinte intérieure ou sortie externe (5).Ces moyens (6) sont habituellement positionnés à l'intérieur de l'enceinte extérieure et à l'extérieur de l'enceinte intérieure (entre la paroi externe de l'enceinte intérieure et la paroi interne de l'enceinte extérieure), entre le niveau de l'entrée interne (3) et les moyens (7) de sortie (ou de récupération) de la phase dense Dl. Ces moyens (6) sont de préférence des pales sensiblement planes dont le plan passe par un axe sensiblement vertical et ils sont habituellement fixés sur au moins une paroi de l'une des enceintes intérieure ou extérieure. Ces moyens sont de préférence fixés à la paroi de l'enceinte intérieure de sorte que la distance (Lp) entre l'entrée interne et le point desdites pales le plus proche de cette entrée interne soit d'environ 0 à environ 5 fois le diamètre (Dc) et de préférence d'environ 0,1 à environ 1 fois ce diamètre (Dc).
Le nombre de pales est variable suivant la distribution du temps de séjour que l'on accepte pour la phase L1 et également en fonction du diamètre (Dc) de l'enceinte extérieure. Le nombre de pales est habituellement d'au moins 2 et par exemple de 2 à 50 et le plus souvent de 3 à 50. Les pales permettent une limitation de la continuation du vortex sur toute la section du cyclone, dans la sortie externe (5), autour du conduit formant l'enceinte intérieure et reliant l'entrée interne (3) à la sortie interne (4) de la phase légère, et donc une diminution et un contrôle de la distribution des temps de séjour de cette phase dans l'appareil.
Ainsi dans le cas de l'utilisation d'un appareil, tel que décrit ci-avant, dans le cadre du procédé selon l'invention on limite le temps de séjour de la phase légère L1 et la distribution de ces temps de séjour et en conséquence on limite ainsi la dégradation des produits contenus dans la phase légère circulant autour de l'entrée interne.
Chacune de ces pales a habituellement une dimension ou largeur (ep) mesurée dans la direction perpendiculaire à l'axe de l'enceinte intérieure (c'est-à-dire horizontalement, à partir de son arête la plus proche de l'axe de l'enceinte extérieure) et définie par rapport au diamètre intérieur (Dc) de l'enceinte extérieure et au diamètre extérieur (D'e) de l'enceinte intérieure d'environ 0,01 à 1 fois la valeur [ Dc)-(D'e))/2] de la demi différence de ces diamètres (Dc) et (D'e), de préférence d'environ 0,5 à environ 1 fois cette valeur et le plus souvent d'environ 0,9 à environ 1 fois cette valeur.
Dans le cas d'un appareil vertical, utilisé dans le procédé selon l'invention, tel que par exemple celui schématisé sur la figure 2B, ayant une sortie interne (4) latérale, et lorsque les pales sont positionnées après cette sortie interne, cette dimension (ep) peut être d'environ 0,01 à environ 1 fois la valeur (Dc)/2 du demi diamètre intérieur de l'enceinte extérieure.
Ces pales ont chacune sur leur arête, la plus proche de l'axe de l'enceinte intérieure, dans la direction parallèle à l'axe sensiblement vertical par lequel passe le plan de la pale, une dimension ou hauteur interne (hpi) et une dimension ou hauteur externe (hpe) mesurée dans la direction parallèle à l'axe sensiblement vertical par lequel passe le plan de la pale, sur l'arête de ladite pale la plus proche de la paroi interne de l'enceinte extérieure. Ces dimensions (hpi) et (hpe) sont habituellement supérieures à 0,1 fois le diamètre (Dc) et par exemple d'environ 0,1 fois à environ 10 fois le diamètre (Dc) et le plus souvent d'environ 1 à environ 4 fois ce diamètre (Dc). De préférence ces pales ont chacune une dimension (hpi) supérieure ou égale à leur dimension (hpe).
Selon la réalisation schématisée sur les figures 2A et 3 L'appareil comporte, en aval, dans le sens de l'écoulement des diverses phases, de l'entrée interne (3), au moins un moyen (8) permettant l'introduction éventuelle d'une phase légère L2 en un point situé entre l'entrée interne (3) de l'enceinte intérieure et l'extrémité du conduit (9) de récupération de la phase dense Dol ; ce ou ces points sont de préférence à une distance (Lz) de l'entrée (3) de l'enceinte intérieure. Ladite distance (Lz) a de préférence une valeur au moins égale à la somme des valeurs de (Lp) et (hpi) et au plus égale à la distance entre l'entrée (3) de l'enceinte intérieure et les moyens de sortie (7) de la phase dense D1. Cette phase légère L2 peut être introduite par exemple dans le cas où il est souhaitable d'effectuer un strippage de la phase dense D1.Dans ce cas cette phase légère L2 constitue le fluide de strippage.
Cette phase légère L2 est de préférence introduite en plusieurs points qui sont habituellement répartis symétriquement, dans un plan au niveau duquel l'introduction est effectuée, autour de l'enceinte extérieure.
Le ou les points d'introduction de cette phase légère L2 sont habituellement situés à une distance au moins égale à 0,1 fois le diamètre (Dc) du point des dits moyens (6) le plus proche des moyens (7) de sortie de la phase dense D1.
Le point d'introduction de cette phase légère L2 est de préférence situé à proximité du conduit (9) de récupération de la phase dense D1 et le plus souvent à proximité des moyens de sortie (7) de la phase dense D1.
La dimension (p') entre le niveau de l'entrée interne (3) et les moyens (7) de sortie de la phase dense D1 est déterminée à partir des autres dimensions des divers moyens formant l'appareil et de la longueur (L) de l'enceinte extérieure mesurée entre le niveau extrême de l'entrée tangentielle (I) et les moyens (7) de sortie de la phase dense D1. Cette dimension (L) est habituellement d'environ 1 à environ 35 fois le diamètre (Dc) de l'enceinte extérieure et le plus souvent d'environ 1 à 25 fois ce diamètre (Dc). On peut de même calculer la dimension (P), entre le point des moyens (6) le plus proche des moyens (7) de sortie de la phase dense D1 et lesdits moyens (7), à partir des autres dimensions des divers moyens formant l'appareil et de la longueur (L).
Les moyens (6) limitent la progression du vortex de la phase légère L1 dans la sortie externe (5). La position de ces moyens (6) et leur nombre influent donc sur les performances de la séparation des phases D1 et L1 contenues dans le mélange M1 (perte de charge et efficacité de la collecte des phases) et également sur la pénétration du vortex de la phase légère L1 dans la sortie (5). Ces paramètres seront donc choisis avec soin par l'homme du métier en particulier en fonction des résultats souhaités et de la perte de charge tolérée.En particulier le nombre de pales, leur forme et leur position seront choisis avec soins en tenant compte de leur influence sur l'écoulement du solide en liaison avec la limitation recherchée de la progression du vortex dans la sortie externe (5).
La figure 4 est une vue en perspective d'un appareil, utilisable dans le procédé selon l'invention, comportant une enceinte extérieure, de diamètre (Dc) ayant une entrée (1) dite entrée externe axiale, dans laquelle on introduit suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe (AA') de l'enceinte extérieure le mélange M1 contenant la phase dense D1 et la phase légère L1. Cet appareil comporte en outre des moyens (2) placés à l'intérieur de l'entrée (1) permettant de conférer en aval, dans le sens de circulation dudit mélange Ml, un mouvement hélicoïdal ou tourbillonnant au moins à la phase L1 dudit mélange M1.Ces moyens sont habituellement des pales inclinées ou une hélice ou un filet hélicoldal. La longueur L de l'appareil est comptée entre ces moyens permettant de créer un vortex, au moins sur la phase L1, et les moyens (7) de sortie de la phase dense D1. Toutes les autres caractéristiques sont identiques à celles décrites en liaison avec les appareils représentés sur les figures 2A et 3, en particulier les diverses dimensions sont celles mentionnées dans la description de ces appareils. Les variantes décrites en liaison avec les appareils représentés sur les figures 2A et 3 sont également possibles dans le cas de l'appareil schématisé sur la figure 4.On peut en particulier envisager une sortie interne (4) latérale et un conduit (9) de récupération de la phase dense D1 axial comme dans le cas de la réalisation schématisée sur la figure 2B.
La figure 5 est une vue en coupe d'un appareil, utilisable dans le procédé selon l'invention, de forme allongée, sensiblement régulière, comportant une enceinte extérieure, ayant un axe (AA') qui est un axe de symétrie, sensiblement horizontale de diamètre (Dc) et de longueur (L) entre entre le niveau extrême de l'entrée tangentielle (1), dite entrée externe, et les moyens (7) de sortie de la phase dense D1. Le mélange M1 contenant la phase dense D1 et la phase légère L1 est introduit par l'entrée tangentielle (1) suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'enceinte extérieure.
Cet appareil comporte également en aval, dans le sens de circulation de la phase dense D1, du niveau de l'entrée interne (3), des moyens (6) limitant la progression de la phase légère L1, à l'extérieur de l'enceinte intérieure, dans l'espace situé entre la paroi interne de l'enceinte extérieure et la paroi externe de l'enceinte intérieure ou sortie externe (5). Ces moyens (6) sont habituellement positionnés, en aval, dans le sens de circulation de la phase dense D1, des moyens de récupération (7) de la phase dense Dl, dans le conduit (9), de récupération de la phase dense DI, de diamètre (Ds).
Ces moyens (6) sont habituellement des pales sensiblement planes dont le plan passe par un axe sensiblement vertical. La dimension (ep) de chacune de ces pales est habituellement d'environ 0,01 à environ 1 fois Ie diamètre (Ds) du conduit (9). Les pales sont habituellement positionnées de manière à ce que l'arête intérieure (c'est-à-dire l'arête de la pale la plus proche de l'axe du conduit (9)) de chacune d'elles soit confondue avec l'axe dudit conduit (9).
Ces pales sont positionnées à une distance (Lp) par rapport aux moyens de récupération (7) d'environ 0 à environ 5x(Dc).
Les moyens (8) permettant d'introduire éventuellement une phase légère L2 sont habituellement positionnés en aval, dans le sens de circulation de la phase dense Dl, du niveau de l'entrée interne (3), et de préférence entre les moyens (7) de récupération de la phase dense D1 et l'extrémité du conduit (9) de récupération de la phase dense D1. Dans le cas de l'appareil schématisé sur la figure 5 l'introduction d'une phase légère L2 est prévue à 2 niveaux différents par un premier moyen (8) au niveau des moyens (7) et par un deuxième moyen (8) en dessous des moyens (6). Les moyens (8) sont positionnés à une distance (Lz), des moyens de récupération de la phase dense D1, mesurée à partir desdits moyens (7).
Cet appareil schématisé sur la figure 5 comporte un conduit (9), de récupération de la phase dense D1, de diamètre (Ds) habituellement d'environ 0,1 à environ 1 fois le diamètre (Dc) et le plus souvent d'environ 0,2 à environ 0,7 fois ce diamètre.
Toutes les autres caractéristiques de ce séparateur cyclonique horizontal sont identiques à celles décrites en liaison avec les appareils représentés sur les figures 2A et 3, en particulier les diverses dimensions sont celles mentionnées dans la description de ces appareils.
Bien que cela ne soit pas réprésenté sur les figures 2A, 2B, 3, 4 et 5 il est possible, et habituellement souhaitable, dans le cas de débits importants des diverses phases au niveau des entrées de l'appareil, d'utiliser des moyens permettant de favoriser la formation du vortex. De tel moyens (10) sont par exemple représentés sur la figure 6 qui représente selon une réalisation préférée de l'appareil, utilisé dans le procédé selon l'invention, la partie voisine de l'entrée tangentielle (1) du mélange Ml. Selon cette réalisation l'appareil comporte un toit (10), par exemple hélicoïdal, descendant à partir du niveau extrême de l'entrée tangentielle (I). Ces moyens (10) peuvent également consister en une volute interne ou externe. Ces moyens permettent en outre de limiter les interférences entre le flux du mélange M1 et les flux des phases déjà présentes dans le séparateur et de limiter également la turbulence au niveau de l'entrée tangentielle (1).
Habituellement, en particulier dans le cas d'un toit hélicoïdal descendant, le pas de l'hélice est d'environ 0,01 à environ 3 fois la valeur de (Lk) et le plus souvent d'environ 0,5 à environ 1,5 fois cette valeur.
Dans cette forme préférée de réalisation de l'appareil, utilisé dans le cadre du procédé de l'invention, celui-ci comporte également entre l'entrée externe et l'entrée interne des moyens de stabilisation de l'écoulement hélicoïdal d'au moins la phase légère LI et de limitation du volume utile à la séparation. Ces moyens sont de préférence centrés sur l'axe de l'enceinte intérieure.
Ces moyens peuvent être un cône dont la pointe est dirigée vers l'entrée interne de la sortie de la phase légère L1 et dont la base est située au niveau extrême de l'entrée tangentielle (1). Ils peuvent aussi être formés, comme cela est schématisé sur la figure 6, par un cylindre (11) prolongé par un cône (12). Le diamètre de la base du cône est identique à celui du cylindre et est strictement inférieur au diamètre (Dc). Ce diamètre est habituellement d'environ 0,01 à environ 1,5 fois le diamètre (Di) de l'entrée interne (3) et de préférence d'environ 0,75 à environ 1,25 fois le diamètre (Di).
L'encombrement axial ou dimension entre le niveau extrême de ces moyens le plus proche de l'entrée tangentielle et l'extrémité opposée desdits moyens est habituellement d'environ 0,01 à environ 3 fois la valeur (Ls) de la distance entre le niveau extrême de l'entrée tangentielle (1) et le niveau de l'entrée interne (3) et de préférence d'environ 0,75 à environ 1,25 fois cette valeur (Ls).
Les moyens de sortie (7) de la phase dense D1 permettent habituellement de collecter et de canaliser cette phase dense D1 jusqu'à la sortie externe (9). Ces moyens sont le plus souvent un fond incliné ou un cône axé ou non sur la sortie interne (4).
Les appareils, décrits ci-avant et utilisés dans le cadre du procédé selon la présente invention, permettent ainsi la séparation rapide, à partir d'un mélange M1, comprenant une phase dense et une phase légère, de ladite phase dense et de ladite phase légère.
Le diamètre (Dc) de l'appareil mesuré au niveau de l'entrée tangentielle (1) du côté de son extrémité la plus proche de l'entrée interne (3) est habituellement d'environ 0,01 à environ 10 m (mètres) et le plus souvent d'environ 0,05 à environ 2 m. Il est habituellement préférable de garder un diamètre constant sur toute la longueur de l'appareil comprise entre
I'extrémité de l'entrée tangentielle la plus proche de l'entrée interne (3) et ladite entrée interne (3) ou même depuis le niveau de l'injection du mélange M1 jusqu'au niveau des moyens (7) de sortie de la phase dense Dol ; cependant on peut envisager la réalisation et l'utilisation d'un appareil comportant des élargissements ou des rétrécissements de section entre lesdits niveaux.
I'extrémité de l'entrée tangentielle la plus proche de l'entrée interne (3) et ladite entrée interne (3) ou même depuis le niveau de l'injection du mélange M1 jusqu'au niveau des moyens (7) de sortie de la phase dense Dol ; cependant on peut envisager la réalisation et l'utilisation d'un appareil comportant des élargissements ou des rétrécissements de section entre lesdits niveaux.
Pour obtenir une bonne séparation de la phase légère LI contenu dans le mélange M1 comprenant également la phase dense D1 il est préférable d'avoir une vitesse superficielle d'entrée de cette phase L1 élevée. Cette vitesse sera par exemple d'environ 0,1 à environ 250 mxs-l 1 (mètre par seconde), de préférence d'environ 0,5 à environ 75 mxs-1 et le plus souvent d'environ 1 à 20 mxs -1. Le rapport en poids du débit de la phase D1 au débit de la phase L1 est habituellement d'environ 2 : 1 à environ 30 : 1 et le plus souvent d'environ 3 : 1 à environ 20 : 1.
I1 est possible en augmentant la différence de pression entre l'entrée (3) et les moyens (7), ce qui peut être obtenu par exemple en augmentant la pression en aval, dans le sens de la circulation de la phase dense D1, de l'entrée interne (3) ou en diminuant la pression en aval, dans le sens de la circulation de la phase dense D1, des moyens (7) de sortie de cette phase, de soutirer une partie plus ou moins importante de la phase L1 avec la phase D1 et simultanément d'obtenir au niveau de la sortie (4) un mélange pratiquement complètement exempt de phase D1. On peut ainsi soutirer par exemple environ 1 à environ 10 % de la phase L1 avec D1.Les variations de pression permettant de jouer sur la quantité de phase L1 soutirée avec la phase D1 sont assurées par des moyens bien connus de l'homme du métier et par exemple en modifiant le débit de la phase L2, ou en modifiant les conditions d'opérations en aval de la sortie (9). Ainsi dans une forme particulière de réalisation de l'invention l'appareil comprendra au moins un moyen permettant le soutirage, par la sortie externe (5), d'au moins une partie de la phase légère L1 en mélange avec la phase dense D1.
Dans les divers appareils utilisés dans le procédé selon l'invention et dans les différents modes d'injection du mélange Ml un tel soutirage peut permettre d'améliorer l'efficacité de récupération de la phase dense D1.
Le choix entre un appareil comportant une entrée tangentielle, pour le mélange Ml, et un appareil comportant une entrée axiale, pour ce mélange
M1, est habituellement guidé par le rapport en poids des débits des phases L1 et Dl. Dans le cas où ce rapport est inférieur à 5 : 1, il peut être avantageux de choisir un appareil à entrée axiale. Cependant l'utilisation d'un appareil à entrée axiale augmente les problèmes d'érosion des pales et l'on préfère le plus souvent utiliser un appareil à entrée tangentielle.
M1, est habituellement guidé par le rapport en poids des débits des phases L1 et Dl. Dans le cas où ce rapport est inférieur à 5 : 1, il peut être avantageux de choisir un appareil à entrée axiale. Cependant l'utilisation d'un appareil à entrée axiale augmente les problèmes d'érosion des pales et l'on préfère le plus souvent utiliser un appareil à entrée tangentielle.
La présente invention concerne également un dispositif, pour le craquage catalytique en lit entraîné d'une charge d'hydrocarbures, comportant une enceinte de forme allongée, dans laquelle ledit craquage est effectué dans des conditions appropriées, comprenant, à proximité d'une première extrémité, d'amont en aval dans le sens du déplacement de la charge, au moins un moyen d'introduction d'au moins un fluide d'entraînement, au moins un moyen d'introduction d'au moins un solide contenant des particules catalytiques, au moins un moyen d'introduction de ladite charge, ledit dispositif comprenant à proximité d'une deuxième extrémité de ladite enceinte au moins un moyen, relié à ladite enceinte, de séparation des particules solides et des gaz contenant les produits du craquage, au moins partiel, de ladite charge et au moins un moyen de régénération d'au moins une partie des particules solides catalytiques relié d'une part au moyen de séparation desdites particules solides et d'autre part à ladite enceinte à proximité de ladite première extrémité de manière à permettre la régénération d'au moins une partie des particules solides catalytiques et le recyclage desdites particules solides dans ladite enceinte caractérisé en ce que ledit moyen de séparation des particules solides et des gaz est un séparateur cyclonique à co-courant. Ledit dispositif comprend de préférence un séparateur cyclonique à co-courant comportant au moins un moyen d'introduction d'au moins un fluide de strippage.
Le séparateur cyclonique à co-courant que l'on utilise de préférence comporte en combinaison - au moins une enceinte extérieure, de forme allongée le long d'un axe, de section sensiblement circulaire de diamètre (Dc), comprenant à une première extrémité des moyens d'introduction permettant d'introduire, par une entrée dite entrée externe, le mélange MI contenant les particules solides formant la phase dense D1 et les gaz formant la phase légère L1, lesdits moyens étant adaptés à conférer au moins à la phase légère L1 un mouvement hélicoïdal dans la direction de l'écoulement dudit mélange M1 dans ladite enceinte extérieure, comprenant également des moyens de séparation des phases D1 et L1 et à l'extrémité opposée à ladite première extrémité des moyens de récupération permettant de récupérer, par une sortie, comportant un conduit latéral ou axial, dite sortie externe, au moins une partie de la phase dense D1, et ayant entre lesdites extrémités opposées une longueur L, - au moins une enceinte intérieure de forme allongée le long d'un axe, de section sensiblement circulaire, disposée coaxialement par rapport à ladite enceinte extérieure, comprenant à une distance Ls, inférieure à L, du niveau extrême de l'entrée externe, une entrée dite entrée interne, de diamètre (Di) inférieur à (Dc), dans laquelle pénètre au moins une partie de la phase légère LI et à son extrémité opposée des moyens de récupération permettant de récupérer, par un conduit dit conduit interne, respectivement axial si le conduit de la sortie externe est latéral, ou latéral si le conduit de la sortie externe est axial1 ladite partie de la phase légère L1, - ledit séparateur cyclonique comportant en outre en aval, dans le sens de circulation de la phase dense Dl, du niveau de l'entrée interne de l'enceinte intérieure, des moyens limitant la progression de la phase légère L1 à l'extérieur de ladite enceinte intérieure.
Dans le cadre de la présente invention il n'est pas fait mention des solides et catalyseurs employés, ni des divers fluides utilisés qui sont des données classiques bien connues de l'homme du craquage catalytique des charges hydrocarbonées. Le fluide d'entraînement est le plus souvent choisi dans le groupe formé par la vapeur d'eau et les hydrocarbures, ayant par exemple de 1 à 5 atomes de carbone dans leur molécule ou des mélanges de ces composés.
Ce fluide hydrocarboné d'entraînement peut comprendre jusqu'à 35 % en volume d'hydrogène et jusqu'à 10 % en volume de vapeur d'eau. Ce fluide peut aussi être composé de 100 % en volume de vapeur d'eau.
Les conditions de mise en oeuvre de la réaction sont souvent telles que l'on opère en lit fluidisé entraîné. Dans ce cas le fluide de fluidisation est le plus souvent le même que le fluide d'entraînement.
Ce fluide unique est alors divisé en deux fractions l'une formant le fluide de fluidisation et l'autre le fluide d'entraînement.
Les catalyseurs employés dans le procédé faisant l'objet de la présente invention comprennent les catalyseurs de type alumino-silicates cristallins et certains types de silice-alumine, de silice-magnésie, ou de silicezirconium, tous ayant des activités de craquage relativement élevées. Les alumino-silicates cristallins peuvent se trouver à l'état naturel ou être préparés par synthèse selon des techniques bien connues de l'homme du métier. 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 catalyseurs utilisés sont de préférence des catalyseurs zéolithiques.
Les conditions opératoires relatives aux procédés de craquage d'hydrocarbures sont par exemples décrites dans les divers brevets concernant le craquage catalytique au nom de la demanderesse, mais aucun de ces brevets ne décrit l'utilisation, dans le cadre d'un procédé de craquage catalytique, d'un séparateur cyclonique à co-courant pour améliorer la rapidité de la séparation solide-gaz.
Les conditions opératoires du craquage de la charge d'hydrocarbures sont en général les suivantes - la charge liquide d'hydrocarbures peut être l'une quelconque des charges classiques soumises habituellement au craquage catalytique ou une charge, dite lourde, dont par exemple plus de 10 % en poids possède un point d'ébullition supérieur à 500 OC ou même à 550 "C.
- la charge est habituellement injectée dans la zone réactionnelle à une température d'environ 60 à environ 450 "C, le plus souvent d'environ 80 à environ 400 "C, sous une pression habituellement d'environ 0,07 à environ 0,5 mégapascals (MPa).
- la température de la zone réactionnelle est habituellement de 400 à 800 "C et le plus souvent de 450 à 750 "C.
- le temps de séjour dans la zone réactionnelle est habituellement de 0,05 à 10 secondes et le plus souvent de 0,5 à 5 secondes, - la vitesse superficielle moyenne des gaz dans la zone réactionnelle est habituellement de 0,5 à 50 m/s et le plus souvent de 1 à 40 m/s, - la vitesse des solides dans la zone réactionnelle est habituellement voisine de celle des gaz et généralement de 0,5 à 50 m/s et le plus souvent de 1 à 40 m/s.
- le flux de grains de catalyseur dans lequel la charge est introduite est habituellement un flux homogène de catalyseur en phase fluidisée ayant habituellement une densité de 15 à 800 kg/m3 et de préférence de 20 à 600 kg/m3.
- le débit d'alimentation de la zone réactionnelle en catalyseur est habituellement de 3 à 50 tonnes par minute.
- la longueur de la zone réactionnelle est habituellement de 5 à 40 mètres.
Les conditions opératoires de la régénération sont des conditions classiques Iargement décrites dans les documents antérieurs. La régénération permet la combustion contrôlée du coke formé au cours du craquage et qui se trouve sur les particules solides catalytiques. Cette étape de régénération peut être effectuée, dans une ou plusieurs zones ou enceintes de régénération, à des températures variant entre environ 500 OC et environ 1000 OC. Cette régénération permet de fournir la majorité de la chaleur nécessaire à la réaction de craquage des hydrocarbures dans la zone réactionnelle.
Les conditions opératoires sont choisies pour que la vaporisation de la charge soit assurée en majeure partie par les particules solides chaudes arrivant de la ou des zones de régénération. Le procédé de la présente invention peut être mis en oeuvre aussi bien dans le cas d'une zone réactionnelle à flux ascendant (élévateur, dit encore riser) que dans celui d'une zone réactionnelle à flux descendant (dite droppeur).
Le rapport C/O du débit massique de catalyseur au débit massique de charge est habituellement d'environ 2 : 1 à environ 50 : 1 et le plus souvent d'environ 5 : 1 à environ 30 : 1.
Exemple
Deux essais de craquage catalytique on été réalisés à partir d'une même charge d'hydrocarbures dans une unité pilote expérimentale. La charge avait les caractéristiques suivantes
Densité : 0,930
Soufre (% en poids) : 0,28
Carbone Conradson (% en poids) : 4,8
Nickel (ppm en poids) : 15
Vanadium (ppm en poids) : 20 % en poids ne distillant pas avant 500 "C : 55
Le catalyseur employé pour ces deux essais est un catalyseur commercial, comprenant des zéolithes ultra-stabilisées et une matrice, propre à craquer les molécules d'hydrocarbures les plus lourds dans les conditions de craquage choisies. Le premier essai a été effectué dans une unité pilote classique comprenant un système de séparation classique comportant une première séparation balistique au sommet du riser et un deuxième étage de séparation comportant des cyclones traditionnels. Le deuxième essai a été effectué dans une unité pilote selon l'invention telle que celle schématisée sur la figure 1 comportant au sommet du riser un séparateur cyclonique à co-courant tel que celui schématisé sur la figure 2A.
Deux essais de craquage catalytique on été réalisés à partir d'une même charge d'hydrocarbures dans une unité pilote expérimentale. La charge avait les caractéristiques suivantes
Densité : 0,930
Soufre (% en poids) : 0,28
Carbone Conradson (% en poids) : 4,8
Nickel (ppm en poids) : 15
Vanadium (ppm en poids) : 20 % en poids ne distillant pas avant 500 "C : 55
Le catalyseur employé pour ces deux essais est un catalyseur commercial, comprenant des zéolithes ultra-stabilisées et une matrice, propre à craquer les molécules d'hydrocarbures les plus lourds dans les conditions de craquage choisies. Le premier essai a été effectué dans une unité pilote classique comprenant un système de séparation classique comportant une première séparation balistique au sommet du riser et un deuxième étage de séparation comportant des cyclones traditionnels. Le deuxième essai a été effectué dans une unité pilote selon l'invention telle que celle schématisée sur la figure 1 comportant au sommet du riser un séparateur cyclonique à co-courant tel que celui schématisé sur la figure 2A.
Les conditions opératoires des deux essais ont été les suivantes
Température d'injection de la charge fraîche ("C) : 150
Température de craquage mesurée au sommet du riser (OC) : 525
Temps de contact charge-catalyseur dans le riser (s) : 2
Température du catalyseur à l'entrée du riser (OC) : 820
Rapport C/O *: 5 * C/O rapport de la masse du catalyseur (C) et de la masse de la charge réactionnelle (O) à son contact, à l'entrée de la zone réactionnelle.
Température d'injection de la charge fraîche ("C) : 150
Température de craquage mesurée au sommet du riser (OC) : 525
Temps de contact charge-catalyseur dans le riser (s) : 2
Température du catalyseur à l'entrée du riser (OC) : 820
Rapport C/O *: 5 * C/O rapport de la masse du catalyseur (C) et de la masse de la charge réactionnelle (O) à son contact, à l'entrée de la zone réactionnelle.
Les résultats rassemblés ci-après montrent que le procédé selon l'invention utilisant un séparateur cyclonique à co-courant permet d'obtenir un meilleur rendement en essence.
<tb>
<SEP> ler <SEP> essai <SEP> 2ème <SEP> essai
<tb> Conversion <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 68,2 <SEP> 68,1
<tb> Rendements
<tb> Coupe <SEP> C3- <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 8,7 <SEP> 8
<tb> Coupe <SEP> C4 <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 10,9 <SEP> 10
<tb> Essence <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 48,6 <SEP> 50,1
<tb> LCO <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 18,5 <SEP> 18,9
<tb> HCO <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 6,1 <SEP> 6,2
<tb> Coke <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 7,2 <SEP> 6,8
<tb>
<tb> Conversion <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 68,2 <SEP> 68,1
<tb> Rendements
<tb> Coupe <SEP> C3- <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 8,7 <SEP> 8
<tb> Coupe <SEP> C4 <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 10,9 <SEP> 10
<tb> Essence <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 48,6 <SEP> 50,1
<tb> LCO <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 18,5 <SEP> 18,9
<tb> HCO <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 6,1 <SEP> 6,2
<tb> Coke <SEP> (% <SEP> poids) <SEP> 7,2 <SEP> 6,8
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Claims (1)
- REVENDICATIONS - 1 - Procédé de craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures comprenant le craquage en lit entraîné de ladite charge, dans une zone réactionnelle de craquage de forme allongée, dans des conditions appropriées, en présence d'un catalyseur sous forme de particules solides, ledit procédé comportant une étape d'alimentation, dans une zone située à proximité d'une première extrémité de ladite zone réactionnelle, en au moins un solide sous forme de particules contenant des particules catalytiques et en au moins un fluide d'entraînement, une étape d'introduction de la charge dans une zone d'introduction située en aval, dans le sens du déplacement des particules solides, de la zone d'introduction desdites particules solides, une étape de mise en contact desdites particules solides et de ladite charge dans une zone située à proximité de la première extrémité, une étape de circulation des particules solides et de la charge dans la zone de réaction au cours de laquelle on effectue le craquage de ladite charge et on désactive au moins en partie les particules solides catalytiques par dépôt de coke sur celles-ci, une étape de séparation des particules solides et des gaz contenant les produits du craquage, au moins partiel, de ladite charge, dans une zone de séparation située à proximité d'une deuxième extrémité de la zone de réaction à l'opposé de ladite première extrémité, une étape de régénération, dans au moins une zone de régénération, d'au moins une partie des particules solides catalytiques, au moins en partie désactivées et une étape de recyclage des particules solides catalytiques, au moins en partie régénérées, dans une zone de recyclage à proximité de ladite première extrémité caractérisé en ce que la séparation des particules solides et des gaz contenant les produits de la réaction est effectuée dans au moins une chambre de séparation gaz-solides dans laquelle les solides et les gaz sont évacués sensiblement en parallèle.- 2 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel ladite chambre est un séparateur cyclonique à co-courant qui comporte en combinaison - au moins une enceinte extérieure, de forme allongée le long d'un axe, de section sensiblement circulaire de diamètre (Dc), comprenant à une première extrémité des moyens d'introduction permettant d'introduire, par une entrée dite entrée externe, le mélange M1 contenant les particules solides formant une phase dense D1 et les gaz formant une phase légère LI, lesdits moyens étant adaptés à conférer au moins à la phase légère L1 un mouvement hélicoïdal dans la direction de l'écoulement dudit mélange M1 dans ladite enceinte extérieure, comprenant également des moyens de séparation des phases D1 et LI et à l'extrémité opposée à ladite première extrémité des moyens de récupération permettant de récupérer, par une sortie, comportant un conduit latéral ou axial, dite sortie externe, au moins une partie de la phase dense D1, et ayant entre lesdites extrémités opposées une longueur L, - au moins une enceinte intérieure de forme allongée le long d'un axe, de section sensiblement circulaire, disposée coaxialement par rapport à ladite enceinte extérieure, comprenant à une distance Ls, inférieure à L, du niveau extrême de l'entrée externe, une entrée dite entrée interne, de diamètre (Di) inférieur à (Dc), dans laquelle pénètre au moins une partie de la phase légère L1 et à son extrémité opposée des moyens de récupération permettant de récupérer, par un conduit dit conduit interne, respectivement axial si le conduit de la sortie externe est latéral, ou latéral si le conduit de la sortie externe est axial, ladite partie de la phase légère L1, - ledit séparateur cyclonique comportant en outre en aval, dans le sens de circulation de la phase dense D1, du niveau de l'entrée interne de l'enceinte intérieure, des moyens limitant la progression de la phase légère L1 à l'extérieur de ladite enceinte intérieure.- 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel le séparateur cyclonique à co-courant comporte au moins un moyen d'introduction d'au moins un fluide permettant d'effectuer le strippage des particules solides.- 4 - Procédé selon la revendication 3 dans lequel l'enceinte extérieure est sensiblement verticale et les moyens limitant la progression de la phase légère L1 à l'extérieur de l'enceinte intérieure sont positionnés à l'intérieur de l'enceinte extérieure et à l'extérieur de l'enceinte intérieure, entre le niveau de l'entrée interne et les moyens de récupération de la phase dense Dl.- 5 - Procédé selon la revendication 3 dans lequel l'enceinte extérieure est sensiblement horizontale et les moyens limitant la progression de la phase légère L1 à l'extérieur de l'enceinte intérieure sont positionnés, en aval, dans le sens de circulation de la phase dense Dl, des moyens de récupération de la phase dense DI, dans le conduit de la sortie externe.- 6 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 5 dans lequel les moyens limitant la progression de la phase légère L1 à l'extérieur de l'enceinte intérieure sont des pales sensiblement planes dont le plan passe par un axe sensiblement vertical.- 7 - Procédé selon la revendication 6 dans lequel le séparateur cyclonique comporte de 2 à 50 pales ayant chacune une dimension (ep), mesurée, horizontalement, à partir de son arête la plus proche de l'axe de l'enceinte extérieure d'environ 0,01 à environ 1 fois la valeur [((Dc)-(D'e))/2] lorsque ces pales sont, dans le cas d'un séparateur cyclonique vertical, positionnées entre la paroi externe de l'enceinte intérieure de diamètre externe (D'e) et la paroi interne de l'enceinte extérieure de diamètre intérieur (Dc), d'environ 0,01 à environ 1 fois la valeur (Dc)/2 dans le cas d'un séparateur cyclonique vertical à sortie interne latérale lorsqu'elles sont positionnées après cette sortie interne et d'environ 0,01 à I fois le diamètre (Ds) du conduit de la sortie externe dans le cas d'un séparateur cylonique horizontal, une dimension (hpe), mesurée, dans la direction parallèle à l'axe sensiblement vertical par lequel passe le plan de la pale, sur l'arête de la pale la plus proche de la paroi interne de l'enceinte extérieure ou de la paroi interne de la sortie externe et une dimension (hpi) mesurée, sur l'arête de la pale la plus proche de l'axe de l'enceinte intérieure ou de l'axe de la sortie externe, dans la direction parallèle à l'axe sensiblement vertical par lequel passe le plan de la pale, lesdites dimensions (hpe) et (hpi) étant d'environ 0,1x(Dc) à environ 10x(Dc) et lesdites pales étant chacune situées à une distance, par rapport à l'entrée interne dans le cas d'un séparateur cyclonique vertical ou par rapport aux moyens de séparation dans le cas d'un séparateur cyclonique horizontal, d'environ 0 à environ Sx(Dc).- 8 - Procédé selon la revendication 7 dans lequel les pales ont chacune une dimension (hpi) supérieure ou égale à (hpe).- 9 - Procédé selon l'une des revendications 2 à 8 dans lequel le moyen d'introduction d'au moins un fluide constituant une phase légère L2 permettant d'effectuer simultanément le strippage des particules solides est positionné entre l'entrée interne et l'extrémité du conduit de la sortie externe du séparateur cyclonique.- 10 - Procédé selon l'une des revendications 3 à 9 dans lequel le séparateur cyclonique comprend entre l'entrée externe et l'entrée interne des moyens de stabilisation de l'écoulement hélicoïdal d'au moins la phase légère L1 et de limitation du volume utile à la séparation.-l 1- Procédé selon l'une des revendications 3 à 10 dans lequel le mélange Ml est introduit selon une direction sensiblement parallèle à l'axe de l'enceinte extérieure ou dans une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'enceinte extérieure.-12- Procédé selon l'une des revendications 3 à 1 1 dans lequel le séparateur cyclonique comprend des moyens, de limitation des interférences entre le flux du mélange Ml introduit et les flux des phases déjà présentes dans le séparateur, choisis parmi un toit descendant, une volute externe et une volute interne.-13- Procédé selon l'une des revendications I à 12 dans lequel on effectue une étape de strippage primaire, des particules solides catalytiques, au sein du séparateur cyclonique et on effectue une étape de strippage secondaire, dans une zone de stripage, avant d'envoyer les particules solides catalytiques à l'étape de régénération.-14- Dispositif de craquage catalytique en lit entraîné d'une charge d'hydrocarbures comportant une enceinte de forme allongée, dans laquelle ledit craquage est effectué dans des conditions appropriées, comprenant, à proximité d'une première extrémité, d'amont en aval dans le sens du déplacement de la charge, au moins un moyen d'introduction d'au moins un fluide d'entraînement, au moins un moyen d'introduction d'au moins un solide contenant des particules catalytiques, au moins un moyen d'introduction de ladite charge, ledit dispositif comprenant à proximité d'une deuxième extrémité de ladite enceinte au moins un moyen, relié à la dite enceinte, de séparation des particules solides et des gaz contenant les produits du craquage, au moins partiel, de ladite charge et au moins un moyen de régénération d'au moins une partie des particules solides catalytiques relié d'une part au moyen de séparation desdites particules solides et d'autre part à ladite enceinte à proximité de ladite première extrémité de manière à permettre la régénération d'au moins une partie des particules solides catalytiques et le recyclage desdites particules solides dans ladite enceinte caractérisé en ce que ledit moyen de séparation des particules solides et des gaz est un séparateur cyclonique à co-courant.-15- Dispositif selon la revendication 14 dans lequel le séparateur cyclonique à co-courant comporte en combinaison - au moins une enceinte extérieure, de forme allongée le long d'un axe, de section sensiblement circulaire de diamètre (Dc), comprenant à une première extrémité des moyens d'introduction permettant d'introduire, par une entrée dite entrée externe, le mélange Ml contenant les particules solides formant la phase dense Dl et les gaz formant la phase légère L1, lesdits moyens étant adaptés à conférer au moins à la phase légère L1 un mouvement hélicoïdal dans la direction de l'écoulement dudit mélange Ml dans ladite enceinte extérieure, comprenant également des moyens de séparation des phases Dl et L1 et à l'extrémité opposée à ladite première extrémité des moyens de récupération permettant de récupérer, par une sortie, comportant un conduit latéral ou axial, dite sortie externe, au moins une partie de la phase dense D1, et ayant entre lesdites extrémités opposées une longueur L, - au moins une enceinte intérieure de forme allongée le long d'un axe, de section sensiblement circulaire, disposée coaxialement par rapport à ladite enceinte extérieure, comprenant à une distance Ls, inférieure à L, du niveau extrême de l'entrée externe, une entrée dite entrée interne, de diamètre (Di) inférieur à (Dc), dans laquelle pénètre au moins une partie de la phase légère L1 et à son extrémité opposée des moyens de récupération permettant de récupérer, par un conduit dit conduit interne, respectivement axial si le conduit de la sortie externe est latéral, ou latéral si le conduit de la sortie externe est axial, ladite partie de la phase légère L1, - ledit séparateur cyclonique comportant en outre en aval, dans le sens de circulation de la phase dense Dl, du niveau de l'entrée interne de l'enceinteintérieure, des moyens limitant la progression de la phase légère L1 àl'extérieur de ladite enceinte intérieure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9108145A FR2678280B1 (fr) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Procede et dispositif pour le craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures utilisant un separateur cyclonique a co-courant. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR9108145A FR2678280B1 (fr) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Procede et dispositif pour le craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures utilisant un separateur cyclonique a co-courant. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2678280A1 true FR2678280A1 (fr) | 1992-12-31 |
| FR2678280B1 FR2678280B1 (fr) | 1993-10-15 |
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ID=9414517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9108145A Expired - Fee Related FR2678280B1 (fr) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | Procede et dispositif pour le craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures utilisant un separateur cyclonique a co-courant. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2678280B1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0545771A1 (fr) * | 1991-12-05 | 1993-06-09 | Institut Francais Du Petrole | Séparateur extracteur cyclonique à co-courant |
| FR2706136A1 (fr) * | 1993-06-07 | 1994-12-16 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de conversion d'une charge comprenant un séparateur extracteur cyclonique à co-courant. |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2901420A (en) * | 1956-12-24 | 1959-08-25 | Shell Dev | Process of separating catalyst particles from hydrocarbon vapors |
| EP0206399A2 (fr) * | 1985-06-28 | 1986-12-30 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Procédé et dispositif pour la séparation solides-fluides |
| EP0250046A2 (fr) * | 1986-06-16 | 1987-12-23 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Séparateur à cyclone horizontal |
| EP0461004A1 (fr) * | 1990-06-05 | 1991-12-11 | Institut Français du Pétrole | Mélangeur-séparateur cyclonique à co-courant et ses applications |
-
1991
- 1991-06-27 FR FR9108145A patent/FR2678280B1/fr not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2901420A (en) * | 1956-12-24 | 1959-08-25 | Shell Dev | Process of separating catalyst particles from hydrocarbon vapors |
| EP0206399A2 (fr) * | 1985-06-28 | 1986-12-30 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Procédé et dispositif pour la séparation solides-fluides |
| EP0250046A2 (fr) * | 1986-06-16 | 1987-12-23 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Séparateur à cyclone horizontal |
| EP0461004A1 (fr) * | 1990-06-05 | 1991-12-11 | Institut Français du Pétrole | Mélangeur-séparateur cyclonique à co-courant et ses applications |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0545771A1 (fr) * | 1991-12-05 | 1993-06-09 | Institut Francais Du Petrole | Séparateur extracteur cyclonique à co-courant |
| FR2706136A1 (fr) * | 1993-06-07 | 1994-12-16 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de conversion d'une charge comprenant un séparateur extracteur cyclonique à co-courant. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2678280B1 (fr) | 1993-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |