FR2777806A1 - Procede de regeneration en mode degrade d'un catalyseur - Google Patents

Abstract

Procédé de régénération d'un lit mobile de catalyseur dans lequel ledit catalyseur traverse successivement au moins une zone de combustion A, au moins une zone d'halogénation B et au moins une zone de calcination C, ce procédé fonctionnant de façon discontinue en mode dégradé, le catalyseur partiellement coké issu de la dernière zone de combustion passe dans la zone d'halogénation dans laquelle la quantité d'halogène et la quantité d'oxygène sont sensiblement nulles - les vannes des conduites (19) et (20) sont alors pratiquement fermées -, ledit catalyseur traverse ensuite la zone de calcination dans laquelle la quantité d'oxygène est sensiblement nulle - la vanne de la conduite (11) est alors pratiquement fermée -.

Description

L'invention concerne un procédé de régénération d'un catalyseur, ledit

procédé fonctionnant en mode dégradé dans le cas o la capacité de combustion du régénérateur n'est pas suffisante pour éliminer tout le coke déposé sur le catalyseur

à régénérer.

Plus particulièrement, cette invention concerne la régénération en mode dégradé d'un catalyseur utilisé dans les procédés en lit mobile pour la production d'hydrocarbures aromatiques, notamment le reformage ou encore la déshydrogénation des paraffines. Le catalyseur utilisé pour la production d'hydrocarbures aromatiques, et notamment le reformage, comprend généralement un support (par exemple formé d'au moins un oxyde réfractaire, le support peut également inclure une ou plusieurs zéolithes), au moins un métal noble du groupe VIII de la classification périodique des éléments (Handbook of Chemistry and Physics, 76'h Edition, 1995-1996), ce métal noble est de préférence le platine, et de préférence au moins un métal promoteur (par exemple l'étain ou le rhénium), au moins un halogène et éventuellement un ou plusieurs éléments additionnels (tels que les alcalins, alcalino-terreux, lanthanides, silicium, éléments du groupe IV B de la classification périodique des éléments, métaux non nobles, éléments du groupe III A, etc.). Les catalyseurs de ce type contiennent, par exemple, du platine et au moins un autre métal déposés sur un support alumine, cette alumine subit en outre une chloration avant, après ou pendant le dépôt des différents éléments. D'une manière générale, ces catalyseurs sont utilisés pour la conversion d'hydrocarbures naphténiques ou paraffiniques, susceptibles de se transformer par déshydrocyclisation et/ou déshydrogénation, dans le reformage ou pour la production d'hydrocarbures aromatiques (par exemple production de benzène, toluène, ortho-, méta- ou paraxylènes). Ces hydrocarbures proviennent du fractionnement des

pétroles bruts par distillation ou d'autres procédés de transformation.

Ces catalyseurs sont largement décrits dans la littérature.

Les catalyseurs utilisés pour la déshydrogénation des paraffines comprennent généralement un support contenant, par exemple, au moins d'un oxyde réfractaire tel que l'alumine, au moins un métal noble du groupe VIII de la classification périodique des éléments, ce métal est de préférence le platine, ou au moins un oxyde d'au moins un élément choisi dans le groupe formé par les groupes V et VI de la classification périodique des éléments, ces oxydes sont de préférence l'oxyde de chrome, I'oxyde de molybdène ou l'oxyde de vanadium. Ces catalyseurs contiennent aussi souvent un ou plusieurs métaux additionnels tels que le potassium et/ou le lithium. Un des moyens pour augmenter les rendements de ces procédés de reformage ou de production d'aromatiques ou encore de déshydrogénation des paraffines, est de diminuer les pressions opératoires auxquelles s'effectuent les différentes réactions intéressantes. Par exemple, il y a 30 ans les réactions de reformage s'effectuaient à 40 bars; il y a 20 ans, à 15 bars. Aujourd'hui, il est courant de voir des réacteurs de reformage fonctionnant à des pressions inférieures à 10 bars, notamment comprises

entre 3 et 8 bars.

L'amélioration des réactions bénéfiques due à la baisse de pression s'accompagne d'une désactivation plus rapide du catalyseur par cokage. Le coke, qui est un composé de poids moléculaire élevé constitué essentiellement de carbone et d'hydrogène, se dépose sur les sites actifs du catalyseur. Le rapport molaire H/C du coke formé varie d'environ 0,3 à 1,0. Les atomes de carbone et d'hydrogène forment des structures poly-aromatiques condensées dont le degré d'organisation cristalline est variable en fonction de la nature du catalyseur et des conditions de fonctionnement des réacteurs. Bien que la sélectivité de transformation des hydrocarbures en coke soit très faible, les teneurs en coke accumulé sur le catalyseur peuvent être importantes. Typiquement, pour les unités à lit fixe, ces teneurs sont souvent comprises entre 2, 0 et 20,0 à 25,5 % poids. Pour les unités à lit

circulant, ces teneurs sont généralement inférieures à 10,0 % poids.

Le dépôt de coke, plus rapide à basse pression, nécessite une régénération également plus rapide du catalyseur. Les cycles de régénération actuels peuvent

descendre jusqu'à 2-3 jours.

La régénération de ces catalyseurs a déjà été décrite dans l'art antérieur, généralement ces régénérations sont effectuées selon 3 étapes essentielles effectuées dans 3 zones correspondantes. On effectue ainsi une étape de combustion lors de laquelle le coke est éliminé par brûlage avec un gaz contenant de l'oxygène, une étape d'halogénation dans laquelle le catalyseur est balayé par un gaz halogéné contenant de l'eau qui permet de réintroduire de l'halogène sur le catalyseur et de redisperser la phase métallique, une zone de séchage ou calcination dans laquelle l'eau produite par la combustion du coke ainsi que l'eau apportée par le gaz d'halogénation est éliminée. Cet enchaînement de 3 étapes est très souvent

suivi d'une étape de réduction au cours de laquelle le catalyseur est réactivé.

L'exploitant cherche à obtenir par la régénération, un catalyseur dont les propriétés se rapprochent le plus possible de celles du catalyseur neuf, il est décoké, la phase

métallique est redispersée.

De tels procédés sont largement décrits dans la littérature, et, par exemple dans les brevets US 4980325, US 5053371, EP-A-378482 et la demande de brevet FR

97/04660 de la demanderesse.

Dans le brevet US 4980325 un procédé de régénération en continu ou en semi-

continu d'un catalyseur de réformage désactivé est décrit. Le procédé est effectué selon les 3 étapes classiques décrites ci-dessus au moyen d'un catalyseur comprenant un métal du groupe VIII de le classification périodique des éléments et un halogène déposé sur un support à base d'alumine. L'étape de combustion est effectuée en présence d'un gaz de recyclage dont la concentration molaire en oxygène est d'environ 0,5 à 1, 5 %, le gaz d'évent de cette étape est en partie évacué et en partie recyclé vers cette zone de combustion après avoir été enrichi en un gaz

dit "déficient en oxygène".

Ce gaz dit "déficient en oxygène" provient d'un flux d'air qui a été divisé en, d'une part, un flux déficient en oxygène -c'est-à-dire que sa concentration en oxygène est inférieure à 12% en volume- et, d'autre part, un flux riche en oxygène -c'est-à-dire

que sa concentration en oxygène est supérieure à celle de l'air.

Après l'étape de combustion, le catalyseur subit une étape d'halogénation puis une étape de calcination dans laquelle ce catalyseur est mis en contact avec un mélange

composé d'une portion du flux riche en oxygène combiné avec de l'air.

Le brevet US 5053371 décrit un procédé de régénération en continu d'un catalyseur de réformage effectué selon les 3 étapes classiques décrites ci-dessus. Ce procédé comprend une étape de combustion dans laquelle le catalyseur est mis en contact avec un gaz de recyclage contenant de l'oxygène. Ce gaz de recyclage est évacué de la zone de combustion, une fraction de ce gaz est évacuée du dispositif, I'autre fraction est envoyée dans une boucle de recyclage. Dans la boucle de recyclage, on ajoute à cette fraction une masse de gaz contenant de l'oxygène égale à la masse de

la fraction de ce gaz évacuée du dispositif.

Le catalyseur subit ensuite une étape d'halogénation puis une étape de calcination au moyen d'un gaz contenant de l'oxygène. A l'étape d'halogénation, on recycle une partie du gaz d'halogénation et on ajoute dans cette boucle d'halogénation un halogène de façon à maintenir la concentration en halogène dans la zone d'halogénation. Les différents gaz circulant dans les zones du dispositif de régénération peuvent en partie circuler et passer de la zone de calcination vers la

zone d'halogénation puis de la zone d'halogénation vers la zone de combustion.

Un perfectionnement de cette invention consiste à mesurer la concentration dans le gaz de recyclage afin de déterminer la quantité de gaz contenant de l'oxygène requise pour la régénération, puis à ajouter la quantité requise de gaz contenant de l'oxygène

au niveau de la boucle d'halogénation.

Le brevet EP-A-378.482 de la demanderesse expose un procédé de régénération en continu d'un catalyseur de reformage ou de production d'aromatiques, qui permet de pallier les inconvénients inhérents à des cycles de régénération de plus en plus courts. Une des étapes de la régénération est l'oxychloration du catalyseur. Selon le brevet EP-A378.482, le catalyseur usé chemine progressivement de haut en bas dans une enceinte de régénération o il rencontre successivement une première zone à lit mobile et radiale de combustion, une deuxième zone à lit mobile et radiale de combustion, une zone à lit mobile axiale d'oxychloration et une zone à lit mobile axiale de calcination, et (a) dans la première zone de combustion, le catalyseur est traité par un gaz de combustion à base d'un gaz inerte circulant à co-courant du catalyseur, renfermant 0,01 à 1 % d'oxygène en volume, ce gaz de combustion provenant d'une zone de lavage des gaz issus de la combustion, de l'oxychloration et de la calcination. (b) dans la deuxième zone de combustion, le catalyseur est traité en présence des gaz en provenance de la première zone de combustion et en présence d'un gaz inerte d'appoint auquel on ajoute jusqu'à 20 % en volume d'oxygène de façon à ce que le catalyseur soit au contact d'un gaz renfermant 0,01 à 1 % d'oxygène

en volume.

(c) les gaz de brûlage sont évacués de la deuxième zone de combustion et sont envoyés vers une boucle de lavage après avoir été préalablement mélangés aux

gaz soutirés de la zone d'oxychloration et de la zone de calcination.

La demande de brevet FR 97/04660 décrit un procédé de régénération d'un lit mobile de catalyseur de reformage ou de production d'hydrocarbures aromatiques, ou encore de déshydrogénation des paraffines, renfermant un support, au moins un métal noble et au moins un halogène, ce procédé comprend une étape de combustion avec traitement du catalyseur en lit mobile dans au moins 2 zones de combustion successives, une étape d'oxychloration et une étape de calcination, dans lequel - chaque zone de combustion est séparée des zones de combustion adjacentes de façon à pouvoir laisser passer le catalyseur et empêcher le passage des gaz, dans chaque zone de l'étape de combustion est introduit au moins un gaz contenant de l'oxygène et les gaz produits sont extraits de chaque zone, la sévérité des conditions opératoires dans chaque zone de l'étape de combustion

s'accroît avec le sens de l'écoulement du catalyseur.

Dans tous ces procédés, la teneur en oxygène dans l'étape de combustion est ajustée de façon à ce que pratiquement tout, et de préférence tout le coke soit brûlé avant de passer dans l'étape d'halogénation. La demanderesse a maintenant trouvé qu'il était possible de faire fonctionner le procédé de régénération en mode dégradé (ce mode étant évidemment discontinu, c'est-à-dire limité dans le temps), procédé dans lequel on peut tolérer une combustion incomplète du coke pendant un certain

temps, le procédé ayant un fonctionnement normal en dehors.

Ce procédé s'applique dans le cas o la capacité de combustion du régénérateur n'est pas suffisante pour éliminer tout le coke déposé sur le catalyseur. Dans le cas o la quantité de coke à brûler est trop importante pour la capacité de la zone de combustion, les procédés classiques de régénération des catalyseurs, tels ceux cités ci-dessus, ont généralement pour effet la destruction ou pour le moins une altération du catalyseur due à la forte exothermicité provoquée par la combustion du coke hors

de la zone de combustion, par exemple en zone d'halogénation.

Classiquement, on applique ce procédé lorsque l'on veut traiter à la suite des charges dont les constituants sont sensiblement identiques mais dans lesquelles les proportions de chacun des constituants sont différentes. Ainsi lorsque la charge traitée est particulièrement cokante, la quantité de coke déposé peut être telle que, après régénération selon un procédé classique, il reste encore du coke sur ledit catalyseur. La mise en fonctionnement du procédé de régénération en mode dégradé permet d'accélérer le processus d'enlèvement du coke déposé sur le catalyseur, le fonctionnement du procédé de régénération en mode dégradé est poursuivi jusqu'à

ce que la quantité de coke déposé soit acceptable pour un fonctionnement normal.

La quantité limite de coke déposée sur le catalyseur est choisie au préalable en fonction des charges à traiter et des spécifications choisies sur le produit fini. On peut ainsi faire varier la sévérité des conditions de combustion, on peut aussi prolonger plus ou moins longtemps le fonctionnement du procédé de régénération en

mode dégradé.

Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de régénération d'un lit mobile de catalyseur dans lequel ledit catalyseur traverse successivement au moins une zone de combustion -dans laquelle est introduit au moins un gaz contenant de

l'oxygène-, au moins une zone d'halogénation et au moins une zone de calcination.

Ce procédé fonctionne de façon discontinue en mode dégradé, le catalyseur partiellement coké issu de la dernière zone de combustion passe dans la zone d'halogénation. Dans cette zone d'halogénation la quantité d'halogène est sensiblement nulle et la quantité d'oxygène est inférieure de dix fois la quantité d'oxygène de la zone de combustion la plus riche en oxygène, de préférence la quantité d'oxygène est nulle Ledit catalyseur traverse ensuite la zone de calcination dans laquelle la quantité d'oxygène est inférieure de dix fois la quantité d'oxygène de la zone de combustion la

plus riche en oxygène, de préférence la quantité d'oxygène est nulle.

Les rapports des quantités d'oxygène dans les zones de combustion d'halogénation et de calcination sont calculés de façon absolue et ne sont pas fonction des dimensions

desdites zones de combustion d'hologénation et de calcination.

La présente invention concerne particulièrement un procédé de régénération en mode dégradé d'un lit mobile de catalyseur de production d'hydrocarbures

aromatiques, de reformage, ou de déshydrogénation des paraffines.

Le procédé selon la présente invention permet donc le fonctionnement temporaire de l'unité avec une charge plus cokante que celle pour laquelle l'unité a été conçue. Ce fonctionnement s'effectue sans arrêter la circulation du catalyseur. Selon les hommes de l'art, une circulation stable et permettant une élimination, même incomplète, du coke est toujours préférable. Le procédé selon la présente invention s'applique à tous les procédés classiques comprenant au moins une zone de combustion, une zone d'halogénation et une zone de calcination dans lesquels l'introduction d'oxygène dans le gaz circulant dans la zone de combustion est indépendante de l'introduction d'oxygène dans le gaz circulant dans la zone d'halogénation -ou plus généralement de toute autre zone du procédéet dans lesquels l'introduction d'oxygène dans le gaz circulant dans la zone de combustion a lieu après soutirage de la partie recyclée des gaz issus de la combustion vers l'halogénation. Selon ce procédé l'étape de combustion est effectuée dans les conditions de combustion classiques, c'est-à-dire avec introduction d'oxygène telles que par exemple celles décrites dans les brevets cités ci-dessus, les étapes d'halogénation et de calcination sont effectuées selon l'invention en fermant les entrées des différents gaz: on arrête ainsi les alimentations en oxygène, en agent halogénant et en eau du gaz la zone d'halogénation, et

I'alimentation en oxygène du gaz de la zone de calcination.

Le procédé se déroule en lit mobile ou avec des écoulements intermittents du catalyseur, dans ce cas, chaque étape se déroule dans au moins une zone

différente, le catalyseur s'écoulant d'une zone à l'autre.

Suivant le procédé selon la présente invention, à l'étape de combustion, une quantité

de coke inférieure à la quantité déposée sur le catalyseur est brûlée, ledit catalyseur -

encore partiellement coke- est ensuite séché dans les zones d'halogénation et de

calcination (du fait des températures existantes).

Les étapes d'halogénation et de calcination n'étant pas effectuées normalement, la phase métallique n'est pas redispersée et le catalyseur n'est pas ré-enrichi en halogène, les propriétés catalytiques liées à la phase métallique et à la phase halogénée ne sont donc pas totalement rétablies. Le catalyseur, qui n'est ainsi

qu'incomplètement régénéré, peut tout de même être réduit.

De façon particulière, ce procédé en mode dégradé peut être mis en oeuvre sur les dispositifs décrits dans les textes des brevets US 4980325, US 5053371, EP 378482 et de la demande de brevet FR 97/04660 de la demanderesse après qu'il y soit au besoin apporté les modifications nécessaires permettant d'introduire l'oxygène dans le gaz circulant dans la ou les zone(s) de combustion indépendamment de l'introduction

d'oxygène dans le gaz circulant dans la zone d'halogénation.

Sans vouloir restreindre la portée de l'invention, la description du procédé en mode

dégradé selon la présente invention est effectué sur la base du procédé décrit dans la

demande de brevet FR 97/04660, et qui est montré figure 1.

La figure 2 montre une réalisation de l'invention sur un autre procédé.

Selon le procédé montré figure 1, l'étape de combustion est effectuée dans au moins 2 zones de combustion, généralement la sévérité des conditions opératoires augmente dans le sens de l'écoulement du catalyseur. La présente invention est applicable quelque soit le nombre de zones de combustion et quelque soit leur agencement (séparées ou non, radiais, axials...) Avantageusement, mais sans que ceci soit obligatoire pour la réalisation de l'invention, l'étape de combustion se termine par une dernière zone dite de contrôle de la fin de la combustion dans laquelle la consommation d'oxygène est inférieure à 10 % de l'oxygène entrant dans ladite zone. La température est de préférence sensiblement constante. De préférence, la zone de contrôle est située dans la partie

inférieure de la dernière zone de combustion, donc après la fin du front de flamme.

De plus, il est introduit généralement dans la zone de contrôle un gaz contenant de I'oxygène en quantité supérieure à celle des gaz entrant aux niveaux situés en amont (dans le sens de l'écoulement du catalyseur). On notera qu'en mode dégradé, cette zone, qui est une zone de contrôle en fonctionnement normal, devient une troisième

zone de combustion.

On définit ainsi une combustion en plusieurs zones (ou étages), o chaque étage est caractérisé par une température régnant dans ledit étage, une température d'entrée du gaz contenant l'oxygène, une teneur en oxygène du gaz entrant, un débit de gaz et une durée d'exposition du catalyseur coke à ces conditions, afin d'avoir une

combustion plus efficace.

Le catalyseur ayant subit l'étape de combustion passe ensuite dans la zone d'halogénation dans laquelle les entrées de gaz contenant de l'oxygène et au moins un halogène sont quasiment fermées, de préférence ces entrées sont fermées. Par ailleurs, les conditions de température, de pression et de circulation du catalyseur sont celles appliquées dans la zone d'halogénation lorsque le procédé fonctionne en

mode classique c'est-à-dire non dégradé.

Par "quasiment fermées" au sens de la présente description, on entend que la

quantité d'oxygène est dix fois plus importante dans les zones de combustion que

dans les zones d'halogénation et de calcination.

Dans la demande de brevet FR 97/04660, I'étape d'halogénation est plus exactement

une étape d'oxychloration, dans la présente description le terme " oxychloration " a

été conservé.

Le catalyseur passe ensuite dans la zone de calcination dans laquelle les entrées de gaz contenant de l'oxygène sont quasiment fermées, de préférence ces entrées sont fermées. Par ailleurs, les conditions de température, de pression et de circulation du catalyseur sont celles appliquées dans la zone de calcination lorsque le procédé

fonctionne en mode normal.

L'installation de la figure 1 pour la régénération de catalyseur comprend au moins

une conduite d'entrée (1) et une conduite (4) de sortie du catalyseur de l'enceinte.

Ledit catalyseur, sous forme de lit mobile, traverse successivement des zones de combustion, oxychloration et calcination, ladite enceinte comportant: -au moins deux zones de combustion (A1, A2) radiales disposées en série, entre ces zones de combustion sont disposés des moyens de séparation permettant le passage du catalyseur entre lesdites zones dans des conduites -ces conduites étant prévues à cet effet mais empêchant le passage des gaz entre lesdites zones-, -avantageusement une zone (FC) de contrôle de la fin de la combustion située dans la partie inférieure de la dernière zone de combustion, -au moins une conduite (30) pour l'introduction de gaz contenant de l'oxygène dans la première zone de combustion, I'oxygène d'appoint étant amené par la conduite (33), au moins une conduite (32) pour l'évacuation des gaz d'une zone de combustion et pour leur introduction dans la zone de combustion suivante après éventuel appoint en oxygène par la conduite (35), au moins une conduite (31) pour l'introduction de gaz contenant de l'oxygène dans la zone de contrôle, I'oxygène d'appoint étant amené par la conduite (34), -au moins une conduite (5) pour l'évacuation des gaz issus de l'étape de combustion en dehors de l'enceinte, ladite conduite étant située avant la zone d'oxychloration, et comportant au moins un moyen pour le refroidissement desdits gaz, au moins un moyen (6) de traitement desdits gaz pour éliminer les impuretés, au moins un moyen (7) pour le séchage des gaz, et au moins un moyen (8) pour leur compression, -au moins une conduite (9) pour recycler une partie des gaz issus de la combustion puis comprimés, cette conduite étant reliée aux conduites (30) et (31), -au moins une conduite (10) pour évacuer l'autre partie des gaz issus de la combustion puis comprimés, cette conduite (10) est reliée à une conduite (14); sur la conduite (14) est disposé au moins un moyen de chauffage (16) des gaz, la conduite (14) est reliée à au moins une conduite (17) qui amène une partie au moins desdits gaz dans la zone d'oxychloration, la conduite (17) étant reliée à au moins une conduite (20) pour l'introduction d'eau et au moins une conduite (19) pour l'introduction d'agent chlorant, - au moins une conduite (18) reliée à la conduite (14) pour l'introduction d'un gaz contenant de l'oxygène dans la zone de calcination, -au moins une conduite (21) pour évacuer les gaz issus de la zone d'oxychloration comportant au moins un moyen (22) de traitement desdits gaz avant leur évacuation

hors de l'installation par la conduite (23).

Avantageusement, la conduite (9) comporte au moins un moyen de chauffage du gaz

amené dans la zone de contrôle.

Avantageusement, sur chaque conduite (30) et (31) est disposé au moins un moyen

de chauffage (36,37) du gaz.

Avantageusement, la conduite (5) comporte au moins un moyen de refroidissement,

suivi d'au moins un sécheur (7), puis d'au moins un moyen de compression (8).

Ainsi les gaz issus de l'étape de combustion sont refroidis, traités pour éliminer les impuretés, séchés, puis au moins une partie de ces gaz est, après apport d'oxygène

et éventuel réchauffage, envoyée dans la première zone de combustion.

Il De façon classique le catalyseur usé à régénérer entre dans le sommet (2) de

l'enceinte E de régénération par la conduite (1).

Le catalyseur est introduit ensuite par des conduites ou jambes (3) dans une première zone de combustion A1. Dans cette zone le catalyseur subit un premier brûlage ou combustion à l'aide d'un gaz contenant de l'oxygène introduit par la

conduite (30), I'oxygène d'appoint étant amené par la conduite (35).

De façon générale, les zones de combustion sont de type radial, et de préférence annulaire, le lit s'écoule alors dans l'espace annulaire délimité par deux parois

cylindriques coaxiales, le gaz entrant par une paroi et sortant par l'autre.

Le gaz, après passage dans cette première zone de combustion, est extrait de ladite zone par la conduite (32), et il est réintroduit en partie au moins, et de préférence en totalité, dans la seconde zone de combustion A2, dans laquelle s'écoule le catalyseur. D'une façon générale, le gaz extrait d'une zone de combustion est réintroduit au

moins en partie, et de préférence en totalité, dans la zone de combustion suivante.

Un appoint d'oxygène a lieu si besoin, et ce par une conduite (35). Cette disposition permet une utilisation maximum de l'oxygène restant et un apport d'oxygène minimum. Les zones de combustion A1 et A2 sont physiquement séparées de façon à laisser passer le catalyseur mais en empêchant le passage des gaz, par exemple le

passage direct des gaz de A1 vers A2.

L'homme du métier choisira le moyen le plus adapté pour remplir cette fonction.

Dans le mode de réalisation figure 1, une plaque (29) est disposée à cet effet entre les zones A1 et A2 sur toute la section de l'enceinte E de régénération, à l'exception

des sections réservées au passage du catalyseur (jambes ou autres conduites).

Certes, un peu de gaz passe dans la zone A2 avec le catalyseur dans les jambes

(3), mais c'est une mineure partie du gaz.

Le gaz après passage dans cette seconde zone de combustion est extrait de ladite

zone par la conduite (5).

Cette gestion séparée des gaz au niveau de chaque zone de combustion permet de connaître précisément à tout moment les températures des gaz entrant et sortant et leurs quantités d'oxygène. Outre une utilisation maximum de l'oxygène, cette gestion permet une maîtrise de la combustion du coke par la maîtrise des conditions

opératoires au niveau de chaque zone.

De façon particulièrement avantageuse, on procède à une opération de contrôle de

fin de la combustion dans une dernière zone de l'étape de combustion.

Dans la réalisation de la figure 1, cette opération est effectuée dans la partie inférieure (dans le sens de l'écoulement du catalyseur) de la dernière zone de

combustion A2, cette partie inférieure constitue alors une zone FC dite de contrôle.

Dans une autre réalisation non représentée, la zone FC de contrôle est une zone non

incluse dans la dernière zone de combustion A2.

La zone FC de contrôle se distingue d'une zone de combustion en ce que la consommation d'oxygène est dans la zone FC approximativement inférieure à 10 % de l'oxygène entrant. Avantageusement, la température qui y règne reste sensiblement constante (variation de 3% maximum et mieux de 2 % maximum) aux erreurs de mesure près et aux déperditions thermiques près.

Il entre dans cette zone FC un gaz contenant de l'oxygène par la conduite (31), gaz qui est extrait après son passage à travers la zone FC par la conduite (5) par laquelle s'effectue également l'évacuation du gaz ayant traversé la dernière zone de

combustion A2.

L'homme du métier choisira les moyens adaptés pour mesurer la consommation d'oxygène dans la zone FC. Par exemple, on peut mesurer la variation de la teneur en oxygène entre l'entrée et la sortie de la zone FC à partir d'une variation de la teneur à l'entrée (au même débit total de gaz) et la mesure de la variation de la teneur en sortie de zone. D'une façon générale, si le fonctionnement des étages précédents est correct, la consommation en oxygène dans la zone FC doit être faible

(inférieure à 2-3 %).

Un autre moyen est de disposer de moyens de mesure de la température et/ou de la teneur en oxygène soit sur le gaz sortant (par exemple dans le cas o le gaz sort indépendamment des autres gaz issus de la combustion) soit au niveau de la paroi

par laquelle sort le gaz de la zone FC.

On peut également adapter des moyens pour mesurer la température du lit

catalytique ou du catalyseur entrant et sortant de la zone de contrôle.

On dispose ainsi d'un moyen simple pour contrôler le bon fonctionnement des étages de combustion, et par la gestion indépendante des gaz de chaque étage, on peut rapidement et facilement remédier aux déficits de combustion en faisant varier la

température ou le taux d'oxygène dans une ou plusieurs zones.

En effet, si la comparaison des teneurs en oxygène ou des températures sur gaz et/ou catalyseur conduit à des variations en dehors des valeurs admissibles pour le procédé (moins de 10 % pour l'oxygène et au plus 3 % pour la température) alors au moins une condition opératoire d'au moins une zone de combustion est modifiée de façon à corriger la différence. Ce peut être par modification de la teneur en oxygène

et/ou de la température du gaz entrant).

L'exploitant corrige, en général, les conditions opératoires pour avoir une combustion complète. Mais dans certains cas, il peut souhaiter ne pas le faire, ou bien la charge est très cokante et dépasse les capacités d'adaptation de l'installation. Dès lors, grâce à la présence de la zone de contrôle, il sait que le catalyseur est encore coké

et que dès lors, il devra faire fonctionner l'installation en mode dégradé.

Les conditions opératoires sont choisies pour chaque zone de combustion et strictement contrôlées au niveau de chaque zone de façon à réduire autant que

possible l'effet néfaste de la combustion sur le catalyseur.

Chaque étage de combustion (zone) reçoit au moins un gaz contenant de l'oxygène à: - un PPH (poids de charge/poids de catalyseur/heure) compris entre 1 et 50 h-1, et de préférence 10-40 h-1, et de façon encore plus préférée 15-35 h-1, - une température T comprise entre 350 et 600 C, une teneur en oxygène 02' d'au plus 2 %, et de préférence 0,01-2 % et de manière encore plus préférée 0,5-1,5 %, - chaque zone a un volume V correspondant à un temps de séjour du catalyseur de minà3h. Pour chaque zone, la température d'entrée du gaz contenant de l'oxygène et la teneur en oxygène sont telles que: -la température maximale en sortie de lit est inférieure à une valeur maximale admissible, fonction des matériaux utilisés (par exemple, 770 C pour un acier faiblement allié), I'élévation maximale de température entre entrée et sortie du lit est inférieure à C de préférence de l'ordre de 100 C, -la température dans la zone est d'au moins 350 C et inférieure à 600 C, de préférence inférieure à 580 C et mieux d'au plus 550 C, - la température dans la zone est supérieure à la température de la zone qui la précède immédiatement. Ainsi dans la zone A2, la température T2 est supérieure à

T1 de la zone A1.

Ces températures de plus en plus élevées résultent du transfert du catalyseur chaud de la zone précédente, de l'introduction du gaz chaud contenant de l'oxygène, de la réaction exothermique de combustion qui se développe, et de la

sévérité croissante des conditions opératoires.

De préférence, pour garantir le bon fonctionnement de la combustion, on introduit des gaz de plus en plus chauds au niveau des zones rencontrées lors de l'écoulement du catalyseur. Ainsi la température T2 du gaz entrant en deuxième zone sera avantageusement supérieure à celle T1 du gaz entrant en première

zone, et T3 sera supérieure à T2 (T3: température de la zone de contrôle).

Plus précisément, il entre dans la zone FC un gaz ayant une température au moins sensiblement égale à celle régnant à la fin de la combustion de la dernière zone de

combustion.

-la teneur en oxygène du gaz introduit est également de plus en plus grande au niveau des zones rencontrées par le catalyseur, et la zone de contrôle correspond à la teneur en oxygène la plus forte (quantité supérieure à celle des gaz entrant aux

niveaux situés en amont).

Après avoir subi la combustion, le catalyseur à faible teneur en matière carbonée (en fonctionnement normal) arrive dans la zone d'oxychloration (B) en passant dans des conduites ou jambes (3). Puis il s'écoule vers la zone de calcination (C) et ressort de

l'enceinte par les conduites (4).

La figure 1 montre une zone d'oxychloration et une zone de calcination, plusieurs

sont possibles. Ces zones sont très avantageusement de type axial.

Entre les zones d'une part de combustion et d'autre part d'oxychloration, on peut avantageusement disposer une plaque ou tout autre moyen de séparation des zones

permettant de laisser passer le catalyseur mais pas les gaz.

Les gaz issus de la combustion sont évacués par au moins une conduite (5), le flux contenu dans la conduite (5) est ensuite séparé en deux. Le premier flux est recyclé par la conduite (9) dans la zone de combustion (A) après appoint d'oxygène et

éventuel réchauffage, tandis que l'autre flux passe par la conduite (10).

Un appoint en oxygène sec (sécheur 13 précédé d'un refroidisseur) est additionné au gaz de la conduite (10) par l'intermédiaire d'une conduite (11) reliée à un compresseur (12) qui assure un débit d'air par exemple, réglé par une vanne, en

fonction du taux d'oxygène requis dans le gaz.

Selon la réalisation de la figure 1, dans le procédé selon la demande de brevet FR 97/04660, une partie du gaz de la conduite (14) alimente directement la zone d'oxychloration par la conduite (17), tandis que l'autre partie alimente la zone de calcination par la conduite (18). L'injection du gaz dans la zone d'oxychloration se fait après avoir ajouté une quantité contrôlée de vapeur d'eau par au moins une conduite

(19) et une quantité contrôlée d'agent chlorant par au moins une conduite (20).

De préférence, les conduites (17) et (18) arrivent dans la partie inférieure de chacune des zones axiales. Au niveau de la conduite (17), on dispose avantageusement dans le lit catalytique au moins un déflecteur (24) pour une bonne répartition des gaz. Le gaz est évacué de la zone d'oxychloration par la conduite (21), passe avantageusement dans l'échangeur de chaleur (15), avant d'être acheminé dans une zone de lavage (22). Le gaz lavé peut être ensuite rejeté à l'atmosphère par la

conduite (23) ou de façon plus générale évacué hors de l'installation.

D'une façon préférée, on dispose une conduite (18) reliée à la conduite (14) pour amener le gaz contenant de l'oxygène dans la zone de calcination, de préférence la

conduite (18) est placée après le four (16).

Dans le procédé en mode dégradé selon la présente invention, les vannes disposées les conduites (19), (20) et (11) sont fermées. Seul circule le gaz issu de la combustion. Un autre mode de réalisation est présenté figure 2. Selon cette réalisation, le catalyseur à régénérer est introduit dans le régénérateur (1) par les conduits (3). Ces conduits alimentent un lit catalytique formé par 2 parois cylindriques concentriques, la paroi interne de ce lit catalytique est représentée par le trait (45) et la paroi externe est représentée par le trait (44). Le catalyseur est finalement extrait du régénérateur

(1) par le conduit (2).

Ledit régénérateur comprend une partie supérieure (22) et une partie inférieure (21).

Le gaz de la partie supérieure est extrait du régénérateur par les conduits (4) et (5), le gaz circulant dans le conduit (4) est envoyé au moyen d'un conduit (6) dans un compresseur (15). En sortie du compresseur, le gaz de la conduite (6) est envoyé au moyen d'un conduit (7) dans la partie haute du régénérateur, au niveau de la zone de combustion dudit régénérateur. L'admission dans ledit régénérateur se fait au moyen d'une tubulure (8). Une partie du gaz qui circule dans la conduite (6) est évacuée du dispositif par le conduit (9). Le gaz extrait du régénérateur par le conduit (5) est évacué du dispositif par le conduit (9), le conduit (10) relie le conduit (5) au conduit (9). Un appoint de gaz est chauffé par passage dans le four (11) et ajouté au gaz qui

circule dans le conduit (6) par le conduit (12).

Le gaz circulant dans le conduit (13) provient d'un système de séparation (14). Ce système de séparation (14) permet, à partir d'air admis dans le conduit (16), d'obtenir un gaz déficient en oxygène qui est envoyé dans le conduit (13) et d'un gaz riche en

oxygène envoyé dans le conduit (17).

De l'air est aussi admis dans le dispositif au moyen d'un filtre (18), cet air filtré est ensuite envoyé dans le conduit (19). Dans ce conduit (19) est aussi admis le gaz circulant dans le conduit (17). Le gaz circulant dans le conduit (19) est envoyé dans un compresseur (20), le gaz comprimé est ensuite envoyé dans un conduit 24 puis séché dans un sécheur (25). En sortie du sécheur, le gaz est envoyé dans le conduit (26) puis dans un four (27). Le gaz sortant du four (27) est envoyé dans un conduit (28) au moyen de la tubulure (30), le gaz du conduit (28) est introduit dans la partie basse (21) du régénérateur (1) au niveau de la zone de calcination dudit régénérateur. Sur le conduit (26) est disposée une vanne (47), d'autre part, en amont de cette vanne -par rapport à la circulation du fluide- le conduit (26) est relié à un conduit de purge (29) sur lequel est disposée une vanne (46). Sur cette figure 2, une boucle d'halogénation est aussi représentée. Un gaz contenant au moins un halogène est admis dans le conduit (31). Ce conduit qui est muni d'une vanne (32) permet d'alimenter le conduit (33). Le gaz circulant dans le conduit (33) est chauffé dans le four (34) puis ressort dans le conduit (35). Le gaz du conduit (35) est ensuite introduit au moyen d'une tubulure (36) dans le régénérateur

(1) au niveau de la zone d'halogénation dudit régénérateur.

La paroi (37) étant perméable aux gaz, le gaz de la zone de calcination introduit dans régénérateur (1) au niveau de sa partie basse (21) et le gaz de la zone d'halogénation dudit régénérateur peuvent se mélanger. Le mélange des gaz de calcination et d'halogénation est ensuite envoyé dans le conduit (23), la paroi (38)

étant imperméable aux gaz.

Le conduit (23) se termine par une tubulure (39). Le gaz qui sort de la tubulure (39) est envoyé dans un conduit (40), une partie de ce gaz est évacuée du dispositif par le conduit (41), l'autre partie de ce gaz est envoyée dans un compresseur (42) puis le gaz comprimé est envoyé dans un conduit (43). Le conduit (43) alimente le conduit (33). Dans le fonctionnement en mode dégradé du procédé selon la présente invention, la

vanne (46) est ouverte, les vannes (32) et (47) sont fermées.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1- Procédé de régénération d'un lit mobile de catalyseur dans lequel ledit catalyseur traverse successivement au moins une zone de combustion dans laquelle est introduit au moins un gaz contenant de l'oxygène, au moins une zone d'halogénation et au moins une zone de calcination, procédé caractérisé en ce qu'il fonctionne de façon discontinue en mode dégradé avec passage du catalyseur partiellement coke issu de la dernière zone de combustion dans la zone d'halogénation, la quantité d'halogène de la zone d'halogénation étant sensiblemement nulle et la quantité d'oxygène de la zone d'halogénation étant inférieure de dix fois la quantité d'oxygène de la zone de combustion la plus riche en oxygène, ledit catalyseur traversant ensuite la zone de calcination dans laquelle la quantité d'oxygène est inférieure de dix fois la quantité d'oxygène contenue dans le gaz de

la zone de combustion la plus riche en oxygène.

2- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la quantité d'oxygène de la

zone d'halogénation est nulle.

3- Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la quantité d'oxygène

de la zone de calcination est nulle.

4- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit

procédé est un procédé de production d'hydrocarbures aromatiques ou de reformage.

- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le

catalyseur à régénérer comprend un support, au moins un métal noble du groupe VIII

et au moins un halogène.

6- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit procédé est

un procédé de déshydrogénation des paraffines.

7- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 ou selon la revendication 6 caractérisé

en ce que le catalyseur à régénérer comprend un support, au moins un métal noble du groupe VIII ou au moins un oxyde d'un élément choisi dans le groupe formé par

les groupes V et Vl de la classification périodique des éléments.

8- Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que le catalyseur à régénérer comprend au moins un métal additionnel choisi dans le groupe formé par le

potassium et le lithium.

9- Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que, pour

chaque zone de combustion, la teneur en oxygène du gaz entrant est comprise entre 0,01 et 2 %, la température du gaz entrant est comprise entre 350 et 600 C, le temps de séjour du catalyseur dans une zone est compris entre 5 minutes et 3 heures, le

PPH est compris entre 1 et 50 h-1.