FR3020373A1 - HYDROTREATING PROCESS IN ASCENDING CO-CURRENT REACTORS HAVING AN OVERCURRENT CURRENT - Google Patents

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Abstract

Un procédé d'hydrotraitement en lit fixe en contre-courant simulé comportant deux zones d'hydrotraitement à co-courant ascendant et deux zones de séparation dans lequel la deuxième zone d'hydrotraitement est disposée en dessous de la première zone de séparation de manière à créer une hauteur hydrostatique H de liquide dans une jambe liquide connectant ladite première zone de séparation à ladite deuxième zone d'hydrotraitement, la hauteur H générant une différence de pression permettant de réaliser l'écoulement de la première fraction liquide vers la deuxième zone d'hydrotraitement de manière gravitaire sans nécessité d'une pompe.A simulated countercurrent fixed bed hydrotreatment process comprising two upflow cocurrent hydrotreating zones and two separation zones in which the second hydrotreatment zone is disposed below the first separation zone so as to creating a hydrostatic head H of liquid in a liquid leg connecting said first separation zone to said second hydrotreatment zone, the height H generating a pressure difference allowing the flow of the first liquid fraction to flow to the second zone; hydrotreatment in a gravitational manner without the need for a pump.

Description

La présente invention se rapporte au domaine des procédés d'hydrotraitement de charge hydrocarbonée, de préférence de type gazole. Plus particulièrement, la présente invention se rapporte à un procédé d'hydrotraitement en lit fixe en contre-courant simulé dans lequel la charge et l'hydrogène sont injectés en co- s courant ascendant. De façon générale, le procédé d'hydrotraitement d'une charge d'hydrocarbures, notamment une coupe gazole, a pour but d'améliorer ses caractéristiques en réduisant la présence de soufre ou d'autres hétéroatomes comme l'azote, mais aussi en diminuant la teneur en composés hydrocarbures aromatiques par 10 hydrogénation pour augmenter l'indice de cétane. En particulier, le procédé d'hydrotraitement de coupes hydrocarbonées a pour but d'éliminer les composés soufrés ou azotés contenus dans celles-ci afin de mettre par exemple un produit pétrolier aux spécifications requises (teneur en soufre, teneur en aromatiques etc..) pour une application donnée (carburant automobile, essence ou gazole, fioul 15 domestique, carburéacteur). Le durcissement des normes de pollution automobile dans la communauté européenne a contraint les raffineurs à réduire très fortement la teneur en soufre dans les carburants diesel et les essences (au maximum 10 parties par million poids (ppm) de soufre au ler janvier 2009, contre 50 ppm au ler janvier 2005). 20 Les procédés d'hydrotraitement classiques utilisent généralement un réacteur en lit fixe, dans lequel un ou plusieurs lits catalytiques contenant un ou plusieurs catalyseurs d'hydrotraitement sont disposés. La charge et l'hydrogène sont généralement introduits en tête du réacteur et traversent le réacteur de haut en bas en co-courant descendant. Lorsque la charge et l'hydrogène traversent le 25 réacteur, la réaction d'hydrotraitement permet de décomposer les impuretés, notamment les impuretés comportant du soufre ou de l'azote et éventuellement d'éliminer partiellement les composés hydrocarbures aromatiques et plus particulièrement les composés hydrocarbures polyaromatiques. La destruction des impuretés conduit à la production d'un produit hydrocarboné hydroraffiné et 30 d'un gaz acide riche en H2S et en NH3, gaz connus pour être des inhibiteurs et même dans certains cas des poisons des catalyseurs d'hydrotraitement. Les réactions d'hydrogénation les plus faciles ont généralement lieu dans la partie haute du réacteur, puis deviennent de plus en plus difficiles au fur et à mesure que la charge et l'hydrogène traversent progressivement le réacteur. Cette perte en d'efficacité est due non seulement au fait que la charge d'hydrocarbures 5 comporte de plus en plus de composés soufrés réfractaires aux réactions d'hydrogénation mais également au fait que la phase gaz comprenant de l'hydrogène se charge en composés inhibiteurs (NH3 et H2S) qui diminue par conséquent la pression partielle d'hydrogène. Des quantités de catalyseurs importantes doivent donc être mises en place afin de compenser cette baisse de 10 réactivité. Pour contourner cette difficulté, deux principales alternatives sont généralement proposées dans l'état de la technique : La première alternative est un procédé d'hydrotraitement en contre-courant pur : Dans ce type de procédé, l'hydrogène est introduit en fond de réacteur et la 15 charge hydrocarbonée en tête. Ainsi, l'hydrogène le plus pur se situe dans les zones de finition dans lesquelles se trouvent les composés soufrés les plus réfractaires aux réactions d'hydrogénation. Le problème de ce type de procédé est le risque d'engorgement dû à la circulation en contre-courant de la charge et de l'hydrogène. Un tel procédé est connu du document US 2002/0130063. 20 La deuxième alternative est un procédé d'hydrotraitement en contre-courant simulé : ce type de procédé permet d'éviter les difficultés hydrodynamiques liées à l'engorgement tout en profitant des avantages du contre-courant pur. Ce type de procédé met en place une succession de lit-fixe en co-courant mais avec une circulation globale de l'hydrogène et de la charge à contre-courant. Dans le cas de 25 deux lits fixes successifs, la charge fraiche est introduite dans le premier réacteur en co-courant avec de l'hydrogène non pur issu du deuxième réacteur. L'effluent liquide du premier réacteur d'hydrotraitement est séparé de la phase gaz contenant des impuretés (H25, NH3) par flash ou stripage à l'hydrogène ou par tout autre moyen de séparation connu de l'homme du métier (par exemple un 30 enchainement de flashs). Ce flux gazeux est purifié avant d'être réinjecté avec l'effluent liquide du premier réacteur dans un second réacteur d'hydrotraitement de finition. L'effluent liquide du second réacteur est séparé de la phase gaz contenant de l'hydrogène non pur chargé d'impuretés (H2S, NH3), l'hydrogène non pur étant par la suite recyclé dans le premier réacteur. Globalement, la circulation de l'hydrogène est à contre-courant de celle de la charge. Ce procédé nécessite l'ajout de plusieurs équipements et internes souvent coûteux pouvant rendre le procédé non-compétitif. Les procédés en contre-courant simulé peuvent fonctionner en co-courant descendant, ce qui est le cas le plus classique, ou en co-courant ascendant. Dans le premier cas, la phase continue est généralement la phase gaz alors que dans le deuxième cas la phase continue peut être le liquide avec des bulles de gaz (régime à bulle) ou le gaz avec des gouttes de liquides dispersées (régime dit de brouillard). Le document EP1149142 décrit un procédé d'hydrotraitement à plusieurs étages comprenant au moins deux étages réactionnels d'hydrotraitement à co-courant ascendants. La circulation de l'hydrogène et de la charge hydrocarbonée est en contre-courant d'ensemble : l'hydrogène le plus pur est injecté sur le deuxième étage pour terminer l'hydrotraitement de l'effluent liquide issu du premier étage et partiellement hydrotraité. Les deux étages catalytiques sont mis en place dans une seule et même virole comprenant également deux zones de séparation gaz/liquide et une zone de "lavage" en tête de virole. Une pompe permet la circulation de l'effluent liquide issu du premier lit catalytique vers le deuxième lit catalytique. L'inconvénient d'un tel schéma est que cette pompe devra fonctionner à haute température et que son coût d'investissement et d'opération sera élevé.The present invention relates to the field of hydrocarbon feed hydrotreatment processes, preferably of diesel type. More particularly, the present invention relates to a simulated countercurrent fixed bed hydrotreatment process in which the feedstock and hydrogen are injected in upward flow. In general, the hydrotreatment process of a hydrocarbon feedstock, in particular a diesel fuel, is intended to improve its characteristics by reducing the presence of sulfur or other heteroatoms such as nitrogen, but also by decreasing the content of aromatic hydrocarbon compounds by hydrogenation to increase the cetane number. In particular, the hydrotreating process of hydrocarbon cuts is intended to eliminate the sulfur or nitrogen compounds contained therein in order, for example, to bring a petroleum product to the required specifications (sulfur content, aromatic content, etc.). for a given application (automotive fuel, gasoline or diesel, domestic fuel, jet fuel). The tightening of automobile pollution standards in the European community has forced refiners to drastically reduce the sulfur content in diesel fuels and gasoline (up to 10 parts per million weight (ppm) of sulfur as of 1 January 2009, compared with 50 ppm as of January 1, 2005). Conventional hydrotreating processes generally employ a fixed bed reactor, wherein one or more catalyst beds containing one or more hydrotreatment catalysts are provided. The feedstock and the hydrogen are generally introduced at the top of the reactor and pass through the reactor from top to bottom in co-downflow. When the feedstock and the hydrogen pass through the reactor, the hydrotreatment reaction makes it possible to decompose the impurities, in particular the impurities containing sulfur or nitrogen, and possibly to partially eliminate the aromatic hydrocarbon compounds and more particularly the hydrocarbon compounds. polyaromatics. The destruction of impurities leads to the production of a hydrorefined hydrocarbon product and an acid gas rich in H2S and NH3, gases known to be inhibitors and even in some cases poisons of hydrotreatment catalysts. The simplest hydrogenation reactions generally take place in the upper part of the reactor, then become increasingly difficult as the feedstock and hydrogen progressively pass through the reactor. This loss of efficiency is due not only to the fact that the hydrocarbon feed 5 comprises more and more sulfur compounds that are refractory to the hydrogenation reactions, but also to the fact that the gas phase comprising hydrogen is loaded with compounds inhibitors (NH3 and H2S) which consequently decreases the hydrogen partial pressure. Large quantities of catalysts must therefore be put in place in order to compensate for this drop in reactivity. To circumvent this difficulty, two main alternatives are generally proposed in the state of the art: The first alternative is a pure countercurrent hydrotreating process: In this type of process, hydrogen is introduced at the bottom of the reactor and the hydrocarbon feedstock at the head. Thus, the purest hydrogen is located in the finishing zones in which are the sulfur compounds most refractory to the hydrogenation reactions. The problem of this type of process is the risk of clogging due to the flow of countercurrent charge and hydrogen. Such a method is known from US 2002/0130063. The second alternative is a simulated counter-current hydrotreating process: this type of process makes it possible to avoid the hydrodynamic difficulties associated with waterlogging while taking advantage of the advantages of the pure countercurrent. This type of process sets up a succession of fixed bed co-current but with a global circulation of hydrogen and the countercurrent charge. In the case of two successive fixed beds, the fresh feed is introduced into the first reactor in cocurrent with non-pure hydrogen from the second reactor. The liquid effluent of the first hydrotreatment reactor is separated from the gas phase containing impurities (H25, NH3) by flash or stripping with hydrogen or by any other separation means known to those skilled in the art (for example a 30 sequence of flashes). This gas stream is purified before being reinjected with the liquid effluent of the first reactor into a second finishing hydrotreating reactor. The liquid effluent of the second reactor is separated from the gas phase containing unpurified hydrogen charged with impurities (H 2 S, NH 3), the non-pure hydrogen being subsequently recycled to the first reactor. Overall, the flow of hydrogen is against the flow of the charge. This process requires the addition of several equipment and internal often expensive that can make the process non-competitive. Simulated counter-current methods can operate in co-current down, which is the most conventional case, or upward co-current. In the first case, the continuous phase is generally the gas phase whereas in the second case the continuous phase may be the liquid with gas bubbles (bubble regime) or the gas with drops of dispersed liquids (said regime of fog ). EP1149142 discloses a multi-stage hydrotreatment process comprising at least two ascending co-current hydrotreating reaction stages. The flow of hydrogen and the hydrocarbon feed is in general countercurrent: the purest hydrogen is injected on the second stage to complete the hydrotreatment of the liquid effluent from the first stage and partially hydrotreated. The two catalytic stages are placed in one and the same ferrule also comprising two gas / liquid separation zones and a "washing" zone at the ferrule head. A pump allows the circulation of the liquid effluent from the first catalytic bed to the second catalytic bed. The disadvantage of such a scheme is that this pump will have to operate at high temperature and that its investment and operation cost will be high.

La présente invention propose d'optimiser le procédé décrit par le document EP1149142 en remplaçant la pompe chaude par une jambe liquide suffisamment haute entre les deux zones de réaction d'hydrotraitement pour permettre à la fraction liquide issu de la première zone de réaction de s'écouler de manière gravitaire dans la deuxième zone de réaction. Cela permet de supprimer la pompe chaude et ainsi de diminuer les coûts d'investissement et d'opération liés à celle-ci tout en maintenant les performances d'hydrotraitement en vue de produire un carburant à haut indice de cétane, désaromatisé et désulfuré. De manière générale, l'invention décrit un procédé d'hydrotraitement en lit fixe d'une charge hydrocarbonée comportant des composés soufrés et azotés, dans 5 lequel on effectue les étapes suivantes : a) on effectue une première étape d'hydrotraitement en mettant en contact au moins une partie de la charge et un flux gazeux comportant de l'hydrogène avec un premier catalyseur d'hydrotraitement dans une première zone de réaction R1 pour produire un premier effluent El hydrotraité comportant de 10 l'hydrogène, de l'H2S et du NH3, ladite partie de la charge et ledit flux gazeux circulant en co-courant ascendant dans ladite première zone de réaction R1, b) puis on sépare le premier effluent El en une première fraction gazeuse G1 comportant de l'hydrogène, de l'H2S et du NH3, et une première fraction liquide Li dans une première zone de séparation Si, 15 c) puis on refroidit éventuellement, puis on purifie la première fraction gazeuse G1 pour produire un flux enrichi en hydrogène, d) puis on effectue une deuxième étape d'hydrotraitement en mettant en contact la première fraction liquide Li obtenue à l'étape b) et au moins une partie dudit flux enrichi en hydrogène avec un deuxième catalyseur d'hydrotraitement dans 20 une deuxième zone de réaction R2 pour produire un deuxième effluent E2 hydrotraité comportant de l'hydrogène, du NH3 et de l'H2S, ladite première fraction liquide Li et ledit flux enrichi en hydrogène circulant en co-courant ascendant dans ladite deuxième zone de réaction R2, ladite deuxième étape d'hydrotraitement étant effectuée à une pression plus élevée que ladite 25 première étape d'hydrotraitement, ladite deuxième zone de réaction R2 étant disposée en dessous de ladite zone de séparation Si de l'étape b) de manière à créer une hauteur hydrostatique H de liquide dans une jambe liquide connectant ladite première zone de séparation Si à ladite deuxième zone de réaction R2, la hauteur Ha générant une différence de pression permettant de 30 réaliser l'écoulement de ladite première fraction liquide Li issue de ladite première zone de séparation Si vers la deuxième zone de réaction R2 de manière gravitaire, e) puis on sépare dans une deuxième zone de séparation S2 le deuxième effluent E2 en une deuxième fraction gazeuse G2 comportant de l'hydrogène, de l'H2S et du NH3 et une deuxième fraction liquide L2, f) puis on recycle au moins une partie de la deuxième fraction gazeuse G2 comportant de l'hydrogène, de l'H2S et du NH3 à l'étape a) en tant que flux gazeux comportant de l'hydrogène. Selon une variante, la hauteur hydrostatique H de liquide dans la jambe liquide lo connectant ladite première zone de séparation Si à ladite deuxième zone de réaction R2 est créée en disposant ladite deuxième zone de réaction R2 en dessous de ladite zone de séparation Si de l'étape b) d'une telle manière qu'une hauteur appelée hauteur disponible H' est créée entre la zone d'introduction dudit effluent El dans la zone de séparation Si et la zone de mélange de ladite 15 première fraction Li avec ledit flux enrichi en hydrogène, ladite hauteur disponible H' créant ladite jambe liquide d'une hauteur hydrostatique H inférieure ou égale à ladite hauteur disponible H', ladite hauteur H étant telle qu'elle génère une différence de pression statique égale à la somme des pertes de charge rencontrées entre ladite zone de mélange et ladite zone d'introduction de l'effluent 20 El dans le sens de la circulation des fluides. Selon une autre variante, la première zone de réaction R1 et la deuxième zone de réaction R2 sont disposées dans un même réacteur ou dans deux réacteurs différents. Selon une autre variante, la première zone de séparation Si et la deuxième zone 25 de séparation S2 sont disposées à l'intérieur ou à l'extérieur du ou des réacteur(s). Selon une variante, la pression de ladite deuxième étape d'hydrotraitement est supérieure d'une valeur comprise entre 0,01 et 0,3 MPa par rapport à la pression de ladite première étape d'hydrotraitement. 30 Selon une variante, on effectue un appoint en hydrogène de manière à réaliser la deuxième étape d'hydrotraitement en présence dudit appoint en hydrogène, ledit appoint en hydrogène comportant au moins 95% volumique d'hydrogène.The present invention proposes to optimize the process described in EP1149142 by replacing the hot pump by a sufficiently high liquid leg between the two hydrotreating reaction zones to allow the liquid fraction from the first reaction zone of flow gravitationally into the second reaction zone. This makes it possible to suppress the hot pump and thus reduce the investment and operation costs associated with it while maintaining the hydrotreatment performance in order to produce a fuel with a high cetane number, deflavored and desulfurized. In general, the invention describes a process for the hydrotreatment in a fixed bed of a hydrocarbon feed comprising sulfur and nitrogen compounds, in which the following steps are carried out: a) a first hydrotreatment step is carried out by contacting at least a portion of the feedstock and a gaseous stream comprising hydrogen with a first hydrotreatment catalyst in a first reaction zone R1 to produce a first hydrotreated effluent E 1 comprising hydrogen, H 2 S and NH 3, said part of the feedstock and said gaseous flow circulating in upward co-current in said first reaction zone R1, b) and then separating the first effluent E1 into a first gaseous fraction G1 comprising hydrogen, from H2S and NH3, and a first liquid fraction Li in a first separation zone Si, c) and then optionally cooled, and then purifying the first gaseous fraction G1 to produce an enriched flow. d) then a second hydrotreating step is carried out by contacting the first liquid fraction Li obtained in step b) and at least a portion of said hydrogen-enriched stream with a second hydrotreating catalyst in 20 a second reaction zone R2 for producing a second hydrotreated effluent E2 comprising hydrogen, NH3 and H2S, said first liquid fraction Li and said enriched hydrogen stream circulating in ascending co-current in said second reaction zone; R2, said second hydrotreating step being carried out at a higher pressure than said first hydrotreating step, said second reaction zone R2 being disposed below said separation zone Si of step b) so as to create a hydrostatic head H of liquid in a liquid leg connecting said first separation zone Si to said second reaction zone R2, the height Ha g comprising a pressure difference making it possible to carry out the flow of said first liquid fraction Li resulting from said first separation zone Si towards the second reaction zone R2 in a gravitational manner, e) and then separating in a second separation zone S2 the second effluent E2 into a second gaseous fraction G2 comprising hydrogen, H2S and NH3 and a second liquid fraction L2, f) and then recycling at least a portion of the second gaseous fraction G2 comprising hydrogen, H2S and NH3 in step a) as a gaseous stream comprising hydrogen. According to one variant, the hydrostatic head H of liquid in the liquid leg lo connecting said first separation zone Si to said second reaction zone R2 is created by disposing said second reaction zone R2 below said separation zone Si of the step b) in such a way that a height called the available height H 'is created between the introduction zone of said effluent E1 in the separation zone Si and the mixing zone of said first fraction Li with said enriched flow. hydrogen, said available height H 'creating said liquid leg with a hydrostatic height H less than or equal to said available height H', said height H being such as to generate a static pressure difference equal to the sum of the pressure drops encountered between said mixing zone and said effluent introduction zone E1 in the direction of fluid flow. According to another variant, the first reaction zone R1 and the second reaction zone R2 are arranged in the same reactor or in two different reactors. According to another variant, the first separation zone Si and the second separation zone S2 are disposed inside or outside the reactor (s). According to one variant, the pressure of said second hydrotreating step is greater by a value of between 0.01 and 0.3 MPa relative to the pressure of said first hydrotreating step. According to one variant, a hydrogen booster is carried out so as to carry out the second hydrotreatment stage in the presence of said hydrogen booster, said hydrogen booster comprising at least 95% by volume of hydrogen.

Selon une variante, on met en oeuvre les zones de réaction avec les conditions suivantes : - température comprise entre 300°C et 420°C, - pression comprise entre 2 MPa et 15 MPa, - Vitesse Volumétrique Horaire (VVH) comprise entre 0,5 et 5 h-1, - rapport entre l'hydrogène et les composés hydrocarbures compris entre 150 et 1000 Nm3/Sm3. Selon une variante, l'étape c) met en oeuvre une étape de lavage aux amines pour produire ledit flux enrichi en hydrogène.According to one variant, the reaction zones are used under the following conditions: a temperature of between 300.degree. C. and 420.degree. C., a pressure of between 2 MPa and 15 MPa, a volumetric hourly velocity of between 0.degree. 5 and 5 h -1, the ratio of hydrogen to hydrocarbon compounds of between 150 and 1000 Nm 3 / Sm 3. Alternatively, step c) performs an amine wash step to produce said hydrogen enriched stream.

Selon une variante, à l'étape c) avant la purification, on condense partiellement par refroidissement ladite première fraction gazeuse G1 et on sépare la première fraction partiellement condensée en une deuxième première fraction liquide L1' et une deuxième première fraction gazeuse G1', et à l'étape c) on met en contact la deuxième première fraction gazeuse G1' avec une solution absorbante comportant des amines pour produire ledit flux enrichi en hydrogène. Selon une variante, avant d'effectuer l'étape d) on met en contact ledit flux enrichi en hydrogène avec une masse de captation pour réduire la teneur en eau dudit flux enrichi en hydrogène. Selon une variante, le premier catalyseur et le deuxième catalyseur sont 20 indépendamment choisis parmi les catalyseurs composés d'un support minéral poreux, d'au moins un élément métallique choisi parmi le groupe VIB et d'un élément métallique choisi parmi le groupe VIII. Selon une variante, le premier et le deuxième catalyseurs sont indépendamment choisis parmi un catalyseur composé de cobalt et de molybdène déposé sur un 25 support poreux à base d'alumine et un catalyseur composé de nickel et de molybdène déposé sur un support poreux à base d'alumine. Selon une variante, le premier catalyseur et le deuxième catalyseur sont indépendamment choisis parmi les catalyseurs composés d'un support minéral poreux et d'au moins un élément métallique noble choisi parmi le groupe VIII. 30 Selon une variante, le diamètre du premier et du deuxième catalyseur est compris entre 0,9 et 5 mm.According to a variant, in stage c) prior to purification, said first gaseous fraction G1 is partially condensed by cooling and the first partially condensed fraction is separated into a second first liquid fraction L1 'and a second first gaseous fraction G1', and in step c) the second first gaseous fraction G1 'is brought into contact with an absorbent solution comprising amines to produce said hydrogen-enriched stream. According to a variant, before carrying out step d), said stream enriched with hydrogen is contacted with a capture mass to reduce the water content of said hydrogen-enriched stream. According to one variant, the first catalyst and the second catalyst are independently selected from catalysts composed of a porous mineral support, at least one metal element selected from group VIB and a metal element selected from group VIII. According to one variant, the first and second catalysts are independently selected from a catalyst composed of cobalt and molybdenum deposited on a porous support based on alumina and a catalyst composed of nickel and molybdenum deposited on a porous support based on alumina. According to one variant, the first catalyst and the second catalyst are independently chosen from catalysts composed of a porous mineral support and of at least one noble metal element chosen from group VIII. According to one variant, the diameter of the first and second catalysts is between 0.9 and 5 mm.

Selon une variante, la charge hydrocarbonée est composée d'une coupe dont le point initial d'ébullition est compris entre 80°C et 250°C et le point final d'ébullition est compris entre 260°C et 600°C.According to one variant, the hydrocarbon feedstock is composed of a section whose initial boiling point is between 80 ° C. and 250 ° C. and the final boiling point is between 260 ° C. and 600 ° C.

Description détaillée La présente invention concerne un procédé d'hydrotraitement en lit fixe en contre-courant simulé permettant le transfert de la phase liquide partiellement hydrotraitée de la première zone d'hydrotraitement à la deuxième zone d'hydrotraitement de manière gravitaire.DETAILED DESCRIPTION The present invention relates to a simulated countercurrent fixed bed hydrotreating process for transferring the partially hydrotreated liquid phase from the first hydrotreating zone to the second hydrotreating zone in a gravitational manner.

On entend par « écoulement gravitaire » un écoulement de liquide qui s'effectue sous l'effet de la gravité et ne nécessite donc pas l'aide d'une pompe ou d'un quelconque autre équipement. On entend par « hydrotraitement » toutes réactions permettant d'éliminer les impuretés de la charge, et notamment des réactions d'hydrodésulfuration, d'hydrodéazotation, mais également des réactions d'hydrogénation des insaturations et/ou des noyaux aromatiques (hydrodéaromatisation) ainsi que des réactions d'hydrocraquage qui conduisent à l'ouverture de cycle naphténique ou le fractionnement de paraffines en plusieurs fragments de plus faible poids moléculaire."Gravity flow" is understood to mean a flow of liquid which takes place under the effect of gravity and therefore does not require the aid of a pump or any other equipment. The term "hydrotreatment" is understood to mean any reaction making it possible to eliminate impurities from the feedstock, and in particular hydrodesulfurization and hydrodenitrogenation reactions, but also hydrogenation reactions of unsaturations and / or aromatic rings (hydrodearomatization) as well as hydrocracking reactions that lead to naphthenic ring opening or fractionation of paraffins into several smaller molecular weight fragments.

Etape a) Première étape d'hydrotraitement Selon l'étape a) du procédé selon l'invention, on effectue une première étape d'hydrotraitement en mettant en contact au moins une partie de la charge et un flux gazeux comportant de l'hydrogène avec un premier catalyseur d'hydrotraitement dans une première zone de réaction RI pour produire un premier effluent El hydrotraité comportant de l'hydrogène, de l'H25 et du NH3, ladite partie de la charge et ledit flux gazeux circulant en co-courant ascendant dans ladite première zone de réaction Ri. La charge hydrocarbonée peut être un kérosène et/ou une essence et/ou un gazole et/ou un gazole sous vide (aussi appelé VGO pour vacuum gas oil selon la 30 terminologie anglo-saxonne). La charge hydrocarbonée peut être une coupe dont le point initial d'ébullition est compris entre 80°C et 250°C, de préférence entre 100°C et 200°C, et le point final d'ébullition est compris entre 260°C et 600°C, de préférence entre 280°C et 580°C. La charge hydrocarbonée peut être choisie parmi une coupe de distillation atmosphérique, une coupe produite par une distillation sous vide, une coupe issue du craquage catalytique (couramment nommée "coupe LCO" pour Light Cycle Oil selon la terminologie anglo-saxonne) ou une coupe issue d'un procédé de conversion de charge lourde, par exemple un procédé de cokéfaction, de viscoréduction, d'hydroconversion de résidus. D'une manière particulièrement préférée, la charge est un gazole. La charge comporte des composés soufrés, en général à une teneur au moins 10 égale à 1000 ppm poids de soufre, voire plus de 5000 ppm poids de soufre. La charge comporte également des composés azotés, par exemple la charge comporte au moins 50 ppm poids d'azote, voir au moins 100 ppm poids d'azote. En référence à la figure 1 qui décrit le procédé de l'invention d'une manière générale, la charge hydrocarbonée à traiter arrivant par le conduit 1 est mélangée 15 avec un flux comportant de l'hydrogène arrivant par le conduit 3. La charge peut éventuellement être chauffée avant son introduction dans la zone de réaction R1. Alternativement, le mélange d'hydrogène et de la charge peut être réalisé dans la zone de réaction R1. Le mélange de la charge et d'hydrogène est introduit par le conduit 2 en co- 20 courant ascendant dans la zone de réaction R1 pour être mis en contact avec un catalyseur d'hydrotraitement. Si besoin, avant introduction dans R1, le mélange peut être chauffé et/ou détendu. La réaction d'hydrotraitement permet de décomposer les impuretés, notamment les impuretés comportant du soufre ou de l'azote et éventuellement d'éliminer partiellement les composés hydrocarbures 25 aromatiques et plus particulièrement les composés hydrocarbures polyaromatiques. La destruction des impuretés conduit à la production d'un produit hydrocarboné hydroraffiné et d'un gaz acide riche en H25 et en NH3. Cette réaction d'hydrotraitement permet également d'hydrogéner, partiellement ou totalement les oléfines, et partiellement les noyaux aromatiques. Cela permet 30 d'atteindre une teneur en composés hydrocarbures polyaromatiques basse, par exemple une teneur inférieure à 8% poids dans le gazole traité.Step a) First hydrotreatment step According to step a) of the process according to the invention, a first hydrotreating step is carried out by contacting at least a portion of the feedstock and a gaseous stream comprising hydrogen with a first hydrotreatment catalyst in a first reaction zone R1 for producing a first hydrotreated effluent E1 comprising hydrogen, H25 and NH3, said part of the feed and said gaseous flow circulating in upward co-current in said first reaction zone Ri. The hydrocarbon feed may be a kerosene and / or a gasoline and / or a gas oil and / or a vacuum gas oil (also called VGO for vacuum gas oil according to the English terminology). The hydrocarbon feed may be a cut whose initial boiling point is between 80 ° C and 250 ° C, preferably between 100 ° C and 200 ° C, and the boiling point is between 260 ° C and 600 ° C, preferably between 280 ° C and 580 ° C. The hydrocarbon feedstock may be chosen from an atmospheric distillation cut, a cut produced by a vacuum distillation, a cut resulting from catalytic cracking (commonly known as "LCO cut" for Light Cycle Oil according to the English terminology) or a cut resulting from a heavy charge conversion process, for example a coking, visbreaking, residue hydroconversion process. In a particularly preferred manner, the feedstock is a diesel fuel. The feedstock comprises sulfur compounds, generally at a content of at least 1000 ppm by weight of sulfur, or even more than 5000 ppm by weight of sulfur. The feedstock also comprises nitrogen compounds, for example the feedstock comprises at least 50 ppm by weight of nitrogen, or at least 100 ppm by weight of nitrogen. With reference to FIG. 1, which describes the process of the invention generally, the hydrocarbon feedstock to be treated arriving via line 1 is mixed with a stream comprising hydrogen arriving via line 3. optionally be heated before its introduction into the reaction zone R1. Alternatively, the mixture of hydrogen and the feed can be carried out in the reaction zone R1. The mixture of feedstock and hydrogen is fed through line 2 upwardly into reaction zone R1 to be contacted with a hydrotreatment catalyst. If necessary, before introduction into R1, the mixture can be heated and / or relaxed. The hydrotreatment reaction makes it possible to decompose the impurities, in particular the impurities containing sulfur or nitrogen, and possibly to partially remove the aromatic hydrocarbon compounds and more particularly the polyaromatic hydrocarbon compounds. The destruction of the impurities leads to the production of a hydrorefined hydrocarbon product and an acid gas rich in H25 and NH3. This hydrotreatment reaction also makes it possible to partially or completely hydrogenate the olefins, and partially the aromatic nuclei. This makes it possible to achieve a low polyaromatic hydrocarbon compound content, for example a content of less than 8% by weight in the treated gas oil.

La zone de réaction R1 peut fonctionner avec les conditions opératoires suivantes : - température comprise entre 300°C et 420°C, - pression comprise entre 2 et 15 MPa (20 et 150 bars), - Vitesse Volumétrique Horaire VVH (c'est-à-dire le rapport entre le débit volumique de la charge liquide par rapport au volume de catalyseur) comprise entre 0,5 et 5 h-1, - rapport volumique entre l'hydrogène (en Normaux m3, c'est-à-dire en m3 à 0°C et 0,1 MPa (i bar)) et les hydrocarbures (en Standard m3, c'est-à-dire en m3 à 15°C et 0,1 MPa (lbar)) dans le réacteur H2/HC compris entre 50 et 1000 (Nm3/5m3). Les conditions opératoires de la zone de réaction R1 et le catalyseur contenu dans la zone R1 peuvent être choisies pour réduire la teneur en soufre de manière à ce que la teneur en soufre dans l'effluent issu de la zone R1 soit abaissée à une teneur comprise entre 50 et 1000 ppm poids. Ainsi, les réactions d'hydrogénation de composés soufrés les plus faciles à réaliser sont exécutées dans la zone Ri. Etape b) Première séparation Selon l'étape b) du procédé selon l'invention, on sépare le premier effluent El en 20 une première fraction gazeuse G1 comportant de l'hydrogène, de l'H25 et du NH3, et une première fraction liquide Li dans une première zone de séparation Si. En référence à la figure 1, l'effluent issu de la zone de réaction R1 par le conduit 4 est introduit dans la zone de séparation Si afin de séparer une première fraction liquide Li et une fraction gazeuse G1 riche en hydrogène, en H25 et en NH3. 25 La séparation décrite dans la présente description peut être réalisée par toute technique connue de l'Homme de l'Art. Par exemple, la zone de séparation Si peut mettre en oeuvre un ou plusieurs ballons de séparation entre gaz et liquide, avec éventuellement des échangeurs de chaleur pour condenser partiellement les flux gazeux. Lorsque les zones d'hydrotraitement et de séparation sont disposées 30 dans un même réacteur, la zone de séparation peut être un interne. La fraction liquide L1 est évacuée de la zone de séparation Si par le conduit 6. La fraction gazeuse G1 est évacuée de Si par le conduit 5. Dans le procédé selon l'invention, la première fraction liquide hydrocarbonée L1 évacuée de Si est partiellement hydrotraitée et comporte généralement encore les composés soufrés les plus réfractaires aux réactions d'hydrogénation. Selon l'invention, on envoie cette première fraction liquide L1 par le conduit 6 dans la zone de réaction R2 pour hydrogéner les composés soufrés les plus réfractaires. Etape c) Purification de la première fraction gazeuse Selon l'étape c) du procédé selon l'invention, on refroidit éventuellement, puis on 10 purifie la première fraction gazeuse G1 pour produire un flux enrichi en hydrogène. A cette fin, la première fraction gazeuse G1 riche en H25 et NH3 circulant dans le conduit 5 est avantageusement introduite dans une unité de purification LA, par exemple une unité de lavage aux amines LA. Dans l'unité LA, la première fraction 15 gazeuse G1 riche en H25 et NH3 et contenant de l'hydrogène est mise en contact avec une solution absorbante contenant des amines. L'ammoniaque NH3 peut être éliminée avant le lavage aux amines. Lors de la mise en contact, les gaz acides sont absorbés par les amines, ce qui permet de produire un flux enrichi en hydrogène. Les documents FR2907024 et FR2897066 décrivent des procédés de 20 lavage aux amines qui peuvent être mis en oeuvre dans l'unité LA. Le flux enrichi en hydrogène peut éventuellement être mis en contact avec des adsorbants pour sécher ledit flux gazeux (réduction de la teneur en eau). Le flux enrichi en hydrogène peut comporter au moins 95% volumique, voire plus de 99% volumique, voire plus de 99,5% volumique d'hydrogène. 25 Le flux enrichi en hydrogène est ensuite évacué de l'unité de lavage aux amines LA par le conduit 7, éventuellement comprimé par un compresseur et recyclé vers la zone de réaction R2 en mélangé dans le conduit 8 avec ladite première fraction liquide L1 arrivant par le conduit 6. Alternativement, le mélange d'hydrogène et de la première fraction liquide L1 arrivant par le conduit 6 peut être réalisé dans la 30 zone de réaction R2.The reaction zone R1 can be operated with the following operating conditions: - temperature between 300 ° C. and 420 ° C., - pressure between 2 and 15 MPa (20 and 150 bar), - Volumetric Speed Hourly VVH (that is, that is, the ratio between the volume flow rate of the liquid charge with respect to the volume of catalyst) of between 0.5 and 5 h -1, - volume ratio between hydrogen (in normal m3, that is to say in m3 at 0 ° C and 0.1 MPa (i bar)) and hydrocarbons (in Standard m3, that is to say in m3 at 15 ° C and 0.1 MPa (lbar)) in the reactor H2 / HC between 50 and 1000 (Nm3 / 5m3). The operating conditions of the reaction zone R1 and the catalyst contained in the zone R1 may be chosen to reduce the sulfur content so that the sulfur content in the effluent from the zone R1 is lowered to a content comprised between between 50 and 1000 ppm weight. Thus, the hydrogenation reactions of sulfur compounds the easiest to perform are carried out in the area Ri. Step b) First separation According to step b) of the process according to the invention, the first effluent E1 is separated into a first gaseous fraction G1 comprising hydrogen, H25 and NH3, and a first liquid fraction. Li in a first separation zone Si. With reference to FIG. 1, the effluent from the reaction zone R1 via the conduit 4 is introduced into the separation zone Si in order to separate a first liquid fraction Li and a gaseous fraction G1 rich in hydrogen, H25 and NH3. The separation described in the present description can be carried out by any technique known to those skilled in the art. For example, the separation zone Si may use one or more separation tanks between gas and liquid, possibly with heat exchangers for partially condensing the gas flows. When the hydrotreatment and separation zones are disposed in the same reactor, the separation zone may be an internal one. The liquid fraction L1 is removed from the separation zone Si by the duct 6. The gaseous fraction G1 is removed from Si by the duct 5. In the process according to the invention, the first liquid hydrocarbon fraction L1 discharged from Si is partially hydrotreated. and generally still includes sulfur compounds most refractory to hydrogenation reactions. According to the invention, this first liquid fraction L1 is sent via line 6 into reaction zone R2 in order to hydrogenate the most refractory sulfur compounds. Step c) Purification of the first gaseous fraction According to step c) of the process according to the invention, it is optionally cooled, and then the first gaseous fraction G1 is purified to produce a stream enriched with hydrogen. For this purpose, the first gas fraction G1 rich in H25 and NH3 circulating in the duct 5 is advantageously introduced into a purification unit LA, for example an LA amine washing unit. In the LA unit, the hydrogen-containing H25 and H3 first gas fraction G1 is contacted with an amine-containing absorbent solution. Ammonia NH3 can be removed before the amine wash. During contacting, the acid gases are absorbed by the amines, which makes it possible to produce a stream enriched in hydrogen. FR2907024 and FR2897066 disclose amine washing processes that can be carried out in the LA unit. The stream enriched with hydrogen may optionally be brought into contact with adsorbents to dry said gas stream (reduction of the water content). The stream enriched in hydrogen may comprise at least 95% by volume, or even more than 99% by volume, or even more than 99.5% by volume of hydrogen. The hydrogen-enriched stream is then discharged from the LA amine washing unit through line 7, optionally compressed by a compressor, and recycled to the reaction zone R2 mixed in line 8 with said first liquid fraction L1 arriving via the conduit 6. Alternatively, the mixture of hydrogen and the first liquid fraction L1 arriving via the conduit 6 can be produced in the reaction zone R2.

Selon une variante, un appoint en hydrogène frais peut être apporté par le conduit 23. Le flux d'hydrogène arrivant par le conduit 23 peut être produit par un procédé couramment nommé "vaporeformage de gaz naturel" ou de "steam methane reforming" selon la terminologie anglo-saxonne pour produire un flux d'hydrogène 5 à partir de vapeur d'eau et de gaz naturel. Le flux d'hydrogène 23 peut contenir au moins 95%, voire plus de 98% volumique, voire plus de 99% volumique, d'hydrogène. Le flux d'hydrogène peut être comprimé pour être à la pression opératoire de la zone de réaction R2. De préférence, selon l'invention, le flux d'hydrogène 23 provient d'une source extérieure au procédé, c'est-à-dire qu'il 10 n'est pas obtenu à partir d'une partie d'un effluent produit par le procédé. Selon une variante préférée et en référence à la figure 2, ladite première fraction gazeuse G1 est refroidie avant sa purification par un échangeur de chaleur EC pour être partiellement condensée. La première fraction gazeuse G1 circulant dans le conduit 5 est refroidie par l'échangeur de chaleur EC pour être 15 partiellement condensée. De préférence, l'échangeur EC est opéré pour condenser la majorité des hydrocarbures contenus dans la fraction gazeuse G1 et conserve la majorité de l'hydrogène, du NH3 et de l'H2S sous forme gazeuse. Le flux partiellement condensé issu de EC est introduit dans la zone de séparation Si', par exemples un ballon séparateur, afin de séparer une deuxième première 20 fraction liquide L1' comportant des hydrocarbures et une deuxième première fraction gazeuse G1' riche en hydrogène, en NH3 et en H25. La deuxième première fraction liquide L1' est évacuée de Si' par le conduit 24. La deuxième première fraction gazeuse G1' est évacuée de Si' par le conduit 26 puis purifiée pour produire un flux enrichi en hydrogène. La première fraction liquide L1 issue 25 du dispositif de séparation Si (conduit 6) et la deuxième première fraction liquide L1' issue du dispositif de séparation Si' (conduit 24) sont avantageusement réunies pour être envoyées vers la zone de réaction R2. Eventuellement, un flux d'eau peut être ajouté par le conduit 28 à la fraction gazeuse circulant dans le conduit 5 pour permettre la dissolution du NH3 présent 30 dans la fraction gazeuse dans une fraction aqueuse. Dans ce cas, on sépare également dans le ballon Si' une fraction aqueuse contenant le NH3 dissous qui est évacuée par le conduit 30. Eventuellement, une partie ou la totalité de la fraction liquide hydrocarbonée issue de Si' par le conduit 24 est évacuée du procédé par le conduit 32 en tant que coupe hydrotraitée, par exemple en tant que coupe gazole hydrotraitée. En effet, selon les conditions opératoires de la zone de réaction Ri, cette fraction liquide hydrocarbonée peut être aux ou proches des spécifications en terme de soufre, d'azote et de teneur en composés hydrocarbures aromatiques. Etape d) Deuxième étape d'hydrotraitement Selon l'étape d) du procédé de l'invention, on effectue une deuxième étape d'hydrotraitement en mettant en contact la première fraction liquide Li obtenue à l'étape b) et au moins une partie dudit flux enrichi en hydrogène avec un deuxième catalyseur d'hydrotraitement dans une deuxième zone de réaction R2 pour produire un deuxième effluent E2 hydrotraité comportant de l'hydrogène, du NH3 et de l'H2S. Dans cette étape d) ladite première fraction liquide Li et ledit flux enrichi en hydrogène circulent en co-courant descendant dans ladite deuxième zone de réaction R2. Ladite deuxième étape d'hydrotraitement est par ailleurs effectuée à une pression plus élevée que ladite première étape d'hydrotraitement. Ladite deuxième zone de réaction R2 est disposée en dessous de ladite zone de séparation Si de l'étape b) de manière à créer une hauteur hydrostatique H de liquide dans une jambe liquide connectant ladite première zone de séparation Si à ladite deuxième zone de réaction R2. La hauteur Ha est telle qu'elle génère une différence de pression permettant de réaliser l'écoulement de ladite première fraction liquide Li issue de ladite première zone de séparation Si vers la deuxième zone de réaction R2 de manière gravitaire. Plus particulièrement, la hauteur hydrostatique H de liquide dans la jambe liquide connectant ladite première zone de séparation Si à ladite deuxième zone de réaction R2 est créée en disposant ladite deuxième zone de réaction R2 en dessous de ladite zone de séparation Si de l'étape b) d'une telle manière qu'une hauteur appelée hauteur disponible H' est créée entre la zone d'introduction dudit effluent El dans la zone de séparation Si et la zone de mélange de ladite première fraction Li avec ledit flux enrichi en hydrogène. Ladite hauteur disponible H' créant ladite jambe liquide d'une hauteur hydrostatique H inférieure ou égale à ladite hauteur disponible H' est telle qu'elle génère une différence de pression statique égale à la somme des pertes de charge rencontrées entre ladite zone de mélange et ladite zone d'introduction de l'effluent El dans le sens de la circulation des fluides. La hauteur disponible Ha' est une hauteur fixe, définie par des paramètres géométriques, et notamment par la position de la zone d'introduction de l'effluent Ela par rapport à la position de la zone de mélange de la première fraction Lia avec le flux enrichi en hydrogène.According to a variant, a supplement of fresh hydrogen can be provided by the conduit 23. The flow of hydrogen arriving via the conduit 23 can be produced by a process commonly called "steam reforming of natural gas" or "steam methane reforming" according to the Anglo-Saxon terminology for producing a flow of hydrogen from water vapor and natural gas. The hydrogen stream 23 may contain at least 95%, or even more than 98% by volume, or even more than 99% by volume, of hydrogen. The hydrogen stream can be compressed to be at the operating pressure of the reaction zone R2. Preferably, according to the invention, the hydrogen stream 23 comes from a source external to the process, that is to say that it is not obtained from a part of an effluent produced by the method. According to a preferred variant and with reference to FIG. 2, said first gaseous fraction G1 is cooled before being purified by an EC heat exchanger to be partially condensed. The first gaseous fraction G1 flowing in the conduit 5 is cooled by the heat exchanger EC to be partially condensed. Preferably, the exchanger EC is operated to condense the majority of hydrocarbons contained in the gaseous fraction G1 and retains the majority of hydrogen, NH3 and H2S in gaseous form. The partially condensed flow from EC is introduced into the separation zone Si ', for example a separator flask, in order to separate a second first liquid fraction L1' containing hydrocarbons and a second first hydrogen-rich gas fraction G1 ', in NH3 and in H25. The second first liquid fraction L1 'is discharged from Si' through line 24. The second first gaseous fraction G1 'is removed from Si' by line 26 and then purified to produce a stream enriched in hydrogen. The first liquid fraction L1 coming from the separation device Si (line 6) and the second first liquid fraction L1 'coming from the separation device Si' (line 24) are advantageously combined to be sent to the reaction zone R2. Optionally, a stream of water may be added through line 28 to the gaseous fraction flowing in line 5 to allow dissolution of the NH 3 present in the gaseous fraction in an aqueous fraction. In this case, an aqueous fraction containing dissolved NH 3, which is discharged via line 30, is also separated from the flask Si. Optionally, part or all of the hydrocarbon liquid fraction derived from Si 'through line 24 is discharged from the flask. process via line 32 as a hydrotreated cut, for example as a hydrotreated gas oil cut. Indeed, according to the operating conditions of the reaction zone Ri, this hydrocarbon liquid fraction may be at or near the specifications in terms of sulfur, nitrogen and content of aromatic hydrocarbon compounds. Step d) Second hydrotreatment step According to step d) of the process of the invention, a second hydrotreatment step is carried out by bringing the first liquid fraction Li obtained in step b) into contact with at least a portion said hydrogen enriched stream with a second hydrotreatment catalyst in a second reaction zone R2 to produce a second hydrotreated effluent E2 comprising hydrogen, NH3 and H2S. In this step d) said first liquid fraction Li and said hydrogen-enriched stream circulate in downward co-flow in said second reaction zone R2. Said second hydrotreating step is moreover carried out at a higher pressure than said first hydrotreating step. Said second reaction zone R2 is disposed below said separation zone Si of step b) so as to create a hydrostatic head H of liquid in a liquid leg connecting said first separation zone Si to said second reaction zone R2 . The height Ha is such that it generates a pressure difference making it possible to carry out the flow of said first liquid fraction Li resulting from said first separation zone Si towards the second reaction zone R2 in a gravity manner. More particularly, the hydrostatic head H of liquid in the liquid leg connecting said first separation zone Si to said second reaction zone R2 is created by disposing said second reaction zone R2 below said separation zone Si of step b ) in such a way that a height called the available height H 'is created between the introduction zone of said effluent E1 in the separation zone Si and the mixing zone of said first fraction Li with said hydrogen-enriched stream. Said available height H 'creating said liquid leg with a hydrostatic head H less than or equal to said available height H' is such that it generates a static pressure difference equal to the sum of the pressure losses encountered between said mixing zone and said zone for introducing the effluent E1 in the direction of circulation of the fluids. The available height Ha 'is a fixed height, defined by geometric parameters, and in particular by the position of the zone of introduction of the effluent Ela with respect to the position of the mixing zone of the first fraction Lia with the flow enriched with hydrogen.

La hauteur hydrostatique Ha de la jambe liquide est une hauteur fluctuante, définie par des paramètres physiques, et notamment par la somme des pertes de charge. En référence à la figure 1, la hauteur disponible H' est définie par la hauteur du conduit 4 (zone d'introduction de l'effluent El ) à la hauteur du point de jonction du conduit 7 avec le conduit 6 (zone de mélange de ladite première fraction Li a avec ledit flux enrichi en hydrogène). La hauteur hydrostatique H est la hauteur de la jambe liquide de ladite première fraction liquide Li jusqu'au point de jonction du conduit 7 avec le conduit 6. On entend par la somme des pertes de charges rencontrées entre la zone de mélange de ladite première fraction liquide Li et ledit flux enrichi en hydrogène et la zone d'introduction dudit premier effluent El dans ladite zone de séparation Si dans le sens de la circulation des fluides, toutes les pertes de charges rencontrées dans les zones de réaction R1 et R2, dans les zones de séparations Si et S2 et dans tous les conduits les liants. Plus particulièrement et en référence à la figure 1, la somme des pertes de charges rencontrées entre la zone de mélange de ladite première fraction liquide Li et ledit flux enrichi en hydrogène et la zone d'introduction dudit premier effluent El dans ladite zone de séparation Si dans le sens de la circulation des fluides est la somme des pertes de charges successivement rencontrées dans la deuxième zone de réaction R2, puis dans le conduit 9, puis dans la deuxième zone de séparation S2, puis dans les conduit 3, puis dans le conduit 2, puis dans la première zone de réaction R1, puis dans le conduit 4. Cette hauteur H de la jambe liquide peut se calculer de la manière suivante : DP=pxgxHavec p la densité du liquide contenu dans la jambe liquide de hauteur H DP la somme des pertes de charge entre la zone de mélange de ladite première fraction liquide Li avec le flux enrichi en hydrogène et la zone d'introduction de l'effluent El dans la zone de séparation Si dans le sens de la circulation des fluides, - g l'accélération de la pesanteur à la surface de la Terre de 9.81 m.s-2 et - H la hauteur de la jambe liquide. A titre d'exemple, en supposant une densité du liquide de 600 kg/m3, g = 9.81 m.s-2, et des pertes de charge de DP = 0,04 MPa ou 0,4 bar, la hauteur H de la jambe liquide est de 7 mètres pour permettre le transfert de la première fraction liquide Li de la première zone de réaction R1 à la deuxième zone de réaction R2 sans l'aide d'une pompe. La hauteur disponible H' devra donc être au moins égale à 7 mètres. La perte de charge, que ce soit au niveau d'une zone de réaction, d'une zone de séparation ou d'un conduit, représente une différence de pression entre deux points que l'homme du métier sait aisément mesurer ; par exemple la différence de pression (A p) entre la sortie et l'entrée de la zone de réaction R1 donne la perte de charge de la zone Ri. La somme de toutes les pertes de charge est ainsi mesurée en procédant de la même manière pout toutes les zones et conduits traversés par les fluides entre la zone de mélange de ladite première fraction liquide Li et ledit flux enrichi en hydrogène et la zone d'introduction dudit premier effluent El dans ladite première zone de séparation Si dans le sens de la circulation des fluides. Afin de limiter la hauteur H de la jambe liquide, et donc la hauteur disponible H', les pertes de charges dans les zones de réaction R1 et R2 ainsi que dans les 30 zones de séparation Si et S2 sont avantageusement limitées.The hydrostatic head Ha of the liquid leg is a fluctuating height, defined by physical parameters, and in particular by the sum of the head losses. With reference to FIG. 1, the available height H 'is defined by the height of the duct 4 (introduction zone of the effluent E1) at the height of the junction point of the duct 7 with the duct 6 (mixing zone of said first fraction Li has with said hydrogen enriched stream). The hydrostatic head H is the height of the liquid leg of said first liquid fraction Li up to the junction point of the duct 7 with the duct 6. It is meant by the sum of the pressure losses encountered between the mixing zone of said first fraction Li liquid and said stream enriched in hydrogen and the zone of introduction of said first effluent E1 into said separation zone Si in the direction of fluid flow, all the pressure losses encountered in the reaction zones R1 and R2, in the separating zones Si and S2 and in all conduits the binders. More particularly and with reference to FIG. 1, the sum of the pressure losses encountered between the mixing zone of said first liquid fraction Li and said stream enriched with hydrogen and the zone of introduction of said first effluent E1 into said separation zone Si in the direction of the circulation of the fluids is the sum of the losses of charges successively encountered in the second reaction zone R2, then in the conduit 9, then in the second separation zone S2, then in the ducts 3, then in the duct 2, then in the first reaction zone R1, then in the conduit 4. This height H of the liquid leg can be calculated as follows: DP = pxgxH with p the density of the liquid contained in the liquid leg of height H DP the sum of the pressure losses between the mixing zone of said first liquid fraction Li with the stream enriched in hydrogen and the zone of introduction of the effluent E1 into the separation zone Si in the direction of the circulation of fluids; - the acceleration of gravity on the surface of the Earth of 9.81 m.s-2 and - H the height of the liquid leg. By way of example, assuming a liquid density of 600 kg / m3, g = 9.81 ms-2, and pressure drops of DP = 0.04 MPa or 0.4 bar, the height H of the liquid leg is 7 meters to allow the transfer of the first liquid fraction Li from the first reaction zone R1 to the second reaction zone R2 without the aid of a pump. The available height H 'must therefore be at least equal to 7 meters. The pressure drop, whether at the level of a reaction zone, a separation zone or a duct, represents a pressure difference between two points that the person skilled in the art can easily measure; for example, the pressure difference (A p) between the outlet and the inlet of the reaction zone R1 gives the pressure drop of the zone Ri. The sum of all the pressure drops is thus measured by proceeding in the same manner for all the zones and conduits traversed by the fluids between the mixing zone of said first liquid fraction Li and said hydrogen-enriched stream and the introduction zone. said first effluent E1 in said first separation zone Si in the fluid flow direction. In order to limit the height H of the liquid leg, and therefore the available height H ', the pressure losses in the reaction zones R1 and R2 as well as in the separation zones Si and S2 are advantageously limited.

Selon une variante préférée, le diamètre du premier et du deuxième catalyseur d'hydrotraitement est avantageusement compris entre 0,9 et 5 mm, de préférence entre 1,6 et 3,2 mm. En effet, l'utilisation de grains de catalyseur de diamètre plus important permet d'augmenter la fraction de vide dans la zone de réaction et donc 5 de réduire la perte de charge. On notera que l'appellation "diamètre" ne se réfère pas uniquement à une forme en bille ou en extrudé, mais plus généralement à toute forme de particule. On désigne ainsi par le terme "diamètre", la longueur représentative de la particule sur laquelle est effectuée la mesure. Le premier catalyseur peut avoir un diamètre identique ou différent au diamètre du deuxième 10 catalyseur. En référence à la figure 1, la première fraction liquide L1 partiellement hydrotraitée arrivant par le conduit 6 est mélangée avec au moins une partie du flux enrichi en hydrogène arrivant par le conduit 7. La première fraction liquide L1 peut éventuellement être réchauffée avant son introduction dans la zone de réaction 15 R2. Si besoin, avant introduction dans R2, le mélange peut être chauffé et/ou détendu. Alternativement, le mélange d'hydrogène et de la première fraction liquide L1 arrivant par le conduit 6 peut être réalisé dans la zone de réaction R2. La zone de mélange peut ainsi se trouver à l'extérieur ou à l'intérieur de la zone de réaction R2. 20 Selon l'invention, le mélange comprenant la première fraction liquide L1 et le flux enrichi en hydrogène est introduit en co-courant ascendant dans la zone de réaction R2 pour être mis en contact avec un catalyseur d'hydrotraitement. La réaction d'hydrotraitement permet de décomposer les impuretés, notamment les impuretés comportant du soufre ou de l'azote et éventuellement d'éliminer 25 partiellement les composés hydrocarbures aromatiques et plus particulièrement les composés hydrocarbures polyaromatiques. La destruction des impuretés conduit notamment à la production d'un produit hydrocarboné hydroraffiné et d'un gaz acide riche en H25 et en NH3. Le fait d'envoyer de l'hydrogène purifié, c'est-à-dire sans ou presque sans composés inhibiteurs, notamment H25 et NH3, de la 30 réaction d'hydrogénation dans la zone R2 permet de maximiser la pression partielle d'hydrogène dans la zone R2 afin d'y réaliser les réactions d'hydrogénation les plus difficiles. Le flux d'hydrogène purifié provient avantageusement de l'unité de purifications LA, par exemple une unité de lavage aux amines LA et éventuellement de l'appoint en hydrogène arrivant par le conduit 23. De préférence, selon l'invention, l'intégralité du flux issu de l'unité de purification LA est introduite dans la zone R2. De préférence selon l'invention, l'hydrogène présent dans la zone R2 provient uniquement et directement du flux riche en hydrogène issu de l'unité LA et de l'appoint en hydrogène arrivant par le conduit 23. La zone de réaction R2 peut fonctionner avec les conditions opératoires lo suivantes : - température comprise entre 300°C et 420°C, - pression comprise entre 2 MPa et 15 MPa (20 bars et 150 bars), - la pression de R2 est supérieure à la pression de R1, de préférence, la pression de R2 est supérieure d'une valeur comprise entre 0,01 MPa 15 et 0,3 MPa (0,1 bar et 3 bar), de préférence entre 0,03 MPa et 0,1 MPa (0,3 bar et 1 bar) par rapport à la pression de R1, - Vitesse Volumétrique Horaire VVH comprise entre 0,5 et 5 h-1, - rapport entre l'hydrogène et les hydrocarbures H2/HC compris entre 50 et 1000 (Nm3/Sm3). 20 Etape e) Deuxième séparation Selon l'étape e) du procédé selon l'invention, on sépare dans une deuxième zone de séparation S2 le deuxième effluent E2 en une deuxième fraction gazeuse G2 comportant de l'hydrogène, de l'H25 et du NH3 et une deuxième fraction liquide L2. 25 En référence à la figure 1, l'effluent issu de la zone de réaction R2 par le conduit 9 est introduit dans une zone de séparation S2, par exemple un ballon séparateur, afin de séparer une fraction liquide L2 comportant des hydrocarbures et une fraction gazeuse G2 riche en hydrogène et en H25 et en NH3. La zone de séparation S2 peut mettre en oeuvre un ou plusieurs ballons de séparation, avec 30 éventuellement des échangeurs de chaleurs pour condenser les flux gazeux. La fraction liquide L2 est évacuée de S2 par le conduit 10. Cette fraction liquide constitue le produit du procédé selon l'invention, par exemple le gazole appauvri en composés soufrés, azotés et aromatiques. La deuxième fraction gazeuse G2 est évacuée de S2 par le conduit 3. Etape f) Recyclage de la deuxième fraction gazeuse Selon l'étape f) du procédé selon l'invention, on recycle au moins une partie de la deuxième fraction gazeuse G2 comportant de l'hydrogène, de l'H25 et du NH3 à l'étape a) en tant que flux gazeux comportant de l'hydrogène. En référence à la figure 1, la deuxième fraction gazeuse G2 issu de la zone S2 est recyclée dans le procédé par le conduit 3 en mélange avec la charge circulant 10 dans le conduit 1. Aucun compresseur n'est requis du fait d'une pression légèrement plus élevée dans le réacteur R2. Selon une variante, la zone de réaction R1 est disposée dans un premier réacteur et la deuxième zone de réaction R2 est disposée dans un deuxième réacteur en amont du premier réacteur. Dans ce cas de figure, les zones de séparation Si et 15 S2 sont avantageusement des ballons de séparation, avec éventuellement des échangeurs de chaleurs pour condenser les flux gazeux. Une telle variante est décrite dans les figures 1 et 2. De cette manière, on peut choisir la température de fonctionnement de la zone de réaction R1 indépendamment de la température de fonctionnement de la zone de 20 réaction R2. Selon une autre variante, les zones de réaction R1 et R2 ainsi qu'avantageusement les zones de séparation Si et S2 sont regroupées dans un même réacteur. Le réacteur peut être de forme cylindrique dont l'axe est vertical. La zone de réaction R1 est située en dessus de la zone de réaction R2 dans le 25 réacteur. Dans ce cas, les zones de séparation sont avantageusement des internes. Une telle variante est décrite à la figure 3 dans laquelle les références identiques à celles de la figure 1 ou 2 désignent les mêmes éléments. Grâce à cette variante, on profite des avantages du contre-courant simulé tout en réduisant considérablement le nombre d'équipement. Cela permet de diminuer les coûts d'investissement et de fonctionnement. En référence à la figure 3, la charge hydrocarbonée à traiter est injectée par le conduit 1 dans la zone de réaction R1 et mélangée avec un flux comportant de l'hydrogène arrivant par le conduit 3. La charge peut éventuellement être chauffée avant son introduction dans la zone de réaction Ri. Le mélange de la charge et d'hydrogène est introduit en co-courant ascendant dans la zone de réaction R1 pour être mis en contact avec un catalyseur d'hydrotraitement. L'effluent issu de la zone de réaction R1 est séparé dans la zone de séparation Si en une première fraction liquide Li et une fraction gazeuse G1 riche en hydrogène, en H25 et en NH3. La séparation peut être réalisée par toute technique connue de l'Homme de l'Art, par exemple dans le cas où la phase liquide est la phase continue, les bulles de gaz se désengageront aisément du liquide si la vitesse liquide n'est pas trop importante en sortant de la zone de réaction Ri. Dans le cas où la phase gaz est la phase continue et que les gouttes de liquide sont dispersées, des internes permettant de faire coalescer les gouttes et collecter le liquide. On peut par exemple mettre en place une succession de plateau à calottes. La fraction liquide Li est évacuée de Si par le conduit 6. La fraction gazeuse G1 est évacuée de B1 par le conduit 5. La fraction gazeuse G1 est ensuite purifiée, avantageusement dans une unité de lavage aux amines LA. Le gaz enrichi en hydrogène est évacué de l'unité de lavage aux amines par le conduit 7, éventuellement comprimé par un compresseur et recyclé vers la zone de réaction R2. Selon une variante, un appoint en hydrogène frais peut être apporté par le conduit 23 dans le conduit 7.According to a preferred variant, the diameter of the first and second hydrotreatment catalysts is advantageously between 0.9 and 5 mm, preferably between 1.6 and 3.2 mm. Indeed, the use of larger diameter catalyst grains makes it possible to increase the void fraction in the reaction zone and thus reduce the pressure drop. Note that the name "diameter" refers not only to a ball shape or extruded, but more generally to any particle shape. The term "diameter" denotes the representative length of the particle on which the measurement is made. The first catalyst may have a diameter that is the same or different from the diameter of the second catalyst. With reference to FIG. 1, the first partially hydrotreated liquid fraction L1 arriving via line 6 is mixed with at least a portion of the stream enriched in hydrogen arriving via line 7. The first liquid fraction L1 can optionally be reheated before its introduction into the reaction zone R2. If necessary, before introduction into R2, the mixture can be heated and / or relaxed. Alternatively, the mixture of hydrogen and the first liquid fraction L1 arriving via line 6 can be produced in reaction zone R2. The mixing zone can thus be outside or inside the reaction zone R2. According to the invention, the mixture comprising the first liquid fraction L1 and the stream enriched in hydrogen is introduced in ascending cocurrent in the reaction zone R2 to be brought into contact with a hydrotreatment catalyst. The hydrotreatment reaction makes it possible to decompose the impurities, in particular the impurities containing sulfur or nitrogen, and possibly to partially remove the aromatic hydrocarbon compounds and more particularly the polyaromatic hydrocarbon compounds. The destruction of the impurities leads in particular to the production of a hydrorefined hydrocarbon product and an acid gas rich in H25 and NH3. The fact of sending purified hydrogen, that is to say without or without inhibiting compounds, in particular H25 and NH3, from the hydrogenation reaction in zone R2 makes it possible to maximize the hydrogen partial pressure. in the zone R2 in order to carry out the most difficult hydrogenation reactions there. The stream of purified hydrogen advantageously comes from the purification unit LA, for example an amine washing unit LA and optionally the hydrogen filling arriving via the pipe 23. Preferably, according to the invention, the entire flow from the purification unit LA is introduced into the zone R2. Preferably according to the invention, the hydrogen present in the zone R2 comes solely and directly from the hydrogen-rich stream coming from the unit LA and from the hydrogen filling coming through the pipe 23. The reaction zone R2 can operate with the following operating conditions: - temperature between 300 ° C. and 420 ° C., - pressure of between 2 MPa and 15 MPa (20 bar and 150 bar), - the pressure of R2 is greater than the pressure of R1, preferably, the pressure of R2 is greater by a value of between 0.01 MPa and 0.3 MPa (0.1 bar and 3 bar), preferably between 0.03 MPa and 0.1 MPa (0.3 bar and 1 bar) with respect to the pressure of R1, - hourly volumetric velocity VVH between 0.5 and 5 h -1, - ratio of hydrogen to H2 / HC hydrocarbons of between 50 and 1000 (Nm3 / Sm3 ). Step e) Second separation According to step e) of the process according to the invention, the second effluent E2 is separated in a second separation zone S2 into a second gaseous fraction G2 comprising hydrogen, H25 and H2. NH3 and a second liquid fraction L2. Referring to FIG. 1, the effluent from the reaction zone R2 via line 9 is introduced into a separation zone S2, for example a separator flask, in order to separate a liquid fraction L2 comprising hydrocarbons and a fraction gas G2 rich in hydrogen and H25 and NH3. The separation zone S2 may use one or more separation flasks, possibly with heat exchangers for condensing the gas flows. The liquid fraction L2 is discharged from S2 via line 10. This liquid fraction constitutes the product of the process according to the invention, for example, gas oil depleted of sulfur, nitrogen and aromatic compounds. The second gaseous fraction G2 is discharged from S2 via line 3. Step f) Recycling the second gaseous fraction According to step f) of the process according to the invention, at least a portion of the second gaseous fraction G2 containing hydrogen, H25 and NH3 in step a) as a gaseous stream comprising hydrogen. With reference to FIG. 1, the second gaseous fraction G2 coming from the zone S2 is recycled in the process via the pipe 3 mixed with the charge flowing in the pipe 1. No compressor is required because of a pressure slightly higher in the reactor R2. Alternatively, the reaction zone R1 is disposed in a first reactor and the second reaction zone R2 is disposed in a second reactor upstream of the first reactor. In this case, the separation zones Si and S2 are advantageously separation flasks, possibly with heat exchangers for condensing the gas flows. Such an alternative is described in FIGS. 1 and 2. In this way, the operating temperature of the reaction zone R1 can be selected independently of the operating temperature of the reaction zone R2. According to another variant, the reaction zones R1 and R2 as well as advantageously the separation zones Si and S2 are grouped together in the same reactor. The reactor can be of cylindrical shape whose axis is vertical. The reaction zone R1 is located above the reaction zone R2 in the reactor. In this case, the separation zones are advantageously internals. Such a variant is described in FIG. 3, in which the references identical to those of FIG. 1 or 2 designate the same elements. Thanks to this variant, one benefits from the advantages of the simulated countercurrent while considerably reducing the number of equipment. This reduces investment and operating costs. With reference to FIG. 3, the hydrocarbon feedstock to be treated is injected via line 1 into reaction zone R1 and mixed with a stream comprising hydrogen arriving via line 3. The feedstock may optionally be heated before it is introduced into the feed. the reaction zone Ri. The mixture of the feedstock and hydrogen is introduced in ascending co-flow into the reaction zone R1 to be contacted with a hydrotreatment catalyst. The effluent from the reaction zone R1 is separated in the separation zone Si in a first liquid fraction Li and a gas fraction G1 rich in hydrogen, H25 and NH3. The separation can be carried out by any technique known to those skilled in the art, for example in the case where the liquid phase is the continuous phase, the gas bubbles will easily disengage from the liquid if the liquid velocity is not too much important when leaving the reaction zone Ri. In the case where the gas phase is the continuous phase and the drops of liquid are dispersed, internals for coalescing the drops and collect the liquid. For example, it is possible to set up a succession of plateau with caps. The liquid fraction Li is removed from Si via line 6. The gaseous fraction G1 is discharged from B1 through line 5. The gaseous fraction G1 is then purified, advantageously in an LA amine washing unit. The hydrogen-enriched gas is discharged from the amine washing unit via line 7, possibly compressed by a compressor and recycled to the reaction zone R2. According to one variant, a fresh hydrogen filling can be provided via line 23 in line 7.

La première fraction liquide Li partiellement hydrotraitée arrivant par le conduit 6 est introduite dans la zone de réaction R2. Grâce à la jambe liquide d'une hauteur H générant une différence de pression statique égale à la somme des pertes de charge rencontrées entre la zone de mélange de ladite première fraction liquide Li et ledit flux enrichi en hydrogène et la zone d'introduction du premier effluent El dans ladite première zone de séparation Si dans le sens de la circulation des fluides, l'écoulement de la première fraction liquide Li est effectuée de manière gravitaire. Si besoin, avant introduction dans R2, la première fraction liquide L1 peut être chauffée et/ou détendue. Le mélange de la première fraction liquide L1 et dudit flux enrichi en hydrogène est introduit en co-courant ascendant dans la zone de réaction R2 pour être mis en contact avec un catalyseur d'hydrotraitement. Le fait d'envoyer de l'hydrogène purifié, c'est-à-dire sans ou presque sans composés inhibiteurs, notamment H25 et NH3, de la réaction d'hydrogénation dans la zone R2 permet de maximiser la pression partielle d'hydrogène dans la zone R2 afin d'y réaliser les réactions d'hydrogénations les plus difficiles. Le flux d'hydrogène purifié provient avantageusement de l'unité de purification LA et éventuellement de l'appoint en hydrogène arrivant par le conduit 23. L'effluent issu de la zone de réaction R2 est séparé dans la zone de séparation S2, par exemple un interne spécifique en une deuxième fraction liquide L2 et une deuxième fraction gazeuse G2 riche en hydrogène, en H25 et en NH3. La fraction liquide L2 est évacuée de S2 par le conduit 10. Cette fraction liquide constitue le produit du procédé selon l'invention, par exemple le gazole appauvri en composés soufrés, azotés et aromatiques. La deuxième fraction gazeuse G2 issue du dispositif S2 est recyclée par le conduit 3 pour être introduite dans la première zone de réaction R1. Aucun compresseur n'est requis du fait d'une pression légèrement plus élevée dans le réacteur R2.The first partially hydrotreated liquid Li fraction arriving via line 6 is introduced into the reaction zone R2. With the liquid leg of a height H generating a static pressure difference equal to the sum of the pressure losses encountered between the mixing zone of said first liquid fraction Li and said hydrogen enriched stream and the introduction zone of the first effluent E1 in said first separation zone Si in the direction of flow of the fluids, the flow of the first liquid fraction Li is carried out gravity. If necessary, before introduction into R2, the first liquid fraction L1 can be heated and / or relaxed. The mixture of the first liquid fraction L1 and said hydrogen-enriched stream is introduced in upward co-flow into the reaction zone R2 to be contacted with a hydrotreatment catalyst. The fact of sending purified hydrogen, that is to say without or without inhibitory compounds, in particular H25 and NH3, from the hydrogenation reaction in the zone R2 makes it possible to maximize the partial pressure of hydrogen in zone R2 in order to carry out the most difficult hydrogenation reactions there. The stream of purified hydrogen advantageously comes from the purification unit LA and optionally from the hydrogen additive arriving via the conduit 23. The effluent from the reaction zone R2 is separated in the separation zone S2, for example a specific internal in a second liquid fraction L2 and a second gaseous fraction G2 rich in hydrogen, H25 and NH3. The liquid fraction L2 is discharged from S2 via line 10. This liquid fraction constitutes the product of the process according to the invention, for example, gas oil depleted of sulfur, nitrogen and aromatic compounds. The second gaseous fraction G2 from the device S2 is recycled via the conduit 3 to be introduced into the first reaction zone R1. No compressor is required because of a slightly higher pressure in the reactor R2.

Bien entendu, le procédé selon l'invention n'est pas limité à deux zones de réactions, mais peut très bien s'appliquer à une succession d'au moins deux zones de réactions fonctionnant de manière analogue, par exemple à une succession de trois ou quatre zones d'hydrotraitement, suivies respectivement d'une zone de séparation.Of course, the process according to the invention is not limited to two reaction zones, but can very well be applied to a succession of at least two reaction zones operating in a similar manner, for example a succession of three or four hydrotreating zones, followed respectively by a separation zone.

Les zones de réactions R1 et R2 peuvent contenir des catalyseurs de compositions identiques ou des catalyseurs de compositions différentes. Les zones de réactions R1 et R2 peuvent également contenir un ou plusieurs inerte(s), c'est-à-dire une ou plusieurs substance(s) n'ayant pas ou peu d'activité catalytique mais ayant la propriété d'adsorber les impuretés contenues dans la charge (lit de garde). De plus, dans une zone de réaction, on peut disposer un ou plusieurs lits de catalyseur de composition identique, ou bien plusieurs lits de catalyseur, la composition des catalyseurs étant différente d'un lit à l'autre. De plus, un lit catalytique peut éventuellement être composé de couches de catalyseurs différents. Les catalyseurs mis en oeuvre dans les zones de réaction peuvent comporter en général un support minéral poreux, au moins un métal ou composé de métal du groupe VIII de la classification périodique des éléments (ce groupe comprenant notamment le cobalt, le nickel, le fer, etc...) et au moins un métal ou composé de métal du groupe VIB de ladite classification périodique (ce groupe comprenant notamment le molybdène, le tungstène, etc...).The reaction zones R1 and R2 may contain catalysts of identical compositions or catalysts of different compositions. The reaction zones R1 and R2 may also contain one or more inert (s), that is to say one or more substance (s) having little or no catalytic activity but having the property of adsorbing the impurities contained in the load (guard bed). In addition, in a reaction zone, one or more catalyst beds of identical composition can be arranged, or several catalyst beds, the composition of the catalysts being different from one bed to another. In addition, a catalytic bed may optionally be composed of different catalyst layers. The catalysts employed in the reaction zones may in general comprise a porous mineral support, at least one metal or metal compound of group VIII of the periodic table of elements (this group especially comprising cobalt, nickel, iron, etc ...) and at least one metal or metal compound of group VIB of said periodic classification (this group including in particular molybdenum, tungsten, etc ...).

La somme des métaux ou composés métalliques, exprimé en poids de métal par rapport au poids total du catalyseur fini est souvent comprise entre 1 et 50 % poids. La somme des métaux ou composés de métaux du groupe VIII, exprimée en poids de métal par rapport au poids du catalyseur fini est souvent comprise entre 1 et 15 % poids, de préférence entre 2 et 10% poids. La somme des métaux ou composés de métaux du groupe VIB, exprimée en poids de métal par rapport au poids du catalyseur fini est souvent comprise entre 2 et 50% poids, de préférence entre 5 et 40% poids. Selon une autre variante, les catalyseurs mis en oeuvre dans les zones de réaction R1 et R2 peuvent comporter en général un support minéral poreux et au moins un métal noble ou composé de métal noble du groupe VIII de la classification périodique des éléments (ce groupe comprenant notamment le palladium, le platine, le rhodium, le ruthénium, etc...). Sa teneur est généralement comprise entre 0,1 et 2 % poids par rapport au poids total du catalyseur fini. Le support minéral poreux peut comprendre, de façon non limitative, l'un des composés suivants : alumine, silice, zircone, oxyde de titane, magnésie, ou deux composés choisis parmi les composés précédents, par exemple silice-alumine ou alumine-zircone, ou alumine-oxyde de titane, ou alumine-magnésie, ou trois composés ou plus choisis parmi les composés précédents, par exemple silicealumine-zircone ou silice-alumine-magnésie. Le support peut également comprendre, en partie ou en totalité, une zéolite. De préférence, le catalyseur comporte un support composé d'alumine, ou un support composé principalement d'alumine (par exemple de 80 à 99,99% poids d'alumine). Le support poreux peut comprendre également un ou plusieurs autres éléments ou composés promoteurs, à base par exemple de phosphore, de magnésium, de bore, de silicium, ou comprenant un halogène. Le support peut par exemple comprendre de 0,01 à 20% poids de B203, ou de Si02, ou de P205, ou d'un halogène (par 5 exemple du chlore ou du fluor), ou 0,01 à 20% poids d'une association de plusieurs de ces promoteurs. Des catalyseurs courants sont par exemple des catalyseurs à base de cobalt et de molybdène, ou bien à base de nickel et de molybdène, ou bien à base de nickel et de tungstène, sur un support alumine, ce support pouvant comprendre un ou plusieurs promoteurs tels que précédemment lo cités. Le catalyseur peut être sous forme oxyde, c'est-à-dire qu'il a subi une étape de calcination après imprégnation des métaux sur le support. Alternativement, le catalyseur peut être sous forme séchée additivée, c'est-à-dire que le catalyseur n'a pas subi d'étape de calcination après imprégnation des métaux et d'un 15 composé organique sur le support. Généralement le composé organique contient de l'oxygène et/ou de l'azote. Les catalyseurs sous forme séchée additivée sont généralement connus pour être plus actifs et moins tolérants aux impuretés que les catalyseurs sous forme oxyde. Selon une variante préférée, on utilise un catalyseur à base de cobalt et de 20 molybdène dans la première zone de réaction R1 et un catalyseur à base de nickel et de molybdène dans la deuxième zone de réaction R2. Selon une autre variante préférée, on utilise un catalyseur sous forme oxyde dans la première zone de réaction R1 et un catalyseur sous forme séchée additivée dans la deuxième zone de réaction R2. 25 Les exemples présentés ci-après permettent d'illustrer le fonctionnement du procédé selon l'invention et d'en montrer les avantages. Hydrotraitement d'une charce gazole avec un objectif en soufre final de 10 ppm poids. La charge traitée est composée à 80% poids de GOSR (un gazole issu d'une 30 distillation atmosphérique) et de 20% poids de LCO (coupe issue de craquage catalytique). Les caractéristiques de la charge figurent dans le tableau 1.The sum of metals or metal compounds, expressed as weight of metal relative to the total weight of the finished catalyst is often between 1 and 50% by weight. The sum of the metals or compounds of metals of group VIII, expressed in weight of metal relative to the weight of the finished catalyst is often between 1 and 15% by weight, preferably between 2 and 10% by weight. The sum of the metals or compounds of Group VIB metals, expressed in weight of metal relative to the weight of the finished catalyst is often between 2 and 50% by weight, preferably between 5 and 40% by weight. According to another variant, the catalysts employed in the reaction zones R 1 and R 2 may generally comprise a porous mineral support and at least one noble metal or noble metal compound of group VIII of the periodic table of the elements (this group comprising especially palladium, platinum, rhodium, ruthenium, etc.). Its content is generally between 0.1 and 2% by weight relative to the total weight of the finished catalyst. The porous inorganic support may comprise, without limitation, one of the following compounds: alumina, silica, zirconia, titanium oxide, magnesia, or two compounds chosen from the preceding compounds, for example silica-alumina or alumina-zirconia, or alumina-titanium oxide, or alumina-magnesia, or three or more compounds selected from the foregoing compounds, for example silicalumin-zirconia or silica-alumina-magnesia. The support may also comprise, in part or in whole, a zeolite. Preferably, the catalyst comprises a support composed of alumina, or a support composed mainly of alumina (for example from 80 to 99.99% by weight of alumina). The porous support may also comprise one or more other promoter elements or compounds, based for example on phosphorus, magnesium, boron, silicon, or comprising a halogen. The support may for example comprise from 0.01% to 20% by weight of B 2 O 3, or of SiO 2, or of P 2 O 5, or of a halogen (for example chlorine or fluorine), or 0.01 to 20% wt. an association of several of these promoters. Common catalysts are, for example, catalysts based on cobalt and molybdenum, or on the basis of nickel and molybdenum, or else based on nickel and tungsten, on an alumina support, this support possibly comprising one or more promoters such as than previously cited. The catalyst may be in oxide form, that is to say that it has undergone a calcination step after impregnation of the metals on the support. Alternatively, the catalyst may be in an additivated dried form, that is to say that the catalyst has not undergone a calcination step after impregnation of the metals and an organic compound on the support. Generally the organic compound contains oxygen and / or nitrogen. Catalysts in the additive-dried form are generally known to be more active and less tolerant of impurities than catalysts in oxide form. According to a preferred variant, a catalyst based on cobalt and molybdenum is used in the first reaction zone R1 and a catalyst based on nickel and molybdenum in the second reaction zone R2. According to another preferred variant, a catalyst in oxide form is used in the first reaction zone R1 and a catalyst in dried form additive in the second reaction zone R2. The examples presented below serve to illustrate the operation of the process according to the invention and to show the advantages thereof. Hydrotreatment of diesel fuel with a final sulfur objective of 10 ppm by weight. The treated feed is composed of 80% by weight of GOSR (a gas oil resulting from atmospheric distillation) and 20% by weight of LCO (catalytic cracking cut). The characteristics of the load are shown in Table 1.

Charge GOSR/LCO (80/20) Densité (15°C) kg/m3 861 Soufre initial ppm poids 9087 Azote initial ppm poids 266 Capacité BPSD 60 000 Cible soufre ppm poids 10 Tableau 1: Caractéristiques de la charge L'exemple 1 décrit un procédé d'hydrotraitement en contre-courant simulé en cocourant ascendant selon l'art antérieur avec la pression du réacteur R2 supérieure à la pression du réacteur R1. Dans cet exemple, on utilise deux réacteurs ayant chacun un lit catalytique et une pompe pour permettre le transfert du liquide vers le réacteur R2. L'exemple 2 décrit un procédé d'hydrotraitement en contre-courant simulé selon l'invention (figure 2) dans lequel on utilise deux réacteurs ayant chacun un lit catalytique.GOSR / LCO load (80/20) Density (15 ° C) kg / m3 861 Initial sulfur ppm Weight 9087 Initial nitrogen ppm Weight 266 BPSD capacity 60,000 Target sulfur ppm Weight Table 1: Load characteristics Example 1 describes a simulated countercurrent hydrotreating process in ascending cocurrent according to the prior art with the pressure of the reactor R2 greater than the pressure of the reactor R1. In this example, two reactors each having a catalyst bed and a pump are used to allow the transfer of the liquid to the reactor R2. Example 2 describes a simulated countercurrent hydrotreatment process according to the invention (FIG. 2) in which two reactors each having a catalytic bed are used.

L'exemple 3 décrit un procédé d'hydrotraitement en contre-courant simulé selon la variante décrite dans la figure 3. Dans le lit catalytique R1 un catalyseur CoMo sur support alumine est utilisé. Dans le lit catalytique de finition R2 un catalyseur NiMo sur support d'alumine est utilisés. Les conditions opératoires des réacteurs, identiques pour les trois 15 exemples, figurent dans le tableau 2. Catalyseur (volume total CoMo + NiMo) m3 240 Diamètre equivalent extrudé mm 3,2 VVH globale h-1 1,6 Rapport volumique R1/R2 m3/m3 1,0 Pression sortie R2 bara 42,0 Vitesse superficielle liquide en entrée de R2 cm/s 0,5 Température massique moyenne de R1 et R2 °C 355 H2 recyclage/HC en entrée de R1 Nm3/5m3 150 Tableau 2: Conditions opératoires pour les trois exemples On vise à obtenir une teneur en soufre final de 10 ppm poids dans chacun des exemples. A partir de cet objectif, le dimensionnement des réacteurs est donné dans le tableau 3. Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 (comparatif) (selon (selon l'invention - l'invention - figure 2) figure 3) Nombre de réacteurs - 2 2 1 Diamètre réacteur mm 5500 / 5500 5500 / 5500 5500 Hauteur réacteur mm 5550 / 5550 5550 / 5550 12100 Pertes de charge totales bar a 0,44 0,44 0,44 Hauteur disponible H' mm 0 13100 11100 Hauteur de la jambe liquide H mm 0 7500 7500 Nombre de pompes nécessaires - 2 (dont une 0 0 secours) Puissance d'une pompe kW 30 0 0 Tableau 3: Dimensionnement des réacteurs Les exemples selon l'invention montrent qu'il est possible de supprimer la consommation énergétique d'une pompe ainsi que l'investissement d'une deuxième pompe pour faire fonctionner le procédé par rapport à un procédé classique en contre-courant simulé en courant ascendant (exemple 1) tout en limitant le nombre et la taille des équipements supplémentaires, notamment : - deux réacteurs de faible hauteur (exemple 2) - un agencement compact dans un seul réacteur (exemple 3).15Example 3 describes a simulated countercurrent hydrotreatment process according to the variant described in FIG. 3. In the catalytic bed R1, a CoMo catalyst on an alumina support is used. In the catalytic finishing bed R2 a NiMo catalyst supported on alumina is used. The operating conditions of the reactors, identical for the three examples, are given in Table 2. Catalyst (total volume CoMo + NiMo) m3 240 Diameter equivalent extruded mm 3.2 Overall VVH h-1 1.6 Ratio R1 / R2 m3 / m3 1.0 Exit pressure R2 bara 42.0 Inlet liquid surface velocity of R2 cm / s 0.5 Mean mass temperature of R1 and R2 ° C 355 H2 recycle / HC inlet of R1 Nm3 / 5m3 150 Table 2: Operating Conditions for the Three Examples The aim is to obtain a final sulfur content of 10 ppm by weight in each of the examples. From this objective, the design of the reactors is given in Table 3. Example 1 Example 2 Example 3 (Comparative) (According to (according to the invention - the invention - Figure 2) Figure 3) Number of reactors - 2 2 1 Reactor diameter mm 5500/5500 5500/5500 5500 Reactor height mm 5550/5550 5550/5550 12100 Total pressure drop bar a 0.44 0.44 0.44 Available height H 'mm 0 13100 11100 Leg height H mm 0 7500 7500 Number of pumps required - 2 (including one 0 0 backup) Power of a pump kW 30 0 0 Table 3: Sizing of the reactors The examples according to the invention show that it is possible to suppress the energy consumption of a pump as well as the investment of a second pump to operate the process compared to a conventional upcurrent countercurrent process (Example 1) while limiting the number and size of additional equipment, including: - two reactors of low h author (Example 2) - a compact arrangement in a single reactor (Example 3).

Claims (15)

REVENDICATIONS1. Procédé d'hydrotraitement en lit fixe d'une charge hydrocarbonée comportant des composés soufrés et azotés, dans lequel on effectue les étapes suivantes : a) on effectue une première étape d'hydrotraitement en mettant en contact au moins une partie de la charge et un flux gazeux comportant de l'hydrogène avec un premier catalyseur d'hydrotraitement dans une première zone de réaction R1 pour produire un premier effluent El hydrotraité comportant de l'hydrogène, de l'H25 et du NH3, ladite partie de la charge et ledit flux gazeux circulant en co-courant ascendant dans ladite première zone de réaction R1, b) puis on sépare le premier effluent El en une première fraction gazeuse G1 comportant de l'hydrogène, de l'H25 et du NH3, et une première fraction liquide Li dans une première zone de séparation Si, c) puis on refroidit éventuellement, puis on purifie la première fraction gazeuse G1 pour produire un flux enrichi en hydrogène, d) puis on effectue une deuxième étape d'hydrotraitement en mettant en contact la première fraction liquide Li obtenue à l'étape b) et au moins une partie dudit flux enrichi en hydrogène avec un deuxième catalyseur d'hydrotraitement dans une deuxième zone de réaction R2 pour produire un deuxième effluent E2 hydrotraité comportant de l'hydrogène, du NH3 et de l'H25, ladite première fraction liquide Li et ledit flux enrichi en hydrogène circulant en co-courant ascendant dans ladite deuxième zone de réaction R2, ladite deuxième étape d'hydrotraitement étant effectuée à une pression plus élevée que ladite première étape d'hydrotraitement, ladite deuxième zone de réaction R2 étant disposée en dessous de ladite zone de séparation Si de l'étape b) de manière à créer une hauteur hydrostatique H de liquide dans une jambe liquide connectant ladite première zone de séparation Si à ladite deuxième zone de réaction R2, la hauteur Ha générant une différence de pression permettant de réaliser l'écoulement de ladite première fraction liquide Li issue de ladite premièrezone de séparation Si vers la deuxième zone de réaction R2 de manière gravitaire, e) puis on sépare dans une deuxième zone de séparation S2 le deuxième effluent E2 en une deuxième fraction gazeuse G2 comportant de l'hydrogène, de l'H2S et du NH3 et une deuxième fraction liquide L2, f) puis on recycle au moins une partie de la deuxième fraction gazeuse G2 comportant de l'hydrogène, de l'H2S et du NH3 à l'étape a) en tant que flux gazeux comportant de l'hydrogène.REVENDICATIONS1. A process for the fixed bed hydrotreatment of a hydrocarbon feed comprising sulfur and nitrogen compounds, wherein the following steps are carried out: a) a first hydrotreatment step is carried out by contacting at least a portion of the feedstock and a feedstock; gas stream comprising hydrogen with a first hydrotreatment catalyst in a first reaction zone R1 to produce a first hydrotreated effluent E1 comprising hydrogen, H25 and NH3, said part of the feed and said feed gas flowing in ascending co-current in said first reaction zone R1, b) and then separating the first effluent E1 into a first gaseous fraction G1 comprising hydrogen, H25 and NH3, and a first liquid fraction Li in a first separation zone Si, c) and then optionally cooled, then the first gaseous fraction G1 is purified to produce a stream enriched in hydrogen, d) then a second sample is made. hydrotreatment step by contacting the first liquid fraction Li obtained in step b) and at least a portion of said hydrogen-enriched stream with a second hydrotreatment catalyst in a second reaction zone R2 to produce a second effluent E2 hydrotreated mixture comprising hydrogen, NH3 and H25, said first liquid fraction Li and said circulating enriched hydrogen enriched stream in said second reaction zone R2, said second hydrotreatment stage being carried out at a temperature of higher pressure than said first hydrotreating step, said second reaction zone R2 being disposed below said separation zone Si of step b) so as to create a hydrostatic head H of liquid in a liquid leg connecting said first separation zone If at said second reaction zone R2, the height Ha generates a pressure difference making it possible to achieve the flow of said first liquid fraction Li from said first separation zone Si towards the second reaction zone R2 in a gravitational manner, e) then, in a second separation zone S2, the second effluent E2 is separated into a second gas fraction G2 comprising hydrogen, H 2 S and NH 3 and a second liquid fraction L 2, f) and then at least a portion of the second gaseous fraction G 2 containing hydrogen, H 2 S and NH 3 is recycled to step a) as a gas stream comprising hydrogen. 2. Procédé selon la revendication 1, la hauteur hydrostatique H de liquide dans la jambe liquide connectant ladite première zone de séparation Si à ladite deuxième zone de réaction R2 est créée en disposant ladite deuxième zone de réaction R2 en dessous de ladite zone de séparation Si de l'étape b) d'une telle manière qu'une hauteur appelée hauteur disponible H' est créée entre la zone d'introduction dudit effluent El dans la zone de séparation Si et la zone de mélange de ladite première fraction Li avec ledit flux enrichi en hydrogène, ladite hauteur disponible H' créant ladite jambe liquide d'une hauteur hydrostatique H inférieure ou égale à ladite hauteur disponible H', ladite hauteur H étant telle qu'elle génère une différence de pression statique égale à la somme des pertes de charge rencontrées entre ladite zone de mélange et ladite zone d'introduction de l'effluent El dans le sens de la circulation des fluides.2. Method according to claim 1, the hydrostatic head H of liquid in the liquid leg connecting said first separation zone Si to said second reaction zone R2 is created by disposing said second reaction zone R2 below said separation zone Si of step b) in such a way that a height called the available height H 'is created between the introduction zone of said effluent E1 in the separation zone Si and the mixing zone of said first fraction Li with said flow hydrogen enriched, said available height H 'creating said liquid leg with a hydrostatic head H less than or equal to said available height H', said height H being such that it generates a static pressure difference equal to the sum of the losses of charge encountered between said mixing zone and said E effluent introduction zone in the direction of fluid flow. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la première zone de réaction R1 et la deuxième zone de réaction R2 sont disposées dans un même réacteur ou dans deux réacteurs différents.3. Method according to one of claims 1 or 2, wherein the first reaction zone R1 and the second reaction zone R2 are disposed in the same reactor or in two different reactors. 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la première zone de séparation Si et la deuxième zone de séparation S2 sont disposées à l'intérieur ou à l'extérieur du ou des réacteur(s).4. The method of claim 3, wherein the first separation zone Si and the second separation zone S2 are disposed inside or outside the reactor (s). 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la pression de ladite deuxième étape d'hydrotraitement est supérieure d'une valeur comprise entre0,01 et 0,3 MPa par rapport à la pression de ladite première étape d'hydrotraitement.5. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the pressure of said second hydrotreating step is greater by a value between0.01 and 0.3 MPa relative to the pressure of said first step of hydrotreating. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel on effectue un appoint en hydrogène de manière à réaliser la deuxième étape d'hydrotraitement en présence dudit appoint en hydrogène, ledit appoint en hydrogène comportant au moins 95% volumique d'hydrogène.6. Method according to one of claims 1 to 5, wherein a hydrogen booster is carried out so as to carry out the second hydrotreatment step in the presence of said hydrogen booster, said booster hydrogen having at least 95% by volume of hydrogen. hydrogen. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel on met en oeuvre les zones de réaction avec les conditions suivantes : - température comprise entre 300°C et 420°C, - pression comprise entre 2 MPa et 15 MPa, - Vitesse Volumétrique Horaire comprise entre 0,5 et 5 h-1, - rapport entre l'hydrogène et les composés hydrocarbures compris entre 150 et 1000 Nm3/Sm3.7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein the reaction zones are implemented with the following conditions: - temperature between 300 ° C and 420 ° C, - pressure between 2 MPa and 15 MPa, - Hourly Volumetric Speed between 0.5 and 5 h -1, - ratio between hydrogen and hydrocarbon compounds between 150 and 1000 Nm3 / Sm3. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel l'étape c) met en oeuvre une étape de lavage aux amines pour produire ledit flux enrichi en hydrogène.The process according to one of claims 1 to 7, wherein step c) performs an amine wash step to produce said hydrogen enriched stream. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel à l'étape c) avant la purification, on condense partiellement par refroidissement ladite première fraction gazeuse G1 et on sépare la première fraction partiellement condensée en une deuxième première fraction liquide L1' et une deuxième première fraction gazeuse G1', et à l'étape c) on met en contact la deuxième première fraction gazeuse G1' avec une solution absorbante comportant des amines pour produire ledit flux enrichi en hydrogène.9. Method according to one of claims 1 to 8, wherein in step c) before purification, is partially condensed by cooling said first gaseous fraction G1 and separates the first partially condensed fraction into a second first liquid fraction L1 and a second first gaseous fraction G1 ', and in step c) contacting the second first gaseous fraction G1' with an absorbent solution comprising amines to produce said hydrogen enriched stream. 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel avant d'effectuer l'étape d) on met en contact ledit flux enrichi en hydrogène avec une masse de captation pour réduire la teneur en eau dudit flux enrichi en hydrogène.10. The method of claim 9, wherein before performing step d) is contacted said hydrogen enriched stream with a capture mass to reduce the water content of said hydrogen-enriched stream. 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le premier catalyseur et le deuxième catalyseur sont indépendamment choisis parmi lescatalyseurs composés d'un support minéral poreux, d'au moins un élément métallique choisi parmi le groupe VIB et d'un élément métallique choisi parmi le groupe VIII.11. Process according to one of claims 1 to 10, in which the first catalyst and the second catalyst are independently selected from catalysts composed of a porous mineral support, at least one metal element selected from group VIB and from a metal element selected from group VIII. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le premier et le deuxième catalyseurs sont indépendamment choisis parmi un catalyseur composé de cobalt et de molybdène déposé sur un support poreux à base d'alumine et un catalyseur composé de nickel et de molybdène déposé sur un support poreux à base d'alumine.The process according to claim 11, wherein the first and second catalysts are independently selected from a catalyst composed of cobalt and molybdenum deposited on a porous alumina support and a catalyst composed of nickel and molybdenum deposited on a porous support based on alumina. 13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel le premier catalyseur et le deuxième catalyseur sont indépendamment choisis parmi les catalyseurs composés d'un support minéral poreux et d'au moins un élément métallique noble choisi parmi le groupe VIII.13. Method according to one of claims 1 to 12, wherein the first catalyst and the second catalyst are independently selected from catalysts composed of a porous mineral carrier and at least one noble metal element selected from group VIII. 14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel le diamètre du premier et du deuxième catalyseur est compris entre 0,9 et 5 mm.14. Method according to one of claims 1 to 13, wherein the diameter of the first and the second catalyst is between 0.9 and 5 mm. 15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel la charge hydrocarbonée est composée d'une coupe dont le point initial d'ébullition est compris entre 80°C et 250°C et le point final d'ébullition est compris entre 260°C et 600°C. 2515. Method according to one of claims 1 to 14, wherein the hydrocarbon feedstock is composed of a section whose initial boiling point is between 80 ° C and 250 ° C and the final boiling point is understood between 260 ° C and 600 ° C. 25
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