FR3024051A1 - Chambre a plaques en materiau ceramique pour unite de craquage catalytique fluide - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une chambre à plaques (18) conçue pour détendre un gaz, notamment destinée à une unité de craquage catalytique fluide, ladite chambre à plaques comprenant les éléments suivants : - une enceinte (181) d'axe (X), - une conduite d'entrée (182) débouchant à l'intérieur de l'enceinte (181), - une conduite de sortie (183) située à l'opposé de la conduite de sortie suivant ledit axe (X), et - une pluralité de plaques internes (184) disposées transversalement à l'axe (X) à l'intérieur de l'enceinte à distance les unes des autres le long de l'axe (X), chaque plaque interne (184) étant pourvue d'une pluralité d'orifices traversants (185), caractérisée en ce qu'au moins la pluralité de plaques internes est en un matériau céramique.

Description

1 CHAMBRE A PLAQUES EN MATERIAU CERAMIQUE POUR UNITE DE CRAQUAGE CATALYTIQUE FLUIDE L'invention concerne une chambre à plaques d'une unité de craquage catalytique fluide (FCC « Fluid Catalytic Cracking » en anglais). Dans une unité de craquage catalytique fluide, les chambres à plaques (« orifice chamber » en anglais) sont utilisées pour détendre un gaz qui les traverse. L'invention concerne les problèmes de dégradation des parois métalliques des équipements internes d'une unité de craquage catalytique. Ces problèmes de dégradation peuvent être dus à l'érosion provoquée par la circulation des particules abrasives de catalyseur au sein de l'unité de craquage catalytique ou à la corrosion, du fait de la présence de gaz corrosifs dans certaines parties de l'unité de craquage catalytique. Dans une unité FCC, la charge à traiter et le catalyseur sont introduits ensemble dans un réacteur afin de produire par craquage des produits de masse moléculaire plus faible. Les effluents gazeux sortant du réacteur et formés au cours de la réaction chimique sont séparés des particules de catalyseur solide et coké dans un désengageur situé en aval du réacteur. La réaction chimique produite dans le réacteur du FCC entraîne la formation de dépôts de coke sur les particules de catalyseur, imposant une régénération permanente de ce catalyseur. Le catalyseur coké et séparé est ainsi transporté selon un écoulement continu vers un régénérateur dans lequel le coke est brûlé par injection d'air. Le catalyseur chaud ainsi régénéré est ensuite réinjecté à l'entrée du réacteur avec la charge fraîche. Bien que le catalyseur débarrassé de son coke soit évacué en continu en partie basse du régénérateur, il subsiste des quantités non négligeables de particules solides dudit catalyseur entraînées en sortie haute dudit régénérateur par le gaz de combustion. Ces particules solides de catalyseur sont récupérées au moyen d'un dispositif adapté de séparation et de récupération de ces particules situé à l'intérieur du générateur. Ce dispositif de séparation comprend généralement un ou deux étages de cyclones lesquels utilisent la force centrifuge pour séparer les particules d'un gaz. Les gaz de combustion, lesquels contiennent du CO et du CO2, sortent du régénérateur par le sommet de 3024051 2 ce dernier. Ces gaz de combustion contiennent une quantité appréciable d'énergie et il existe de nombreux schémas de récupération de cette énergie. Dans certaines unités, le gaz de combustion est envoyé à un 5 brûleur de CO (« CO boiler » en anglais) dans lequel le CO des gaz de combustion est brûlé pour produire de la vapeur, notamment de la vapeur à haute pression. Dans d'autres unités, la chaleur des gaz de combustion est récupérée par un échangeur de chaleur pour produire de la vapeur.

10 Dans la plupart des unités, la pression des gaz de combustion est réduite par une vanne de contrôle et une chambre à plaques. Environ un tiers de la pression est réduite au travers de la vanne de contrôle et les deux tiers restant sont réduits via la chambre à plaques. Une chambre à plaques est une enceinte verticale ou horizontale contenant 15 une série de plaques perforées, conçues pour maintenir une chute de pression raisonnable au travers de la vanne de contrôle. L'enceinte comme les plaques sont généralement métalliques. La chambre à plaques et la vanne de contrôle assurent ainsi le contrôle de la pression interne du régénérateur.

20 Dans certaines unités relativement importantes, une turbine à gaz peut être utilisée pour récupérer l'énergie des gaz de combustion. Dans ce cas, les gaz de combustion traversent généralement un autre dispositif de séparation comprenant un ou plusieurs cyclones, souvent appelé troisième étage de séparation, avant d'être envoyés vers la 25 turbine à gaz ou éventuellement vers la vanne de contrôle et la chambre à plaques. Malgré les dispositifs de séparation et récupération des particules internes au régénérateur, et éventuellement externes au régénérateur, les gaz de combustion entrant dans la chambre à plaques contiennent 30 encore des particules de catalyseur qui peuvent produire une érosion des internes contre lesquelles elles peuvent impacter. A l'usage, on observe ainsi une érosion des plaques des chambres à plaques réduisant les capacités de détente de ces dernières et rendant plus difficile le contrôle de la pression du régénérateur.

35 Afin de réduire cette érosion, il est possible de recouvrir ces plaques d'un revêtement protecteur. De tels revêtements sont généralement constitués d'un matériau composite, en général un béton, 3024051 3 maintenu par une structure d'ancrage, le plus souvent métallique. Ces structures d'ancrage sont soudées aux parois métalliques et assurent ainsi l'accrochage du matériau composite. Elles peuvent présenter une forme de nid d'abeille comportant une pluralité d'alvéoles hexagonales 5 solidaires les unes des autres par leurs côtés. La structure d'ancrage est alors soudée à la paroi métallique par soudage d'une partie seulement des alvéoles à la paroi métallique. Chaque alvéole est ensuite remplie de matériau composite. Cette configuration du revêtement permet également d'assurer l'absorption des différences de dilatation 10 existant entre la structure d'ancrage métallique et le matériau composite. Un tel revêtement permet de protéger les parois métalliques de la chambre à plaques. On observe cependant au cours du temps, une dégradation de ce revêtement qui peut conduire à une chute de 15 morceaux de revêtement à l'intérieur de l'enceinte, ce qui peut altérer le fonctionnement de l'unité et nécessiter son arrêt pour le remplacement du revêtement. En outre, de tels revêtements doivent être réalisés manuellement et sont particulièrement longs et difficiles à mettre en place. Les 20 opérations de maintenance sont ainsi longues et coûteuses. Ces revêtements alourdissent également considérablement les parois métalliques recouvertes : ce type de revêtement présente en effet fréquemment environ 6 centimètres d'épaisseur, ce qui nécessite la réalisation de parois métalliques de forte épaisseur, augmentant 25 davantage le coût global de l'équipement. Enfin, les chambres à plaques doivent être conçues en fonction du poids de ces revêtements et de leur mode de fixation, mais également afin de réduire les risques d'érosion. En raison de ces contraintes, il n'est parfois pas possible de modifier la forme des chambres afin d'améliorer leur capacité à détendre un gaz.

30 Il existe donc un besoin pour des chambres à plaques d'une unité FCC présentant une meilleure résistance à l'érosion et dont les coûts de maintenance soient réduits. A cet effet, l'objet de l'invention concerne une chambre à plaques conçue pour détendre un gaz, notamment destinée à une unité de 35 craquage catalytique fluide, ladite chambre à plaques comprenant les éléments suivants : - une enceinte d'axe X, 3024051 4 - une conduite d'entrée débouchant à l'intérieur de l'enceinte, - une conduite de sortie située à l'opposé de la conduite de sortie suivant ledit axe X, et - une pluralité de plaques internes disposées 5 transversalement à l'axe X à l'intérieur de l'enceinte à distance les unes des autres le long de l'axe X, chaque plaque interne étant pourvue d'une pluralité d'orifices traversants, caractérisée en ce qu'au moins la pluralité de plaques internes est en un matériau céramique. Selon l'invention, chaque plaque interne de la chambre à plaques 10 est en un matériau céramique. Avantageusement, l'enceinte et/ou les conduites d'entrée et de sortie peuvent également être en matériau céramique, ou encore être en métal, par exemple en acier inoxydable. En particulier, chaque plaque interne, et plus précisément ses 15 parois, et éventuellement les autres éléments de la chambre à plaques, du moins leurs parois, est dépourvue de revêtement comprenant une structure d'ancrage définissant des alvéoles remplies de matériau composite de type béton ou ciment, du type décrit plus haut. Lorsque l'enceinte est en métal, il est toutefois envisageable de recouvrir la face 20 interne de ses parois de ce revêtement. La chambre à plaques selon l'invention présente l'avantage d'être réalisée en céramique, au moins pour ses plaques internes. Les matériaux en céramique se sont avérés adaptés aux conditions d'utilisation d'une unité FCC. En particulier, ces matériaux 25 peuvent présenter une bonne résistance à la corrosion et à la température. Les matériaux en céramique présentent une dureté relativement élevée, supérieure aux catalyseurs utilisés dans l'unité FCC pour réaliser des injecteurs d'unité FCC, à savoir une dureté d'au 30 moins 1400N/mm2 en dureté Wickers. De préférence, le matériau céramique présente une dureté supérieure à 2100 N/mm2 ou encore supérieure à 2500 N/mm2. Du fait de cette dureté relativement élevée, la chambre à plaques selon l'invention présente l'avantage de ne pas nécessiter la présence d'une couche protectrice sur ses parois : il n'est 35 ainsi plus nécessaire de protéger les parois avec des revêtements du type de ceux décrits plus haut pour des parois en acier. Il en résulte un 3024051 5 gain de poids considérable de la chambre à plaques par rapport aux chambres à plaques en acier habituellement utilisés. La fabrication et la maintenance des chambres à plaques selon l'invention est également facilitée par rapport aux chambres à plaques 5 en acier recouverts d'un revêtement de type béton du fait de l'absence de revêtement à mettre en place ou à réparer/remplacer. Les opérations de maintenance peuvent également être espacées ou être plus courtes, ce qui permet de réduire les coûts de fonctionnement de l'unité FCC de manière considérable sachant qu'un tiers des causes de défaillance 10 d'une unité FCC provient d'une dégradation du revêtement des cyclones. Grâce à l'absence de revêtement lourd et encombrant sur les parois des chambres à plaques selon l'invention et grâce à la dureté élevée des plaques, et éventuellement de l'enceinte, de ces chambres à 15 plaques, il est désormais possible de concevoir la forme et les dimensions des chambres à plaques afin d'améliorer leur capacité à détendre un gaz. Le matériau céramique peut être choisi parmi le carbure de silicium SiC, le carbure de bore B4C, le nitrure de silicium Si3N4, le 20 nitrure d'aluminium A1N, le nitrure de bore BN, l'alumine A1203, ou des mélanges de ceux-ci. De préférence, le matériau céramique est du carbure de silicium SiC ou comprend du carbure de silicium SiC, de préférence en quantité majoritaire, par exemple en une teneur de 60% à 99,9% en poids. Le 25 carbure de silicium présente l'avantage de posséder de bonnes propriétés mécaniques et physiques pour un coût de fabrication raisonnable. En variante, ou éventuellement en combinaison, le matériau céramique peut comprendre une matrice céramique choisie parmi le 30 carbure de silicium SiC, le carbure de bore B4C, le nitrure de silicium Si3N4, le nitrure d'aluminium A1N, l'alumine A1203, ou des mélanges de ceux-ci, matrice céramique dans laquelle sont incorporées des fibres de carbone ou des fibres céramiques ou un mélange de ces fibres. Le matériau céramique est alors un matériau composite. Un tel 35 matériau composite peut être avantageux pour les parties de la chambre à plaques soumises à des contraintes d'étirement et de cisaillement. Notamment, les fibres peuvent être disposées de manière 3024051 6 aléatoire (pseudo-isotrope) ou anisotropique. Une distribution anisotropique des fibres peut être avantageuse dans des zones particulières, par exemple les zones d'extrémité destinées à être assemblées avec un autre matériau ou avec une autre pièce du même 5 matériau (assemblage mécanique ou soudage, brasage) ou dans le cas de zones soumises à une contrainte d'étirement/cisaillement importante. Lorsqu'elles sont présentes, ces fibres peuvent représenter de 0,1 à 10% en poids du matériau composite. Les fibres de carbone peuvent être des fibres de carbone avec les 10 plans graphitiques orientés le long de la fibre. Les fibres céramiques peuvent être choisies parmi les fibres d'alumine cristalline, les fibres de mullite (3A1203, 2SiO2), les fibres de carbure de silicium cristallin ou amorphe, des fibres de zircone, des fibres de silice-alumine, ou des mélanges de celles-ci.

15 De préférence, le matériau céramique composite comprend une matrice en carbure de silicium SiC, comprenant des fibres du type précité. De préférence, les fibres sont des fibres en carbure de silicium. Avantageusement et de manière non limitative, le matériau céramique peut être un matériau céramique fritté. Ceci peut notamment 20 faciliter la réalisation des éléments en céramique, qu'ils soient en une ou plusieurs parties. Dans un mode de réalisation particulier, chaque élément de la chambre à plaques, notamment chaque plaque interne, peut être d'une pièce en matériau céramique, sans soudure ni assemblage, par exemple 25 obtenu par frittage. L'étape de frittage peut être précédée d'une étape de mise en forme classique, par exemple par compression, extrusion, injection. Chaque élément peut également être formé par exemple par moulage ou par extrusion, suivi par une cuisson de l'élément cru, dans des conditions opératoires conventionnelles adaptées au type de 30 céramique produite. L'étape de cuisson est éventuellement précédée d'une étape de séchage. Le frittage est un procédé de fabrication de pièces consistant à chauffer une poudre sans la mener jusqu'à la fusion. Sous l'effet de la chaleur, les grains se soudent entre eux, ce qui forme la cohésion de la 35 pièce. Le frittage est notamment utilisé pour obtenir la densification de matériaux céramiques et présente les avantages suivants : 3024051 7 il permet de maîtriser la densité de la matière ; comme on part d'une poudre et que celle-ci ne fond pas, on peut maîtriser la taille des grains de poudre (granulométrie) et la densité du matériau, selon le degré de compactage initial des poudres 5 il permet d'obtenir des matériaux à porosité contrôlée, inertes chimiquement (faible réactivité chimique et bonne tenue aux corrosions) et thermiquement. il permet de maîtriser les dimensions des pièces produites : comme il n'y a pas de changement d'état, les variations de 10 volume, de dimensions, sont peu importantes par rapport à la fusion (absence de phénomène de retrait). Dans un autre mode de réalisation particulier, une partie entièrement en matériau céramique de la chambre à plaques peut être en plusieurs pièces distinctes assemblées entre elles.

15 Avantageusement et de façon non limitative, les parois des plaques et éventuellement les parois internes de l'enceinte peuvent être lisses, autrement dit, elles peuvent présenter une faible rugosité de surface. Ceci permet de limiter l'adhérence de particules sur ces parois ainsi que la diminution de la formation de fines de catalyseur et 20 facilitent une séparation ultérieure des particules restantes dans les gaz de combustion. Une telle paroi lisse peut être obtenue lorsque le matériau céramique est un matériau céramique fritté. Avantageusement et de façon non limitative, les parties en 25 matériau céramique peuvent être obtenue à partir d'une poudre de frittage relativement fine, par exemple avec un diamètre moyen de grains inférieur ou égal à 500 nm, ce qui peut conduire à des surfaces relativement lisses. Alternativement ou en complément, les parties en matériau 30 céramique peuvent être obtenues en ajoutant au matériau principal, par exemple du SiC, un additif, choisi parmi le bore B, le silicium Si et le carbone C, ou leurs mélanges, par exemple dans une proportion variant de 0,3% à 2% en poids. Dans le cas d'un matériau SiC obtenu par frittage de poudre, un tel ajout d'additif peut permettre de diminuer 35 la porosité et par conséquent la rugosité. Avantageusement et de façon non limitative, l'additif peut comprendre un mélange de bore B, de silicium Si et de carbone C. Il 3024051 8 peut ainsi se former du SiC additionnel, lequel vient boucher les pores et diminuer ainsi la rugosité. Alternativement ou en complément, pourra par exemple prévoir une étape de dépôt additionnel de SiC par dépôt chimique en phase 5 vapeur ou CVD (de l'anglais « Chemical Vapor Deposition »). Tel que déjà mentionné, des éléments de la chambre à plaques, notamment au moins les plaques internes et l'enceinte, et éventuellement les conduites d'entrée et de sorties, peuvent être des éléments distincts en matériau céramique assemblés entre eux.

10 Par ailleurs, chaque élément distinct en matériau céramique de la chambre à plaques ou au moins un des éléments distincts de la chambre à plaques, peut être également en plusieurs parties assemblées entre elles. Chaque partie peut notamment être obtenue par frittage.

15 Les éléments distincts de la chambre à plaques et/ou les parties formant ces éléments, peuvent être reliés par soudure ou brasage. L'assemblage peut par exemple être réalisé par un procédé de soudure par diffusion, par exemple tel que décrit dans le document US 2009/0239007A1.

20 En variante ou en combinaison, des éléments distincts de la chambre à plaques à assembler et/ou des parties formant ces éléments à assembler peuvent présenter des extrémités conformées pour être assemblées par emboîtement ou vissage. Avantageusement, les extrémités des parties ou éléments 25 assemblés par emboîtement ou vissage peuvent présenter une forme conique, ce qui peut permettre de réduire de manière simple les contraintes entre les pièces et d'améliorer l'étanchéité entre les pièces. Par exemple, l'enceinte peut présenter un axe de symétrie et ses différents éléments être cylindriques ou coniques. Lorsque l'enceinte est 30 réalisée en plusieurs éléments à assembler, ceux-ci peuvent être des tronçons de l'enceinte suivant son axe de symétrie : chaque élément est alors un tronçon de cône ou de cylindre, et ces éléments peuvent être assemblés par vissage ou emboîtement de leurs extrémités ou par soudure ou brasage.

35 A titre d'exemple, l'enceinte peut être réalisée en au moins deux parties réalisées chacune d'une seule pièce avec une conduite d'entrée et de sortie et chaque plaque interne peut être réalisée d'une seule 3024051 9 pièce. Les plaques internes de la chambre à plaques peuvent être assemblées à l'enceinte par soudure ou brasage. On peut également envisager que les conduites d'entrée et de sortie des gaz soient des pièces distinctes assemblées à l'enceinte de 5 séparation par vissage, leurs extrémités à assembler présentant alors une symétrie de révolution, ou emboîtement, de préférence par coopération de formes coniques, ou par soudure ou brasage. L'invention n'est toutefois pas limitée par la forme et le nombre d'éléments distincts à assembler.

10 Avantageusement, pour une meilleure étanchéité, un joint peut être disposé entre les parties ou éléments assemblés par emboîtement ou vissage. Il peut s'agir par exemple d'un joint en carbone ou en tout autre matériau adapté, par exemple en vermiculite ou en un autre matériau compressible et stable thermiquement. Eventuellement, un 15 joint peut être disposé entre des parties ou éléments assemblés par emboîtement ou vissage présentant une forme conique. La chambre à plaques selon l'invention peut être réalisée, au moins pour ses éléments principaux, à savoir l'enceinte et les plaques internes, en matériau céramique. Il peut toutefois être envisageable de 20 prévoir un renfort externe à l'enceinte, de préférence un renfort léger afin de ne pas augmenter de manière considérable le poids de la chambre à plaques. Avantageusement et de manière non limitative, l'enceinte en matériau céramique peut présenter un habillage externe de renfort en 25 forme de treillis, par exemple en acier. Ceci peut permettre de réduire l'épaisseur des parois de l'enceinte sans détériorer sa résistance mécanique. Dans un autre mode de réalisation, l'enceinte et éventuellement les conduites d'entrée et de sortie peuvent être en métal, par exemple en 30 acier, notamment en acier inoxydable. Les plaques internes en matériau céramique peuvent alors être assemblées à l'enceinte métallique par des moyens de fixation aptes à absorber une différence de dilatation entre le métal de l'enceinte et le matériau en céramique d'une plaque interne. Par exemple, de tels moyens de fixation peuvent être constitués 35 par une couche de matériaux comprenant essentiellement des fibres céramiques assemblées présentant un module élastique non nul, cette 3024051 10 couche étant disposée entre une partie en matériau céramique et une partie métallique et assurant la cohésion de ces parties. Alternativement, la géométrie et les dimensions des moyens de fixation peuvent être adaptées afin de compenser la différence de 5 dilatation thermique entre le métal et le matériau céramique. Les moyens de fixation peuvent comprendre un (ou plusieurs) élément de plaquage apte à exercer une force élastique sur une partie en matériau céramique à assembler à une partie métallique afin de plaquer cette partie en matériau céramique contre la partie métallique.

10 Ainsi, la fixation supporte la dilatation différentielle entre le matériau de la partie métallique, par exemple un acier, de préférence un acier inoxydable, et le matériau céramique. En effet, la céramique peut présenter un coefficient de dilatation thermique bien moindre que celui de l'acier.

15 L'élément de plaquage peut par exemple comprendre un moyen ressort, ou autre. On pourra par exemple prévoir une ou des pattes de fixation solidarisées à (ou d'une seule pièce avec) une partie métallique, par exemple soudées. Ces pattes, d'une part soudées par une extrémité à la partie métallique, tandis que l'autre extrémité repose sur une 20 surface d'une partie en matériau céramique, permettent d'exercer une force d'appui élastique sur la partie en matériau céramique de façon à maintenir celle-ci plaquée contre la partie métallique. Cette autre extrémité peut présenter une surface relativement plane afin de limiter les zones de fortes contraintes mécaniques.

25 Notamment, les moyens de fixation peuvent comprendre au moins une patte métallique solidaire d'une face de fixation interne de l'enceinte et apte à venir en appui élastique contre un bord d'une plaque interne afin de maintenir ce bord en appui contre la face de fixation de l'enceinte. Une telle face de fixation peut être un support 30 annulaire ou une collerette s'étendant depuis une paroi latérale interne de l'enceinte, transversalement à l'axe X de l'enceinte. L'invention concerne également un système de récupération de l'énergie des gaz de combustion sortant d'un régénérateur d'une unité de craquage catalytique fluide comprenant au moins une chambre à 35 plaques selon l'invention. Un tel système de récupération peut notamment comprendre d'amont en aval, suivant la circulation des gaz de combustion à l'intérieur dudit système, une vanne de contrôle, une 3024051 11 chambre à plaques, un dispositif de récupération de la chaleur pour produire de la vapeur, tel que par exemple un brûleur de CO ou un échangeur de chaleur, éventuellement un séparateur électrostatique. Enfin, l'invention concerne également une unité de craquage 5 catalytique comprenant au moins une chambre à plaques selon l'invention et/ou au moins un système de récupération de l'énergie selon l'invention. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : 10 - la figure 1 est une représentation schématique d'un système de récupération d'énergie des gaz de combustion d'une unité FCC, - la figure 2 est une représentation schématique en coupe axiale d'une chambre à plaques, 15 - la figure 3 est un agrandissement de la figure 2, - les figures 4a et 4b sont des vues en coupe axiale des extrémités de deux pièces assemblées. Les pièces assemblées sont séparées sur la figure 4b pour plus de clarté. Dans la présente description, les termes « amont » et « aval » se 20 réfèrent au sens de circulation des gaz de combustion. La figure 1 représente un système de récupération d'énergie 10 des gaz de combustion d'une unité FCC. Ce système est d'un type connu en soi. Sur la figure 1, sont représentés un régénérateur 1 alimentant en 25 catalyseur régénéré un réacteur 2 dans lequel se produisent des réactions de craquage catalytique d'une charge d'hydrocarbures. Dans le régénérateur 1, le coke, déposé sur les particules de catalyseur lors des réactions de craquage catalytique, est brûlé à l'aide d'air injecté à la base du régénérateur 1 par une ligne 3. Les gaz de 30 combustion G, après séparation des particules par un ou deux étages de cyclones situés en partie haute du régénérateur (non représentés), sont évacués par une ligne 4 vers le système de récupération 10. Dans l'exemple représenté, ce système de récupération 10 comprend un troisième étage de séparation 12 situé en aval du 35 régénérateur 1. Ce troisième étage de séparation 12, lequel comprend un ou plusieurs cyclones (non représentés), recueille ainsi les gaz de combustion G sortant directement du régénérateur 1.

3024051 12 Le système de récupération 10 comprend en outre d'amont en aval depuis le troisième étage de séparation 12, une chaîne de détente 14 des gaz de combustion comprenant : - une vanne de contrôle 16, 5 - une chambre à plaques 18. La chaîne de détente 14 ci-dessus peut être utilisée en dérivation d'une chaîne de récupération d'énergie 20 (« Power Recovery Train » en anglais) laquelle est également située en aval du troisième étage de séparation 12, reliée directement à ce dernier.

10 Cette chaine de récupération d'énergie 20 comprend : - une vanne de contrôle 22, - un détendeur 24, - une soufflante d'air 26, qui fournit au régénérateur 1 l'air nécessaire à la combustion, 15 - un générateur 28, - éventuellement une turbine à vapeur de démarrage 30. Une telle chaîne de récupération d'énergie est connue et ne sera pas davantage détaillée. Enfin, les gaz de combustion sortant de la chambre à plaques 18 20 et/ou du détendeur 24 sont ensuite traités successivement dans : - un dispositif de récupération de la chaleur 32 pour produire un flux de vapeur V, tel que par exemple un brûleur de CO ou un échangeur de chaleur, - un séparateur électrostatique 34, 25 avant d'être évacués par une cheminée 36. Sur le schéma représenté sur la figure 1, la chaine de détente 14 permet essentiellement de contrôler la pression du régénérateur 1 lorsque la chaîne de récupération de l'énergie 20 ne fonctionne pas ou lorsque le débit de gaz de combustion a atteint la capacité maximale du 30 détendeur 24. Le système de récupération de l'énergie représenté comprend également un 4ème étage de séparation de particules 38 en aval du troisième étage de séparation 12 et une buse d'injection 40. Les particules solides de catalyseur sont récupérées via la ligne 39.

35 Dans une variante non représentée, la chaîne de récupération 20 peut être absente : le troisième étage de séparation 12 peut alors être 3024051 13 omis, de même que le quatrième étage de séparation 38 et que la buse d'injection 40. L'invention ne se limite pas au système de récupération d'énergie des gaz de combustion décrit et concerne tout système connu de 5 récupération d'énergie des gaz de combustion d'une unité FCC. La figure 2 représente schématiquement en coupe longitudinale une chambre à plaques 18 laquelle comprend : - une enceinte 181 d'axe (X), - une conduite d'entrée 182 débouchant à l'intérieur de 10 l'enceinte 181, - une conduite de sortie 183 située à l'opposé de la conduite d'entrée 182 suivant ledit axe (X), et - une pluralité de plaques internes 184 disposées transversalement à l'axe X à l'intérieur de l'enceinte à distance les unes 15 des autres le long de l'axe X, chaque plaque interne étant pourvue d'une pluralité d'orifices traversants 185. Ces orifices 185 sont conçus pour assurer une réduction de la pression du flux circulant au travers de la chambre à plaques 18. En général, tel que représenté dans l'exemple, l'enceinte 181 est 20 formée de plusieurs sections 181a, 18 lb, 181c emboîtées deux à deux via des parties d'extrémité coniques 181d, 181e. Deux sections adjacentes sont représentées en détail sur la figure 3. En général, une enceinte 181 présente une forme cylindrique, par exemple d'un diamètre de l'ordre de 50cm à lm pour une hauteur de 5 mètres 25 environ. Les orifices 185 des plaques sont de l'ordre de 10 cm de diamètre. Selon l'invention, au moins les plaques internes 184 sont en matériau céramique, de préférence en carbure de silicium SiC. Elles sont par exemple formées par moulage par injection ou extrusion. Le 30 moulage par injection ou l'extrusion se font traditionnellement à l'aide de poudres céramiques ou de précurseurs de céramiques avec un liant. Selon un autre mode de fabrication, les plaques internes en céramique sont formées par compression et chauffage d'une poudre céramique, la compression pouvant être maintenue lors de l'étape de chauffage, 35 l'étape de chauffage étant une étape de frittage de la poudre céramique. Cette technique est particulièrement bien adaptée à la fabrication d'éléments massifs en carbure de silicium selon l'invention. La poudre 3024051 14 céramique utilisée comprend éventuellement des fibres céramiques afin d'augmenter la résistance mécanique des pièces produites. Les fibres céramiques, lorsqu'elles sont présentes, représentent généralement de 0,1 à 10% en poids de la pièce produite.

5 Ces plaques internes 184 peuvent être fixées à une face de fixation 186, qui se présente sous la forme d'un support annulaire (ou collerette) dans l'exemple, solidaire de la paroi interne 181i de l'enceinte. Cette face de fixation ou support annulaire 186 s'étend transversalement à l'axe X.

10 Si l'enceinte est en métal, ce support annulaire est alors également en métal et une plaque interne 184 en matériau céramique peut être assemblée au support annulaire 186 par au moins deux pattes métalliques 187 solidaires du support annulaire 186 et conformées pour venir en appui contre le bord 184a d'une plaque 15 interne 184 afin de maintenir ce bord 184a en appui contre le support annulaire 186 de l'enceinte. Dans ce cas, la plaque interne 184 présente des dimensions légèrement inférieures aux dimensions internes de l'enceinte afin de permettre la mise en place des pattes métalliques 187. En variante, ces pattes métalliques 187 pourraient être soudées 20 directement à la paroi interne 181i de l'enceinte 181. En variante, l'enceinte 181, autrement dit chaque section 181a, 18 lb, 181c de l'enceinte dans l'exemple représenté, peut également être en matériau céramique. Dans ce cas, les plaques internes 184 peuvent être assemblées à la face de fixation 186 par brasage ou soudure, un 25 joint étant éventuellement intercalé entre la face de fixation 186 et la plaque interne 184. Si les conduites d'entrée 182 et de sortie 183 sont également en matériau céramique, elles peuvent être réalisées d'une pièce avec l'enceinte ou une section de l'enceinte.

30 Les conduites d'entrée 182 et de sortie 183 en matériau céramique peuvent également être des pièces distinctes de l'enceinte et y être assemblées. Une conduite d'entrée 182 (ou une conduite de sortie) peut par exemple être emboîtée sur l'enceinte 181 tel que représenté schématiquement sur la figure 4a par emboîtement de 35 parties d'extrémités coniques de forme complémentaire, ou par vissage de leurs extrémités (figure 4b), ou encore soudées ou brasées (non représenté). De manière similaire, les sections de l'enceinte peuvent être 3024051 15 des parties distinctes assemblées, cet assemblage pouvant être réalisé tel que décrit ci-dessus, par assemblage de tronçons cylindriques ou coniques, ou encore par assemblage de pièces ressemblant à des briques par emboîtement et/ou soudage/brasage.

5 L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits. Notamment, l'enceinte 181 peut être réalisée d'une seule pièce, en métal ou en matériau céramique, et non de sections assemblées. Les divers modes de réalisation décrits, et notamment les différents modes d'assemblage, peuvent en outre être combinés. 10

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Chambre à plaques (18) conçue pour détendre un gaz, notamment destinée à une unité de craquage catalytique fluide, ladite chambre à plaques comprenant les éléments suivants : - une enceinte (181) d'axe (X), - une conduite d'entrée (182) débouchant à l'intérieur de l'enceinte (181), - une conduite de sortie (183) située à l'opposé de la conduite de sortie suivant ledit axe (X), et - une pluralité de plaques internes (184) disposées transversalement à l'axe (X) à l'intérieur de l'enceinte à distance les unes des autres le long de l'axe (X), chaque plaque interne (184) étant pourvue d'une pluralité d'orifices traversants (185), caractérisée en ce qu'au moins la pluralité de plaques internes est en un matériau céramique.
2. 2. Chambre à plaques (18) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enceinte et/ou chaque conduite est en métal ou en matériau céramique.
3. 3. Chambre à plaques (18) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau céramique est choisi parmi le carbure de silicium SiC, le carbure de bore B4C, le nitrure de silicium Si3N4, le nitrure d'aluminium A1N, le nitrure de bore BN, l'alumine A1203, ou des mélanges de ceux-ci.
4. 4. Chambre à plaques (18) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le matériau céramique comprend une matrice céramique choisie parmi le carbure de silicium SiC, le carbure de bore B4C, le nitrure de silicium Si3N4, le nitrure d'aluminium A1N, le nitrure de bore BN, l'alumine A1203, ou des mélanges de ceux-ci, matrice céramique dans laquelle sont incorporées des fibres de carbone ou des fibres céramiques, fibres céramiques par exemple choisies parmi les fibres d'alumine cristalline, les fibres de mullite, les fibres de carbure de silicium cristallin ou amorphe, des fibres de zircone, des fibres de silice-alumine, ou des mélanges de celles-ci. 3024051 17
5. 5. Chambre à plaques (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau céramique est un matériau céramique fritté.
6. 6. Chambre à plaques (18) selon l'une quelconque des 5 revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque plaque interne (184) est d'une pièce en matériau céramique.
7. 7. Chambre à plaques (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les éléments sont des éléments distincts en matériau céramique assemblés entre eux, un 10 élément distinct étant réalisé d'une pièce ou en plusieurs parties assemblées entre elles.
8. 8. Chambre à plaques (18) selon la revendication 7, caractérisée en ce que les éléments et/ou les parties sont assemblées par soudure ou brasage ou en ce que des éléments à assembler et/ou 15 des parties à assembler présentent des extrémités conformées pour être assemblées par emboîtement ou vissage.
9. 9. Chambre à plaques (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'enceinte (181) est en métal et en ce que les plaques internes (184) en matériau céramique sont 20 assemblées à l'enceinte métallique par des moyens de fixation (186, 187) aptes à absorber une différence de dilatation entre le métal de l'enceinte et le matériau en céramique d'une plaque interne.
10. 10. Chambre à plaques (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'enceinte (181) est en 25 matériau céramique et présente un habillage externe de renfort en forme de treillis, par exemple en acier.
11. 11. Système de récupération de l'énergie (10) des gaz de combustion sortant d'un régénérateur d'une unité de craquage catalytique fluide comprenant au moins une chambre à plaques (18) 30 selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.
12. 12. Unité de craquage catalytique comprenant au moins une chambre à plaques selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 et/ou au moins un système de récupération de l'énergie (10) selon la revendication 11.