FR3024053A1 - Element d'injection de gaz dans un regenerateur d'une unite de craquage catalytique fluide - Google Patents

Element d'injection de gaz dans un regenerateur d'une unite de craquage catalytique fluide Download PDF

Info

Publication number
FR3024053A1
FR3024053A1 FR1457252A FR1457252A FR3024053A1 FR 3024053 A1 FR3024053 A1 FR 3024053A1 FR 1457252 A FR1457252 A FR 1457252A FR 1457252 A FR1457252 A FR 1457252A FR 3024053 A1 FR3024053 A1 FR 3024053A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
injection
injection element
support
regenerator
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1457252A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3024053B1 (fr
Inventor
Jean Christophe Raboin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies Onetech SAS
Original Assignee
Total Raffinage Chimie SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Total Raffinage Chimie SAS filed Critical Total Raffinage Chimie SAS
Priority to FR1457252A priority Critical patent/FR3024053B1/fr
Priority to US15/326,684 priority patent/US10092889B2/en
Priority to EP15741201.6A priority patent/EP3174626B1/fr
Priority to ES15741201T priority patent/ES2757936T3/es
Priority to PCT/EP2015/066891 priority patent/WO2016016088A1/fr
Publication of FR3024053A1 publication Critical patent/FR3024053A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3024053B1 publication Critical patent/FR3024053B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827—Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/02—Apparatus characterised by being constructed of material selected for its chemically-resistant properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/44—Fluidisation grids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/52—Producing shaped prefabricated articles from the material specially adapted for producing articles from mixtures containing fibres, e.g. asbestos cement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/04—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers
    • B28B11/041—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers for moulded articles undergoing a thermal treatment at high temperatures, such as burning, after coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/04—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers
    • B28B11/06—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for coating or applying engobing layers with powdered or granular material, e.g. sanding of shaped articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628—Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62844—Coating fibres
    • C04B35/62857—Coating fibres with non-oxide ceramics
    • C04B35/62873—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
    • B01J2208/00902—Nozzle-type feeding elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0263—Ceramic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0277—Metal based
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38—Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817—Carbides
    • C04B2235/3826—Silicon carbides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/42—Non metallic elements added as constituents or additives, e.g. sulfur, phosphor, selenium or tellurium
    • C04B2235/422—Carbon
    • C04B2235/424—Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/48—Organic compounds becoming part of a ceramic after heat treatment, e.g. carbonising phenol resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5244—Silicon carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/5216—Inorganic
    • C04B2235/524—Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5248—Carbon, e.g. graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208—Fibers
    • C04B2235/526—Fibers characterised by the length of the fibers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6021—Extrusion moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6022—Injection moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C04B2235/6028—Shaping around a core which is removed later
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/614—Gas infiltration of green bodies or pre-forms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/75—Products with a concentration gradient
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Un élément d'injection (10) pour un système d'injection (1) de gaz à l'intérieur d'un régénérateur d'une unité de craquage catalytique fluide, ledit élément d'injection définissant un passage (12) et étant agencé de façon à pouvoir être fixé sur un support (11) de sorte que ledit passage débouche d'une part vers une cavité et d'autre part vers un lit catalytique fluidisé, caractérisé en ce que ledit élément d'injection est réalisé en matériau céramique.

Description

1 ELEMENT D'INJECTION DE GAZ DANS UN REGENERATEUR D'UNE UNITE DE CRAQUAGE CATALYTIQUE FLUIDE L'invention concerne l'injection de gaz, par exemple d'air, dans un régénérateur d'une unité de craquage catalytique fluide ou FCC (de l'anglais « Fluid Catalytic Craking »). Le craquage catalytique fluide est un procédé de raffinage pétrolier qui consiste à réduire la taille de molécules d'hydrocarbures par action de la température en présence d'un catalyseur solide, par exemple de l'alumine. Ce catalyseur est maintenu dans un état fluidisé et circule en permanence à l'intérieur de l'unité de craquage en passant d'une zone de réaction à une zone de régénération.
Au niveau de la zone de réaction, la charge à traiter et le catalyseur sont introduits ensemble dans un réacteur tubulaire sensiblement vertical, lequel peut être à flux ascendant, dénommé habituellement « riser », ou à flux descendant dénommé habituellement « downer ». La température du réacteur peut atteindre plusieurs centaines de degrés centigrades, par exemple de 520 à 550°C. Au niveau de la zone de régénération, un régénérateur comprend une enceinte dans laquelle le coke déposé sur le catalyseur par le craquage de la charge est brûlé. Cette combustion du coke permet de rendre son activité au catalyseur et lui fournit l'énergie nécessaire au chauffage, vaporisation et craquage de la charge alimentée dans le réacteur tubulaire. La réaction de combustion du coke nécessite un apport en oxygène. Celui-ci est principalement fourni par de l'air. La combustion effectuée à l'intérieur du régénérateur peut être totale ou partielle selon que l'on brûle ou pas l'intégralité du coke. Cette réaction produit du dioxyde de carbone. Le catalyseur ainsi régénéré est alimenté à l'entrée du réacteur tubulaire. La température dans le régénérateur est de l'ordre de 600 °C à 700° C.
Il existe des systèmes d'injection d'air, pour fournir l'air nécessaire à la combustion du coke, conçus de façon à assurer une fluidisation relativement uniforme et stable d'un lit catalytique. On connait par exemple un système de plateau perforé supportant l'intégralité de la section passante du lit catalytique. De l'air sous 3024053 2 pression traverse le plateau perforé du bas vers le haut, en passant via des buses d'injection du plateau perforé. Ces buses, réalisées en aciers spéciaux, ayant une résistance à l'abrasion renforcée, doivent néanmoins être remplacées régulièrement 5 en raison d'une abrasion relativement élevée. L'érosion de l'acier par le catalyseur est en effet susceptible d'entraîner une rupture des buses d'injection et/ou, notamment lorsque du catalyseur rentre à l'intérieur des buses, une abrasion des parois internes des buses ou d'une cavité d'injection d'air en amont du plateau, ce qui risque de nuire aux 10 performances du régénérateur. Ces buses en aciers spéciaux sont parfois soumises à un traitement de surface destiné à renforcer leur résistance à l'érosion, par exemple par un dépôt de nitrure de titane. Ce dépôt est généralement de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de gm. Toutefois, 15 si l'érosion d'un tel revêtement est lente, compte-tenu de sa dureté, il est constaté que lorsque le revêtement est totalement érodé, l'érosion du métal support est ensuite très rapide et conduit à la destruction de la buse. Une autre méthode, permettant des dépôts de matériaux 20 résistants à l'érosion sur des épaisseurs plus importantes que précédemment, est détaillée dans la demande de brevet publiée CN101104814, qui décrit une buse composite prenant la forme d'une section de tube cylindrique, comprenant une partie en céramique, une couche de transition et une partie en acier austénitique. La céramique 25 décrite est une alumine alpha. Le procédé de fabrication de la buse comprend (1) un premier dépôt d'un mélange d'alumine et de fer pour former une couche de transition sur la surface interne de la section de tube cylindrique, puis (2) un dépôt d'une céramique telle que de l'alumine sur une épaisseur d'environ 3 à 10 mm par centrifugation sur 30 la couche de transition. Les inventeurs revendiquent un doublement de la durée de vie en service dans un FCC à une température de 800°C. En dépit des améliorations rapportées dans la littérature, il existe donc un besoin pour un système pour lequel la maintenance pourrait être moins contraignante.
Il est proposé un élément d'injection pour un système d'injection de gaz à l'intérieur d'un régénérateur d'une unité de craquage catalytique fluide. Ce système d'injection comprend un support 3024053 3 définissant au moins un orifice, ce support comprenant une paroi définissant au moins une partie d'une cavité et ayant une première face destinée à être en contact avec le gaz contenu dans cette cavité, et le support comprenant une deuxième face, opposée à la première face, 5 destinée à être contact avec un lit catalytique fluidisé. Cet élément d'injection définit un passage et est agencé de façon à pouvoir être solidarisé au support, au niveau de l'orifice, de sorte que du gaz issu de la cavité puisse circuler via le passage vers le lit catalytique fluidisé. Selon l'invention, cet élément d'injection est réalisé en matériau 10 céramique. Un tel élément d'injection, par exemple une buse d'injection, peut présenter une résistance à l'abrasion provoquée par le flux de catalyseur passant au contact de l'élément d'injection par un effet de vortex relativement élevée, de sorte que cet élément d'injection peut être 15 remplacé moins souvent que dans l'art antérieur. En outre, les contraintes de conception, notamment les contraintes liées à l'érosion induite par les particules de catalyseur, peuvent être moins importantes que dans l'art antérieur. Il est ainsi possible de concevoir des éléments d'injection de gaz avec une forme 20 optimisée afin de permettre une meilleure distribution du gaz au sein du régénérateur, ce qui peut ainsi permettre de mieux conserver la qualité du catalyseur. En particulier, le nombre et l'intensité des points chauds au sein du régénérateur pourront être réduits par rapport l'art antérieur.
25 En outre, le poids de cet élément d'injection peut être moindre que le poids d'un élément d'injection en acier du type connu de l'art antérieur. En outre, l'élément d'injection peut être conçu avec un passage offrant une section efficace plus étendue que dans l'art antérieur, de 30 sorte que le nombre d'éléments d'injection et/ou la pressurisation du gaz dans la cavité peu(ven)t être réduit(s). Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans le fait que l'élément d'injection soit fabriqué entièrement à partir d'un matériau céramique. L'élément d'injection est ainsi réalisé en céramique au 35 moins pour ses éléments principaux, dont fait partie un corps cylindrique creux définissant le passage pour le gaz.
3024053 4 Les matériaux en céramique présentent une dureté relativement élevée, à savoir une dureté d'au 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.
5 Les matériaux en céramique se sont avérés adaptés aux conditions d'utilisation d'une unité FCC. En particulier, ces matériaux peuvent présenter une bonne résistance à la corrosion et à la température. De préférence, le matériau céramique peut être choisi parmi le 10 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. De préférence, le matériau céramique est le carbure de silicium SiC. De préférence, le matériau céramique est du carbure de silicium 15 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 carbure de silicium présente l'avantage de posséder de bonnes propriétés mécaniques et physiques pour un coût de fabrication raisonnable.
20 En variante ou éventuellement en combinaison, le matériau céramique peut comprendre une matrice céramique, par exemple 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. Dans cette matrice 25 céramique sont incorporées des fibres, par exemple des fibres de carbone, des fibres céramiques, un mélange de ces fibres, ou autre. Le matériau céramique est alors un matériau composite. Un tel matériau composite peut être avantageux pour les éléments d'injection soumis à des contraintes d'étirement et de cisaillement. Notamment, les 30 fibres peuvent être disposées de manière aléatoire (pseudo-isotrope) ou anisotropique. 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 plans graphitiques orientés le long de la fibre.
35 Les fibres céramiques peuvent être choisies parmi les fibres d'alumine cristalline, les fibres de mullite (3A1203, 2SiO2), les fibres de 3024053 5 carbure de silicium cristallin ou amorphe, des fibres de zircone, des fibres de silice-alumine, ou des mélanges de celles-ci. Par exemple, le matériau céramique composite comprend une matrice en carbure de silicium SiC, comprenant des fibres du type 5 précité. Les fibres peuvent par exemple être des fibres en carbure de silicium. Avantageusement et de manière non limitative, le matériau céramique peut être un matériau céramique fritté. Ceci peut notamment faciliter la réalisation de l'élément d'injection, que celui-ci soit d'une 10 seule pièce ou en plusieurs pièces. Eu égard à la dimension des éléments d'injection, il est possible de réaliser l'élément d'injection en céramique massive en une seule pièce sans assemblage ni soudage. Dans ce cas, l'élément d'injection peut être formé par exemple par moulage ou par extrusion, suivi par 15 une cuisson de l'élément d'injection cru, dans des conditions opératoires conventionnelles adaptées au type de céramique produite. L'étape de cuisson est éventuellement précédée d'une étape de séchage. Dans un mode de réalisation particulier, l'élément d'injection peut être réalisé en une seule pièce en matériau céramique, obtenue par 20 frittage. L'étape de frittage peut être précédée d'une étape de mise en forme classique, par exemple par compression, extrusion, injection. 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 25 pièce. Le frittage est notamment utilisé pour obtenir la densification de matériaux céramiques et présente les avantages suivants : 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 30 densité du matériau, selon le degré de compactage initial des poudres ; il permet d'obtenir des matériaux à porosité contrôlée, inertes chimiquement (faible réactivité chimique et bonne tenue aux corrosions) et thermiquement ; 35 il permet de maîtriser les dimensions des pièces produites : comme il n'y a pas de changement d'état, les 3024053 6 variations de volume, de dimensions, sont peu importantes par rapport à la fusion (absence de phénomène de retrait). Dans un autre mode de réalisation particulier, l'élément d'injection peut comprendre plusieurs pièces en matériau céramique 5 assemblées entre elles. Avantageusement et de façon non limitative, les parois internes et/ou externes de l'élément d'injection peuvent être lisses, autrement dit, elles peuvent présenter une faible rugosité de surface. De telles parois lisses permettent d'améliorer la résistance à la flexion de 10 l'élément d'injection. De ce fait, on peut non seulement concevoir des éléments d'injection avec des dimensions relativement faibles, mais aussi prévoir d'augmenter des débits de gaz. Ceci peut permettre d'augmenter le nombre d'éléments d'injections, et de manière générale, d'homogénéiser l'injection de gaz dans le lit fluidisé.
15 Une telle paroi lisse peut être obtenue lorsque le matériau céramique est un matériau céramique fritté. Avantageusement et de façon non limitative, l'élément d'injection peut être obtenu à partir d'une poudre de frittage relativement fine, par exemple avec un diamètre moyen de grains inférieur ou égal à 500 nm, 20 ce qui peut conduire à des surfaces relativement lisses. Alternativement ou en complément, l'élément d'injection peut être obtenu 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 25 poids. Dans le cas d'un matériau SiC obtenu par frittage de poudre, un tel ajout d'additif peut permettre de diminuer 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 30 peut ainsi se former du SiC additionnel, lequel vient boucher les pores et diminuer ainsi la rugosité. Alternativement ou en complément, on pourra par exemple prévoir une étape de dépôt additionnel de SiC par dépôt chimique en phase vapeur ou CVD (de l'anglais « Chemical Vapor Deposition »).
35 De manière générale, l'invention n'est pas limitée par une fabrication de l'élément d'injection de façon à obtenir une porosité relativement faible. On pourra par exemple réaliser des buses 3024053 7 d'injection en SiC avec une porosité relativement élevée, en prévoyant que les pores seront comblés suite à des dépôts de carbone dans le régénérateur. L'élément d'injection peut avoir des dimensions de l'ordre de la 5 dizaine de centimètres, ou autre. Par exemple, un élément d'injection peut avoir une hauteur de près de 15 centimètres, et un rapport entre la hauteur et la largeur variant entre 2 et 6. Ainsi, pour un élément d'injection avec une tuyère de forme générale cylindrique avec une collerette d'appui sur le support, le diamètre extérieur de la collerette 10 peut être de 5 ou 6 centimètres, tandis que le diamètre intérieur du passage peut être de 1 ou 2 centimètres. L'invention n'est pas limitée à une forme de passage particulière. On pourra par exemple prévoir un passage cylindrique, mais aussi un passage avec une partie de moindre section. Dans ce dernier cas, cette 15 forme de buse, avec un effet Venturi, peut tendre à limiter l'entrée de catalyseur dans le passage. Il est en outre proposé un système d'injection de gaz pour l'injection de gaz dans un régénérateur d'une unité de craquage catalytique fluide, ce système comprenant au moins un élément 20 d'injection tel que décrit ci-dessus et le support. Le catalyseur peut être de l'alumine, ou autre. Le gaz peut être de l'air, ou autre. L'invention n'est pas limitée à une forme particulière du support. Le support peut comprendre une seule paroi séparant la cavité d'air du 25 lit catalytique, ou bien plusieurs parois, par exemple deux parois superposées. Dans ce dernier cas, la première surface du support, en contact avec la cavité d'air, peut être une surface inférieure de la paroi inférieure, et la deuxième surface, en contact avec le lit fluidisé, peut être une surface supérieure de la paroi supérieure.
30 Le support peut comprendre une paroi de l'enceinte du régénérateur lui-même, auquel cas l'élément d'injection peut être monté sur le régénérateur, mais avantageusement, le support est conçu pour être introduit à l'intérieur du régénérateur. On pourra par exemple prévoir un plateau supportant le lit 35 fluidisé et recouvrant l'intégralité d'une section de l'enceinte du régénérateur, de façon à former une cavité au fond du régénérateur, ce plateau pouvant être plat, concave, convexe, ou autre. Le plateau est 3024053 8 avantageusement réalisé en un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique proche de celui des parois de l'enceinte du régénérateur, par exemple en acier, afin d'assurer une relativement bonne étanchéité entre le pourtour du plateau et l'enceinte.
5 On pourra alternativement prévoir un conduit, destiné à être plongé dans le lit fluidisé, et définissant une cavité à l'intérieur du conduit pour l'alimentation en gaz. Les surfaces extérieures de ce conduit sont ainsi destinées à être contact avec le lit fluidisé. Par exemple, l'invention pourra être mise en oeuvre sur un réseau de tubes 10 (« pipe grid » en anglais). L'invention n'est pas non plus limitée à une forme particulière de l'élément d'injection. On pourra par exemple prévoir des éléments d'injection définissant un trajet d'écoulement du gaz rectiligne, avec par exemple 15 un passage cylindrique ouvert sur toute une section de ce passage vers le lit fluidisé et/ou vers la cavité, ou bien encore des éléments d'injection définissant un trajet d'écoulement du gaz plus complexe, avec des coudes par exemple. Ces derniers éléments d'injection peuvent se révéler avantageux 20 en ce sens qu'avec un tel trajet complexe le catalyseur circulant dans le sens inverse de celui de l'air risque moins d'atteindre la cavité, et ce même si la perte de charge d'un coté et de l'autre du support reste relativement limitée. En particulier, l'élément d'injection peut être du type distributeur 25 à casquette, c'est-à-dire que cet élément d'injection peut comprendre une partie chapeau formant obstacle à un trajet d'écoulement rectiligne de l'air, et définir (un ou) des orifices de sortie de gaz transverses, de sorte que le trajet d'écoulement de l'air forme un coude. La partie chapeau permet de protéger le passage en ce sens que cette partie 30 chapeau peut former une barrière pour les particules de catalyseur susceptibles de pénétrer dans l'élément d'injection. L'élément d'injection peut définir (un ou) des orifices d'entrée de gaz transverses, par exemple des orifices obliques par rapport à une direction longitudinale du passage. L'élément d'injection peut 35 comprendre un fond plein, fermant le passage à son extrémité amont, de sorte que l'air entrant dans le passage doive circuler via les orifices obliques. Ainsi, les particules de catalyseur entrant dans le passage 3024053 9 auront tendance à rester au fond de l'élément d'injection, plutôt que de remonter et de circuler (à contre-courant) via les orifices obliques. On peut ainsi limiter l'intrusion de catalyseur dans la cavité d'air. Dans un mode de réalisation, l'élément d'injection est conformé 5 de sorte que le gaz circulant via le passage soit injecté via une pluralité d'orifices de dimensions plus faibles que celles du passage. L'élément d'injection peut par exemple avoir une forme de pommeau de douche. Dans un mode de réalisation, le support, notamment lorsqu'il s'agit d'un conduit, peut être réalisé en matériau céramique, 10 notamment du type précité, par exemple en SiC obtenu par frittage. Dans un mode de réalisation, au moins un, et de préférence chaque élément d'injection est réalisé d'une seule pièce avec le support. Alternativement, on pourra prévoir un assemblage du ou des éléments d'injection au support.
15 L'invention n'est en rien limitée aux supports en matériau céramique. On pourra par exemple prévoir un support en métal, avantageusement pourvu d'un revêtement anti érosion sur son côté en contact avec le lit catalytique, par exemple en béton, afin de résister à l'abrasion provoquée par le catalyseur. Dans ce cas, les éléments 20 d'injection sont avantageusement conformés pour que leur extrémité débouche au dessus du revêtement anti érosion du côté du plateau en contact avec le lit catalytique. Avantageusement et de façon non limitative, pour au moins un et de préférence chaque élément d'injection, le système d'injection 25 comprend un dispositif de fixation de cet élément d'injection sur le support, ledit dispositif étant apte à absorber une différence de dilatation entre le matériau du support, par exemple du métal, et le matériau en céramique de cet élément d'injection. Par exemple, le dispositif de fixation peut être constitué par une 30 couche de matériaux comprenant essentiellement des fibres céramiques assemblées présentant un module élastique non nul, cette 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 du dispositif de 35 fixation peuvent être adaptées afin de compenser la différence de dilatation thermique entre le métal et le matériau céramique.
3024053 10 Avantageusement et de façon limitative, pour au moins un et de préférence chaque élément d'injection, le dispositif de fixation associé à cet élément d'injection comprend un (ou plusieurs) élément de plaquage apte à exercer une force sur cet élément d'injection afin de plaquer cet 5 élément d'injection contre le support, notamment lorsqu'il s'agit d'un plateau. Ainsi, la fixation supporte la dilatation différentielle entre le matériau du support, par exemple un acier, et le matériau du dispositif d'injection. En effet, la céramique peut présenter un coefficient de 10 dilatation thermique bien moindre que celui de l'acier. L'élément de plaquage peut par exemple comprendre un moyen ressort, ou autre. On pourra par exemple prévoir une ou des pattes solidarisées au (ou d'une seule pièce avec le) support, par exemple soudées au support. Ces pattes, d'une part soudées par une extrémité 15 au support, tandis que l'autre extrémité repose sur une surface de l'élément d'injection, permettent d'exercer une force d'appui élastique sur l'élément d'injection, lorsque celui-ci est installé sur le support, de façon à maintenir cet élément d'injection plaqué contre le support. Cette autre extrémité peut présenter une surface relativement plane afin de 20 limiter les zones de fortes contraintes mécaniques. Avantageusement et de façon non limitative, l'élément d'injection peut définir une partie d'appui, conformée pour reposer sur au moins une partie du pourtour d'un orifice du support et avantageusement sur tout le pourtour de cet orifice lorsque le ou les élément(s) de plaquage 25 exerce(nt) une force sur cette partie d'appui. La partie d'appui peut par exemple avoir une forme générale de collerette. La partie d'appui peut définir une surface d'appui contre laquelle le moyen de plaquage exerce une force, et, du côté opposé à la surface d'appui, une surface de contact destinée à venir en contact sur 30 le pourtour de l'orifice du support. Dans un mode de réalisation, on pourra prévoir un ressort de fixation du type de ceux utilisés pour fixer des lampes halogènes dans un faux-plafond, entourant l'élément d'injection et maintenant cet élément d'injection sur le support.
35 Avantageusement et de façon non limitative, l'élément d'injection de gaz peut être agencé de façon à empêcher les déplacements latéraux au-delà d'une certaine plage de déplacements, notamment les 3024053 11 déplacements susceptibles de rompre la communication fluide entre la cavité et le passage de cet élément d'injection de gaz. En particulier, l'élément d'injection peut définir une surface de butée destinée à venir en butée contre le bord de l'orifice en cas de 5 déplacement latéral. Le passage peut ainsi s'étendre au-delà de la collerette. L'élément d'injection peut ainsi présenter une partie d'entrée d'air, traversée par une partie du passage, et destinée à s'étendre dans l'épaisseur du support lorsque les moyens de plaquage exercent une force contre la 10 partie d'appui. Cette partie d'entrée d'air peut avoir un diamètre inférieur au diamètre de l'orifice de façon à pouvoir combler les variations de dimension de l'orifice liées à la dilatation de l'acier du support. L'invention n'est en rien limitée par la forme de cette partie 15 d'entrée d'air, pourvu qu'elle soit apte à être placée dans l'orifice du support. Cette partie d'entrée d'air peut ainsi avoir une forme cylindrique ou autre. En particulier, on pourra prévoir une forme conique afin de faciliter le positionnement de l'élément d'injection avant l'installation des éléments de plaquage.
20 L'invention n'est pas non plus limitée par la forme du ou des élément(s) de plaquage. On pourra avantageusement prévoir des pattes, par exemple en acier, avantageusement en acier résistant à l'abrasion. Ces pattes s'étendent entre deux extrémités, l'une des extrémités étant fixée au support, et l'autre des extrémités étant destinée à venir reposer 25 sur une surface d'appui de l'élément d'injection. Il est également proposé un procédé d'installation d'un élément d'injection de gaz pour un régénérateur d'une unité de craquage catalytique, cet élément d'injection étant réalisé en matériau céramique et définissant un passage, le procédé comprenant une étape de 30 positionnement de l'élément d'injection au niveau d'un orifice d'un support, de sorte que le passage de l'élément d'injection débouche de part et d'autre du support. Le procédé peut avantageusement comprendre en outre une étape d'installation d'un ou plusieurs élément(s) de plaquage agencé(s) pour 35 exercer une force sur une surface d'appui de l'élément d'injection, de sorte que l'élément d'injection soit maintenue plaqué contre le support.
3024053 12 Il est en outre proposé un procédé de fabrication d'un élément d'injection de gaz pour un régénérateur d'une unité de craquage catalytique, de sorte que cet élément définisse un passage pour le gaz, destiné à déboucher d'une part vers une cavité, et d'autre part vers un 5 lit fluidisé, le procédé étant caractérisé en ce que l'élément d'injection est réalisé en matériau céramique. Le procédé pourra avantageusement comprendre une étape de frittage. L'invention sera mieux comprise en référence aux figures, 10 lesquelles montrent des exemples de réalisation de l'invention. La figure 1 montre un exemple d'une partie d'un régénérateur avec un exemple de système d'injection d'air selon un premier mode de réalisation de l'invention. Les figures 2A et 2B sont des vues, respectivement en perspective 15 et en coupe, d'un exemple d'élément d'injection d'air selon le premier mode de réalisation de l'invention, lorsqu'installé sur un support de type plateau. La figure 3 est une vue en coupe d'un exemple d'élément d'injection d'air, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
20 Des références identiques peuvent être utilisées d'une figure à l'autre pour désigner des éléments identiques ou similaires, dans leur forme ou dans leur fonction. En référence à la figure 1, un régénérateur 100 fait partie d'une unité de craquage catalytique fluide FCC non représentée dans son 25 intégralité. Dans ce régénérateur s'effectue la combustion de coke déposé sur du catalyseur issu d'un réacteur de l'unité FCC. Le catalyseur dans l'enceinte 101 du régénérateur 100 forme un lit fluidisé 102. Un système d'injection 1 permet d'injecter de l'air dans ce lit 30 catalytique fluidisé 102, et donc de l'oxygène nécessaire à la combustion du coke. Ce système d'injection 1 comprend un support, ici un plateau perforé 11, occupant la totalité d'une section de l'enceinte 101, et supportant le lit fluidisé 102. Ce plateau définit avec les parois de fond 35 de l'enceinte une cavité d'air 103. Un conduit 104 débouchant sur cette cavité 103 permet de fournir de l'air sous pression.
3024053 13 Le plateau comprend ainsi une première face 105 en contact avec l'air de la cavité 103 et une deuxième face 106 en contact avec le lit fluidisé 102. Le plateau perforé 11 est en acier. Un revêtement anti érosion en 5 béton non représenté permet en outre de protéger le plateau de l'abrasion liée au catalyseur présent dans le régénérateur. Par exemple, du béton est coulé sur un maillage en acier non représenté, par exemple à forme de nid d'abeille comportant une pluralité d'alvéoles hexagonales solidaires les unes des autres par leurs côtés (« hex mesh » en anglais), 10 ou autre. Sur chaque orifice (référencé 19 sur la figure 2B) du plateau 11 est monté un élément d'injection de gaz, ici une buse d'injection d'air 10, à l'aide de pattes 14, ou brides, soudées au plateau 11. La buse d'injection 10 est réalisée en céramique, par exemple en 15 carbure de silicium SiC. Elle est par exemple formée par moulage par injection ou extrusion. Le 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, la buse 10 en céramique est formée par compression et chauffage d'une poudre 20 céramique, la compression pouvant être maintenue lors de l'étape de chauffage, 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 céramique utilisée comprend éventuellement des fibres 25 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. Une telle buse, réalisée en céramique massive, présente un coût de fabrication relativement réduit et n'induit pas de surcoût significatif 30 par rapport à un acier ayant en traitement de surface, ou par un acier spécial présentant une résistance à l'abrasion améliorée. En référence aux figures 2A et 2B, la buse d'injection 10 définit un passage 12 dans lequel de l'air est destiné à circuler depuis la cavité d'air vers le lit catalytique, selon les flèches 13.
35 Des éléments de plaquage 14, ici des pattes en acier soudées sur le plateau 11, permettent d'exercer une force de pression sur une surface d'appui 15 d'une collerette 16 de la buse d'injection 10.
3024053 14 Ainsi, l'autre côté de la collerette 16 est plaqué sur le pourtour du bord de l'orifice 19 correspondant à cette buse 10. Si des variations de température entrainent une variation des dimensions de cet orifice, la fixation de la buse d'injection 10 reste ainsi 5 stable malgré la dilatation éventuelle du support 11 lorsque la température varie. Lorsqu'il est présent, le revêtement anti érosion peut recouvrir les éléments de plaquage 14, il est alors préférable de rehausser les parois définissant le passage 12 afin que le béton ne le recouvre pas. Toutefois, 10 il peut être avantageux que le revêtement anti érosion ne recouvre pas les éléments de plaquage 14 afin de permettre une dilatation libre des différents matériaux. Dans ce cas, il n'est pas forcément utile de rehausser les parois des buses d'injection 10. La buse 10 comporte en outre une partie d'entrée d'air 17 15 destinée à être reçue à l'intérieur de l'orifice 19. Cette partie d'entrée d'air 17 a une forme générale cylindrique dans ce mode de réalisation. Le diamètre de cette partie 17 est inférieur au diamètre de l'orifice 19, de sorte que la dilatation du plateau 11 ne conduit pas à une rupture de la buse d'injection 10.
20 Les pattes 14 sont soudées sur le plateau 11, chaque patte 14 comprenant une extrémité 21 destinée à venir exercer une force d'appui élastique sur la collerette 16. Chaque extrémité 21 comprend un plat 22 afin d'éviter les zones de contraintes trop élevées sur la collerette 16 de la buse 10.
25 Les pattes 16 agissent à la façon d'un ressort pour plaquer la buse 10 contre les parois du plateau 11. Dans un mode de réalisation non représenté, la partie d'entrée d'air pourrait avoir une forme conique afin de faciliter le pré-positionnement de la buse lors de l'installation de cette buse.
30 Dans le premier mode de réalisation, illustré par les figures 1 à 2B, la partie d'entrée d'air 17 de la buse 10 définit des orifices obliques 18. Le trajet d'écoulement de l'air forme ainsi des coudes, ce qui n'est pas réellement gênant en termes de perte de charge. En revanche, les particules de catalyseur tombant dans le passage 12 depuis le lit 35 fluidisé auront tendance à rester dans le fond 107 de la buse 10, ce fond étant plein, plutôt qu'à atteindre la cavité d'air via ces orifices obliques 18. Ce type de partie d'entrée d'air peut être intéressant dans 3024053 15 la mesure où les parois de la cavité d'air peuvent être dénuées de revêtement en béton résistant à l'abrasion. Les orifices obliques sont disposés légèrement en décalage les uns des autres, afin que l'air pressurisé entrant dans la buse 10 ait 5 tendance à former un vortex, en vue d'une évacuation vers le lit fluidisé des éventuelles particules de catalyseur présentes dans le fond 107 de la buse 10. En référence à la figure 3, la buse d'injection 10', ici représentée maintenue sur un plateau 11' à l'aide de pattes 14' exerçant un appui 10 sur une collerette 16' de la buse, comprend une partie chapeau 201 recouvrant un passage 12', de sorte que l'air circulant via ce passage 12' est injecté vers le lit catalytique via des orifices de sortie 203 obliques, selon les flèches 203. Ce type de buse peut permettre de limiter l'entrée de particules de 15 catalyseur à l'intérieur de la buse. Le passage 12' peut ainsi avoir une section de dimensions relativement élevées, ce qui peut être avantageux en ce sens que les besoins de termes de pressurisation de l'air peuvent alors être moindres que lorsque les buses ont des sections de dimensions plus faibles, et/ou 20 en ce sens que l'on pourra prévoir moins de buses d'injection que dans l'art antérieur. Dans une variante non représentée, on pourrait bien sûr combiner la partie de sortie d'air du deuxième mode de réalisation, avec une partie formant chapeau, avec la partie d'entrée d'air du premier 25 mode de réalisation. L'invention peut permettre de concevoir des buses 10 avec une plus grande liberté de design quant à la forme dans la mesure où il est moins nécessaire que dans l'art antérieur de tenir compte du problème d'érosion par le catalyseur.
30 En particulier on pourra prévoir une forme permettant d'optimiser l'injection d'air, ce qui peut permettre d'améliorer la qualité de combustion, et donc de préserver davantage le catalyseur, ce qui peut être bénéfique pour l'environnement. En outre, les opérations de maintenance, susceptibles d'imposer 35 des arrêts et/ou de limiter de craquage catalytique, peuvent être effectuées avec une fréquence moindre que dans l'art antérieur.
3024053 16 Enfin, ce type de système d'injection peut s'avérer plus fiable que dans l'art antérieur et donc permettre de limiter le risque d'arrêt de craquage catalytique non programmé.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Elément d'injection (10, 10') pour un système d'injection de gaz (1) à l'intérieur d'un régénérateur (100) d'une unité de craquage catalytique fluide, ledit système d'injection comprenant un support (11, 11') définissant au moins un orifice (19), ce support comprenant une paroi définissant au moins une partie d'une cavité (103) et ayant une première face (105) destinée à être en contact avec le gaz contenu dans cette cavité, et le support comprenant une deuxième face (106), opposée à la première face, destinée à être contact avec un lit catalytique fluidisé (102), dans lequel ledit élément d'injection définit un passage (12, 12') et est agencé de façon à pouvoir être solidarisé au support, au niveau de l'orifice, de sorte que du gaz issu de la cavité puisse circuler via le passage vers le lit catalytique fluidisé, caractérisé en ce que ledit élément d'injection est réalisé en matériau céramique.
  2. 2. Elément d'injection (10 ; 10') selon la revendication 1, dans lequel le matériau céramique est du carbure de silicium SiC ou comprend du carbure de silicium SiC, de préférence en quantité majoritaire.
  3. 3. Elément d'injection (10 ; 10') selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le matériau céramique comprend une matrice céramique et des fibres de carbone et/ou céramique incorporées dans cette matrice céramique.
  4. 4. Système d'injection de gaz (1) pour l'injection de gaz dans un régénérateur d'une unité de craquage catalytique fluide, ledit système comprenant au moins un élément d'injection (10, 10') selon l'une des revendications 1 à 3 et le support (11, 11').
  5. 5. Système d'injection (1) selon la revendication 4, dans lequel pour au moins un élément d'injection (10 ; 10'), le système d'injection comprend un dispositif de fixation (14 ; 14') dudit élément d'injection 3024053 sur le support (11 ; 11'), ledit dispositif de fixation étant apte à absorber une différence de dilatation entre le matériau du support et le matériau en céramique dudit élément d'injection. 5
  6. 6. Système d'injection (1) selon la revendication 5, dans lequel pour au moins élément d'injection (10 ; 10'), le dispositif de fixation comprend au moins un élément de plaquage (14 ; 14') apte à exercer une force sur cet élément d'injection afin de plaquer cet élément d'injection contre le support (11 ; 11'). 10
  7. 7. Système d'injection (1) selon la revendication 6, dans lequel l'élément de plaquage comprend une patte (14 ; 14') soudée par une extrémité au support (11 ; 11') et dont l'autre extrémité (21) est apte à exercer une force d'appui élastique sur l'élément l'injection (10 ; 10') 15 lorsque ledit élément d'injection est installé sur le support.
  8. 8. Système d'injection (1) selon l'une des revendications 4 à 7, dans lequel le support comprend un plateau perforé (11 ; 11') agencé pour recouvrir l'intégralité d'une section d'une enceinte (101) du 20 régénérateur (100) afin de supporter le lit catalytique fluidisé (102).
  9. 9. Procédé de fabrication d'un élément d'injection (10) de gaz pour un régénérateur d'une unité de craquage catalytique fluide, de sorte que cet élément définisse un passage (12) pour le gaz, destiné à déboucher 25 d'une part vers une cavité, et d'autre part vers un lit fluidisé, le procédé étant caractérisé en ce que l'élément d'injection est réalisé en matériau céramique.
  10. 10. Procédé de fabrication selon la revendication 9, comprenant 30 une étape de frittage de particules de carbure de silicium SiC.
FR1457252A 2014-07-28 2014-07-28 Element d'injection de gaz dans un regenerateur d'une unite de craquage catalytique fluide Expired - Fee Related FR3024053B1 (fr)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1457252A FR3024053B1 (fr) 2014-07-28 2014-07-28 Element d'injection de gaz dans un regenerateur d'une unite de craquage catalytique fluide
US15/326,684 US10092889B2 (en) 2014-07-28 2015-07-23 Element for ejecting gas into a regenerator of a fluid catalytic cracking unit
EP15741201.6A EP3174626B1 (fr) 2014-07-28 2015-07-23 Élément d'injection de gaz dans un régénérateur d'une unité de craquage catalytique en lit fluidisé
ES15741201T ES2757936T3 (es) 2014-07-28 2015-07-23 Elemento para inyectar gas en un regenerador de una unidad de craqueo catalítico fluidizado
PCT/EP2015/066891 WO2016016088A1 (fr) 2014-07-28 2015-07-23 Élément d'injection de gaz dans un régénérateur d'une unité de craquage catalytique en lit fluidisé

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1457252A FR3024053B1 (fr) 2014-07-28 2014-07-28 Element d'injection de gaz dans un regenerateur d'une unite de craquage catalytique fluide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3024053A1 true FR3024053A1 (fr) 2016-01-29
FR3024053B1 FR3024053B1 (fr) 2020-07-24

Family

ID=51570707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1457252A Expired - Fee Related FR3024053B1 (fr) 2014-07-28 2014-07-28 Element d'injection de gaz dans un regenerateur d'une unite de craquage catalytique fluide

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10092889B2 (fr)
EP (1) EP3174626B1 (fr)
ES (1) ES2757936T3 (fr)
FR (1) FR3024053B1 (fr)
WO (1) WO2016016088A1 (fr)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017103199A1 (fr) * 2015-12-16 2017-06-22 Basf Se Réacteur destiné à la réalisation de réactions en phase gazeuse à catalyse hétérogène et utilisation du réacteur
FR3063231B1 (fr) * 2017-02-27 2021-09-17 Total Raffinage Chimie Element d'injection de gaz pour unite de craquage catalytique fluide et systeme de distribution de gaz equipe de cet element d'injection.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1280442A (fr) * 1960-02-18 1961-12-29 Shawinigan Chem Ltd Dispositif de distribution d'un gaz de fluidisation dans un réacteur contenant un lit fluidisé
US3661177A (en) * 1969-05-14 1972-05-09 Exxon Research Engineering Co Fluid distributors
EP0329494A1 (fr) * 1988-01-12 1989-08-23 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Dispositif de mélange et de dispersion dans un réacteur à lit fluidifié
US6197265B1 (en) * 1998-01-21 2001-03-06 Iowa State University Research Foundation, Inc. Gas distribution system for a two-zone fluidized bed reactor
WO2012152920A1 (fr) * 2011-05-11 2012-11-15 Institutt For Energiteknikk Agencement de distribution de gaz pour un lit fluidisé

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4207682A (en) * 1978-04-03 1980-06-17 Fuller Company Fluid bed nozzle retainer
EP0222953A1 (fr) * 1985-11-06 1987-05-27 Havas Industrie Conseil Et Maintenance Grille de lit fluidisé
US5906799A (en) 1992-06-01 1999-05-25 Hemlock Semiconductor Corporation Chlorosilane and hydrogen reactor
KR100624094B1 (ko) * 2004-05-28 2006-09-19 주식회사 데크 탄소섬유 강화 세라믹 복합체 제조방법
CN101104814B (zh) 2006-07-13 2010-10-13 中国石油化工集团公司 一种耐磨喷管
FR2972448B1 (fr) * 2011-03-07 2013-04-19 Commissariat Energie Atomique Procede de fabrication d'un composite a matrice ceramique
US8875728B2 (en) 2012-07-12 2014-11-04 Siliken Chemicals, S.L. Cooled gas distribution plate, thermal bridge breaking system, and related methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1280442A (fr) * 1960-02-18 1961-12-29 Shawinigan Chem Ltd Dispositif de distribution d'un gaz de fluidisation dans un réacteur contenant un lit fluidisé
US3661177A (en) * 1969-05-14 1972-05-09 Exxon Research Engineering Co Fluid distributors
EP0329494A1 (fr) * 1988-01-12 1989-08-23 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Dispositif de mélange et de dispersion dans un réacteur à lit fluidifié
US6197265B1 (en) * 1998-01-21 2001-03-06 Iowa State University Research Foundation, Inc. Gas distribution system for a two-zone fluidized bed reactor
WO2012152920A1 (fr) * 2011-05-11 2012-11-15 Institutt For Energiteknikk Agencement de distribution de gaz pour un lit fluidisé

Also Published As

Publication number Publication date
ES2757936T3 (es) 2020-04-30
FR3024053B1 (fr) 2020-07-24
US20170203271A1 (en) 2017-07-20
WO2016016088A1 (fr) 2016-02-04
EP3174626A1 (fr) 2017-06-07
EP3174626B1 (fr) 2019-08-28
US10092889B2 (en) 2018-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3024051A1 (fr) Chambre a plaques en materiau ceramique pour unite de craquage catalytique fluide
EP1217093B1 (fr) Densification de substrats poreux creux par infiltration chimique en phase vapeur
EP1466031B1 (fr) Procede et installation pour la densification de substrats par infiltration chimique en phase vapeur
EP2129966B1 (fr) Brûleur poreux à hydrogène sans prémélange
EP2870272B1 (fr) Dispositif de chargement et installation pour la densification de préformes poreuses tronconiques empilables.
EP2132426A1 (fr) Melangeur en cmc a capotage externe structural
FR2882064A1 (fr) Procede de densification de substrats poreux minces par infiltration chimique en phase vapeur et dispositif de chargement de tels substrats
EP2401540B1 (fr) Materiau compliant
FR2762667A1 (fr) Dispositif et procede de traitement thermique
EP0418122B1 (fr) Réacteur d'oxydation à différentiel de perte de charge et son utilisation.
FR2961117A1 (fr) Reacteur echangeur a tubes baionnettes et a tubes de fumees suspendus a la voute superieure du reacteur
WO2010031930A1 (fr) Procede de fabrication d'une piece en materiau composite a matrice metallique
FR3024205A1 (fr) Vanne guillotine destinee a la regulation de flux dans une unite de craquage catalytique fluide
FR2942596A1 (fr) Procedes et dispositif pour le depot chimique controle en phase vapeur
FR3024053A1 (fr) Element d'injection de gaz dans un regenerateur d'une unite de craquage catalytique fluide
FR3024054A1 (fr) Injecteur en materiau ceramique pour unite de craquage catalytique fluide
FR2889721A1 (fr) Conduit d'echappement
FR2993555A1 (fr) Installation d'infiltration chimique en phase vapeur a haute capacite de chargement
FR3024050A1 (fr) Element d'injection de combustible dans un regenerateur d'une unite de craquage catalytique fluide
FR3024049A1 (fr) Dispositif de terminaison d'un reacteur d'une unite de craquage catalytique fluide
WO2006095081A2 (fr) Tuile refractaire, notamment pour gazeificateur
EP3585510B1 (fr) Element d'injection de gaz pour unite de craquage catalytique fluide et systeme de distribution de gaz equipe de cet element d'injection
EP3473335A1 (fr) Panier amovible pour reacteur catalytique
FR2821572A1 (fr) Dispositif de reacteur comportant une enceinte en materiau refractaire et une enveloppe de confinement, pour la mise en oeuvre de reactions chimiques necessitant un echange de chaleur
WO2020011542A1 (fr) Dispositif de distribution d'un fluide, apte a etre dispose dans un reacteur comprenant un lit catalytique fixe

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20160129

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

TP Transmission of property

Owner name: TOTALENERGIES ONETECH, FR

Effective date: 20230309

ST Notification of lapse

Effective date: 20240305