FR3104470A1 - Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge. - Google Patents

Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge. Download PDF

Info

Publication number
FR3104470A1
FR3104470A1 FR1914242A FR1914242A FR3104470A1 FR 3104470 A1 FR3104470 A1 FR 3104470A1 FR 1914242 A FR1914242 A FR 1914242A FR 1914242 A FR1914242 A FR 1914242A FR 3104470 A1 FR3104470 A1 FR 3104470A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
separation
gas
pressure drop
stripping
stripping device
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.)
Pending
Application number
FR1914242A
Other languages
English (en)
Inventor
Ann CLOUPET
Mathieu MORIN
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.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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 IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority to FR1914242A priority Critical patent/FR3104470A1/fr
Priority to PCT/EP2020/084354 priority patent/WO2021115894A1/fr
Publication of FR3104470A1 publication Critical patent/FR3104470A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/005Separating solid material from the gas/liquid stream
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/32Packing elements in the form of grids or built-up elements for forming a unit or module inside the apparatus for mass or heat transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1845Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
    • B01J8/1863Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement outside the reactor and subsequently re-entering it
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00539Pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00743Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00761Discharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00991Disengagement zone in fluidised-bed reactors

Abstract

La présente invention concerne un dispositif de séparation et de stripage d’un mélange gazeux et de particules solides comprenant un enceinte de séparation (11) renfermant de bas en haut : une sortie de catalyseur strippé (12), une chambre de stripage (13) adaptée pour alimenter l’enceinte de séparation (11) avec un gaz de stripage, un séparateur gaz/solide (14) communiquant avec un réacteur central (21) dans lequel circulent le mélange gazeux et les particules solides à séparer, un second étage de séparation (15), et une sortie d'effluents gazeux (16), le dispositif de séparation et de stripage comprenant en outre des internes de perte de charge (22) installés dans la partie supérieure de l’enceinte de séparation (11). Figure 2 à publier

Description

Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge.
L'invention concerne le domaine du raffinage et de la pétrochimie et des procédés et dispositifs de transformation chimique de produits pétroliers, notamment d’un brut pétrolier par craquage catalytique en lit fluidisé («fluid catalytic cracking» ou FCC selon la terminologie anglo-saxonne).
Une unité FCC est classiquement utilisée dans le raffinage pour convertir une charge lourde, caractérisée par une température de début d’ébullition proche de 340°C, souvent supérieure à 380°C, en produits plus légers pouvant être utilisés comme carburants, notamment en essence, premier produit d’une unité FCC, caractérisé par des températures de début d’ébullition proche de l’ambiant et par des températures de fin d’ébullition de 160°C voire 220°C selon que l’on parle d’essence légère ou pas.
La figure 1 présente un schéma d'unité FCC de référence. Une charge 1 pulvérisée sous forme de fines gouttes est introduite au fond d'un réacteur à lit entrainé gaz-solide ascendant 2 («riser» selon la terminologie anglo-saxonne; nommé ci-après réacteur central) où elle est mélangée à une source de catalyseur solide 3 provenant d'un régénérateur 4. En tête de réacteur central 2, le mélange gaz/solide est séparé dans une enceinte de séparation 5 comprenant notamment un séparateur gaz/solide interne 6. En sortie du séparateur gaz/solide 6, un gaz est dirigé vers un second étage de séparation 7 afin d’éliminer les fines particules solides présentes dans le gaz et d’évacuer le gaz vers une sortie d'effluents gazeux 8 disposée sur l’extrémité haute de l’enceinte de séparation 5. Des particules solides (i.e., catalyseur coké) issues du séparateur gaz/solide 6 sont également distribuées vers une chambre de stripage 9, dans laquelle les particules solides sont mises en contact à contre-courant avec un gaz de stripage afin de libérer les potentiels hydrocarbures restés adsorbés à la surface du catalyseur coké. Le gaz de stripage et les hydrocarbures désorbés rejoignent le gaz précédemment séparé tandis que le catalyseur coké est soutiré en continu en pied de la chambre de stripage 9. Le catalyseur coké est ensuite dirigé vers la base du régénérateur 4 où la combustion exothermique du coke régénère et chauffe le catalyseur. Enfin, le catalyseur régénéré et chauffé est réinjecté en fond de réacteur central 2 afin d’entretenir les réactions de craquage catalytique.
Le brevet FR2767715 et la demande US20180216012 décrivent des exemples d’enceintes de séparation d’une unité FCC, dans lesquelles les gaz peuvent circuler librement entre la chambre de stripage et le second étage de séparation.
Un premier objet de la présente description est de diminuer les réactions secondaires non souhaitées dans les unités FCC, et de contribuer ainsi à augmenter l’efficacité des séparateurs gaz/solide des unités FCC. Ces réactions secondaires sont généralement le résultat d’un temps de séjour trop long de la phase gaz dans le réacteur ou dans l’enceinte de séparation qui entraine un sur-craquage de la charge ou des hydrocarbures formés et une diminution des rendements des produits désirés. A cette fin, un dispositif et un procédé de séparation et de stripage capables de diminuer le temps de séjour des mélanges gazeux dans l’enceinte de séparation, sont décrits ci-après.
Selon un premier aspect, la présente invention concerne un dispositif de séparation et de stripage d’un mélange gazeux et de particules solides comprenant un enceinte de séparation renfermant de bas en haut: une sortie de catalyseur strippé, une chambre de stripage adaptée pour alimenter l’enceinte de séparation avec un gaz de stripage et communiquant avec un séparateur gaz/solide, le séparateur gaz/solide comprenant une pluralité de chambres de séparation et une pluralité de chambres de préstripage, communiquant avec un réacteur central dans lequel circulent le mélange gazeux et les particules solides à séparer, et communiquant avec un second étage de séparation, le second étage de séparation, et une sortie d'effluents gazeux, le dispositif de séparation et de stripage comprenant en outre des internes de perte de charge installés dans la partie supérieure de l’enceinte de séparation.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge comprennent des garnissages, et/ou des plaques inclinées disposées en chicanes et/ou une ou plusieurs plaques perforées.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge comprennent des garnissages.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge comprennent une ou plusieurs plaques perforées.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont adaptés pour présenter une variation de pressionΔPentre la partie inférieure et la partie supérieure de l’enceinte de séparation, la variation de pressionΔPétant supérieure à la variation de pression entre la chambre de préstripage et le second étage de séparation.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont adaptés pour présenter une variation de pression d’au moins 3 kPa.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont adaptés pour présenter une variation de pression comprise entre 4 kPa et 50 kPa.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont disposés au-dessus de l’extrémité inférieure des chambres de préstripage.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont traversés par des jambes de retour de cyclones du second étage de séparation.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont disposés au-dessus de l’extrémité inférieure des chambres de préstripage et au-dessous de l’extrémité supérieure du séparateur gaz/solide.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont disposés en couronne autour du séparateur gaz/solide.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont disposés à une hauteur correspondant au rayon le plus grand de la paroi externe du séparateur gaz/solide.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge sont disposés au-dessus du séparateur gaz/solide.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne une unité de craquage catalytique en lit fluidisé comprenant le dispositif de séparation et de stripage selon le premier aspect.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne un procédé de séparation et de stripage d’un mélange gazeux et de particules solides utilisant le dispositif de séparation et de stripage selon le premier aspect, ou l’unité de craquage catalytique en lit fluidisé selon le deuxième aspect, ledit procédé comprenant d’instaurer une variation de pressionΔP(e.g. au moyen du gaz de stripage) entre la partie inférieure et la partie supérieure de l’enceinte de séparation, la variation de pression étant supérieure à la variation de pression entre la chambre de préstripage et le second étage de séparation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention des aspects précités, apparaîtront à la lecture de la description ci-après et d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
Liste des figures
La figure 1 montre un schéma d’une unité FCC de référence.
La figure 2 montre un schéma d'une enceinte de séparation d’une unité FCC selon la présente invention.
Description détaillée de l'invention
Des modes de réalisation du dispositif selon le premier aspect vont maintenant être décrits en détail. Dans la description détaillée suivante, de nombreux détails spécifiques sont exposés afin de fournir une compréhension plus approfondie du dispositif. Cependant, il apparaîtra à l’homme du métier que le dispositif peut être mis en œuvre sans ces détails spécifiques. Dans d’autres cas, des caractéristiques bien connues n’ont pas été décrites en détail pour éviter de compliquer inutilement la description.
Dans ce qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de (signifie la même chose que) « inclure » et « contenir », et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non récités. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut le terme exclusif et fermé « consister ».
Le dispositif de séparation et de stripage d’un mélange gazeux et de particules solides selon la présente invention est applicable aux unités de séparation gaz/solide, et plus particulièrement aux enceintes de séparation des unités FCC.
En référence à la figure 2, le dispositif de séparation et de stripage selon la présente invention comprend une enceinte de séparation 11 renfermant (de bas en haut) une sortie de catalyseur strippé 12, une chambre de stripage 13, un séparateur gaz/solide interne 14, un second étage de séparation 15 (comprenant par exemple un ou plusieurs cyclones) et une sortie d'effluents gazeux 16.
La chambre de stripage 13 comprend un ou plusieurs dispositifs d’alimentation de gaz de stripage 17 (e.g. vapeur d’eau). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de stripage 13 comprend des moyens d’uniformisation de l’écoulement 18 des particules solides (i.e., catalyseur coké) situés dans la partie supérieure de ladite chambre de stripage 13, et permettant notamment de favoriser le contact entre lesdites particules solides et le gaz de stripage. Ces moyens favorisant l'uniformisation de l'écoulement gaz solide peuvent être des plaques inclinées disposées en chicanes, des garnissages («packing» selon la terminologie anglo-saxonne) optionnellement structurés ou d'autres moyens dont une description non limitante peut être trouvée dans les brevets, US 2440620, US2472502, US 2481439 ou US 6224833 ou dans des livres tels que "matériel et équipement", tome 4 de l'encyclopédie le raffinage du pétrole, de P. Trambouze édité aux éditions Technip, 1999.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le séparateur gaz/solide 14 est défini par une enveloppe contenant une pluralité de chambres de séparation 19 et une pluralité de chambres de préstripage 20 réparties de manière alternée autour (e.g. de l’extrémité haute) d’un réacteur central 21 de forme (e.g. tubulaire) sensiblement verticale et allongée, fermé par une section supérieure, et dans lequel circulent le mélange gazeux et les particules solides à séparer.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge du réacteur central 21 est généralement une charge lourde, caractérisée par une température de début d’ébullition proche de 340°C, souvent supérieure à 380°C, telle qu’une coupe lourde, par exemple issue d’une unité de distillation sous vide, telle que du gazole sous vide («vacuum gas oil» ou «VGO» selon la terminologie anglo-saxonne), un résidu sous vide, un gasoil de cokéfaction, un recycle d’une étape d’hydrocraquage, seuls ou en mélange. Au contact du catalyseur solide chaud, la charge pulvérisée se vaporise et des réactions endothermiques de craquage se produisent le long du réacteur central 21 diminuant ainsi la température et produisant des produits valorisables (e.g. du gaz C1-C4; une coupe essence; une coupe gasoil léger (« Light Cycle Oil » ou LCO selon la terminologie anglo-saxonne); une coupe gasoil lourd (« Heavy Cycle Oil » ou HCO selon la terminologie anglo-saxonne); et une huile en forme de boue (« slurry » selon la terminologie anglo-saxonne)) et un résidu solide (coke) adsorbé sur le catalyseur (nommé ci-après particules solides). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires du réacteur central 21 sont les suivantes: vitesse superficielle gaz: entre 3 et 35 m/s; température: entre 500 et 700°C et de préférence inférieure à 650°C; pression: entre 0,1 et 0,6 MPaa; temps de contact inférieur à 1 seconde; et un rapport massique du catalyseur sur la charge C/O: entre 3 et 50.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les chambres d'un même type, séparation 12 ou préstripage 13, ont généralement la même dimension, en particulier une section horizontale avec le même angle d'ouverture par rapport à l’axe central Z du réacteur central 14. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les chambres de séparation 12 et de préstripage 13, ont la même dimension, en particulier une section horizontale avec le même angle d'ouverture par rapport à l’axe central Z du réacteur central 14. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les chambres de séparation 12 et/ou les chambres de préstripage 13 présentent des sections horizontales avec des angles d'ouverture différents. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, il existe une symétrie axiale des chambres 19 et 20 autour de l'axe central Z du réacteur central 21. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le nombre de chambres de séparation 19 varie entre 1 et 8, préférentiellement entre 2 et 4. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le nombre de chambres de préstripage 20 varie entre 1 et 8, préférentiellement entre 2 et 4. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le nombre de chambres de séparation 19 et le nombre de chambres de préstripage 20 sont identiques.
En référence à la figure 2, le dispositif de séparation et de stripage selon la présente invention comprend en outre des internes de perte de charge 22 installés dans la partie supérieure de l’enceinte de séparation 11, à l’extérieur du séparateur gaz/solide 14. Avantageusement, les internes de perte de charge 22 permettent de limiter la présence de catalyseur dans l’enceinte au-dessus des internes, et de limiter ainsi les réactions secondaires de craquage non désirées dans l’enceinte de séparation 11. Avantageusement, les internes de perte de charge 22 forcent le gaz et le solide à pénétrer dans les chambres de préstripage 20 du séparateur gaz/solide 14 et à ne pas s’accumuler dans la partie supérieure de l’enceinte de séparation 11. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 comprennent des garnissages optionnellement structurés, et/ou des plaques inclinées disposées en chicanes, et/ou une ou plusieurs plaques perforées. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 comprennent des garnissages optionnellement structurés. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 comprennent une ou plusieurs plaques perforées. Des exemples de garnissages, de plaques inclinées disposées en chicanes et de plaques perforées peuvent être trouvées dans les brevets US 2440620, US2472502, US 2481439, US 6224833 ou dans des livres tels que "matériel et équipement", tome 4 de l'encyclopédie le raffinage du pétrole, de P. Trambouze édité aux éditions Technip, 1999.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont adaptés pour présenter une variation (engendrer une différence) de pressionΔP, entre la partie supérieure (e.g. partie au-dessus du séparateur gaz/solide 14) et la partie inférieure (e.g. partie au-dessous du séparateur gaz/solide 14) de l’enceinte de séparation 11, supérieure à la variation de pression entre la chambre de préstripage 20 et le second étage de séparation 15. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont adaptés pour présenter une variation de pressionΔPd’au moins 30 mbar (3 kPa), préférablement entre 40 mbar (4 kPa) et 500 mbar (50 kPa), et très préférablement entre 50 mbar (5 kPa) et 300 mbar (30 kPa), tel que par exemple entre 100 mbar (10 kPa) et 250 mbar (25 kPa). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont adaptés pour générer, en fonctionnement du dispositif, une pression au-dessous du séparateur gaz/solide 14 supérieure à la pression au-dessus du séparateur gaz/solide 14.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont installés au-dessus de l’extrémité inférieure 23 des chambres de préstripage 20. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont installés au-dessus de l’extrémité inférieure 23 des chambres de préstripage 20 du séparateur gaz/solide 14 et au-dessous de l’extrémité supérieure 24 du séparateur gaz/solide 14. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont installés en couronne autour du séparateur gaz/solide 14. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont installés entre la paroi externe du séparateur gaz/solide 14 et la paroi interne de l’enceinte de séparation 11. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont installés à une hauteur correspondant au rayon le plus grand de la paroi externe du séparateur gaz/solide 14. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont traversés par les jambes de retour («diplegs» selon la terminologie anglo-saxonne) des cyclones du second étage de séparation 15.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont installés au-dessus du séparateur gaz/solide 14. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont installés entre le séparateur gaz/solide 14 et l’extrémité haute du second étage de séparation 15. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les internes de perte de charge 22 sont installés au-dessus du séparateur gaz/solide 14 et autour des jambes de retour des cyclones du second étage de séparation 15.
En fonctionnement, selon un ou plusieurs modes de réalisation, le mélange gazeux et les particules solides sortent du réacteur central 21 et entrent dans la chambre de séparation 19 du séparateur gaz/solide 14, dans laquelle les particules solides sont séparées et sont dirigées vers la chambre de stripage 13 et le mélange gazeux est dirigé vers la chambre de préstripage 20. Dans la chambre de préstripage 20, le mélange gazeux est entrainé vers le second étage de séparation 15 par un gaz de stripage ascendant distribué par la chambre de stripage 13. Le flux gazeux entrant dans le second étage de séparation 15 est séparé de particules solides résiduelles qui sont dirigées vers la chambre de stripage 13 au moyen des jambes de retour. Le flux gazeux est ensuite évacué vers la sortie d'effluents gazeux 16. Enfin, les particules solides sont strippées de gaz résiduel dans la chambre de stripage 13 et sont évacuées par la sortie de catalyseur strippé 12 vers un régénérateur (non montré).
Le dispositif de séparation et de stripage selon l'invention peut fonctionner en respectant les conditions opératoires suivantes:
  • vitesse gaz en tête de réacteur central 21 de 5 m/s à 35 m/s, préférentiellement de 10m/s à 25 m/s;
  • vitesse gaz à la jonction entre le réacteur central 21 et la chambre de séparation 19 de 5 m/s à 35 m/s, préférentiellement de 10 m/s à 25 m/s;
  • vitesse gaz entre la chambre de séparation 19 et la chambre de préstripage 20 de 5 m/s à 35 m/s, préférentiellement de 10 m/s à 25 m/s;
  • vitesse du gaz de stripage entrant dans la chambre de préstripage 20 de 0,3 m/s à 5 m/s, préférentiellement de 1 m/s à 4 m/s; et
  • flux de catalyseur sortant de la chambre de séparation 19 compris entre 10 et 300 kg/(m2.s), préférentiellement de 50 à 200 kg/(m2.s), avec par exemple des particules solides caractérisées par une masse volumique de grain comprise entre 1000 et 2000 kg/m3, et un diamètre moyen dit de "Sauter" compris entre 40 et 100 microns.
Dans un exemple de réalisation, un interne de perte de charge 22 est installé dans l’espace vide entre la paroi externe du séparateur gaz-solide 14 (diamètre du séparateur gaz-solide 14: 7 m) et la paroi interne de l’enceinte de séparation 11 (diamètre de l’enceinte de séparation 11: 12 m) à une hauteur située au-dessus de la partie inférieure de la chambre préstripage 20. Spécifiquement, l’interne de perte de charge 22 est disposé en couronne autour du séparateur gaz/solide 14 (comme représenté sure la figure 2) en laissant également un passage pour les jambes de retour des cyclones du second étage de séparation 15.
Cet interne de perte de charge 22 est de type plaque perforée, d’épaisseur 0,05 m contenant 500 orifices de 0,02 m de diamètre chacun. Sous ces conditions, l’interne de perte de charge génère une perte de charge d’environ 200 mbar (20 kPa) permettant de limiter la présence de gaz et de solide dans la partie supérieure de l’enceinte de séparation 11. Avantageusement, cet exemple permet de forcer le gaz et le solide à pénétrer dans les chambres de préstripage 20 du séparateur gaz solide 14 et de limiter les réactions secondaires de surcraquage non désirées.

Claims (15)

  1. Dispositif de séparation et de stripage d’un mélange gazeux et de particules solides comprenant un enceinte de séparation (11) renfermant de bas en haut:
    - une sortie de catalyseur strippé (12),
    - une chambre de stripage (13) adaptée pour alimenter l’enceinte de séparation (11) avec un gaz de stripage et communiquant avec un séparateur gaz/solide (14),
    - le séparateur gaz/solide (14) comprenant une pluralité de chambres de séparation (19) et une pluralité de chambres de préstripage (20), communiquant avec un réacteur central (21) dans lequel circulent le mélange gazeux et les particules solides à séparer, et communiquant avec un second étage de séparation (15),
    - le second étage de séparation (15), et
    - une sortie d'effluents gazeux (16),
    le dispositif de séparation et de stripage comprenant en outre des internes de perte de charge (22) installés dans la partie supérieure de l’enceinte de séparation (11).
  2. Dispositif de séparation et de stripage selon la revendication 1, dans lequel les internes de perte de charge (22) comprennent des garnissages, et/ou des plaques inclinées disposées en chicanes et/ou une ou plusieurs plaques perforées.
  3. Dispositif de séparation et de stripage selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les internes de perte de charge (22) comprennent des garnissages.
  4. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) comprennent une ou plusieurs plaques perforées.
  5. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont adaptés pour présenter une variation de pression (ΔP) entre la partie inférieure et la partie supérieure de l’enceinte de séparation (11), la variation de pression (ΔP) étant supérieure à la variation de pression entre la chambre de préstripage (20) et le second étage de séparation (15).
  6. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont adaptés pour présenter une variation de pression (ΔP) d’au moins 3 kPa.
  7. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont adaptés pour présenter une variation de pression (ΔP) comprise entre 4 kPa et 50 kPa.
  8. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont disposés au-dessus de l’extrémité inférieure (23) des chambres de préstripage (20).
  9. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont traversés par des jambes de retour de cyclones du second étage de séparation (15).
  10. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont disposés au-dessus de l’extrémité inférieure (23) des chambres de préstripage (20) et au-dessous de l’extrémité supérieure (24) du séparateur gaz/solide (14).
  11. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont disposés en couronne autour du séparateur gaz/solide (14).
  12. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont disposés à une hauteur correspondant au rayon le plus grand de la paroi externe du séparateur gaz/solide (14).
  13. Dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel les internes de perte de charge (22) sont disposés au-dessus du séparateur gaz/solide (14).
  14. Unité de craquage catalytique en lit fluidisé comprenant le dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications 1 à 13.
  15. Procédé de séparation et de stripage d’un mélange gazeux et de particules solides utilisant le dispositif de séparation et de stripage selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, ou l’unité de craquage catalytique en lit fluidisé selon la revendication 14, ledit procédé comprenant d’instaurer une variation de pression (ΔP) entre la partie inférieure et la partie supérieure de l’enceinte de séparation (11), la variation de pression (ΔP) étant supérieure à la variation de pression entre la chambre de préstripage (20) et le second étage de séparation (15).
FR1914242A 2019-12-12 2019-12-12 Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge. Pending FR3104470A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1914242A FR3104470A1 (fr) 2019-12-12 2019-12-12 Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge.
PCT/EP2020/084354 WO2021115894A1 (fr) 2019-12-12 2020-12-03 Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1914242A FR3104470A1 (fr) 2019-12-12 2019-12-12 Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge.
FR1914242 2019-12-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3104470A1 true FR3104470A1 (fr) 2021-06-18

Family

ID=69811213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1914242A Pending FR3104470A1 (fr) 2019-12-12 2019-12-12 Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge.

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3104470A1 (fr)
WO (1) WO2021115894A1 (fr)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2440620A (en) 1944-08-24 1948-04-27 Standard Oil Dev Co Contacting solids and gaseous fluids
US2472502A (en) 1945-07-28 1949-06-07 Standard Oil Dev Co Apparatus for stripping finely dividfd solids
US2481439A (en) 1945-08-07 1949-09-06 Standard Oil Dev Co Gas-solids contacting apparatus including means for stripping solid particles
FR2767715A1 (fr) 1997-09-01 1999-03-05 Inst Francais Du Petrole Dispositif de separation et de stripage et son utilisation en craquage catalytique en lit fluidise
US6224833B1 (en) 1998-12-15 2001-05-01 Koch-Glitsch, Inc. Apparatus for contacting of gases and solids in fluidized beds
EP1800742A1 (fr) * 2005-12-20 2007-06-27 Institut Français du Pétrole Réacteur à deux zones réactionnelles fluidisées avec système de séparation gaz/solide intégré
FR2969643A1 (fr) * 2010-12-27 2012-06-29 Total Raffinage Marketing Procede de craquage catalytique pour le traitement d'une coupe a faible carbone conradson
FR2979255A1 (fr) * 2011-08-31 2013-03-01 Total Raffinage Marketing Regenerateur pour unite de craquage catalytique a cyclones externes.
US20180216012A1 (en) 2017-01-27 2018-08-02 Technip Process Technology, Inc. Riser separation system

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2440620A (en) 1944-08-24 1948-04-27 Standard Oil Dev Co Contacting solids and gaseous fluids
US2472502A (en) 1945-07-28 1949-06-07 Standard Oil Dev Co Apparatus for stripping finely dividfd solids
US2481439A (en) 1945-08-07 1949-09-06 Standard Oil Dev Co Gas-solids contacting apparatus including means for stripping solid particles
FR2767715A1 (fr) 1997-09-01 1999-03-05 Inst Francais Du Petrole Dispositif de separation et de stripage et son utilisation en craquage catalytique en lit fluidise
US6224833B1 (en) 1998-12-15 2001-05-01 Koch-Glitsch, Inc. Apparatus for contacting of gases and solids in fluidized beds
EP1800742A1 (fr) * 2005-12-20 2007-06-27 Institut Français du Pétrole Réacteur à deux zones réactionnelles fluidisées avec système de séparation gaz/solide intégré
FR2969643A1 (fr) * 2010-12-27 2012-06-29 Total Raffinage Marketing Procede de craquage catalytique pour le traitement d'une coupe a faible carbone conradson
FR2979255A1 (fr) * 2011-08-31 2013-03-01 Total Raffinage Marketing Regenerateur pour unite de craquage catalytique a cyclones externes.
US20180216012A1 (en) 2017-01-27 2018-08-02 Technip Process Technology, Inc. Riser separation system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"encyclopédie le raffinage du pétrole", vol. 4, 1999, article "matériel et équipement"

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021115894A1 (fr) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1800742B1 (fr) Réacteur à deux zones réactionnelles fluidisées avec système de séparation gaz/solide intégré
US7247233B1 (en) Apparatus and process for minimizing catalyst residence time in a reactor vessel
CA2082876C (fr) Procede et dispositif d'echange thermique de particules solides pour double regeneration en craquage catalytique
EP0511071B1 (fr) Procédé et dispositif d'échange thermique de particules solides pour régénération en craquage catalytique
EP1170355B1 (fr) Procédé et dispositif de craquage d'hydrocarbures mettant en oeuvre deux chambres réactionelles successives
EP0403381B1 (fr) Procédé et dispositif de régulation ou controle du niveau thermique d'un solide pulverulent, comportant un échangeur de chaleur à compartiments en lit fluidisé ou mobile
EP1656989A1 (fr) Dispositif et procédé pour le craquage catalytique de deux charges distinctes d'hydrocarbures
FR2969643A1 (fr) Procede de craquage catalytique pour le traitement d'une coupe a faible carbone conradson
WO2021115794A1 (fr) Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec paroi externe de préstripage verticale
FR3104470A1 (fr) Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec internes de perte de charge.
EP0282371A1 (fr) Procédé et dispositif pour le craquage catalytique de charges d'hydrocarbures
EP3897953A1 (fr) Conversion d'un brut petrolier en lit fluidise comportant des zones a differents temps de contact
EP0291408B1 (fr) Procédé de vapocraquage dans une zone réactionnelle en lit fluide
CA2095794C (fr) Procede et dispositif de craquage catalytique dans deux zones reactionnelles successives
WO2021115892A1 (fr) Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec ouvertures latérales
WO2021115893A1 (fr) Dispositif et procédé de séparation gaz-solide de craquage catalytique en lit fluidisé avec déflecteur sous fenêtre
EP0536054B1 (fr) Perfectionnements aux dispositifs de craquage catalytique à l'état fluide de charges d'hydrocarbures
EP1275425B1 (fr) Dispositif interne de séparation d'un mélange comprenant au moins une phase gazeuse et une phase liquide
FR2770225A1 (fr) Procede et dispositif de vaporisation selective des charges d'hydrocarbures en craquage catalytique
FR2767715A1 (fr) Dispositif de separation et de stripage et son utilisation en craquage catalytique en lit fluidise
WO2024078904A1 (fr) Procédé de craquage catalytique en lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant avec injecteur de charge orienté
EP1374962B1 (fr) Perfectionnement à un dispositif pour séparer un mélange comprenant au moins une phase gazeuse et une phase liquide, ledit dispositif étant intégré dans une enceinte
AU2007354859B2 (en) Apparatus and process for minimizing catalyst residence time in a reactor vessel
FR3140776A1 (fr) Réacteur à lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant à écoulement homogène.
KR20240026138A (ko) 라이저 분리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20210618

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

RX Complete rejection

Effective date: 20230510