FR3113062A1 - Residue hydroconversion process with several hydroconversion stages incorporating a deasphalting step - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de conversion d’une charge lourde hydrocarbonée (10) comprenant : a) l’hydroconversion de ladite charge (10) dans un premier étage d’hydroconversion (A1) pour former un premier effluent (12) ; b) l’hydroconversion d’une DAO (15) dans un second étage d’hydroconversion (A2) pour former un deuxième effluent (18) ; c) l’envoi des premier et deuxième effluents dans un système de séparation (C) ; d) le fractionnement desdits premier et deuxième effluents en mélange dans ledit système de séparation (C) pour former au moins une fraction hydrocarbonée de distillat (13) et une fraction hydrocarbonée de résidu (14) ; e) l’envoi d’au moins une partie de la fraction (14) dans une unité de désasphaltage de solvant (D) pour obtenir la DAO (15) et une fraction d’asphalte (16), dans lequel la vitesse volumique horaire pour l’étape a) est comprise entre 0,05 et 0,09 h-1. Figure 1 à publierThe present invention relates to a method for converting a heavy hydrocarbon feedstock (10) comprising: a) the hydroconversion of said feedstock (10) in a first hydroconversion stage (A1) to form a first effluent (12); b) hydroconverting a DAO (15) in a second hydroconversion stage (A2) to form a second effluent (18); c) sending the first and second effluents to a separation system (C); d) fractionating said mixed first and second effluents in said separation system (C) to form at least one distillate hydrocarbon fraction (13) and one residue hydrocarbon fraction (14); e) sending at least part of the fraction (14) to a solvent deasphalting unit (D) to obtain the DAO (15) and an asphalt fraction (16), in which the hourly volume velocity for step a) is between 0.05 and 0.09 h-1. Figure 1 to be published

Description

Procédé d’hydroconversion de résidus à plusieurs étages d’hydroconversion intégrant une étape de désasphaltageResidue hydroconversion process with several hydroconversion stages incorporating a deasphalting step

La présente invention concerne la conversion de charges pétrolières, notamment de charges lourdes hydrocarbonées contenant une fraction d'au moins 50% poids, de préférence d’au moins 80% poids, ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C.The present invention relates to the conversion of petroleum feedstocks, in particular heavy hydrocarbon feedstocks containing a fraction of at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight, having a boiling point of at least 300°C.

Ces charges peuvent être un pétrole brut ou être issues de la distillation et/ou du raffinage d'un pétrole brut, typiquement des résidus de la distillation atmosphérique et/ou sous vide d'un pétrole brut.These feeds can be a crude oil or be derived from the distillation and/or refining of a crude oil, typically residues from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil.

En particulier, la présente invention concerne un procédé d'hydroconversion et de désasphaltage de résidus comprenant plusieurs étages d'hydroconversion.In particular, the present invention relates to a process for hydroconversion and deasphalting of residues comprising several stages of hydroconversion.

Les composés hydrocarbonés sont utiles à plusieurs fins. En particulier, les composés hydrocarbonés sont utiles, entre autres, comme carburants, solvants, dégraissants, agents de nettoyage et précurseurs de polymères. La source la plus importante de composés hydrocarbonés est actuellement le pétrole brut. Le raffinage du pétrole brut en fractions séparées de composés hydrocarbonés est une technique de traitement bien connue.Hydrocarbon compounds are useful for several purposes. In particular, the hydrocarbon compounds are useful, among other things, as fuels, solvents, degreasers, cleaning agents and polymer precursors. The most important source of hydrocarbon compounds is currently crude oil. Refining crude oil into separate fractions of hydrocarbon compounds is a well-known processing technique.

Les pétroles bruts varient largement dans leur composition, et leurs propriétés physiques et chimiques. Les pétroles bruts lourds sont caractérisés par une viscosité relativement élevée, une faible densité API et un pourcentage élevé de composants à haut point d'ébullition (par exemple ayant un point d'ébullition normal d’au moins 540°C).Crude oils vary widely in their composition, and their physical and chemical properties. Heavy crude oils are characterized by relatively high viscosity, low API gravity and a high percentage of high boiling point components (e.g. having a normal boiling point of at least 540°C).

Les produits pétroliers raffinés ont généralement un rapport hydrogène sur carbone moyen plus élevé que les coupes pétrolières dont ils sont issus, sur une base moléculaire. Par conséquent, la valorisation d'une fraction d'hydrocarbures d'une raffinerie de pétrole est généralement classée dans l'une des deux catégories suivantes: l’addition d'hydrogène et le rejet de carbone. L'addition d'hydrogène est effectuée par des procédés tels que l'hydrotraitement (par exemple la désulfuration de résidus atmosphériques ou « ARDS » pour « Atmospheric Residue DeSulfuration » en anglais) et l'hydroconversion (communément appelée « residue hydrocracking » en anglais). Les processus de rejet de carbone produisent généralement un flux de matériau à haute teneur en carbone rejeté qui peut être un liquide ou un solide; par exemple, des dépôts de coke. Le rejet de carbone est effectuée par des procédés tels que le craquage catalytique en lit fluidisé, dit « FCC » de l’anglais « Fluid Catalytic Cracking », et la cokéfaction retardée (communément appelée « Delayed Coking » en anglais).Refined petroleum products generally have a higher average hydrogen to carbon ratio than the petroleum cuts from which they are derived, on a molecular basis. Therefore, the upgrading of a hydrocarbon fraction from an oil refinery is generally classified into one of two categories: hydrogen addition and carbon release. The addition of hydrogen is carried out by processes such as hydrotreating (for example the desulfurization of atmospheric residues or "ARDS" for "Atmospheric Residue DeSulfuration" in English) and hydroconversion (commonly called "residue hydrocracking" in English ). Carbon rejection processes typically produce a stream of high carbon rejected material which may be a liquid or a solid; for example, coke deposits. Carbon rejection is carried out by processes such as fluidized bed catalytic cracking, known as “FCC” for “Fluid Catalytic Cracking”, and delayed coking (commonly known as “Delayed Coking”).

Les procédés d'hydroconversion peuvent être utilisés pour valoriser des composés à point d'ébullition plus élevé, tels que des résidus, généralement présents dans le pétrole brut lourd, en les convertissant en composés à point d'ébullition plus bas. Ainsi, au moins une partie d’un résidu envoyé dans un réacteur d'hydroconversion est converti en un produit d’un point d’ébullition plus bas. La conversion du résidu correspond à la fraction du résidu qui a été convertie. Le résidu n'ayant pas réagi (communément appelé « UCO » pour « UnConverted Oil » en anglais) peut être récupéré et être soit sorti du procédé d’hydroconversion, soit recyclé dans le réacteur d'hydroconversion afin d'augmenter la conversion globale du résidu.Hydroconversion processes can be used to upgrade higher boiling point compounds, such as resids, typically found in heavy crude oil, by converting them to lower boiling point compounds. Thus, at least part of a residue sent to a hydroconversion reactor is converted into a product with a lower boiling point. The conversion of the residue corresponds to the fraction of the residue which has been converted. The unreacted residue (commonly called "UCO" for "UnConverted Oil" in English) can be recovered and either taken out of the hydroconversion process, or recycled in the hydroconversion reactor in order to increase the overall conversion of the residue.

La conversion des résidus dans un réacteur d'hydroconversion peut dépendre d'une variété de facteurs, y compris la composition de la charge (i.e. le résidu); le type de réacteur utilisé; la sévérité de la réaction, qui inclut les conditions opératoires de température et de pression; la vitesse volumique horaire du réacteur ou « VVH » (communément appelé « LHSV » pour « Liquid Hourly Space Velocity » en anglais); et le type et la performance du catalyseur. La vitesse volumique horaire (VVH) par rapport au réacteur est définie comme le ratio du débit volumique de charge liquide qui entre dans le réacteur, mesuré aux conditions ambiantes, également appelé conditions standards (typiquement à 15°C et 1 atm, soit 0,101325 MPa), par rapport au volume du réacteur. La vitesse volumique horaire par rapport au catalyseur est définie comme le ratio du débit volumique de charge liquide qui entre dans le réacteur, mesuré aux conditions ambiantes (typiquement à 15°C et 1 atm, soit 0,101325 MPa), par rapport au volume de catalyseur dans le réacteur. La vitesse volumique horaire a donc comme unité h-1et est inversement proportionnelle au temps de séjour dans le réacteur ou dans le lit catalytique.The conversion of residues in a hydroconversion reactor can depend on a variety of factors, including the composition of the feed (ie the residue); the type of reactor used; the severity of the reaction, which includes the operating conditions of temperature and pressure; the hourly volumetric velocity of the reactor or "VVH" (commonly called "LHSV" for "Liquid Hourly Space Velocity" in English); and catalyst type and performance. The hourly volume velocity (VVH) with respect to the reactor is defined as the ratio of the volume flow rate of liquid feed entering the reactor, measured at ambient conditions, also called standard conditions (typically at 15°C and 1 atm, i.e. 0, 101325 MPa), relative to the volume of the reactor. The hourly volume velocity with respect to the catalyst is defined as the ratio of the volume flow rate of liquid charge which enters the reactor, measured at ambient conditions (typically at 15°C and 1 atm, i.e. 0.101325 MPa), relative to the volume catalyst in the reactor. The hourly volume velocity therefore has the unit h −1 and is inversely proportional to the residence time in the reactor or in the catalytic bed.

La sévérité de la réaction peut être utilisée pour augmenter la conversion, i.e. des conditions opératoires plus sévères permettent d’augmenter la conversion de la charge. Cependant, à mesure que la sévérité de la réaction augmente, des réactions secondaires peuvent se produire à l'intérieur du réacteur d'hydroconversion pour produire divers sous-produits sous forme de précurseurs de coke, de sédiments, d'autres dépôts ainsi que des sous-produits qui forment une phase liquide secondaire (communément appelée « mesophase » en anglais). Une formation excessive de précurseurs de coke désactive le catalyseur d'hydroconversion par empoisonnement et peut entraver son traitement ultérieur. La désactivation du catalyseur d'hydroconversion peut non seulement réduire considérablement la conversion des résidus, mais peut également nécessiter des remplacements plus fréquents de catalyseur coûteux. La formation d'une phase liquide secondaire désactive non seulement le catalyseur d'hydroconversion, entraînant ainsi une consommation de catalyseur plus élevée, mais peut également défluidiser le catalyseur limitant ainsi également la conversion maximale. Cette défluidisation conduit à la formation de "zones chaudes" à l'intérieur du lit de catalyseur, exacerbant la formation de coke, ce qui désactive davantage le catalyseur d'hydroconversion. Une formation excessive de sédiments désactive le catalyseur d'hydroconversion par empoisonnement et encrasse les équipements en aval du réacteur, tels que les séparateurs et les colonnes à distiller.The severity of the reaction can be used to increase the conversion, i.e. more severe operating conditions make it possible to increase the conversion of the charge. However, as the severity of the reaction increases, side reactions can occur inside the hydroconversion reactor to produce various by-products in the form of coke precursors, sediments, other deposits as well as by-products that form a secondary liquid phase (commonly called “mesophase”). Excessive formation of coke precursors deactivates the hydroconversion catalyst by poisoning and can interfere with its further processing. Deactivation of the hydroconversion catalyst can not only significantly reduce residue conversion, but can also require more frequent costly catalyst replacements. The formation of a secondary liquid phase not only deactivates the hydroconversion catalyst, thus leading to higher catalyst consumption, but can also defluidize the catalyst thus also limiting the maximum conversion. This defluidization leads to the formation of "hot spots" within the catalyst bed, exacerbating coke formation, which further deactivates the hydroconversion catalyst. Excessive sediment formation deactivates the hydroconversion catalyst by poisoning and fouls equipment downstream of the reactor, such as separators and distillation columns.

La formation de sédiments au sein du réacteur d'hydroconversion dépend également de la qualité de la charge qui alimente le réacteur. Par exemple, les asphaltènes qui peuvent être présents dans la charge envoyée au réacteur d'hydroconversion, sont particulièrement enclins à former des sédiments lorsqu'ils sont soumis à des conditions opératoires sévères. Ainsi, il peut être souhaitable de séparer les asphaltènes du résidu afin d'augmenter la conversion.The formation of sediments within the hydroconversion reactor also depends on the quality of the feed which feeds the reactor. For example, the asphaltenes which may be present in the feed sent to the hydroconversion reactor are particularly prone to form sediments when they are subjected to severe operating conditions. Thus, it may be desirable to separate the asphaltenes from the residue in order to increase the conversion.

Afin d’éliminer les asphaltènes d’une charge lourde hydrocarbonée de type résidu, il est connu de mettre en œuvre des procédés de désasphaltage au solvant, également appelé « SDA » pour « Solvent DeAsphalting » en anglais. Le désasphaltage au solvant implique généralement la séparation physique des hydrocarbures plus apolaires et des hydrocarbures plus polaires, y compris les asphaltènes, sur la base de leurs affinités relatives pour le solvant. Un solvant léger tel qu'un hydrocarbure C3à C7peut être utilisé pour dissoudre ou suspendre les hydrocarbures plus légers, formant ce qui est communément appelé une huile désasphaltée ou « DAO » pour « DeAsphalted Oil » en anglais, et permettant aux asphaltènes d'être précipités. Les deux phases sont ensuite séparées et le solvant est récupéré. Des informations supplémentaires sur les conditions de désasphaltage au solvant, les solvants et les étapes opérées peuvent être obtenues dans des brevets US 4 239 616, US 4 440 633, US 4 354 922, US 4 354 928 et US 4 536 283, et dans le chapitre 15 "Deasphalting with Paraffinic Solvents" de l’ouvrage "Heavy Crude Oils: From Geology to Upgrading, An Overview", édité par les Éditions Technip en 2011.In order to remove the asphaltenes from a heavy hydrocarbon charge of the residue type, it is known to implement solvent deasphalting processes, also called “SDA” for “Solvent DeAsphalting” in English. Solvent deasphalting generally involves the physical separation of more apolar hydrocarbons and more polar hydrocarbons, including asphaltenes, based on their relative solvent affinities. A light solvent such as a C 3 to C 7 hydrocarbon can be used to dissolve or suspend the lighter hydrocarbons, forming what is commonly called a DeAsphalted Oil or "DAO" for "DeAsphalted Oil" in English, and allowing the asphaltenes to be rushed. The two phases are then separated and the solvent is recovered. Additional information on solvent deasphalting conditions, solvents and the steps operated can be obtained from US patents 4,239,616, US 4,440,633, US 4,354,922, US 4,354,928 and US 4,536,283, and in chapter 15 "Deasphalting with Paraffinic Solvents" of the book "Heavy Crude Oils: From Geology to Upgrading, An Overview", published by Éditions Technip in 2011.

Il est aussi connu des procédés intégrant un procédé de désasphaltage au solvant et un procédé d’hydroconversion afin d'éliminer les asphaltènes des résidus. Par exemple un exemple d’un tel procédé intégré est décrit dans les brevets US 7 214 308, US 7 279 090, et US 7 691 256. Ces brevets décrivent la mise en contact d’un résidu dans un système de désasphaltage au solvant pour séparer les asphaltènes de l'huile désasphaltée. La DAO et les asphaltènes sont ensuite envoyés chacun dans des systèmes de réacteurs d'hydroconversion séparés.Processes integrating a solvent deasphalting process and a hydroconversion process in order to remove the asphaltenes from the residues are also known. For example, an example of such an integrated process is described in US Patents 7,214,308, US 7,279,090, and US 7,691,256. separating the asphaltenes from the deasphalted oil. The DAO and the asphaltenes are then each sent to separate hydroconversion reactor systems.

Des conversions globales modérées de ces résidus, de l’ordre de 65% à 70% comme décrit dans le brevet US 7 214 308, peuvent être obtenues avec de tels procédés, étant donné que la DAO et les asphaltènes sont convertis séparément. Cependant, l'hydroconversion des asphaltènes tel que décrit est effectuée dans des conditions opératoires sévères, à une conversion élevée, et peut présenter des problèmes particuliers, comme discuté ci-dessus. Par exemple, le réacteur d’hydroconversion dans lequel sont envoyés les asphaltènes fonctionnent dans des conditions sévères afin d'augmenter la conversion, ce qui peut également entraîner un taux important de formation de sédiments et un taux élevé de remplacement du catalyseur. Au contraire, un fonctionnement du réacteur d’hydroconversion des asphaltènes dans des conditions moins sévères supprimera la formation de sédiments, mais la conversion par passe des asphaltènes sera faible. Afin d'obtenir une conversion globale de la charge, i.e. du résidu, plus élevée, ces procédés nécessitent généralement un taux de recyclage élevé du résidu n'ayant pas réagi vers un ou plusieurs des réacteurs d'hydroconversion. Un tel recyclage à volume élevé peut augmenter de manière significative la taille du réacteur d'hydroconversion et/ou du système de désasphaltage de solvant en amont.Moderate overall conversions of these residues, on the order of 65% to 70% as described in US Patent 7,214,308, can be obtained with such processes, since the DAO and the asphaltenes are converted separately. However, the hydroconversion of asphaltenes as described is carried out under severe operating conditions, at high conversion, and can present particular problems, as discussed above. For example, the hydroconversion reactor in which the asphaltenes are sent operates under severe conditions in order to increase the conversion, which can also lead to a high rate of sediment formation and a high rate of catalyst replacement. On the contrary, operation of the asphaltene hydroconversion reactor under less severe conditions will suppress the formation of sediments, but the conversion per pass of the asphaltenes will be low. In order to obtain a higher overall conversion of the feed, i.e. of the residue, these processes generally require a high recycling rate of the unreacted residue to one or more of the hydroconversion reactors. Such high volume recycle can significantly increase the size of the upstream hydroconversion reactor and/or solvent deasphalting system.

Il est connu un procédé d’hydroconversion de résidus qui adresse les problèmes exposés ci-dessus, et qui vise à fournir une conversion globale élevée du résidu, tout en réduisant la taille globale des équipements du réacteur d’hydroconversion ou de l’unité de désasphaltage de niveau de conversion globale et en minimisant la fréquence de remplacement du catalyseur. Ainsi, les brevets US 8 287 720, US 9 441 174 et US 9 873 839 décrivent des procédés intégrés d’hydroconversion et de désasphaltage de résidus comportant plusieurs étages d’hydroconversion (« multi-étagé »), et en particulier un procédé comportant les étapes suivantes : l'hydroconversion d'un résidu dans un premier étage de réaction afin de former un premier effluent hydroconverti, l'hydroconversion d'une fraction de DAO dans un second étage de réaction afin de former un deuxième effluent, le fractionnement du premier effluent hydroconverti et du deuxième effluent hydroconverti pour former au moins une fraction de distillat et une fraction de résidu, et l’envoi dans une unité de désasphaltage au moyen d’un solvant de la fraction de résidu pour obtenir la fraction de DAO et une fraction d’asphalte.A process for the hydroconversion of residues is known which addresses the problems set out above, and which aims to provide a high overall conversion of the residue, while reducing the overall size of the equipment of the hydroconversion reactor or of the overall conversion level deasphalting and minimizing catalyst replacement frequency. Thus, patents US Pat. No. 8,287,720, US Pat. No. 9,441,174 and US Pat. the following steps: the hydroconversion of a residue in a first reaction stage in order to form a first hydroconverted effluent, the hydroconversion of a DAO fraction in a second reaction stage in order to form a second effluent, the fractionation of the first hydroconverted effluent and the second hydroconverted effluent to form at least a distillate fraction and a residue fraction, and sending the residue fraction to a deasphalting unit using a solvent to obtain the DAO fraction and a asphalt fraction.

Cependant, le mélange des premier et deuxième effluents hydroconvertis, envoyé à l’étape de fractionnement, est susceptible de créer une instabilité chimique et de provoquer une formation importante de sédiments, source de divers problèmes de type encrassement, désactivation de catalyseurs dans des traitements en aval du fractionnement etc., comme déjà décrits plus haut.However, the mixture of the first and second hydroconverted effluents, sent to the fractionation stage, is liable to create chemical instability and to cause significant formation of sediments, a source of various problems such as fouling, deactivation of catalysts in treatments in downstream of fractionation etc., as already described above.

En effet, il a été mis en évidence que le mélange de certaines coupes hydrocarbonées dans des procédés d’hydroconversion de charges hydrocarbonées lourdes, par exemple certaines fractions de distillat et de résidus issues du fractionnement d’effluents hydroconvertis, pouvait provoquer une instabilité chimique et conduire à une formation importante de sédiments additionnels. De façon surprenante, il a également été mis en évidence qu’un choix judicieux des conditions opératoires des différentes étapes permettait d’éviter cette génération de nouveaux sédiments.Indeed, it has been demonstrated that the mixing of certain hydrocarbon cuts in processes for the hydroconversion of heavy hydrocarbon feedstocks, for example certain fractions of distillate and residues resulting from the fractionation of hydroconverted effluents, could cause chemical instability and lead to significant formation of additional sediment. Surprisingly, it was also demonstrated that a judicious choice of the operating conditions of the different stages made it possible to avoid this generation of new sediments.

Par conséquent, la présente invention vise à fournir un procédé d’hydroconversion multi-étagé amélioré de charges hydrocarbonées lourdes de type résidus, tel que décrit dans les brevets US 8 287 720, US 9 441 174 et US 9 873 839, permettant d’atteindre un niveau de conversion globale élevé tout en minimisant la formation de sédiments et le risque d’encrassement des équipements.Consequently, the present invention aims to provide an improved multi-stage hydroconversion process for heavy residue-type hydrocarbon feedstocks, as described in US patents 8,287,720, US 9,441,174 and US 9,873,839, making it possible to achieve a high overall conversion level while minimizing sediment formation and the risk of equipment fouling.

Objectifs et Résumé de l’inventionObjects and Summary of the Invention

Ainsi, pour atteindre au moins l'un des objectifs susvisés, parmi d’autres, la présente invention propose, selon un premier aspect, un procédé de de conversion d’une charge lourde hydrocarbonée contenant une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, comprenant les étapes suivantes :
a) l’hydroconversion de ladite charge lourde hydrocarbonée dans un premier étage d’hydroconversion pour former un premier effluent ;
b) l’hydroconversion d’une fraction d’huile désasphaltée dans un second étage d’hydroconversion afin de former un deuxième effluent ;
c) l’envoi desdits premier et deuxième effluents dans un système de séparation;
d) le fractionnement desdits premier et deuxième effluents en mélange dans ledit système de séparation (C) pour former au moins une fraction hydrocarbonée de distillat et une fraction hydrocarbonée de résidu ;
e) l’envoi d’au moins une partie de la fraction hydrocarbonée de résidu dans une unité de désasphaltage de solvant pour obtenir la fraction d’huile désasphaltée et une fraction d’asphalte,
dans lequel la vitesse volumique horaire pour l’étape a) est comprise entre 0,05 h-1et 0,09 h-1.
Thus, to achieve at least one of the aforementioned objectives, among others, the present invention proposes, according to a first aspect, a process for converting a heavy hydrocarbon feedstock containing a fraction of at least 50% having a boiling temperature of at least 300°C, comprising the following steps:
a) the hydroconversion of said heavy hydrocarbon feedstock in a first hydroconversion stage to form a first effluent;
b) hydroconversion of a deasphalted oil fraction in a second hydroconversion stage to form a second effluent;
c) sending said first and second effluents to a separation system;
d) fractionating said mixed first and second effluents in said separation system (C) to form at least one distillate hydrocarbon fraction and one residue hydrocarbon fraction;
e) sending at least part of the residue hydrocarbon fraction to a solvent deasphalting unit to obtain the deasphalted oil fraction and an asphalt fraction,
wherein the hourly volume velocity for step a) is between 0.05 h -1 and 0.09 h -1 .

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la vitesse volumique horaire mise en œuvre à l’étape a) est comprise entre 0,05 h-1et 0,08 h-1.According to one or more embodiments, the hourly volume velocity implemented in step a) is between 0.05 h -1 and 0.08 h -1 .

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, au moins l’une parmi la température opératoire et la pression opératoire dans le second étage d’hydroconversion à l’étape b) est supérieure à la température opératoire et la pression opératoire dans le premier étage d’hydroconversion à l’étape a).According to one or more embodiments, at least one of the operating temperature and the operating pressure in the second stage of hydroconversion in step b) is higher than the operating temperature and the operating pressure in the first stage of hydroconversion in step a).

Alternativement, au moins l’une parmi la température opératoire et la pression opératoire dans le second étage d’hydroconversion à l’étape b) est inférieure à la température opératoire et la pression opératoire dans le premier étage d’hydroconversion à l’étape a).Alternatively, at least one of the operating temperature and the operating pressure in the second hydroconversion stage in step b) is lower than the operating temperature and the operating pressure in the first hydroconversion stage in step a ).

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la vitesse volumique horaire mise en œuvre à l’étape b) est comprise entre 0,1 h-1et 5,0 h-1.According to one or more embodiments, the hourly volume velocity implemented in step b) is between 0.1 h -1 and 5.0 h -1 .

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, au moins une partie des asphaltènes contenus dans ladite charge lourde hydrocarbonées est convertie dans le premier étage d’hydroconversion à l’étape a).According to one or more embodiments, at least part of the asphaltenes contained in said heavy hydrocarbon feedstock is converted in the first hydroconversion stage in step a).

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le premier étage d’hydroconversion à l’étape a) est opéré à une température et une pression de manière à convertir ladite charge lourde hydrocarbonées à un taux de conversion compris entre environ 30% poids et environ 95% poids de ladite charge lourde hydrocarbonée.According to one or more embodiments, the first hydroconversion stage in step a) is operated at a temperature and a pressure so as to convert said heavy hydrocarbon charge at a conversion rate of between approximately 30% by weight and approximately 95 % weight of said heavy hydrocarbon charge.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la conversion globale de ladite charge lourde hydrocarbonée à l’issue du procédé est d’au moins 60% poids de ladite charge lourde hydrocarbonée, de préférence d’au moins 90% poids de ladite charge lourde hydrocarbonée.According to one or more embodiments, the overall conversion of said heavy hydrocarbon feedstock at the end of the process is at least 60% by weight of said heavy hydrocarbon feedstock, preferably at least 90% by weight of said heavy hydrocarbon feedstock .

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la fraction hydrocarbonée de résidu issue de l’étape d) comprend des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 300°C.According to one or more embodiments, the residue hydrocarbon fraction from step d) comprises hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 300° C.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le premier étage d’hydroconversion comprend un unique réacteur à lit bouillonnant.According to one or more embodiments, the first hydroconversion stage comprises a single bubbling bed reactor.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le deuxième étage d’hydroconversion comprend au moins un réacteur à lit bouillonnant et/ou un réacteur en lit fixe.According to one or more embodiments, the second hydroconversion stage comprises at least one bubbling bed reactor and/or one fixed bed reactor.

l’étape d) de fractionnement comprend :
- la séparation des premier et deuxième effluents dans un séparateur à haute pression et à haute température afin d'obtenir un produit en phase gazeuse et un produit en phase liquide ;
- la séparation du produit en phase liquide dans une colonne de distillation atmosphérique afin de récupérer une première fraction légère comprenant des composés hydrocarbonés bouillant dans une gamme de distillats atmosphériques et une première fraction lourde comprenant des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 300°C;
- la séparation de la fraction lourde dans une colonne de distillation sous vide afin de récupérer une deuxième fraction légère comprenant des composés hydrocarbonés bouillant dans une gamme de distillats sous vide et une seconde fraction lourde comprenant des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 450°C; et
- l'envoi de la seconde fraction lourde dans l'unité de désasphaltage de solvant à l’étape e) en tant que fraction d'hydrocarbures de résidu,
dans lequel l’étape d’hydroconversion a) de la charge lourde hydrocarbonée comprend :
- l'envoi d'hydrogène et de la charge lourde hydrocarbonée dans un premier réacteur d’hydroconversion contenant un premier catalyseur d'hydrocraquage;
- la mise en contact de la charge lourde hydrocarbonée et de l'hydrogène en présence du premier catalyseur d'hydrocraquage dans des conditions de température et de pression permettant de réaliser la conversion d'au moins une portion de ladite charge lourde hydrocarbonée;
- la récupération du premier effluent du premier réacteur d’hydroconversion;
et dans lequel l’étape d’hydroconversion b) de la fraction d’huile désasphaltée comprend :
- l'envoi d'hydrogène et de la fraction d'huile désasphaltée dans un second réacteur d’hydroconversion contenant un second catalyseur d'hydrocraquage;
- la mise en contact de la fraction d'huile désasphaltée et d'hydrogène en présence du second catalyseur d'hydrocraquage dans des conditions de température et de pression permettant de réaliser la conversion d'au moins une portion de l'huile désasphaltée; et
- la récupération du deuxième effluent issu du second réacteur d’hydroconversion.
step d) of fractionation comprises:
- the separation of the first and second effluents in a high pressure and high temperature separator in order to obtain a gas phase product and a liquid phase product;
- separation of the product in the liquid phase in an atmospheric distillation column in order to recover a first light fraction comprising hydrocarbon compounds boiling in a range of atmospheric distillates and a first heavy fraction comprising hydrocarbon compounds having a boiling point of at minus 300°C;
- separation of the heavy fraction in a vacuum distillation column in order to recover a second light fraction comprising hydrocarbon compounds boiling in a range of vacuum distillates and a second heavy fraction comprising hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 450°C; And
- sending the second heavy fraction to the solvent deasphalting unit in step e) as residue hydrocarbon fraction,
in which the hydroconversion step a) of the heavy hydrocarbon feedstock comprises:
- Sending hydrogen and the heavy hydrocarbon charge to a first hydroconversion reactor containing a first hydrocracking catalyst;
- bringing the heavy hydrocarbon feedstock into contact with hydrogen in the presence of the first hydrocracking catalyst under temperature and pressure conditions making it possible to carry out the conversion of at least a portion of said heavy hydrocarbon feedstock;
- recovering the first effluent from the first hydroconversion reactor;
and wherein the hydroconversion step b) of the deasphalted oil fraction comprises:
- sending hydrogen and the deasphalted oil fraction to a second hydroconversion reactor containing a second hydrocracking catalyst;
- bringing the fraction of deasphalted oil and hydrogen into contact in the presence of the second hydrocracking catalyst under temperature and pressure conditions making it possible to carry out the conversion of at least a portion of the deasphalted oil; And
- the recovery of the second effluent from the second hydroconversion reactor.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre le refroidissement du produit en phase gazeuse afin de récupérer une fraction de gaz contenant de l'hydrogène et une fraction de distillat ; et l'envoi de la fraction de distillat dans la colonne de distillation atmosphérique.According to one or more embodiments, the method further comprises cooling the product in the gas phase in order to recover a gas fraction containing hydrogen and a distillate fraction; and passing the distillate fraction to the atmospheric distillation column.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre le recyclage d'au moins une portion de la fraction de gaz contenant de l'hydrogène dans au moins l’un du premier réacteur d’hydroconversion et second réacteur d’hydroconversion.According to one or more embodiments, the method further comprises recycling at least a portion of the gas fraction containing hydrogen in at least one of the first hydroconversion reactor and the second hydroconversion reactor.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre le refroidissement de la seconde fraction lourde via l'échange direct de chaleur avec au moins l'une parmi une portion du résidu et une portion de la première fraction lourde.According to one or more embodiments, the method further comprises cooling the second heavy fraction via direct heat exchange with at least one of a portion of the residue and a portion of the first heavy fraction.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la fraction hydrocarbonée de résidu comprend des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 450°C.According to one or more embodiments, the residue hydrocarbon fraction comprises hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 450°C.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’étape d’hydroconversion a) est opérée sous une pression absolue comprise entre 2 MPa et 35 MPa, à une température comprise entre 300°C et 550°C, et sous une quantité d’hydrogène mélangée à la charge lourde hydrocarbonée comprise entre 50 et 5000 Nm3/m3de charge lourde hydrocarbonée.According to one or more embodiments, the hydroconversion step a) is carried out under an absolute pressure of between 2 MPa and 35 MPa, at a temperature of between 300° C. and 550° C., and under a quantity of hydrogen mixed with the heavy hydrocarbon charge of between 50 and 5000 Nm 3 /m 3 of heavy hydrocarbon charge.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les premier effluent et deuxième effluent en mélange dans le système de séparation à l’étape de fractionnement d) ne créent pas de sédiments.According to one or more embodiments, the first effluent and second effluent mixed in the separation system in the fractionation step d) do not create sediments.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge lourde hydrocarbonée contient une fraction d'au moins 80% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, et est de préférence un pétrole brut ou est constituée de résidus atmosphériques et/ou de résidus sous vide issus de la distillation atmosphérique et/ou sous vide d’un pétrole brut, et est de préférence constituée de résidus sous vide issus de la distillation sous vide d’un pétrole brut.According to one or more embodiments, the heavy hydrocarbon feedstock contains a fraction of at least 80% having a boiling point of at least 300° C., and is preferably a crude oil or consists of atmospheric residues and/or or vacuum residues from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil, and preferably consists of vacuum residues from the vacuum distillation of a crude oil.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge lourde hydrocarbonée a une teneur en soufre d'au moins 0,1 % poids, une teneur en carbone Conradson d'au moins 0,5% poids, une teneur en asphaltènes C7d'au moins 1 % poids, et une teneur en métaux d'au moins 20 ppm poids.According to one or more embodiments, the heavy hydrocarbon charge has a sulfur content of at least 0.1% by weight, a Conradson carbon content of at least 0.5% by weight, a C 7 asphaltenes content of at least 1% by weight, and a metal content of at least 20 ppm by weight.

D’autres objets et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d’exemples de réalisations particuliers de l’invention, donnés à titre d’exemples non limitatifs, la description étant faite en référence aux figures annexées décrites ci-après.Other objects and advantages of the invention will appear on reading the following description of examples of particular embodiments of the invention, given by way of non-limiting examples, the description being made with reference to the appended figures described below. -After.

Liste des figuresList of Figures

La est un schéma simplifié d'un procédé d'hydroconversion et de désasphaltage multi-étagé selon l’invention.There is a simplified diagram of a hydroconversion and multi-stage deasphalting process according to the invention.

La est un schéma simplifié d’un exemple de procédé d'hydroconversion et de désasphaltage multi-étagé selon de l’invention.There is a simplified diagram of an example of a multi-stage hydroconversion and deasphalting process according to the invention.

Sur les figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues.In the figures, the same references designate identical or similar elements.

La présente invention porte de manière générale sur un procédé de conversion d’une charge pétrolière, en particulier d’une charge lourde hydrocarbonée contenant une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C. En particulier la présente invention porte sur un procédé d'hydroconversion et de désasphaltage d’une telle charge, comprenant plusieurs étapes d'hydroconversion.The present invention generally relates to a method for converting a petroleum feedstock, in particular a heavy hydrocarbon feedstock containing a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 300°C. In particular, the present invention relates to a process for the hydroconversion and deasphalting of such a feed, comprising several hydroconversion steps.

Conformément à l’invention, le procédé de conversion de la charge lourde hydrocarbonée comprend les étapes suivantes, qui sont détaillées plus loin, :In accordance with the invention, the process for converting the heavy hydrocarbon feedstock comprises the following steps, which are detailed below:

a) l’hydroconversion de la charge lourde hydrocarbonée dans un premier étage d’hydroconversion (A1) pour former un premier effluent hydroconverti ;a) hydroconversion of the heavy hydrocarbon feedstock in a first hydroconversion stage (A 1 ) to form a first hydroconverted effluent;

b) l’hydroconversion d’une fraction d’huile désasphaltée dans un second étage d’hydroconversion (A2) afin de former un deuxième effluent ;b) the hydroconversion of a deasphalted oil fraction in a second hydroconversion stage (A 2 ) in order to form a second effluent;

c) l’envoi des premier et deuxième effluents hydroconvertis dans un système de séparation (C) ;c) sending the first and second hydroconverted effluents to a separation system (C);

d) le fractionnement des premier et deuxième effluents hydroconvertis en mélange dans le système de séparation (C) pour former au moins une fraction hydrocarbonée de distillat et une fraction hydrocarbonée de résidu ;d) fractionating the mixed first and second hydroconverted effluents in the separation system (C) to form at least one hydrocarbon distillate fraction and one hydrocarbon residue fraction;

e) l’envoi d’au moins une partie de la fraction hydrocarbonée de résidu dans une unité de désasphaltage de solvant (D) pour obtenir la fraction d’huile désasphaltée et une fraction d’asphalte,e) sending at least part of the residue hydrocarbon fraction to a solvent deasphalting unit (D) to obtain the deasphalted oil fraction and an asphalt fraction,

dans lequel la vitesse volumique horaire par rapport au volume du réacteur pour l’étape a) est comprise entre 0,05 h-1et 0,09 h-1.wherein the hourly volume rate relative to the volume of the reactor for step a) is between 0.05 h -1 and 0.09 h -1 .

Partout dans la description, les fractions des différents composés hydrocarbonés ou coupes hydrocarbonées sont exprimées en poids sauf spécifié autrement.Throughout the description, the fractions of the various hydrocarbon compounds or hydrocarbon cuts are expressed by weight unless otherwise specified.

Les gammes de température, pression, s’entendent comme bornes incluses, sauf spécifié autrement.The ranges of temperature, pressure, are understood as limits included, unless otherwise specified.

Les pressions sont exprimées en valeurs absolues, sauf indiqué autrement.La description du procédé selon l’invention ci-dessous se réfère au schéma général du procédé selon l’invention de la .The pressures are expressed in absolute values, unless indicated otherwise. The description of the process according to the invention below refers to the general diagram of the process according to the invention of the .

La chargeLoad

La charge lourde hydrocarbonée 10 traitée dans le procédé selon l’invention est une charge lourde hydrocarbonée contenant une fraction d'au moins 50% poids, de préférence d’au moins 80% poids, ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, de préférence d’au moins 350°C, et de manière encore plus préférée d'au moins 375°C.The heavy hydrocarbon feedstock 10 treated in the process according to the invention is a heavy hydrocarbon feedstock containing a fraction of at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight, having a boiling point of at least 300 °C, preferably at least 350°C, and even more preferably at least 375°C.

La charge est majoritairement liquide dans les conditions de pression et température du réacteur dans lequel la charge est envoyée.The charge is predominantly liquid under the pressure and temperature conditions of the reactor into which the charge is sent.

Les charges lourdes traitées peuvent être un pétrole brut ou être issues du raffinage d'un pétrole brut, typiquement des résidus de la distillation atmosphérique et/ou sous vide d'un pétrole brut.The heavy loads treated can be a crude oil or be derived from the refining of a crude oil, typically residues from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil.

De préférence, la charge lourde hydrocarbonée traitée dans le procédé selon l’invention est une charge hydrocarbonée résiduelle, aussi appelée plus simplement résidu, qui peut inclure diverses fractions de pétrole brut lourd et de coupes issues du raffinage de pétrole brut. Le résidu contient une fraction d’au moins 50% poids, de préférence d’au moins 80% poids ayant une température d’ébullition d’au moins 300°C.Preferably, the heavy hydrocarbon feedstock treated in the process according to the invention is a residual hydrocarbon feedstock, also called more simply residue, which can include various fractions of heavy crude oil and cuts resulting from the refining of crude oil. The residue contains a fraction of at least 50% by weight, preferably at least 80% by weight having a boiling point of at least 300°C.

Par exemple, la charge traitée peut être un résidu de distillation atmosphérique du fractionnement primaire (dit « SR » pour « Straight Run » en anglais) d’un pétrole brut, un résidu de distillation sous vide du fractionnement primaire d’un pétrole brut, un résidu de distillation atmosphérique ou sous vide d’un effluent hydrotraité, hydrocraqué ou hydroconverti, un distillat sous vide (dit « VGO » pour « Vacuum Gas Oil » en anglais) issu du fractionnement primaire du pétrole brut, un distillat sous vide (VGO) d’un effluent hydrotraité, hydrocraqué ou hydroconverti, un distillat (dit « Cycle Oil » en anglais) ou un résidu (dit « Slurry Oil » en anglais) de la colonne de fractionnement d’un effluent issu d’une unité FCC, un distillat sous vide d’une unité de cokéfaction retardée (dit « HCGO » pour « Heavy Coker Gas Oil » en anglais), un distillat sous vide d’une unité de viscoréduction, une huile désasphaltée issue d'une unité de désasphaltage, un asphalte issu d'une unité de désasphaltage, ainsi que d’autres effluents hydrocarbonés similaires, ou une combinaison de ceux-ci, chacun desdits effluents pouvant être issu d’un fractionnement primaire et/ou être dérivé d’un procédé, ou et/être hydroconverti, et/ou être hydrotraité, ou partiellement désulfuré et/ou démétallisé.For example, the feedstock treated may be an atmospheric distillation residue from the primary fractionation (known as “SR” for “Straight Run”) of a crude oil, a vacuum distillation residue from the primary fractionation of a crude oil, an atmospheric or vacuum distillation residue of a hydrotreated, hydrocracked or hydroconverted effluent, a vacuum distillate (known as "VGO" for "Vacuum Gas Oil" in English) resulting from the primary fractionation of crude oil, a vacuum distillate (VGO ) a hydrotreated, hydrocracked or hydroconverted effluent, a distillate (known as “Cycle Oil” in English) or a residue (known as “Slurry Oil” in English) from the fractionation column of an effluent from an FCC unit, a vacuum distillate from a delayed coking unit (called "HCGO" for "Heavy Coker Gas Oil" in English), a vacuum distillate from a visbreaking unit, a deasphalted oil from a deasphalting unit, a asphalt from a deasphalt unit ge, as well as other similar hydrocarbon effluents, or a combination thereof, each of said effluents being able to come from a primary fractionation and/or be derived from a process, or and/be hydroconverted, and/or be hydrotreated, or partially desulfurized and/or demetallized.

Les charges citées contiennent généralement diverses impuretés, incluant des asphaltènes, des métaux, du soufre, de l’azote, du carbone Conradson (« CCR » pour « Carbon Conradson Residue » en anglais). La charge lourde hydrocarbonée traitée a en général une teneur en soufre d'au moins 0,1% poids, une teneur en carbone Conradson d'au moins 0,5% poids, une teneur en asphaltènes C7d'au moins 1% poids, et une teneur en métaux d'au moins 20 ppm poids.The cited fillers generally contain various impurities, including asphaltenes, metals, sulfur, nitrogen, Conradson carbon (“CCR” for “Carbon Conradson Residue” in English). The heavy hydrocarbon feedstock treated generally has a sulfur content of at least 0.1% by weight, a Conradson carbon content of at least 0.5% by weight, a C 7 asphaltenes content of at least 1% by weight , and a metal content of at least 20 ppm by weight.

Dans la présente description, les asphaltènes sont en particulier les asphaltènes C7, qui sont des composés insolubles à l'heptane, selon la norme NFT 60-115 ou la norme ASTM D 6560 (normes décrivant la méthode de détermination desdits asphaltènes C7).In the present description, the asphaltenes are in particular the asphaltenes C 7 , which are compounds insoluble in heptane, according to standard NFT 60-115 or standard ASTM D 6560 (standards describing the method for determining said asphaltenes C 7 ) .

PP remiremy ee r étar eta gg e d’e of hydroconversionhydroconversion :: hydroconversionhydroconversion de la charge liquide lourdeheavy liquid load - étape a)- step a)

Le procédé selon l’invention de conversion de la charge lourde hydrocarbonée en composés hydrocarbonés plus légers comprend initialement une étape a) d'hydroconversion de ladite charge, y compris tous les asphaltènes contenus dans celle-ci.The process according to the invention for converting the heavy hydrocarbon feed into lighter hydrocarbon compounds initially comprises a step a) of hydroconversion of said feed, including all the asphaltenes contained therein.

La charge lourde hydrocarbonée 10 est envoyée dans un premier étage d’hydroconversion A1pour y subir une hydroconversion, et former un produit de réaction appelé ici premier effluent hydroconverti 12.The heavy hydrocarbon feed 10 is sent to a first hydroconversion stage A 1 to undergo hydroconversion there, and form a reaction product here called first hydroconverted effluent 12.

La totalité de la charge lourde hydrocarbonée 10, y compris les asphaltènes, peut ainsi être mise à réagir avec de l'hydrogène 11 sur un catalyseur d'hydroconversion dans le premier étage d’hydroconversion A1pour convertir au moins une partie des composés hydrocarbonés en molécules plus légères, y compris la conversion d'au moins une partie des asphaltènes.All of the heavy hydrocarbon feedstock 10, including the asphaltenes, can thus be reacted with hydrogen 11 over a hydroconversion catalyst in the first hydroconversion stage A 1 to convert at least some of the hydrocarbon compounds into lighter molecules, including the conversion of at least some of the asphaltenes.

Cependant, à mesure que la sévérité de la réaction augmente, la conversion de la charge lourde augmente, mais elle s’accompagne de la formation de sédiments. Ces produits sont insolubles dans leur environnement et peuvent donc précipiter dans les lignes, les équipements (séparateurs, colonnes de distillation, échangeurs, filtres, etc.) et les citernes de stockage. La teneur en sédiments est mesurée selon la norme IP 375 ou la norme ASTM D 4870 (normes décrivant la méthode de détermination desdits sédiments).However, as the severity of the reaction increases, the conversion of the heavy load increases, but it is accompanied by the formation of sediment. These products are insoluble in their environment and can therefore precipitate in lines, equipment (separators, distillation columns, exchangers, filters, etc.) and storage tanks. The sediment content is measured according to the IP 375 standard or the ASTM D 4870 standard (standards describing the method for determining said sediments).

Afin d'atténuer la formation de sédiments, le premier étage d'hydroconversion peut être effectué à des températures et des pressions permettant d’éviter des taux élevés de formation de sédiments et l'encrassement du catalyseur, i.e. des conditions opératoires de sévérité modérée et conduisant à une conversion de la charge lourde plus faible.In order to mitigate the formation of sediment, the first stage of hydroconversion can be carried out at temperatures and pressures allowing to avoid high rates of sediment formation and fouling of the catalyst, i.e. operating conditions of moderate severity and leading to lower heavy load conversion.

Ce premier étage d’hydroconversion est avantageusement opérée à une température comprise entre 300°C et 550°C, de préférence entre 350°C et 500°C et d’une manière préférée comprise entre 370°C et 440°C, et d’une manière encore préférée comprise entre 380°C et 440°C. La pression opératoire absolue peut être comprise entre 2 MPa et 35 MPa, de préférence entre 5 MPa et 25 MPa et de manière préférée, entre 6 MPa et 20 MPa. La quantité d'hydrogène mélangée à la charge est de préférence comprise entre 50 et 5000 normaux mètres cube (Nm3) par mètre cube (m3) de charge liquide pris dans des conditions standards de température et pression (typiquement 15°C et 1 atm, soit 0,101325 MPa), de manière préférée entre 100 Nm3/m3et 2000 Nm3/m3et de manière très préférée entre 200 Nm3/m3et 1000 Nm3/m3.This first hydroconversion stage is advantageously operated at a temperature between 300° C. and 550° C., preferably between 350° C. and 500° C. and in a preferred manner between 370° C. and 440° C., and more preferably between 380°C and 440°C. The absolute operating pressure can be between 2 MPa and 35 MPa, preferably between 5 MPa and 25 MPa and more preferably between 6 MPa and 20 MPa. The quantity of hydrogen mixed with the charge is preferably between 50 and 5000 normal cubic meters (Nm 3 ) per cubic meter (m 3 ) of liquid charge taken under standard temperature and pressure conditions (typically 15° C. and 1 atm, ie 0.101325 MPa), preferably between 100 Nm 3 /m 3 and 2000 Nm 3 /m 3 and very preferably between 200 Nm 3 /m 3 and 1000 Nm 3 /m 3 .

Selon l’invention, la vitesse volumique horaire (VVH) pour cette première étage d’hydroconversion est comprise entre 0,05 h-1et 0,09 h-1, la vitesse volumique horaire étant le débit de charge liquide de l’étape a) d’hydroconversion pris dans des conditions standards de température et de pression (typiquement 15°C et 1 atm, soit 0,101325 MPa), rapporté au volume total du ou des réacteurs mis en œuvre à l’étape a). La vitesse volumique horaire peut être comprise entre 0,05 h-1et 0,08 h-1.According to the invention, the hourly volume velocity (VVH) for this first hydroconversion stage is between 0.05 h -1 and 0.09 h -1 , the hourly volume velocity being the liquid feed rate of the stage a) hydroconversion taken under standard temperature and pressure conditions (typically 15° C. and 1 atm, ie 0.101325 MPa), relative to the total volume of the reactor(s) used in step a). The hourly volume velocity can be between 0.05 h -1 and 0.08 h -1 .

Ces conditions de température associées à un fort temps de séjour (VVH peu élevée) permettent d'améliorer simultanément le niveau de conversion global du procédé (i.e. le niveau de conversion de la charge initiale 10 atteint à l’issu du procédé incluant les deux étages d’hydroconversion) et la stabilité du mélange avec le deuxième effluent hydroconverti 18 issu du deuxième étage d’hydroconversion b), envoyé à l’étape de fractionnement commun d), par notamment une meilleure compatibilité du premier effluent hydroconverti 12 avec le deuxième effluent hydroconverti 18. De façon surprenante, il a été mis en évidence qu’un fort temps de séjour (VVH peu élevée) combiné à une plus faible température permettait d’éviter cette génération de nouveaux sédiments lors du mélange des deux effluents hydroconvertis 12 et 18.These temperature conditions associated with a high residence time (low VVH) make it possible to simultaneously improve the overall level of conversion of the process (i.e. the level of conversion of the initial charge 10 reached at the end of the process including the two stages hydroconversion) and the stability of the mixture with the second hydroconverted effluent 18 from the second hydroconversion stage b), sent to the common fractionation stage d), in particular by better compatibility of the first hydroconverted effluent 12 with the second effluent hydroconverted 18. Surprisingly, it was demonstrated that a high residence time (low VVH) combined with a lower temperature made it possible to avoid this generation of new sediments when mixing the two hydroconverted effluents 12 and 18 .

En particulier, les deux effluents hydroconvertis en mélange dans le système de séparation (C) à l’étape de fractionnement d) ne créent pas de sédiments. Le mélange des effluents hydroconvertis (12, 18) a par exemple une teneur en sédiments plus faible que celle dudit premier effluent hydroconverti 12.In particular, the two hydroconverted effluents mixed in the separation system (C) in the fractionation step d) do not create sediments. The mixture of hydroconverted effluents (12, 18) for example has a lower sediment content than that of said first hydroconverted effluent 12.

En effet, sans être liés à une théorie particulière, il a été mis en évidence par les inventeurs que lorsqu’une forte conversion au premier étage d’hydroconversion est obtenue par des temps de séjour importants (gamme spécifique pour la VVH), l’effluent contient une faible teneur en sédiments, mais également une faible teneur en asphaltènes. Ainsi, le mélange des premier et deuxième effluents ne crée pas de manière surprenante des sédiments additionnels et peut même conduire à des teneurs en sédiments plus basses qu’attendu. La très forte conversion des asphaltènes dans le premier étage d’hydroconversion permet d’éviter l’incompatibilité entre les deux effluents identifiée dans les procédés de l’art antérieur, grâce aux forts temps de séjour utilisés selon la présente invention. Le problème lié au mélange des effluents d’hydroconversion semble survenir quand la conversion au premier étage d’hydroconversion est modérée, ce qui aboutit à un effluent qui contient non seulement une relativement forte la teneur en sédiments, mais également des asphaltènes qui sont incompatibles avec des effluents fortement hydrogénés. De ce fait, le mélange des premier et deuxième effluents voit une forte augmentation de la teneur en sédiments du liquide total, ce qui conduit à un très fort encrassement des équipements (séparateurs, colonnes de distillation, échangeurs, etc.) de la section de séparation et qui peut nécessiter de ce fait des arrêts réguliers pour nettoyage.Indeed, without being linked to a particular theory, it has been demonstrated by the inventors that when a high conversion in the first hydroconversion stage is obtained by long residence times (specific range for the VVH), the effluent contains a low sediment content, but also a low asphaltene content. Thus, the mixing of the first and second effluents does not surprisingly create additional sediments and can even lead to lower sediment contents than expected. The very high conversion of the asphaltenes in the first stage of hydroconversion makes it possible to avoid the incompatibility between the two effluents identified in the processes of the prior art, thanks to the high residence times used according to the present invention. The problem with the mixing of hydroconversion effluents appears to arise when first stage hydroconversion conversion is moderate, resulting in an effluent that not only contains a relatively high sediment content, but also asphaltenes which are incompatible with highly hydrogenated effluents. As a result, the mixing of the first and second effluents sees a strong increase in the sediment content of the total liquid, which leads to a very strong fouling of the equipment (separators, distillation columns, exchangers, etc.) of the section of separation and which may therefore require regular stops for cleaning.

La conversion de la charge lourde hydrocarbonée 10 dans ce premier étage d’hydroconversion peut être comprise dans une gamme allant d'environ 30% en poids à environ 95% en poids. Ladite conversion peut être en particulier comprise entre environ 30% et 75% en poids, voire entre environ 45% et environ 55% en poids. Elle peut être inférieure à 45% en poids selon certains modes de réalisation.The conversion of the heavy hydrocarbon feedstock 10 in this first hydroconversion stage can be within a range from approximately 30% by weight to approximately 95% by weight. Said conversion may in particular be between about 30% and 75% by weight, or even between about 45% and about 55% by weight. It may be less than 45% by weight according to certain embodiments.

En plus de l'hydroconversion du résidu 10, l'élimination du soufre et des métaux peut être comprise entre environ 40% et environ 75%, et l'élimination du carbone Conradson peut être comprise entre environ 30% et environ 60%. Ces taux d’élimination sont exprimés par rapport aux débits de soufre, métaux et carbone Conradson respectivement, entrant dans le premier étage d’hydroconversion A1. Ces débits sont obtenus à partir du débit de charge et de la teneur en soufre, métaux et carbone Conradson initialement présentes dans la charge.In addition to hydroconversion of residue 10, sulfur and metal removal can be between about 40% and about 75%, and Conradson carbon removal can be between about 30% and about 60%. These elimination rates are expressed relative to the flow rates of sulphur, metals and Conradson carbon respectively, entering the first stage of hydroconversion A 1 . These flow rates are obtained from the feed rate and the sulfur, metals and Conradson carbon content initially present in the feed.

Un catalyseur d'hydroconversion approprié pour ce premier étage d'hydroconversion, qui peut aussi être un catalyseur de réactions d’hydrotraitement, comprend de préférence un ou plusieurs éléments des groupes 4 à 12 du tableau périodique des éléments.A hydroconversion catalyst suitable for this first stage hydroconversion, which can also be a catalyst for hydrotreating reactions, preferably comprises one or more elements from groups 4 to 12 of the periodic table of elements.

Le catalyseur d'hydroconversion pour cette première étape d’hydroconversion a) peut comprendre, ou consister en, ou être essentiellement constitué par, un ou plusieurs éléments choisis dans la liste constituée par le nickel, le cobalt, le tungstène, le molybdène, supporté(s) sur un substrat poreux tel que la silice, l'alumine, l'oxyde de titane ou leurs combinaisons.The hydroconversion catalyst for this first hydroconversion step a) may comprise, or consist of, or be essentially constituted by, one or more elements chosen from the list consisting of nickel, cobalt, tungsten, molybdenum, supported (s) on a porous substrate such as silica, alumina, titania or combinations thereof.

La teneur en nickel ou cobalt, en particulier en nickel, est avantageusement comprise entre 0,5% à 10% exprimée en poids d'oxyde de métal (en particulier de NiO), et de préférence entre 1% à 6% poids, et la teneur en molybdène ou tungstène, en particulier en molybdène, est avantageusement comprise entre 1% et 30% exprimée en poids d’oxyde du métal (en particulier de trioxyde de molybdène MoO3), et de préférence entre 4% et 20% poids. Les teneurs en métaux sont exprimées en pourcentage poids d'oxyde de métal par rapport au poids du catalyseur.The nickel or cobalt content, in particular nickel, is advantageously between 0.5% and 10% expressed by weight of metal oxide (in particular NiO), and preferably between 1% and 6% by weight, and the content of molybdenum or tungsten, in particular of molybdenum, is advantageously between 1% and 30% expressed by weight of metal oxide (in particular of molybdenum trioxide MoO 3 ), and preferably between 4% and 20% by weight . The metal contents are expressed as weight percentage of metal oxide relative to the weight of the catalyst.

Le catalyseur d'hydroconversion pour cette première étape d'hydroconversion est avantageusement sous forme d'extrudés ou de billes. Les billes ont par exemple un diamètre compris entre 0,4 mm et 4,0 mm. Les extrudés ont par exemple une forme cylindrique d’un diamètre compris entre 0,5 mm et 4,0 mm et d’une longueur comprise entre 1 mm et 5 mm. Les extrudés peuvent également être des objets d’une forme différente tels que des trilobes, des tétralobes réguliers ou irréguliers, ou d’autres multilobes. Des catalyseurs d’autres formes peuvent également être utilisés.The hydroconversion catalyst for this first hydroconversion stage is advantageously in the form of extrudates or beads. The balls have for example a diameter of between 0.4 mm and 4.0 mm. The extrudates have for example a cylindrical shape with a diameter between 0.5 mm and 4.0 mm and a length between 1 mm and 5 mm. Extrudes can also be objects of a different shape such as trilobes, regular or irregular tetralobes, or other multilobes. Catalysts of other forms can also be used.

La taille de ces différentes formes de catalyseurs peut être caractérisée à l’aide du diamètre équivalent. Le diamètre équivalent est défini par 6 fois le ratio entre le volume de la particule et la surface externe de la particule. Le catalyseur d'hydroconversion utilisé, sous forme d'extrudés, de billes ou d’autres formes peut donc avoir un diamètre équivalent compris entre 0,4 mm et 4,4 mm.The size of these different forms of catalysts can be characterized using the equivalent diameter. The equivalent diameter is defined by 6 times the ratio between the volume of the particle and the external surface of the particle. The hydroconversion catalyst used, in the form of extrudates, beads or other shapes, can therefore have an equivalent diameter of between 0.4 mm and 4.4 mm.

Ces catalyseurs sont bien connus de l’homme du métier. Qu’ils soient fournis par un fabricant ou qu’ils résultent d'un processus de régénération de catalyseurs usés, ils sont de préférence sous la forme d'oxydes métalliques. Si besoin, le catalyseur sous forme d’oxyde(s) métallique(s) peut être converti en sulfures métalliques avant ou pendant son utilisation.These catalysts are well known to those skilled in the art. Whether supplied by a manufacturer or resulting from a process of regeneration of spent catalysts, they are preferably in the form of metal oxides. If necessary, the catalyst in the form of metal oxide(s) can be converted into metal sulphides before or during its use.

Le catalyseur d'hydroconversion peut être présulfuré et/ou préconditionné avant l'introduction dans le réacteur d'hydroconversion.The hydroconversion catalyst can be presulfided and/or preconditioned before introduction into the hydroconversion reactor.

Le premier étage d’hydroconversion A1peut comprendre un ou plusieurs réacteurs pouvant être disposés en série et/ou en parallèle. Un réacteur approprié pour cette première étape d’hydroconversion peut être tout type de réacteur d’hydroconversion qui est un réacteur triphasique, i.e. fonctionnant avec les trois phases liquide, solide et gazeuse. Un réacteur à courant ascendant de liquide et de gaz de type lit fluidisé ou lit bouillonnant, i.e. qui est un lit fluidisé particulier où le catalyseur est maintenu en ébullition dans le réacteur, est préféré en raison du traitement des asphaltènes de la charge lourde hydrocarbonée lors de cette première étape d’hydroconversion. Les procédés en lit bouillonnant sont décrits par exemple dans les brevets US 4 521 295, US 4 495 060, US 4 457 831 et US 4 354 852, et dans le chapitre 3.5 "Hydroprocessing and Hydroconversion of Residue Fractions" de l’ouvrage "Catalysis by Transition Metal Sulphides", édité par les Éditions Technip en 2013.The first hydroconversion stage A 1 can comprise one or more reactors which can be arranged in series and/or in parallel. A suitable reactor for this first hydroconversion stage can be any type of hydroconversion reactor which is a three-phase reactor, ie operating with the three liquid, solid and gaseous phases. A liquid and gas rising current reactor of the fluidized bed or bubbling bed type, ie which is a particular fluidized bed where the catalyst is kept boiling in the reactor, is preferred because of the treatment of the asphaltenes of the heavy hydrocarbon feedstock during of this first hydroconversion step. The ebullated bed processes are described for example in the patents US 4,521,295, US 4,495,060, US 4,457,831 and US 4,354,852, and in chapter 3.5 "Hydroprocessing and Hydroconversion of Residue Fractions" of the work " Catalysis by Transition Metal Sulphides", published by Éditions Technip in 2013.

Selon un ou plusieurs modes de réalisations, la première étape d’hydroconversion a) ne comprend qu'un seul réacteur à lit bouillonnant.According to one or more embodiments, the first hydroconversion step a) only comprises a single bubbling bed reactor.

EE nvoi desending of l’effluent issu de l’étape a)the effluent from step a) dans un système de séparation commun C et fractionnementin a common separation system C and fractionation – étapes c) et d)– steps c) and d)

Le produit de réaction issu de la première étape d’hydroconversion a), i.e. le premier effluent hydroconverti 12, est envoyé dans un système de séparation C, avec le produit de réaction 18 issu de l’hydroconversion de la fraction DAO 15, constituant une deuxième étape d’hydroconversion b) telle que décrite plus bas. Le système de séparation C est donc un système de séparation commun. Le premier effluent hydroconverti 12 et le deuxième effluent hydroconverti 18, en mélange, sont fractionnés pour récupérer au moins une fraction hydrocarbonée de distillat 13 et une fraction hydrocarbonée de résidu 14.The reaction product from the first hydroconversion step a), i.e. the first hydroconverted effluent 12, is sent to a separation system C, with the reaction product 18 from the hydroconversion of the DAO fraction 15, constituting a second hydroconversion step b) as described below. The separation system C is therefore a common separation system. The first hydroconverted effluent 12 and the second hydroconverted effluent 18, as a mixture, are fractionated to recover at least one distillate hydrocarbon fraction 13 and one residue hydrocarbon fraction 14.

La fraction hydrocarbonée de résidu 14 comprend une partie du résidu 10 envoyé à la première étape d’hydroconversion qui n’a pas réagi, des asphaltènes non-convertis, et toute coupe hydrocarbonée bouillant dans la même gamme qu’un résidu et résultant de l’hydroconversion des asphaltènes contenus dans le résidu 10 envoyé à l’étape a).The hydrocarbon fraction of residue 14 comprises a part of the residue 10 sent to the first hydroconversion stage which has not reacted, unconverted asphaltenes, and any hydrocarbon cut boiling in the same range as a residue and resulting from the hydroconversion of the asphaltenes contained in the residue 10 sent to step a).

La (ou les) fraction(s) hydrocarbonée(s) de distillat 13 récupérée(s) peut (ou peuvent) comprendre, entre autres, des fractions gazeuses et des distillats atmosphériques, tels que des composés hydrocarbonés ayant une température d'ébullition inférieure à environ 350°C, et des distillats sous vide, tels que des composés hydrocarbonés ayant une température d'ébullition d'environ 300°C à environ 580°C.The hydrocarbon fraction(s) of distillate 13 recovered may (or may) include, among others, gaseous fractions and atmospheric distillates, such as hydrocarbon compounds having a lower boiling temperature. to about 350°C, and vacuum distillates, such as hydrocarbon compounds having a boiling temperature of about 300°C to about 580°C.

Le fractionnement des premier et deuxième effluents hydroconvertis (12, 18) est réalisé dans le système de séparation commun C placé entre le premier étage d’hydroconversion A1et le deuxième étage d’hydroconversion A2.The fractionation of the first and second hydroconverted effluents (12, 18) is carried out in the common separation system C placed between the first hydroconversion stage A 1 and the second hydroconversion stage A 2 .

Le premier effluent hydroconverti 12 et le deuxième effluent hydroconverti 18 peuvent être mélangés préalablement à leur introduction dans le système de séparation C, comme illustré à la .The first hydroconverted effluent 12 and the second hydroconverted effluent 18 can be mixed prior to their introduction into the separation system C, as illustrated in .

Alternativement, lesdits effluents (12, 18) peuvent être introduit de manière séparées dans le système de séparation C.Alternatively, said effluents (12, 18) can be introduced separately into the separation system C.

Désasphaltage au solvant – étape e)Solvent deasphalting – step e)

Au moins une partie de la fraction hydrocarbonée de résidu 14 issu de l’étape d) de fractionnement est envoyée dans une unité de désasphaltage au solvant D pour récupérer une fraction de DAO (huile désasphaltée) 15 et une fraction d'asphalte 16. La fraction DAO 15 est pratiquement exempte d'asphaltènes, et la fraction d’asphalte 16 concentre la majeure partie des impuretés du résidu, y compris les asphaltènes.At least part of the residue hydrocarbon fraction 14 resulting from fractionation step d) is sent to a solvent deasphalting unit D to recover a fraction of DAO (deasphalted oil) 15 and an asphalt fraction 16. The DAO fraction 15 is substantially free of asphaltenes, and asphalt fraction 16 concentrates most of the residue impurities, including asphaltenes.

L'unité de désasphaltage au solvant D peut être, par exemple, telle que décrite dans un ou plusieurs des brevets américains US 4 239 616, US 4 440 633, US 4 354 922, US 4 354 928, US 4 536 283, US 4 715 946 et US 7 214 308, et dans le chapitre 15 "Deasphalting with Paraffinic Solvents" de l’ouvrage "Heavy Crude Oils: From Geology to Upgrading, An Overview", édité par les Éditions Technip en 2011. Le désasphaltage est généralement effectué à une température moyenne comprise entre 60°C et 250°C avec au moins un solvant hydrocarboné léger ayant de 3 à 7 atomes de carbone (C3à C7), et peut comprendre le propane, le butane, l'isobutane, le pentane, l'isopentane, l'hexane, les isohexanes, l'heptane, les isoheptanes et leurs mélanges, éventuellement additionné d'au moins un additif. Les solvants utilisables et les additifs sont largement décrits dans la littérature. Ce désasphaltage peut être réalisé dans un ou plusieurs mélangeurs-décanteurs ou dans une ou plusieurs colonnes d'extraction.The solvent deasphalting unit D may be, for example, as described in one or more of US patents US 4,239,616, US 4,440,633, US 4,354,922, US 4,354,928, US 4,536,283, US 4,715,946 and US 7,214,308, and in chapter 15 "Deasphalting with Paraffinic Solvents" of the book "Heavy Crude Oils: From Geology to Upgrading, An Overview", published by Éditions Technip in 2011. Deasphalting is generally carried out at an average temperature of between 60°C and 250°C with at least one light hydrocarbon solvent having from 3 to 7 carbon atoms (C 3 to C 7 ), and may include propane, butane, isobutane, pentane, isopentane, hexane, isohexanes, heptane, isoheptanes and mixtures thereof, optionally containing at least one additive. The solvents which can be used and the additives are widely described in the literature. This deasphalting can be carried out in one or more mixer-settlers or in one or more extraction columns.

Les ratios solvant/charge (volume/volume) au désasphaltage sont généralement compris entre 4/1 et 9/1, souvent entre 4/1 et 8/1.The solvent/feed (volume/volume) ratios during deasphalting are generally between 4/1 and 9/1, often between 4/1 and 8/1.

L'unité de désasphaltage D produit la DAO pratiquement exempte d'asphaltènes et un asphalte résiduel concentrant la majeure partie des impuretés du résidu, qui est soutiré.The deasphalting unit D produces the DAO practically free of asphaltenes and a residual asphalt concentrating the major part of the impurities of the residue, which is withdrawn.

Le rendement en DAO est généralement compris entre 40% et 90% poids selon la qualité de la fraction liquide lourde envoyée, les conditions opératoires et le solvant utilisé. La DAO obtenue présente avantageusement une teneur en asphaltènes inférieure à 1%, de préférence inférieure à 0,5%, de manière préférée inférieure à 0,05% poids, mesurée en C7insolubles, et de façon encore plus préférée inférieure à 0,3% poids mesurée en C5insolubles (mesurés la norme ASTM D 893 décrivant la méthode de détermination desdits asphaltènes C5) et inférieure à 0,05% poids mesurée en C7insolubles.The DAO yield is generally between 40% and 90% by weight depending on the quality of the heavy liquid fraction sent, the operating conditions and the solvent used. The DAO obtained advantageously has an asphaltene content of less than 1%, preferably less than 0.5%, preferably less than 0.05% by weight, measured as C 7 insolubles, and even more preferably less than 0, 3% by weight measured in C 5 insolubles (measured by the ASTM D 893 standard describing the method for determining said C 5 asphaltenes) and less than 0.05% by weight measured in C 7 insolubles.

Dans l'unité de désasphaltage au solvant D, un solvant hydrocarboné léger peut être utilisé pour dissoudre sélectivement les composants souhaités de la fraction hydrocarbonée de résidu et retirer les asphaltènes. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant hydrocarboné léger peut être un solvant hydrocarboné ayant de 3 à 7 atomes de carbone (C3à C7), et peut comprendre le propane, le butane, l'isobutane, le pentane, l'isopentane, l'hexane, les isohexanes, l'heptane, les isoheptanes et leurs mélanges.In solvent deasphalting unit D, a light hydrocarbon solvent can be used to selectively dissolve the desired components of the residue hydrocarbon fraction and remove the asphaltenes. According to one or more embodiments, the light hydrocarbon solvent can be a hydrocarbon solvent having from 3 to 7 carbon atoms (C 3 to C 7 ), and can comprise propane, butane, isobutane, pentane, isopentane, hexane, isohexanes, heptane, isoheptanes and mixtures thereof.

Deuxième étaSecond stage gg e d’e of hydroconversionhydroconversion :: hydroconversionhydroconversion de la DAO – étape b)of the DAO – step b)

La fraction DAO 15 issue de l’étape e) est envoyée un second étage d’hydroconversion A2pour subir une hydroconversion et former un produit de réaction appelé ici deuxième effluent hydroconverti 18. La fraction DAO 15 peut ainsi être mise à réagir avec de l'hydrogène 17 sur un catalyseur d'hydroconversion dans le second étage d’hydroconversion A2, pour convertir au moins une partie les composés hydrocarbonés présents dans la DAO en molécules plus légères.The DAO fraction 15 from step e) is sent to a second hydroconversion stage A 2 to undergo hydroconversion and form a reaction product here called second hydroconverted effluent 18. The DAO fraction 15 can thus be reacted with hydrogen 17 on a hydroconversion catalyst in the second hydroconversion stage A 2 , to convert at least some of the hydrocarbon compounds present in the DAO into lighter molecules.

Le deuxième effluent hydroconverti 18 est ensuite envoyé dans le système de séparation commun C à pour être séparé avec le premier effluent hydroconverti 12 issu de la première étape d’hydroconversion a) lors de l’étape de fractionnement d), afin de récupérer les composés hydrocarbonés produits lors des première et deuxième étapes d’hydroconversion et bouillant dans la gamme des distillats, comme mentionné aux étapes c) et d) décrites plus haut.The second hydroconverted effluent 18 is then sent to the common separation system C to to be separated with the first hydroconverted effluent 12 from the first hydroconversion step a) during the fractionation step d), in order to recover the compounds hydrocarbons produced during the first and second hydroconversion stages and boiling in the distillate range, as mentioned in stages c) and d) described above.

Le catalyseur d'hydroconversion de cette deuxième étape d'hydroconversion b) peut être identique ou différent de celui de la première étape d’hydroconversion a).The hydroconversion catalyst of this second hydroconversion stage b) may be identical to or different from that of the first hydroconversion stage a).

Un catalyseur approprié pour cette deuxième étape d’hydroconversion b) est comme décrit pour la première étape d’hydroconversion a).A suitable catalyst for this second hydroconversion step b) is as described for the first hydroconversion step a).

Le second étage d’hydroconversion A2peut comprendre un ou plusieurs réacteurs pouvant être disposés en série et/ou en parallèle.The second hydroconversion stage A 2 can comprise one or more reactors which can be arranged in series and/or in parallel.

Un réacteur approprié pour cette deuxième étape d’hydroconversion peut être tout type de réacteur d’hydroconversion triphasique, notamment un réacteur triphasique à courant ascendant de liquide et de gaz de type lit entrainé, lit mobile, lit fluidisé, lit bouillonnant ou lit fixe.A suitable reactor for this second hydroconversion stage can be any type of three-phase hydroconversion reactor, in particular a three-phase reactor with ascending current of liquid and gas of the entrained bed, moving bed, fluidized bed, bubbling bed or fixed bed type.

Les asphaltènes ne peuvent être présents dans la DAO que dans une moindre mesure, ce qui permet l’utilisation possible d’une plus grande variété de types de réacteurs dans cette deuxième étape d’hydroconversion.Asphaltenes can only be present in the DAO to a lesser extent, which allows the possible use of a wider variety of reactor types in this second stage of hydroconversion.

Par exemple, un réacteur à lit fixe peut être mis en œuvre lorsque les teneurs en métaux et en carbone Conradson de la fraction DAO alimentant la deuxième étape d’hydroconversion sont respectivement inférieures à 100 ppm poids et 10% poids.For example, a fixed-bed reactor can be implemented when the metal and Conradson carbon contents of the DAO fraction feeding the second hydroconversion stage are respectively less than 100 ppmw and 10%w.

Le nombre de réacteurs requis peut dépendre du débit de la charge d'alimentation, i.e. la fraction de DAO, du niveau de conversion global du résidu ciblé, et du niveau de conversion atteint dans la première étape d’hydroconversion.The number of reactors required may depend on the feedstock flow rate, i.e. the DAO fraction, the overall conversion level of the targeted residue, and the conversion level achieved in the first hydroconversion step.

Les gammes de température et de pression pour cette deuxième étape d’hydroconversion b) sont celles décrites pour la première étape d’hydroconversion a).The temperature and pressure ranges for this second hydroconversion step b) are those described for the first hydroconversion step a).

Dans un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires dans la première étape d’hydroconversion a) peuvent être moins sévères que celles utilisées dans la deuxième étape d’hydroconversion, évitant ainsi des taux de remplacement de catalyseur excessifs. Par conséquent, le remplacement global du catalyseur (c'est-à-dire pour les deux étapes d’hydroconversion combinées) est également réduit.In one or more embodiments, the operating conditions in the first hydroconversion step a) may be less severe than those used in the second hydroconversion step, thereby avoiding excessive catalyst replacement rates. Therefore, the overall catalyst replacement (i.e. for both hydroconversion steps combined) is also reduced.

Par exemple, la température dans la première étape d’hydroconversion a) peut être inférieure à la température dans la deuxième étape d’hydroconversion b). Les conditions opératoires peuvent être sélectionnées sur la base de la charge liquide lourde envoyée à la première étape d’hydroconversion, y compris la teneur en impuretés dans ladite charge et le niveau souhaité d'impuretés à éliminer dans la première étape d’hydroconversion, parmi d’autres facteurs.For example, the temperature in the first hydroconversion step a) can be lower than the temperature in the second hydroconversion step b). The operating conditions can be selected based on the heavy liquid feed sent to the first hydroconversion stage, including the content of impurities in said feed and the desired level of impurities to be removed in the first hydroconversion stage, among other factors.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation alternatifs, au moins l'une de la température opératoire et de la pression opératoire dans le premier étage d’hydroconversion A1est supérieure à celle appliquée dans le deuxième étage d’hydroconversion A2.According to one or more alternative embodiments, at least one of the operating temperature and the operating pressure in the first hydroconversion stage A 1 is higher than that applied in the second hydroconversion stage A 2 .

La vitesse volumique horaire (VVH) pour cette deuxième étape d’hydroconversion peut être comprise entre 0,1 h-1et 5,0 h-1, de préférence comprise entre 0,2 h-1et 2,0 h-1, la vitesse volumique horaire étant le débit de charge liquide de l’étape b) d’hydroconversion pris dans des conditions standards de température et de pression (typiquement 15°C et 1 atm, soit 0,101325 MPa), rapporté au volume total du ou des réacteurs mis en œuvre à l’étape b).The hourly volume rate (VVH) for this second hydroconversion step can be between 0.1 h -1 and 5.0 h -1 , preferably between 0.2 h -1 and 2.0 h -1 , the hourly volumetric speed being the liquid feed rate of step b) of hydroconversion taken under standard temperature and pressure conditions (typically 15° C. and 1 atm, i.e. 0.101325 MPa), relative to the total volume of the or reactors used in step b).

Dans le procédé selon l’invention, bien que la sévérité de l’opération est volontairement limitée lors de la première étape d’hydroconversion a) afin de réduire le risque d’encrassement, la conversion globale du résidu dans le procédé, i.e. la conversion à l’issue des deux étages d’hydroconversion, est élevée, et peut aller au-delà de 80% en poids, notamment grâce à la conversion partielle des asphaltènes dans la première étape d’hydroconversion et l’hydroconversion de la fraction DAO lors de la deuxième étape d’hydroconversion b). Des conversions globales du résidu d’au moins 80% en poids, voire d’au moins 85% en poids, et même d’au moins 90% poids ou au-delà peuvent être atteintes avec le procédé selon l’invention, tout en réduisant les problèmes d’instabilité et la formation de sédiments pouvant survenir lors du mélange des effluents hydroconvertis issus des deux étapes d’hydroconversion et envoyés au fractionnement, ce qui représente un avantage significatif en termes de fiabilité, d’opérabilité et de maintenance simplifiée, et des gains économiques associés.In the process according to the invention, although the severity of the operation is deliberately limited during the first hydroconversion step a) in order to reduce the risk of fouling, the overall conversion of the residue in the process, i.e. the conversion at the end of the two stages of hydroconversion, is high, and can go beyond 80% by weight, in particular thanks to the partial conversion of the asphaltenes in the first stage of hydroconversion and the hydroconversion of the DAO fraction during of the second hydroconversion step b). Overall conversions of the residue of at least 80% by weight, even of at least 85% by weight, and even of at least 90% by weight or beyond can be achieved with the process according to the invention, while reducing the problems of instability and the formation of sediments that can occur during the mixing of the hydroconverted effluents from the two hydroconversion stages and sent to the fractionation, which represents a significant advantage in terms of reliability, operability and simplified maintenance, and associated economic gains.

Le procédé selon l’invention comprend donc une unité de désasphaltage de solvant D en aval d’un premier étage d’hydroconversion A1où est réalisé une première étape d’hydroconversion du résidu dans lequel le temps de séjour du résidu traité est optimisé, cette étape permettant ainsi la conversion d'au moins une partie des asphaltènes en composés hydrocarbonés plus légers et valorisables tout en minimisant le risque de formation de sédiments lors du mélange avec la DAO hydroconvertie dans une deuxième étape d’hydroconversion. L'hydroconversion des asphaltènes dans la première étape d’hydroconversion a) peut permettre d’atteindre une conversion globale du résidu supérieure à environ 60% en poids, voire supérieure à 85% en poids; et avantageusement supérieure à 90% en poids, voire supérieure à 95%, tout en minimisant les risques d’encrassement dans l’unité de séparation commune (C) recevant les effluents hydroconvertis. De plus, en raison de la conversion d'au moins une partie des asphaltènes en amont (du désasphaltage), la taille requise pour les unités de désasphaltage au solvant mises en œuvre dans le procédé selon l’invention peut être inférieure à celle qui serait requise lorsque la totalité du résidu est initialement à traiter.The process according to the invention therefore comprises a solvent deasphalting unit D downstream of a first hydroconversion stage A 1 where a first step of hydroconversion of the residue is carried out in which the residence time of the treated residue is optimized, this step thus allowing the conversion of at least part of the asphaltenes into lighter and recoverable hydrocarbon compounds while minimizing the risk of formation of sediments during the mixing with the hydroconverted DAO in a second hydroconversion step. The hydroconversion of the asphaltenes in the first hydroconversion stage a) can make it possible to achieve an overall conversion of the residue greater than about 60% by weight, or even greater than 85% by weight; and advantageously greater than 90% by weight, or even greater than 95%, while minimizing the risks of fouling in the common separation unit (C) receiving the hydroconverted effluents. In addition, due to the conversion of at least part of the asphaltenes upstream (from the deasphalting), the size required for the solvent deasphalting units used in the process according to the invention can be lower than that which would be required when the entire residue is initially to be treated.

La illustre un exemple de procédé selon l’invention. Comme décrit en relation avec la , le premier effluent hydroconverti 12 issu de la première étape d’hydroconversion a) et le deuxième effluent hydroconverti 18 issu de la deuxième étape d’hydroconversion b) sont envoyés au système de séparation C. Selon cet exemple, le système de séparation C comprend au moins un séparateur haute pression haute température C1 (séparateur dit « HP/HT », ou « HHPS » pour « Hot High Pressure Separator » en anglais), une colonne de distillation atmosphérique C2, et une colonne de distillation sous vide C3. Le système de séparation C peut également comprendre un système de refroidissement, de purification et de compression de gaz R. D’autre séparateurs, non représentés, peuvent faire partie du système de séparation C, comme par exemple un séparateur moyenne pression haute température (séparateur dit « MP/HT », ou « HMPS » pour « Hot Medium Pressure Separator » en anglais) en aval du séparateur HP/HT et en amont de la colonne de distillation, des séparateurs haute pression moyenne température (séparateur dit « HP/MT », ou « WHPS » pour « Warm High Pressure Separator » en anglais) et haute pression basse température (séparateur dit « HP/BT », ou « CHPS » pour « Cold High Pressure Separator » en anglais) sur le circuit gaz, un séparateur moyenne pression basse température (séparateur dit « MP/BT », ou « CMPS » pour « Cold Medium Pressure Separator » en anglais) sur la ligne de sortie des hydrocarbures condensés 22 en aval de R.There illustrates an example of a process according to the invention. As described in connection with the , the first hydroconverted effluent 12 from the first hydroconversion step a) and the second hydroconverted effluent 18 from the second hydroconversion step b) are sent to the separation system C. According to this example, the separation system C comprises at least one high-temperature high-pressure separator C1 (separator called "HP/HT" or "HHPS" for "Hot High Pressure Separator" in English), an atmospheric distillation column C2, and a vacuum distillation column C3. The separation system C can also comprise a cooling, purification and gas compression system R. Other separators, not shown, can be part of the separation system C, such as for example a high temperature medium pressure separator (separator called “MP/HT”, or “HMPS” for “Hot Medium Pressure Separator” in English) downstream of the HP/HT separator and upstream of the distillation column, high pressure medium temperature separators (separator called “HP/MT “, or “WHPS” for “Warm High Pressure Separator” in English) and high pressure low temperature (separator called “HP/BT”, or “CHPS” for “Cold High Pressure Separator” in English) on the gas circuit, a low temperature medium pressure separator (separator called “MP/BT”, or “CMPS” for “Cold Medium Pressure Separator” in English) on the condensed hydrocarbon outlet line 22 downstream of R.

Le séparateur HP/HT C1permet de séparer les effluents hydroconvertis en un produit en phase gazeuse 19 et un produit en phase liquide 20.The HP/HT separator C 1 makes it possible to separate the hydroconverted effluents into a gas phase product 19 and a liquid phase product 20.

Le produit en phase gazeuse 19 peut être dirigé vers le système refroidissement, de purification et de compression de gaz R. Un gaz 21 contenant de l'hydrogène peut ainsi être récupéré du système, dont une partie peut être recyclée vers les réacteurs des premier et deuxième étages d’hydroconversion A1et A2. Les hydrocarbures condensés lors du refroidissement et de la purification 22 peuvent être récupérés et combinés avec le produit en phase liquide 20 pour un traitement ultérieur. Le flux liquide combiné 23 peut ensuite être introduit dans une colonne de distillation atmosphérique C2pour séparer ledit flux en une première fraction légère 24 comprenant des composés hydrocarbonés bouillant dans une gamme de distillats atmosphériques et une première fraction lourde 25 comprenant des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 300°C. La première fraction légère 24 et la première fraction lourde 25 peuvent être récupérées par des lignes différentes, comme illustré.The gas phase product 19 can be directed to the gas cooling, purification and compression system R. A gas 21 containing hydrogen can thus be recovered from the system, part of which can be recycled to the reactors of the first and second hydroconversion stages A 1 and A 2 . Hydrocarbons condensed during cooling and purification 22 can be recovered and combined with liquid phase product 20 for further processing. The combined liquid stream 23 can then be introduced into an atmospheric distillation column C 2 to separate said stream into a first light fraction 24 comprising hydrocarbon compounds boiling in a range of atmospheric distillates and a first heavy fraction 25 comprising hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 300°C. The first light fraction 24 and the first heavy fraction 25 can be recovered by different lines, as illustrated.

La première fraction lourde 25 peut ensuite être introduite dans un système de distillation sous vide C3pour séparer la première fraction de fond 25 en une deuxième fraction légère 26 comprenant des composés hydrocarbonés bouillant dans une gamme de distillats sous vide et une seconde fraction lourde 14 comprenant des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 450°C. La deuxième fraction légère 26 et la seconde fraction lourde 14 peuvent être récupérées par des lignes différentes, comme illustré. La seconde fraction lourde 14 est envoyée à l’unité de désasphaltage au solvant D.The first heavy fraction 25 can then be fed to a C 3 vacuum distillation system to separate the first bottoms fraction 25 into a second light fraction 26 comprising hydrocarbon compounds boiling in a range of vacuum distillates and a second heavy fraction 14 comprising hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 450°C. The second light fraction 26 and the second heavy fraction 14 can be recovered by different lines, as illustrated. The second heavy fraction 14 is sent to the solvent deasphalting unit D.

Il peut être nécessaire de réduire la température de la seconde fraction lourde 14 avant d'alimenter l'unité de désasphaltage au solvant D. La seconde fraction lourde 14 peut ainsi être refroidie par échange de chaleur. En raison du risque d’encrassement plus fort des systèmes d'échange de chaleur indirects, un échange de chaleur direct est préféré, et peut être effectué en mettant par exemple en contact la deuxième fraction lourde 14 avec au moins une partie 28 de la première fraction lourde 25 et/ou une partie 27 du résidu 10.It may be necessary to reduce the temperature of the second heavy fraction 14 before supplying the deasphalting unit with solvent D. The second heavy fraction 14 can thus be cooled by heat exchange. Due to the greater risk of fouling of indirect heat exchange systems, a direct heat exchange is preferred, and can be carried out by bringing the second heavy fraction 14 into contact, for example, with at least a part 28 of the first heavy fraction 25 and/or part 27 of residue 10.

Comme illustré sur la , le procédé selon l’invention peut comprendre un système dédié de refroidissement, de purification et de compression de gaz R. Selon d'autres modes de réalisation, le produit en phase gazeuse 19 récupéré en tête du séparateur HP/HT C1, ou au moins une partie de celui-ci, peut être traité dans un système commun de refroidissement, de purification et de compression de gaz, intégrant le traitement du gaz en provenance d'autres unités d'hydroraffinage sur le site.As illustrated on the , the method according to the invention may comprise a dedicated system for cooling, purifying and compressing gas R. According to other embodiments, the product in the gaseous phase 19 recovered at the top of the HP/HT separator C1, or at the least part of it, can be treated in a common gas cooling, purification and compression system, integrating the treatment of gas coming from other hydrorefining units on the site.

Bien que cela ne soit pas illustré, au moins une partie de l’asphalte 16 peut être recyclée vers le premier étage de réacteur d'hydroconversion A1selon certains modes de réalisation. La valorisation ou l'utilisation de l’asphalte 16 peut être effectuée en utilisant d'autres procédés connus de l'homme du métier. Par exemple, l’asphalte 16 peut être mélangé avec des coupes LCO, HCO ou des résidus issues d’unités FCC (« slurry oil » en anglais) pour être utilisé comme combustible, ou être traité seul ou en combinaison avec d’autres charges dans des unités de cokéfaction retardée ou de gazéification, ou encore être transformé en granulés d'asphalte.Although not illustrated, at least a portion of the asphalt 16 may be recycled to the first stage of hydroconversion reactor A 1 according to certain embodiments. The upgrading or use of the asphalt 16 can be carried out using other methods known to those skilled in the art. For example, the asphalt 16 can be mixed with LCO, HCO cuts or residues from FCC (“slurry oil”) units to be used as fuel, or be treated alone or in combination with other fillers. in delayed coking or gasification units, or be transformed into asphalt granules.

ExemplesExamples

Les exemples suivants illustrent un exemple de mise en œuvre du procédé selon l'invention, sans en limiter la portée, et certaines de ses performances, en comparaison avec des procédés selon l’art antérieur.The following examples illustrate an example of implementation of the method according to the invention, without limiting its scope, and some of its performances, in comparison with methods according to the prior art.

L’exemple 1 est non conforme à l’invention. L’exemple 2 est conforme à l’invention.Example 1 is not in accordance with the invention. Example 2 is in accordance with the invention.

ChargeCharge

La charge lourde d’hydrocarbures est un résidu sous vide (RSV) « Straight Run » provenant d’un pétrole brut Oural et dont les principales caractéristiques sont présentées dans le tableau 1 ci-après.The heavy hydrocarbon feedstock is a "Straight Run" vacuum residue (RSV) from Ural crude oil, the main characteristics of which are presented in Table 1 below.

Charge du premier étage d’First stage load hydroconversionhydroconversion AAT 11 ChargeCharge RSV OuralRSV Urals Teneur en 540°C+ (i.e. bouillant à 540°C ou plus)Content at 540°C+ (i.e. boiling at 540°C or more) %poids%weight 77,977.9 SoufreSulfur %poids%weight 2,722.72 AzoteNitrogen %poids%weight 0,600.60 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight 236236 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 17,017.0 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight 6,86.8 Sédimentssediments %poids%weight < 0,01< 0.01

Cette charge lourde RSV est la même charge fraîche pour les différents exemples.This RSV heavy load is the same fresh load for the different examples.

Exemple 1 : Procédé selon l’état de l’art (non conforme à l’invention)Example 1: Process according to the state of the art (not in accordance with the invention)

Cet exemple illustre un procédé d’hydroconversion d’une charge lourde d’hydrocarbures selon l'état de l'art comportant deux étages d’hydroconversion comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant et travaillant à des vitesses volumiques horaires classiques (entre 0,1 h-1et 5 h-1).This example illustrates a process for the hydroconversion of a heavy charge of hydrocarbons according to the state of the art comprising two hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed and working at conventional hourly volume velocities (between 0, 1:00 a.m. and 5:00 a.m. ).

Premier étage d’First floor of hydroconversionhydroconversion

La charge fraîche du tableau 1 est envoyée en totalité dans un premier étage d’hydroconversion A1en présence d'hydrogène, ledit étage comprenant deux réacteurs triphasiques R1 et R2 contenant un catalyseur d'hydroconversion NiMo/alumine présentant une teneur en NiO de 4% poids et une teneur en MoO3de 10% poids, les pourcentages étant exprimés par rapport à la masse totale du catalyseur. Les deux réacteurs sont opérés en lit bouillonnant fonctionnant à courant ascendant de liquide et de gaz.The fresh feed from Table 1 is sent in its entirety to a first hydroconversion stage A 1 in the presence of hydrogen, said stage comprising two three-phase reactors R1 and R2 containing a NiMo/alumina hydroconversion catalyst having a NiO content of 4 % by weight and a MoO 3 content of 10% by weight, the percentages being expressed relative to the total mass of the catalyst. The two reactors are operated in an ebullated bed operating with an ascending current of liquid and gas.

Les conditions opératoires appliquées dans le premier étage d'hydroconversion sont présentées dans le tableau 2 ci-dessous.The operating conditions applied in the first hydroconversion stage are presented in Table 2 below.

Conditions opératoires du premier étage d’Operating conditions of the first stage of hydroconversionhydroconversion AAT 11 VVH réacteur (R1+R2)VVH reactor (R1+R2) h-1 h -1 0,2170.217 Température R1 / Température R2Temperature R1 / Temperature R2 °C°C 415 / 417415 / 417 Pression totale R1 / Pression totale R2Total pressure R1 / Total pressure R2 MPaMPa 16,0 / 15,616.0 / 15.6 Quantité d’hydrogène en entrée de R1Quantity of hydrogen entering R1 Nm3/m3 Nm 3 /m 3 650650

Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en asphaltènes C7, en carbone Conradson, en azote et en soufre. La structure de rendement à la sortie du premier étage et les performances globales sont données dans le tableau 3, ainsi que la composition du liquide total et la teneur en sédiments du résidu atmosphérique. La conversion de la fraction 540°C+ en sortie du premier étage d'hydroconversion est de 55% poids. Le résidu atmosphérique envoyé au système de séparation contient 0,19% poids de sédiments.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of C 7 asphaltenes, Conradson carbon, nitrogen and sulfur. The yield structure at the outlet of the first stage and the overall performances are given in Table 3, together with the composition of the total liquid and the sediment content of the atmospheric residue. The conversion of the 540° C.+ fraction at the outlet of the first hydroconversion stage is 55% by weight. The atmospheric residue sent to the separation system contains 0.19% by weight of sediment.

Effluent du premier étage d’Effluent from the first stage of hydroconversionhydroconversion AAT 11 GazGas % poids / charge% weight / load 4,74.7 Naphta (C5 – 180°C)Naphtha (C5 – 180°C) % poids / charge% weight / load 4,94.9 Gazole (180°C – 350°C)Diesel (180°C – 350°C) % poids / charge% weight / load 16,316.3 Distillat sous vide (350°C – 540°C)Distillate under vacuum (350°C – 540°C) % poids / charge% weight / load 40,340.3 Résidu sous vide (540°C+)Vacuum residue (540°C+) % poids / charge% weight / load 35,235.2 Consommation d’hydrogèneHydrogen consumption % poids / charge% weight / load 1,391.39 HDC540°C+HDC540°C+ % poids% weight 5555 HDSHDS % poids% weight 8080 HDNHDN % poids% weight 2828 HDCCRHDCCR % poids% weight 6262 HDAsC7 HDAsC 7 % poids% weight 6666 SoufreSulfur %poids%weight 0,560.56 AzoteNitrogen %poids%weight 0,450.45 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight 2424 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 6,66.6 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight 2,42.4 Sédiments du résidu atmosphériqueAtmospheric residue sediments %poids%weight 0,190.19

Deuxième étage d’Second floor of hydroconversionhydroconversion

La coupe DAO en provenance du désasphalteur, dont les propriétés sont données dans le tableau 4 est envoyée en totalité dans un deuxième étage d’hydroconversion A2en présence d'hydrogène, ledit étage comprenant deux réacteurs triphasiques R3 et R4 contenant un catalyseur d'hydroconversion NiMo/alumine présentant une teneur en NiO de 4% poids et une teneur en MoO3de 10% poids, les pourcentages étant exprimés par rapport à la masse totale du catalyseur. Les réacteurs sont opérés en lit bouillonnant fonctionnant à courant ascendant de liquide et de gaz.The DAO cut from the deasphalter, the properties of which are given in Table 4, is sent in its entirety to a second hydroconversion stage A 2 in the presence of hydrogen, said stage comprising two three-phase reactors R3 and R4 containing a catalyst of NiMo/alumina hydroconversion having a NiO content of 4% by weight and a MoO 3 content of 10% by weight, the percentages being expressed relative to the total mass of the catalyst. The reactors are operated in an ebullated bed operating with an ascending current of liquid and gas.

Charge du deuxième étage d’Second stage load hydroconversionhydroconversion AAT 22 ChargeCharge DAOCAD Teneur en 540°C+Content at 540°C+ %poids%weight 76,776.7 SoufreSulfur %poids%weight 0,770.77 AzoteNitrogen %poids%weight 0,460.46 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight < 2< 2 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 6,46.4 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight 0,110.11 Sédiments du résidu atmosphériqueAtmospheric residue sediments %poids%weight < 0,01< 0.01

Les conditions opératoires appliquées dans le premier étage d'hydroconversion sont présentées dans le tableau 5 ci-dessous.The operating conditions applied in the first hydroconversion stage are presented in Table 5 below.

Conditions opératoires du deuxième étage d’Operating conditions of the second stage of hydroconversionhydroconversion AAT 22 VVH réacteur (R3+R4)VVH reactor (R3+R4) h-1 h -1 0,360.36 Température R3 / Température R4R3 temperature / R4 temperature °C°C 440 / 440440 / 440 Pression totale R3 / Pression totale R4Total pressure R3 / Total pressure R4 MPaMPa 16,0 / 15,616.0 / 15.6 Quantité d’hydrogène en entrée de R3Quantity of hydrogen entering R3 Nm3/m3 Nm 3 /m 3 600600

Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en asphaltènes C7, en carbone Conradson, en azote et en soufre. La structure de rendement à la sortie du deuxième étage et les performances globales sont données dans le tableau 6, ainsi que la composition du liquide total et la teneur en sédiments du résidu atmosphérique. La conversion de la fraction 540°C+ en sortie du deuxième étage d'hydroconversion est de 78% poids. Le résidu atmosphérique envoyé au système de séparation ne contient pas de sédiments.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of C 7 asphaltenes, Conradson carbon, nitrogen and sulfur. The yield structure at the outlet of the second stage and the overall performance are given in Table 6, together with the composition of the total liquid and the sediment content of the atmospheric residue. The conversion of the 540° C.+ fraction at the outlet of the second hydroconversion stage is 78% by weight. The atmospheric residue sent to the separation system does not contain sediment.

Effluent du deuxième étage d’Effluent from the second stage of hydroconversionhydroconversion AAT 22 GazGas % poids / DAO% weight / DAO 6,76.7 Naphta (C5 – 180°C)Naphtha (C5 – 180°C) % poids / DAO% weight / DAO 13,513.5 Gazole (180°C – 350°C)Diesel (180°C – 350°C) % poids / DAO% weight / DAO 27,327.3 Distillat sous vide (350°C – 540°C)Distillate under vacuum (350°C – 540°C) % poids / DAO% weight / DAO 39,439.4 Résidu sous vide (540°C+)Vacuum residue (540°C+) % poids / DAO% weight / DAO 14,514.5 Consommation d’hydrogèneHydrogen consumption % poids / DAO% weight / DAO 1,291.29 HDC540°C+HDC540°C+ % poids% weight 7878 HDSHDS % poids% weight 9898 HDNHDN % poids% weight 7575 HDCCRHDCCR % poids% weight 8787 HDAsC7 HDAsC 7 % poids% weight N/AN / A SoufreSulfur %poids%weight 0,020.02 AzoteNitrogen %poids%weight 0,120.12 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight < 2< 2 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 0,90.9 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight < 0,05< 0.05 Sédiments du résidu atmosphériqueAtmospheric residue sediments %poids%weight 0,030.03

Mélange des premier et deuxième effluentsMixing of the first and second effluents

Le produit de réaction issu du premier étage d’hydroconversion a), i.e. le premier effluent hydroconverti, et le produit de réaction issu de deuxième étage d’hydroconversion b) sont envoyés dans le système de séparation commun C, afin de subir un fractionnement. La structure de rendements normalisés et la composition du liquide entrant dans le système de séparation sont données dans le tableau 7.The reaction product from the first hydroconversion stage a), i.e. the first hydroconverted effluent, and the reaction product from the second hydroconversion stage b) are sent to the common separation system C, in order to undergo fractionation. The structure of normalized yields and the composition of the liquid entering the separation system are given in Table 7.

Charge du système de fractionnement communCommon Split System Charge CVS GazGas % poids% weight 5,15.1 Naphta (C5 – 180°C)Naphtha (C5 – 180°C) % poids% weight 6,76.7 Gazole (180°C – 350°C)Diesel (180°C – 350°C) % poids% weight 18,618.6 Distillat sous vide (350°C – 540°C)Distillate under vacuum (350°C – 540°C) % poids% weight 39,639.6 Résidu sous vide (540°C+)Vacuum residue (540°C+) % poids% weight 30,130.1 SoufreSulfur %poids%weight 0,440.44 AzoteNitrogen %poids%weight 0,380.38 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight 1919 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 5,35.3 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight 1,91.9 Sédiments du résidu atmosphériqueAtmospheric residue sediments %poids%weight 0,500.50

On remarque que la teneur en sédiments a fortement augmentée. En effet, la teneur en sédiments du liquide total est de 0,19% poids dans le résidu atmosphérique du premier étage d’hydroconversion et est en dessous de la limite de détection dans le résidu atmosphérique du deuxième étage d’hydroconversion. À cause de l’incompatibilité des deux effluents, leur mélange contient 0,50% poids de sédiments dans le résidu atmosphérique, soit une augmentation de 150%. Ceci conduira à un très fort encrassement des équipements (séparateurs, colonnes de distillation, échangeurs, etc.) de la section de séparation.Note that the sediment content has increased significantly. Indeed, the sediment content of the total liquid is 0.19% by weight in the atmospheric residue of the first stage of hydroconversion and is below the detection limit in the atmospheric residue of the second stage of hydroconversion. Because of the incompatibility of the two effluents, their mixture contains 0.50% weight of sediment in the atmospheric residue, an increase of 150%. This will lead to very heavy fouling of the equipment (separators, distillation columns, exchangers, etc.) of the separation section.

DésasphaltageDeasphalting

Le résidu sous vide qui sort de la distillation sous vide du système de séparation commun C est ensuite envoyé dans la section de désasphaltage D. Les conditions opératoires de la section de désasphaltage D sont données dans le tableau 8.The vacuum residue that comes out of the vacuum distillation of the common separation system C is then sent to the deasphalting section D. The operating conditions of the deasphalting section D are given in table 8.

Conditions opératoires de la section deOperating conditions of the section of désasphaltagedeasphalting DD SolvantSolvent -- Coupe C4 Cup C4 Température moyenneMean temperature °C°C 9595 Pression totaleTotal pressure MPaMPa 33 Ratio solvant/chargeSolvent/filler ratio m3/m3 m 3 /m 3 88

Les rendements de l’huile désasphaltée (coupe « DAO ») et de l’asphalte sont donnés dans le tableau 9, tandis que la composition de la DAO est donnée dans le tableau 4.The yields of deasphalted oil (“DAO” cut) and asphalt are given in Table 9, while the composition of the DAO is given in Table 4.

Effluent de la section deEffluent from the section of désasphaltagedeasphalting DD DAOCAD % poids / RSV% weight / RSV 7171 AsphalteAsphalt % poids / RSV% weight / RSV 2929

La coupe DAO est ici envoyée en totalité à l’entrée du deuxième étage d’hydroconversion.The DAO cut here is sent in full to the inlet of the second hydroconversion stage.

Conversion globale du schémaGlobal Schema Conversion

Avec cette configuration, non conforme à l’invention, le schéma permet de convertir près de 79% de la fraction 540°C+, comme indiqué dans le tableau 10.With this configuration, which is not in accordance with the invention, the diagram makes it possible to convert nearly 79% of the 540°C+ fraction, as indicated in table 10.

Conversion globale duGlobal conversion of schémaplan DD Entrée (référence 100)Entrance (reference 100) Charge totale OuralTotal load Urals t/ht/h 100100 Débit d’entrée en 540°C+Input flow at 540°C+ t/ht/h 77,977.9 SortiesExits Débit de sortie en 540°C+ dans le VGOOutput flow at 540°C+ in the VGO t/ht/h 6,36.3 Débit de sortie en 540°C+ dans l’asphalteOutput rate at 540°C+ in asphalt t/ht/h 10,610.6 Conversion du 540°C+Conversion from 540°C+ Conversion globaleGlobal Conversion %poids%weight 78,378.3

En revanche, la très forte teneur en sédiments à l’entrée de la section de séparation conduit à un très fort encrassement des équipements (séparateurs, colonnes de distillation, échangeurs, etc.) de cette section, et nécessite de ce fait des arrêts réguliers pour nettoyage.On the other hand, the very high sediment content at the inlet of the separation section leads to very heavy fouling of the equipment (separators, distillation columns, exchangers, etc.) of this section, and therefore requires regular shutdowns. for cleaning.

Exemple 2 : Procédé selon l’invention (conforme à l’invention)Example 2: Process according to the invention (in accordance with the invention)

Cet exemple illustre un procédé d’hydroconversion d’une charge lourde d’hydrocarbures selon l’invention comportant deux étages d’hydroconversion comprenant chacune un réacteur fonctionnant en lit bouillonnant et travaillant à des vitesses volumiques horaires selon l’invention (en dessous de 0,1 h-1concernant le premier étage d’hydroconversion).This example illustrates a process for the hydroconversion of a heavy charge of hydrocarbons according to the invention comprising two hydroconversion stages each comprising a reactor operating in an ebullated bed and working at hourly volume velocities according to the invention (below 0 ,1 h -1 concerning the first stage of hydroconversion).

Premier étage d’First floor of hydroconversionhydroconversion

La charge fraîche du tableau 1 est envoyée en totalité dans un premier étage d’hydroconversion A1en présence d'hydrogène, ledit étage comprenant deux réacteurs triphasiques R1 et R2 contenant un catalyseur d'hydroconversion NiMo/alumine présentant une teneur en NiO de 4% poids et une teneur en MoO3de 10% poids, les pourcentages étant exprimés par rapport à la masse totale du catalyseur. Les deux réacteurs sont opérés en lit bouillonnant fonctionnant à courant ascendant de liquide et de gaz.The fresh feed from Table 1 is sent in its entirety to a first hydroconversion stage A 1 in the presence of hydrogen, said stage comprising two three-phase reactors R1 and R2 containing a NiMo/alumina hydroconversion catalyst having a NiO content of 4 % by weight and a MoO 3 content of 10% by weight, the percentages being expressed relative to the total mass of the catalyst. The two reactors are operated in an ebullated bed operating with an ascending current of liquid and gas.

Les conditions opératoires appliquées dans le premier étage d'hydroconversion sont présentées dans le tableau 11 ci-dessous.The operating conditions applied in the first hydroconversion stage are presented in Table 11 below.

Conditions opératoires du premier étage d’Operating conditions of the first stage of hydroconversionhydroconversion AAT 11 VVH réacteur (R1+R2)VVH reactor (R1+R2) h-1 h -1 0,0790.079 Température R1 / Température R2Temperature R1 / Temperature R2 °C°C 415 / 417415 / 417 Pression totale R1 / Pression totale R2Total pressure R1 / Total pressure R2 MPaMPa 16,0 / 15,616.0 / 15.6 Quantité d’hydrogène en entrée de R1Quantity of hydrogen entering R1 Nm3/m3 Nm 3 /m 3 650650

Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en asphaltènes C7, en carbone Conradson, en azote et en soufre. La structure de rendement à la sortie du premier étage et les performances globales sont données dans le tableau 12, ainsi que la composition du liquide total et la teneur en sédiments du résidu atmosphérique. La conversion de la fraction 540°C+ en sortie du premier étage d'hydroconversion est de 83% poids. Le résidu atmosphérique envoyé au système de séparation contient 0,04% poids de sédiments.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of C 7 asphaltenes, Conradson carbon, nitrogen and sulfur. The yield structure at the outlet of the first stage and the overall performances are given in Table 12, together with the composition of the total liquid and the sediment content of the atmospheric residue. The conversion of the 540° C.+ fraction at the outlet of the first hydroconversion stage is 83% by weight. The atmospheric residue sent to the separation system contains 0.04% by weight of sediment.

Effluent du premier étage d’Effluent from the first stage of hydroconversionhydroconversion AAT 11 GazGas % poids / charge% weight / load 8,78.7 Naphta (C5 – 180°C)Naphtha (C5 – 180°C) % poids / charge% weight / load 13,513.5 Gazole (180°C – 350°C)Diesel (180°C – 350°C) % poids / charge% weight / load 30,730.7 Distillat sous vide (350°C – 540°C)Distillate under vacuum (350°C – 540°C) % poids / charge% weight / load 36,136.1 Résidu sous vide (540°C+)Vacuum residue (540°C+) % poids / charge% weight / load 13,313.3 Consommation d’hydrogèneHydrogen consumption % poids / charge% weight / load 2,342.34 HDC540°C+HDC540°C+ % poids% weight 8383 HDSHDS % poids% weight 9494 HDNHDN % poids% weight 5757 HDCCRHDCCR % poids% weight 8787 HDAsC7 HDAsC 7 % poids% weight 9191 SoufreSulfur %poids%weight 0,180.18 AzoteNitrogen %poids%weight 0,270.27 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight 33 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 2,42.4 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight 0,60.6 Sédiments du résidu atmosphériqueAtmospheric residue sediments %poids%weight 0,040.04

Deuxième étage d’Second floor of hydroconversionhydroconversion

La coupe DAO en provenance du désasphalteur, dont les propriétés sont données dans le tableau 13 est envoyée en totalité dans un deuxième étage d’hydroconversion A2en présence d'hydrogène, ledit étage comprenant deux réacteurs triphasiques R3 et R4 contenant un catalyseur d'hydroconversion NiMo/alumine présentant une teneur en NiO de 4% poids et une teneur en MoO3de 10% poids, les pourcentages étant exprimés par rapport à la masse totale du catalyseur. Les réacteurs sont opérés en lit bouillonnant fonctionnant à courant ascendant de liquide et de gaz.The DAO cut from the deasphaltor, the properties of which are given in Table 13, is sent in its entirety to a second hydroconversion stage A 2 in the presence of hydrogen, said stage comprising two three-phase reactors R3 and R4 containing a catalyst of NiMo/alumina hydroconversion having a NiO content of 4% by weight and a MoO 3 content of 10% by weight, the percentages being expressed relative to the total mass of the catalyst. The reactors are operated in an ebullated bed operating with an ascending current of liquid and gas.

Charge du deuxième étage d’Second stage load hydroconversionhydroconversion AAT 22 ChargeCharge DAOCAD Teneur en 540°C+Content at 540°C+ %poids%weight 7777 SoufreSulfur %poids%weight 0,810.81 AzoteNitrogen %poids%weight 0,520.52 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight < 2< 2 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 8,28.2 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight 0,110.11 Sédiments du résidu atmosphériqueAtmospheric residue sediments %poids%weight < 0,01< 0.01

Les conditions opératoires appliquées dans le premier étage d'hydroconversion sont présentées dans le tableau 14 ci-dessous.The operating conditions applied in the first hydroconversion stage are presented in Table 14 below.

Conditions opératoires du deuxième étage d’Operating conditions of the second stage of hydroconversionhydroconversion AAT 22 VVH réacteur (R3+R4)VVH reactor (R3+R4) h-1 h -1 0,390.39 Température R3 / Température R4R3 temperature / R4 temperature °C°C 440 / 440440 / 440 Pression totale R3 / Pression totale R4Total pressure R3 / Total pressure R4 MPaMPa 16,0 / 15,616.0 / 15.6 Quantité d’hydrogène en entrée de R3Quantity of hydrogen entering R3 Nm3/m3 Nm 3 /m 3 600600

Ces conditions opératoires permettent d'obtenir un effluent liquide hydroconverti à teneur réduite en asphaltènes C7, en carbone Conradson, en azote et en soufre. La structure de rendement à la sortie du deuxième étage et les performances globales sont données dans le tableau 15, ainsi que la composition du liquide total et la teneur en sédiments du résidu atmosphérique. La conversion de la fraction 540°C+ en sortie du deuxième étage d'hydroconversion est de 79% poids. Le résidu atmosphérique envoyé au système de séparation ne contient pas de sédiments.These operating conditions make it possible to obtain a hydroconverted liquid effluent with a reduced content of C 7 asphaltenes, Conradson carbon, nitrogen and sulfur. The yield structure at the outlet of the second stage and the overall performance are given in Table 15, together with the composition of the total liquid and the sediment content of the atmospheric residue. The conversion of the 540° C.+ fraction at the outlet of the second hydroconversion stage is 79% by weight. The atmospheric residue sent to the separation system does not contain sediment.

Effluent du deuxième étage d’Effluent from the second stage of hydroconversionhydroconversion AAT 22 GazGas % poids / DAO% weight / DAO 6,66.6 Naphta (C5 – 180°C)Naphtha (C5 – 180°C) % poids / DAO% weight / DAO 14,314.3 Gazole (180°C – 350°C)Diesel (180°C – 350°C) % poids / DAO% weight / DAO 28,528.5 Distillat sous vide (350°C – 540°C)Distillate under vacuum (350°C – 540°C) % poids / DAO% weight / DAO 37,737.7 Résidu sous vide (540°C+)Vacuum residue (540°C+) % poids / DAO% weight / DAO 14,314.3 Consommation d’hydrogèneHydrogen consumption % poids / DAO% weight / DAO 1,411.41 HDC540°C+HDC540°C+ % poids% weight 7979 HDSHDS % poids% weight 9696 HDNHDN % poids% weight 7070 HDCCRHDCCR % poids% weight 8585 HDAsC7 HDAsC 7 % poids% weight N/AN / A SoufreSulfur %poids%weight 0,030.03 AzoteNitrogen %poids%weight 0,160.16 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight < 2< 2 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 1,31.3 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight < 0,05< 0.05 Sédiments du résidu atmosphériqueAtmospheric residue sediments %poids%weight < 0,01< 0.01

Mélange des premier et deuxième effluentsMixing of the first and second effluents

Le produit de réaction issu du premier étage d’hydroconversion a), i.e. le premier effluent hydroconverti, et le produit de réaction issu de deuxième étage d’hydroconversion b) sont envoyés dans le système de séparation commun C, afin de subir un fractionnement. La structure de rendements normalisés et la composition du liquide entrant dans le système de séparation sont données dans le tableau 16.The reaction product from the first hydroconversion stage a), i.e. the first hydroconverted effluent, and the reaction product from the second hydroconversion stage b) are sent to the common separation system C, in order to undergo fractionation. The structure of normalized yields and the composition of the liquid entering the separation system are given in Table 16.

Charge du système de fractionnement communCommon Split System Charge CVS GazGas % poids% weight 8,38.3 Naphta (C5 – 180°C)Naphtha (C5 – 180°C) % poids% weight 13,313.3 Gazole (180°C – 350°C)Diesel (180°C – 350°C) % poids% weight 29,829.8 Distillat sous vide (350°C – 540°C)Distillate under vacuum (350°C – 540°C) % poids% weight 35,535.5 Résidu sous vide (540°C+)Vacuum residue (540°C+) % poids% weight 13,113.1 SoufreSulfur %poids%weight 0,160.16 AzoteNitrogen %poids%weight 0,260.26 Nickel + VanadiumNickel + Vanadium ppm poidsppm weight 22 Carbone ConradsonCarbon Conradson %poids%weight 2,32.3 C7AsphaltènesC 7 Asphaltenes %poids%weight 0,60.6 Sédiments du résidu atmosphériqueAtmospheric residue sediments %poids%weight 0,140.14

On remarque que la teneur en sédiments a diminuée à cause de l’effet de dilution. En effet, la teneur en sédiments est de 0,16% poids dans le résidu atmosphérique du premier étage d’hydroconversion et est en dessous de la limite de détection dans le résidu atmosphérique du deuxième étage d’hydroconversion. La très forte conversion des asphaltènes dans le premier étage d’hydroconversion a permis d’éviter l’incompatibilité entre les deux effluents. Ainsi, leur mélange contient 0,14% poids de sédiments dans le résidu atmosphérique, soit une teneur en sédiments plus faible que celle du résidu atmosphérique du premier réacteur.It is noted that the sediment content has decreased due to the dilution effect. Indeed, the sediment content is 0.16% by weight in the atmospheric residue of the first stage of hydroconversion and is below the detection limit in the atmospheric residue of the second stage of hydroconversion. The very high conversion of asphaltenes in the first stage of hydroconversion made it possible to avoid incompatibility between the two effluents. Thus, their mixture contains 0.14% by weight of sediment in the atmospheric residue, ie a lower sediment content than that of the atmospheric residue of the first reactor.

DésasphaltageDeasphalting

Le résidu sous vide qui sort de la distillation sous vide du système de séparation commun C est ensuite envoyé dans la section de désasphaltage D. Les conditions opératoires de la section de désasphaltage D sont données dans le tableau 17.The vacuum residue that comes out of the vacuum distillation of the common separation system C is then sent to the deasphalting section D. The operating conditions of the deasphalting section D are given in table 17.

Conditions opératoires de la section deOperating conditions of the section of désasphaltagedeasphalting DD SolvantSolvent -- Coupe C4 Cup C4 Température moyenneMean temperature °C°C 9595 Pression totaleTotal pressure MPaMPa 33 Ratio solvant/chargeSolvent/filler ratio m3/m3 m 3 /m 3 88

Les rendements de l’huile désasphaltée (coupe « DAO ») et de l’asphalte sont donnés dans le tableau 18, tandis que la composition de la DAO est donnée dans le tableau 13.The yields of deasphalted oil (“DAO” cut) and asphalt are given in Table 18, while the composition of the DAO is given in Table 13.

Effluent de la section deEffluent from the section of désasphaltagedeasphalting DD DAOCAD % poids / RSV% weight / RSV 7474 AsphalteAsphalt % poids / RSV% weight / RSV 2626

La coupe DAO est ici envoyée en totalité à l’entrée du deuxième étage d’hydroconversion.The DAO cut here is sent in full to the inlet of the second hydroconversion stage.

Conversion globale du schémaGlobal Schema Conversion

Avec cette configuration, conforme à l’invention, le schéma permet de convertir plus de 93% de la fraction 540°C+, comme indiqué dans le tableau 19.With this configuration, in accordance with the invention, the scheme makes it possible to convert more than 93% of the 540°C+ fraction, as indicated in table 19.

Conversion globale duGlobal conversion of schémaplan DD Entrée (référence 100)Entrance (reference 100) Charge totale OuralTotal load Urals t/ht/h 100100 Débit d’entrée en 540°C+Input flow at 540°C+ t/ht/h 77,977.9 SortiesExits Débit de sortie en 540°C+ dans le VGOOutput flow at 540°C+ in the VGO t/ht/h 1,31.3 Débit de sortie en 540°C+ dans l’asphalteOutput rate at 540°C+ in asphalt t/ht/h 4,04.0 Conversion du 540°C+Conversion from 540°C+ Conversion globaleGlobal conversion %poids%weight 93,393.3

De plus, la très faible teneur en sédiments à l’entrée de la section de séparation conduit à une opérabilité fortement améliorée de cette section grâce à un encrassement fortement réduit de cet équipement.In addition, the very low sediment content at the inlet of the separation section leads to a greatly improved operability of this section thanks to a greatly reduced fouling of this equipment.

Claims (17)

Procédé de conversion d’une charge lourde hydrocarbonée contenant une fraction d'au moins 50% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, comprenant les étapes suivantes :
a) l’hydroconversion de ladite charge lourde hydrocarbonée (10) dans un premier étage d’hydroconversion (A1) pour former un premier effluent (12) ;
b) l’hydroconversion d’une fraction d’huile désasphaltée (15) dans un second étage d’hydroconversion (A2) afin de former un deuxième effluent (18) ;
c) l’envoi desdits premier et deuxième effluents dans un système de séparation (C) ;
d) le fractionnement desdits premier et deuxième effluents en mélange dans ledit système de séparation (C) pour former au moins une fraction hydrocarbonée de distillat (13) et une fraction hydrocarbonée de résidu (14) ;
e) l’envoi d’au moins une partie de la fraction hydrocarbonée de résidu (14) dans une unité de désasphaltage de solvant (D) pour obtenir la fraction d’huile désasphaltée (15) et une fraction d’asphalte (16),
dans lequel la vitesse volumique horaire pour l’étape a) est comprise entre 0,05 h-1et 0,09 h-1.
Process for converting a heavy hydrocarbon feedstock containing a fraction of at least 50% having a boiling point of at least 300°C, comprising the following steps:
a) the hydroconversion of said heavy hydrocarbon feedstock (10) in a first hydroconversion stage (A 1 ) to form a first effluent (12);
b) the hydroconversion of a deasphalted oil fraction (15) in a second hydroconversion stage (A 2 ) in order to form a second effluent (18);
c) sending said first and second effluents to a separation system (C);
d) fractionating said mixed first and second effluents in said separation system (C) to form at least one distillate hydrocarbon fraction (13) and one residue hydrocarbon fraction (14);
e) sending at least part of the residue hydrocarbon fraction (14) to a solvent deasphalting unit (D) to obtain the deasphalted oil fraction (15) and an asphalt fraction (16) ,
wherein the hourly volume velocity for step a) is between 0.05 h -1 and 0.09 h -1 .
Procédé selon la revendication 1, dans lequel la vitesse volumique horaire mise en œuvre à l’étape a) est comprise entre 0,05 h-1et 0,08 h-1.Process according to Claim 1, in which the hourly volume velocity implemented in step a) is between 0.05 h -1 and 0.08 h -1 . Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins l’une parmi la température opératoire et la pression opératoire dans le second étage d’hydroconversion (A2) à l’étape b) est supérieure à la température opératoire et la pression opératoire dans le premier étage d’hydroconversion (A1) à l’étape a).Process according to any one of the preceding claims, in which at least one of the operating temperature and the operating pressure in the second hydroconversion stage (A 2 ) in step b) is higher than the operating temperature and the operating pressure in the first hydroconversion stage (A 1 ) in step a). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel au moins l’une parmi la température opératoire et la pression opératoire dans le second étage d’hydroconversion (A2) à l’étape b) est inférieure à la température opératoire et la pression opératoire dans le premier étage d’hydroconversion (A1) à l’étape a).Process according to any one of claims 1 and 2, in which at least one of the operating temperature and the operating pressure in the second hydroconversion stage (A 2 ) in step b) is lower than the operating temperature and the operating pressure in the first hydroconversion stage (A 1 ) in step a). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la vitesse volumique horaire mise en œuvre à l’étape b) est comprise entre 0,1 h-1et 5,0 h-1.Process according to any one of the preceding claims, in which the hourly volume velocity implemented in step b) is between 0.1 h -1 and 5.0 h -1 . Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une partie des asphaltènes contenus dans ladite charge lourde hydrocarbonées est convertie dans le premier étage d’hydroconversion (A1) à l’étape a).Process according to any one of the preceding claims, in which at least part of the asphaltenes contained in the said heavy hydrocarbon charge is converted in the first hydroconversion stage (A 1 ) in step a). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite fraction hydrocarbonée de résidu (14) issue de l’étape d) comprend des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 300°C.A process according to any preceding claim, wherein said residue hydrocarbon fraction (14) from step d) comprises hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 300°C. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier étage d’hydroconversion (A1) comprend un unique réacteur à lit bouillonnant.Process according to any one of the preceding claims, in which the first hydroconversion stage (A 1 ) comprises a single bubbling bed reactor. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le deuxième étage d’hydroconversion (A2) comprend au moins un réacteur à lit bouillonnant et/ou un réacteur en lit fixe.Process according to any one of the preceding claims, in which the second hydroconversion stage (A 2 ) comprises at least one bubbling bed reactor and/or one fixed bed reactor. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape d) de fractionnement comprend :
- la séparation des premier et deuxième effluents (12, 18) dans un séparateur à haute pression et à haute température (C1) afin d'obtenir un produit en phase gazeuse (19) et un produit en phase liquide (20);
- la séparation du produit en phase liquide (20) dans une colonne de distillation atmosphérique (C2) afin de récupérer une première fraction légère (24) comprenant des composés hydrocarbonés bouillant dans une gamme de distillats atmosphériques et une première fraction lourde (25) comprenant des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 300°C;
- la séparation de la fraction lourde (25) dans une colonne de distillation sous vide (C3) afin de récupérer une deuxième fraction légère (26) comprenant des composés hydrocarbonés bouillant dans une gamme de distillats sous vide et une seconde fraction lourde (14) comprenant des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 450°C; et
- l'envoi de la seconde fraction lourde (14) dans l'unité de désasphaltage de solvant (D) à l’étape e) en tant que fraction d'hydrocarbures de résidu,
dans lequel l’étape d’hydroconversion a) de ladite charge lourde hydrocarbonée comprend :
- l'envoi d'hydrogène (11) et de ladite charge lourde hydrocarbonée (10) dans un premier réacteur d’hydroconversion contenant un premier catalyseur d'hydrocraquage;
- la mise en contact de ladite charge lourde hydrocarbonée (10) et de l'hydrogène (11) en présence du premier catalyseur d'hydrocraquage dans des conditions de température et de pression permettant de réaliser la conversion d'au moins une portion de ladite charge lourde hydrocarbonée;
- la récupération du premier effluent (12) du premier réacteur d’hydroconversion;
et dans lequel l’étape d’hydroconversion b) de la fraction d’huile désasphaltée (15) comprend :
- l'envoi d'hydrogène (17) et de la fraction d'huile désasphaltée (15) dans un second réacteur d’hydroconversion contenant un second catalyseur d'hydrocraquage;
- la mise en contact de la fraction d'huile désasphaltée (15) et d'hydrogène (17) en présence du second catalyseur d'hydrocraquage dans des conditions de température et de pression permettant de réaliser la conversion d'au moins une portion de l'huile désasphaltée; et
- la récupération du deuxième effluent (18) issu du second réacteur d’hydroconversion.
Process according to any of the preceding claims, in which step d) of fractionation comprises:
- the separation of the first and second effluents (12, 18) in a high pressure and high temperature separator (C 1 ) in order to obtain a gas phase product (19) and a liquid phase product (20);
- the separation of the liquid phase product (20) in an atmospheric distillation column (C 2 ) in order to recover a first light fraction (24) comprising hydrocarbon compounds boiling in a range of atmospheric distillates and a first heavy fraction (25) comprising hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 300°C;
- the separation of the heavy fraction (25) in a vacuum distillation column (C 3 ) in order to recover a second light fraction (26) comprising hydrocarbon compounds boiling in a range of vacuum distillates and a second heavy fraction (14 ) comprising hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 450°C; And
- sending the second heavy fraction (14) to the solvent deasphalting unit (D) in step e) as residue hydrocarbon fraction,
wherein the hydroconversion step a) of said heavy hydrocarbon feedstock comprises:
- sending hydrogen (11) and said heavy hydrocarbon charge (10) to a first hydroconversion reactor containing a first hydrocracking catalyst;
- bringing said heavy hydrocarbon charge (10) and hydrogen (11) into contact in the presence of the first hydrocracking catalyst under temperature and pressure conditions making it possible to carry out the conversion of at least a portion of said heavy hydrocarbon feedstock;
- recovering the first effluent (12) from the first hydroconversion reactor;
and wherein the hydroconversion step b) of the deasphalted oil fraction (15) comprises:
- sending hydrogen (17) and the deasphalted oil fraction (15) to a second hydroconversion reactor containing a second hydrocracking catalyst;
- bringing the deasphalted oil fraction (15) and hydrogen (17) into contact in the presence of the second hydrocracking catalyst under temperature and pressure conditions making it possible to carry out the conversion of at least a portion of deasphalted oil; And
- the recovery of the second effluent (18) from the second hydroconversion reactor.
Procédé selon la revendication 10, comprenant en outre le refroidissement du produit en phase gazeuse (19) afin de récupérer une fraction de gaz contenant de l'hydrogène (21) et une fraction de distillat (22); et l'envoi de la fraction de distillat (22) dans la colonne de distillation atmosphérique (C2).A method according to claim 10, further comprising cooling the gas phase product (19) to recover a hydrogen-containing gas fraction (21) and a distillate fraction (22); and sending the distillate fraction (22) to the atmospheric distillation column (C 2 ). Procédé selon la revendication 11, comprenant en outre le recyclage d'au moins une portion de la fraction de gaz contenant de l'hydrogène (21) dans au moins l’un dudit premier réacteur d’hydroconversion et second réacteur d’hydroconversion.A method according to claim 11, further comprising recycling at least a portion of the hydrogen-containing gas fraction (21) to at least one of said first hydroconversion reactor and second hydroconversion reactor. Procédé selon l’une des revendications 10 à 12, comprenant en outre le refroidissement de la seconde fraction lourde (14) via l'échange direct de chaleur avec au moins l'une parmi une portion du résidu (10) et une portion (28) de la première fraction lourde (25).Process according to one of claims 10 to 12, further comprising cooling the second heavy fraction (14) via direct heat exchange with at least one of a portion of the residue (10) and a portion (28 ) of the first heavy fraction (25). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la fraction hydrocarbonée de résidu (14) comprend des composés hydrocarbonés ayant un point d'ébullition d'au moins 450°C.A process according to any preceding claim, wherein the hydrocarbon residue fraction (14) comprises hydrocarbon compounds having a boiling point of at least 450°C. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’étape d’hydroconversion a) est opérée sous une pression absolue comprise entre 2 et 35 MPa, à une température comprise entre 300°C et 550°C, et sous une quantité d’hydrogène mélangée à la charge lourde hydrocarbonée comprise entre 50 et 5000 Nm3/m3de charge lourde hydrocarbonée.Process according to any one of the preceding claims, in which the hydroconversion stage a) is carried out under an absolute pressure of between 2 and 35 MPa, at a temperature of between 300°C and 550°C, and in a quantity of hydrogen mixed with the heavy hydrocarbon charge of between 50 and 5000 Nm 3 /m 3 of heavy hydrocarbon charge. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite charge lourde hydrocarbonée (10) contient une fraction d'au moins 80% ayant une température d'ébullition d'au moins 300°C, et est de préférence un pétrole brut ou est constituée de résidus atmosphériques et/ou de résidus sous vide issus de la distillation atmosphérique et/ou sous vide d’un pétrole brut, et est de préférence constituée de résidus sous vide issus de la distillation sous vide d’un pétrole brut.Process according to any of the preceding claims, wherein said heavy hydrocarbon feedstock (10) contains a fraction of at least 80% having a boiling point of at least 300°C, and is preferably a crude oil or consists of atmospheric residues and/or vacuum residues from the atmospheric and/or vacuum distillation of a crude oil, and preferably consists of vacuum residues from the vacuum distillation of a crude oil. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite charge lourde hydrocarbonée a une teneur en soufre d'au moins 0,1% poids, une teneur en carbone Conradson d'au moins 0,5% poids, une teneur en asphaltènes C7d'au moins 1% poids, et une teneur en métaux d'au moins 20 ppm poids.A process according to any preceding claim, wherein said heavy hydrocarbon feedstock has a sulfur content of at least 0.1 wt%, a Conradson carbon content of at least 0.5 wt%, an asphaltene content C 7 of at least 1% by weight, and a metal content of at least 20 ppm by weight.
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