FR3127228A1 - HYDROCRACKING PROCESS - Google Patents
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Abstract
L’ invention concerne un procédé d’hydrocraquage d’une charge pétrolière (1) :- (a) une étape d’hydrotraitement de la charge;- (b) une première étape d’hydrocraquage de l’effluent hydrotraité afin d’obtenir un premier effluent hydrocraqué ;- (c) une étape de séparation liquide/gaz de l’effluent hydrocraqué afin d’obtenir un effluent gazeux et un effluent liquide;- (d) une étape de distillation dudit effluent liquide séparé, afin d’obtenir au moins une fraction liquide lourde non convertie dite UCO de point d’ébullition supérieur à 340°C ;- (e1) une étape de séparation solide/liquide de la totalité ou d’une partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), afin d’obtenir un résidu solide et un liquide ;- (f) une deuxième étape optionnelle d’hydrocraquage d’une charge comprenant au moins une deuxième partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), et/ou tout ou partie du liquide obtenu à l’étape (e1) ;- (e2) une étape de renvoi d’au moins une partie du liquide obtenu à l’étape de séparation solide/liquide (e1) vers l’étape d’hydrotraitement (a) et/ou vers la première étape d’hydrocraquage (b) et/ou vers la deuxième étape d’hydrocraquage (f). Figure pour l’abrégé: Fig 3The invention relates to a process for the hydrocracking of a petroleum feed (1):- (a) a stage of hydrotreating the feed;- (b) a first stage of hydrocracking the hydrotreated effluent in order to obtain a first hydrocracked effluent;- (c) a stage of liquid/gas separation of the hydrocracked effluent in order to obtain a gaseous effluent and a liquid effluent;- (d) a stage of distillation of said separated liquid effluent, in order to obtain at least one unconverted heavy liquid fraction called UCO with a boiling point above 340°C;- (e1) a solid/liquid separation step of all or part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d), in order to obtain a solid residue and a liquid;- (f) a second optional step of hydrocracking a charge comprising at least a second part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d), and/or all or part of the liquid obtained in step (e1);- (e2) a step of returning at least part of the liquid obtained in the solid separation step/ liquid (e1) to the hydrotreating step (a) and/or to the first hydrocracking step (b) and/or to the second hydrocracking step (f). Figure for the abstract: Fig 3
Description
L’invention concerne un procédé d’hydrocraquage d’une charge pétrolière. On rappelle que l’hydrocraquage (aussi désigné sous le terme d’hydroconversion) de coupes pétrolières lourdes est un procédé clé du raffinage qui permet de produire, à partir de charges lourdes excédentaires et peu valorisables, les fractions plus légères telles qu’essences, carburéacteurs et gazoles légers que recherche le raffineur pour adapter sa production à la demande. Certains procédés d'hydrocraquage permettent d'obtenir également un résidu fortement purifié pouvant constituer d'excellentes bases pour huiles.The invention relates to a process for hydrocracking a petroleum feedstock. It is recalled that the hydrocracking (also referred to as hydroconversion) of heavy petroleum cuts is a key refining process which makes it possible to produce, from excess heavy feedstocks that are not very recoverable, lighter fractions such as gasoline, jet fuels and light gas oils that the refiner is looking for to adapt its production to demand. Certain hydrocracking processes also make it possible to obtain a highly purified residue which can constitute excellent bases for oils.
Les procédés d’hydrocraquage sont couramment utilisés en raffinerie pour transformer des mélanges hydrocarbonés en produits aisément valorisables. Ces procédés peuvent être utilisés pour transformer des coupes légères telles que, par exemple, des essences, en coupes plus légères (désignées aussi sous l’acronyme LPG pour « Liquefied Petroleum Gas » selon la terminologie anglo-saxonne). Ces procédés sont, habituellement, plutôt utilisés pour convertir des charges plus lourdes (telles que des coupes pétrolières ou synthétiques lourdes, par exemple des gasoils issus de distillation sous vide ou des effluents d’une unité Fischer-Tropsch) en essence ou naphta, kérosène, gasoil.Hydrocracking processes are commonly used in refineries to transform hydrocarbon mixtures into easily recoverable products. These processes can be used to transform light cuts such as, for example, gasoline, into lighter cuts (also designated by the acronym LPG for "Liquefied Petroleum Gas" according to the Anglo-Saxon terminology). These processes are usually rather used to convert heavier feedstocks (such as petroleum or heavy synthetic cuts, for example gas oils from vacuum distillation or effluents from a Fischer-Tropsch unit) into gasoline or naphtha, kerosene , diesel fuel.
Certains procédés d'hydrocraquage permettent d'obtenir également un résidu fortement purifié pouvant constituer d'excellentes bases pour huiles. Un des effluents particulièrement ciblés par le procédé d’hydrocraquage est le distillat moyen (fraction qui contient la coupe gazole et la coupe kérosène), c'est-à-dire des coupes à points d'ébullition initial d'au moins 150°C et final allant jusqu'à avant le point d'ébullition initial du résidu, par exemple inférieur à 340°C, ou encore à 370°C.Certain hydrocracking processes also make it possible to obtain a highly purified residue which can constitute excellent bases for oils. One of the effluents particularly targeted by the hydrocracking process is the middle distillate (fraction which contains the gas oil cut and the kerosene cut), i.e. cuts with initial boiling points of at least 150°C and final up to before the initial boiling point of the residue, for example below 340°C, or even below 370°C.
L’hydrocraquage est un procédé qui tire sa flexibilité, notamment, de trois éléments :
- les conditions opératoires utilisées,
- les types de catalyseurs employés, et
- le fait que l’hydrocraquage des charges hydrocarbonées puisse être réalisé en une ou en deux étapes.Hydrocracking is a process that draws its flexibility, in particular, from three elements:
- the operating conditions used,
- the types of catalysts used, and
- the fact that the hydrocracking of the hydrocarbon charges can be carried out in one or two stages.
En particulier, l’hydrocraquage des distillats sous vide (connus sous l’acronyme DSV) permet de produire des coupes légères (Gasoil, Kérosène, naphta…) plus valorisables que le DSV lui-même. Ce procédé catalytique ne permet pas de transformer entièrement le DSV en coupes légères. Après fractionnement, il reste donc une proportion plus ou moins importante de fraction de DSV non convertie, nommée UCO (acronyme pour « UnConverted Oil » selon la terminologie anglo-saxonne). Pour augmenter sa conversion, cette fraction non convertie UCO peut être recyclée. Elle peut être recyclée :
- à l’entrée du réacteur d’hydrotraitement, quand on prévoit de faire précéder l’hydrocraquage de la charge hydrocarbonée par un hydrotraitement,
- ou à l’entrée du réacteur d’hydrocraquage, dans le cas où il s’agit d’un procédé d’hydrocraquage en une étape,
- ou encore à l’entrée d’un deuxième réacteur d’hydrocraquage traitant la fraction non convertie à l’issue de l’étape de fractionnement, dans le cas où il s’agit d’un procédé d’hydrocraquage en deux étapes.In particular, the hydrocracking of distillates under vacuum (known by the acronym DSV) makes it possible to produce light cuts (gasoil, kerosene, naphtha, etc.) that are more recoverable than DSV itself. This catalytic process does not fully transform DSV into light cuts. After fractionation, there therefore remains a more or less significant proportion of unconverted DSV fraction, called UCO (acronym for “UnConverted Oil” according to Anglo-Saxon terminology). To increase its conversion, this unconverted UCO fraction can be recycled. It can be recycled:
- at the inlet of the hydrotreating reactor, when it is planned to precede the hydrocracking of the hydrocarbon charge by a hydrotreating,
- or at the inlet of the hydrocracking reactor, in the case where it is a one-step hydrocracking process,
- or at the inlet of a second hydrocracking reactor treating the unconverted fraction at the end of the fractionation step, in the case where it is a two-step hydrocracking process.
Il est connu que le recycle de cette fraction UCO conduit à la formation de composés aromatiques lourds polycycliques nommés HPNA (pour « Heavy PolyNuclear Aromatics » selon la terminaison anglo-saxonne) durant les réactions de craquage, et ainsi à l’accumulation indésirable de ces composés dans la boucle de recyclage. Cette accumulation conduit à la dégradation des performances du catalyseur d’hydrocraquage et/ou à l’encrassement des équipements.It is known that the recycling of this UCO fraction leads to the formation of polycyclic heavy aromatic compounds called HPNA (for "Heavy PolyNuclear Aromatics" according to the Anglo-Saxon termination) during the cracking reactions, and thus to the undesirable accumulation of these compounds in the recycling loop. This accumulation leads to the degradation of the performance of the hydrocracking catalyst and/or to the fouling of the equipment.
Une purge est généralement installée sur le recycle de ladite fraction UCO de DSV non convertie, notamment sur la ligne en fond de fractionnement, le débit de purge étant ajusté de manière à équilibrer la concentration des HPNA, à contrôler la concentration des HPNA dans la boucle de recyclage. Ainsi, la concentration totale des HPNA au sein d’une boucle de recyclage peut atteindre des valeurs généralement comprises entre 1 000 et 10 000 ppm.A purge is generally installed on the recycling of said unconverted DSV UCO fraction, in particular on the line at the bottom of the fractionation, the purge flow being adjusted so as to balance the concentration of HPNAs, to control the concentration of HPNAs in the loop of recycling. Thus, the total concentration of HPNA within a recycling loop can reach values generally between 1,000 and 10,000 ppm.
L’augmentation, dans un procédé d’hydrocraquage, de la conversion d’une charge DSV en coupes légères offre un avantage économique certain. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle la fraction non convertie du DSV est recyclée. En revanche, cette conversion ne peut atteindre 100%, du fait de la quantité de produit lourds valorisables purgés en même temps que les HPNA.The increase, in a hydrocracking process, of the conversion of a DSV feedstock into light cuts offers a definite economic advantage. This is also the reason why the unconverted fraction of DSV is recycled. On the other hand, this conversion cannot reach 100%, due to the quantity of recoverable heavy products purged at the same time as the HPNAs.
En fonction des conditions opératoires du procédé, ladite purge de la fraction lourde peut être comprise entre plus de 0 et 5% poids exprimé par rapport à la charge DSV entrante, et de préférence entre 0,5% et 3%poids. Le rendement en produits valorisables de l’hydrocraquage est donc réduit d’autant, alors que l’objectif du raffineur est naturellement de maximiser ce rendement.Depending on the operating conditions of the process, said purging of the heavy fraction can be between more than 0 and 5% by weight, expressed with respect to the incoming DSV feed, and preferably between 0.5% and 3% by weight. The yield of recoverable products from hydrocracking is therefore reduced by the same amount, whereas the objective of the refiner is naturally to maximize this yield.
Dans tout le présent texte, les composés HPNA sont définis comme des composés aromatiques polycycliques qui comprennent donc plusieurs noyaux aromatiques ou cycles benzéniques condensés. On peut aussi les nommer, par ailleurs, sous l’acronyme HPA, (pour Heavy Polynuclear Aromatics selon la terminologie anglo-saxonne), ou sous l’acronyme PNA (pour PolyNuclear Aromatics selon la terminologie anglo-saxonne). Ces composés, formés lors de réactions secondaires indésirables, sont stables et très difficiles à hydrocraquer. Typiquement, les HPNA sont des composés hydrocarbures aromatiques polycycliques constitués de plusieurs noyaux benzéniques fusionnés tels que, par exemple, le Coronène (composé à 24 carbones), le dibenzo(e,ghi) pérylène (26 carbones), le naphto[8,2,1,abc] coronène (30 carbones) et l’ovaléne (32 carbones), ainsi que leurs déclinaisons alkylées. Ces composés ne sont pas solubles en toutes proportions dans l’UCO dans les conditions des procédés d’hydrocraquage et peuvent s’accumuler sous forme solide menant à des problèmes opérationnels bien connus de l’homme du métier (bouchages/encrassements des équipements, désactivations de catalyseur). Les HPNA dits « très lourds » (plus de 10 cycles aromatiques), provenant des réactions entre HPNA plus légers, sont présumés être les plus néfastes pour le procédé d’hydrocraquage, du fait de leur faible solubilité dans l’UCO. Ils se présentent en effet sous la forme de particules solides, même dans des conditions élevées de température classiquement opérées dans un hydrocraqueur (c’est-à-dire à des températures d’au moins 200°C).Throughout this text, HPNA compounds are defined as polycyclic aromatic compounds which therefore comprise several aromatic rings or condensed benzene rings. They can also be called, moreover, under the acronym HPA, (for Heavy Polynuclear Aromatics according to the Anglo-Saxon terminology), or under the acronym PNA (for PolyNuclear Aromatics according to the Anglo-Saxon terminology). These compounds, formed during undesirable side reactions, are stable and very difficult to hydrocrack. Typically, HPNAs are polycyclic aromatic hydrocarbon compounds consisting of several fused benzene rings such as, for example, Coronene (compound with 24 carbons), dibenzo(e,ghi)perylene (26 carbons), naphtho[8,2 ,1,abc] coronene (30 carbons) and ovalene (32 carbons), as well as their alkylated variations. These compounds are not soluble in all proportions in UCO under the conditions of hydrocracking processes and can accumulate in solid form leading to operational problems well known to those skilled in the art (blockages/fouling of equipment, deactivations catalyst). The so-called "very heavy" HPNAs (more than 10 aromatic rings), resulting from reactions between lighter HPNAs, are presumed to be the most harmful for the hydrocracking process, due to their low solubility in UCO. They are in fact in the form of solid particles, even under high temperature conditions conventionally operated in a hydrocracker (i.e. at temperatures of at least 200°C).
La demande de brevet WO2016/102302 décrit un procédé de concentration des HPNA dans les fractions non converties (résidus) afin de les éliminer, et de réduire la quantité de résidu purgée pour augmenter la conversion et améliorer le rendement en produits valorisables. Pour ce faire, il est mis en place un soutirage latéral en dessous du point d’alimentation de la colonne de fractionnement, le flux soutiré présentant une faible concentration en HPNA et une proportion importante d’hydrocarbures non convertis dans la section d’hydrocraquage en amont. La séparation du liquide a lieu de préférence en associant un stripeur à la colonne de fractionnement : le gaz de stripage peut également être injecté dans la section la plus basse de la colonne de fractionnement en dessous du plateau d’alimentation et au-dessus du point d’évacuation du résidu, afin de stripper le résidu de distillation et ainsi de concentrer les composés les plus lourds dans ledit résidu avant de purger entièrement ledit résidu, ce qui permet de limiter la perte de rendement associée à la faible concentration des HPNA dans la purge. Dans ce procédé, aucune étape de recyclage du résidu non converti dans la colonne de fractionnement n’est prévue, et le résidu non converti n’est pas non plus recyclé dans l’étape d’hydrocraquage : Il est entièrement purgé.Patent application WO2016/102302 describes a process for concentrating HPNAs in the unconverted fractions (residues) in order to eliminate them, and to reduce the quantity of residue purged to increase the conversion and improve the yield of recoverable products. To do this, a lateral withdrawal is set up below the feed point of the fractionation column, the withdrawn stream having a low concentration of HPNA and a large proportion of unconverted hydrocarbons in the hydrocracking section in upstream. The separation of the liquid preferably takes place by associating a stripper with the fractionation column: the stripping gas can also be injected into the lowest section of the fractionation column below the feed plate and above the point evacuation of the residue, in order to strip the distillation residue and thus to concentrate the heaviest compounds in said residue before completely purging said residue, which makes it possible to limit the loss of yield associated with the low concentration of HPNAs in the purge. In this process, no recycling step of the unconverted residue in the fractionation column is provided, and the unconverted residue is also not recycled in the hydrocracking step: It is completely purged.
Le brevet US9580663 décrit un procédé d’hydrocraquage dans lequel une partie de la fraction non convertie (UCO) issu du fond de la colonne de fractionnement, est strippée à contre-courant dans une colonne de stripage externe à ladite colonne de fractionnement, pour produire une fraction vapeur en tête de colonne de stripage, qui est ensuite recyclée dans le fond de la colonne de fractionnement, et une fraction liquide strippée concentrée en HPNA. Cette fraction liquide concentrée en HPNA est au moins en partie purgée, l’autre partie de cette fraction pouvant être recyclée à la colonne de stripage. Ce procédé permet de concentrer les HPNA avant leur purge. La grande concentration en HPNA dans la fraction liquide permet l’enlèvement des HPNA à un débit de purge inférieur, ce qui résulte en une conversion totale du procédé plus élevée avec l’obtention d’un rendement en produits valorisable amélioré.Patent US9580663 describes a hydrocracking process in which part of the unconverted fraction (UCO) from the bottom of the fractionation column, is stripped against the current in a stripping column external to said fractionation column, to produce a vapor fraction at the top of the stripping column, which is then recycled to the bottom of the fractionation column, and a stripped liquid fraction concentrated in HPNA. This liquid fraction concentrated in HPNA is at least partly purged, the other part of this fraction being able to be recycled to the stripping column. This process makes it possible to concentrate the HPNAs before purging them. The high concentration of HPNA in the liquid fraction allows the removal of HPNA at a lower purge rate, which results in a higher total process conversion with an improved yield of valuable products obtained.
Ces différents procédés ont permis, au prix d’équipements supplémentaires, de réduire la fraction de l’UCO purgée. Bien que plus concentrée en HPNA, cette fraction contient encore une proportion importante en produits valorisables, et le compromis entre taux d’élimination des HPNA et perte en produit valorisable reste donc perfectible.These different processes made it possible, at the cost of additional equipment, to reduce the fraction of UCO purged. Although more concentrated in HPNA, this fraction still contains a significant proportion of recoverable products, and the compromise between elimination rate of HPNA and loss of recoverable product therefore remains perfectible.
L’invention a alors pour but d’améliorer ces solutions existantes, notamment pour trouver de meilleurs compromis entre élimination des HPNA et rendement de l’hydrocraquage en produits valorisables. Elle vise notamment à augmenter le taux d’élimination des HPNA sans compromettre significativement le rendement de l’hydrocraquage en produits valorisables, ou à maintenir un taux d’élimination des HPNA analogue en augmentant le rendement en produits valorisables, ou à augmenter à la fois l’élimination des HPNA et le rendement en produits valorisables.The aim of the invention is therefore to improve these existing solutions, in particular to find better compromises between the elimination of the HPNAs and the yield of the hydrocracking into recoverable products. It aims in particular to increase the HPNA removal rate without significantly compromising the hydrocracking yield of recoverable products, or to maintain a similar HPNA removal rate by increasing the yield of recoverable products, or to increase both removal of HPNAs and yield of valuable products.
Résumé de l'invention
L’invention a tout d’abord pour objet un procédé d’hydrocraquage d’une charge pétrolière comprenant au moins 10% volume de composés bouillant au-dessus de 340°C, ledit procédé comprenant :
- (a) une étape d’hydrotraitement de la charge en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrotraitement, afin d’obtenir un effluent hydrotraité ;
- (b) une première étape d’hydrocraquage d’au moins une partie de l’effluent hydrotraité en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrocraquage afin d’obtenir un premier effluent hydrocraqué;
- (c) une étape de séparation liquide/gaz de l’effluent hydrocraqué afin d’obtenir un effluent gazeux séparé et un effluent liquide séparé ;
- (d) une étape de distillation dudit effluent liquide séparé, afin d’obtenir au moins une fraction de distillats moyens de point d’ébullition compris entre 150 et 370°C, une fraction liquide lourde non convertie dite UCO de point d’ébullition supérieur à 340°C, éventuellement une fraction gazeuse et éventuellement une fraction essence de point d’ébullition inférieure à 150°C ;
- (e1) une étape de séparation solide/liquide de la totalité ou d’une première partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), afin d’obtenir un résidu solide et un liquide ;
- (f) une deuxième étape optionnelle d’hydrocraquage, en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrocraquage, d’une charge comprenant au moins une deuxième partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), et/ou tout ou partie du liquide obtenu à l’étape (e1) afin d’obtenir un deuxième effluent hydrocraqué
- (e2) une étape de renvoi d’au moins une partie du liquide obtenu à l’étape de séparation solide/liquide (e1), notamment tout le liquide, vers l’étape d’hydrotraitement (a) et/ou vers la première étape d’hydrocraquage (b) et/ou vers la deuxième étape d’hydrocraquage (f) quand elle est opérée dans le procédé. Summary of the invention
The subject of the invention is first of all a process for the hydrocracking of a petroleum feedstock comprising at least 10% volume of compounds boiling above 340° C., said process comprising:
- (a) a step of hydrotreating the charge in the presence of hydrogen and a hydrotreating catalyst, in order to obtain a hydrotreated effluent;
- (b) a first step of hydrocracking at least a portion of the hydrotreated effluent in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst in order to obtain a first hydrocracked effluent;
- (c) a step of liquid/gas separation of the hydrocracked effluent in order to obtain a separated gaseous effluent and a separated liquid effluent;
- (d) a step of distilling said separated liquid effluent, in order to obtain at least a fraction of middle distillates with a boiling point of between 150 and 370° C., an unconverted heavy liquid fraction called UCO with a boiling point greater than 340° C., optionally a gaseous fraction and optionally a gasoline fraction with a boiling point of less than 150° C.;
- (e1) a step of solid/liquid separation of all or a first part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d), in order to obtain a solid residue and a liquid;
- (f) an optional second step of hydrocracking, in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst, of a charge comprising at least a second part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d), and/or all or part of the liquid obtained in step (e1) in order to obtain a second hydrocracked effluent
- (e2) a step of returning at least part of the liquid obtained in the solid/liquid separation step (e1), in particular all the liquid, to the hydrotreatment step (a) and/or to the first hydrocracking stage (b) and/or to the second hydrocracking stage (f) when it is carried out in the process.
Avantageusement, l’étape (e1) de séparation solide/liquide est choisie parmi la centrifugation et la filtration. Quand on choisit la technique de centrifugation, on obtient un résidu solide qu’on appelle aussi refus solide ou refus de centrifugation, et un liquide appelé centrifugeât. Quand on choisit la technique de filtration, on parlera de résidu de filtration pour le solide obtenu, et de filtrat pour le liquide obtenu. Les termes « solide » et « liquide » sont à comprendre ici dans leurs acceptions connues dans les techniques de centrifugation et de filtration.Advantageously, step (e1) of solid/liquid separation is chosen from centrifugation and filtration. When we choose the centrifugation technique, we obtain a solid residue which is also called solid refusal or centrifugation refusal, and a liquid called centrifugation. When the filtration technique is chosen, we will speak of filtration residue for the solid obtained, and of filtrate for the liquid obtained. The terms “solid” and “liquid” are to be understood here in their known meanings in centrifugation and filtration techniques.
L’invention est donc un procédé d’hydrocraquage permettant d’éliminer une partie des HPNA contenus dans les UCO par séparation solide/liquide, en aval de la distillation, d’au moins une partie de ces UCO : Le résidu solide, très concentré/riche en HPNA, et plus particulièrement en HPNA très lourds (c’est-à-dire contenant au moins dix cycles benzéniques), est éliminé/purgé du procédé d’hydrocraquage, alors que le liquide, considérablement appauvri en HPNA, tout particulièrement en HPNA les plus lourds, ceux qui sont les plus préjudiciables, peut être entièrement recyclé/renvoyé à l’hydrotraitement ou à l’hydrocraquage. On peut donc à la fois maintenir un bon rendement d’hydrocraquage en produits valorisables, et éliminer davantage de HPNA.
L’invention est en outre très flexible dans sa mise en œuvre : elle permet d’ajuster selon les besoins les niveaux de conversion et d’élimination des HPNA, notamment en pouvant ajuster/modifier la proportion relative entre les UCO obtenus à la distillation, qui sont directement recyclés à l’hydrocraquage (le premier ou le deuxième hydrocraquage, quand le procédé comporte deux étapes d’hydrocraquage), et les UCO qui auront préalablement été séparés en solide et en liquide, ou encore en pouvant ajuster/modifier la façon d’opérer la séparation solide/liquide (durée, vitesse de centrifugation, pression de filtration etc…) pour ajuster la proportion relative entre le résidu solide qui sera purgé et le liquide qui sera recyclé.The invention is therefore a hydrocracking process making it possible to eliminate part of the HPNAs contained in the UCOs by solid/liquid separation, downstream of the distillation, of at least a part of these UCOs: The solid residue, very concentrated /rich in HPNA, and more particularly in very heavy HPNA (that is to say containing at least ten benzene rings), is eliminated/purged from the hydrocracking process, while the liquid, considerably depleted in HPNA, most particularly The heaviest, most damaging HPNAs can be fully recycled/returned to hydrotreating or hydrocracking. It is therefore possible both to maintain a good hydrocracking yield of recoverable products, and to eliminate more HPNA.
The invention is also very flexible in its implementation: it makes it possible to adjust the levels of conversion and elimination of the HPNAs, in particular by being able to adjust/modify the relative proportion between the UCOs obtained during the distillation, which are directly recycled to the hydrocracking (the first or the second hydrocracking, when the process comprises two hydrocracking stages), and the UCOs which will have previously been separated into solid and liquid, or even by being able to adjust/modify the way operate the solid/liquid separation (duration, centrifugation speed, filtration pressure, etc.) to adjust the relative proportion between the solid residue which will be purged and the liquid which will be recycled.
Avantageusement, le procédé selon l’invention peut comprendre une étape (e2) de renvoi d’une troisième partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d) vers l’étape d’hydrotraitement (a) ou vers la première étape d’hydrocraquage (b) : il s’agit donc de la partie des UCO sur laquelle on n’a pas opéré de séparation solide/liquide et qui retourne au premier hydrocraquage, il ne s’agit donc pas du liquide (comme le centrifugeât ou le filtrat) obtenu par cette séparation solide/liquide.Advantageously, the method according to the invention may comprise a step (e2) of returning a third part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d) to the hydrotreatment step (a) or to the first hydrocracking stage (b): it is therefore the part of the UCO on which no solid/liquid separation has been carried out and which returns to the first hydrocracking, it is therefore not the liquid (such as the centrifugate or the filtrate) obtained by this solid/liquid separation.
Cette fraction d’UCO non traitée par la séparation solide/liquide et le liquide obtenu par la séparation solide/liquide (centrifugeât, filtrat) peuvent être mélangés préalablement à leur hydrocraquage, ou non. Ils peuvent être introduits conjointement dans le réacteur d’hydrocraquage, par un ou des points d’injection communs, ou être introduits par des points d’injection distincts. Le choix se fera, notamment, en fonction du type de réacteur. On peut prévoir un traitement thermique / un chauffage sur le mélange ou sur le liquide obtenu par la séparation solide/liquide seul (avant mélange ou en l’absence de mélange) au besoin.This fraction of UCO not treated by the solid/liquid separation and the liquid obtained by the solid/liquid separation (centrifugeate, filtrate) can be mixed prior to their hydrocracking, or not. They can be introduced together into the hydrocracking reactor, through one or more common injection points, or be introduced through separate injection points. The choice will be made, in particular, according to the type of reactor. Heat treatment / heating can be provided on the mixture or on the liquid obtained by the solid/liquid separation alone (before mixing or in the absence of mixing) if necessary.
Quand le procédé selon l’invention prévoit la deuxième étape d’hydrocraquage (f), le deuxième effluent hydrocraqué peut avantageusement être renvoyé à l’étape (c) de séparation liquide/gaz.When the process according to the invention provides for the second hydrocracking stage (f), the second hydrocracked effluent can advantageously be returned to stage (c) of liquid/gas separation.
Quand le procédé selon l’invention prévoit la deuxième étape d’hydrocraquage (f), le procédé peut également comporter une étape (g) de séparation liquide/gaz du deuxième effluent hydrocraqué, afin d’obtenir un effluent gazeux, et un effluent liquide hydrocarboné qui peut éventuellement être renvoyé à l’étape (d) de distillation, directement ou avec au moins un traitement intermédiaire du type strippage à la vapeur.When the process according to the invention provides for the second hydrocracking stage (f), the process may also comprise a stage (g) of liquid/gas separation of the second hydrocracked effluent, in order to obtain a gaseous effluent, and a liquid effluent hydrocarbon which may optionally be returned to step (d) of distillation, directly or with at least one intermediate treatment of the steam stripping type.
On voit donc que le deuxième effluent hydrocraqué, quand on a affaire à un procédé d’hydrocraquage avec deux étapes d’hydrocraquage, peut être séparé en liquide et en gaz
- soit avec le premier effluent hydrocraqué, dans la même étape de séparation (c),
- soit dans une étape (g) distincte, qui lui est dédié ( et avec d’autres équipements donc).It is therefore seen that the second hydrocracked effluent, when dealing with a hydrocracking process with two hydrocracking stages, can be separated into liquid and gas
- either with the first hydrocracked effluent, in the same separation step (c),
- or in a separate step (g), which is dedicated to it (and therefore with other equipment).
Avantageusement l’effluent gazeux séparé obtenu à l’étape de séparation liquide/gaz (c) sur l’effluent hydrocraqué obtenu à la première étape (b) d’hydrocraquage et/ou obtenu à l’étape de séparation liquide/gaz (g) de l’effluent hydrocraqué obtenu à la deuxième étape d’hydrocraquage (f) quand elle est prévue, est un flux d’hydrogène qu’on renvoie vers l’étape (a) d’hydrotraitement et/ou vers la première étape (b) d’hydrocraquage et/ou vers la deuxième étape d’hydrocraquage (f) quand elle est prévue.
On comprend par « flux d’hydrogène » un flux majoritairement, notamment essentiellement, constitué d’hydrogène.
Ce recyclage d’hydrogène réduit ainsi la consommation en hydrogène « frais » du procédé selon l’invention.Advantageously, the separated gaseous effluent obtained in the liquid/gas separation step (c) on the hydrocracked effluent obtained in the first hydrocracking step (b) and/or obtained in the liquid/gas separation step (g ) of the hydrocracked effluent obtained in the second hydrocracking stage (f) when it is provided, is a flow of hydrogen which is returned to the hydrotreatment stage (a) and/or to the first stage ( b) hydrocracking and/or to the second hydrocracking stage (f) when it is provided.
“Hydrogen flow” is understood to mean a flow mainly, in particular essentially, consisting of hydrogen.
This hydrogen recycling thus reduces the “fresh” hydrogen consumption of the process according to the invention.
De préférence, l’étape de séparation liquide/gaz (c) sur l’effluent hydrocraqué obtenu à la première étape (b) d’hydrocraquage et/ou l’étape de séparation liquide/gaz (g) du deuxième effluent hydrocraqué, quand elle est prévue, s’opère par une succession de séparations, notamment à l’aide d’un enchaînement de ballons séparateurs fonctionnant à une pression d’au moins 2MPa, notamment comprise entre 2 et 25 MPa, et peut comprendre un traitement optionnel par strippage à la vapeur de l’effluent liquide séparé.Preferably, the liquid/gas separation step (c) on the hydrocracked effluent obtained in the first hydrocracking step (b) and/or the liquid/gas separation step (g) of the second hydrocracked effluent, when it is planned, takes place by a succession of separations, in particular using a series of separator balloons operating at a pressure of at least 2 MPa, in particular between 2 and 25 MPa, and may include an optional treatment by steam stripping of the separated liquid effluent.
De préférence, dans l’étape de séparation solide/liquide (e1), la première partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO qui est séparée correspond à 0,1 à 100% poids, notamment de 5 à 50% poids, de préférence de 10 à 30% poids de la fraction liquide lourde obtenue à l’étape (d).Preferably, in the solid/liquid separation stage (e1), the first part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO which is separated corresponds to 0.1 to 100% by weight, in particular from 5 to 50% by weight, of preferably from 10 to 30% by weight of the heavy liquid fraction obtained in step (d).
De préférence encore, dans l’étape de séparation solide/liquide (e1), le résidu solide correspond à 0,1 à 40% volume, notamment de 0,1 à 5% volume, de préférence de 0,1 à 2% volume, de la fraction liquide lourde dite UCO sur laquelle on opère le traitement de séparation solide/liquide.More preferably, in the solid/liquid separation step (e1), the solid residue corresponds to 0.1 to 40% volume, in particular from 0.1 to 5% volume, preferably from 0.1 to 2% volume , of the heavy liquid fraction called UCO on which the solid/liquid separation treatment is carried out.
De préférence, on purge le résidu solide obtenu à l’étape (e1), et on peut alors prévoir au moins un éventuel traitement de ce résidu, par exemple de type séchage, pour le valoriser sous forme de carbone solide type graphène ou noir de carbone. Ce résidu est en effet généralement constitué de HPNA très lourds (au moins 10 cycles benzéniques) que l’on peut ainsi valoriser.Preferably, the solid residue obtained in step (e1) is purged, and it is then possible to provide at least one possible treatment of this residue, for example of the drying type, to recover it in the form of solid carbon of the graphene type or carbon black. carbon. This residue is in fact generally made up of very heavy HPNA (at least 10 benzene cycles) which can thus be recovered.
L’étape (e1) de séparation solide/liquide, notamment quand il s’agit d’une centrifugation, est avantageusement opérée à une température comprise entre 50 et 350°C, de préférence entre 70 et 200°C, par exemple entre 80 et 120°C, notamment à une température d’au plus 100°C. Ces gammes de température sont notamment compatibles avec une utilisation de centrifugeuses actuellement disponibles pour des applications industrielles. Elle peut requérir, comme détaillé plus loin, que la fraction d’UCO à séparer soit préalablement traitée thermiquement pour atteindre ces températures, il s’agira généralement de refroidissement.
L’étape (e1), quand il s’agit d’une centrifugation, est avantageusement opérée à une vitesse de centrifugation comprise entre 1000 et 20 000 tours/minute, notamment entre 2000 et 10 000 tours/minutes. La centrifugation peut aussi être avantageusement opérée à une vitesse exprimée en force de centrifugation exprimée en nombre de G : la force appliquée peut être choisie entre 3000 G et 14000 G, notamment entre 8000 G et 14000 G.Step (e1) of solid/liquid separation, in particular when it involves centrifugation, is advantageously carried out at a temperature of between 50 and 350° C., preferably between 70 and 200° C., for example between 80 and 120°C, in particular at a temperature of at most 100°C. These temperature ranges are in particular compatible with the use of centrifuges currently available for industrial applications. It may require, as detailed below, that the UCO fraction to be separated be heat-treated beforehand to reach these temperatures, this will generally involve cooling.
Step (e1), when it involves centrifugation, is advantageously carried out at a centrifugation speed of between 1,000 and 20,000 revolutions/minute, in particular between 2,000 and 10,000 revolutions/minute. Centrifugation can also advantageously be carried out at a speed expressed in centrifugation force expressed in number of G: the force applied can be chosen between 3000 G and 14000 G, in particular between 8000 G and 14000 G.
L’étape de centrifugation (e1) de la première partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d) peut comprendre un traitement (e’) de refroidissement préliminaire à la séparation solide/liquide de ladite première partie de la fraction liquide lourde non convertie et, optionnellement, un traitement de chauffage (e’’) du liquide obtenu par cette séparation. En effet, comme vu plus haut, la technique choisie pour opérer la séparation solide/liquide peut requérir de modérer la température de la fraction d’UCO à séparer, notamment pour des contraintes, par exemple, liés aux dispositifs de centrifugation ayant des plages de température de fonctionnement données, avec des seuils de température maximaux à ne pas dépasser. Mais en contrepartie, pour pouvoir ensuite recycler le liquide, il peut être nécessaire de le réchauffer par la suite, pour qu’il atteigne ou se rapproche de la température de l’autre fraction d’UCO non séparée qui est également recyclée.The centrifugation step (e1) of the first part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d) may comprise a cooling treatment (e') preliminary to the solid/liquid separation of said first part of the unconverted heavy liquid fraction and, optionally, a heating treatment (e'') of the liquid obtained by this separation. Indeed, as seen above, the technique chosen to operate the solid/liquid separation may require moderating the temperature of the UCO fraction to be separated, in particular for constraints, for example, related to centrifugation devices having ranges of given operating temperature, with maximum temperature thresholds not to be exceeded. But on the other hand, in order to then be able to recycle the liquid, it may be necessary to heat it afterwards, so that it reaches or approaches the temperature of the other unseparated UCO fraction which is also recycled.
L’étape (e1) de séparation solide/liquide, notamment quand il s’agit d’une filtration, est réalisée sur un milieu perméable capable de retenir uniquement les particules solides. Ce milieu filtrant est caractérisé par une taille de pore pouvant varier de 0,5 µm à 80 µm, de préférence de 1µm à 5µm.Step (e1) of solid/liquid separation, in particular when it comes to filtration, is carried out on a permeable medium capable of retaining only solid particles. This filtering medium is characterized by a pore size which can vary from 0.5 μm to 80 μm, preferably from 1 μm to 5 μm.
Pour faire passer le fluide à travers le milieu filtrant, une force motrice égale ou supérieure à la perte de charge doit être appliquée. Cette force peut provenir d’une pression appliquée à la suspension en amont du filtre, d’un effet de vide appliqué en aval du filtre, de la force centrifuge ou de la force de gravité. L’essentiel est d’avoir une différentielle de pression à travers le filtre permettant au fluide de s’écouler.To drive the fluid through the filter medium, a driving force equal to or greater than the pressure drop must be applied. This force can come from a pressure applied to the suspension upstream of the filter, from a vacuum effect applied downstream from the filter, from centrifugal force or from the force of gravity. The key is to have a pressure differential across the filter allowing the fluid to flow.
Dans le cas de la filtration des HPNA présents dans les UCOS, le but principal est de clarifier le liquide en enlevant les particules solides. La concentration des particules de HPNA est généralement inférieure à 1% poids, et leur taille varie de 1µm à 80 µm.In the case of filtration of HPNAs present in UCOs , the main purpose is to clarify the liquid by removing solid particles. The concentration of HPNA particles is generally less than 1% by weight, and their size varies from 1 μm to 80 μm.
Une filtration de surface est la plus approprié. Dans ce type de filtration, le diamètre de particules est supérieur au diamètre des pores, et les particules sont retenues en raison de leur taille. Des exemples de ce type de filtre pouvant être utilisés pour la filtration des HPNA sont : cartouches filtrantes, micro-tamis, filtres en tissus, filtres à poches, et plus généralement toute surface filtrante avec un taille de pore de par exemple au plus ou égale à 0,5 µm permettant de retenir des particules de plus de 0,5 à 80 µm.Surface filtration is the most appropriate. In this type of filtration, the particle diameter is greater than the pore diameter, and the particles are retained due to their size. Examples of this type of filter that can be used for the filtration of HPNA are: filter cartridges, micro-sieves, fabric filters, pocket filters, and more generally any filtering surface with a pore size of for example at most or equal to 0.5 µm to retain particles larger than 0.5 to 80 µm.
La force motrice peut provenir de la pression appliquée au fluide, de la force centrifuge ou de la force gravitaire. La force appliquée doit être capable de surmonter une perte de charge dans le filtre pouvant varier entre 75 kPa et 800 kPa selon le modèle choisi.The driving force can come from the pressure applied to the fluid, from the centrifugal force or from the gravitational force. The force applied must be able to overcome a pressure drop in the filter that can vary between 75 kPa and 800 kPa depending on the model chosen.
Selon un premier mode de réalisation, l’étape de séparation solide/liquide (e1) comprend le traitement préliminaire de refroidissement (e’) de ladite première partie de la fraction liquide lourde non convertie et le traitement de chauffage (e’’) du liquide obtenu, et on opère ce refroidissement et ce chauffage par un transfert thermique, notamment par un échangeur de type charge-effluent, depuis la première partie de la fraction liquide lourde non convertie vers le liquide séparé à l’étape e1) (centrifugeât, filtrat notamment).According to a first embodiment, the solid/liquid separation step (e1) comprises the preliminary cooling treatment (e') of said first part of the unconverted heavy liquid fraction and the heating treatment (e'') of the liquid obtained, and this cooling and this heating are carried out by heat transfer, in particular by a feed-effluent type exchanger, from the first part of the unconverted heavy liquid fraction to the liquid separated in step e1) (centrifuge, filtrate in particular).
L’invention a également pour objet une installation d’hydrocraquage mettant en œuvre le procédé décrit plus haut.The invention also relates to a hydrocracking installation implementing the process described above.
L’invention a également pour objet une installation d’hydrocraquage d’une charge pétrolière (1) comprenant au moins 10% volume de composés bouillant au-dessus de 340°C, ladite installation comprenant :
- (a) une section d’hydrotraitement de la charge comprenant au moins un réacteur (R1) en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrotraitement, afin d’obtenir un effluent hydrotraité ;
- (b) une première section d’hydrocraquage d’au moins une partie de l’effluent hydrotraité comprenant au moins un réacteur (R2) en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrocraquage afin d’obtenir un premier effluent hydrocraqué;
- (c) une section de séparation liquide/gaz de l’effluent hydrocraqué, comprenant notamment un enchaînement de ballons séparateurs à pression entre 2 et 25 MPa, afin d’obtenir un effluent gazeux séparé et un effluent liquide séparé ;
- (d) une section de distillation dudit effluent liquide séparé, comprenant au moins une colonne de distillation, afin d’obtenir au moins une fraction de distillats moyens de point d’ébullition compris entre 150 et 370°C, une fraction liquide lourde non convertie dite UCO de point d’ébullition supérieur à 340°C, éventuellement une fraction gazeuse et éventuellement une fraction essence de point d’ébullition inférieure à 150°C ;
- (e1) une section de séparation solide/liquide de la totalité ou d’une première partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), comprenant notamment au moins un dispositif centrifugeur et/ou un dispositif de filtration, afin d’obtenir un résidu solide et un liquide;
- (f) une deuxième section optionnelle d’hydrocraquage, comprenant au moins un réacteur (R3) en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrocraquage, d’une charge comprenant au moins une deuxième partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), afin d’obtenir un deuxième effluent hydrocraqué ;
- (e2) une section de renvoi d’au moins une partie du liquide obtenu à l’étape de séparation solide/liquide (e1), notamment tout le liquide, vers la section d’hydrotraitement (a), et/ou vers la première section d’hydrocraquage (b) et/ou vers la deuxième section d’hydrocraquage (f) quand elle est opérée dans le procédé, ladite section de renvoi comprenant des connexions fluidiques de type conduites entre la section de séparation solide/liquide (e1) et l’une et/ou l’autre des sections d’hydrocraquage (b,f)et/ou d’hydrotraitement (a).The invention also relates to an installation for the hydrocracking of a petroleum feedstock (1) comprising at least 10% volume of compounds boiling above 340° C., said installation comprising:
- (a) a hydrotreating section of the charge comprising at least one reactor (R1) in the presence of hydrogen and a hydrotreating catalyst, in order to obtain a hydrotreated effluent;
- (b) a first section for hydrocracking at least part of the hydrotreated effluent comprising at least one reactor (R2) in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst in order to obtain a first hydrocracked effluent ;
- (c) a section for the liquid/gas separation of the hydrocracked effluent, comprising in particular a series of separator drums at pressure between 2 and 25 MPa, in order to obtain a separated gaseous effluent and a separated liquid effluent;
- (d) a section for distilling said separated liquid effluent, comprising at least one distillation column, in order to obtain at least a fraction of middle distillates with a boiling point of between 150 and 370°C, a heavy liquid fraction not converted so-called UCO with a boiling point above 340° C., optionally a gaseous fraction and optionally a gasoline fraction with a boiling point below 150° C.;
- (e1) a solid/liquid separation section for all or a first part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d), comprising in particular at least one centrifuge device and/or one device filtration, in order to obtain a solid residue and a liquid;
- (f) a second optional hydrocracking section, comprising at least one reactor (R3) in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst, of a charge comprising at least a second part of the heavy liquid fraction not converted so-called UCO obtained in step (d), in order to obtain a second hydrocracked effluent;
- (e2) a section for returning at least part of the liquid obtained in the solid/liquid separation step (e1), in particular all the liquid, to the hydrotreatment section (a), and/or to the first hydrocracking section (b) and/or to the second hydrocracking section (f) when it is operated in the process, said return section comprising conduit-type fluidic connections between the solid/liquid separation section (e1 ) and one and/or the other of the hydrocracking (b, f) and/or hydrotreating (a) sections.
L’invention peut ainsi avoir recours à un dispositif de centrifugation (une centrifugeuse), qui peut être est positionnée en aval de la section de distillation (appelée aussi fractionnement) des produits issus du procédé d’hydrocraquage, ou à un dispositif de filtration qui peut également être positionné en aval de la section de distillation.The invention can thus have recourse to a centrifugation device (a centrifuge), which can be positioned downstream of the distillation section (also called fractionation) of the products resulting from the hydrocracking process, or to a filtration device which can also be positioned downstream of the distillation section.
Cette installation peut comprendre au moins un échangeur thermique de type charge-effluent pour assurer un transfert thermique depuis la première partie de la fraction liquide lourde non convertie obtenue à l’étape (d) vers le centrifugeât obtenu à l’étape (e1) et/ou au moins un mélangeur pour assurer le mélange de la fraction gazeuse et/ou de la fraction essence de point d’ébullition inférieure à 150°C préalablement refroidie avec ladite première partie de la fraction liquide lourde non convertie obtenues à l’étape (d).This installation may comprise at least one charge-effluent type heat exchanger to ensure heat transfer from the first part of the unconverted heavy liquid fraction obtained in step (d) to the centrifugate obtained in step (e1) and / or at least one mixer to mix the gaseous fraction and/or the gasoline fraction with a boiling point below 150° C., previously cooled, with the said first part of the unconverted heavy liquid fraction obtained in step ( d).
Liste des figuresList of Figures
La
La
La
La
La
La
L’ensemble de ces figures est très schématique, ne respecte pas nécessairement l’échelle ni la répartition spatiale des différents dispositifs représentés. Les références identiques d’une figure à l’autre correspondent aux mêmes composés/lignes/dispositifs.All of these figures are very schematic, do not necessarily respect the scale or the spatial distribution of the different devices represented. Identical references from one figure to another correspond to the same compounds/lines/devices.
Description des figuresDescription of figures
La
- la charge 1 ainsi que de l’hydrogène alimentent une section d’hydrotraitement a),
- l’effluent hydrotraité 2 ainsi que de l’hydrogène alimentent une section d’hydrocraquage b)
- l’effluent hydrocraqué 3 alimente une section de séparation c) gaz/liquide, en sortie on obtient un effluent gazeux 4 et un effluent liquide 5
- l’effluent liquide 5 alimente une section d) de distillation (appelée aussi section de fractionnement), en sortie on obtient, depuis le haut vers le bas de la colonne de distillation, un effluent gazeux 11 de LP Off-gas (terminologie anglosaxonne désignant des composés hydrocarbures de C1 à C4-C5, plus légers donc que le naphta, qui comporte des composés hydrocarbures en C5-C6 et plus) un effluent 6 de naphta, un effluent 7 de kérozène, un effluent 8 de diesel et un effluent 9 d’UCO soutiré en bas de colonne.
L’effluent 9 riche en HPNA est partagé en un flux 10 de purge (éliminé du procédé) et un flux 9’ et/ou 9’’ qui est recyclé respectivement en entrée de la section d’hydrotraitement a) ou en entrée de la section d’hydrocraquage b).There
- charge 1 as well as hydrogen supply a hydrotreatment section a),
- the hydrotreated effluent 2 as well as hydrogen supply a hydrocracking section b)
- the hydrocracked effluent 3 feeds a gas/liquid separation section c), at the outlet a gaseous effluent 4 and a liquid effluent 5 are obtained
- the liquid effluent 5 feeds a distillation section d) (also called the fractionation section), at the outlet one obtains, from the top to the bottom of the distillation column, a gaseous effluent 11 of LP Off-gas (Anglo-Saxon terminology designating hydrocarbon compounds from C1 to C4-C5, therefore lighter than naphtha, which comprises hydrocarbon compounds from C5-C6 and more) a naphtha effluent 6, a kerozene effluent 7, a diesel effluent 8 and an effluent 9 of UCO withdrawn at the bottom of the column.
The HPNA-rich effluent 9 is divided into a purge stream 10 (removed from the process) and a stream 9' and/or 9'' which is recycled respectively at the inlet of the hydrotreatment section a) or at the inlet of the hydrocracking section b).
La
La
La
En fait, l’invention prévoit de nombreuses variantes en ce qui concerne le traitement du flux 9 d’UCO sortant de la section (d) de fractionnement, dont notamment les trois suivantes :
- soit on envoie tout l’effluent 9 à la section (e1) de séparation solide/liquide (
- soit on n’envoie qu’une partie de l’effluent 9 à la section de séparation solide/liquide (
- soit une partie de l’effluent 9 est purgée, une autre partie est traitée dans la section (e1) de séparation solide/liquide , et une autre partie encore (le reste de l’effluent) est renvoyée en entrée de la section d’hydrotraitement et/ou d’hydrocraquage (ou de la deuxième section d’hydrocraquage quand le procédé comprend deux sections d’hydrocraquage, tel que détaillé dans les figures suivantes).In fact, the invention provides for numerous variants with regard to the processing of the UCO stream 9 leaving the fractionation section (d), including in particular the following three:
- Either all of the effluent 9 is sent to the solid/liquid separation section (e1) (
- either only part of the effluent 9 is sent to the solid/liquid separation section (
- either part of the effluent 9 is purged, another part is treated in the solid/liquid separation section (e1), and yet another part (the rest of the effluent) is returned to the inlet of the section d hydrotreating and/or hydrocracking (or of the second hydrocracking section when the process comprises two hydrocracking sections, as detailed in the following figures).
L’invention prévoit également de nombreuses variantes en ce qui concerne le traitement du flux 15 de liquide sortant de la section (e1) de séparation solide/liquide, dont notamment les suivantes :
- on renvoie directement le liquide en entrée de la section d’hydrotraitement (a), en entrée de la section d’hydrocraquage (b) (
- on mélange le liquide 15 avec une partie de l’effluent 9 d’UCO, avant de renvoyer le mélange en entrée de la section d’hydrotraitement (a) ou d’hydrocraquage (b) (
- on n’utilise qu’une partie du liquide selon l’une ou l’autre des variantes précédentes, une autre partie étant exploitée/valorisée en dehors du procédé d’hydrocraquage de l’invention.The invention also provides numerous variants with regard to the treatment of the flow of liquid leaving the solid/liquid separation section (e1), including in particular the following:
- the liquid is returned directly to the inlet of the hydrotreating section (a), to the inlet of the hydrocracking section (b) (
- the liquid 15 is mixed with part of the UCO effluent 9, before returning the mixture to the inlet of the hydrotreating (a) or hydrocracking (b) section (
- only part of the liquid is used according to one or other of the preceding variants, another part being exploited/upgraded outside the hydrocracking process of the invention.
Les différentes variantes de traitement de l’UCO 9 et du liquide 15 peuvent se combiner.The different processing variants of UCO 9 and Liquid 15 can be combined.
La
La
Claims (15)
- (a) une étape d’hydrotraitement de la charge en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrotraitement, afin d’obtenir un effluent hydrotraité ;
- (b) une première étape d’hydrocraquage d’au moins une partie de l’effluent hydrotraité en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrocraquage afin d’obtenir un premier effluent hydrocraqué;
- (c) une étape de séparation liquide/gaz de l’effluent hydrocraqué afin d’obtenir un effluent gazeux séparé et un effluent liquide séparé ;
- (d) une étape de distillation dudit effluent liquide séparé, afin d’obtenir au moins une fraction de distillats moyens de point d’ébullition compris entre 150 et 370°C, une fraction liquide lourde non convertie dite UCO de point d’ébullition supérieur à 340°C, éventuellement une fraction gazeuse et éventuellement une fraction essence de point d’ébullition inférieure à 150°C ;
- (e1) une étape de séparation solide/liquide de la totalité ou d’une première partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), afin d’obtenir un résidu solide et un liquide ;
- (f) une deuxième étape optionnelle d’hydrocraquage, en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrocraquage, d’une charge comprenant au moins une deuxième partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), et/ou tout ou partie du liquide obtenu à l’étape (e1) afin d’obtenir un deuxième effluent hydrocraqué
- (e2) une étape de renvoi d’au moins une partie du liquide obtenu à l’étape de séparation solide/liquide (e1), notamment tout le liquide, vers l’étape d’hydrotraitement (a) et/ou vers la première étape d’hydrocraquage (b) et/ou vers la deuxième étape d’hydrocraquage (f) quand elle est opérée dans le procédé.Process for hydrocracking a petroleum feedstock (1) comprising at least 10% by volume of compounds boiling above 340°C, said process comprising:
- (a) a step of hydrotreating the charge in the presence of hydrogen and a hydrotreating catalyst, in order to obtain a hydrotreated effluent;
- (b) a first step of hydrocracking at least a portion of the hydrotreated effluent in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst in order to obtain a first hydrocracked effluent;
- (c) a step of liquid/gas separation of the hydrocracked effluent in order to obtain a separated gaseous effluent and a separated liquid effluent;
- (d) a step of distilling said separated liquid effluent, in order to obtain at least a fraction of middle distillates with a boiling point of between 150 and 370° C., an unconverted heavy liquid fraction called UCO with a boiling point greater than 340° C., optionally a gaseous fraction and optionally a gasoline fraction with a boiling point of less than 150° C.;
- (e1) a step of solid/liquid separation of all or a first part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d), in order to obtain a solid residue and a liquid;
- (f) an optional second step of hydrocracking, in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst, of a charge comprising at least a second part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d), and/or all or part of the liquid obtained in step (e1) in order to obtain a second hydrocracked effluent
- (e2) a step of returning at least part of the liquid obtained in the solid/liquid separation step (e1), in particular all the liquid, to the hydrotreatment step (a) and/or to the first hydrocracking stage (b) and/or to the second hydrocracking stage (f) when it is carried out in the process.
- (a) une section d’hydrotraitement de la charge comprenant au moins un réacteur (R1) en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrotraitement, afin d’obtenir un effluent hydrotraité ;
- (b) une première section d’hydrocraquage d’au moins une partie de l’effluent hydrotraité comprenant au moins un réacteur (R2) en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrocraquage afin d’obtenir un premier effluent hydrocraqué;
- (c) une section de séparation liquide/gaz de l’effluent hydrocraqué, comprenant notamment un enchaînement de ballons séparateurs à pression entre 2 et 25 MPa, afin d’obtenir un effluent gazeux séparé et un effluent liquide séparé ;
- (d) une section de distillation dudit effluent liquide séparé, comprenant au moins une colonne de distillation, afin d’obtenir au moins une fraction de distillats moyens de point d’ébullition compris entre 150 et 370°C, une fraction liquide lourde non convertie dite UCO de point d’ébullition supérieur à 340°C, éventuellement une fraction gazeuse et éventuellement une fraction essence de point d’ébullition inférieure à 150°C ;
- (e1) une section de séparation solide/liquide de la totalité ou d’une première partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), comprenant au moins un dispositif de séparation, afin d’obtenir un résidu solide et un liquide ;
- (f) une deuxième section optionnelle d’hydrocraquage, comprenant au moins un réacteur (R3) en présence d’hydrogène et d’un catalyseur d’hydrocraquage, d’une charge comprenant au moins une deuxième partie de la fraction liquide lourde non convertie dite UCO obtenue à l’étape (d), afin d’obtenir un deuxième effluent hydrocraqué ;
- (e2) une section de renvoi d’au moins une partie du liquide obtenu à l’étape de séparation solide/liquide (e1), notamment tout le liquide, vers la section d’hydrotraitement (a), et/ou vers la première section d’hydrocraquage (b) et/ou vers la deuxième section d’hydrocraquage (f) quand elle est opérée dans le procédé, ladite section de renvoi comprenant des connexions fluidiques de type conduites entre la section de séparation solide/liquide (e1) et l’une et/ou l’autre des sections d’hydrocraquage (b,f) et/ou d’hydrotraitement (a).Installation for hydrocracking a petroleum feedstock (1) comprising at least 10% volume of compounds boiling above 340°C, said installation comprising:
- (a) a hydrotreating section of the charge comprising at least one reactor (R1) in the presence of hydrogen and a hydrotreating catalyst, in order to obtain a hydrotreated effluent;
- (b) a first section for hydrocracking at least part of the hydrotreated effluent comprising at least one reactor (R2) in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst in order to obtain a first hydrocracked effluent ;
- (c) a section for the liquid/gas separation of the hydrocracked effluent, comprising in particular a series of separator drums at pressure between 2 and 25 MPa, in order to obtain a separated gaseous effluent and a separated liquid effluent;
- (d) a section for distilling said separated liquid effluent, comprising at least one distillation column, in order to obtain at least a fraction of middle distillates with a boiling point of between 150 and 370°C, a heavy liquid fraction not converted so-called UCO with a boiling point above 340° C., optionally a gaseous fraction and optionally a gasoline fraction with a boiling point below 150° C.;
- (e1) a solid/liquid separation section for all or a first part of the unconverted heavy liquid fraction called UCO obtained in step (d), comprising at least one separation device, in order to obtain a solid residue and a liquid;
- (f) a second optional hydrocracking section, comprising at least one reactor (R3) in the presence of hydrogen and a hydrocracking catalyst, of a charge comprising at least a second part of the heavy liquid fraction not converted so-called UCO obtained in step (d), in order to obtain a second hydrocracked effluent;
- (e2) a section for returning at least part of the liquid obtained in the solid/liquid separation step (e1), in particular all the liquid, to the hydrotreatment section (a), and/or to the first hydrocracking section (b) and/or to the second hydrocracking section (f) when it is operated in the process, said return section comprising conduit-type fluidic connections between the solid/liquid separation section (e1 ) and one and/or the other of the hydrocracking (b, f) and/or hydrotreating (a) sections.
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