FR3135630A1 - Dispositif permettant la regeneration d’un catalyseur d’hydroconversion et procedes associes - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de régénération in situ d’un catalyseur d’hydroconversion. L’invention concerne également un procédé d’hydroconversion comprenant ledit procédé de régénération. L’invention concerne également un système comprenant une section réactionnelle (40) comprenant un réacteur d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile ; une section de régénération comprenant un dispositif de régénération (100) ; des moyens de transfert de catalyseur d’hydroconversion entre lesdites sections réactionnelle (40) et de régénération comprenant au moins une connexion fluidique ; des moyens de chargement dudit dispositif de régénération (100) en lit fluidisé ou en lit mobile.
Description
La présente invention concerne un procédé de régénération in situ d’un catalyseur d’hydroconversion. L’invention concerne également un procédé d’hydroconversion comprenant ledit procédé de régénération. L’invention concerne également un système comprenant une section réactionnelle comprenant un réacteur d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile ; une section de régénération comprenant un dispositif de régénération ; des moyens de transfert de catalyseur d’hydroconversion entre lesdites sections réactionnelles et de régénération comprenant au moins une connexion fluidique ; des moyens de chargement dudit dispositif de régénération en lit fluidisé ou en lit mobile.
L’hydroconversion des résidus est un procédé visant à convertir des charges lourdes en les exposant à des conditions de température sévère au-delà de 350°C, typiquement entre 380 et 450°C en présence d’hydrogène à haute pression, typiquement entre 50 et 250 bars, en présence d’un catalyseur solide contenant des métaux tel que le Nickel ou le Molybdène par exemple qui sont déposés sur une phase support, souvent composée essentiellement d’alumine peu acide et de porosité étudiée pour permettre la circulation des réactifs et favoriser le dépôt de coke et de métaux en limitant la désactivation.
Dans les conditions de température et de pression de l’hydroconversion, les charges vont avoir tendance à former du coke sur le catalyseur, Une partie significative du soufre et de l’azote présents dans la charge se dépose également sur le catalyseur. Le coke ainsi formé représentant typiquement de 5 à 50% en poids de la masse initiale de catalyseur en fonction des conditions opératoires imposées, de la charge et du catalyseur. La teneur en coke déposé sur le catalyseur varie en fonction du temps de séjour du catalyseur dans le réacteur. Plus le temps de séjour est élevé et plus la teneur en coke déposé sur le catalyseur est importante.
De manière conventionnelle, quand le procédé d’hydroconversion est opéré en lit bouillonnant, une étape/un dispositif d’addition de catalyseur frais et de soutirage de catalyseur usé permet de compenser la désactivation du catalyseur en réalisant des soutirages et des appoints de catalyseurs frais régulièrement.
Des technologies de régénération de catalyseur existent pour des procédés de raffinage tels que par exemple le reformage qui sert à valoriser une fraction du pétrole (le naphta lourd) en essence, un procédé de reformage régénératif est connu mettant en œuvre un catalyseur circulant en lit mobile dans plusieurs réacteurs de reformage couplés à un régénérateur. Le FCC ou « fluid catalytic cracking » qui est un procédé de conversion de charges lourdes tels que des résidus atmosphériques mettant en œuvre un catalyseur circulant en lit fluidisé comprend également une technologie régénérative.
Il n’existe aujourd’hui pas de procédé permettant de régénérer in situ un catalyseur d’hydroconversion usé, ledit catalyseur usé étant généralement éliminé ou alors régénéré ex-situ ce qui oblige le transport généralement par camion entre le site d’hydroconversion et le site de régénération.
Le brevet US 4621069 décrit un procédé dans lequel un catalyseur désactivé par le dépôt de coke et de composés soufrés est régénéré en continu ex-situ par la combustion étagée du coke et du soufre à température contrôlée en présence d’un flux de gaz contenant une concentration diluée en oxygène. Le catalyseur est disposé dans des lits minces dans un équipement à multiples zones de traitement.
Le brevet EP0378482 décrit un procédé et le dispositif de régénération du catalyseur d’un procédé de reformage, comprenant au moins deux réacteurs. Le catalyseur comporte un support et au moins un métal noble de la famille du platine et du chlore. Dans le procédé de régénération, le catalyseur usé chemine progressivement de haut en bas dans une enceinte de régénération où il rencontre successivement : deux zones à lit mobile où la combustion s’effectue radialement, puis une zone à lit mobile d'oxychloration et une zone de calcination. Le brevet FR2837113 divulgue plus en détail le dispositif de régénération utilisé dans le procédé de EP0378482.
La présente invention palie le manque de l’art antérieur avec la mise au point par la demanderesse d’un procédé permettant la régénération d’un catalyseur d’hydroconversion in situ sans sortir de l’installation d’hydroconversion. Le procédé de régénération selon l’invention permet également d’améliorer la qualité de la régénération de manière optimale en contrôlant la distribution du flux des gaz de régénération sur tout le lit de grains de catalyseur. Les étapes de chargement et de déchargement de la section régénération sont bien contrôlées en utilisant les technologies d’écoulement en lit mobile ou en lit fluidisé.
Le procédé de régénération et le système selon l’invention comprennent un dispositif de régénération qui permet de régénérer le catalyseur radialement comme le font les régénérateurs utilisés dans les procédés de reformage régénératif. Ce dispositif de régénération se démarque des dispositifs de l’art antérieur en ce que :
- il peut être configuré pour que le catalyseur soit apte à être renvoyé à la section réactionnelle après une étape de combustion, ainsi le régénérateur est dépourvu d’une seconde zone de combustion et/ou d’une zone d’oxychlorination et/ou d’une zone de calcination et/ou une zone de réduction ;
- il peut être configuré pour que le catalyseur puisse être transféré en lit mobile (par gravité) ou en lit fluidisé, un liquide de fluidisation étant introduit dans le dispositif conjointement à l’ajout de catalyseur usé. La configuration en lit mobile permet de charger très simplement et rapidement le catalyseur dans le régénérateur, notamment quand les grains de catalyseurs sont de forme sphérique. La configuration en lit fluidisé permet une protection des grains de catalyseur qui sont chargés dans le dispositif de régénération de l’invention, notamment lorsqu’ils possèdent des formes complexes (multilobes par exemple). La fluidisation permet également d’homogénéiser les grains de catalyseur qui après sédimentation et drainage du liquide de fluidisation forment un lit de grains de catalyseur homogène et mieux réparti au sein du dispositif. La régénération du lit de catalyseur peut alors se faire de manière optimale.
Le procédé de régénération in situ d’un catalyseur d’hydroconversion usé selon l’invention possède l’avantage de pouvoir être opéré en continu, les ajouts et soutirage de catalyseur s’effectuant pendant l’opération du ou des réacteur d’hydroconversion sans qu’il soit nécessaire de stopper le procédé. Le procédé de régénération étant intégré dans le procédé global d’hydroconversion, cela permet de régénérer le catalyseur d’hydroconversion in-situ en fonction des besoins du procédé. Cela permet également à l’opérateur d’opérer un procédé unique dans lequel il peut gérer l’ajout/soutirage de catalyseur régénéré en fonction de la nature des charges traitées et en fonction de l’ajout de catalyseur frais et du soutirage de catalyseur usé. Le procédé de régénération selon l’invention permet ainsi de diminuer la consommation en catalyseur frais.
La illustre la mise en œuvre du procédé d’hydroconversion de l’invention selon un mode de réalisation. Seules les lignes et équipements principaux concernant la mise en œuvre du catalyseur et sa régénération sont représentées sur cette figure.
La décrit un dispositif de régénération selon l’invention permettant de réaliser une régénération du catalyseur par écoulement du gaz radialement.
La décrit un mode de réalisation particulier du fond du dispositif de régénération selon l’invention avec une paroi inférieure poreuse 111 de la deuxième enceinte inclinée permettant une meilleure évacuation du catalyseur régénéré.
La description du procédé est faite en faisant référence aux figures 1, 2 et 3.
Dans la présente description de l’invention, les termes « catalyseur », « catalyseur d’hydroconversion » et « grains de catalyseur » sont interchangeables.
Dans l'ensemble du présent texte, les termes « alimentation » ou « entrée » et « sortie » ou « évacuation » et « dans » ou « hors de » sont utilisés en référence au sens d'écoulement des fluides.
La présente invention concerne un procédé de régénération in situ d’un catalyseur d’hydroconversion usé comprenant les étapes suivantes :
a) transfert du catalyseur d’hydroconversion usé entre une section réactionnelle 40 comprenant un réacteur d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile, de préférence opérant en lit bouillonnant, et une section de régénération comprenant un dispositif de régénération 100 ;
b) chargement du dispositif de régénération 100 avec le catalyseur d’hydroconversion usé ;
c) régénération du catalyseur d’hydroconversion usé au sein du dispositif de régénération 100 et obtention d’un catalyseur d’hydroconversion régénéré ;
d) déchargement du catalyseur d’hydroconversion régénéré du dispositif de régénération 100 ;
e) transfert du catalyseur d’hydroconversion régénéré entre la section régénération et la section réactionnelle 40 ;
lesdites section réactionnelle 40 et section de régénération étant reliées entre elles par au moins une connexion fluidique permettant les transferts du catalyseur d’hydroconversion usé et du catalyseur d’hydroconversion régénéré.
On entend par « connexion fluidique », une conduite, un circuit et/ou éventuellement une capacité via lesquels le catalyseur d’hydroconversion est transportée d'une source à une destination au moyen d'un liquide ou de l'air.
Le catalyseur utilisé dans les procédés d’hydroconversion de résidu hydrocarboné se désactive sous l’effet conjoint du dépôt de coke et de métaux. Il peut alors être judicieux de prélever du catalyseur de la zone réactionnelle 40, de l’envoyer dans une zone de régénération 100 dédiée à la combustion contrôlée de coke et de soufre, puis une fois la régénération effectuée de le renvoyer dans la zone réactionnelle 40
Le procédé de régénération selon l’invention est particulièrement adapté pour un procédé d’hydroconversion d’une charge hydrocarbonée faiblement chargée en métaux. Par faiblement chargés en métaux on entend une teneur en métaux comprises entre 5 ppm poids et 150 ppm poids, encore plus préférentiellement entre 10 et 75 ppm poids. Pour ces charges, la teneur en coke déposée sur le catalyseur augmente plus vite que la teneur en métaux déposée, d’où l’intérêt du procédé de régénération selon l’invention.
La teneur en métaux est par exemple évaluée suivant la méthode ASTM D8252 qui indique la teneur en Nickel et Vanadium « (Ni+V) » en ppm poids.
Le procédé de régénération selon l’invention peut être un procédé continu de régénération de catalyseur ou opéré de façon séquentielle. Les transferts de catalyseur entre la section réactionnelle et la section régénération s’effectuent régulièrement pendant l’opération du procédé d’hydroconversion sans arrêt de celui-ci. Le dispositif de régénération dans son mode de fonctionnement opère lui de préférence de façon séquentielle. Les phases de combustion du coke sont précédées ou suivies des étapes de chargement, déchargement, de séchage et d’inertage du catalyseur et éventuellement des étapes de sédimentation quand le transfert s’effectue en lit fluidisé. Toutes ces étapes sont opérées de préférence au sein du dispositif de régénération 100.
Etape a)
de transfert
entre la section réactionnelle et la section régénération
Selon l’invention, le procédé de régénération comprend une étape a) de transfert du catalyseur d’hydroconversion usé entre une section réactionnelle 40 comprenant un réacteur d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile, de préférence en lit bouillonnant, et une section de régénération comprenant un dispositif de régénération 100.
La section réactionnelle 40 de l’étape a) peut avantageusement comprendre un ou plusieurs réacteurs dans le(s)quel(s) s’opère(nt) une réaction d’hydroconversion en présence d’un catalyseur à partir du moment qu’une opération de soutirage d’une ou toute partie du catalyseur est réalisable, par exemple un réacteur d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant (mode préféré) ainsi qu’éventuellement en lit mobile.
Des exemples de réacteurs d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant sont le H-OIL®d’Axens ou LC FINING®de Lummus.
Un exemple de réacteur d’hydroconversion opérant en lit mobile est le réacteur HYCON®de Shell.
La section régénération 100 peut comprendre un ou plusieurs dispositifs de régénération selon l’invention.
Dans un mode de réalisation, le procédé de régénération selon l’invention est caractérisé en ce que la section réactionnelle 40 d’hydroconversion comprend, au moins un, deux ou trois, réacteurs d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant.
Dans un mode de réalisation, le transfert du catalyseur d’hydroconversion usé entre la section réactionnelle 40 et la section de régénération est réalisé par convoyage en phase liquide.
Lorsque le convoyage est réalisé en phase liquide, l’homme du métier sait déterminer la nature et le débit de liquide nécessaire pour atteindre une fluidisation du catalyseur suffisante et permettre son transport depuis une capacité vers une autre. Il est bien connu de l’homme du métier de mettre en œuvre une fluidisation douce afin d’éviter les chocs entre les grains de catalyseur en respectant une vitesse de fluide supérieure mais proche de la vitesse minimum de fluidisation du catalyseur.
Etape b) de chargement du dispositif de régénération
Selon l’invention, le procédé de régénération comprend une étape b) de chargement du dispositif de régénération 100 avec le catalyseur d’hydroconversion usé.
Dans un mode de réalisation, la section de régénération comprend un pot de chargement 70 contenant le catalyseur d’hydroconversion usé en attente de régénération, et l’étape de chargement du dispositif de régénération 100 avec le catalyseur d’hydroconversion usé comprend une étape de transfert dudit catalyseur d’hydroconversion usé entre ledit pot de chargement 70 et ledit dispositif de régénération 100. Dans ce mode de réalisation, l‘ouverture 9 du dispositif de régénération 100 permettant l’entrée du catalyseur usé dans ledit dispositif est en connexion fluidique avec un pot de chargement 70 par l’intermédiaire d’un conduit sensiblement vertical, de préférence ayant une déviation par rapport à la verticale inférieure à 25° pour permettre un écoulement gravitaire entre ces deux capacités. Une vanne d’isolement est préférentiellement positionnée sur ce conduit. De préférence, l’ouverture permettant l’entrée du catalyseur usé est positionnée au centre du dispositif de régénération.
Dans un mode de réalisation, le pot de chargement 70, est équipé d’un dispositif permettant de mesurer la quantité de catalyseur d’hydroconversion usé présent dans celui-ci. Par exemple la mesure peut être effectuée avec des dispositifs combinant des mesures de pression, utilisant des ondes acoustiques ou des rayons radioactifs.
Le chargement du catalyseur dans le dispositif de régénération peut s’effectuer en lit mobile ou préférentiellement en lit fluidisé.
Dans un mode de réalisation préféré, l’étape de chargement du dispositif de régénération 100 avec le catalyseur d’hydroconversion usé est réalisée en lit fluidisé. Dans ce mode de réalisation, un fluide, préférentiellement un liquide traverse le dispositif de régénération avec un mouvement ascendant sensiblement vertical pour permettre de fluidiser le catalyseur à régénérer dans le dispositif de régénération. Le catalyseur s’écoule de préférence par gravité et arrive dans ledit fluide. La fluidisation permet d’améliorer la répartition du catalyseur.
Lorsque le chargement du dispositif s’effectue en lit fluidisé, le catalyseur présent dans le pot de chargement 70 est de préférence également fluidisé et s’écoule dans le dispositif de régénération avec une partie du liquide de fluidisation, l’autre partie du liquide de fluidisation étant toujours introduit par le bas du dispositif de régénération dans un mouvement ascendant.
Dans un mode de réalisation, lorsque le chargement du dispositif de régénération 100 avec le catalyseur d’hydroconversion usé est réalisée en lit fluidisé, le procédé de régénération comprend en outre une étape de drainage du liquide de fluidisation et une étape de séchage du catalyseur d’hydroconversion usé préalablement à l’étape de régénération dudit catalyseur d’hydroconversion usé. Il en est de même lorsque le transfert entre la section réactionnelle 40 et la section régénération est réalisé par convoyage en phase liquide et que le dispositif 100 est chargé en lit mobile.
Lorsque le chargement du dispositif de régénération s’effectue lit fluidisé, un liquide est introduit à travers l’ouverture 101 de la première enceinte du dispositif de régénération 100 et distribué dans la deuxième enceinte 107 grâce à sa paroi inférieure poreuse 111. La vitesse ascendante du liquide dans la section de passage annulaire de la deuxième enceinte 107 autour du conduit 109 est supérieure à la vitesse minimale de fluidisation du catalyseur. Le liquide introduit par l’ouverture 101 et le liquide introduit avec le catalyseur par l’ouverture 9 sortent du dispositif de régénération 100 par l’ouverture 102. Pendant cette phase, les autres ouvertures du dispositif de régénération sont maintenues fermées. Une fois la quantité de catalyseur souhaitée introduite dans le dispositif, l’alimentation en liquide par les ouvertures 101 et 9 est interrompue.
On entend par « vitesse minimum de fluidisation », la vitesse minimale à laquelle le fluide doit traverser le lit de grains de catalyseur pour permettre la suspension des grains au sein de ce fluide. Dans ces conditions la perte de charge du fluide traversant le lit de grains de catalyseur correspond au poids du lit.
Ce mode de chargement en lit fluidisé est particulièrement adapté aux procédés utilisant des grains de catalyseurs de forme complexe (sensiblement non sphérique) tels que les extrudés ou les catalyseurs multilobes, dont les caractéristiques d’écoulement granulaires sont plus délicates et limitées à cause de leur forme. Ce mode de fonctionnement permet de limiter la dégradation mécanique du catalyseur par attrition. En fluidisant les grains de catalyseur dans des conditions douces (la vitesse de fluidisation étant proche de la vitesse minimale de fluidisation), on évite tout risque de blocage de l’écoulement. De plus, à la fin du chargement, lors de la sédimentation du lit de grains de catalyseur par arrêt de la fluidisation, une densité de chargement homogène dans tout le dispositif est obtenue ainsi qu’un niveau uniforme de catalyseur. L’utilisation d’un liquide permet également d’avoir une expansion homogène du lit sans bulle, ce qui permet de limiter l’attrition des grains de catalyseur.
Préférentiellement, lors de la fluidisation, la vitesse superficielle du fluide dans le lit de grains de catalyseur est de 2 à 5 fois la vitesse minimale de fluidisation des particules de catalyseur.
Préférentiellement, le fluide utilisé pour fluidiser le lit de catalyseur est une coupe pétrolière légère suffisamment visqueuse pour favoriser la fluidisation du catalyseur. Préférentiellement, ledit fluide est choisi parmi une coupe d’intervalle d’ébullition compris entre 150 et 380°C par exemple une coupe d’hydrocarbures de type kérosène et/ou gazole.
Une fois la quantité de grains de catalyseur souhaitée introduite dans le dispositif de régénération 100 (par exemple lorsque le pot de chargement 70 est vide), l’alimentation en liquide de fluidisation est interrompue. Les grains de catalyseur sédimentent alors naturellement. La sédimentation permet d’obtenir naturellement une répartition des grains de catalyseurs formant un lit homogène ayant un niveau sensiblement horizontal et uniforme sur l’ensemble de la section de la deuxième enceinte 107.
Dans un mode de réalisation, la deuxième enceinte du dispositif de régénération comprend un espace vide 115 situé au-dessus du lit de grains de catalyseur lorsqu’elle est chargée en grains de catalyseur sédimentés. Cet espace est destiné aux étapes de transfert du catalyseur en lit fluidisé. En effet, lorsque le lit de grains catalyseur sera fluidisé lors du déchargement, il subira une expansion volumique qui doit être contenue dans le volume de la deuxième enceinte 107 afin éviter tout débordement du lit par une des ouvertures 102 ou 9 tout en permettant à la fluidisation d’être optimale.
De préférence, le volume de l’espace vide 115 permet d’absorber une expansion volumique comprise entre 10 et 100% du volume du lit de grains de catalyseur après chargement et sédimentation, préférentiellement comprise entre 25 et 50% de ce volume.
Une fois les grains de catalyseur sédimentés, il faut procéder à l’évacuation du liquide de fluidisation par drainage de l’ensemble des parties constituant le dispositif de régénération. Toutes les ouvertures 102, 9, 101 et 10,14 et 15, du dispositif peuvent permettre le drainage du liquide de fluidisation.
Une fois l’étape de drainage réalisée, il faut procéder à une étape de séchage du catalyseur. Lors de l’étape de séchage, un gaz de séchage inerte tel que l’azote est introduit dans le dispositif de régénération par les ouvertures 14, 9 ou 102 puis ressort par le conduit central 109, les autres ouvertures étant fermées. Ce gaz inerte est avantageusement chauffé en amont du dispositif de régénération 100 à une température comprise entre 250° et 400°C en fonction du liquide utilisé pendant le chargement pour permettre son évaporation. Le gaz de séchage contenant les hydrocarbures évaporés est ensuite avantageusement refroidi pour condenser les hydrocarbures, puis est avantageusement réchauffé et recomprimé pour être ensuite réintroduit dans le dispositif de régénération.
Les étapes de drainage et séchage permettent de minimiser les quantités de coke présente sur les grains de catalyseur usé qui seront ensuite brulées pendant la phase de régénération par combustion.
A l’issue de l’étape de séchage, le catalyseur peut être régénéré.
Dans un mode de réalisation, l’étape de chargement du dispositif de régénération 100 avec le catalyseur d’hydroconversion usé est réalisée en lit mobile. Dans ce mode de réalisation, le catalyseur n’est pas fluidisé lors du chargement catalyseur mais il est chargé par écoulement gravitaire dans ledit dispositif de régénération, dans ce cas le catalyseur introduit par l’ouverture 9 s’écoule par gravité dans la deuxième enceinte 107 du dispositif. Ce mode de réalisation est idéalement mis en œuvre quand les catalyseurs d’hydroconversion sont de forme sphérique. Les transferts en lit mobile sont bien connus de l’homme du métier pour les catalyseurs sphériques. Il s’agit de transférer par gravité entre les équipements quand cela est possible. Quand le transfert par gravité n’est pas possible, si la capacité d’arrivée est située plus haut, l’homme du métier peut mettre en œuvre un flux de gaz inerte pour faire monter le catalyseur. Le flux de gaz est alors divisé en deux conduits : le premier permettant de fluidiser une quantité de catalyseur dans une capacité dédiée. Le deuxième flux permet ensuite de mettre en mouvement la quantité de catalyseur dans une tubulure se dirigeant vers la capacité d’arrivée. Le catalyseur s’écoule alors sans que le milieu environnant soit fluidisé.
Lorsque le transfert en lit mobile est mis en œuvre, les étapes de sédimentation, drainage et séchage ne sont pas nécessaires. De plus, il n’est pas utile de prévoir un espace vide 115 situé au-dessus du lit de grains de catalyseur.
Selon l’invention, le procédé de régénération comprend une étape c) de régénération du catalyseur d’hydroconversion usé au sein du dispositif de régénération 100 et obtention d’un catalyseur d’hydroconversion régénéré.
Dans un mode de réalisation, la régénération comprend une étape de combustion du coke et des composés soufrés du catalyseur d’hydroconversion usé, mis en œuvre avec un flux de gaz comprenant de l’oxygène traversant ledit catalyseur d’hydroconversion usé radialement au sein du dispositif de régénération 100.
Dans un mode de réalisation, le catalyseur d’hydroconversion régénéré est de préférence exempt de la majorité du coke qu’il contenait initialement, de préférence exempt de 80% en poids de la quantité de coke contenue initialement, de manière plus préférée 90%, voire de 100% de la quantité contenue initialement, et peut ensuite être réutilisé en fonction des besoins de l’opération de la zone réactionnelle d’hydroconversion.
De préférence, une fois le catalyseur usé chargé dans le dispositif de régénération 100, le niveau du catalyseur usé, doit être supérieur à la partie la plus haute de la section poreuse des parois latérales 105 et 108 de la deuxième enceinte du dispositif. Ainsi, la hauteur du lit de grains de catalyseur située au-dessus de la section poreuse de la deuxième enceinte 107 offrira une résistance à l’écoulement des gaz au-dessus du lit de catalyseur pendant les phases de séchage, de purge ou de régénération. En effet, les gaz s’écoulant radialement pourraient contourner le lit de grains de catalyseur en coulant dans l’espace laissé libre au-dessus du lit et altérer les performances du système.
L’étape de régénération du catalyseur usé est réalisée par circulation des gaz de combustion radialement dans le lit de catalyseur, dans une direction sensiblement horizontale et préférentiellement dirigée de l’extérieur vers l’intérieur du dispositif de régénération 100. Cela permet d’optimiser la bonne distribution du comburant dans le régénérateur et donc d’avoir un bon contact uniforme entre le comburant (gaz de combustion) et le combustible (coke présent sur les grains de catalyseur usé) pendant la régénération et d’éviter les points chauds et passages préférentiels qui induiraient une mauvaise régénération ou une dégradation hydrothermale du catalyseur.
Par « radialement » on entend que les gaz traversent la deuxième enceinte 107 du dispositif de régénération 100 par les parties poreuses des parois latérales 105 de manière perpendiculaire à l’axe vertical du dispositif. Dans cet arrangement, le catalyseur forme une couche répartie autour du collecteur central formé par la troisième enceinte 109, dans laquelle les gaz de régénération sont distribués de manière uniforme. Dans ce dispositif, la régénération du catalyseur est donc de bonne qualité.
Dans un mode de réalisation, le dispositif est configuré pour qu’une première partie des gaz de régénération, de préférence la majorité des gaz de régénération, ou au moins 70%, préférentiellement au moins 80% des gaz de régénération, traverse le lit de grains de catalyseur radialement. Cette partie des gaz est avantageusement introduite par l’ouverture 14 dans la première enceinte du dispositif de régénération 100 qui se répand dans la première zone supérieure vide 103 ;104 dudit dispositif.
Dans cette mise en œuvre, de préférence, la partie restante des gaz qui ne sont pas introduits dans le dispositif par l’ouverture 14, entre dans la deuxième enceinte 107 par le sommet, par exemple à travers l’ouverture 9, ou par la base du lit de grains de catalyseur par exemple par l’ouverture 101 où le gaz se répand dans la deuxième zone inférieure vide 112 située entre la première et la deuxième enceinte et traverse la paroi inférieure poreuse 111 de la seconde enceinte et se mélange avec les gaz de régénération majoritairement introduits par l’ouverture 14.
Dans un mode de réalisation, la zone inférieure vide 112 est préférentiellement en légère surpression par rapport à la zone inférieure du lit de grains de catalyseur contenu dans la deuxième enceinte 107. Ceci est réalisé par exemple en injectant des petites quantités de gaz à travers l’ouverture 101. Grace à la perte de charge offerte au passage de ce gaz à travers la paroi inférieure poreuse 111 de la seconde enceinte, l’espace vide 112 est alors en surpression par rapport au lit de grains de catalyseur, ce qui limite le passage de gaz du lit de grains de catalyseur vers la zone inférieure vide 112.
Le fait d’introduire dans le dispositif de régénération 100 ladite partie restante des gaz par la base ou le sommet du lit de grain de catalyseur permet d’une part de régénérer les grains de catalyseur situés au-dessus du sommet des parties poreuse des parois latérales 105 et 108, et d’autre part d’éviter que du gaz traversant le lit radialement contourne celui-ci en circulant dans l’espace vide 115 situé au-dessus du lit ou dans la zone inférieure vide 112 située au-dessous de la paroi inférieure poreuse 111 de la seconde enceinte. En effet les gaz de régénération ont tendance à s’écouler à travers les zones offrant le moins de résistance à l’écoulement et offrant donc une perte de charge plus faible. En renforçant la résistance à l’écoulement dans les espaces vide 115 et 112 on optimise donc l’écoulement radial des gaz de régénération traversant le lit de grains de catalyseur.
La présence d’une ou plusieurs plaques 113 au sein de la deuxième enceinte 107 du dispositif de régénération 100, permet d’accroitre la résistance à l’écoulement des gaz dans l’espace vide 115. De préférence, la partie haute de la ou des plaques 113 émerge au-dessus du lit de grains de catalyseur dans l’espace vide 115 de la deuxième enceinte 107.
De préférence, la vitesse radiale des gaz pendant la phase de régénération en entrée de lit de catalyseur en périphérie est comprise entre 0,02 et 0,5m/s.
De préférence, la vitesse radiale dans les mêmes conditions mais en sortie du lit de catalyseur sera préférentiellement comprise entre 0,25 et 2,5 m/s.
Dans un mode de réalisation, l’ouverture 14 pour l’admission des gaz de régénération au sein du dispositif de régénération 100 est en connexion fluidique avec un circuit gazeux permettant de recycler en partie les gaz entrant dans ledit dispositif. Une vanne d’isolement est préférentiellement positionnée sur ce conduit. De préférence, cette ouverture est utilisée également si nécessaire pour introduction dans le dispositif des gaz permettant de sécher le lit de grains de catalyseur après chargement et pour purger le dispositif.
Dans un mode de réalisation, l’ouverture 15 qui permet l’évacuation des fumées de combustion résultant de la régénération du lit de grains de catalyseur ainsi que des gaz résultant du séchage du lit de grains de catalyseur après le chargement et la purge du dispositif de régénération 100 est reliée au circuit gazeux permettant de recycler en partie les gaz entrant dans le réacteur par l’ouverture 14. Une vanne d’isolement est préférentiellement positionnée sur ce conduit.
L’étape de combustion du coke et des composés soufrés est mise en œuvre de préférence en une étape de combustion contrôlée en présence d’oxygène.
D’une part, l’étape de combustion est mise en œuvre en limitant la concentration en oxygène disponible dans le gaz à l’entrée du dispositif de régénération à une teneur comprise de préférence entre 0,1 et 5% en volume. Cela permet de contrôler les conditions de mise en contact entre les combustibles déposés sur les grains de catalyseur (coke, soufre, azote) et le comburant (oxygène contenu dans le gaz de régénération) afin d’éviter la dégradation des propriétés des grains de catalyseur. En effet, les grains de catalyseur sont sensibles à la désactivation hydrothermale associée à la présence de vapeur d’eau à haute température.
Dans un mode de réalisation, le gaz de combustion comprend une teneur en oxygène contrôlée, typiquement entre 0,1% et 5%, préférentiellement comprise entre 0,3% et 1%.
D’autre part, l’étape de combustion est mise en œuvre en contrôlant la distribution du gaz afin que l’écoulement soit le plus uniforme possible au contact des grains de catalyseur.
Dans un mode de réalisation, le gaz de combustion est préchauffé à une température comprise entre 250 et 600°C préférentiellement comprise entre 275°C et 500°C.
Comme l’étape de combustion est mise en œuvre en limitant l’apport d’oxygène, cela permet de contrôler l’avancement des réactions de combustion et donc de limiter l’augmentation de la température. On monte donc progressivement la température du gaz à l’entrée du dispositif de régénération tout en limitant le gradient de température dans la zone de combustion afin de limiter la température en sortie du dispositif en dessous d’une valeur en général comprise entre 350 et 600°C en fonction de la nature des grains de catalyseur à régénérer.
Dans un mode de réalisation, la régénération s’effectue par paliers croissants de température, en limitant l’échauffement du lit de catalyseur à un gradient de température compris entre 10 et 100°C, préférentiellement compris entre 25 et 50°C.
Lorsque les valeurs de température de sortie et les valeurs de concentration en oxygène du gaz de combustion sortant se rapprochent des valeurs caractérisant le gaz en entrée, il est possible d’augmenter la température du gaz en entrée. L’étape de combustion est terminée typiquement lorsqu’on n’observe plus d’échauffement ou de consommation d’oxygène à la température maximum des gaz d’entrée admissible pour les grains de catalyseur.
Dans un mode de réalisation, une partie des fumées de régénération sortant du dispositif de régénération 100 peut être recyclée à l’entrée du dispositif après une étape de lavage et/ou de purification pour être débarrassée au moins en partie des oxydes de soufre et d’azote résultant de la combustion du coke, par exemple par contact avec une solution aqueuse sodée et après une étape de compression pour compenser la perte de charge.
Dans un mode de réalisation, au moins un ou plusieurs échangeurs charge-effluent permettent de préchauffer le gaz de combustion avec au moins une partie voire la totalité des fumées de combustion sortant à plus haute température et éventuellement avec des sources extérieures de chaleur.
Dans un mode de réalisation, avant recyclage des fumées de combustion après lavage ou épuration, sont effectués un appoint en air frais permettant la régénération, un appoint en gaz inerte permettant le séchage ou l’inertage, préférentiellement de l’azote et une purge des fumées ainsi qu’une dérivation vers un système d’échange permettant de condenser les hydrocarbures éventuellement produits pendant les phases intermédiaires de séchage du catalyseur entre le chargement du réacteur en phase liquide et la régénération qui s’effectue en phase gazeuse.
Le temps nécessaire à la régénération est lié à la quantité et à la composition du coke déposé sur le catalyseur ainsi qu’à la concentration en oxygène choisie pour contrôler les conditions de régénération et limiter l’échauffement des grains de catalyseur. Typiquement, il est possible de régénérer les grains de catalyseur en procédant à la combustion de 80% à 100% du coke déposé sur les grains en moins de 96 heures, de préférence entre 48h et 72 h, tout en limitant la différence de température entre l’entrée et la sortie régénération en dessous de 50°C.
Dans un mode de réalisation, l’étape de régénération c) comprend en outre une étape d’inertage du catalyseur d’hydroconversion régénéré avant le déchargement du dispositif de régénération. Cette étape est mise en œuvre par circulation d’un gaz inerte tel que de l’azote par exemple dans l’ensemble des parties constituant le dispositif.
Dans un mode de réalisation, on refroidit le lit de grains de catalyseur à une température inférieure à 300°C, préférentiellement inférieure à 100°C avant de procéder au déchargement des grains.
De manière préférée, à l’issue de l’étape de régénération c), le catalyseur régénéré exempt de la majorité du coke déposé pendant l’hydroconversion recouvre l’essentiel de son activité catalytique lui permettant de désulfurer et de démétalliser les hydrocarbures hydroconvertis.
Etape d) de déchargement du catalyseur d’hydroconversion régénéré
Selon l’invention, le procédé de régénération comprend une étape d) de déchargement du catalyseur d’hydroconversion régénéré du dispositif de régénération 100.
Dans un mode de réalisation, la section de régénération comprend en outre une enceinte de stockage du catalyseur d’hydroconversion régénéré 80 et l’étape de déchargement du catalyseur d’hydroconversion régénéré du dispositif de régénération 100 comprend une étape de transfert dudit catalyseur d’hydroconversion régénéré entre ledit dispositif de régénération 100 et ladite enceinte de stockage 80. Dans ce mode de réalisation, l’au moins une ouverture 10 du dispositif de régénération permettant la sortie des grains de catalyseur après régénération est en connexion fluidique à l’une extrémité avec l’intérieur de la deuxième enceinte 107 et à l’autre extrémité avec une enceinte de stockage 80 du catalyseur d’hydroconversion régénéré. Une vanne d’isolement est préférentiellement positionnée sur ce conduit. De préférence, le volume du conduit situé en amont de la vanne d’isolement est minimisé. De préférence, la connexion fluidique est sensiblement verticale.
Le déchargement des grains catalyseur s’effectue en lit mobile ou en lit fluidisé, de préférence en lit fluidisé.
Dans un mode de réalisation préféré, le déchargement du catalyseur du dispositif de régénération est mis œuvre en lit fluidisé. Dans ce mode de réalisation, un fluide, préférentiellement un liquide, traverse le dispositif de régénération 100 avec un mouvement ascendant sensiblement vertical pour permettre de fluidiser le catalyseur régénéré dans le dispositif de régénération et le transporter à travers l’au moins une ouverture 10. La fluidisation du catalyseur pendant le déchargement du dispositif de régénération permet de faciliter l’écoulement et d’éviter tout blocage de catalyseur dans le dispositif de régénération. Dans ce cas, un liquide est introduit à travers l’ouverture 101 du dispositif de régénération 100 et distribué dans la deuxième enceinte 107 grâce à la paroi inférieure poreuse 111. Le liquide traverse le lit de grains de catalyseur axialement du bas du dispositif vers le haut ce qui permettra une décharge rapide des grains de catalyseur régénérés.
Dans un mode de réalisation, l’ouverture 102 du dispositif de régénération permettant d’évacuer l’excès de liquide utilisé pour fluidiser les grains de catalyseur est en connexion fluidique avec un circuit permettant l’évacuation dudit fluide pendant les phases de chargement et de déchargement. Une vanne d’isolement est préférentiellement positionnée sur ce conduit.
L’ouverture 10 du dispositif de régénération permet l’écoulement gravitaire du mélange comprenant les grains de catalyseur et une partie du liquide de fluidisation, une fois les grains de catalyseur fluidisés. Pendant la fluidisation et le déchargement, les autres ouvertures du dispositif de régénération sont fermées.
Lorsque la paroi inférieure 111 de la deuxième enceinte du dispositif de régénération est de forme conique pointant vers le bas du dispositif le déchargement du catalyseur s’effectue plus facilement. La partie inférieure 111 inclinée facilite l’évacuation du catalyseur à travers l’ouverture 10 y compris en cas de problème lié à des problèmes de fluidisation tels qu’un bouchage partiel de la paroi inférieure 111.
Dans un mode de réalisation, les grains de catalyseur fluidisés pendant le déchargement s’écoulent par gravité, avec une pressurisation possible en amont, dans l’ouverture 10 et sont ensuite repris par des moyens permettant leur transport, éventuellement jusqu’à l’enceinte de stockage 80, tels que par exemple une injection de liquide de transport permettant le transport en suspension dans des canalisations dimensionnées à cet effet.
Dans un mode de réalisation, une vanne d’isolement est préférentiellement positionnée sur le conduit relié à l’ouverture 101 permettant d’introduire le fluide permettant de fluidiser les grains de catalyseur pendant le chargement et/ou le déchargement du dispositif de régénération.
Dans un mode de réalisation, le déchargement du catalyseur du dispositif de régénération est mis œuvre en lit mobile par écoulement gravitaire du catalyseur à travers l’au moins une ouverture 10 du dispositif de régénération 100. Dans ce cas, les grains de catalyseur s’écoulent par gravité à travers l’ouverture 10 sans qu’ils ne soient fluidisés dans la seconde enceinte 107, ou alors un liquide peut tout de même être introduit avec une vitesse inférieure à la vitesse de fluidisation des grains de catalyseur, permettant seulement de faciliter l’écoulement naturel des grains de catalyseur par le conduit 101. Ce mode de réalisation est envisageable lorsque l’écoulement gravitaire des particules est aisé, par exemple lorsque les particules ont une forme sensiblement sphérique.
Quand le déchargement est effectué en lit mobile, l’ouverture 10 permettant la sortie du catalyseur régénéré est positionnés au centre du dispositif de régénération pour l’ouverture unique ou sur une couronne circulaire s’il y a plusieurs ouvertures.
Dans ce mode de réalisation, les grains de catalyseur s’écoulent par gravité pendant le déchargement soit vers une enceinte tampon intermédiaire (non représentée) soit directement vers l’enceinte de stockage de catalyseur d’hydroconversion régénéré 80. Si nécessaire, ils peuvent être repris par des moyens permettant leur transport jusqu’à ladite enceinte de stockage 80, tels que par exemple une injection de liquide de transport permettant le transport en suspension dans des canalisations dimensionnées à cet effet.
Etape e) de transfert entre la section régénération et la section réactionnelle
Selon l’invention, le procédé de régénération comprend une étape e) de transfert du catalyseur d’hydroconversion régénéré entre la section régénération et la section réactionnelle 40.
Dans un mode de réalisation, le transfert du catalyseur d’hydroconversion régénéré entre la section de régénération et la section réactionnelle 40 est réalisé par convoyage en phase liquide.
La présente invention concerne également un procédé d’hydroconversion comprenant les étapes suivantes :
I. une étape d’hydroconversion d’une charge hydrocarbonée ayant un point initial d'ébullition d'au moins 300°C mise en œuvre dans une section réactionnelle 40 comprenant un réacteur opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile en présence d’un catalyseur d’hydroconversion et d‘hydrogène ;
II. une étape de soutirage de catalyseur d’hydroconversion usé et d’appoint de catalyseur d’hydroconversion frais provenant d’une enceinte de stockage 20 du catalyseur frais et/ou de catalyseur d’hydroconversion régénéré selon le procédé de régénération selon l’invention au sein de ladite section réactionnelle 40.
Le procédé d’hydroconversion selon l’invention comprend une étape i. d’hydroconversion d’une charge hydrocarbonée ayant un point initial d'ébullition d'au moins 300°C mise en œuvre dans une section réactionnelle 40 comprenant un réacteur opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile en présence d’un catalyseur d’hydroconversion et d’hydrogène.
Dans un mode de réalisation préféré, l’étape d’hydroconversion est mise en œuvre dans un ou plusieurs réacteurs en lit bouillonnant, notamment deux ou trois réacteurs en lit bouillonnant. Ce type de section réactionnelle permet de bien contrôler les températures au sein de la zone réactionnelle. La zone réactionnelle d’un procédé en lit bouillonnant est en général constituée d’un ou plusieurs trains de réacteurs contenant un ou plusieurs réacteurs en série.
Dans un mode de réalisation, l'étape d'hydroconversion s’opère sous une pression absolue comprise entre 2 et 35 MPa.
Dans un mode de réalisation, l'étape d'hydroconversion s’opère à une température comprise entre 300 et 550°C.
Dans un mode de réalisation, l'étape d'hydroconversion s’opère à une vitesse spatiale horaire (ou VVH pour Vitesse Volumétrique Horaire) comprise entre 0,05 h-1et 10 h-1.
Dans un mode de réalisation, l'étape d'hydroconversion s’opère sous une quantité d'hydrogène mélangée à la charge comprise entre 50 et 5000 normaux mètres cube (Nm3) par mètre cube (m3) de charge liquide.
Dans un mode de réalisation, on opère l’étape d’hydroconversion avec un catalyseur supporté poreux comprenant un support alumine et au moins un métal du groupe VIII choisi parmi le nickel et le cobalt, ledit élément du groupe VIII étant utilisé en association avec au moins un métal du groupe VIB choisi parmi le molybdène et le tungstène.
Dans les procédés d’hydroconversion en lit bouillonnant, le catalyseur est en général mis en en œuvre sous la forme d’extrudés dont le diamètre varie en général entre 0,5 et 3mm, la longueur de l’extrudé correspondant généralement à une longueur allant de 1,5 à 10 fois le diamètre du grain. Une mise en forme sous forme de billes de diamètre similaire ou de particules multilobes, dont les tailles caractéristiques moyennes sont similaires, est également envisageable.
La charge du procédé d’hydroconversion selon l’invention comprend de préférence des hydrocarbures dits lourds ayant un point initial d'ébullition d'au moins 300°C.
Les charges converties dans ce type de procédé sont généralement des charges lourdes caractérisées par leur courbe d’ébullition et sont en général des charges dont moins de 5% distille dans les conditions atmosphériques à la température de 340°C. Le procédé est particulièrement adapté pour la conversion des charges contenant au moins 60% de charge distillant au-delà de 500°C. Ces charges sont caractérisées par des teneurs en soufre en azote et en métaux élevées, qui sont éliminés en majorité pendant les réactions d’hydroconversion.
Typiquement, une charge fortement chargée en métaux contiendra de l’ordre de 50 à 500 ppm, en général essentiellement du nickel et du vanadium qui, lors des réactions d’hydroconversion se déposeront sur le catalyseur, les quantités de métaux déposé pouvant atteindre typiquement de 5% à 50% en poids de la masse initiale du catalyseur. Le procédé de régénération selon l’invention est particulièrement adapté pour une charge hydrocarbonée lourde avec une teneur en métaux comprises entre 5 ppm poids et 150 ppm poids, encore plus préférentiellement entre 10 et 75 ppm poids.
Ladite charge peut-être d'origine pétrolière de type résidu atmosphérique ou résidu sous-vide issu de brut dit conventionnel (degré API > 20°), lourd (degré API compris entre 10 et 20°) ou extra lourd (degré API < 10°) ou du pétrole brut. Elle peut provenir d'origines géographiques et géochimiques (type I, II, IIS ou III) différentes, de degrés de maturité et de biodégradations également différents.
Cette charge peut également être choisie parmi les charges suivantes : une fraction résiduelle issue de la liquéfaction directe de charbon (résidu atmosphérique ou résidu sous-vide issu par exemple du procédé H-Coal™), un distillât sous-vide H-Coal™, une fraction résiduelle issue de la liquéfaction directe de la biomasse ligno-cellulosique seules ou en mélange. Ces charges peuvent être mélangés avec du charbon et/ou une fraction pétrolière résiduelle.
Ce type de charge est généralement riche en impuretés avec des taux en métaux d’au moins 5 ppm en poids, notamment d’au moins 10 ppm poids, typiquement de l’ordre de 10 à 500 ppm poids en métaux, essentiellement en Nickel et Vanadium.
La teneur en soufre est typiquement d’au moins à 0,5%, notamment d’au moins 1%, notamment supérieure à 2% poids. Le taux d'asphaltènes C7 est notamment supérieur à 1%, notamment compris entre 1 et 40% et de manière plus préférée entre 2 et 30% poids.
Etape ii. de soutirage du catalyseur usé et d’appoint de catalyseur frais et/ou de catalyseur régénéré.
Le procédé d’hydroconversion selon l’invention comprend une étape ii. de soutirage de catalyseur d’hydroconversion usé et d’appoint de catalyseur d’hydroconversion frais provenant d’une enceinte de stockage 20 du catalyseur frais et/ou de catalyseur d’hydroconversion régénéré selon le procédé de régénération selon l’invention au sein de ladite section réactionnelle 40.
Le ou lesdits réacteurs d’hydroconversion sont munis d’un système d’appoint et de soutirage du catalyseur.
Le soutirage de catalyseur usé et l’appoint de catalyseur frais de manière régulière permet de disposer d’une qualité de catalyseur sensiblement constante dans le réacteur.
Dans un mode de réalisation, il est possible de soutirer du catalyseur usé d’un réacteur et d’apporter du catalyseur régénéré dans un autre réacteur. Dans ce cas, le catalyseur usé est typiquement soutiré du premier réacteur et le catalyseur frais et/ou régénéré ajouté dans le dernier voire l’avant dernier réacteur d’hydroconversion.
De préférence, le catalyseur usé peut être soutiré de chacun des réacteurs ou bien d’un ou de plusieurs des réacteurs, notamment du premier réacteur et / ou éventuellement du deuxième. En fonction des unités, il est également possible de soutirer du catalyseur usé d’un des réacteurs puis de l’ajouter dans un autre réacteur.
Dans un mode de réalisation, le catalyseur régénéré peut être ajouté dans chacun des réacteurs ou bien dans un ou plusieurs des réacteurs.
Dans un mode de réalisation, les étapes de soutirage de catalyseur d’hydroconversion usé et d’appoint de catalyseur d’hydroconversion frais et/ou de catalyseur d’hydroconversion régénéré sont réalisés par un dispositif unique pouvant être pressurisé et dépressurisé 30. Dans ce mode de réalisation, le dispositif unique est un pot de chargement et/ou déchargement de catalyseur, dit pot « Haute Pression » ou pot HP 30 car il peut opérer à la pression du ou des réacteurs d’hydroconversion, et a la possibilité d’être en connexion fluidique avec chacun des réacteurs. Cet équipement permet le transfert de catalyseur entre les différents équipements.
Dans un mode de réalisation, les étapes de soutirage de catalyseur d’hydroconversion usé et d’appoint de catalyseur d’hydroconversion frais et/ou de catalyseur d’hydroconversion régénéré sont réalisés par convoyage en phase liquide. De préférence, le liquide utilisé est un hydrocarbure suffisamment lourd pour ne pas vaporiser significativement pendant le convoyage. Typiquement, le liquide utilisé est une coupe d’intervalle d’ébullition compris entre 300 et 550°C par exemple une coupe d’hydrocarbures de type distillat sous vide.
Dans un mode de réalisation, le pot HP 30 réalise le convoyage de catalyseur d’hydroconversion en phase liquide vers les différentes unités. Le pot HP 30 est utilisé à la fois pour ajouter du catalyseur frais ou du catalyseur régénéré dans le réacteur, et pour soutirer du catalyseur du réacteur en vue de le régénérer ou de l’éliminer s’il est trop chargé en métaux.
L’utilisation d’un dispositif unique permettant d’effectuer le lien entre les différentes unités et capacités de stockage de catalyseur permet dans un premier temps de réduire considérablement les couts liés au procédé, un tel dispositif étant onéreux, mais permet également de simplifier le procédé avec un dispositif unique de convoyage bien intégré à un procédé global d’hydroconversion avec régénération de catalyseur in situ.
Dans un mode de réalisation, le pot HP 30 est équipé d’une mesure de niveau permettant de mesurer les quantités, préférentiellement les volumes de catalyseur d’hydroconversion, ajoutés ou soutirés de la zone réactionnelle.
Dans un mode de réalisation, le pot HP 30 est en connexion fluidique avec une enceinte de stockage 60 qui contient le catalyseur d’hydroconversion usé à envoyer vers la régénération.
Dans un mode de réalisation, le pot HP 30 est en connexion fluidique avec un pot « Basse Pression » dit pot BP 50 qui permet de stocker le catalyseur usé à éliminer.
Typiquement, lorsqu’on soutire du catalyseur de la zone réactionnelle 40 pour l’éliminer ou en vue de le régénérer, on transfère le catalyseur usé de la section réactionnelle vers le pot HP 30 qui est alors pressurisé. Puis on dépressurise le pot HP 30 et on transfère le catalyseur vers le pot BP 50 ou l’enceinte de stockage 60. L’enceinte de stockage 60 permet de stocker une quantité de catalyseur suffisante permettant de découpler la fréquence et la durée des cycles de régénération de la fréquence et des quantités de catalyseur soutiré.
Dans un mode de réalisation, l’enceinte de stockage 60 alimente ensuite un pot de chargement 70. L’enceinte de stockage 60, ou plus préférentiellement le pot de chargement 70, alimente ensuite le dispositif de régénération 100.
Dans un mode de réalisation, l’enceinte de stockage 60 est équipée d’un dispositif permettant de mesurer les quantités de catalyseur.
Dans un mode de réalisation, le pot HP 30 est en connexion fluidique avec une enceinte de stockage 80 qui contient du catalyseur d’hydroconversion régénéré.
Dans un mode de réalisation, le pot HP 30 est en connexion fluidique avec un pot « Basse Pression » dit pot BP 20 qui contient du catalyseur frais.
Typiquement, lorsqu’on ajoute du catalyseur frais, on transfère du premier pot BP 20 vers le pot HP 30 à basse pression la quantité voulue de catalyseur frais. Puis, la pression du pot HP 30 est élevée jusqu’ à atteindre une pression suffisante pour procéder au transfert du catalyseur depuis le pot HP 30 vers la zone réactionnelle 40.
Dans un mode de réalisation, le pot HP 30 est contrôlé à distance par un opérateur.
Dans un mode de réalisation préféré, le pot HP 30 est dimensionné afin de procéder à l’ajout journalier de la même quantité requise de catalyseur frais ou régénéré, l’opérateur choisissant d’ajouter du catalyseur frais ou du catalyseur régénéré en fonction de la teneur en métaux de la charge.
Le procédé d’hydroconversion selon l’invention permet ainsi une grande flexibilité à l’opérateur qui, avec le procédé de régénération intégré au système d’ajout et de soutirage de catalyseurs, peut traiter des charges avec des teneurs en métaux très variables tout en maintenant sensiblement constant la teneur en coke et en métaux déposés sur le catalyseur dans les réacteurs d’hydroconversion
Le procédé selon l’invention permet également de traiter de manière flexible des charges de compositions variables, notamment avec des teneurs en métaux variables, l’opérateur ayant la possibilité de remplacer le catalyseur soutiré de la zone réactionnelle 40 par du catalyseur frais ou du catalyseur régénéré en fonction de ses besoins. Il est possible de maintenir sensiblement constante la teneur en coke et en métaux déposés sur le catalyseur dans les réacteurs d’hydroconversion. Autrement dit, dans le procédé selon l’invention, la teneur en métaux sur le catalyseur est découplée de la teneur en coke, puisque l’opérateur peut contrôler :
- d’une part, l’appoint en catalyseur frais (ne contenant ni métaux ni coke)
- et d’autre part, l’appoint en catalyseur régénéré (ne contenant pas de coke mais des métaux provenant de charges hydrocarbonées).
Les procédés selon l’invention permettent ainsi à l’opérateur de limiter l’ajout de catalyseur frais sur des charges contenant peu de métaux en maintenant des teneurs en coke déposées sur le catalyseur contrôlées.
La présente invention concerne également un système comprenant :
- une section réactionnelle 40 comprenant un réacteur d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile ;
- une section de régénération comprenant un dispositif de régénération 100 ;
- des moyens de transfert de catalyseur d’hydroconversion entre lesdites sections réactionnelle 40 et de régénération comprenant au moins une connexion fluidique ;
- des moyens de chargement dudit dispositif de régénération 100 en lit fluidisé ou en lit mobile.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de régénération du système selon l’invention comprend :
- une première enceinte 100 disposée autour d’un axe vertical comprenant dans sa partie supérieure une ouverture d’admission de gaz de régénération 14 et une ouverture d’entrée du catalyseur usé 9, ladite première enceinte 100 comprenant dans sa partie inférieure une ouverture de sortie des gaz de régénération 15 et une ouverture de sortie du catalyseur régénéré 10 ;
- une deuxième enceinte 107, concentrique à la première enceinte 100)et disposée à l’intérieur de celle-ci de manière à former un espace entre ladite première enceinte 100 et ladite deuxième enceinte 107, ladite deuxième enceinte étant apte à contenir un lit de grains de catalyseur usé à régénérer et comprend une paroi supérieure 114 étanche, des parois latérales 105 poreuses sur au moins une partie de leur hauteur, la porosité desdites parois latérales 105 étant adaptée pour permettre l’écoulement des gaz de régénération, et une paroi inférieure 111, ladite deuxième enceinte 107 étant en connexion fluidique avec l’ouverture d’entrée du catalyseur usé 9 et l’ouverture de sortie du catalyseur régénéré 10.
- une troisième enceinte formant un conduit central 109 concentrique à la deuxième enceinte 107 traversant ladite deuxième enceinte 107 et la première enceinte 100, ladite troisième enceinte 109 étant poreuse sur l’ensemble des parties de ses parois latérales 108 contenues dans ladite deuxième enceinte 107 pour l’évacuation des gaz de régénération, ladite troisième enceinte 109 étant en connexion fluidique avec l’ouverture de sortie des gaz de régénération 15.
On entend par « étanche », qui ne laisse pas passer les gaz, les liquides ou les solides.
On entend par « gaz de régénération », les gaz de séchage, d’inertage et de combustion.
On entend par « partie supérieure d’une enceinte », la tête de la première enceinte, de type hémisphérique ou elliptique en général, ainsi que les 15% supérieurs de la virole.
On entend par « partie inférieure d’une enceinte », le fond de la capacité, de type hémisphérique ou elliptique en général, ainsi que les 15% inférieurs de la virole.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de régénération du système selon l’invention est chargé en catalyseur d’hydroconversion au sein de sa deuxième enceinte 107.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de régénération du système selon l’invention comprend une cloison 106 disposée dans l’espace entre la première enceinte 100 et la deuxième enceinte 107 supportant les parois latérales 105 de ladite deuxième enceinte 107 et séparant de manière étanche le dit espace entre la première enceinte 100 et la deuxième enceinte 107 en une première zone supérieure vide 103 ;104 et une deuxième zone inférieure vide 112, et la première enceinte 100 comprend dans sa partie inférieure une ouverture 101 pour l’introduction et la sortie d’un liquide de fluidisation dans ladite deuxième zone inférieure vide 112, et la paroi inférieure 111 de la deuxième enceinte 107 est poreuse pour permettre l’écoulement dudit liquide de fluidisation dans ladite deuxième enceinte 107.
Typiquement la cloison 106 peut être un anneau de support généralement plat de quelques centimètres de largeur qui est soudé dans la partie inférieure de la face interne de la première enceinte 100 et sur lequel vient reposer la deuxième enceinte 107. Il sert de support pour la deuxième enceinte 107 et réalise une séparation étanche de l’espace situé entre la première enceinte 100 et la deuxième enceinte 107 en deux zones distinctes. Une collerette de forme conique peut également être utilisée.
Les parois poreuses qui permettent de bien distribuer les fluides (gaz et liquides) peuvent être constituées, à titre d’exemple non limitatif, de plaques à trou, de grilles assemblées en lamelles, de feuilles de métal fritté. Des empilements modulaires d’objets constitués de parois poreuses et formant par assemblage une paroi poreuse sont également envisageables.
La plus grande taille des pores de la paroi inférieure de la deuxième enceinte 111 est inférieure au diamètre des grains de catalyseur afin de bien confiner le lit de grains de catalyseur. La taille des pores de la paroi poreuse inférieure de la deuxième enceinte 111 permet le passage du liquide de fluidisation.
La plus grande taille des pores des parties poreuses des parois latérales de la deuxième enceinte 105 et des parois latérales de la troisième enceinte 108 est inférieure au diamètre des grains de catalyseur afin de bien confiner le lit de grains de catalyseur. La taille des pores des parties poreuses des parois latérales de la deuxième enceinte 105 et des 108 permet le passage des gaz de régénération.
Les parties poreuses des parois latérales de la deuxième enceinte 105, de la paroi inférieure de la deuxième enceinte 111 et des parties des parois latérales 108 de la troisième enceinte contenue dans ladite deuxième enceinte sont avantageusement dimensionnées pour obtenir une bonne distribution des fluides sur les différentes sections de passage du dispositif de régénération.
La perte de charge offerte par ces parois poreuses est suffisante pour permettre de distribuer les fluides sur la section de passage.
Les pertes de charges au passage des gaz radialement dans le lit granulaire sont de préférence comprises entre 1 kPa et 100 kPa, de préférence entre 10 kPa et 50 kPa.
La perte de charge à travers les parties poreuses des parois latérales de la deuxième enceinte 105 et des parties des parois latérales 108 de la troisième enceinte contenues dans ladite deuxième enceinte est de préférence comprise entre 1 kPa et 100 kPa, de préférence entre 10 kPa et 50kPa.
La perte de charge à travers la paroi inférieure poreuse 111 de la deuxième enceinte est comprise de préférence entre 1 et 100 kPa, de préférence entre 10 kPa et 50kPa.
Pour favoriser la distribution du liquide de fluidisation à travers la paroi poreuse inférieure 111 de la deuxième enceinte, sa perte de charge unitaire (dans des conditions similaires et pour une section de passage similaire) est préférentiellement au moins égale à la perte de charge unitaire des parties poreuses des parois latérales de la deuxième enceinte 105 ou des parties des parois latérales 108 de la troisième enceinte contenues dans ladite deuxième enceinte.
La perte de charge d’une paroi poreuse est la différence de pression entre les deux enceintes qu’elle sépare, elle dépend du débit traité et de la porosité des parois.
Dans un mode de réalisation, la première enceinte 100 du dispositif de régénération du système selon l’invention comprend dans sa partie supérieure une ouverture 102 pour l’évacuation de l’excès de liquide de fluidisation, ladite ouverture 102 étant en connexion fluidique avec la deuxième enceinte 107.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de régénération du système selon l’invention comprend un déflecteur 110 installé dans la deuxième enceinte 107 au-dessus de la troisième enceinte 109 et en dessous de l’ouverture d’entrée du catalyseur usé 9.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de régénération du système selon l’invention comprend plusieurs ouvertures d’entrée du catalyseur 9. Elles peuvent être positionnées de manière centrale et/ou en périphérie dans la partie supérieure de la première enceinte 100. Cette variante peut être mise en œuvre quand le dispositif de régénération est de grande taille.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de régénération du système selon l’invention comprend une ou plusieurs plaques 113 pour faire obstacle à l’écoulement des gaz, lesdites plaques étant disposées concentriquement entre les parois latérales de la deuxième enceinte 105 et les parties des parois latérales 108 de la troisième enceinte contenues dans ladite deuxième enceinte 107. La partie basse de ladite ou desdites plaques 113 est préférentiellement disposée au niveau du haut des parties poreuses des parois latérales de la deuxième enceinte 105 et des parties poreuses des parois latérales 108 de la troisième enceinte contenues dans ladite deuxième enceinte 107.
Dans un mode de réalisation, la paroi inférieure de la deuxième enceinte 111 du dispositif de régénération du système selon l’invention a la forme d’un cône pointant vers le bas du dispositif. Dans ce mode de réalisation, la partie inférieure de la deuxième enceinte 111 peut être est inclinée d’un angle compris entre 2 et 25°, de préférence entre 10° et 20° par rapport à l’axe horizontal de la collerette 106.
Dans un mode de réalisation, le dispositif du système selon l’invention comprend plusieurs ouvertures de sortie du catalyseur régénéré 10. Elles peuvent être positionnées de manière centrale et/ou en périphérie dans la partie inférieure de la première enceinte 100. Cette variante peut être mise en œuvre quand le dispositif de régénération est de grande taille.
On considère un procédé d’hydroconversion en lit bouillonnant qui traite une charge constituée d’un mélange de résidus atmosphériques et de résidus sous vide, caractérisée par une densité à 15°C de 0,995 kg/m3. Le débit de charge dans l’unité est de 11650 BPD (barils par jour).
Il s’agit une unité équipée d’un seul réacteur d’hydroconversion dont l’inventaire de catalyseur est d’environ 140 t.
La charge traitée possède une teneur en métaux (Ni+V) de 55 ppm. On souhaite contrôler la teneur en métaux sur le catalyseur aux alentours de 15%, tout en maintenant le temps de séjour moyen du catalyseur entre 20 et 40 jours afin de limiter la teneur en coke déposé sur le catalyseur qui varie généralement entre 10 et 50% en fonction des conditions opératoires. Dans ces conditions, le raffineur adopte un taux de remplacement du catalyseur frais de 0,35 kg/t de charge ce qui correspond à un ajout de catalyseur frais de 0,70 t/j. Cela permet alors au raffineur de contrôler la teneur en métaux déposés sur le catalyseur autour de la valeur de 15,3%. Mais avec ce taux de remplacement, le temps de séjour moyen du catalyseur dans l’unité correspondant au temps de renouvellement de l’inventaire est voisin de 200j, valeur très élevée, liée au fait que la teneur en métaux de la charge voisine de 55ppm est faible par rapport aux teneurs en métaux habituellement traitées dans ce type de procédé.
Afin de limiter la teneur en coke sur le catalyseur, on décide de mettre en place une régénération du catalyseur en soutirant le catalyseur du réacteur pour l’envoyer dans un dispositif de régénération selon l’invention où le coke est brulé.
L’objectif est d’abaisser la teneur en coke sur le catalyseur de 15% par rapport à la teneur initiale. Pour arriver à cet objectif, il est nécessaire de soutirer environ 8 fois la quantité de catalyseur frais ajouté dans l’unité. Ainsi le niveau de teneur en coke sur le catalyseur présent dans le réacteur d’hydroconversion sera sensiblement constant afin que la réaction puisse s’effectuer avec les rendements de conversion optimaux. Le catalyseur régénéré exempt de la majorité du coke déposé pendant l’hydroconversion recouvre l’essentiel de son activité catalytique permettant de désulfurer et de démétalliser les hydrocarbures hydroconvertis. La réintroduction du catalyseur régénéré permet donc de renforcer l’activité catalytique de la zone réactionnelle.
Les cycles d’ajout et de soutirage sont donc modifiés comme suit. La gestion initiale consistant à ajouter journalièrement de l’ordre de 0,70t de catalyseur frais tous les jours et à soutirer le même volume de catalyseur du réacteur est remplacé par la procédure cyclique suivante : le premier jour, on ajoute 6,3 t de catalyseur frais (9 fois 0,7 t) et on soutire le même volume V équivalent qui est envoyé pour retraitement hors de l’unité. Les 8 jours suivants, on procède au soutirage du même volume V de catalyseur qui est envoyé vers la régénération pour brûler le coke et on introduit dans le réacteur un même volume V de catalyseur qui a déjà subi une régénération.
Il faut souligner que la densité du catalyseur soutiré est différente de la densité du catalyseur frais compte tenu des dépôts de matière sur le catalyseur dans le réacteur. Dans le cas présent, il a été observé que la densité en vrac du catalyseur sortant du réacteur est plus élevée que la densité du catalyseur frais, d’où la gestion volumique des soutirages de catalyseur pour permettre de maintenir un inventaire constant.
Cette procédure permet d’éliminer une partie du coke formé, et de réduire également le temps de séjour moyen du catalyseur frais et régénéré à une valeur voisine de 22j. On observe alors que la teneur en coke moyenne déposée sur le catalyseur soutiré du réacteur est de 0,85 fois la teneur en coke qu’on observerait lorsque la régénération ne fonctionne pas en ajoutant seulement 6,3 t de catalyseur frais une fois tous les neuf jours.
Le catalyseur qui est soutiré pour être régénéré est stocké dans des réservoirs tampons intermédiaires pour être ensuite chargé dans le réacteur de régénération séquentiellement. Le temps nécessaire pour procéder à un cycle de régénération d’un lot étant voisin de 4 jours, la régénération est dimensionnée pour permettre de régénérer 5 fois le volume V soutiré journalièrement, correspondant à une masse de catalyseur proche de 50t.
La régénération est mise en œuvre dans le dispositif de régénération selon l’invention. Après transport, chargement et séchage le catalyseur est régénéré par un courant gazeux constitué d’un flux d’air et des fumées recyclées. Afin de limiter la combustion, la teneur en O2dans le flux gazeux entrant est maintenue inférieure à 1%. Dans ces conditions, le gradient de température reste inférieur à 35°C entre l’entrée et la sortie du lit. Pour obtenir ces conditions, le débit de fumées recyclées correspond à 69 fois le débit d’air frais et le débit de gaz alimentant le réacteur pendant la régénération est d’environ 203 t/h, ce débit incluant le débit de fumées recyclées. Dans ces conditions, la phase de combustion de la régénération dure environ 48h et s’effectue en augmentant progressivement la température d’entrée des gaz de 275 à 450°C sans jamais dépasser la différence de température de 35°C des gaz entre l’entrée et la sortie. Le reste du temps du cycle de régénération, soit 48h, correspond au temps requis pour faire les autres opérations de transport, chargement, séchage, purge, et déchargement.
Le réacteur radial permettant de réaliser la régénération possède les caractéristiques suivantes. Le lit granulaire est disposé autour du conduit central 109 de diamètre1300 mm. Le réacteur radial possède un diamètre interne de 3281 mm, et l’épaisseur du lit de grains de catalyseur est de 863mm entre les parois poreuses 105 et 108. La hauteur du lit de grains de catalyseur traversée radialement par le gaz est de 7,42m. Une hauteur de 1,2 m supplémentaire de catalyseur est maintenue au-dessus du lit de catalyseur traversée radialement par le gaz (au-dessus du sommet des ouvertures des parois poreuses 105 et 108). Un espace permettant d’absorber une expansion volumique du lit de 25% est prévu au-dessus du lit granulaire dans l’espace radial.
Afin de procéder à la fluidisation du lit de grains de catalyseur pendant le chargement et le déchargement, on introduit un flux de gazole à 50°C. Dans ces conditions, la vitesse minimum de fluidisation du catalyseur étant de 0,62 cm/s, une vitesse superficielle de 1,25 cm/s est appliquée dans l’espace annulaire ce qui permet de limiter l’expansion du lit aux alentours de 10%. Le débit de gazole introduit à travers l’ouverture 101 et nécessaire pour assurer la bonne fluidisation du catalyseur est donc de 264 m3/h pendant le chargement et le déchargement.
Claims (15)
- Procédé de régénération in situ d’un catalyseur d’hydroconversion usé comprenant les étapes suivantes :
a) transfert du catalyseur d’hydroconversion usé entre une section réactionnelle (40) comprenant un réacteur d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile, de préférence opérant en lit bouillonnant, et une section de régénération comprenant un dispositif de régénération (100) ;
b) chargement du dispositif de régénération (100) avec le catalyseur d’hydroconversion usé ;
c) régénération du catalyseur d’hydroconversion usé au sein du dispositif de régénération (100) et obtention d’un catalyseur d’hydroconversion régénéré ;
d) déchargement du catalyseur d’hydroconversion régénéré du dispositif de régénération (100) ;
e) transfert du catalyseur d’hydroconversion régénéré entre la section régénération et la section réactionnelle (40) ;
lesdites section réactionnelle (40) et section de régénération étant reliées entre elles par au moins une connexion fluidique permettant les transferts du catalyseur d’hydroconversion usé et du catalyseur d’hydroconversion régénéré. - Procédé de régénération selon la revendication 1 dans lequel la section de régénération comprend un pot de chargement (70) contenant le catalyseur d’hydroconversion usé en attente de régénération, et l’étape de chargement du dispositif de régénération (100) avec le catalyseur d’hydroconversion usé comprend une étape de transfert dudit catalyseur d’hydroconversion usé entre ledit pot de chargement (70) et ledit dispositif de régénération (100).
- Procédé de régénération selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’étape de chargement du dispositif de régénération (100) avec le catalyseur d’hydroconversion usé est réalisée en lit fluidisé.
- Procédé de régénération selon la revendication 3 comprenant en outre une étape de drainage du liquide de fluidisation et une étape de séchage du catalyseur d’hydroconversion usé préalablement à l’étape de régénération dudit catalyseur d’hydroconversion usé.
- Procédé de régénération selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la régénération comprend une étape de combustion du coke et des composés soufrés du catalyseur d’hydroconversion usé, mis en œuvre avec un flux de gaz comprenant de l’oxygène traversant ledit catalyseur d’hydroconversion usé radialement au sein du dispositif de régénération (100).
- Procédé de régénération selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel la section de régénération comprend en outre une enceinte de stockage du catalyseur d’hydroconversion régénéré (80) et l’étape de déchargement du catalyseur d’hydroconversion régénéré du dispositif de régénération (100) comprend une étape de transfert dudit catalyseur d’hydroconversion régénéré entre ledit dispositif de régénération (100) et ladite enceinte de stockage (80).
- Procédé d’hydroconversion comprenant les étapes suivantes :
I. une étape d’hydroconversion d’une charge hydrocarbonée ayant un point initial d’ébullition d’au moins 300°C mise en œuvre dans une section réactionnelle (40) comprenant un réacteur opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile en présence d’un catalyseur d’hydroconversion et d‘hydrogène ;
II. une étape de soutirage de catalyseur d’hydroconversion usé et d’appoint de catalyseur d’hydroconversion frais provenant d’une enceinte de stockage (20) du catalyseur frais et de catalyseur d’hydroconversion régénéré selon le procédé de régénération selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 au sein de ladite section réactionnelle (40). - Procédé d’hydroconversion selon la revendication précédente dans lequel les étapes de soutirage de catalyseur d’hydroconversion usé et d’appoint de catalyseur d’hydroconversion frais et/ou de catalyseur d’hydroconversion régénéré sont réalisés par convoyage en phase liquide.
- Procédé d’hydroconversion selon la revendication 7 ou 8 dans lequel les étapes de soutirage de catalyseur d’hydroconversion usé et d’appoint de catalyseur d’hydroconversion frais et/ou de catalyseur d’hydroconversion régénéré sont réalisés par un dispositif unique pouvant être pressurisé et dépressurisé (30).
- Système comprenant :
- une section réactionnelle (40) comprenant un réacteur d’hydroconversion opérant en lit bouillonnant ou en lit mobile ;
- une section de régénération comprenant un dispositif de régénération (100) ;
- des moyens de transfert de catalyseur d’hydroconversion entre lesdites sections réactionnelle (40) et de régénération comprenant au moins une connexion fluidique ;
- des moyens de chargement dudit dispositif de régénération (100) en lit fluidisé ou en lit mobile. - Système selon la revendication 10 dans lequel le dispositif de régénération comprend :
- une première enceinte (100) disposée autour d’un axe vertical comprenant dans sa partie supérieure une ouverture d’admission de gaz de régénération (14) et une ouverture d’entrée du catalyseur usé (9), ladite première enceinte (100) comprenant dans sa partie inférieure une ouverture de sortie des gaz de régénération (15) et une ouverture de sortie du catalyseur régénéré (10) ;
- une deuxième enceinte (107), concentrique à la première enceinte (100) et disposée à l’intérieur de celle-ci de manière à former un espace entre ladite première enceinte (100) et ladite deuxième enceinte (107), ladite deuxième enceinte étant apte à contenir un lit de grains de catalyseur usé à régénérer et comprend une paroi supérieure (114) étanche, des parois latérales (105) poreuses sur au moins une partie de leur hauteur, la porosité desdites parois latérales (105) étant adaptée pour permettre l’écoulement des gaz de régénération, et une paroi inférieure (111), ladite deuxième enceinte (107) étant en connexion fluidique avec l’ouverture d’entrée du catalyseur usé (9) et l’ouverture de sortie du catalyseur régénéré (10).
- une troisième enceinte formant un conduit central (109) concentrique à la deuxième enceinte (107) traversant ladite deuxième enceinte (107) et la première enceinte (100), ladite troisième enceinte (109) étant poreuse sur l’ensemble des parties de ses parois latérales (108) contenues dans ladite deuxième enceinte (107) pour l’évacuation des gaz de régénération, ladite troisième enceinte (109) étant en connexion fluidique avec l’ouverture de sortie des gaz de régénération (15). - Système selon la revendication 11, dans lequel le dispositif de régénération comprend une cloison (106) disposée dans l’espace entre la première enceinte (100) et la deuxième enceinte (107) supportant les parois latérales (105) de ladite deuxième enceinte (107) et séparant de manière étanche le dit espace entre la première enceinte (100) et la deuxième enceinte (107) en une première zone supérieure vide (103 ;104) et une deuxième zone inférieure vide (112), et la première enceinte (100) comprend dans sa partie inférieure une ouverture (101) pour l’introduction et la sortie d’un liquide de fluidisation dans ladite deuxième zone inférieure vide (112), et la paroi inférieure (111) de la deuxième enceinte (107) est poreuse pour permettre l’écoulement dudit liquide de fluidisation dans ladite deuxième enceinte (107).
- Système selon la revendication 12, dans lequel la partie supérieure de la première enceinte (100) du dispositif de régénération comprend une ouverture (102) pour l’évacuation de l’excès de liquide de fluidisation, ladite ouverture (102) étant en connexion fluidique avec la deuxième enceinte (107).
- Système selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel le dispositif de régénération comprend un déflecteur (110) installé dans la deuxième enceinte (107) au-dessus de la troisième enceinte (109) et en dessous de l’ouverture d’entrée du catalyseur usé (9).
- Système selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel le dispositif de régénération comprend une ou plusieurs plaques (113) pour faire obstacle à l’écoulement des gaz, lesdites plaques étant disposées concentriquement entre les parois latérales de la deuxième enceinte (105) et les parties des parois latérales (108) de la troisième enceinte contenues dans ladite deuxième enceinte (107).
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|---|---|---|---|
| FR2204729A FR3135630A1 (fr) | 2022-05-18 | 2022-05-18 | Dispositif permettant la regeneration d’un catalyseur d’hydroconversion et procedes associes |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3135630A1 true FR3135630A1 (fr) | 2023-11-24 |
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| FR2204729A Pending FR3135630A1 (fr) | 2022-05-18 | 2022-05-18 | Dispositif permettant la regeneration d’un catalyseur d’hydroconversion et procedes associes |
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| WO (1) | WO2023222700A2 (fr) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4621069A (en) | 1983-10-03 | 1986-11-04 | Hri, Inc. | Continuous process for catalyst regeneration by staged burnoff of carbon and sulfur compounds |
| EP0200474A1 (fr) * | 1985-04-25 | 1986-11-05 | Uop | Procédé pour la régénération d'un catalyseur contaminé au coke |
| EP0332536A1 (fr) * | 1988-03-09 | 1989-09-13 | Total Raffinage Distribution S.A. | Procédé et dispositif de régénération en lit fluidisé d'un catalyseur |
| EP0378482A1 (fr) | 1989-01-13 | 1990-07-18 | Institut Français du Pétrole | Procédé de régénération d'un catalyseur de production d'hydrocarbures aromatiques ou de réformage |
| FR2837113A1 (fr) | 2002-03-15 | 2003-09-19 | Inst Francais Du Petrole | Procede de controle d'une zone de combustion a lit mobile et son utilisation |
-
2022
- 2022-05-18 FR FR2204729A patent/FR3135630A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-05-16 WO PCT/EP2023/063134 patent/WO2023222700A2/fr unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2023222700A3 (fr) | 2024-04-04 |
| WO2023222700A2 (fr) | 2023-11-23 |
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