MÉTODO E INSTALACIÓN DE TRATAMIENTO DE HIDROCARBUROS Y SEPARACIÓN DE FASES PRODUCIDAS POR EL TRATAMIENTO
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con una instalación y un método para el tratamiento de hidrocarburos que comprende por"- lo menos dos recintos, incluso una sucesión de recintos dispuestos en serie, por lo menos una reacción que se produce' más frecuentemente al interior de los recintos, que pone en juego por lo menos una fase sólida, por lo menos una fase líquida y por lo menos una fase gaseosa. La invención encuentra por ejemplo su aplicación en los campos de la conversión y/o de tratamiento de destilados ó de residuos procedentes de la destilación del petróleo, cargas líquidas de hidrocarburos procedentes de la licuefacción del carbono, petróleos brutos. Más en particular, la presente instalación y el método presente permiten la separación de una mezcla que comprende una fracción gaseosa y una fracción líquida que comprenden eventualmente partículas sólidas, la mezcla es procedente de una zona de puesta en contacto de una carga líquida, de una carga gaseosa y de partículas sólidas. Aunque la presente instalación y el método presente sean aplicables a cualquier método que necesite poner en contacto una fase gaseosa y una fase líquida con partículas sólidas, la invención será descrita en lo siguiente, de manera no
Ref.: 153736 limitante, en el caso particular de la hidroconversión de una carga de hidrocarburos en un lecho burbujeante de partículas sólidas catalíticas. El método de lecho burbujeante utilizado para la hidroconversión de fracciones pesadas de hidrocarburos ó de una carga líquida de hidrocarburos procedente de un carbón consiste en" general de poner en contacto, más frecuentemente el flujo a co-corriente ascendente, una carga de hidrocarburo de fase líquida y una fase gaseosa en un reactor que contiene partículas sólidas que comprenden un catalizador de hidroconversión. La zona de reacción comprende en general por lo menos un medio de decantación de partículas sólidas situado en proximidad a la parte baja del reactor y por lo menos un medio complementario de las partículas que contiene un catalizador fresco en la proximidad de la cima ó vértice del reactor. El reactor comprende además más frecuentemente por lo menos un circuito que permite el reciclado de la fase líquida procedente de la zona de reacción, situado al interior ó al exterior del reactor. El reciclado está destinado, de acuerdo con una técnica conocida para el experimentado en la técnica, a mantener un nivel de expansión de lecho suficiente para asegurar el buen funcionamiento de la zona de reacción en régimen trifásico gas/líquido/sólido. De acuerdo con un primer principio, tal como por ejemplo ilustrado por la solicitud de patente EP 1,086,734, la separación de la mezcla polifásica procedente del lecho burbujeante es efectuada al exterior y río abajo de un reactor único. En la solicitud de patente EP 732,389 se propone utilizar de acuerdo con otro principio dos reactores en serie que incluyen un separador-gas líquido externo entre los dos reactores . Los productos gaseosos y líquidos procedentes del primer reactor son separados en el separador y una parte de los productos líquidos es reciclada hacia el primer reactor con el fin de mantener la ebullición del catalizador mientras que la otra parte alimenta el segundo reactor. Por razones económicas, el separador colocado después del reactor es frecuentemente más pequeño que el reactor y el control del nivel de líquido en el separador externo es en consecuencia muy difícil en este tipo de método. Además, el separador externo debe estar a la misma presión que el reactor mismo, lo que implica un costo de fabricación elevado del separador. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un objeto de la invención es en primer lugar una instalación para el tratamiento de hidrocarburos que comprende por lo menos dos recintos de tratamiento y medios de separación de fracciones líquida y gaseosa contenidas en la mezcla polifásica producida en el primer recinto de tratamiento, en una zona de puesta en contacto (700) de una carga líquida de hidrocarburos, una carga gaseosa y de partículas sólidas, la instalación comprende: un primer recinto (1) de tratamiento que comprende medios de introducción (10) de una carga de hidrocarburos y medios de introducción (20) de una carga gaseosa a la zona (700), medios internos al recinto de separación (280, 310, 350) de las fracciones gaseosa y líquida procedentes de la zona (700) , medios de recolección (210, 32) y medios de evacuación (50) de la fracción líquida hacia el exterior del primer recinto (1) , medios de evacuación (70) de la fracción gaseosa hacia el exterior del primer recinto (1) y medios de control (130) del nivel de expansión de la fracción líquida en el recinto (1) , medios de transferencia (50) de por lo menos una parte de la fracción líquida hacia un segundo recinto de reacción (2) , un segundo recinto (2) de tratamiento que comprende una segunda zona de puesta en contacto (701) y medios de introducción de una carga gaseosa y medios de introducción a la segunda zona (701) de una carga líquida que comprende por lo menos una parte de la fracción líquida procedente del primer recinto (1) de tratamiento. La instalación puede comprender además medios de reciclado al primer recinto de una parte de la fracción líquida.
En una modalidad posible de la invención, el segundo recinto de tratamiento comprende además medios internos de separación de las fracciones gaseosa y líquida procedentes de la segunda puesta en contacto, medios de recolección y medios de evacuación de la fracción líquida al exterior del segundo recinto, medios de evacuación de la fracción gaseosa al exterior del segundo recinto y medios de control del nivel de expansión de la fracción líquida en el segundo recinto. El dispositivo podría entonces comprender ventajosamente además medios de reciclado al segundo recinto de una parte de la fracción líquida. De manera ventajosa, la instalación descrita anteriormente en la presente comprende además medios de control de los niveles de expansión de las zonas de puesta en contacto en los recintos. Los medios de introducción de la segunda zona pueden comprender además medios complementarios de carga líquida . La instalación incluye además de manera preferida medios de control del gasto de líquido transferido en los dos recintos . Puede también incluir además medios de control del flujo gaseoso procedente de los recintos. De acuerdo con una modalidad de la invención, por lo menos el primer recinto podría por ejemplo comprender: un equipo de reciclado provisto de por lo menos un pasaje para la mezcla que comprende las fracciones gaseosa y la fase líquida procedentes de la zona de puesta en contacto, por lo menos un elemento de separación interno al recinto colocado directamente después del ó los pasajes y que permite una separación de la mezcla en una fracción A que contiene la mayoría del líquido y una minoría de gas y una fracción B esencialmente gaseosa que contiene una minoría de líquido, un conducto, colocado en proximidad de la parte superior del recinto, que permite la evacuación de la fracción B, un conducto de evacuación que prolonga el equipo de reciclado y de entre el cual se derrama por gravedad y es evacuada la fracción A, medios de control del nivel de expansión de la fase líquida en el recinto, los medios están configurados a manera de mantener el nivel a una distancia del orificio de salida de la f acción B superior ó igual a 0.05 veces el diámetro interno del recinto. La invención es concerniente igualmente con un método de tratamiento escalonado de hidrocarburos que comprende una separación de fracciones líquida y gaseosa contenidas en la mezcla polifásica producida para cada etapa del tratamiento, el método comprende por lo menos las etapas siguientes : (a) se introduce una carga de hidrocarburos y -una carga gaseosa a un primer recinto de tratamiento y se pone en contacto la carga de hidrocarburos y la carga gaseosa con partículas sólidas, (b) se separa al interior del primer recinto de reacción las fracciones líquida y gaseosa contenidas en la mezcla polifásica procedente de la etapa (a) , (c) se xecupera separadamente la fracción gaseosa y la fracción líquida al exterior del primer recinto, (d) se introduce por lo menos una parte de la fracción líquida procedente del primer recinto al segundo recinto con una carga gaseosa y se pone en contacto al seno del segundo recinto en la fracción líquida y la carga gaseosa con partículas sólidas. De manera ventajosa, el método comprende además las etapas siguientes : (e) se separa al interior del segundo recinto las fracciones líquida y gaseosa contenida en la mezcla polifásica procedente de la etapa (d) , (f) se recupera la fracción gaseosa y la fracción líquida al exterior del segundo recinto. En una modalidad del método en el cual se utilizan n recintos, n está comprendido entre 2 y 10, por lo menos una parte de la fracción líquida procedente de un recinto n-1 colocado río arriba es introducido al recinto n colocado río abajo en el sentido de circulación de los fluidos. De acuerdo con la invención, las partículas sólidas en movimiento podrían por ejemplo estar dispersadas en forma de una suspensión sumergida en una fase líquida en una zona inferior del recinto, llamado entonces en general según el término inglés reactor slurry (suspensión o pasta aguada) . De acuerdo con otro modo de aplicación preferido de la presente invención, las partículas sólidas en movimiento podrían estar presentes al seno de un lecho burbujeante. Ejemplos de reactores que funcionan de acuerdo con los principios apropiados a los lechos en suspensión (slurry) y a los lechos burbuje ntes así como sus principales aplicaciones son descritos por ejemplo en "Chemicals reactors, P. Trambouze, H. Van Landeghem et J. P. Wauquier, Ed. Technip (1988)". De acuerdo con la invención, ventajosamente, en por lo menos el primer recinto de reacción (esto es, aquel que comprende la separación interna) las partículas sólidas están en lecho burbujeante ó en suspensión. De preferencia, el segundo (u otro) recinto operan igualmente cuando operan en lecho burbujeante ó pasta aguada (respectivamente) . Más en particular, pero no de manera limitante, la presente invención encuentra su aplicación en la conversión de una carga introducida al recinto en forma líquida y contiene hidrocarburos, la conversión se efectúa mediante reacción con una fase gaseosa, que conprende por ejemplo hidrógeno (hidroconversión) en presencia de una fase sólida que presenta más frecuentemente una actividad catalítica (catalizador) .
Las cargas que se pueden tratar en el marco de la presente invención pueden ser residuos atmosféricos ó residuos bajo vacío de destilación directa, residuos desasfaltados, residuos procedentes del método de conversión tales como por ejemplo aquellos procedentes de la coquificación, cargas líquidas de hidrocarburos procedentes de la licuefacción de carbono, petróleos brutos, una hidroconversion en lecho fijo tales como aquellos procedentes de los métodos HYVAHL de tratamiento de pesados puestos a punto por la solicitante ó métodos de hidrotratamiento de pesados en lecho burbujeante tales como aquellos procedentes de los métodos H-OIL ó aún aceites desasfaltados en solvente, por ejemplo, en propano, en butano ó en pentano ó aún asfaltos que provienen habitualmente del desasfaltado de residuos bajo vacío de destilación directa ó bajo vacíos de métodos H-OIL ó HYVAHL diluidos por una fracción de hidrocarburo ó una mezcla de fracciones de hidrocarburos escogidas del grupo formado por un aceite de corte ligero (LCO de acuerdo con las iniciales de la denominación inglesa de Light Cycle Oil) , un aceite de corte pesado (HCO de acuerdo con las iniciales de la denominación inglesa de Heavy Cycle Oil) , un aceite decantado (DO de acuerdo con las iniciales de la denominación inglesa de Decanted Oil) , una pasta aguada ó suspensión y las fracciones de gasol en particular aquellas obtenidas mediante destilación bajo vacío denominada de acuerdo con la terminología inglesa VGO (Vacuum Gas Oil) . Las cargas pueden también estar formadas por una mezcla de estas diversas reacciones no importa en cuales proporciones en particular de residuos atmosféricos y residuos bajo vacio. Pueden contener igualmente cortes de gasoles y gasoles pesados procedentes del cracking catalítico que tiene en general un intervalo de destilación de aproximadamente 150°C a aproximadamente 370°C ó aún a 600°C ó a lo más de 600°C. Pueden también contener además extractos aromáticos obtenidos en el marco de la fabricación de aceites lubricantes. De acuerdo con la presente invención las cargas que se tratan son residuos atmosféricos ó residuos bajo vacío ó mezclas de estos residuos. La invención se puede así, por ejemplo, aplicar a métodos de hidrotratamiento de cargas de hidrocarburos tales como métodos de hidrodsulfuración, hidrodesnitrogenación, hidrodesmetalización ó hidrodesaromatización. En su forma más general, uno de los objetos de la presente invención que comprende una serie de recintos, en los cuales se produce más frecuentemente una reacción química, que permite efectuar una separación de las diferentes fracciones procedentes de las reacciones y más en particular la separación de efluentes líquidos y efluentes gaseosos procedentes de las reacciones . La invención permite por ejemplo a la vez asegurar un arrastre mínimo de líquido en el gas y producir un líquido prácticamente exento de gas a la salida del dispositivo. La aplicación de la presente instalación ó del método presente permiten además rivalizar ganancias sustanciales tanto en términos de capacidad de la unidad como en términos de rendimiento de los productos de reacciones que se producen en la unidad. La presente invención permite además controlar de manera simple y eficaz la transferencia de líquido entre varios reactores sucesivos . Además, la presente invención permite la simplificación técnica y la disminución del costo de la instalación porque ningún medio de separación complementario es necesario entre los dos reactores . La presente invención podría además ser aplicada fácilmente y a menos costo en el marco de la modernización de unidades ya existentes. Otras características, detalles y ventajas de la invención aparecerán más claramente en la lectura de la descripción siguiente, hecha con la ayuda de las figuras 1 y 2 , de una modalidad no limitante de la invención. La figura 1 ilustra esquemáticamente un ejemplo de realización de un primer recinto equipado de dispositivos de separación internos de fracciones gaseosa y líquida a la salida de un lecho burbujeante en un primer recinto. La figura 2 ilustra un modo de realización de la presente invención en el cual dos recintos de reacción son utilizados en serie. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FIGURAS La figura 1 ilustra, de acuerdo con los principios conformes a aquellos ya descritos en la solicitud de patente FR 01/09055, un modo no limitante de aplicación de un reactor 1 de hidroconverslón de una carga pesada de hidrocarburos en presencia de hidrógeno (H2) y de partículas catalítica al seno de un lecho burbujeante 700, susceptible de ser utilizado para realizar la presente invención. A la cabeza del reactor 1 está instalado un dispositivo interno de separación gas/liquido. Por ejemplo, tal dispositivo de separación de una mezcla que comprende por lo menos una fase gaseosa y una fase líquida puede estar integrado en un recinto y comprender por lo menos : un equipo tal como una copela de reciclado provisto de por lo menos un pasaje para la mezcla, el pasaje puede comprender por ejemplo una chimenea que comprende preferiblemente insertos que generan un movimiento centrífugo al seno de las chimeneas, un primer elemento de separación ó separador primario colocado inmediatamente después de la ó las chimeneas y que permite una separación de la mezcla en una fracción A que contiene la mayoría de líquido y una minoría de gas y una fracción B esencialmente gaseosa que contiene una minoría de líquido, - un primer conducto, colocado en proximidad de la parte superior del recinto, que permite la evacuación de la fracción B esencialmente gaseosa procedente del separador primario, -" un segundo conducto que prolonga la copela de reciclado y mediante el cual se derrama por gravedad y es evacuada la fracción A que contiene la mayoría de líquido procedente del separador primario, el dispositivo comprende además medios de control (130) del nivel de expansión de la fase líquida en el recinto, los medios están configurados a manera de mantener el nivel a una distancia del orificio de salida de la fracción B superior ó igual a 0.05 veces el diámetro interno del recinto, de preferencia mayor de 0.1 veces el diámetro. La distancia será de acuerdo con la invención técnicamente lo más reducido posible y en general comprendida entre 0.05 y 20 veces el diámetro. El segundo conducto (de evaporación de la fracción A) puede comprender medios separados de reciclado y de decantación de la fracción. Por supuesto la presente invención no está no obstante limitada al uso de tal dispositivo y cualquier dispositivo de separación gas/líquido equivalente conocido podría ser usado sin salirse del marco de la invención.
El reactor 1 es alimentado de carga líquida (que comprende por ejemplo una mezcla de hidrocarburos pesados) de un conducto 10 y de carga gaseosa (que comprende por ejemplo, en su mayoría hidrógeno) mediante un conducto 20, la mezcla entre las dos fases se puede efectuar independientemente río arriba del reactor 1 (de acuerdo con la figura 1) ó en el reactor mismo. LCTS términos "río arriba" y "río abajo" son definidos en la presente descripción por el sentido de circulación de los fluidos en el presente dispositivo. Los equipos 200 que sirven para la distribución de las cargas líquida y gaseosa están dispuestos en la parte inferior del reactor. Después del paso a través del equipo 200, las cargas líquida y gaseosa son puestas en contacto, al seno de un lecho burbujeante 700, partículas sólidas catalíticas de tamaño y de forma conocidas y optimizadas por aquel experimentado en la técnica para la aplicación de la reacción considerada. Las partículas catalíticas son mantenidas en suspensión por la velocidad ascensional de la fase líquida. Más frecuentemente, la velocidad fija la taza de expansión del lecho de partículas sólidas catalíticas. El nivel 500, constituido de un plano ligeramente turbulento debido a la agitación provocada por el paso de burbujas de gas y de líquido, delimita la zona rica en partículas sólidas catalíticas. Este nivel, para un inventario de partículas sólidas dado, depende más frecuentemente de manera esencial de gastos de líquido y en menos medida, de los gastos de gas que recorren la zona de reacción. Por encima del nivel 500, las partículas no son arrastradas significati amente. La zona situada entre la interfase 500 que delimita el lecho de las partículas y una interfase 600 está constituida en su mayoría de una mezcla de fracción gaseosa y de una fracción líquida. La fracción gaseosa se derrama en general en forma de burbujas a la fracción líquida continua. Por encima de la interfase 600 se sitúa una fase esencialmente gaseosa en una zona 800, que no contiene proyecciones de líquidos dispersas en la fase gaseosa continua. La puesta en ebullición del catalizador es obtenida mediante el reciclado de la fracción líquida procedente de la zona 700 al reactor a manera de mantener una velocidad superficial de líquido apta a las tensiones cinéticas de la reacción. Para este fin, el líquido es decantado del reactor bajo la interfase 600 gracias a un equipo de recolección 210 que puede ser una copela de reciclado provista de conductos 220 que comprenden insertos que permiten el paso de los fluidos y la separación de la mayoría de las partículas sólidas. El equipo 210 es colocado más frecuentemente sustancialmente en el centro del reactor 1 y presenta de preferencia en su parte superior una forma sustancialmente cónica, por ejemplo, tal como se describe en la patente norteamericana No. 4,221,653. Tal como se muestra en la figura 1, el equipo 210 está sumergido por lo menos en parte y más frecuentemente en su mayoría en la zona delimitada por las interfases 500 y 600 y contiene una fase esencialmente líquida. El líquido procedente del equipo 210 alimenta un conducto descendente 30 luego una bomba 120. En la descarga de la bomba 190, el líquido es transportado por un conducto 40 y reinyectado- al reactor río arriba de los medios de distribución 200. De acuerdo con un modo preferido de realización de la invención y tal como se muestra en la figura 1, al interior del conducto 30 está instalado un conducto 31, en donde la parte superior está sumergida en la fase esencialmente líquida, que permite recuperar el líquido situándose en proximidad del nivel de líquido 600 y de enviar al exterior del recinto de reacción 700. El equipo de recolección 210 está enlazado a una serie de dispositivos que permiten favorecer la separación gas-líquido de los productos procedentes del lecho burbujeante 700, el arrastre del gas con el líquido reciclado es perjudicial de manera conocida al buen funcionamiento de la bomba 190. A manera de favorecer la coalescencia de pequeñas burbujas y así la separación de la fracción gaseosa de la fracción líquida, se utilizan ventajosamente una ó varias etapas de separación (280, 310, 350) internas al reactor 1, constituidas por ejemplo de equipos tipo ciclón que favorecen un efecto de vórtice en el derrame ó cualquier dispositivo equivalente. Las etapas de separación (280, 310, 350) están colocadas en la parte superior del recinto 1, es decir, por lo menos parcialmente en la zona 800 que contiene la fase esencialmente gaseosa. El equipo de recolección 210 permite la alimentación del conducto 30 y del sistema de reciclado (190, 40) tal como se describe anteriormente está igualmente situado al interior del reactor 1 y presenta ventajosamente una simetría sustancialmente axial, en general cónica, alrededor del eje del recinto que rodea el reactor 1 que cubre en su dimensión más grande una sección de pasaje que representa en general entre 50 y 100% de la sección del pasaje de reactor y de preferencia entre 80 y 98% de esta sección. La bomba 190 está preferiblemente situada al exterior del reactor pero sin salirse del marco de la invención puede igualmente estar interno al recinto. La parte no reciclada al reactor 1 de los productos líquidos de la reacción es decantada por el producto 50 que prolonga el conducto 31 como se muestra en la figura 1. Por supuesto, la presente invención no está limitada a este modo de realización y sería por ejemplo posible, sin salirse del marco de la invención, efectuar la decantación de los productos líquidos directamente al circuito de reciclado, ya sea río arriba de la forma 190 (mediante picado en el conducto 30) ya sea río abajo de la misma (mediante picado en el conducto 40) . El gas procedente de las etapas de separación y de liberación de la mayoría de líquido es evacuado en la cabeza del recinto mediante un conducto 70 para sufrir eventuales tratamientos posteriores. En general, el gas que circula en el conducto 70 contiene menos de 10% másico de líquido, de preferencia ' menos- de 7% y de manera muy preferida menos de 1%, gracias al uso combinado de los medios de separación 280, 310 y 350. Los productos líquidos procedentes del conducto 30 y sustancialmente liberados de la mayoría del gas son reciclados río abajo del reactor vía una línea de reciclado de líquido 40 y bajo la acción de una bomba de reciclado 190. El efluente líquido contiene cantidades muy reducidas de gas, en general menos de 2% másico y más frecuentemente menos de 1% másico, gracias a las etapas de separación 280, 310 y 350 aplicadas por encima de la copela de reciclado 210. Con el fin de controlar, de acuerdo con un modo posible de realización de la invención, el nivel de la interfase 500 al seno del reactor 1, medios de medida y de control son aplicados para asegurar el buen funcionamiento del reactor. Se puede por ejemplo contemplar medir precisamente el nivel de la interfase 500 al evaluar el perfil de densidad en el reactor con la ayuda de un gammametro. La medición del nivel obtenida con la ayuda de este medio puede alimentar un bucle de regulación 175 que, en comparación con la instrucción introducida por el operador vía un aparato de accionamiento 176, controla la velocidad de rotación de la bomba de reciclado 190. Gracias a tal sistema, un descenso del nivel de la interfase 500 en relación con una instrucción dada es corregido mediante un aumento de la velocidad de rotación de la bomba 190 que induce un aumento, del gasto de líquido reciclado al circuito de reciclado y tiene como consecuencia un aumento de la velocidad superficial de líquido al reactor y en consecuencia de la taza de expansión del lecho del catalizador. Con el fin de controlar el nivel de la interfase 600 del reactor 1 se puede por ejemplo contemplar evaluar el perfil de densidad al reactor comúnmente con la ayuda de un detector de presión diferencial conectado al reactor mediante dos tomas de presión, una 140 situada netamente por encima de la interfase deseada y la otra 150 situada netamente por debajo de esta misma interfase. Para evitar el bloqueo de estas tomas de presión, se podría por ejemplo insuflar al nivel de las tomas de presión cantidades conocidas y controladas de gas (por ejemplo, la carga gaseosa inicial) ó de líquido (por ejemplo, de líquido reciclado) . La medida del nivel obtenida de esta manera alimenta un bucle de regulación 130 que acciona, por ejemplo mediante la acción de un elemento de accionamiento 131, la apertura de una válvula 100 situada en el conducto de evacuación 50 de los productos líquidos del reactor. Tal como se describe anteriormente, el conducto 50 es preferiblemente colocado a continuación de un conducto 31 colocado en el conducto 30. Con tal sistema, una descenso de la interfase 600 en relación con una instrucción dada será corregida mediante un cierre por lo menos parcial de la válvula 1?0, una disminución del gasto de líquido extraído por la línea 50 y por consecuencia un aumento de la fracción de líquido reciclado y así de la posición de la interfase 100 al reactor 1 si los gastos de alimentación de gas y de líquido en las líneas 10 y 20 siguen siendo estables. Una elevación de la interfase 600 es compensada por el desagüe al conducto 31 de líquido situado por encima de esta interfase. La válvula 100 no sirve entonces más que para controlar la diferencia de presión entre el recinto 700 y los equipos río abaj o . La figura 2 ilustra una modalidad de la invención que comprende una instalación en la cual dos reactores de hidroconversión están montados en serie . En la figura 2 se muestra dos reactores 1 y 2, el efluente líquido procedente del reactor 1 es utilizado como carga líquida para el reactor 2. La carga líquida 2 es provista, de acuerdo con principios tales como se definen anteriormente en relación con la figura 1, por el conducto 10 y mezclado al flujo de hidrógeno canalizado por la línea 20 antes de ser inyectado al reactor 1. El sistema de separación gas-líquido 210 permite mantener el nivel de líquido 100 a una altura constante y reciclar el líquido que contiene menos de 1% másico de gas hacia la bomba 190 que permite la ebullición del lecho 700. A la salida del dispositivo de separación 210, el gas de cabeza del reactor desprovisto sustancialmente de cualquier fracción líquida es enviado por la línea 70 hacia el circuito de purificación de gas al mismo tiempo que el efluente gaseoso procedente del reactor 2. La bomba 190 asegura el reciclado por la línea 40 de una parte de los productos líquidos procedentes de los dispositivos de separación gas-líquido y recolectados por el equipo 210 hacia el conducto de reciclado 30. La línea 50 prolonga el conducto 32 y situada río arriba de la bomba 190, permite transportar hacia el reactor 2 la fracción de líquido no reciclada procedente del primer reactor 1. Sin salirse del marco de la invención, se puede inyectar a la entrada del segundo reactor una carga complementaria de hidrocarburos líquidos mediante una línea 11. De acuerdo con la invención, la carga líquida introducida al reactor 2 puede estar constituida en parte ó en su totalidad por el efluente líquido procedente del reactor 1. El reactor 2 es por otra parte alimentado de una carga gaseosa (que comprende en su mayoría hidrógeno) mediante un conducto 21, la mezcla con la ó las fases líquidas (que contienen la fracción de líquido no reciclado y eventualmente una carga de hidrocarburos líquidos complementarios) se puede efectuar independientemente río arriba del reactor 2 de acuerdo con la figura 2 ó en el reactor mismo. El transporte de líquido desde el conducto 32 luego hacia el reactor 2 puede ser asegurado ventajosamente por diferencia de"presión, la presión del reactor 1 está a un valor ligeramente superior a aquella del reactor 2. La diferencia de presión entre los dos reactores 1 y 2 podría por ejemplo ser regulada mediante la apertura ó el cierre de las válvulas 102 y 103 colocadas en el conducto 70. El gasto de la fase líquida procedente del reactor 1 puede ventajosamente ser regulada mediante la válvula 100 colocada sobre el producto 50 sin alterar el derrame. En el reactor 2, la carga transportada por el conducto 50 es mezclada a un flujo gaseoso 21. Después de la reacción en un lecho burbujeante 701, los elementos de reciclado 211 y una ó varias etapas de separaciones de la misma naturaleza que aquellos que equipan el reactor 1 aseguran la separación y la evacuación de las fracciones gaseosa y líquida procedentes de los productos de la reacción. La fase líquida es transportada vía el conducto 31 hacia la bomba de ebullición 191 y la fase gaseosa es evacuada en la cabeza del reactor para reunirse con el efluente gaseoso procedente del reactor 1. En la descarga de la bomba 191, la línea 41 asegura el reciclado de líquido al reactor 2. Una parte de líquido procedente del reactor 2, vía el conducto 33 y la línea 51 es ya sea recolectada, ya sea encausada hacia un eventual tratamiento posterior, por ejemplo hacia un tercer reactor idéntico en su estructura y su funcionamiento a los precedentes . La válvula 101 permite por otra parte mantener un nivel de líquido 601 constante en el - reactor 2 mediante el reciclado de una fracción ajustada de la fracción líquida que sale del reactor 2. Los dispositivos de control de los niveles 192 y 177, semejantes en su estructura y funcionamiento a los dispositivos 130 y 175 ya descritos en relación con la figura 1, permiten controlar los niveles de las interfases 601 y 501 del reactor 2. La figura 2 ilustra las ventajas proporcionadas mediante el uso de los dispositivos de separación de acuerdo con la invención en el caso del uso de varios reactores en serie, en la aplicación de los métodos de conversión que utilizan lechos burbujeantes, es ventajoso colocar dos reactores en serie con el fin de optimizar la transformación de la carga líquida. El uso de una ó varias etapas de separación internas (280, 310, 350), eventualmente combinado al control del nivel de las interfases 600, 601 respectivamente por los medios 130, 132 a los reactores 1 y 2 permite evacuar todos los productos gaseosos, a saber, hidrógeno no consumido y los hidrocarburos más ligeros procedentes de la reacción de hidroconversión, mediante el conducto 70 y no enviar hacia el segundo reactor más que la carga líquida procedente del primer reactor vía las líneas 50 sin separación intermedia entre los dos reactores . Así, de acuerdo con la invención ilustrada por el modo de realización de la figura 2, para un volumen del segundo reactor constante, la separación de acuerdo con la invención de los ~ efluentes gaseosos y líquidos al interior del primer recinto permite introducir al primer reactor un flujo más importante de carga líquida a tratar y aumentar así fuertemente la capacidad de la unidad. Por otra parte, tal aumento de capacidad puede de acuerdo con la invención ser realizado sin que la velocidad superficial del gas al seno de los lechos de reacción arrastre de manera significativa las partículas de catalizador al circuito de reciclado. La comparación de los ejemplos que siguen ilustran las ventajas ligadas a la presente invención. El ejemplo 1 (comparativo) da los resultados obtenidos en una unidad utilizada comúnmente en la hidroconversión de residuos . El ejemplo 2 permite comparar las conversiones obtenidas en el caso de una unidad que funciona de acuerdo con la presente invención. El ejemplo 3 permite comparar las capacidades obtenidas en el caso de una unidad que funciona de acuerdo con la presente invención.
Estos ejemplos son resultados de experimentaciones realizadas en unidades piloto que funcionan en lecho burbujeante. Otros experimentos han sido realizados en reactor de tipo pasta aguada ó suspensión con una bomba adaptada y resultados de la misma naturaleza han sido obtenidos. Ejemplo 1 (Comparativo) Se trata un residuo bajo vacío (RSV) pesado de origen Safaniya. La densidad a 15°C es de 1.048. Todos los rendimientos son calculados a partir de una base 100 (en masa) de carga de RSV. Se trata el residuo bajo vacío en una unidad piloto que comprende dos recintos de reacción montados en serie que funcionan de acuerdo con los principios de lechos burbujeantes. La totalidad de la carga inicial de RSV es introducida al primer reactor y el conjunto de efluentes procedentes del primer reactor es directamente reinyectado al segundo reactor, sin separación intermedia. Cada reactor tiene un volumen total de 2 litros . Esta unidad piloto simula una unidad industrial de hidrotratamiento de residuos bajo vacío de lecho burbujeante de acuerdo con el método H-Oil comercializado por la compañía Axens. El flujo hacia fuera de los fluidos es ascendente en este reactor como en el caso de una unidad industrial . Las condiciones de operación de aplicación son las siguientes : - gasto de carga (primer reactor) : 1.4 1/h a P = 0.1 MPa, T = 15°C (es decir 2 1/h en las condiciones experimentales) , - presión total : 156 bars absolutos (primero y segundo reactor) ; - flujo de hidrógeno: 560 1/h a P = 0.1 MPa y T = 15°C (es decir aproximadamente 8.7 1/h en las condiciones de reacción) de entrada del segundo reactor, 280 1/h a P = 0.1 MPa y T = 15°C (es decir aproximadamente 4.3 1/h en las condiciones de reacción) ; - la temperatura al seno de los dos reactores:
410°C. El catalizador usado en los dos reactores es un catalizador de NiMo. Los productos procedentes del segundo reactor son fraccionados en laboratorio en una fracción de gasolina en donde el intervalo de destilación está comprendido entre el punto inicial (PI) y 150°C, una fracción de gasol de intervalo de destilación comprendido entre 150 y 375°C, una fracción de destilado bajo vacío (intervalo 375 - 540°C) y una fracción residual (de punto de destilación superior a 540°C) . Los diferentes gastos (en porcentaje másico) de los productos obtenidos a la salida del segundo reactor después del fraccionamiento son:
Producto Rendimientos Hidrógeno sulfuroso 4.3 Gas 2.0 Gasolina (PI - 150°C) 2.5 Diesel (150 - 375°C) 14.8 Gasol bajo vacío (375 - 540°C) 24.6 Residuo (> 540 °C)~ 51.8
Ejemplo 2; (de acuerdo con la invención) La carga es la misma que aquella utilizada en el ejemplo precedente, las condiciones de operación siguen siendo idénticas a aquellas del ejemplo 1. Se utiliza al interior del primer recinto, de acuerdo con la invención, un dispositivo de separación que permite una separación de los efluentes gaseoso y líquido de tal manera que la fracción líquida comprende menos de 1% en peso de la fracción gaseosa, el tamaño de los reactores y el volumen de los lechos catalíticos siguen siendo idénticos. Gracias al dispositivo, el volumen de los efluentes gaseosos introducidos al segundo reactor es considerablemente reducido en relación a aquel del ejemplo 1 en donde todo el gas de hidrocarburos producidos en la primera etapa son reinyectados al segundo reactor. El único gasto gaseoso a la entrada del segundo reactor está constituido del gasto de gas de poco contenido que viene del primer reactor menos de 1% en peso) y del gasto de hidrógeno adicional al segundo reactor (280 h/1 a P = 0.1 MPa y T = 15°C) es decir, aproximadamente 4.3 1/h en las condiciones de reacción. El gasto de la carga liquida que entra al segundo reactor está compuesta exclusivamente de la fracción líquida decantada del primer reactor. Los diferentes gastos de los productos obtenidos a la salida del segundo reactor son, después de un fraccionamiento idéntico a aquel del ejemplo 1:
Producto Rendimientos Hidrógeno sulfuroso 4.1 Gas 2.0 Gasolina (C5 - 150°C) 2.3 Diesel (150 - 375°C) 18.1 Gasol bajo vacío (375 - 540°C) 32.7 Residuo (540°C +) 40.8 La comparación de los ejemplos 1 y 2 permite mostrar que la presente invención permite disminuir el contenido final de residuo de 11% . La presente invención permite así aumentar de manera significativa la conversión de residuo conservando además una fracción sustancialmente constante de hidrocarburos más ligeros procedentes del método de hidroconversión.
Ejemplo 3 (de acuerdo con la invención) Este ejemplo permite mostrar la mejora posible, para la aplicación de la presente invención, de la capacidad de las unidades para un volumen de reacción constante, por ejemplo, en el marco de una reestructuración (revamping de acuerdo con el término en inglés) de una unidad ya existente. Para tratar una misma carga que aquella del ejemplo 1, se utilizan dos reactores con las mismas dimensiones que aquél del ej emplo 1. Los productos gaseosos son separados de líquido al interior del primer reactor de acuerdo con las características idénticas a aquellas del ejemplo 2. El líquido procedente de la separación es inyectado al segundo reactor con un complemento de hidrógeno purificado correspondiente a la cantidad necesaria para obtener un nivel de conversión global de la unidad idéntico a aquel del ej emplo 1. Así, a un volumen de reactor constante, el volumen de hidrocarburos gaseosos separados después de la primera etapa de la reacción en el primer recinto permite una inyección más importante de carga inicial (RSV) para una taza de conversión de residuo constante a la salida del segundo reactor. En el caso presente, para una taza de residuo final idéntica de 51.8% a la salida del segundo recinto, la capacidad de la unidad del ejemplo 1 modificada de acuerdo con la invención, es aumentada de manera significativa: un gasto de carga de 3.7 1/h en las condiciones experimentales (es decir, un gasto total de carga de 2.6 Kg/h) es obtenido, es decir, un aumento de 1.2 Kg/h en relación con las condiciones del ejemplo 1. La aplicación de la presente instalación permite así aumentar la capacidad de la unidad de aproximadamente 85%. Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.