EP0308346A1 - Procédé et installation pour l'utilisation d'un combustible pétrolier de haute viscosité - Google Patents

Procédé et installation pour l'utilisation d'un combustible pétrolier de haute viscosité Download PDF

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EP0308346A1
EP0308346A1 EP88402345A EP88402345A EP0308346A1 EP 0308346 A1 EP0308346 A1 EP 0308346A1 EP 88402345 A EP88402345 A EP 88402345A EP 88402345 A EP88402345 A EP 88402345A EP 0308346 A1 EP0308346 A1 EP 0308346A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
residue
burner
fuel
pipe
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP88402345A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gérard Mougey
Philippe Brigand
Michel Toussaint
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TotalEnergies Marketing Services SA
Original Assignee
Total France SA
Compagnie de Raffinage et de Distribution Total France SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Total France SA, Compagnie de Raffinage et de Distribution Total France SA filed Critical Total France SA
Publication of EP0308346A1 publication Critical patent/EP0308346A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00—Pipe-line systems
    • F17D1/08—Pipe-line systems for liquids or viscous products
    • F17D1/084—Pipe-line systems for liquids or viscous products for hot fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/04—Feeding or distributing systems using pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02—Liquid fuel
    • F23K5/14—Details thereof
    • F23K5/20—Preheating devices

Definitions

  • the present invention relates to the direct use, at the place of production, of a high viscosity petroleum fuel coming from a heat treatment unit, such as a unit for distillation or conversion of a hydrocarbon feedstock. . It relates more particularly to a process and an installation designed for the use as fuel, in at least one burner, of such a residue having a kinematic viscosity of between 0.005 and 1m2 / s (that is to say say 5000 to a million centistokes) at 100 ° C.
  • the present invention aims to remedy these serious drawbacks by proposing a method capable of maintaining the temperature required to avoid pipe blockages, despite the heat losses between the places of recovery of high viscosity petroleum residues and their places of use as fuels inside the refinery or in its outbuildings.
  • the invention also aims to propose such a method which can be implemented without risk of accidental blockage of the pipes for transporting petroleum residues to their places of use as fuel, by limiting the heat losses of these pipes by a adequate insulation and by providing means suitable for maintaining a minimum temperature therein to avoid blockages which may result both from thermal cracking and from failure of the supply means.
  • the invention proposes to convey this fuel in a pipe maintained at a temperature above 280 ° C and preferably at 300 ° C, with a flow rate greater than its flow rate of use and recover the unused fraction.
  • the invention therefore relates to a process for the direct use at the place of production as fuel, in at least one burner, of an oil residue with a viscosity of between 0.005 and 1m2 / s at 100 ° C and whose temperature necessary to obtain a viscosity of 15.10 ⁇ 6m2 / s (that is to say 15 centistokes) is greater than 280 ° C, this residue coming from a heat treatment unit such as a fractionation unit or conversion of a hydrocarbon feed, process in which said residue is taken from said unit at a temperature above 300 ° C and is conveyed by a heat-insulated pipe to said burner, this process being characterized in that the flow rate of said petroleum residue in said pipe upstream of the burner, is 10 to 100% and preferably 10 to 30% higher than the feed rate of said burner by a fraction such as the increase in viscosity of this residue due to heat losses, between the production site and said burner, remains compatible with the use of said burner, and in that the part of said residue not used as fuel is recovered.
  • the fraction not used as fuel from petroleum residue can be streamed, then stored in a tank maintained at an adequate temperature, but advantageously, it will be recycled directly and without streaming at the production unit.
  • the temperature for taking off the petroleum residue will advantageously be between 300 and 350 ° C., while that of the arrival of the fuel at the burner will advantageously be between 280 ° C. and 320 ° C., due to the inevitable heat losses in this part of the region. 'installation.
  • the critical viscosity not to be exceeded during feeding of the burner will be 30.10 ⁇ 6 m2 / s and, preferably, 15.10 ⁇ 6 m2 / s, and the flow rate of the residue in the pipe which transports it to its place of use will be adjusted so as to maintain the viscosity at below this limit.
  • the flow rate chosen will naturally depend on the length and diameter of this pipe.
  • the risks of blockage of the conduits associated with keeping the residue at too high a temperature are avoided by bringing the temperature of the fuel removed using a heat exchanger. in the unit at a set temperature guaranteeing thermal stability of the residue throughout the installation and between 280 and 350 ° C, and compensating for the corresponding temperature decrease by an increase in the flow rate of the residue in the pipe upstream of the burner.
  • the flow rate of the residue in the fuel line will therefore be made independent of the fuel consumption at the burner; the regulation of this flow rate can advantageously be carried out using viscosity or temperature probes making it possible to vary the flow rate of the petroleum residue in the pipe upstream of the burner as a function of the viscosity of the residue in said pipe.
  • the invention also relates to an installation for the direct use as fuel, in at least one burner, of an oil residue having a viscosity of between 0.005 and 1m2 / s at 100 ° C. and the temperature of which is necessary to obtain a viscosity of 15.10 ⁇ 6m2 / s is greater than 280 ° C, coming from a heat treatment unit such as a fractionation or conversion unit of a hydrocarbon feed, this installation comprising a means for removing said residue in said unit, at a temperature equal to or lower than that prevailing in this unit, at least one burner for burning said residue, an insulated pipe joining said production enclosure to said burner and at least one means for conveying said residue in said pipe , installation characterized in that said means for conveying said residue is such that the flow rate of this residue in said pipe is 10 to 100% greater than the feed flow rate of said burner by a fraction such that the viscosity increase of this residue due to the thermal losses of said pipe between the place of production and the point of use remains greater than 15.10 ⁇ 6m
  • said pipe will comprise heat-insulating means capable, on the one hand, of avoiding heat losses and, on the other hand, in the event of shutdown of the industrial unit, of maintaining the temperature of said residue in said pipe at above a pumpability threshold which will be between 180 and 250 ° C and preferably between 180 and 220 ° C.
  • insulating means may include a thermal insulator and, between this thermal insulator and the pipe, a buffer zone equipped with means for heating the pipe, for example using steam tracing lines or using electric heating resistors, activated automatically when the temperature of said pipe drops below the threshold thus predetermined.
  • an enclosure forming a pressurization buffer tank and thermally insulated in a manner known per se will be disposed on the circuit of said pipe between the enclosure for producing the residue and the burner for using this residue as fuel.
  • the volume of this enclosure will advantageously be such that it can provide one hour of supply to the burner (s) so as to prevent any shutdown of the producing installation.
  • the installation will include means heat extraction to bring the temperature of the residue in the buffer tank to a set temperature generally greater than 300 ° C, or that of the supply line to the burner to a set temperature generally greater than 280 ° C, taking into account the fact that this temperature differential of 20 ° C between the buffer tank and the burner is a minimum on this type of pipe, regardless of the insulation thereof.
  • the supply to the buffer tank being adjusted to a set temperature, the flow rate of the line upstream of the burner can be regulated using a probe measuring the viscosity or the temperature of the fuel.
  • a separate fuel supply circuit for the burner from an auxiliary tank may also be provided.
  • This backup circuit will use, for example, a fuel of the usual type to supply the burner.
  • Control and command means will advantageously be provided for automatically switching the supply of the burner from the main circuit to the backup circuit, when certain parameters reach critical values.
  • the control means will, for example, continuously measure the flow rate, the pressure, the temperature and / or the viscosity of the residue at the level of the burner and will transfer the supply thereof to the backup circuit as soon as a preset threshold has been reached. one or more of these parameters was reached.
  • a fractionation tower 1 On the circuit shown, the bottom of a fractionation tower 1 is connected as usual, by a line 2 to a pump 3, which evacuates to the storage (not shown), by a line 4, the distillation residue to high viscosity, which one wishes to use as fuel.
  • heat exchangers are provided which recover part of the calories from this fuel and, in particular, exchanger 5 adapts its temperature to the ceiling value above which blockages could occur as a result of thermal cracking. , or precipitation of asphaltenes.
  • the flows in the lines 7 are controlled by a probe 30 which continuously measures the viscosity of the fuel at any point of the circuit and controls the valves 9 taking into account the losses of calories between the location of this probe and that of the exchangers.
  • At least part of the fuel is used directly to supply burners such as 6 of an oven or of another installation.
  • lines such as 7, mounted in diversion on line 4, on either side of the exchanger 5, supply a reserve buffer tank 8, capable of remedying variations in production.
  • Valves 9, mounted on lines 7, make it possible, by varying the flow rate of these lines, to adjust the temperature of the fuel which feeds the tank 8.
  • An automatic adjustment system for this temperature can advantageously be provided.
  • the bottom of the tank 8 is connected by a line 10 to a pump 11, connected by a line 12, equipped with a valve 14, to the line 13 for supplying the burners 6.
  • the burners 6 can be supplied by a direct line , but it is preferable to provide a circulation loop with a return downstream of the regulating valve 32 to the primary circuit.
  • the pump flow 11 is defined as a function of the flow rate necessary to supply the burners and of the thermal losses of lines 12 and 13.
  • the fraction of the residue not used as fuel can be returned by line 15, fitted with a valve 27 to line 4 and storage , but it will preferably be recycled to tower 1 by line 16, fitted with a valve 28, so as to compensate for the losses due to the fuel circulation loop.
  • a fluxing agent can be introduced into line 4 through line 31, in order to lower the viscosity of the fuel with a view to its storage.
  • a safety circuit is provided for supplying the burners 6 with the aid of a fuel stored in a tank 20, when the supply by the line 12 is faulty.
  • This circuit comprises a reservoir 20 of auxiliary fuel, connected to the line 13 supplying the burners 6 by a line 17 equipped with a pump 18, a heater 19 and a valve 21.
  • a device 22 controls the flow rate, the temperature, the pressure and / or the viscosity of the supply flow to the burners 6 and simultaneously controls the closing of the valve 14 and the opening of the valve 21 and the actuation of the pump 18 , when the measured value of one or more of these parameters reaches a predetermined threshold.
  • a thermal insulator 24 in which electrical heating resistors 26 or steam lines are arranged, the valves of which are capable of opening automatically to maintain the temperature above a threshold generally between 180 and 220 ° C.
  • a temperature sensor (not shown), arranged on the line 12, controls the supply of the resistors 26, or of the steam circulation valves, as soon as the recorded temperature drops below the threshold.

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Abstract

L'invention concerne un procédé pour l'utilisation directe sur le lieu de production comme combustible, dans au moins un brûleur (6), d'un résidu pétrolier provenant d'une unité (1) de traitement thermique telle qu'une unité de fractionnement ou de conversion d'une charge d'hydrocarbures. Dans ce procédé, le résidu est prélevé dans ladite unité (1) à une température supérieure à 300°C et est acheminé par une conduite calorifugée (12) vers le brûleur (6). Selon l'invention, le débit du résidu dans la conduite (12) en amont du brûleur est supérieur de 10 à 100 % et de préférence de 10 à 30 % au débit d'alimentation dudit brûleur, d'une fraction telle que l'accroissement de viscosité de ce résidu dû aux pertes thermiques entre l'enceinte de production et le brûleur reste compatible avec l'emploi dudit brûleur, tandis que la partie dudit résidu non utilisée comme combustible est récupérée.

Description

  • La présente invention concerne l'utilisation directe, sur le lieu de production, d'un combustible pétrolier à haute viscosité, provenant d'une unité de traitement thermique, telle qu'une unité de distillation ou de conver­sion d'une charge d'hydrocarbures. Elle a plus particulière­ment pour objet un procédé et une installation conçus en vue de l'utilisation comme combustible, dans au moins un brûleur, d'un tel résidu présentant une viscosité cinématique comprise entre 0,005 et 1m²/s (c'est-à-dire 5000 à un million de cen­tistokes) à 100°C.
  • L'augmentation des coûts du pétrole brut et les besoins croissants en coupes hydrocarbonées légères ont amené ces dernières années les sociétés pétrolières à modifier les conditions de distillation et de traitement par conversion du pétrole brut, au profit de la production de produits légers tels que gaz, gazoles et essences, au détriment de la production des fuels lourds, à telle enseigne que même les résidus de distillation sous vide du pétrole sont con­sidérés aujourd'hui comme des combustibles nobles.
  • Ces conditions d'exploitation se traduisent par une production finale de résidu pétrolier de masse volumique élevée (au moins 1kg/dm³ à 15°C et, parfois 1,1 kg/dm³), qui ont en effet une viscosité à 100°C pouvant atteindre jusqu'à 1m²/s. Leur valeur économique est donc faible et il est par conséquent intéressant de pouvoir les brûler directement dans les fours des raffineries, en lieu et place des fuels habituels. La combustion des moins visqueux d'entre eux s'effectue généralement en phase liquide, après un préchauf­fage apte à abaisser leur viscosité à environ 15.10⁻⁶m²/s soit 15 cst, avec des brûleurs à pulvérisation assistée à la vapeur. Pour les autres, la combustion peut s'effectuer en phase solide, après broyage, si leurs points de ramollis­sement sont suffisamment élevés, ou en phase liquide mais après fluxage avec une coupe hydrocarbonée plus légère, pour obtenir une viscosité plus faible, acceptable pour les brûleurs industriels.
  • La combustion directe en raffinerie des produits à très forte viscosité pose donc de sérieux problèmes, car, la viscosité maximum admissible au niveau des brûleurs usuels étant de l'ordre de 15.10⁻⁶m²/s (soit 15 cst), ceci implique généralement que la température du résidu à brûler puisse atteindre au moins 300°C et plus. Les résidus combustibles sont certes disponibles à des températures comprises entre 350 et 400°C, ce qui les rend directement utilisables sur place, mais leur acheminement vers des installations de combustion éloignées, où on les emploie comme combustible, se traduit par des pertes de calories, auxquelles il faut remédier par un calorifugeage poussé des conduites, voire par un réchauffage du fuel avant utilisation, ce qui est naturellement très coûteux.
  • Cette difficulté est par ailleurs aggravée par le fait que le maintien d'un combustible à haute viscosité pendant un certain temps à une température élevée, par exemple su­périeure à 400°C, est susceptible de provoquer un craquage thermique du combustible, avec formation de gaz et de coke susceptible de se déposer dans les canalisations.
  • Enfin, lorsque le combustible à haute viscosité provient d'une unité de conversion telle qu'une unité de viscoréduc­tion, il est à craindre que son maintien pendant une certai­ne durée à une température supérieure à 350-400°C suivant le type de charge, ne conduise à une prolongation de la réaction, avec précipitation d'asphaltènes dans les canali­sations : avec ces combustibles pétroliers à très haute viscosité, il est donc très difficile de compenser les inévitables pertes thermiques par une élévation de la tempé­rature initiale au-delà de 350-400°C, en raison des risques de bouchage des conduites par le coke et les asphaltènes. Or, le bouchage d'une canalisation peut entraîner des frais extrêmement élevés et même nécessiter le remplacement de cette canalisation.
  • En revanche, plus la viscosité du combustible est élevée, plus les risques de bouchage des conduites à la suite d'une baisse de la température au-dessous d'une certaine limite sont élevés : pour des combustibles ayant une viscosi­té comprise entre 0,005 et 1m²/s à 100°C, cette limite est généralement d'environ 200°C.
  • Ces risques de bouchage, résultant soit d'une tempéra­ture trop élevée des résidus pétroliers à haute viscosité, soit d'une température trop basse de ceux-ci,rend leur utilisation pratiquement impossible dans les installations actuelles, car elle impose le choix impératif d'une plage étroite de températures, d'autant plus difficile à maintenir que la distance d'acheminement du lieu de combustion est grande.
  • La présente invention vise à remédier à ces graves inconvénients en proposant un procédé apte à maintenir la température requise pour éviter les bouchages de conduite, malgré les déperditions calorifiques entre les lieux de récupération des résidus pétroliers à haute viscosité et leurs lieux d'utilisation comme combustibles à l'intérieur de la raffinerie ou dans les dépendances de celle-ci.
  • L'invention vise également à proposer un tel procédé qui puisse être mis en oeuvre sans risque de bouchage ac­cidentel des canalisations d'acheminement des résidus pétro­liers jusqu'à leurs lieux d'utilisation comme combustible, en limitant les pertes thermiques de ces canalisations par un calorifugeage adéquat et en prévoyant des moyens propres à y maintenir une température minimale pour éviter les bouchages pouvant résulter aussi bien d'un craquage thermi­que que d'une panne des moyens d'alimentation.
  • On sait que les pertes de calories d'un liquide se dé­plaçant dans un conduit, varient en sens inverse du volume convoyé. Autrement dit, plus le volume de liquide débité est important, plus les pertes calorifiques rapportées à l'uni­té de volume sont faibles. Pour amener un résidu pétrolier lourd à une température suffisante pour son utilisation comme combustible sur les lieux même de production, l'inven­tion propose donc de convoyer ce combustible dans une condui­te maintenue à une température supérieure à 280°C et de préférence à 300°C, avec un débit supérieur à son débit d'utilisation et de récupérer la fraction non utilisée.
  • L'invention a, par conséquent, pour objet un procédé pour l'utilisation directe sur le lieu de production comme combustible, dans au moins un brûleur, d'un résidu pétro­lier de viscosité comprise entre 0,005 et 1m²/s à 100°C et dont la température nécessaire pour obtenir une viscosité de 15.10⁻⁶m²/s (c'est-à-dire 15 centistokes) est supérieure à 280°C, ce résidu provenant d'une unité de traitement ther­mique telle qu'une unité de fractionnement ou conversion d'une charge d'hydrocarbures, procédé dans lequel ledit résidu est prélevé dans ladite unité à une température supérieure à 300°C et est acheminé par une conduite calori­fugée vers ledit brûleur, ce procédé étant caractérisé en ce que le débit dudit résidu pétrolier dans ladite conduite en amont du brûleur, est supérieur de 10 à 100% et de pré­férence de 10 à 30% au débit d'alimentation dudit brûleur d'une fraction telle que l'accroissement de viscosité de ce résidu dû aux pertes thermiques, entre l'enceinte de pro­duction et ledit brûleur, reste compatible avec l'emploi dudit brûleur, et en ce que la partie dudit résidu non utilisée comme combustible est récupérée.
  • La fraction non utilisée comme combustible de résidu pétrolier pourra être fluxée, puis stockée dans un réservoir maintenu à une température adéquate, mais avantageusement, elle sera recyclée directement et sans fluxage à l'unité de production.
  • La température de prélèvement du résidu pétrolier sera avantageusement comprise entre 300 et 350°C, tandis que celle d'arrivée du combustible au brûleur sera avantageuse­ment comprise entre 280°C et 320°C, du fait des pertes thermiques inévitables dans cette partie de l'installation.
  • La viscosité critique à ne pas dépasser à l'alimentation du brûleur sera de 30.10⁻⁶ m²/s et, de préférence, de 15.10⁻⁶ m²/s, et le débit du résidu dans la conduite qui l'achemine vers son lieu d'utilisation sera ajusté de ma­nière à maintenir la viscosité au dessous de cette limite. Le débit retenu dépendra naturellement de la longueur et du diamètre de cette conduite.
  • Selon un mode particulièrement avantageux d'utilisation du procédé selon l'invention, on évite les risques de bou­chage des conduits liés au maintien du résidu à une tempéra­ture trop élevée en amenant à l'aide d'un échangeur de chaleur la température du combustible prélevé dans l'unité à une température de consigne garantissant là stabilité thermique du résidu dans l'ensemble de l'installation et comprise entre 280 et 350°C, et en compensant la diminution de température correspondante par une augmentation du débit du résidu dans la conduite en amont du brûleur.
  • Dans la pratique, le débit du résidu dans la conduite de combustible sera donc rendu indépendant de la consomma­tion en combustible au brûleur ; la régulation de ce débit pourra avantageusement être réalisée à l'aide de sondes de viscosité ou de température permettant de faire varier le débit du résidu pétrolier dans la conduite en amont du brûleur en fonction de la viscosité du résidu dans ladite conduite.
  • L'invention a également pour objet une installation pour l'utilisation directe comme combustible, dans au moins un brûleur, d'un résidu pétrolier ayant une viscosité comprise entre 0,005 et 1m²/s à 100°C et dont la température nécessaire pour obtenir une viscosité de 15.10⁻⁶m²/s est supérieure à 280°C, provenant d'une unité de traitement thermique telle qu'une unité de fractionnement ou de conver­sion d'une charge d'hydrocarbures, cette installation comprenant un moyen pour prélever ledit résidu dans ladite unité, à une température égale ou inférieure à celle qui règne dans cette unité, au moins un brûleur pour brûler ledit résidu, une conduite calorifugée réunissant ladite enceinte de production audit brûleur et au moins un moyen pour l'acheminement dudit résidu dans ladite conduite, installation caractérisée en ce que ledit moyen pour l'acheminement dudit résidu est tel que le débit de ce résidu dans ladite conduite est supérieur de 10 à 100% au débit d'alimentation dudit brûleur d'une fraction telle que l'accroissement de viscosité de ce résidu dû aux pertes thermiques de ladite conduite entre le lieu de production et le point d'utilisation reste supérieur à 15.10⁻⁶m²/s, c'est-à-dire reste compatible avec son utilisa­tion comme combustible dans ledit brûleur, et en ce que des moyens sont prévus pour limiter l'alimentation du brûleur à la fraction désirée du débit dans ladite conduite et pour récupérer la fraction excédentaire dudit résidu non utilisée comme combustible.
  • De préférence, ladite conduite comprendra des moyens de calorifugeage aptes, d'une part, à éviter les pertes thermiques et, d'autre part, en cas d'arrêt de l'unité in­dustrielle, à maintenir la température dudit résidu dans ladite conduite au-dessus d'un seuil de pompabilité qui sera compris entre 180 et 250°C et, de préférence, entre 180 et 220°C. Ces moyens de calorifugeage pourront comprendre un isolant thermique et, entre cet isolant thermique et la conduite, une zone tampon équipée de moyens de réchauffement de la conduite, par exemple à l'aide de lignes de traçage à la vapeur ou à l'aide de résistances électriques chauf­fantes, actionnées automatiquement lorsque la température de ladite conduite s'abaisse au-dessous du seuil ainsi prédéterminé.
  • De préférence, une enceinte formant réservoir-tampon de pressurisation et isolée thermiquement de façon connue en soi sera disposée sur le circuit de ladite conduite entre l'enceinte de production du résidu et le brûleur d'utilisa­tion de ce résidu comme combustible. Le volume de cette enceinte sera avantageusement tel qu'il puisse assurer une heure d'alimentation du ou des brûleurs de façon à parer à tout arrêt de l'installation productrice.
  • De préférence, l'installation comprendra des moyens d'extraction de chaleur pour amener la température du ré­sidu dans le ballon-tampon à une température de consigne généralement supérieure à 300°C, ou celle de la ligne d'arrivée au brûleur à une température de consigne géné­ralement supérieure à 280°C, compte tenu du fait que ce différentiel de température de 20°C entre le ballon-tampon et le brûleur est un minimum sur ce type de conduite, quelle que soit l'isolation de celle-ci.
  • En outre, l'alimentation du ballon-tampon étant réglée sur une température de consigne, le débit de la conduite en amont du brûleur pourra être régulé à l'aide d'une sonde mesurant la viscosité ou la température du combustible.
  • A titre de sécurité, un circuit distinct d'alimentation en combustible du brûleur à partir d'un réservoir auxiliaire pourra également être prévu. Ce circuit de secours utilise­ra, par exemple, un combustible d'un type usuel pour ali­menter le brûleur.
  • Des moyens de contrôle et de commande seront avantageu­sement prévus pour commuter automatiquement l'alimentation du brûleur du circuit principal au circuit de secours, lors­que certains paramètres atteindront des valeurs critiques. Les moyens de contrôle mesureront, par exemple, en continu le débit, la pression, la température et/ou la viscosité du résidu au niveau du brûleur et transfèreront l'alimenta­tion de celui-ci au circuit de secours dès qu'un seuil pré­fixé aura été atteint par l'un ou plusieurs de ces paramètres.
  • Les dessins schématiques annexés illustrent une for­me de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention. Sur ces dessins :
    • la figure 1 est un schéma d'une installation utilisant ce procédé ;
    • la figure 2 est une coupe transversale de la conduite d'acheminement du résidu pétrolier aux brûleurs, montrant les moyens dont elle est équipée pour y maintenir la tem­pérature au-dessus d'un seuil acceptable, tant en fonction­nement normal qu'en cas de panne d'alimentation en résidu pétrolier.
  • On se réfèrera d'abord à la figure 1.
  • Sur le circuit représentée, le fond d'une tour 1 de fractionnement est connecté comme il est usuel, par une ligne 2 à une pompe 3, qui évacue vers le stockage (non représenté), par une ligne 4, le résidu de distillation à haute viscosité, que l'on souhaite utiliser comme combus­tible.
  • Sur la ligne 4 sont prévus des échangeurs thermiques qui récupèrent une partie des calories de ce combustible et, en particulier, l'échangeur 5 adapte sa température à la valeur plafond au-dessus de laquelle des bouchages pour­raient se produire par suite soit de craquage thermique, soit de précipitation d'asphaltènes. A cet effet, les dé­bits dans les lignes 7 sont asservis à une sonde 30 qui mesure en continu la viscosité du combustible en un point quelconque du circuit et commande les vannes 9 en tenant compte des pertes de calories entre l'emplacement de cette sonde et celui des échangeurs.
  • Conformément à l'invention, une partie au moins du combustible est utilisée directement pour alimenter des brûleurs tels que 6 d'un four ou d'une autre installation.
  • A cet effet, des lignes telles que 7, montées en dé­rivation sur la ligne 4, de part et d'autre de l'échangeur 5, alimentent un ballon-tampon 8 de réserve, apte à remédier aux variations de production. Des vannes 9, montées sur les lignes 7, permettent, en jouant sur le débit de ces lignes, de régler la température du combustible qui alimente le ballon 8. Un système de réglage automatique de cette tempéra­ture peut avantageusement être prévu.
  • Le fond du ballon 8 est connecté par une ligne 10 à une pompe 11, reliée par une ligne 12, équipée d'une van­ne 14, à la ligne 13 d'alimentation des brûleurs 6. Les brûleurs 6 peuvent être alimentés par une ligne directe, mais il est préférable de prévoir une boucle de circulation avec un retour en aval de la vanne regula­trice 32 vers le circuit primaire. Le débit de la pompe 11 est défini en fonction du débit nécessaire pour alimenter les brûleurs et des pertes thermiques des lignes 12 et 13. La fraction du résidu non utilisée comme combustible peut être retournée par la ligne 15, munie d'une vanne 27 vers la ligne 4 et le stockage, mais elle sera de préférence recyclée à la tour 1 par la ligne 16, munie d'une vanne 28, de façon à compenser les pertes dues à la boucle de circu­lation du combustible. On notera qu'un fluxant peut être introduit dans la ligne 4 par la ligne 31, afin d'abaisser la viscosité du combustible en vue de son stockage.
  • Du fait de l'excédent de combustible empruntant la ligne 12, les pertes thermiques sur cette ligne peuvent être suffisamment réduites pour que la viscosité de ce combustible à l'alimentation des brûleurs 6 reste compa­tible avec les conditions d'utilisation de ces brûleurs.
  • Un circuit de sécurité est prévu pour alimenter les brûleurs 6 à l'aide d'un combustible stocké dans un ré­servoir 20, lorsque l'alimentation par la ligne 12 est dé­faillante. Ce circuit comprend un réservoir 20 de combus­tible d'appoint,connecté à la ligne 13 d'alimentation des brûleurs 6 par une ligne 17 équipée d'une pompe 18, d'un réchauffeur 19 et d'une vanne 21.
  • Un dispositif 22 contrôle le débit, la température, la pression et/ou la viscosité du flux d'alimentation des brûleurs 6 et commande simultanément la fermeture de la vanne 14 et l'ouverture de la vanne 21 et l'actionnement de la pompe 18, lorsque la valeur mesurée de l'un ou de plusieurs de ces paramètres atteint un seuil prédéterminé.
  • Une telle installation permet donc, à l'aide de moyens simples, l'utilisation directe comme combustible de résidus pétroliers à haute viscosité.
  • Il est toutefois nécessaire de prévoir une panne complè­te des moyens d'alimentation de la ligne 12. En effet, celle-ci risquerait alors d'entrainer le refroidissement du combustible, qui, immobilisé, se solidifierait, ce qui aurait alors des conséquences extrêmement graves pour l'installation.
  • Afin de remédier à cet inconvénient, il est judicieux non seulement de gainer la conduite 12 par un isolant ther­mique 24, comme on le voit sur la figure 2, mais d'interposer entre cet isolant et la conduite 12 une zone tampon de ré­chauffement 25,dans laquelle sont disposées des résistances électriques chauffantes 26 ou des conduites de vapeur dont les vannes sont susceptibles de s'ouvrir automatiquement pour maintenir la température au-dessus d'un seuil générale­ment compris entre 180 et 220°C. Un capteur de température (non représenté), disposé sur la conduite 12, commande l'ali­mentation des résistances 26, ou des vannes de circulation de vapeur, dès que la température enregistrée descend au-dessous du seuil.

Claims (13)

1.- Procédé pour l'utilisation directe sur le lieu de production comme combustible, dans au moins un brûleur (6), d'un résidu pétrolier de viscosité cinématique comprise entre 0,005 et 1 m²/s à 100°C et dont la température néces­saire pour obtenir une viscosité de 15.10⁻⁶ m²/s est supé­rieure à 280°C, provenant d'une unité (1) de traitement thermique telle qu'une unité de fractionnement ou de conver­sion d'une charge d'hydrocarbures, procédé dans lequel ledit résidu est prélevé dans ladite unité (1) à une température supérieure à 300°C et est acheminé par une conduite calori­fugée (12) vers ledit brûleur (6), procédé caractérisé en ce que le débit dudit résidu dans ladite conduite (12) en amont du brûleur est supérieur de 10 à 100 % et de préfé­rence de 10 à 30 % au débit d'alimentation dudit brûleur, d'une fraction telle que l'accroissement de viscosité de ce résidu dû aux pertes thermiques entre l'enceinte de produc­tion et ledit brûleur reste compatible avec l'emploi dudit brûleur, et en ce que la partie dudit résidu non utilisée comme combustible est récupérée.
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température du combustible prélevé dans l'unité de traitement thermique est ramenée à l'aide d'un échangeur de chaleur, à une température de consigne garantissant la stabilité thermique du résidu et comprise entre 280 et 350°C, et en ce que la diminution de température du combus­tible est compensée par un débit de la ligne d'approvision­nement (12) au brûleur, supérieur à celui requis par ledit brûleur.
3.- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le débit du résidu pétrolier dans la conduite en amont du brûleur varie en fonction de la viscosité du résidu dans ladite conduite.
4.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, carac­térisé en ce qu'au moins 10 % de la fraction dudit résidu pétrolier non utilisée comme combustible est recyclée à ladite unité (1).
5.- Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins 10 % de la fraction dudit résidu pétrolier non utilisée comme combustible est fluxée, puis stockée dans un réservoir de stockage.
6.- Installation pour l'utilisation directe comme com­bustible dans au moins un brûleur (6) d'un résidu pétrolier ayant une viscosité comprise entre 0,005 et 1 m²/s à 100°C et dont la température nécessaire pour obtenir une viscosité de 15.10⁻⁶ m²/s est supérieure à 280°C,provenant d'une unité (1) de traitement thermique telle qu'une unité de fractionnement ou de conversion d'une charge d'hydrocarbures, cette installation comprenant un moyen pour prélever ledit résidu dans ladite unité (1) à une température de consigne supérieure à 300°C, au moins un brûleur (6) pour brûler ledit résidu, une conduite calorifugée (12) réunissant ladite enceinte de production audit brûleur et au moins un moyen (11) pour l'acheminement dudit résidu dans ladite conduite, installation caractérisée en ce que ledit moyen (11) pour l'acheminement dudit résidu est tel que le débit de ce résidu dans ladite conduite est supérieur de 10 à 100 % au débit d'alimentation dudit brûleur,d'une fraction telle que l'ac­croissement de viscosité de ce résidu dû aux pertes ther­miques de ladite conduite entre le lieu de production et le point d'utilisation reste supérieur à 15.10⁻⁶ m²/s,c"est-à­dire compatible avec son utilisation comme combustible dans ledit brûleur, et en ce que des moyens (14,13) sont prévus pour limiter l'alimentation du brûleur à la fraction dési­rée du débit dans ladite conduite et pour récupérer la fraction excédentaire dudit résidu non utilisée comme combustible.
7.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour recycler à ladite unité (1) une partie de la fraction dudit résidu pétrolier non utilisée comme combustible.
8.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de fluxage et de stockage de la fraction dudit résidu pétrolier non utilisée comme combustible.
9.- Installation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'un ballon-tampon (8) est diposé sur le circuit de ladite conduite (12) entre l'enceinte (1) de production dudit résidu et le ou lesdits brûleurs (6).
10.- Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'extraction de chaleur (5) pour ramener la température du résidu dans le ballon-­tampon (8) à une température de consigne supérieure à 300°C.
11.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le débit de la conduite (12) en amont du brûleur est régulé à l'aide d'une sonde mesurant la viscosité ou la température du combustible.
12.- Installation selon l'une des revendications 6 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit auxiliaire d'alimentation en fuel fluxé compatible du ou desdits brû­leurs (6) à partir d'un réservoir d'appoint (20) et des moyens (22) pour commuter automatiquement l'alimentation du ou des brûleurs (6) audit circuit auxiliaire lorsque le débit, la pression et/ou la température dudit résidu à l'alimentation des brûleurs atteignent un seuil préfixé.
13.- Installation selon l'une des revendications 6 à 12, caractérisée en ce que ladite conduite calorifugée (12) comporte, outre l'isolant thermique (24) gainant cette conduite, une zone de réchauffement (25) équipée de moyens de chauffage (26) actionnés automatiquement lorsque la température de ladite conduite s'abaisse au-dessous d'un seuil prédéterminé.
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