EP0778332B1 - Procédés et dispositifs de viscoréduction de charges lourdes d'hydrocarbures - Google Patents

Procédés et dispositifs de viscoréduction de charges lourdes d'hydrocarbures Download PDF

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EP0778332B1
EP0778332B1 EP96402489A EP96402489A EP0778332B1 EP 0778332 B1 EP0778332 B1 EP 0778332B1 EP 96402489 A EP96402489 A EP 96402489A EP 96402489 A EP96402489 A EP 96402489A EP 0778332 B1 EP0778332 B1 EP 0778332B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
charge
annular discs
discs
soaking vessel
visbreaking
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96402489A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0778332A1 (fr
Inventor
Luc Gouzien
Pierre Lutran
Elisabeth Mouchot
Marc Fersing
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 Raffinage Distribution SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Total Raffinage Distribution SA filed Critical Total Raffinage Distribution SA
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G51/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by two or more cracking processes only
    • C10G51/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by two or more cracking processes only plural serial stages only
    • C10G51/023—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by two or more cracking processes only plural serial stages only only thermal cracking steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/007—Visbreaking

Definitions

  • the present invention relates to improvements brought to visbreaking processes and devices heavy loads of hydrocarbons.
  • the ripener is usually in the form of a cylindrical enclosure, which does not have any means of additional heating of the load and, the cracking being endothermic, the temperature of the load drops by a few tens of degrees between its entry into the ripener and its release.
  • the temperature there is generally of the order of 400 to 500 ° C and the pressure of about 2 to 30 10 5 Pascals.
  • the residence time in the ripener is approximately 10 to 30 minutes.
  • the severity, which depends on the residence time and the temperature of the ripener, is of the order of 20 minutes.
  • the treated charge is injected at the base of the ripener, while cracked products, including products gaseous possibly formed, are evacuated to the part upper towards a split assembly by atmospheric distillation, then by vacuum distillation.
  • the feedstock can be heavy crude oil, a residue from atmospheric distillation, which is little frequent, because there are other types of recovery, a vacuum distillation residue or a pitch of deasphalting.
  • the products resulting from visbreaking are, after fractionation, gaseous hydrocarbons and gas liquefied petroleum, petrol, diesel, distillate and the visbreaking vacuum residue.
  • the visbreaking vacuum residue is the last recoverable product and it must meet requirements severe stability and compatibility with others petroleum cuts to be able to be used as a base for fuel oil, which causes the operator to adjust the conditions of implementation of visbreaking, in particular the temperature, so as to comply with the imposed criteria.
  • a major problem encountered in the units of visbreaking resides in a non-homogeneous progression of the charge inside the ripener, effects of back mixing (in English, "back mixing") and vortices encountered in particular in the vicinity of the side walls of the ripener, in particular at the bottom thereof.
  • back mixing in English, "back mixing”
  • vortices encountered in particular in the vicinity of the side walls of the ripener, in particular at the bottom thereof.
  • Each tray thus produces, at the orifices that he understands and borrows the bubbles of the gases present, a charge mixing effect, and the patent application aforementioned European recommends the use of 1 to 20 trays of this type in the ripener.
  • the present invention aims to avoid these drawbacks by proposing means suitable for ensuring a residence time more homogeneous charge in the ripener allowing to obtain better stability of the visbreaked residue and an increase in the conversion rate for products obtained from visbreaking.
  • the invention also aims to limit the phenomena of retromix associated with the treatment of a load of heavy hydrocarbons in the ripener of a set of visbreaking.
  • the invention finally aims to reduce the formation of coke in visbreaking processes and devices.
  • the Applicant has, in fact, established that by having in the ripener, transverse to the direction of displacement of the treated load, of the annular discs spaced from each other, whose edges are joined or not with the internal faces of the side walls of the maturer, we obtain simultaneously a more significant load, and therefore a reduction significant coke formed, and better stability of the visbreaking vacuum residue.
  • the invention therefore relates to a method of visbreaking of a heavy load of hydrocarbons in the state liquid, in which this charge is brought to a temperature likely to cause cracking of at least one part of the hydrocarbons present, then is introduced to the lower part of a ripener in which it is moves from bottom to top, to be evacuated to the part superior of this ripener towards a unit of fractionation, this process being characterized in that, at inside the ripener, transverse to the direction displacement of the load to be treated, is arranged a plurality of annular discs spaced from each other, each having a substantially circular central passage coaxial with the ripener, the treated charge flowing from bottom to high in the ripener using the central passages different annular discs.
  • the annular discs By forcing the load to move from bottom to top along the axis of the ripener, the annular discs have for main effect of limiting a radial dispersion of this charge.
  • edges of the annular discs are contiguous with the adjoining internal faces of the walls side of the soaker.
  • a cylindrical ripener having a axial length from 8 meters to 14 meters, and a diameter between 1.5 and 2.5 meters, from 3 to 10 discs regularly spaced annulars will be arranged between the bottom and upper part of the ripener.
  • each disc annular will represent at least 30% of the surface of the disc and preferably between 30 and 65% of this surface.
  • these discs are preferably perforated, the orifices thus formed in the discs being distributed substantially evenly on their surface and occupying between about 5 and 30% of this surface.
  • the orifices will have a diameter large enough to to prevent possible coking which would risk them shut off. In particular, they will have a diameter of at least 30 millimeters and preferably between 30 and 100 millimeters.
  • the orifices of the annular discs contiguous perforated will be offset laterally by relation to others, in order to avoid the phenomena of foxing that could occur if the orifices of consecutive discs were arranged opposite.
  • the invention naturally also relates to a heavy load visbreaking device of hydrocarbons in the liquid state, of the type comprising a means of heating the load to a temperature likely to cause cracking of at least some of the hydrocarbons, and a ripener comprising, in its part lower, at least one load supply line preheated and, at the top, at least one line evacuation of the treated load to a fractionation of this charge, this device being characterized in that inside the ripener, transverse to the direction of movement of the load to be treated, is arranged a plurality of annular discs spaced from each other, whose edges are preferably contiguous with the contiguous internal faces of the side walls of the soaker which each have a circular central passage substantially coaxial at ripener.
  • the single figure in this drawing is a schematic view visbreaking equipment in accordance with this invention.
  • annular discs 5, having a central circular passage 6, are arranged at the interior of the ripener 3, perpendicular to its axis.
  • These discs 5, 8 in number, for example, for a 12 meter high ripener, are spaced so substantially regular to each other, from the bottom of the ripener 3 to the top of it. Their edges are in contact with the inside of the walls side of the soaker and the circular passages 6 represent at least 35% of the surface of the disc.
  • Each disc 5 is crossed by perforations 7 forming regularly spaced orifices on its surface. These ports allow passage to the treated charge, including the gases formed and / or injected, transversely to the disc, thus avoiding the formation of dead zones between the contiguous discs.
  • the openings 7 of the contiguous discs do not are not arranged opposite, but are offset angularly with respect to each other, in view avoid foxing phenomena. They occupy approximately 30% of the surface of the discs, on which they are regularly distributed.
  • the discs annulars according to the invention allow to obtain a visually reduced stability vacuum residue greatly improved, as will emerge from the examples below.
  • a visbreaking unit is controlled using stability as a benchmark of the visbreaking vacuum residue, for its use as fuel oil, because if the stability is not greater at a certain threshold, fuel oil can present problems of use, due to the formation of sediments by precipitation of asphaltenes.
  • a central rod removable by the top of the ripener, penetrates into it through the central passages of the annular discs.
  • This rod also supports “internals” additional spaced apart, whose surface transverse is such that these "interns” can pass to the through central passages of the discs, so that be removed, but is greater than 5% of the surface transverse of the ripener.
  • Additional “interns” are for example solid discs, possibly perforated.
  • the different “internal” can be arranged to form a alternation between solid discs and annular discs.
  • Each full disc is for example positioned at a distance between one third and two thirds of the distance separating two consecutive annular discs, and preferably halfway between these.
  • This vacuum residue is heated to a temperature of around 440 ° C in a visbreaking unit oven, then is introduced into a visbreaking ripener not modified in accordance with the present invention.
  • This ripener has a diameter of 2.5 meters and a height of 14 meters.
  • the load flow rate is 100 t / h and its average residence time is 18 minutes.
  • the visbreaking effluent is fractionated in a distillation column atmospheric and then in a distillation column under empty.
  • Example 2 The same vacuum distillation residue as in Example 1 is again subjected to a visbreaking treatment under conditions of identical severity.
  • the load is heated in the oven to a temperature of the order of 440 ° C and one operates in the ripener at a temperature of 425 ° C under a pressure of 8.10 5 Pascals.
  • the charge rate remains the same as before.
  • the ripener was modified in accordance with the invention and it has six annular discs, separated from each other others at a distance of 2 meters, the lowest disc being located 2.5 meters from the bottom. These discs are made of steel and have a thickness of 3 millimeters. They are willing coaxially with the ripener and they each have a circular central passage with a diameter of 1.5 meters and holes of 90 millimeters in diameter are distributed regularly on their surface.
  • the six discs are identical and angularly offset by 20 °, so that the holes of two contiguous discs are not arranged opposite.
  • the visbreaking effluent is fractionated in a column atmospheric distillation then in a column of vacuum distillation.
  • Example 2 With the same vacuum distillation residue as in Example 1, a visbreaking treatment is carried out under conditions of increased severity compared to Examples 1 and 2.
  • the residue is heated in the oven to 448 ° C, then is introduced into the ripener equipped with six discs annulars identical to that of Example 2.
  • the ripener is maintained at a temperature of 434 ° C.
  • the conditions of pressure as well as the flow rate of the charge and its time average stay in the ripener are the same as in the Examples 1 and 2.
  • the effluent from the ripener is fractionated in an atmospheric distillation column, then in a vacuum distillation column.
  • Example 2 It can be seen that the quantities of gas and residue under vacuum obtained with the ripener according to the invention of Example 2 are lower than those obtained with the standard technique (Example 1) and that the higher amounts of petrol and distillate. Above all, there is a very marked increase in the amount of diesel.
  • the viscosity of the visbreaking vacuum residue (R.S.V.R.) of Example 2 is higher than that of the vacuum residue obtained according to the prior art method.
  • stability is better for the residue from treatment with ripener according to the invention.
  • the conversion is further improved and results in an increase in the quantities of gasoline, distillate and diesel.
  • the viscosity of the vacuum residue significantly increases compared to Examples 1 and 2 and its stability is identical to that of Example 1, despite the more severe conditions of visbreaking.

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Description

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux procédés et aux dispositifs de viscoréduction de charges lourdes d'hydrocarbures.
On sait que l'on désigne par viscoréduction un traitement de charges hydrocarbonées lourdes, consistant à amener ces charges à l'état liquide dans un four à une température de craquage des hydrocarbures les plus lourds et à les introduire ensuite dans un maturateur, dans lequel, sans autre chauffage, elles se déplacent à une vitesse telle qu'à la température considérée elles aient un temps de séjour suffisant pour obtenir le craquage désiré des molécules lourdes en molécules plus légères. Le craquage a pour effet une réduction de la viscosité de la charge traitée, d'où les termes de viscoréduction, pour le procédé mis en oeuvre, et de viscoréducteur, pour l'appareillage utilisé.
Le maturateur se présente habituellement sous la forme d'une enceinte cylindrique, qui ne comporte pas de moyen de chauffage additionnel de la charge et, le craquage étant endothermique, la température de la charge baisse de quelques dizaines de degrés entre son entrée dans le maturateur et sa sortie. La température y est généralement de l'ordre de 400 à 500°C et la pression d'environ 2 à 30 105 Pascals. Le temps de séjour dans le maturateur est d'environ 10 à 30 minutes. La séverité, fonction du temps de séjour et de la température du maturateur, est de l'ordre de 20 minutes.
La charge traitée est injectée à la base du maturateur, tandis que les produits de craquage, y compris les produits gazeux éventuellement formés, sont évacués à la partie supérieure en direction d'un ensemble de fractionnement par distillation atmosphérique, puis par distillation sous vide.
La charge traitée peut être du pétrole brut lourd, un résidu de distillation atmosphérique, ce qui est peu fréquent, car il existe d'autres types de valorisation, un résidu de distillation sous vide ou un brai de désasphaltage.
Les produits résultant de la viscoréduction sont, après fractionnement, des hydrocarbures gazeux et du gaz de pétrole liquéfié, de l'essence, du gazole, du distillat et le résidu sous vide de viscoréduction.
Le résidu sous vide de viscoréduction est le dernier produit récupérable et il doit répondre à des exigences sévères de stabilité et de compatibilité avec d'autres coupes pétrolières pour pouvoir être utilisé comme base de fioul, ce qui amène l'opérateur à ajuster les conditions de mise en oeuvre de la viscoréduction, notamment la température, de manière à respecter les critères imposés.
Un problème majeur rencontré dans les unités de viscoréduction réside dans une progression non homogène de la charge à l'intérieur du maturateur, des effets de rétromélange (en anglais, "back mixing") et de tourbillons se rencontrant notamment au voisinage des parois latérales du maturateur, notamment au fond de celui-ci. Ces perturbations sont encore accrues par les gaz qui se forment au cours des réactions de craquage, et le temps de séjour de la charge dans le maturateur varie considérablement, suivant les zones considérées, dans une même section transversale. Il en résulte qu'une partie de la charge traitée risque de subir un surcraquage, tandis qu'une autre fraction sera insuffisamment craquée.
Pour remédier à cet inconvénient, il a été proposé, dans EP-A-007 656, de disposer à l'intérieur du maturateur, transversalement à la direction d'écoulement de la charge à convertir, une pluralité de structures internes, en abrégé "internes" (en anglais, "internals"), constituées de plateaux perforés, les ouvertures ménagées dans les plateaux pouvant être circulaires et/ou avoir la forme de fentes, les ouvertures représentant de préférence entre 1 et 30 % de la surface des plateaux.
Chaque plateau produit ainsi, au niveau des orifices qu'il comprend et qu'empruntent les bulles des gaz présents, un effet de mélange de la charge, et la demande de brevet européen précitée préconise l'utilisation de 1 à 20 plateaux de ce type dans le maturateur.
Comme il est indiqué dans EP-A-0 138 247, la stabilité des produits de craquage se révèle toutefois insuffisante, lorsque l'on utilise des plateaux perforés de ce type, en particulier lorsque se forment de grandes quantités de composés gazeux, et des quantités importantes de coke apparaissent, à l'usage, avec des risques sérieux d'obturation des perforations des plateaux. Il en résulte des périodes d'arrêt longues et coûteuses du maturateur, pour nettoyer les plateaux perforés et éliminer le coke présent.
La présente invention vise à éviter ces inconvénients en proposant des moyens propres à assurer un temps de séjour plus homogène de la charge dans le maturateur permettant d'obtenir une meilleure stabilité du résidu viscoréduit et une augmentation du taux de conversion pour les produits obtenus de la viscoréduction.
L'invention vise également à limiter les phénomènes de rétromélange associés au traitement d'une charge d'hydrocarbures lourds dans le maturateur d'un ensemble de viscoréduction.
L'invention vise enfin à réduire la formation de coke dans les procédés et dispositifs de viscoréduction.
La Demanderesse a, en effet, établi qu'en disposant dans le maturateur, transversalement à la direction de déplacement de la charge traitée, des disques annulaires espacés les uns des autres, dont les bords sont jointifs ou non avec les faces internes des parois latérales du maturateur, on obtient simultanément une conversion plus importante de la charge, et par conséquent une réduction importante du coke formé, et une meilleure stabilité du résidu sous vide de viscoréduction.
L'invention a par conséquent pour objet un procédé de viscoréduction d'une charge lourde d'hydrocarbures à l'état liquide, dans lequel cette charge est amenée à une température propre à provoquer le craquage d'au moins une partie des hydrocarbures présents, puis est introduite à la partie inférieure d'un maturateur dans lequel elle se déplace de bas en haut, pour être évacuée à la partie supérieure de ce maturateur en direction d'une unité de fractionnement, ce procédé étant caractérisé en ce que, à l'intérieur du maturateur, transversalement à la direction de déplacement de la charge à traiter, est disposée une pluralité de disques annulaires espacés les uns des autres, comportant chacun un passage central circulaire sensiblement coaxial au maturateur, la charge traitée circulant de bas en haut dans le maturateur en empruntant les passages centraux des différents disques annulaires.
En imposant à la charge un déplacement de bas en haut suivant l'axe du maturateur, les disques annulaires ont pour effet principal de limiter une dispersion radiale de cette charge.
Avantageusement, les bords des disques annulaires sont jointifs avec les faces internes contiguës des parois latérales du maturateur.
De préférence, pour un maturateur cylindrique ayant une longueur axiale de 8 mètres à 14 mètres, et un diamètre compris entre 1,5 et 2,5 mètres, de 3 à 10 disques annulaires régulièrement espacés seront disposés entre le fond et la partie supérieure du maturateur.
Avantageusement, le passage central de chaque disque annulaire représentera au moins 30 % de la surface du disque et, de préférence, entre 30 et 65 % de cette surface.
Afin d'éviter la formation de zones mortes entre les disques annulaires, ces disques seront de préférence perforés, les orifices ainsi ménagés dans les disques étant répartis de façon sensiblement régulière à leur surface et occupant entre environ 5 et 30 % de cette surface. Les orifices auront un diamètre suffisamment important pour prévenir une cokéfaction éventuelle qui risquerait de les obturer. Ils auront, en particulier, un diamètre d'au moins 30 millimètres et, de préférence, compris entre 30 et 100 millimètres.
De préférence, les orifices des disques annulaires perforés contigus seront décalés latéralement les uns par rapport aux autres, afin d'éviter les phénomènes de renardage qui pourraient se manifester si les orifices de disques consécutifs étaient disposés en vis-à-vis.
L'invention a naturellement aussi pour objet un dispositif de viscoréduction d'une charge lourde d'hydrocarbures à l'état liquide, du type comprenant un moyen de chauffage de la charge jusqu'à une température propre à provoquer le craquage d'au moins une partie des hydrocarbures, et un maturateur comprenant, à sa partie inférieure, au moins une ligne d'alimentation en charge préchauffée et, à sa partie supérieure, au moins une ligne d'évacuation de la charge traitée vers une unité de fractionnement de cette charge, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'à l'intérieur du maturateur, transversalement à la direction de déplacement de la charge à traiter, est disposée une pluralité de disques annulaires espacés les uns des autres, dont les bords sont de préférence jointifs avec les faces internes contiguës des parois latérales du maturateur et qui comportent chacun un passage central circulaire sensiblement coaxial au maturateur.
Le dessin annexé, qui n'a pas de caractère limitatif, illustre une forme de mise en oeuvre de l'invention.
La figure unique de ce dessin est une vue schématique d'un appareillage de viscoréduction conforme à la présente invention.
Sur ce dessin, on retrouve les éléments usuels d'une unité de viscoréduction, à savoir :
  • une ligne 1 d'amenée de la charge lourde, à l'état liquide, d'hydrocarbures à traiter ;
  • un four 2, que traverse la ligne 1 et qui préchauffe la charge lourde à une température propre à assurer le craquage d'au moins une partie des hydrocarbures qu'elle contient ;
  • un maturateur 3, se présentant sous la forme d'une enceinte cylindrique fermée, disposée verticalement, qui est alimentée à sa base par la ligne 1 et qui est équipée à sa partie supérieure d'une ligne 4 d'évacuation des produits de craquage de la charge vers une unité de fractionnement.
Conformément à l'invention, des disques annulaires 5, comportant un passage circulaire central 6, sont disposés à l'intérieur du maturateur 3, perpendiculairement à son axe. Ces disques 5, au nombre de 8, par exemple, pour un maturateur de 12 mètres de hauteur, sont espacés de façon sensiblement régulière les uns des autres, depuis le fond du maturateur 3 jusqu'à la partie supérieure de celui-ci. Leurs bords sont au contact de la face interne des parois latérales du maturateur et les passages circulaires 6 représentent au moins 35 % de la surface du disque.
Chaque disque 5 est traversé par des perforations 7 formant des orifices régulièrement espacés à sa surface. Ces orifices laissent un passage à la charge traitée, y compris les gaz formés et/ou injectés, transversalement au disque, en évitant ainsi la formation de zones mortes entre les disques contigus. Les orifices 7 des disques contigus ne sont pas disposé en vis-à-vis, mais sont décalés angulairement les uns par rapport aux autres, en vue d'éviter des phénomènes de renardage. Ils occupent environ 30 % de la surface des disques, sur lesquels ils sont régulièrement répartis.
Dans des conditions de traitement analogues, les disques annulaires conformes à l'invention permettent d'obtenir un résidu sous vide de viscoréduction de stabilité grandement améliorée, comme il ressortira des exemples ci-après.
On sait, en effet, qu'une unité de viscoréduction est pilotée en prenant comme critère de référence la stabilité du résidu sous vide de viscoréduction, pour son utilisation en tant que fioul, car, si la stabilité n'est pas supérieure à un certain seuil, le fioul peut présenter des problèmes d'utilisation, du fait de la formation de sédiments par précipitation d'asphaltènes.
On peut concevoir diverses variantes du dispositif conforme à l'invention sans sortir du cadre de la demande.
En particulier, dans une réalisation, une tige centrale amovible par le sommet du maturateur, pénétre dans celui-ci par les passages centraux des disques annulaires.
Cette tige supporte en outre des "internes" supplémentaires espacés les uns des autres, dont la surface transversale est telle que ces "internes" puissent passer au travers des passages centraux des disques, afin de pouvoir être retirés, mais est supérieure à 5 % de la surface transversale du maturateur.
Ces "internes" supplémentaires sont par exemple des disques pleins, éventuellement perforés. Les différents "internes" peuvent être disposés de manière à former une alternance entre disques pleins et disques annulaires. Chaque disque plein est par exemple positionné à une distance comprise entre un tiers et deux tiers de la distance séparant deux disques annulaires consécutifs, et de préférence à mi-chemin entre ceux-ci.
Les exemples comparatifs suivants prouvent que le résidu sous vide de viscoréduction obtenu par le procédé conforme à l'invention présente une stabilité améliorée. Ils illustrent en outre les avantages de ce procédé.
Exemple 1
Cet exemple illustre un procédé de craquage usuel par viscoréduction, sans utilisation dans le maturateur des disques annulaires conformes à l'invention, d'un résidu de distillation sous vide présentant les caractéristiques suivantes :
  • densité :   1,0375 ,
  • viscosité
    (10-6 m2/s à 100°C):   3500 ,
  • teneur en souffre
    (% en poids):   3,86 ,
  • teneur en carbone
    Conradson (% en poids):   19,6 ,
  • teneur en asphaltènes
    (% en poids) :   12,1 ,
  • point de coupe
    (°C) :   520°C.
Ce résidu sous vide est chauffé à une température de l'ordre de 440°c dans un four d'une unité de viscoréduction, puis est introduit dans un maturateur de viscoréduction non modifié conformément à la présente invention. Ce maturateur a un diamètre de 2,5 mètres et une hauteur de 14 mètres.
On y opère à une température de 425°C et sous une pression de 8.105 Pascals. Le débit de la charge est de 100 t/h et son temps de séjour moyen est de 18 minutes.
A la sortie du maturateur, l'effluent de viscoréduction est fractionné dans une colonne de distillation atmosphérique, puis dans une colonne de distillation sous vide.
Les produits obtenus après fractionnement et leurs quantités sont indiqués dans le Tableau 1 ci-après.
Exemple 2
On soumet à nouveau à un traitement de viscoréduction le même résidu de distillation sous vide que dans l'Exemple 1 dans des conditions de sévérité identique. La charge est chauffée dans le four à une température de l'ordre de 440°C et on opère dans le maturateur à une température de 425°C sous une pression de 8.105 Pascals. Le débit de la charge reste le même que précédemment.
Le maturateur a été modifié conformément à l'invention et il comporte six disques annulaires, séparés les uns des autres d'une distance de 2 mètres, le disque le plus bas étant situé à 2,5 mètres du fond. Ces disques sont en acier et ont une épaisseur de 3 millimètres. Ils sont disposés coaxialement au maturateur et ils comportent chacun un passage central circulaire d'un diamètre de 1,5 mètre et des orifices de 90 millimètres de diamètre sont répartis régulièrement à leur surface. Les six disques sont identiques et décalés angulairement de 20°, de manière que les orifices de deux disques contigus ne soient pas disposés en vis-à-vis.
Comme précédemment, à la sortie du maturateur, l'effluent de viscoréduction est fractionné dans une colonne de distillation atmosphérique puis dans une colonne de distillation sous vide.
La nature des produits obtenus et les quantités respectives sont rassemblées dans le Tableau 1 ci-après.
Exemple 3
Avec le même résidu de distillation sous vide que dans l'Exemple 1, on procède à un traitement de viscoréduction dans des conditions de sévérité accrues par rapport aux Exemples 1 et 2.
Le résidu est chauffé dans le four à 448°C, puis est introduit dans le maturateur équipé de six disques annulaires identiques à celui de l'Exemple 2. Le maturateur est maintenu à une température de 434°C. Les conditions de pression ainsi que le débit de la charge et son temps de séjour moyen dans le maturateur sont les mêmes que dans les Exemples 1 et 2.
On opère donc avec des conditions de sévérité plus marquées que dans les Exemples 1 et 2.
Comme dans ces exemples, l'effluent du maturateur est fractionné dans une colonne de distillation atmosphérique, puis dans une colonne de distillation sous vide.
Les produits obtenus sont répertoriés dans le Tableau 1 ci-après.
Produits obtenus après fractionnement (% en poids) Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3
Gaz 0,64 0,50 0,55
Essence + LPG 5,00 5,50 5,80
Gazole 12,30 13,70 14,70
Distillat 10,90 11,10 11,75
R.S.V.R. (résidu sous vide) 71,20 69,20 67,20
Stabilité du R.S.V.R.
   - stabilité () + ++ +
   - sédiments () (ppm) 850 500 800
Viscosité du R.S.V.R. (cst à 100°C) 40 000 63 000 102 000
On constate que les quantités de gaz et de résidu sous vide obtenues avec le maturateur conforme à l'invention de l'Exemple 2 sont inférieures à celles obtenues avec le maturateur de la technique usuelle (Exemple 1) et que les quantités d'essence et de distillat sont plus importantes. On note surtout un accroissement très sensible de la quantité de gazole.
La viscosité du résidu sous vide de viscoréduction (R.S.V.R.) de l'Exemple 2 (procédé selon l'invention) est plus élevé que celle du résidu sous vide obtenu selon le procédé de l'art antérieur . De plus, la stabilité est meilleure pour le résidu provenant du traitement avec le maturateur conforme à l'invention.
Pour l'exemple 3, la conversion est encore améliorée et se traduit par une augmentation des quantités d'essence, de distillat et de gazole. La viscosité du résidu sous vide augmente sensiblement par rapport aux Exemples 1 et 2 et sa stabilité est identique à celle de l'Exemple 1, malgré les conditions plus sévères de la viscoréduction.
Ces résultats illustrent donc clairement les avantages du procédé conforme à l'invention.

Claims (12)

  1. Procédé de viscoréduction d'une charge lourde d'hydrocarbures à l'état liquide, dans lequel cette charge est amenée à une température propre à provoquer le craquage d'au moins une partie des hydrocarbures présents, puis est introduite à la partie inférieure d'un maturateur (3) dans lequel elle se déplace de bas en haut, pour être évacuée à la partie supérieure de ce maturateur en direction d'une unité de fractionnement, ce procédé étant caractérisé en ce que, à l'intérieur du maturateur (3), transversalement à la direction de déplacement de la charge à traiter, est disposée une pluralité de disques annulaires (5) espacés les uns des autres et comportant chacun un passage central circulaire (6) sensiblement coaxial au maturateur, la charge traitée circulant de bas en haut dans le maturateur en empruntant les passages centraux des différents disques annulaires (6).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bords des disques annulaires sont jointifs avec les faces internes contiguës des parois latérales du maturateur.
  3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les volumes du maturateur (3) séparés par les disques annulaires (5) communiquent également entre eux par l'intermédiaire d'orifices (7) de ces disques qu'emprunte la charge traitée, y compris les gaz formés.
  4. Dispositif de viscoréduction d'une charge lourde d'hydrocarbures à l'état liquide, du type comprenant un moyen (2) de chauffage de la charge jusqu'à une température propre à provoquer le craquage d'au moins une partie des hydrocarbures, et un maturateur (3) comprenant, à sa partie inférieure, au moins une ligne (1) d'alimentation en charge préchauffée et, à sa partie supérieure, au moins une ligne (4) d'évacuation de la charge traitée vers une unité de fractionnement de cette charge, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'à l'intérieur du maturateur (3), transversalement à la direction de déplacement de la charge à traiter, est disposée une pluralité de disques annulaires (5) espacés les uns des autres, dont les bords sont de préférence jointifs avec les faces internes contiguës des parois latérales du maturateur et qui comportent chacun un passage central circulaire (6) sensiblement coaxial au maturateur (3).
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les disques annulaires (5) sont régulièrement espacés les uns des autres.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le passage circulaire (6) des disques annulaires (5) représente au moins 30 % de la surface du disque et, de préférence, entre 30 et 65 % de cette surface.
  7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les disques annulaires (5) sont perforés d'orifices (7).
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les orifices (7) sont régulièrement répartis à la surface de chaque disque annulaire (5).
  9. Dispositif selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les orifices (7) occupent entre environ 5 et 30 % de la surface des disques annulaires (7).
  10. Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les orifices (7) ont un diamètre d'au moins 30 mm et, de préférence, compris entre 30 et 100 mm.
  11. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les orifices (7) correspondants des disques contigus sont décalés latéralement les uns par rapport aux autres.
  12. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 10, dans lequel le maturateur (3) a une longueur axiale comprise entre 8 et 14 mètres et un diamètre compris entre 1,5 et 2,5 mètres, caractérisé en ce qu'il comprend entre 3 et 10 disques annulaires (5).
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