WO2026046876A1 - Procédé et dispositif de stripage de particules solides en lit fluidisé pulsé - Google Patents

Procédé et dispositif de stripage de particules solides en lit fluidisé pulsé

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Abstract

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de stripage de particules solides, dans lesquels au moins une partie d'un gaz de stripage alimente de manière pulsée une chambre de stripage (15) contenant les particules solides.

Description

Procédé et dispositif de stripage à lit fluidisé pulsé.
Domaine technique
L'invention concerne le domaine du raffinage de la valorisation de charges hydrocarbonées lourdes telles que du brut pétrolier et de la biomasse, notamment par procédés de craquage et de pyrolyse. En particulier, l’invention concerne les procédés et dispositifs de stripage (extraction au gaz ou « stripping » selon la terminologie anglo-saxonne) de catalyseurs solides d’unités de craquage et de pyrolyse pour extraire (e.g. désorber) des produits chimiques, tels que des hydrocarbures.
Technique antérieure
Le craquage, notamment le craquage catalytique en lit fluidisé (« fluid catalytic cracking » ou FCC selon la terminologie anglo-saxonne), est classiquement utilisé dans le raffinage pour convertir une charge lourde, caractérisée par une température de début d’ébullition proche de 340°C, souvent supérieure à 380°C, en produits plus légers pouvant être utilisés comme carburants, notamment en essence, premier produit d’une unité FCC, caractérisé par des températures de début d’ébullition proche de l’ambiant et par des températures de fin d’ébullition de 160°C voire 220°C selon que l’on parle d’essence légère ou pas.
La pyrolyse, notamment la pyrolyse catalytique dite rapide ou flash (« catalytic fast pyrolysis » ou CFP selon la terminologie anglo-saxonne), est classiquement utilisée pour la valorisation de la biomasse et permet de produire divers composés tels que des composés aromatiques (e.g. BTX pour Benzène, Toluène, Xylènes), des oléfines, ainsi que du monoxyde de carbone (CO) et du dioxyde de carbone (CO2), ces derniers pouvant être recyclés et/ou valorisés pour produire divers composés supplémentaires (e.g. alcools, naphta, composés aromatiques).
En particulier les procédés FCC et CFP utilisent typiquement des lits fluidisés circulants de catalyseurs solides, afin de récolter tous les produits hydrocarbures formés. Une étape de stripage du catalyseur est alors réalisée avant l’étape de régénération (combustion du coke formé sur le catalyseur). Ce stripage consiste à injecter du gaz (appelé « gaz de stripage »), de préférence très polaire tel que la vapeur d’eau, à contre-courant du catalyseur en circulation.
La figure 1 présente un schéma de procédés FCC ou CFP de référence dans lequel une charge 1 liquide FCC ou solide CFP, préférablement pulvérisée sous forme de fines gouttes ou de poudre, est introduite dans un réacteur à lit fluidisé 2 (dense ou transporté) où elle est mélangée à une source de catalyseur 3 (particules de catalyseur solide frais et/ou régénéré) provenant au moins en partie d'un régénérateur 10 pour produire d’une part un effluent gazeux 4 et d’autre part un catalyseur usé 5 (e.g. coké) au moyen d’un séparateur gaz/solide connu de l’homme du métier (non-représenté). Le catalyseur usé 5 est distribué vers un dispositif de stripage 6, dans lequel le catalyseur usé 5 est mis en contact à contre-courant avec un gaz de stripage 7, pour produire du catalyseur stripé 9 et un mélange de gaz 8 comprenant du gaz de stripage et de produits chimiques extraits du catalyseur, e.g. hydrocarbures adsorbés à la surface ou dans les pores du catalyseur usé 5. Le catalyseur stripé 9 est ensuite dirigé vers le régénérateur 10, où par exemple la combustion exothermique du coke régénère le catalyseur stripé 9 en catalyseur régénéré 11. En sortie de régénérateur 10, le catalyseur régénéré 11 alimente la source de catalyseur 3.
Les demandes WO9911739 A1 et WO2018140448 A1 décrivent des exemples de procédés de stripage d’unités FCC.
Les demandes WO2014165223 A2 et WO2016081527 A2 décrivent des exemples de procédés de stripage d’unités CFP.
La demande WO9848932 A1 décrit un lit fluidisé pulsé, le lit étant compartimenté de sorte que chaque compartiment soit fluidisé par intermittence via une vanne rotative, notamment pour améliorer la fluidisation lorsque les particules solides sont de taille non uniforme.
Résumé de l’invention
Un premier objet de la présente invention est d’augmenter l’efficacité des dispositifs de stripage. Un deuxième objet de la présente invention est de diminuer la consommation de gaz de stripage dans les dispositifs de stripage.
A ces fins, selon un premier aspect, la présente invention concerne un procédé de stripage de particules solides, dans lequel au moins une partie d’un gaz de stripage alimente de manière pulsée une chambre de stripage contenant les particules solides.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’au moins une partie du gaz de stripage est pulsée par : au moins un distributeur à impulsion disposé dans la chambre de stripage ; et/ou au moins une vanne à impulsion adaptée pour alimenter au moins un distributeur disposé dans la chambre de stripage.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le distributeur à impulsion est un distributeur à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique, et/ou la vanne à impulsion est une vanne à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’au moins une partie du gaz de stripage est pulsée à une fréquence de pulsation comprise entre 0,5 Hz et 10 Hz, préférablement entre 1 Hz et 9 Hz, très préférablement entre 3 Hz et 8Hz.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend d’alimenter en particules solides la chambre de stripage par une entrée de particules solides disposée au-dessus de la chambre de stripage, et dans lequel le distributeur à impulsion ou le distributeur alimenté par la vanne à impulsion, est disposé en dessous de l’entrée de particules solides ; est préférablement le distributeur le plus proche de l’entrée de particules solides.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’entrée de particules solides comprend au moins une jambe de retour plongeant dans la chambre de stripage ; et le distributeur à impulsion ou le distributeur alimenté par la vanne à impulsion : est disposé en dessous de l’au moins une jambe de retour ; est préférablement le distributeur le plus proche de l’au moins une jambe de retour.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation : le distributeur à impulsion ou le distributeur alimenté par la vanne à impulsion présente un diamètre D1 et est disposé à une distance L1 d’une jambe de retour de l’entrée de particules solides plongeant dans la chambre de stripage, et le ratio L1 sur D1 est compris entre 0,05 et 1 , préférablement entre 0,1 et 0,8, très préférablement entre 0.15 et 0.7 ; et/ou le distributeur à impulsion ou le distributeur alimenté par la vanne à impulsion présente un diamètre D1 et est disposé à une distance L2 d’au moins un élément d’uniformisation d’écoulement, et le ratio L2 sur D1 est compris entre 0,05 et 1 , préférablement entre 0,1 et 0,8, très préférablement entre 0,15 et 0,7 ; et/ou le distributeur à impulsion ou le distributeur alimenté par la vanne à impulsion présente un diamètre D1 , la chambre de stripage présente un diamètre D2, et le ratio D1 sur D2 est compris entre 0,1 et 0,9, préférablement entre 0,3 et 0,85, très préférablement entre 0,4 et 0,8.
Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne également un dispositif de stripage de particules solides dans une chambre de stripage, comprenant : au moins un distributeur à impulsion disposé dans la chambre de stripage et étant adapté pour alimenter la chambre de stripage avec du gaz de stripage ; et/ou au moins une vanne à impulsion adaptée pour alimenter au moins un distributeur disposé dans la chambre de stripage avec le gaz de stripage.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le distributeur à impulsion est un distributeur à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique, et/ou la vanne à impulsion est une vanne à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le distributeur à impulsion et/ou la vanne à impulsion sont adaptés pour fournir une pulsation de fréquence comprise entre 0,5 Hz et 10 Hz, préférablement entre 1 Hz et 9 Hz, très préférablement entre 3 Hz et 8Hz.
Selon un troisième aspect, la présente invention concerne également une chambre de stripage comprenant le dispositif selon le deuxième aspect.
Selon un quatrième aspect, la présente invention concerne également une unité de craquage comprenant une chambre de stripage selon le troisième aspect.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité de craquage est adaptée pour le craquage catalytique en lit fluidisé d’une charge hydrocarbonée, préférablement d’au moins une partie d’un brut pétrolier.
Selon un cinquième aspect, la présente invention concerne également une unité de pyrolyse comprenant une chambre de stripage selon le troisième aspect.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité de pyrolyse est adaptée pour la pyrolyse catalytique dite rapide ou flash de biomasse, préférablement d’au moins une partie d’une biomasse lignocellulosique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention, selon les aspects précités, apparaîtront à la lecture de la description ci-après et d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après.
Liste des figures
La figure 1 montre un schéma d’un procédé FCC ou CFP de référence.
La figure 2 montre un schéma d'un dispositif de stripage d’une unité FCC selon la présente invention.
La figure 3 montre un schéma d'un dispositif de stripage d’une unité CFP selon la présente invention. La figure 4 montre la concentration en hélium normalisée mesurée en tête de chambre de stripage en fonction de la fréquence de pulsation de l’air injecté en fond de chambre de stripage, dans un dispositif de stripage de référence et dans un dispositif de stripage selon la présente invention.
Description détaillée de l'invention
Des modes de réalisation du procédé et du dispositif selon les aspects précités vont maintenant être décrits en détail. Dans la description détaillée suivante, de nombreux détails spécifiques sont exposés afin de fournir une compréhension plus approfondie du procédé et du dispositif. Cependant, il apparaîtra à l’homme du métier que le procédé et le dispositif peuvent être mis en œuvre sans ces détails spécifiques. Dans d’autres cas, des caractéristiques bien connues de l’homme du métier n’ont pas été décrites en détail pour éviter de compliquer inutilement la description.
Dans ce qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de (signifie la même chose que) « inclure » et « contenir », et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non récités. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut le terme exclusif et fermé « consister ».
En outre, lorsqu’ils sont utilisés dans la présente description, les termes « essentiellement » ou « sensiblement » ou « environ » en rapport avec une valeur de référence correspondent à une approximation de ± 10 %, préférablement de ± 5 %, très préférablement de ± 2 %, voire encore plus préférablement de ± 1 % de cette valeur de référence, qui peut être par exemple une température, une pression, une distance, une vitesse, un débit, une teneur en composé(s), une fréquence, etc.
Dans le sens de la présente invention, les différents modes de réalisation présentés peuvent être mis en œuvre séparément ou en combinaison les uns avec les autres, sans limitation de combinaisons lorsque cela est techniquement réalisable. Par exemple, dans le sens de la présente invention, une plage préférée de valeurs de distance peut être combinée avec une plage préférée de valeurs de fréquence.
Le procédé et le dispositif de stripage selon la présente invention sont applicables aux unités de séparation gaz/solide, et plus particulièrement aux enceintes de séparation des unités FCC et CFP.
Un dispositif de stripage selon la présente invention adapté à une unité FCC est présenté sur la figure 2. Le dispositif de stripage comprend une enceinte de séparation 12 renfermant (de bas en haut) une sortie de catalyseur 13 pour l’extraction de catalyseur stripé 14, une chambre de stripage 15 contenant du catalyseur usé 16, une entrée de particules solides 23, et une sortie d'effluents gazeux 21. Les particules solides désignent de manière générale le catalyseur dans la présente description, en particulier le catalyseur usé.
La chambre de stripage 15 (lit de particules solides à striper) comprend un ou plusieurs distributeurs 17 pour la distribution de gaz de stripage (e.g. vapeur d’eau). Préférablement au moins un distributeur est disposé sur la partie basse de la chambre de stripage 15. Préférablement, les distributeurs 17 sont (tous) immergés dans le lit de particules solides (i.e. , catalyseur usé). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de stripage 15 comprend des moyens ou des éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 des particules solides et du gaz. Préférablement les éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 sont situés au moins en partie à une hauteur supérieure à celle d’au moins un distributeur 17. Les éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 permettent notamment de favoriser le contact entre lesdites particules solides et le gaz de stripage. Préférablement, les éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 sont (tous) immergés dans le lit de particules solides (i.e., catalyseur usé). Ces éléments favorisant l'uniformisation de l'écoulement gaz solide peuvent être des plaques inclinées disposées en chicanes, des garnissages (« packing » selon la terminologie anglo-saxonne) optionnellement structurés ou d'autres éléments dont une description non limitante peut être trouvée dans les brevets, US 2440620, US 2472502, US 2481439 ou US 6224833 ou dans des livres tels que "matériel et équipement", tome 4 de l'encyclopédie le raffinage du pétrole, de P. Trambouze édité aux éditions Technip, 1999.
Généralement, un dispositif de stripage d’une unité FCC comprend en outre un séparateur gaz/solide interne 19, un second étage de séparation 20 (comprenant par exemple un ou plusieurs cyclones) adaptés pour diriger les gaz vers la sortie d'effluents gazeux 21. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le séparateur gaz/solide 19 est défini par une enveloppe contenant une pluralité de chambres de séparation et une pluralité de chambres de préstripage (non représentées sur la figure 2) réparties de manière alternée autour (e.g. de l’extrémité haute) d’un réacteur central 22 de forme sensiblement verticale et allongée (e.g. tubulaire), fermé par une section supérieure, et dans lequel circulent un mélange gazeux (charge non convertie et produits de conversion) et des particules solides (catalyseur) à séparer.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge de l’unité FCC (i.e. la charge du réacteur central 22) est généralement une charge hydrocarbonée, préférablement une charge lourde, caractérisée par une température de début d’ébullition proche de 340°C, souvent supérieure à 380°C, telle qu’un brut pétrolier ou une coupe lourde, par exemple issue d’une unité de distillation sous vide, telle que du gazole sous vide (« vacuum gas oil » ou « VGO » selon la terminologie anglo-saxonne), un résidu sous vide, un gasoil de cokéfaction, un recycle d’une étape d’hydrocraquage, seuls ou en mélange. Au contact du catalyseur solide chaud, la charge pulvérisée se vaporise et des réactions endothermiques de craquage se produisent le long du réacteur central 22 diminuant ainsi la température et produisant des produits valorisables (e.g. du gaz C1-C4 ; une coupe essence ; une coupe gasoil léger (« Light Cycle Oil » ou LCO selon la terminologie anglo-saxonne) ; une coupe gasoil lourd (« Heavy Cycle Oil » ou HCO selon la terminologie anglo-saxonne) ; et une huile en forme de boue (« slurry » selon la terminologie anglo-saxonne)) et un résidu solide (coke) adsorbé sur le catalyseur.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires du réacteur central 22 sont les suivantes : vitesse superficielle gaz : entre 3 et 35 m/s ; température : entre 500 et 700°C et de préférence inférieure à 650°C ; pression : entre 0,1 et 0,6 MPaa (MPaa signifiant une pression absolue exprimée en MPa); temps de contact inférieur à 1 seconde (e.g. entre 0,1 seconde et 0,9 seconde) ; et un rapport massique du catalyseur sur la charge C/O : entre 3 et 50.
Le catalyseur pour une application FCC est un catalyseur solide (e.g. densité, taille et forme des grains choisies pour utilisation en lit fluidisé). Les densités, tailles et formes des catalyseurs pour lits fluidisés sont connus de l’homme du métier, et ne sont pas décrits davantage. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur contient ce qui est couramment appelé une matrice faite d’argile, de silice ou de silice alumine, de liant et de zéolithe, par exemple de 15 à 50% poids de zéolithe par rapport au poids du catalyseur, préférablement une zéolithe Y et/ou une zéolithe ZSM-5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur comprend une zéolithe ZSM-5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la densité de grain du catalyseur est comprise entre 1000 et 2000 kg/m3. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la densité de grain du catalyseur est comprise entre 1250 et 1750 kg/m3.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires de la chambre de stripage 15 sont les suivantes : température entre 450°C et 650°C ; pression entre 0,1 et 0,6 MPaa ; vitesse superficielle de gaz entre 0,05 et 0,5 m/s et préférentiellement entre 0,1 et 0,4 m/s ; Flux solide entre 15 kg/m2/s et 150 kg/m2/s et préférentiellement entre 30 kg/m2/s et 90 kg/m2/s.
Un exemple de fonctionnement d’une unité FCC est le suivant : le mélange gazeux et les particules solides à séparer sortent du réacteur central 22 et entrent dans une chambre de séparation du séparateur gaz/solide 19, dans laquelle les particules solides sont séparées et sont dirigées vers la chambre de stripage 15 par l’entrée de particules solides 23 (par exemple au moyen d’une ou plusieurs jambes de retour ou « diplegs » selon la terminologie anglo- saxonne) et le mélange gazeux est dirigé vers la chambre de préstripage du séparateur gaz/solide 19. Dans la chambre de préstripage, le mélange gazeux est entraîné vers le second étage de séparation 20 par un gaz de stripage ascendant distribué par la chambre de stripage 15. Le flux gazeux entrant dans le second étage de séparation 20 est séparé de particules solides résiduelles qui sont dirigées vers la chambre de stripage 15 au moyen des jambes de retour. Le flux gazeux est ensuite évacué vers la sortie d'effluents gazeux 21. Enfin, les particules solides sont stripées de gaz résiduel dans la chambre de stripage 15 et sont évacuées par la sortie de catalyseur 13 vers un régénérateur (non représenté).
Un dispositif de stripage selon la présente invention adapté à une unité CFP est présenté sur la figure 3. Le dispositif de stripage comprend une enceinte de séparation 12 renfermant (de bas en haut) une sortie de catalyseur 13 pour l’extraction de catalyseur stripé 14, une chambre de stripage 15 contenant du catalyseur usé 16, une entrée de particules solides 23 et une sortie d'effluents gazeux 21.
La chambre de stripage 15 comprend un ou plusieurs distributeurs 17 pour la distribution de gaz de stripage (e.g. vapeur d’eau). Préférablement au moins un distributeur est disposé sur la partie basse de la chambre de stripage 15. Préférablement, les distributeurs 17 sont (tous) immergés dans le lit de particules solides (i.e. , catalyseur usé). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de stripage 15 comprend des éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 des particules solides et gaz. Préférablement les éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 sont situés au moins en partie à une hauteur supérieure à celle d’au moins un distributeur 17. Les éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 permettent notamment de favoriser le contact entre lesdites particules solides et le gaz de stripage. Préférablement, les éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 sont (tous) immergés dans le lit de particules solides (i.e., catalyseur usé).
Bien que les dispositifs de séparation gaz/solide soient typiquement disposés dans ou en sortie de réacteur CFP, il est entendu qu’un dispositif de stripage d’une unité CFP puisse optionnellement comprendre un séparateur gaz/solide interne (non représenté) et/ou un étage de séparation (comprenant par exemple un ou plusieurs cyclones) disposé(s) dans l’enceinte de séparation 12 (par exemple au-dessus de la chambre de stripage 15), tels que par exemple décrits dans la figure 2, pour améliorer la séparation gaz/solide dans l’enceinte de séparation 12.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge de l’unité CFP (i.e. la charge du réacteur CFP non représenté) comprend ou est constituée de biomasse, préférablement de la biomasse lignocellulosique ou un ou plusieurs constituants de biomasse lignocellulosique choisis dans le groupe formé par la cellulose, l'hémicellulose et la lignine. La biomasse lignocellulosique peut comprendre du bois, de déchets agricoles ou de déchets végétaux. D’autres exemples non limitatifs de matière biomasse lignocellulosique sont les résidus d'exploitation agricole (paille, tige de maïs...), les résidus d'exploitation forestière (produits de première éclaircie), les produits d'exploitation forestière, les cultures dédiées (taillis à courte rotation), les résidus de l'industrie agro-alimentaire, les déchets organiques ménagers, les déchets des installations de transformation du bois, les bois usagés de construction, du papier, recyclé ou non. La biomasse lignocellulosique peut aussi provenir de sous-produits de l'industrie papetière comme la lignine Kraft, ou les liqueurs noires issues de la fabrication de pâte à papier.
La biomasse lignocellulosique peut avantageusement subir au moins une étape de prétraitement avant son introduction dans l’unité CFP selon l’invention. De préférence, la biomasse est broyée et séchée, jusqu'à ce qu’une humidité et une granulométrie désirée soit obtenue.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires du réacteur CFP sont les suivantes : vitesse superficielle gaz : entre 3 et 35 m/s dans la partie riser où la charge est injectée) et entre 0,3 et 1 ,5 m/s dans le réacteur en lit fluidisé turbulent ; température : entre 500°C et 1000°C, de préférence entre 550°C et 800°C, de préférence entre 600°C et 750°C; pression : entre 0,1 et 1 MPaa ; un ratio massique du catalyseur sur la charge C/B : entre 3 et 50 ; et une vitesse spatiale horaire massique WHSV comprise entre 0,01 et 10 h-1, de préférence entre 0,01 et 5 h-1, et de manière très préférée entre 0,1 et 3 h-1. La WHSV est le ratio du débit massique de charge sur la masse de catalyseur utilisé dans le réacteur en lit fluidisé turbulent.
Le catalyseur pour une application CFP est un catalyseur solide (e.g. densité, taille et forme des grains choisies pour utilisation en lit fluidisé). Les densités, tailles et formes des catalyseurs pour lits fluidisés sont connus de l’homme du métier, et ne sont pas décrits davantage. De préférence, le catalyseur est un catalyseur zéolithique comprenant et de préférence étant constitué par au moins une zéolithe choisie parmi la ZSM-5, la ferriérite, la zéolithe Béta, la zéolithe Y, la mordenite, la ZSM-23, la ZSM-57, la EU-1 , la ZSM-11. De préférence le catalyseur est un catalyseur comprenant uniquement de la ZSM-5. La zéolithe utilisée dans le catalyseur mis en œuvre dans l’étape de pyrolyse catalytique peut avantageusement être dopée, de préférence par un métal choisi parmi le fer, le gallium, le zinc et le lanthane.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires de la chambre de stripage 15 sont les suivantes : température entre 450°C et 950°C ; pression entre 0,1 et 1 MPaa ; vitesse superficielle de gaz entre 0,05 et 0,5 m/s et préférentiellement entre 0,1 et 0,4 m/s ; Flux solide entre 15 kg/m2/s et 150 kg/m2/s et préférentiellement entre 30 kg/m2/s et 90 kg/m2/s.
Un exemple de fonctionnement d’une unité CFP est le suivant : les particules solides de catalyseur usé sont séparées du mélange gazeux (charge non convertie et produits de conversion) dans le réacteur CFP. Le catalyseur usé 16 entre dans la chambre de stripage 15 par l’entrée de particules solides 23 et est stripé de gaz résiduel par mise en contact avec du gaz de stripage introduit dans la chambre de stripage 15 par le ou les distributeur(s) 17. Le catalyseur stripé 14 est évacué par la sortie de catalyseur 13 vers un régénérateur (non représenté).
Selon l’invention, au moins une partie du gaz de stripage est envoyé de manière pulsée dans la chambre de stripage 15 de l’enceinte de séparation 12 contenant les particules solides (par intermittence ou de manière non continue), par exemple au moyen d’un distributeur à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique, ou au moyen d’une vanne à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique. Par exemple en référence aux figures 2 et 3, au moins un distributeur à impulsion 24 peut être disposé dans la chambre de stripage 15 pour alimenter la chambre de stripage 15 avec du gaz de stripage ; et/ou au moins une vanne à impulsion 25 peut être disposée pour alimenter au moins un distributeur 17 disposé dans la chambre de stripage 15 avec le gaz de stripage.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la fréquence de pulsation du distributeur à impulsion 24 et/ou de la vanne à impulsion 25 est comprise entre 0,5 Hz et 10 Hz, préférablement entre 1 Hz et 9 Hz, très préférablement entre 3 Hz et 8Hz.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le distributeur à impulsion 24 ou le distributeur 17 alimenté par la vanne à impulsion 25 : est disposé en dessous de l’entrée de particules solides 23 ; est préférablement le distributeur le plus proche (des distributeurs disposés en dessous) de l’entrée de particules solides 23.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’entrée de particules solides 23 comprend au moins une jambe de retour plongeant dans la chambre de stripage 15 ; et le distributeur à impulsion 24 ou le distributeur 17 alimenté par la vanne à impulsion 25, : est disposé en dessous de l’au moins une jambe de retour ; est préférablement le distributeur le plus proche (des distributeurs disposés en dessous) de l’au moins une jambe de retour.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le distributeur à impulsion 24 ou le distributeur 17 alimenté par la vanne à impulsion 25, est disposé en dessous des éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 ; est préférablement le distributeur le plus proche (des distributeurs disposés en dessous) des éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 ; et est optionnellement disposé au plus près (ou adjacent) des éléments d’uniformisation de l’écoulement 18.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le distributeur à impulsion 24 ou le distributeur 17 alimenté par la vanne à impulsion 25 présente un diamètre D1 (e.g. distributeur circulaire, en couronne, en étoile, etc...) et est disposé à une distance L1 de la jambe de retour plongeant dans la chambre de stripage 15 ; et le ratio L1 sur D1 est compris entre 0,05 et 1 , préférablement entre 0,1 et 0,8, très préférablement entre 0.15 et 0.7.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le distributeur à impulsion 24 ou le distributeur 17 alimenté par la vanne à impulsion 25 présente un diamètre D1 (e.g. distributeur circulaire, en couronne, en étoile, etc...), et est disposé à une distance L2 des éléments d’uniformisation de l’écoulement 18 ; et le ratio L2 sur D1 est compris entre 0,05 et 1 , préférablement entre 0,1 et 0,8, très préférablement entre 0,15 et 0,7.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le distributeur à impulsion 24 ou le distributeur 17 alimenté par la vanne à impulsion 25 présente un diamètre D1 (e.g. distributeur circulaire, en couronne, en étoile, etc...), la chambre de stripage 15 présente un diamètre D2 et le ratio D1 sur D2 est compris entre 0,1 et 0,9, préférablement entre 0,3 et 0,85, très préférablement entre 0,4 et 0,8.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, chaque distributeur 17 est un distributeur à impulsion 24 ou alimenté par la vanne à impulsion 25.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, au moins un distributeur 17 est adapté pour alimenter la chambre de stripage 15 de manière continue. Préférablement, le distributeur 17 disposé au fond de la chambre de stripage 15 alimente la chambre de stripage 15 de manière continue. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, un distributeur 17 dit continu est disposé au plus près du fond de la chambre de stripage 15, un distributeur à impulsion 24 ou un distributeur 17 alimenté par la vanne à impulsion 25 est disposé au plus près du haut de la chambre de stripage 15.
Exemples
Dans une chambre de stripage de 8 cm de diamètre intérieur et 1 m de hauteur est disposé un lit fluidisé de catalyseur FCC circulant aux conditions ambiantes, et un traçage au gaz est effectué afin de quantifier l’efficacité de stripage, pour un débit d’air injecté soit en continu (exemple de référence) soit de manière intermittente (exemple selon l’invention) en fond de chambre de stripage, pour différentes fréquences de pulsation entre 1 Hz et 7 Hz. La pulsation du gaz se fait via une vanne à impulsion de type solénoïde. Ces traçages ont été réalisé pour des flux solides de 15 et 32 kg/m2/s, représentatifs des flux solides dans une chambre de stripage FCC. Le gaz traceur, de l’hélium, est injecté dans la jambe retour d’un cyclone pénétrant dans le lit de particules solides constituant la chambre de stripage. Au vue des importants flux de particules solides dans cette jambe de retour (60 et 128 kg/m2/s), la grande majorité de l’hélium est entrainé avec le catalyseur au sein de la chambre de stripage. Plus l’efficacité de stripage sera grande, plus la concentration en hélium mesurée dans la sortie gaz du strippeur sera grande (et moins elle le sera en fond de chambre de stripage).
La figure 4 montre la concentration en hélium [He]n mesurée en tête (en haut) de chambre de stripage en fonction de la fréquence de pulsation de l’air injecté en fond de chambre de stripage, normalisée par rapport à la concentration en hélium en tête de chambre de stripage mesurée pour un débit d’air continu : pour une fréquence de pulsation nulle (débit d’air continu), la concentration normalisée est donc de 1.
Pour toutes les fréquences de pulsation testées entre 1 Hz et 7 Hz, l’efficacité de stripage est supérieure à celle mesurée pour une injection d’air continue. L’augmentation de l’efficacité de stripage atteint 40% pour un fréquence de 7 Hz pour le flux solides de 32 kg/m2/s.

Claims

Revendications
1. Procédé de stripage de particules solides, dans lequel au moins une partie d’un gaz de stripage alimente de manière pulsée une chambre de stripage (15) contenant les particules solides.
2. Procédé de stripage selon la revendication 1 , dans lequel l’au moins une partie du gaz de stripage est pulsée par : au moins un distributeur à impulsion (24) disposé dans la chambre de stripage (15) ; et/ou au moins une vanne à impulsion (25) adaptée pour alimenter au moins un distributeur (17) disposé dans la chambre de stripage (15).
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le distributeur à impulsion (24) est un distributeur à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique, et/ou la vanne à impulsion (25) est une vanne à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique.
4 Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’au moins une partie du gaz de stripage est pulsée à une fréquence de pulsation comprise entre 0,5 Hz et 10 Hz, préférablement entre 1 Hz et 9 Hz, très préférablement entre 3 Hz et 8Hz.
5 Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant d’alimenter en particules solides la chambre de stripage (15) par une entrée de particules solides (23) disposée au-dessus de la chambre de stripage (15), et dans lequel le distributeur à impulsion (24) ou le distributeur (17) alimenté par la vanne à impulsion (25), est disposé en dessous de l’entrée de particules solides (23) ; est préférablement le distributeur le plus proche de l’entrée de particules solides (23).
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l’entrée de particules solides (23) comprend au moins une jambe de retour plongeant dans la chambre de stripage (15) ; et le distributeur à impulsion (24) ou le distributeur (17) alimenté par la vanne à impulsion (25) : est disposé en dessous de l’au moins une jambe de retour ; est préférablement le distributeur le plus proche de l’au moins une jambe de retour.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel : le distributeur à impulsion (24) ou le distributeur (17) alimenté par la vanne à impulsion (25) présente un diamètre D1 et est disposé à une distance L1 d’une jambe de retour de l’entrée de particules solides (23) plongeant dans la chambre de stripage (15), et le ratio L1 sur D1 est compris entre 0,05 et 1 , préférablement entre 0,1 et 0,8, très préférablement entre 0.15 et 0.7 ; et/ou le distributeur à impulsion (24) ou le distributeur (17) alimenté par la vanne à impulsion (25) présente un diamètre D1 et est disposé à une distance L2 d’au moins un élément d’uniformisation d’écoulement (18), et le ratio L2 sur D1 est compris entre 0,05 et 1 , préférablement entre 0,1 et 0,8, très préférablement entre 0,15 et 0,7 ; et/ou le distributeur à impulsion (24) ou le distributeur (17) alimenté par la vanne à impulsion (25) présente un diamètre D1 , la chambre de stripage (15) présente un diamètre D2, et le ratio D1 sur D2 est compris entre 0,1 et 0,9, préférablement entre 0,3 et 0,85, très préférablement entre 0,4 et 0,8.
8. Dispositif pour le stripage de particules solides dans une chambre de stripage, le dispositif comprenant : au moins un distributeur à impulsion (24) disposé dans la chambre de stripage (15) et étant adapté pour alimenter la chambre de stripage (15) avec du gaz de stripage ; et/ou au moins une vanne à impulsion (25) adaptée pour alimenter au moins un distributeur (17) disposé dans la chambre de stripage (15) avec le gaz de stripage.
9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le distributeur à impulsion (24) est un distributeur à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique, et/ou la vanne à impulsion (25) est une vanne à impulsion électrique, pneumatique ou mécanique.
10. Dispositif selon la revendication 8 ou la revendication 9, dans lequel le distributeur à impulsion (24) et/ou la vanne à impulsion (25) sont adaptés pour fournir une pulsation de fréquence comprise entre 0,5 Hz et 10 Hz, préférablement entre 1 Hz et 9 Hz, très préférablement entre 3 Hz et 8Hz.
11. Chambre de stripage comprenant le dispositif selon l’une quelconque des revendications 8 à 10.
12. Unité de craquage comprenant une chambre de stripage selon la revendication 11 .
13. Unité de craquage selon la revendication 12, adaptée pour le craquage catalytique en lit fluidisé d’une charge hydrocarbonée, préférablement d’au moins une partie d’un brut pétrolier.
14. Unité de pyrolyse comprenant une chambre de stripage selon la revendication 11.
15. Unité de pyrolyse selon la revendication 14, adaptée pour la pyrolyse catalytique dite rapide ou flash de biomasse, préférablement d’au moins une partie d’une biomasse lignocellulosique.
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