D'HYDROCRAQUAGE

L'invention concerne un procédé et un dispositif permettant de réduire la concentration en composés aromatiques polycycliques lourds (HPNA) dans la boucle de recyclage des unités d'hydrocraquage.

Les procédés d'hydrocraquage sont couramment utilisés en raffinerie pour transformer des mélanges hydrocarbonés en produits aisément valorisables. Ces procédés peuvent être utilisés pour transformer des coupes légères telles que par exemple des essences en coupes plus légères (LPG). Ils sont toutefois habituellement plutôt utilisés pour convertir des charges plus lourdes (telles que des coupes pétrolières ou synthétiques lourdes, par exemple des gasoils issus de distillation sous vide ou des effluents d'une unité Fischer-Tropsch) en essence ou naphta, kérosène, gasoil. Ce type de procédé est également utilisé pour produire des huiles.

Afin d'augmenter la conversion des unités d'hydrocraquage, une partie de la charge non convertie est recyclée soit dans la section réactionnelle dans laquelle elle est déjà passée soit dans une section réactionnelle indépendante. Ceci induit une accumulation indésirable des composés aromatiques polycycliques, formés dans la section réactionnelle durant les réactions de craquage, dans la boucle de recyclage. Ces composés empoisonnent le catalyseur d'hydrocraquage, ce qui réduit l'activité catalytique ainsi que la durée de cycle. Ils peuvent également précipiter ou se déposer dans les parties froides de l'unité, générant ainsi des dysfonctionnements.

Il y a donc nécessité d'améliorer le procédé d'hydrocraquage afin de diminuer la formation des composés aromatiques polycycliques, ou de les éliminer sans diminuer le rendement en produits valorisables.

Les composés HPNA sont définis comme des composés aromatiques polycycliques ou polynucléaires qui comprennent donc plusieurs noyaux ou cycles benzéniques condensés. On les nomme habituellement HPA, Heavy Polynuclear Aromatics selon la terminologie anglo-saxonne, PNA ou HPNA. Typiquement, les HPNA dits lourds comprennent au moins 4, voire au moins 6 cycles benzéniques dans chaque molécule. Les composés à moins de 6 cycles (dérivés du pyrène par exemple) peuvent être plus facilement hydrogénées et sont donc moins susceptibles d'empoisonner des catalyseurs. En conséquence nous nous sommes plus particulièrement intéressés aux composés les plus représentatifs des familles à 6 cycles aromatiques ou plus comme par exemple le Coronène (composé à 24 carbones), le dibenzo(e,ghi) pérylène (26 carbones), le naphto[8,2,1 ,abc] coronène (30 carbones) et l'ovaléne (32 carbones), qui sont les composés les plus facilement identifiables et quantifiables par exemple par chromatographie.

Le brevet US 7,588,678 de la demanderesse décrit un procédé d'hydrocraquage avec recyclage de la fraction non convertie 380°C+, procédé dans lequel les composés HPNA sont éliminés de la fraction recyclée au moyen d'un adsorbant. D'autres techniques de réduction de la quantité ou d'élimination des HPNA sont décrites dans l'art antérieur de ce brevet, telles que par exemple leur réduction via une hydrogénation ou leur précipitation suivie d'une filtration.

Le brevet US 4,961 ,839 décrit un procédé d'hydrocraquage permettant d'augmenter la conversion par passe en utilisant des débits d'hydrogène élevés dans la zone réactionnelle, en vaporisant une proportion importante des hydrocarbures envoyés dans la colonne de séparation des produits et en concentrant les composés aromatiques polycycliques dans une petite fraction lourde qui est extraite de cette colonne. Dans ce procédé, une fraction lourde est soutirée au niveau d'un plateau situé au-dessus du point d'alimentation et en-dessous du point de soutirage du distillât diesel ; cette fraction lourde est recyclée vers l'hydrocraquage. Le fond de colonne (résidu) est recyclé directement dans la colonne de fractionnement. Ce type de technique permet certes une diminution de la concentration en HPNA dans la boucle de recyclage vers le réacteur, mais conduit à des pertes de rendements significatives et des coûts importants liés aux quantités d'hydrogène.

Les demandes de brevet et WO 2012/052042 et WO 2012/0521 1 6 (correspondant à US-2013/0220885) décrivent un procédé d'hydrocraquage dans lequel le fond de la colonne de fractionnement (résidu) est strippé à contre-courant dans une colonne de stripage. La fraction légère obtenue après stripage est renvoyée à la colonne de fractionnement et la fraction lourde issue du stripage est au moins en partie purgée, l'autre partie de cette fraction pouvant être recyclée à la colonne de stripage. Ces procédés ont apporté des améliorations dans la réduction des HPNA mais souvent au détriment des rendements et des coûts.

Le procédé de l'invention permet non seulement de concentrer les hydrocarbures aromatiques polycycliques dans des fractions non converties (résidus) afin de les éliminer et de réduire la quantité de résidu purgée pour augmenter la conversion, mais aussi d'améliorer le rendement en produits valorisâmes (par exemple en évitant le sur-craquage du diesel) et/ou la durée de cycle catalytique par rapport aux procédés antérieurs. L'invention a également pour avantage de réduire considérablement la quantité présente en hydrocraquage de HPNA ayant au moins 6 cycles aromatiques, qui sont les plus réfractaires aux réactions mises en jeu lors de l'hydrocraquage.

Le procédé selon l'invention est basé sur la mise en place d'un soutirage latéral en- dessous du point d'alimentation de la colonne La séparation du liquide a lieu de préférence en associant un stripeur à la colonne de fractionnement, qui strippe ladite fraction soutirée. Plus précisément, l'invention concerne un procédé d'hydrocraquage d'une charge pétrolière comprenant au moins 10% volume de composés bouillant au-dessus de 340°C, comprenant une étape d'hydrocraquage, éventuellement suivie d'une séparation des gaz de l'effluent hydrocraqué, puis d'une étape de fractionnement dudit effluent, qui sépare au moins un distillât et un résidu, ledit résidu étant en partie recyclé vers l'étape d'hydrocraquage et une autre partie du résidu étant purgée, ladite étape de fractionnement comporte une distillation dans une colonne munie de plateaux, colonne dans laquelle

- ledit effluent au moins partiellement vaporisé alimente la colonne sur au moins un plateau d'alimentation, - ledit distillât est soutiré au niveau d'un plateau de soutirage,

- ledit résidu est évacué à un point d'évacuation,

- et, éventuellement, un gaz de stripage est injecté à un point d'injection situé en-dessous du plateau d'alimentation, procédé dans lequel

- il est soutiré de la colonne une partie du flux présent au niveau d'au moins un plateau (I) qui est le plateau d'alimentation ou un plateau situé entre le plateau d'alimentation et ledit point d'évacuation du résidu, ou si du gaz d'injection est injecté, entre le plateau d'alimentation et ledit point d'injection du gaz de stripage,

- tout ou partie, et de préférence la totalité, dudit flux soutiré est recyclée dans l'étape d'hydrocraquage,

- et le résidu est entièrement purgé.

De façon avantageuse, il est soutiré de la colonne une partie du flux présent au niveau du plateau d'alimentation. De façon avantageuse, il est soutiré de la colonne une partie du flux présent au niveau d'un plateau situé en-dessous du plateau d'alimentation et proche dudit plateau d'alimentation, et de préférence au niveau du plateau le plus proche du plateau d'alimentation.

Avantageusement, ledit flux soutiré peut être recyclé dans l'étape d'hydrocraquage directement (i.e. sans traitement) ou après séparation des gaz (par exemple par adsorption, stripage...) ou après une séparation plus poussée (distillation...). De préférence, ledit flux soutiré est recyclé directement dans l'étape d'hydrocraquage.

On notera que, selon l'invention et de façon préférée, il n'y a pas de recyclage dudit flux soutiré dans la colonne. Selon un mode de réalisation préféré, il est soutiré de la colonne une partie du flux présent au niveau d'au moins un plateau (II) situé entre le plateau d'alimentation et le plateau de soutirage de la fraction distillât la plus lourde (donc au-dessus du plateau d'alimentation). Ledit flux soutiré est au moins en partie recyclé dans la colonne.

Dans ce mode de réalisation, de façon préférée, tout ou partie, et de préférence la totalité, dudit flux soutiré dudit plateau (II) est strippé dans une étape de stripage externe par un gaz de stripage, et tout ou partie, et de préférence la totalité, de l'effluent gazeux séparé est recyclé dans la colonne au-dessus du plateau duquel ledit flux a été soutiré, et tout ou partie, et de préférence la totalité, de l'effluent liquide séparé est recyclé dans l'étape d'hydrocraquage. De préférence, l'effluent gazeux séparé est recyclé dans la colonne au niveau du plateau le plus proche du plateau duquel ledit flux a été soutiré. On notera que, selon l'invention et de façon préférée, il n'y a pas de recyclage de la fraction liquide, séparée à l'étape de stripage, vers la colonne de fractionnement.

On notera également que selon l'invention, tout le résidu est purgé.

Le flux soutiré au niveau du plateau (I) ou du plateau (II) présente une concentration en HPNA inférieure à 500 ppm poids, préférentiellement inférieure à 350 ppm poids et très préférentiellement inférieure à 200ppm poids. Il présente le plus souvent une proportion d'au moins 70%poids en hydrocarbure non convertis, préférentiellement d'au moins 80%poids en hydrocarbures non convertis et très préférentiellement d'au moins 90%poids en hydrocarbures non convertis.

De préférence, le procédé opère en présence d'un gaz de stripage injecté dans l'étape de fractionnement. De préférence, c'est de la vapeur d'eau, de préférence à une pression comprise entre 0,2 et 1 ,5MPa.

Le gaz de stripage injecté dans l'étape de stripage externe est de préférence de la vapeur d'eau, de préférence à une pression comprise entre 0,2 et 1 ,5MPa.

L'étape d'hydrocraquage a lieu, de façon classique, à une température supérieure à 200°C, une pression supérieure à 1 MPa, une vitesse spatiale de 0,1 à 20h ^"1 , et le rapport volumique H2/hydrocarbures est de 80 à 5000NI/I. L'invention concerne également une installation qui est avantageusement mise en œuvre pour réaliser le procédé selon l'invention.

Elle comprend :

- une section d'hydrocraquage (2) munie d'une ligne (1 ) d'entrée de la charge et d'une ligne (8) d'entrée de l'hydrogène,

- éventuellement suivie d'une zone de séparation (4) de l'effluent pour séparer une fraction gazeuse,

- suivie d'une section de fractionnement (12) comprenant au moins une colonne de distillation munie de plateaux, ladite colonne comportant : - au moins une ligne (1 1 ) d'entrée de l'effluent hydrocraqué au moins partiellement vaporisé sur au moins un plateau d'alimentation,

- au moins une ligne (14) pour le soutirage d'au moins un distillât au niveau d'un plateau de soutirage,

- au moins une ligne (1 6) d'évacuation de la totalité du résidu, - et comprenant éventuellement au moins une ligne (19) pour l'injection d'un gaz de stripage, le point d'injection étant situé en-dessous du plateau d'alimentation, installation comprenant en outre :

- au moins une ligne (20) pour le soutirage d'une partie du flux présent au niveau d'au moins un plateau (I) qui est le plateau d'alimentation ou un plateau situé entre le plateau d'alimentation et ledit point d'évacuation du résidu, ou si du gaz d'injection est injecté, entre le plateau d'alimentation et ledit point d'injection du gaz de stripage,

- au moins une ligne (18) pour le recyclage de tout ou partie dudit flux soutiré, et de préférence la totalité, dans l'étape d'hydrocraquage.

De préférence, l'installation comprend au moins une ligne (18) pour le recyclage de la totalité dudit flux soutiré directement dans l'étape d'hydrocraquage. Dans une autre disposition, la ligne (18) comporte une unité de séparation des gaz située avant la section d'hydrocraquage. Cette unité peut être par exemple un adsorbeur ou un stripeur ou une colonne à distiller.

Dans un mode de réalisation préféré selon l'invention, l'installation comporte en outre:

- au moins une ligne (21 ) pour le soutirage d'une partie du flux présent au niveau d'au moins un plateau situé entre le plateau d'alimentation et le plateau de soutirage de la fraction distillât la plus lourde,

- un stripeur (25) externe à la colonne, muni d'une ligne (21 ) d'entrée dudit flux soutiré, d'une ligne (26) d'injection du gaz de stripage, d'une ligne (22) de sortie de la fraction gazeuse, d'une ligne (23) de sortie de la fraction liquide,

- une ligne (22) de recyclage de tout ou partie, et de préférence de la totalité, de ladite fraction gazeuse dans ladite colonne, la ligne (22) débouchant dans la colonne au-dessus du plateau duquel ledit flux a été soutiré, et de préférence au niveau du plateau le plus proche du plateau duquel ledit flux a été soutiré,

- une ligne (23) de recyclage de tout ou partie, et de préférence de la totalité, de ladite fraction liquide dans l'étape d'hydrocraquage.

De préférence, il n'y a pas de ligne de recyclage de la fraction liquide, séparée à l'étape de stripage, vers la colonne de fractionnement.

On notera que, de préférence, l'installation ne comporte pas de ligne de recyclage du résidu dans la colonne. Le résidu est de préférence entièrement purgé.

L'invention sera mieux comprise à partir de la description des figures.

Dans le texte, on définit les charges par leur point d'ébullition T5 (comme cela est expliqué plus loin). La conversion de la charge est définie par rapport au point de coupe du résidu. La fraction non convertie est appelée résidu. La fraction convertie comprend les fractions recherchées (objectifs) par le raffineur. La partie purgée se réfère à une partie qui sort du procédé.

La figure 1 représente l'art antérieur. Les configurations 2c et 2d de la figure 2 représentent l'invention. Les figures 2c et 2d se comprennent en combinaison avec la figure 1 , et plus précisément avec les éléments essentiels de la figure 1 cités dans les revendications.

Le principe de l'invention sera explicité à partir de la figure 2c.

La figure 1 présente un schéma de procédé d'hydrocraquage selon l'art antérieur. Pour faciliter la lecture, on a reporté la description des conditions de mise en œuvre plus loin dans le texte. La charge (ligne 1 ) composée d'hydrocarbures d'origine pétrolière et/ou d'hydrocarbures synthétiques de source minérale ou biologique est mélangée à de l'hydrogène alimenté par les lignes (5) (recycle) et/ou (6) (hydrogène d'appoint) via le compresseur (7) et la ligne (8). Le mélange charge/hydrogène ainsi réalisé est envoyé dans la section d'hydrocraquage (2). Cette section comporte un ou plusieurs réacteurs en lit fixe ou en lit bouillonnant.

Lorsque la section d'hydrocraquage comprend un ou plusieurs réacteurs en lit fixe, chaque réacteur peut comprendre un ou plusieurs lits de catalyseur réalisant l'hydrocraquage des hydrocarbures de la charge en hydrocarbures plus légers.

Lorsque la section d'hydrocraquage comprend un ou plusieurs réacteurs en lit bouillonnant, un flux, comprenant du liquide du solide et du gaz, circule verticalement à travers un réacteur contenant un lit de catalyseur. Le catalyseur dans le lit est maintenu en mouvement aléatoire dans le liquide. Le volume brut du catalyseur dispersé à travers le liquide est donc supérieur au volume du catalyseur à l'arrêt. Cette technologie est largement décrite dans la littérature. Un mélange de liquide hydrocarboné et d'hydrogène est passé à travers le lit de particules de catalyseur à une vitesse telle que les particules sont misent en mouvement aléatoire et donc en suspension dans le liquide. L'expansion du lit catalytique dans la phase liquide est contrôlée par le débit de liquide de recyclage de façon à ce que à l'état d'équilibre, la majeure partie du catalyseur ne dépasse pas un niveau définit dans le réacteur. Les catalyseurs sont sous forme d'extrudés ou de billes, de préférence de diamètre compris entre 0,8 mm et 6,5 mm de diamètre.

Dans un procédé en lit bouillonnant des quantités importantes de gaz d'hydrogène et de vapeurs d'hydrocarbures légers montent à travers la zone réactionnelle puis dans une zone exempte de catalyseur. Le liquide provenant de la zone catalytique est pour partie recyclé dans le fond du réacteur après séparation d'une fraction gazeuse et pour partie retiré du réacteur en tant que produit, le plus souvent en partie haute du réacteur.

Les réacteurs utilisés dans un procédé en lit bouillonnant sont généralement conçus avec un conduit de recyclage vertical central qui sert de tube d'écoulement pour le recyclage de liquide de la zone exempte de catalyseur située au-dessus du catalyseur en lit bouillonnant, via une pompe de recyclage qui permet de recycler le liquide dans la zone catalytique. Le recyclage de liquide permet à la fois de maintenir l'uniformité de la température dans le réacteur et de maintenir le lit de catalyseur en suspension.

La section d'hydrocraquage peut être précédée ou inclure un ou plusieurs lits de catalyseur(s) d'hydrotraitement.

L'effluent de la section d'hydrocraquage (2) est envoyé par ligne (3) vers une zone de séparation (4) permettant de récupérer d'une part une fraction gazeuse (5) et une fraction liquide (9). La fraction gazeuse (5) contient l'hydrogène en excès qui n'a pas réagi dans la section réactionnelle (2). Elle est généralement combinée avec de l'hydrogène frais arrivant par la ligne (6) afin d'être recyclée comme indiqué ci-avant.

La fraction liquide (9) est réchauffée par tout moyen (10), par exemple un four éventuellement associé à un échangeur (non représenté), afin d'être au moins en partie vaporisée, avant d'alimenter la section de fractionnement (12) via la ligne (1 1 ). La section de fractionnement (12) comprend une ou plusieurs colonnes de distillation équipées de plateaux et d'internes permettant de séparer différentes coupes (distillais) valorisâmes qui sont soutirées au moyen des lignes (13) et (14), plus éventuellement d'autres soutirages latéraux. Ces coupes présentent des gammes de points d'ébullition situés par exemple dans la gamme des essences, du kérosène et du gasoil.

En fond de colonne on récupère une fraction plus lourde non convertie (résidu) (ligne 15a).

Une injection de gaz de stripage peut être prévue via la ligne (19). Cette ligne est située entre le plateau d'alimentation en effluent hydrocraqué (ligne 1 1 ) et le point d'évacuation du résidu (ligne 15a).

Une partie du résidu peut être purgée via la ligne (1 6), une autre partie recyclée vers la section d'hydrocraquage par les lignes (2) et (1 8) et une autre partie recyclée vers la section de fractionnement (ligne 15b). Selon la figure 1 , une partie (ligne 15b) du résidu de la ligne (15a) est mélangée avec l'alimentation (ligne 9) en amont du four (10) de la section de fractionnement et recyclée en mélange (ligne 1 1 ) avec cette coupe vers la section de fractionnement.

La purge (1 6) permet notamment d'éliminer au moins en partie les composés HPNA qui sans cette purge pourraient s'accumuler dans la boucle de recyclage. La zone E tracée sur la figure 1 délimite la partie modifiée dans le cadre de la présente invention.

Les figures 2c et 2d présentent l'invention.

On ne reprendra pas les éléments décrits précédemment. On notera que la ligne (15b) (recyclage du résidu à la colonne de fractionnement) est supprimée dans l'invention. Il en est de même pour le recyclage du résidu à l'hydrocraquage. La section de fractionnement (12) comprend une seule colonne de fractionnement. Toutefois, l'invention pourrait-être réalisée avec plusieurs colonnes de fractionnement et au moins une colonne comprendrait alors une zone E selon l'invention. Selon la figure 2c, la fraction liquide (1 1 ) qui a été préalablement au moins en partie vaporisée alimente la section de fractionnement (12).

De préférence, un gaz de stripage est injecté dans la colonne (ligne 19). Avantageusement, il s'agit de vapeur, de préférence de la vapeur basse pression, de préférence à une pression comprise entre 0,2 et 1 ,5 MPa (0,1 MPa=1 bar). Le point d'injection est situé en-dessous du plateau d'alimentation et au-dessus du point d'évacuation du résidu. Il est de préférence proche du point d'évacuation du résidu en fond de la colonne.

La figure 2c se distingue de la figure 1 notamment en ce qu'on ajoute un soutirage latéral (ligne 20) au niveau d'un des plateaux de la colonne. On peut mettre en place un ou plusieurs soutirages au niveau de la colonne. Il est ainsi soutiré une partie du flux présent au niveau d'au moins un plateau (I).

Ce plateau peut être le plateau d'alimentation, dans un mode préféré. Sur la figure 2c, le plateau (I) représenté est le plateau d'alimentation.

Ce peut être aussi un plateau situé entre le plateau d'alimentation et ledit point d'évacuation du résidu, ou bien, si du gaz d'injection est injecté, entre le plateau d'alimentation et ledit point d'injection du gaz de stripage. Ce soutirage (ligne 20) est de préférence au niveau d'un plateau proche du plateau d'alimentation, et préférentiellement au niveau du plateau le plus proche du plateau d'alimentation.

Le soutirage latéral (ligne 20) est positionné de manière à ce que le flux soutiré présente une faible concentration en HPNA inférieure à 500 ppm poids, préférentiellement inférieure à 350 ppm poids et très préférentiellement inférieure à 200 ppm poids, et, le plus souvent, une proportion importante d'hydrocarbures non convertis dans la section d'hydrocraquage d'au moins 70 % poids en hydrocarbure non convertis, préférentiellement d'au moins 80 % poids en hydrocarbures non convertis et très préférentiellement d'au moins 90 % poids en hydrocarbures non convertis.

Afin de respecter ces critères, le soutirage (ligne 20) est préférentiellement positionné au niveau du plateau d'alimentation ou bien au-dessous du plateau d'alimentation, et dans ce dernier cas, de préférence au niveau du plateau le plus proche du plateau d'alimentation.

Tout ou partie dudit flux soutiré est recyclé dans l'étape d'hydrocraquage. Il peut être recyclé directement (i.e. sans traitement) ou après une éventuelle séparation des gaz. De préférence, il est recyclé directement dans l'étape d'hydrocraquage. Selon l'invention, le résidu n'est pas recyclé dans la colonne ou dans l'étape d'hydrocraquage. Il est entièrement purgé. On notera aussi que le flux soutiré du plateau (I) n'est pas recyclé dans la colonne (12).

Pour la description de la figure 2d, on ne décrira pas à nouveau les références des figures 1 et 2c. La figure 2d représente un mode préféré de réalisation de l'invention avec ajout d'un second soutirage latéral au niveau d'un plateau (II) différent du plateau (I).

Selon la figure 2d, il est soutiré (ligne 21 ) de la colonne une partie du flux présent au niveau d'au moins un plateau (II) situé entre le plateau d'alimentation et le plateau de soutirage de la fraction distillât la plus lourde.

On peut mettre en place un ou plusieurs soutirages au niveau de la colonne. Ce soutirage (ligne 21 ) est de préférence proche du plateau d'alimentation. De préférence, il est soutiré de la colonne une partie du flux présent au niveau du plateau supérieur le plus proche du plateau d'alimentation.

Le soutirage latéral (ligne 21 ) est positionné de manière à ce que le flux soutiré présente une faible concentration en HPNA inférieure à 500 ppm poids, préférentiellement inférieure à 350 ppm poids et très préférentiellement inférieure à 200 ppm poids, et, le plus souvent, une proportion importante d'hydrocarbures non convertis dans la section d'hydrocraquage d'au moins 70%poids en hydrocarbure non convertis, préférentiellement d'au moins 80%poids en hydrocarbures non convertis et très préférentiellement d'au moins 90%poids en hydrocarbures non convertis.

Afin de respecter ces critères, le soutirage (ligne 21 ) est préférentiellement positionné au niveau du plateau d'alimentation ou bien au-dessus du plateau d'alimentation, et dans ce dernier cas, de préférence au niveau du plateau le plus proche du plateau d'alimentation.

Tout ou partie dudit flux soutiré est recyclé dans la colonne après une séparation du liquide. Le flux soutiré (ligne 21 ) est strippé dans une étape de stripage externe (stripeur 25) par un gaz de stripage (amené par la ligne 26). Tout ou partie de l'effluent gazeux séparé est recyclé (ligne 22) dans la colonne ; selon la figure 2d, la totalité de l'effluent gazeux est recyclé.

De préférence, l'effluent gazeux est recyclé dans la colonne au-dessus du plateau duquel le flux a été soutiré. De plus, de meilleures performances sont obtenues lorsque l'effluent gazeux est recyclé dans la colonne au niveau du plateau le plus proche du plateau duquel le flux a été soutiré.

Tout ou partie de l'effluent liquide (ligne 23) est recyclé dans l'étape d'hydrocraquage. Il peut être recyclé directement (i.e. sans traitement) ou après une éventuelle séparation des gaz. De préférence, il est recyclé directement dans l'étape d'hydrocraquage.

Selon la figure 2d, tout l'effluent liquide (ligne 23) est mélangé avec le flux (ligne 20) du soutirage latéral du plateau (I) et le mélange est recyclé (ligne 18) vers l'étape d'hydrocraquage. Ledit stripeur latéral (25) fonctionne avec injection d'un gaz de stripage (ligne 26). Ce gaz est de préférence de la vapeur, préférentiellement de la vapeur basse pression, de préférence à une pression comprise entre 0,2 et 1 ,5MPa. Ainsi que le montrent les exemples ci-après, le mode de réalisation de la figure 2d conduit à des performances meilleures que le mode de réalisation de la figure 2c.

Description des conditions de l'étape d'hvdrocraquaqe (2) et des séparations :

Cette description se réfère à des conditions et mises en œuvre classiques, qui s'appliquent aussi bien à la figure 1 (art antérieur) qu'à l'invention (figures 2c et 2d).

Charges :

Des charges très variées peuvent être traitées par les procédés d'hydrocraquage. Généralement elles contiennent au moins 10% volume, généralement au moins 20 % volume, et souvent au moins 80% volume de composés bouillant au-dessus de 340°C.

La charge peut être par exemple des LCO (light cycle oil - gazoles légers issus d'une unité de craquage catalytique), des distillats atmosphériques, des distillats sous vide par exemple gazoles issus de la distillation directe du brut ou d'unités de conversion telles que le FCC, le coker ou la viscoréduction, ainsi que des charges provenant d'unités d'extraction d'aromatiques des bases d'huile lubrifiante ou issues du déparaffinage au solvant des bases d'huile lubrifiante, ou encore des distillats provenant de procédés de désulfuration ou d'hydroconversion en lit fixe ou en lit bouillonnant de RAT (résidus atmosphériques) et/ou de RSV (résidus sous vide) et/ou d'huiles désasphaltées, ou encore la charge peut être une huile désasphaltée, des effluents d'une unité de Fisher-Tropsch ou encore tout mélange des charges précédemment citées. La liste ci- dessus n'est pas limitative.

En général, les charges ont un point d'ébullition T5 supérieur à 150°C (c'est-à-dire que 95 pourcent des composés présents dans la charge ont un point d'ébullition supérieur à 150°C). Dans le cas de diesel, le point T5 est généralement d'environ 150°C. Dans le cas de VGO, le T5 est généralement supérieur à 340°C, voire supérieur à 370°C. Les charges utilisables sont donc dans une large gamme de points d'ébullition. Cette gamme s'étend généralement du diesel au VGO, en passant par tous les mélanges possibles avec d'autres charges, par exemple le LCO.

La teneur en azote des charges traitées dans les procédés d'hydrocraquage est usuellement supérieure à 500 ppm poids, généralement comprise entre 500 et 10000 ppm poids, de manière plus générale comprise entre 700 et 4500 ppm poids et de manière encore plus générale comprise entre 800 et 4500 ppm poids.

La teneur en soufre des charges traitées dans les procédés d'hydrocraquage est usuellement comprise entre 0,01 et 5% poids, de manière générale comprise entre 0,2 et 4% poids et de manière encore plus générale entre 0,5 et 3% poids. La charge peut éventuellement contenir des métaux. La teneur cumulée en nickel et vanadium des charges traitées dans les procédés d'hydrocraquage est de préférence inférieure à 10 ppm poids, de manière préférée inférieure à 5 ppm poids et de manière encore plus préférée inférieure à 2 ppm poids.. La teneur en asphaltènes est généralement inférieure à 3000 ppm poids, de manière préférée inférieure à 1000 ppm poids, de manière encore plus préférée inférieure à 300 ppm poids.

Lits de garde :

Dans le cas où la charge contient des composés de type résines et/ou asphaltènes, il est avantageux de faire passer au préalable la charge sur un lit de catalyseur ou d'adsorbant différent du catalyseur d'hydrocraquage ou d'hydrotraitement. Les catalyseurs ou lits de garde utilisés ont la forme de sphères ou d'extrudés. Toute autre forme peut être utilisée. Parmi les formes particulières possibles sans que cette liste soit limitative: les cylindres creux, les anneaux creux, les anneaux de Raschig, les cylindres creux dentelés, les cylindres creux crénelés, les roues de charrettes dites pentaring, les cylindres a multiples trous, etc.

Ces catalyseurs peuvent avoir été imprégnés par une phase active ou non. De manière préférée, les catalyseurs sont imprégnés par une phase hydro- déshydrogénante. De manière très préférée, la phase CoMo ou NiMo est utilisée. Ces catalyseurs peuvent présenter de la macroporosité. Conditions opératoires

Les conditions opératoires telles que température, pression, taux de recyclage d'hydrogène, vitesse spatiale horaire, pourront être très variables en fonction de la nature de la charge, de la qualité des produits désirés et des installations dont dispose le raffineur. Le catalyseur d'hydrocraquage/hydroconversion ou hydrotraitement est généralement mis en contact, en présence d'hydrogène, avec les charges décrites précédemment, à une température supérieure à 200 °C, souvent comprise entre 250 et 480°C, avantageusement comprise entre 320 et 450°C, de préférence entre 330 et 435°C, sous une pression supérieure à 1 MPa, souvent comprise entre 2 et 25 MPa, de manière préférée entre 3 et 20 MPa, la vitesse spatiale étant comprise entre 0,1 et 20h ^"1 et de préférence comprise entre 0,1 et 6h ^"1 , de manière plus préférée comprise entre 0,2 et 3h ^"1 , et la quantité d'hydrogène introduite est telle que le rapport volumique litre d'hydrogène / litre d'hydrocarbure soit compris entre 80 et 5000 Nl/I et le plus souvent comprise entre 100 et 3000 Nl/I.

Ces conditions opératoires utilisées dans les procédés d'hydrocraquage permettent généralement d'atteindre des conversions par passe, en produits convertis (i.e. à points d'ébullition inférieurs au point de coupe résidu) supérieures à 15 % et de manière encore plus préférée comprises entre 20 % et 95 %. Les principaux objectifs :

L'invention est utilisable pour tous les hydrocraqueurs, à savoir :

- hydrocraqueur maxi-naphta avec un point de coupe résidu généralement entre 150°C et 190°C, de préférence entre 1 60°C et 190°C, et le plus souvent de 170°C-180°C - hydrocraqueur maxi-kérosène avec un point de coupe résidu généralement entre 240°C et 290°C, et le plus souvent de 260°C-280°C

- hydrocraqueur maxi diesel avec un point de coupe résidu généralement entre 340°C et 385°C, et le plus souvent de 360°C-380°C. Modes de mise en œuyre :

Les procédés d'hydrocraquage/hydroconversion mettant en œuvre les catalyseurs selon l'invention couvrent les domaines de pression et de conversion allant de l'hydrocraquage doux à l'hydrocraquage haute pression. On entend par hydrocraquage doux, un hydrocraquage conduisant à des conversions modérées, généralement inférieures à 40 percent, et fonctionnant à basse pression, généralement entre 2 MPa et 9 MPa. Le catalyseur d'hydrocraquage peut être utilisé seul, en un seul ou plusieurs lits catalytiques en lit fixe, dans un ou plusieurs réacteurs, dans un schéma d'hydrocraquage dit en une étape, avec ou sans recyclage liquide de la fraction non convertie, éventuellement en association avec un catalyseur d'hydroraffinage situé en amont du catalyseur d'hydrocraquage.

L'hydrocraquage peut être opéré à haute pression (au moins 10MPa).

L'hydrocraquage peut selon une première variante être opéré selon un schéma d'hydrocraquage dit en deux étapes avec séparation intermédiaire entre les deux zones réactionnelles, dans une étape donnée, le catalyseur d'hydrocraquage peut être utilisé dans l'un ou dans les deux réacteurs en association ou non avec un catalyseur d'hydroraffinage situé en amont du catalyseur d'hydrocraquage.

L'hydrocraquage peut être opéré selon une deuxième variante, dite en une étape. Cette variante comprend généralement en premier lieu un hydroraffinage poussé qui a pour but de réaliser une hydrodéazotation et une hydrodésulfuration poussées de la charge avant que celle-ci ne soit envoyée sur le catalyseur d'hydrocraquage proprement dit, en particulier dans le cas où celui-ci comporte une zéolithe. Cet hydroraffinage poussé de la charge n'entraine qu'une conversion limitée de cette charge en fractions plus légères. La conversion, qui reste insuffisante, doit donc être complétée sur le catalyseur d'hydrocraquage plus actif.

La section d'hydrocraquage peut contenir un ou plusieurs lits de catalyseurs identiques ou différents. Lorsque les produits préférés sont les distillats moyens, on utilise des solides basiques amorphes, par exemple de l'alumine ou des silices- alumines ou des zéolithes basiques, éventuellement additionnées d'au moins un métal hydrogénant du groupe VIII et de préférence également additionnées d'au moins un métal du groupe VIB. Ces zéolithes basiques sont composées de silice, d'alumine, et d'un ou plusieurs cations échangeables tels que du sodium, du magnésium, du calcium ou des terres rares.

Lorsque l'essence est le produit majoritairement recherché, le catalyseur est généralement composé d'une zéolithe cristallisée sur laquelle on dépose de faibles quantités d'un métal du groupe VIII, et également de manière plus préférée d'un métal du groupe VIB. Les zéolithes utilisables sont naturelles ou synthétiques et peuvent être par exemple choisies parmi les zéolithes X, Y ou L, la faujasite, la mordénite, l'érionite ou la chabasite.

L'hydrocraquage peut être opéré dans un seul ou plusieurs réacteurs en lit bouillonnant, avec ou sans recyclage liquide de la fraction non convertie, éventuellement en association avec un catalyseur d'hydroraffinage situé dans un réacteur en lit fixe ou en lit bouillonnant en amont du catalyseur d'hydrocraquage. Le lit bouillonnant s'opère avec retrait de catalyseur usé et ajout journalier de catalyseur neuf afin de conserver une activité du catalyseur stable.

Séparation liquide/gaz (4) : Le séparateur (4) réalise la séparation du liquide et du gaz présents dans l'effluent sortant de l'unité d'hydrocraquage. Tout type de séparateur permettant cette séparation peut être utilisé, par exemple un ballon de flash, un stripper, voire une simple colonne à distiller.

Fractionnement (12) La section de fractionnement est généralement constituée d'une ou plusieurs colonnes comprenant plusieurs plateaux et/ou garnissages internes qui peuvent être opérées de préférence à contrecourant. Ces colonnes sont habituellement strippées à la vapeur et comprennent un rebouilleur afin de faciliter la vaporisation. Elle permet de séparer l'hydrogène sulfuré (H2S) et les composant légers (méthane, éthane, propane, butane...) des effluents, ainsi que les coupes hydrocarbonées présentant des points d'ébullition dans le domaine des essences, du kérosène, du gasoil et une fraction lourde récupérée en fond de colonne dont tout ou partie peut être recyclée à la section d'hydrocraquage.

EXEMPLES :

Exemple 1 : art antérieur

Cet exemple est basé sur la configuration de la figure 1 . Deux échantillons provenant d'une unité industrielle en opération, basée sur la configuration de la figure 1 ont été analysés. Les propriétés sont reportées dans le tableau 1 ci-après.

Il est à noter que compte tenu de la configuration, les flux 15a, 1 6, 18 et 23 ont exactement les mêmes propriétés.

Le fractionnement du flux 1 1 dans la colonne 12 a été simulé par programmation via le logiciel PRO/II version 8.3.3, commercialisé par la société SimSci. Les propriétés physiques et analytiques des flux résultants ont été simulées et confrontées aux propriétés physiques et analytiques des échantillons réels.

Les conditions opératoires de la colonne utilisées pour la simulation sont reportées dans le tableau 2 ci-après.

A partir des propriétés du flux 1 1 d'entrée de la colonne de fractionnement (voir tableau 1 ), la simulation PRO/II a pu établir les propriétés du flux 15 de sortie de la colonne de fractionnement, notamment la répartition en HPNA a pu être modélisée.

Sur la base de ces résultats, les configurations de l'invention ont été simulées. Les résultats sont exposés ci-après pour chaque configuration 2c ou 2d. Tableau 1 : propriété des flux selon le schéma de la figure 1

1 : Densité relative SG= p _éC hantiiion à 20°C /p _H20 à 4°C où p est la densité exprimée en g/cm ³

Tableau 2 : Conditions opératoires de la colonne

Exemple 2 : Configuration 2c Le tableau 3 ci-dessous donne les caractéristiques des courants 1 1 , 1 6 et 1 8 (identique à 20) dans la configuration 2c issu de la simulation PRO/I I. Les conditions opératoires de la colonne utilisées pour la simulation sont reportées tableau 4 : Tableau 3 : propriété des flux selon le schéma de la figure 2c

1 : Densité relative SG= p _éC hantiiion à 20°C /p _H 2o à 4°C ou p est la densité exprimée en g/cm ³

Tableau 4 : conditions opératoires de la colonne

Par rapport à la configuration de la figure 1 , la configuration 2c permet de maximiser la quantité d'HPNA (3962 ppm poids à comparer avec 902 ppm poids de la configuration 1 ) dans la fraction non convertie qui est purgée via la ligne 1 6. Conjointement la quantité d'HPNA est minimisée dans le courant qui repart à la section réactionnelle via la ligne 18 (707 ppm poids à comparer avec 902 ppm poids de la configuration 1 ) ce qui réduit la quantité d'HPNA de 21 ,6 %. D'autre part, la proportion de HPNA lourd réfractaire et empoisonnant (Naphto[8,2,1 abc]+coronène + Ovalène) par rapport à la quantité d'HPNA total dans le flux qui repart à la section réactionnelle est plus faible pour la configuration 2c (27,8%) que pour la configuration 1 (36,3 %). Ce qui indique que non seulement il y a moins d'HPNA total dans le flux qui retourne à la section réactionnelle via la ligne 1 8 mais en plus que la proportion d'HPNA lourd réfractaire et empoisonnant (Naphto [8,2,1 abc] coronène + Ovalène) est plus faible.

Exemple 5 : Configuration 2d

Le tableau 5 ci-dessous donne les caractéristiques des courants 1 1 , 1 6 et 1 8 dans la configuration 2d issu de la simulation PRO/I I. Les conditions opératoires de la colonne utilisées pour la simulation sont reportées tableau 6 :

Tableau 5 : propriété des flux selon le schéma de la figure 2d

1 : Densité relative SG= p _éC hantiiion à 20°C /p _H 2o à 4°C ou p est la densité exprimée en g/cm ³ Tableau 6 : conditions opératoires de la colonne

Par rapport à la configuration de la figure 1 , la configuration 2d permet de maximiser la quantité d'HPNA (4959 ppm poids à comparer avec 902 ppm poids de la configuration 1 ) dans la fraction non convertie qui est purgée via la ligne (1 6).

Conjointement la quantité d'HPNA est minimisée dans le courant qui repart à la section réactionnelle via la ligne (18) (644 ppm poids à comparer avec 902 ppm poids de la configuration 1 ) ce qui réduit la quantité d'HPNA de 28,6 %.

D'autre part, la proportion de HPNA lourd réfractaire et empoisonnant (Naphto[8,2,1 abc] coronène + Ovalène) par rapport à la quantité d'HPNA total dans le flux (18) qui repart à la section réactionnelle est plus faible pour la configuration 2d (20,7 %) que pour la configuration 1 (36,3 %). Ce qui indique que non seulement il y a moins d'HPNA total dans le flux qui retourne à la section réactionnelle via la ligne (18) mais en plus que la proportion d'HPNA lourd réfractaire et empoisonnant (Naphto[8,2,1 abc] coronène + Ovalène) est plus faible.

De plus, cette configuration permet également de minimiser la quantité de diesel qui est renvoyée à la section réactionnelle via la ligne 18 puisque la quantité de diesel renvoyé à la section réactionnelle est seulement de 6,8 % poids à comparer avec 10,9 % poids dans la configuration 1 .