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Title:
RECYCLING OF A 550 °C+ CUT OF FCC PRODUCT USED TO SUPPLY THE FCC PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/093299
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for optimising the production of middle distillate within a refinery comprising at least one catalytic cracking unit (3) and at least one vacuum distillation unit (2, 4), the optimising operation consisting: a) of recycling (14) at least part of the cut obtained by fractionating the catalytic cracking effluents of an atmospheric and/or vacuum residue, distilling at at least 320°C, also known as cut 320°C+, in the load of said vacuum distillation unit (4), b) of vacuum-distilling said cut into at least two fractions, one fraction distilling within the range of 320°C and 550°C known as fraction HCOSV, and one fraction distilling at at least 550°C known as fraction SSV, c) of sending the HCOSV fraction (18) thereby obtained to at least one of the distillate processing units, d) and of sending the SSV fraction (13) back into the load of the catalytic cracking unit (3), either as it is or after an intermediate reprocessing treatment.

Inventors:
BORIES MARC (FR)
ECHARD MICHAEL (FR)
ROUX ROMAIN (FR)
Application Number:
FR2012/052898
Publication Date:
June 27, 2013
Filing Date:
December 12, 2012
Export Citation:
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Assignee:
TOTAL RAFFINAGE MARKETING (24 Cours Michelet, Puteaux, F-92800, FR)
AXENS (80 Boulevard Franklin Roosevelt, Rueil Malmaison, F-92500, FR)
International Classes:
C10G69/04; C10G3/00; C10G51/02
Domestic Patent References:
WO2006104661A12006-10-05
Foreign References:
US5080777A1992-01-14
US6811682B22004-11-02
FR2939804A12010-06-18
US3891538A1975-06-24
US3072560A1963-01-08
Other References:
PIERRE WUITHIER: "RAFFINAGE ET GENIE CHIMIQUE", vol. 1, 31 December 1972, INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE, PARIS, ISBN: 2-7108-0198-1, article JEAN-MARIE RICARD ET AL.: "LE PROCEDE U.O.P.", pages: 732 - 744, XP002696923
RAMA RAO M ET AL: "CONVERT BOTTOM-OF-THE-BARREL INTO DIESEL AND LIGHT OLEFINS", HYDROCARBON PROCESSING, GULF PUBLISHING CO. HOUSTON, US, 2 January 2011 (2011-01-02), pages 45 - 49, XP002676892, ISSN: 0018-8190
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KURT SCHUTTENBERG: "SPECIFYING POROUS METAL BACKWASH FILTER ASSEMBLIES FOR CATALYST REMOVAL FROM FCC SLURRY OIL", 17 July 1992 (1992-07-17), pages 1 - 8, XP002696920, Retrieved from the Internet
PALL CO.: "REDUCING SLURRY OIL PRODUCTION", 2 February 2011 (2011-02-02), pages 1 - 7, XP002696921, Retrieved from the Internet
J. ANCHEYTA- JUAREZ ET AL.: "EXPERIMENTAL EVALUDATION OF VACUUM GAS OIL-LIGHT CYCLE OIL BLENDS AS FCC FEEDSTOCKS", ENERGY AND FUELS, vol. 15, 17 April 2001 (2001-04-17), pages 675 - 679, XP002696922, DOI: 10.1021/ef000210x
Attorney, Agent or Firm:
LARGEAU, Béatrice et al. (38 Avenue Hoche, Paris, F-75008, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé d'optimisation de production de distillât moyen au sein d'une raffinerie comprenant au moins une unité de craquage catalytique avec fractionnement des effluents pour le traitement d'une charge de type résidu atmosphérique et/ ou sous vide et au moins une unité de distillation sous-vide, l'opération d'optimisation consistant :

a) à envoyer au moins une partie d'une coupe obtenue par fractionnement des effluents de craquage catalytique de ladite charge, distillant à au moins 320°C appelée encore coupe 320°C+ dans la charge de la dite unité de distillation sous vide,

b) à distiller sous vide la dite coupe en au moins deux fractions, une fraction distillant entre 320°C à 550°C dite fraction

HCOSV et une fraction distillant à au moins 550°C dite fraction SSV,

c) à envoyer la fraction HCOSV ainsi obtenue vers au moins une unité de traitement des distillais,

d) et à renvoyer la fraction SSV, telle quelle ou après traitement de valorisation intermédiaire, dans la charge de l'unité de craquage catalytique et/ ou dans des unités de mélange et de stockage des fiouls lourds.

e)

2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la dite unité de distillation sous vide est l'unité de distillation sous vide utilisée pour la distillation des résidus atmosphériques ou RAT issu de la distillation atmosphérique du pétrole brut ou une unité destinée à la séparation sous vide des deux fractions SSV et HCOSV à partir de la coupe 320°C+.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la fraction HSCOV est envoyée seule ou en mélange avec au moins un distillât sous vide DSV vers au moins une unité de traitement des distillais .

4. Procédé selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que, à l'étape (d), la fraction SSV est envoyée, seule ou en mélange avec au moins un résidu sous vide ou RSV et/ ou au moins un résidu de distillation atmosphérique ou RAT, en charge de l'unité de craquage catal tique.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la ou les unités de traitements des fractions HCOSV sont choisies parmi les unités d'hydroconversion, d'hydro traitement pour la désulfuration, la démétallisation et/ ou l'hydrodéaromatisation, et/ou l'hydrocraquage.

6. Procédé selon la revendication 4 caractérisé, en ce que la fraction SSV est introduite seule ou en mélange avec au moins un résidu RAT et/ ou RSV en charge de l'unité de craquage cataly tique et/ ou dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds après traitement dans une unité de viscoréduction.

7. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fraction SSV est introduite seule ou en mélange avec au moins un résidu RAT et/ou RSV en charge de l'unité de craquage catalytique et/ ou dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds après traitement dans une unité de cokage.

8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fraction SSV est introduite seule ou en mélange avec au moins un RSV en charge de l'unité de craquage catalytique et/ou dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds après traitement dans une unité d'hydroconversion de résidu.

9. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fraction SSV est introduite seule ou en mélange avec au moins un résidu RAT et/ ou RSV en charge de l'unité de craquage catalytique et/ ou dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds après traitement dans une unité d'extraction solvant pour y être séparée en deux phases, une première phase comprenant les composés saturés et les composés aromatiques peu condensés, recyclée en charge de l'unité de craquage catalytique, et une deuxième phase comprenant les composés aromatiques fortement condensés, envoyée vers les unités de mélange et de stockage de combustibles lourds.

10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'unité d'extraction solvant au moyen d'un solvant hydrocarboné est une unité de désasphaltage, la première phase comprenant de l'huile désasphaltée ou DAO renvoyée dans la charge de l'unité de craquage catalytique et la deuxième phase comprenant les composés asphaltèniques ou brai de désasphaltage, ces composés en mélange avec d'autres hydrocarbures étant envoyés dans des unités de stockage des fiouls lourds, de fabrication des bitumes, de cokage et/ou de fabrication de granulés pour la combustion en chaudières de la raffinerie.

1 1. Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'unité de craquage catalytique est opérée à basse conversion.

12. Dispositif de mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 1 1 comprenant au moins une unité de craquage catalytique (3) équipée d'une unité de fractionnement d'effluents, et au moins une unité de distillation sous-vide (2, 4), une conduite (14) joignant l'unité de fractionnement du craquage catalytique à l'une des unités de distillation sous-vide (2, 4), ladite conduite (14) permettant le retour de la coupe 320°C+ dans la charge de ladite unité de distillation sous vide (2) ou (4), au moins une unité de traitement des distillais et au moins une conduite d'évacuation (18) joignant ladite unité de traitement des distillais à l'unité de distillation sous vide (2, 4) raccordée à la conduite (14), ladite au moins une conduite d'évacuation (18) étant agencée pour transporter une fraction HCOSV, une ou des unités de mélange et de stockage des fiouls lourds et au moins une autre conduite d'évacuation (13, 42) agencée pour transporter une fraction SSV de l'unité de distillation sous vide

(2, 4) raccordée à la conduite (14) vers ladite unité de craquage catalytique (3) et/ ou vers la ou les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'unité de distillation sous vide (2) comprend au moins deux conduites distinctes d'évacuation, l'une pour la fraction HCOSV (18) et l'autre pour la fraction SSV (13, 42).

14. Dispositif selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que l'unité de distillation est une unité de distillation sous vide (2) de résidu atmosphérique, la conduite (18) permettant l'évacuation conjointe de la fraction HCOSV et des DSV et la conduite (13, 42) permettant l'évacuation du résidu conjointement à la fraction SSV.

15. Dispositif selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la conduite d'évacuation (13) de la fraction SSV seule ou en mélange avec le résidu aboutit à une unité de viscoréduction (5).

16. Dispositif selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la conduite d'évacuation (13) de la fraction SSV seule ou en mélange avec le résidu aboutit à une unité de cokage (7).

17. Dispositif selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la conduite d'évacuation (13) de la fraction SSV seule ou en mélange avec le résidu aboutit à une unité de désasphaltage (6) comprenant une conduite d'évacuation (61) de l'huile désasphaltée aboutissant en charge de l'unité de craquage catalytique et une conduite (62) pour le brai de désasphaltage aboutissant aux installations de mélange de combustibles.

18. Dispositif selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la conduite d'évacuation de la fraction SSV seule ou en mélange avec le résidu aboutit à une unité d 'hydroconversion de résidus.

Description:
PROCEDE POUR OPTIMISER LA PRODUCTION DE DISTILLATS COMPRENANT UNE ETAPE DE CRAQUAGE CATALYTIQUE

La présente invention se situe dans le domaine du craquage catalytique (ou FCC) de coupes pétrolières, plus particulièrement dans le domaine du raffinage de ces coupes en association avec des moyens de distillation sous vide et autres procédés de valorisation des coupes lourdes de pétrole. Par valorisation des coupes lourdes, on entend tout procédé comme le désasphaltage, la viscoréduction, le cokage et l 'hydroconversion de résidu (hydrotraitement et/ou hydrocraquage) .

EXAMEN DE L'ART ANTERIEUR

II est connu de l'homme du métier d'utiliser le procédé de craquage catalytique comme un moyen pour préparer des coupes valorisables à partir de coupes lourdes et notamment à partir de résidus sous vide (RSV), de résidus atmosphériques (RAT) et de distillais sous vide, principalement de gazoles sous vide ou VGO.

Dans le problème d'optimisation envisagé par la présente invention, il s'agit de récupérer encore davantage de distillais valorisables à partir des coupes lourdes récupérées en sortie du fractionnement d'une unité de craquage catalytique, sans opération de craquage supplémentaire préalable. Le distillât ainsi récupéré sera assimilé à un distillât sous vide (DSV). Les coupes lourdes concernées sont principalement les coupes distillant à partir de 320°C, c'est-à-dire des fractions 320°C-450°C appelées communément HCO (ou Heavy cycle oil en anglais) et des fractions slurry distillant à 450°C et plus.

Usuellement, le recycle de la coupe issue du craquage catalytique et distillant à plus de 320°C, envoyée telle quelle en mélange avec les charges des unités de viscoréduction, de cokage, d 'hydroconversion de résidu et/ou de désasphaltage est réalisé en une seule étape.

Par ailleurs, pour optimiser la conversion des résidus, sous vide et/ou atmosphérique, le brevet FR2939804 décrit le prétraitement de ceux-ci par double désasphaltage avant l'entrée du seul DAO (DeAsphalted Oil ou huile de désasphaltage) dans la charge d'une unité de craquage catalytique. Dans ce document, l'objectif est de limiter les quantités de métaux et de soufre, ainsi que de limiter le carbone Conradson du résidu entrant dans l'unité de FCC : on extrait les asphaltènes et on récupère l'huile désasphaltée, débarrassée des distillais les plus légers, avant de l'envoyer dans l'unité de craquage cataly tique.

Dans la demande WO2006/ 104661 , pour améliorer le rendement en essences et distillais, les coupes distillant à plus de 350°C, issues du fractionnement d'une unité FCC, sont séparées dans une zone de séparation en un flux comprenant les composés saturés et les composés aromatiques mono et bicycliques d'une part et en un flux comprenant majoritairement des composés aromatiques dont le nombre de cycles adjacents est supérieur ou égal à 3 d'autre part. Seul le flux comprenant les composés saturés et les composés aromatiques mono et bicycliques est réinjecté dans la charge avant l'entrée dans le réacteur de l'unité de craquage cataly tique. La séparation en flux saturés et aromatiques mono et bicycliques et en flux comprenant majoritairement des aromatiques ayant au moins trois cycles adjacents est obtenue soit par extraction solvant de type diméthylsulfoxide, diméthylformamide, n-méthylpyrrolidone, phénol et/ou furfural, soit par chromatographie liquide, soit encore par séparation par membranes, notamment de membranes polymériques. Cette configuration est particulièrement adaptée aux procédés FCC dits à temps de contact courts.

Dans le brevet US3891538, il est envisagé d'intégrer plusieurs procédés présents dans une même raffinerie pour optimiser la moindre goutte d'hydrocarbures valorisables. Ainsi, ce document propose de traiter un résidu atmosphérique en combinant un procédé de désulfuration du RAT associé à un procédé de fractionnement, un procédé de craquage catalytique et un procédé de cokage. Dans cette combinaison, le HCO (Heavy Cycle Oil ou coupe 370-550°C) en sortie de l'unité de craquage catalytique est recyclé dans le RAT (résidu atmosphérique) chargé dans l'unité de désulfuration et le slurry est envoyé dans la charge envoyée dans la zone de cokage du cokeur, en mélange avec la coupe distillant à plus de 535°C issue du fractionnement de l'effluent en sortie de l'unité de désulfuration.

Dans le brevet US3072560, l'objectif est de convertir les résidus en essence, cet objectif étant réalisé en combinant le procédé de craquage catalytique avec d'autres procédés comme le cokage, l'hydrocraquage et le reformage associés à divers fractionnement intermédiaires ; la combinaison consiste à recycler le distillât léger (ou LCO, light cycle oil) issu du craquage catalytique vers l'hydrocraquage, et le HCO soit vers le craquage catalytique soit vers toute autre utilisation appropriée de la raffinerie.

Aucun de ces documents ne permet d'extraire le maximum de distillât encore présent dans la fraction issue du fractionnement d'effluents d'une unité de craquage catalytique alimentée en résidus et distillant à partir 320°C, avant recycle de tout ou partie de la dite fraction dans la charge d'un craqueur catalytique.

DESCRIPTION SOMMAIRE DE L'INVENTION

La présente invention s'applique aussi bien à des unités de FCC utilisant un réacteur fonctionnant à courant ascendant (appelé "riser" dans la terminologie anglo-saxonne), qu'à des unités utilisant un réacteur fonctionnant à courant descendant (appelé "downer" dans la terminologie anglo-saxonne) ou encore à des unités comprenant un ou plusieurs réacteurs, quelque soit le sens d'écoulement (ascendant et/ ou descendant).

L'invention est un procédé d'optimisation de production de distillât moyen au sein d'une raffinerie comprenant au moins une unité de craquage catalytique avec fractionnement des effluents pour le traitement d'une charge de type résidu atmosphérique et/ou sous vide, et au moins une unité de distillation sous vide, l'opération d'optimisation consistant :

a) à envoyer au moins une partie de la coupe 320°C+ obtenue par fractionnement des effluents de craquage catalytique de ladite charge,

b) à distiller dans la dite unité de distillation sous vide, la dite coupe en au moins deux fractions, une fraction distillant entre 320°C et 550°C dite fraction HCO sous vide (ou fraction HCOSV) et une fraction distillant à au moins 550°C dite fraction slurry sous vide (ou fraction SSV),

c) à envoyer la fraction HCOSV ainsi obtenue vers au moins une unité de traitement des distillais,

d) et à renvoyer la fraction SSV dans la charge de l'unité de craquage catalytique et/ ou dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds, telle quelle ou après traitement de valorisation intermédiaire.

La dite unité de distillation sous vide peut être l'unité de distillation sous vide utilisée pour la distillation des résidus atmosphériques ou RAT issu de la distillation atmosphérique du pétrole brut, disponible dans la raffinerie, ou une unité destinée à la séparation sous vide des deux fractions HCOSV et SSV à partir de la coupe 320°C+, celle-ci étant obtenue telle quelle à partir du fractionnement des effluents de l'unité de craquage catalytique ou en deux ou trois coupes également issues du fractionnement des effluents de l'unité de craquage catalytique qui sont re-mélangées.

La fraction HCOSV peut être envoyée seule ou en mélange avec au moins un distillât sous vide DSV vers au moins une unité de traitement des distillais, tandis que la fraction SSV peut être envoyée seule ou en mélange avec au moins un résidu sous vide ou RSV et/ou au moins un résidu de distillation atmosphérique ou RAT en charge de l'unité de craquage catalytique.

Lorsque la coupe 320°C+ est recyclée en charge de la dite unité de distillation sous vide, la fraction HCOSV (coupe distillant entre 320°C et 550°C) est distillée en mélange avec le distillât sous vide

(DSV), le mélange étant éventuellement envoyé vers une unité d'hydroconversion, tandis que la fraction distillant à au moins 550°C (ou fraction SSV) est distillée et recyclée en mélange avec le résidu sous vide vers l'unité de craquage catalytique, ce mélange étant recyclé tel quel comme charge ou après traitement de valorisation intermédiaire du dit mélange.

Par traitement de valorisation intermédiaire de la fraction SSV ou de son mélange avec le résidu sous vide en sortie de l'unité de distillation sous vide, on entend tout procédé de traitement transformant ces résidus en produits valorisables tels que la viscoréduction, le cokage et plus préférentiellement le désasphaltage en au moins une étape de séparation des asphaltènes du mélange ou encore l 'hydroconversion de résidus.

La présente invention comprend également le dispositif associé à la mise en œuvre du procédé comprenant des unités de distillation sous vide et de craquage catalytique, mais aussi des unités d'hydroconversion des fractions HCOSV seules ou en mélange avec les DSV (distillât sous vide), et les unités de valorisation des fractions SSV seules ou en mélange avec les résidus RSV et l'utilisation de ce dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Le procédé d'optimisation de l'invention repose sur l'utilisation la plus appropriée de procédés existant dans une raffinerie pour extraire sans les modifier le maximum de distillais des fractions lourdes 320°C+ récupérées en sortie du fractionnement des effluents de FCC.

Cet enchaînement de procédé est envisagé pour des raffineries équipées d'unités de distillation atmosphérique et sous vide et d'au moins une unité de craquage catal tique susceptible de traiter des résidus RSV et RAT.

Par distillât au sens de l'invention, on entend toute coupe hydrocarbonée de température de coupe de distillation comprise approximativement de 300 à 550°C.

Le distillât sous vide (DSV), issu d'une distillation sous vide et de coupe comprise entre 300 et 550°C, est un produit intermédiaire très recherché car il peut être valorisé via de nombreuses unités de conversion comme par exemple l'hydrocraquage, l'hydro traitement, le

FCC (ou craquage catalytique en lit fluidisé). Aussi tout produit de caractéristiques proches présentant des densités, des intervalles d'ébullition comparables et autres, peut être intéressant et traité concomitamment avec ces DSV.

Traditionnellement de tels distillais (DSV) alimentaient les unités de craquage catalytique, en particulier les unités de craquage catalytique à lit fluidisé, pour permettre une production massive d'essence à haut indice d'octane. Face à l'évolution du marché des carburants, essence et Diesel, les DSV sont de préférence dirigés vers des unités d 'hydroconversion telles les unités d'hydrocraquage, d'hydro traitement, d'hydrodémétallation, d'hydrodésulfuration profonde et/ ou d'hydrodéaromatisation. L'objectif de cette hydroconversion est de diminuer les teneurs en soufre, en métaux et en azote des bases carburants pour atteindre les spécifications attendues pour des bases utilisées dans la préparation des carburants

Diesel, en particulier à teneur résiduelle en soufre inférieure à 10 ppm, et un indice de cétane très élevé. Un autre objectif est de préparer des fiouls domestiques avec ces bases carburants, ou des fiouls lourds de soute à bas soufre (teneur en soufre inférieure à lOOOppm poids).

La coupe 320°C+ récupérée au fractionnement des effluents de l'unité de craquage catalytique, renferme potentiellement une coupe distillant entre 320°C et 550°C correspondant à une coupe distillât au sens de la définition des DSV et dont les caractéristiques sont proches de celles du DSV.

Selon l'invention en recyclant la coupe 320°C+ dans une unité de distillation sous vide pour la séparer en deux fractions, on obtient une fraction HCOSV de coupe de distillation 320°C à 550°C qui pourra être recyclée dans une unité de traitement des distillats, telle qu'une unité d'hydroconversion, comme les DSV et les distillats atmosphériques (DAT), et une fraction SSV de coupe de distillation supérieure ou égale à 550°C qui pourra être recyclée dans d'autres unités de traitement de valorisation intermédiaire, par exemple des unités de conversion telles que des unités de cokage, de viscoréduction, d'hydroconversion de résidus et de désasphaltage. Les conditions opératoires de ces unités conversion sont les conditions classiques habituellement utilisées par l'homme du métier pour traiter une coupe de distillation supérieure ou égale à 550°C.

En particulier, tout ou partie de la fraction SSV, seule ou en mélange avec au moins un résidu RAT et/ ou RSV, peut être traitée dans une unité de traitement de valorisation intermédiaire avant d'être renvoyée en charge de l'unité de craquage catalytique et/ ou avant d'être envoyée dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds. En particulier, on pourra récupérer une coupe gazole extraite telle quelle des effluents de ladite unité de traitement de valorisation intermédiaire et renvoyer cette coupe gazole en charge de l'unité de craquage catalytique et/ ou dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds.

La ou les unités de traitements des fractions HCOSV, à savoir les unités de traitement des distillats, sont par exemple choisies parmi les unités d'hydroconversion, d'hydro traitement pour la désulfuration, la démétallisation et/ou l'hydrodéaromatisation, et/ou l'hydrocraquage.

Les conditions opératoires de ces unités de traitement des distillats sont les conditions classiques habituellement utilisées par l'homme du métier pour traiter une coupe de distillation 320°C à 550°C.

En l'absence d'unités de traitement de valorisation intermédiaires, telles que des unités de conversion, la fraction SSV pourra être envoyée dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds et/ ou pourra être renvoyée en charge de l'unité de craquage catalytique.

La présente invention, en combinant l'unité de craquage catalytique et la séparation en deux fractions distinctes, dans une unité de distillation, sous vide de la coupe 320°C+ permet d'utiliser avantageusement l'unité de craquage catalytique comme un moyen de production direct et indirect de distillats à partir de produits peu valorisés ou dont on veut minimiser la production comme par exemple les essences et les naphtas, sans traiter directement la coupe 320°C+ par viscoréduction, cokage, hydroconversion de résidus ou autres. De plus, seules les molécules les plus favorables sont recyclées vers les unités de valorisation des distillats avec une meilleure capacité de conversion en produits nobles qu'en retraitant ces distillats via les unités de traitement de coupes lourdes précédemment citées.

Un autre avantage de la présente invention est qu'elle s'applique principalement pour une unité de craquage catalytique fonctionnant en mode maxi-distillat ou faible conversion. Elle peut s'appliquer également lorsque l'unité de craquage fonctionne à plus haute conversion par exemple en mode maxi-essence et/ ou en production d'oléfines légères, propylène, butène et autres.

L'homme du métier saura adapter les conditions opératoires de fonctionnement de l'unité de craquage catalytique pour faire fonctionner cette unité en mode faible conversion ou haute conversion.

Habituellement, en mode faible conversion, les conditions opératoires sont par exemple une température de réaction comprise entre 480°C et 510°C, l'activité intrinsèque du catalyseur étant caractérisée par un MAT compris entre 65 et 70. Le MAT (acronyme anglais de Micro Activity Test) est un test de mesure d'activité selon la norme ASTM D-3907. Ce test donne comme résultat une activité relative de conversion d'un catalyseur pour une charge standard.

Habituellement, en mode haute conversion, les conditions opératoires sont par exemple une température de réaction comprise entre 510°C et 540°C, l'activité intrinsèque du catalyseur étant caractérisée par un MAT compris entre 70 et 75.

Lorsque la séparation en deux fractions est effectuée dans la même unité de distillation sous vide que celle utilisée pour la distillation sous vide des résidus atmosphériques ou RAT, la fraction

SSV pourra suivre le même traitement que le résidu sous vide récupéré en sortie de colonne, de préférence en mélange avec le RSV, et la fraction HCOSV pourra suivre le même traitement que les DSV produits, de préférence en mélange avec ceux-ci.

En mélange avec le résidu sous vide RSV, indépendamment du pétrole brut duquel il est extrait, la fraction SSV issue des effluents de craquage catalytique ne sera pas toujours traitée directement dans une unité de craquage catalytique lorsque sa teneur en hydrogène est trop faible, inférieure à 1 1 ,5% en poids. Dans ce cas, tout ou partie de cette fraction pourra être valorisée par un traitement de valorisation intermédiaire ou de conversion comme par exemple par cokage, le gazole de cokage ainsi récupéré pourra être recyclé avantageusement dans la charge de l'unité de craquage catalytique, éventuellement après hydrotraitement. Les conditions usuelles de craquage sont par exemple une température de réaction de 480°C à 510°C, une pression de 1 à 3 barg et un recycle de 5 à 20% en poids.

Dans un deuxième mode de réalisation, tout ou partie de la fraction SSV, prise seule ou en mélange avec le RSV, pourra également être recyclée dans la charge d'une unité de viscoréduction. La coupe gazole viscoréduite récupérée en sortie de l'unité pourrait avantageusement rentrer dans la composition des fiouls de type distillât au même titre que les distillais plus légers ou gazole de coupe distillant de 150°C à 370°C.

Les conditions opératoires de l'unité de viscoréduction sont les conditions classiques habituellement utilisées par l'homme du métier pour traiter une charge distillant à une température supérieure à 550°C, seule ou en mélange avec un résidu sous vide (RSV). Par exemple, des conditions opératoires pouvant être utilisées sont une température de réaction entre 420 et 450°C pour une pression comprise entre 8 et 12 barg et une durée de 10 à 30 min.

Un troisième mode de réalisation est que tout ou partie de la fraction SSV, prise seule ou en mélange avec du RSV, pourra être dirigée vers une unité d 'hydroconversion de résidus, avant d'être renvoyée en charge de l'unité de craquage catal tique et/ ou dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds. Les conditions opératoires d'une telle unité d 'hydroconversion sont les conditions classiques habituellement utilisées par l'homme du métier pour traiter des résidus. Par exemple, des conditions opératoires pouvant être utilisées sont une température de réaction de 415 à 460°C pour une pression totale de 120 à 180 barg et une WH comprise entre 0,2 et 0,8 h 1 .

Un quatrième mode de réalisation est que tout ou partie de la fraction SSV, seule ou en mélange avec du RSV, pourra être dirigée vers une unité d'extraction au solvant, par exemple une unité de désasphaltage, pour y être séparée en deux phases, une première phase comprenant les composés saturés et les composés aromatiques peu condensés, recyclée en charge de l'unité de craquage catalytique, et une deuxième phase comprenant les composés aromatiques fortement condensés, envoyée vers les unités de mélange et de stockage de combustibles lourds.

Par composés aromatiques peu condensés, on entend les composés comprenant au plus deux cycles aromatiques adjacents, tel que par exemple : naphtalène, azulène, indène et leurs dérivés.

Par composés aromatiques fortement condensés, on entend les composés comprenant au moins trois cycles aromatiques adjacents, tel que par exemple : anthracène, phénanthrène, fluorène, phénalène, acénaphtylène, indacène et leurs dérivés.

Il s'agit de séparer ici les composés aromatiques très condensés contenant des teneurs en métaux très élevées. Le solvant sera donc choisi pour enlever l'essentiel des composés aromatiques très condensés par exemple comprenant au moins trois cycles aromatiques adjacents, de la fraction contenant des composés saturés et des composés aromatiques d'au plus deux cycles aromatiques. Dans le cas d'une unité de désasphaltage, la partie désasphaltée du mélange entrant dans l'unité de désasphaltage pourra être avantageusement recyclée dans la charge de l'unité de craquage catalytique, la partie asphaltènique (ou brai de désasphaltage) récupérée sera recyclée dans les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds, de fabrication des bitumes, de cokage et/ou de fabrications de granulés pour la combustion en chaudières.

Pour extraire les composés aromatiques très condensés, voire désasphalter des charges hydrocarbonées lourdes, il est usuel d'utiliser des solvants hydrocarbonés susceptibles d'isoler les composés aromatiques polycondensés voire asphaltèniques, des produits recyclables dans une unité de craquage catalytique, comprenant des composés saturés et des aromatiques polycondensés d'au plus deux cycles aromatiques adjacents. Ces solvants sont choisis parmi les coupes hydrocarbonées de 3 à 9 atomes de carbone, le furfural, les alkylcétones, ou tout autre composé polaire de sélectivité adaptée. De préférence, dans le cadre de la présente invention, l'extraction comprendra une seule étape avec extraction au moyen d'un solvant paraffinique en C3 et/ou C4. On recueille d'une part un mélange de composés saturés en mélange avec les maltènes qui est introduit en charge de l'unité de craquage catalytique et un mélange asphaltènique d'autre part.

L'homme du métier saura choisir les conditions de désasphaltage en fonction de la nature du solvant utilisé. Par exemple pour un solvant paraffinique en C3, on pourra choisir une température de désasphaltage entre 55 et 90° C pour une pression entre 30 et 40 barg, avec un taux de solvant de 600% à 1000% en volume par rapport à la charge à traiter. Pour un solvant paraffinique en C5, on pourra choisir une température de désasphaltage de 165 à 210°C pour une pression de 20 à 40 barg et un taux de solvant de 300 à 600% en volume.

L'avantage de procéder par extraction type désasphaltage est de produire un extrait du mélange de la fraction SSV avec le résidu sous vide dont la teneur en hydrogène est accrue augmentant ainsi le potentiel de conversion du procédé, dont la teneur en CCR est réduite diminuant la production de coke dans l'unité de craquage catalytique. De plus, la teneur en métaux nickel et vanadium est très faible voire nulle, limitant ainsi la désactivation des catalyseurs de craquage catalytique.

Dans un mode préférentiel, pour augmenter la production de distillais pour carburants Diesel, l'unité de craquage catalytique sera opérée à basse conversion, favorisant la production de coupes ayant une température d'ébullition supérieure à 150°C.

Le dispositif selon l'invention comprendra avantageusement au moins une unité de craquage cataly tique équipée d'un fractionnement des effluents, et au moins une unité de distillation sous vide, une conduite joignant l'unité de fractionnement du craquage cataly tique à l'une des unités de distillation sous-vide, ladite conduite permettant le retour d'une coupe 320°C+ dans la charge de ladite unité de distillation sous vide. Cette unité de distillation sous vide comprend avantageusement au moins deux conduites distinctes d'évacuation, l'une pour la fraction HCOSV et l'autre pour la fraction SSV.

Le dispositif selon l'invention peut comprendre :

- au moins une unité de traitement des distillais et une ou plusieurs premières conduites d'évacuation joignant ladite unité de traitement des distillais à l'unité de distillation sous vide raccordée à ladite conduite précédemment mentionnée (autrement dit l'unité de distillation recevant la coupe 320°C+). Cette ou ces premières conduites d'évacuation sont agencées pour transporter une fraction HCOSV. Il peut s'agir de l'une des deux conduites distinctes d'évacuation de l'unité de distillation sous vide précédemment mentionnée.

- une ou des unités de mélange et de stockage des fiouls lourds et une ou plusieurs deuxièmes conduites d'évacuation agencées pour transporter une fraction SSV de l'unité de distillation sous vide recevant la coupe 320°C+ vers ladite unité de craquage catalytique et/ ou vers la ou les unités de mélange et de stockage des fiouls lourds. Cette deuxième conduite d'évacuation peut être l'autre des deux conduites distinctes d'évacuation de l'unité de distillation sous vide précédemment mentionnée.

Dans un mode préféré de l'invention, l'unité de distillation est une unité de distillation sous vide utilisée pour la distillation de résidu atmosphérique (RAT), une conduite d'évacuation permettant l'évacuation conjointe de la fraction HCOSV et des DSV, et l'autre conduite d'évacuation permettant l'évacuation du résidu l'évacuation conjointe de la fraction SSV. Dans tous les cas, la dite conduite d'évacuation de la fraction SSV, seule ou en mélange avec le résidu, peut aboutir à une unité de traitement de valorisation intermédiaire, par exemple à une unité de viscoréduction, ou à une unité de cokage ou une unité de désasphaltage ou à une unité d 'hydroconversion de résidus. Au moins une conduite peut alors être prévue pour relier ladite unité de traitement de valorisation intermédiaire à une ou plusieurs unités de mélange et de stockage des fiouls lourds et/ou à l'unité de craquage cataly tique.

Au moins une conduite d'évacuation de la fraction SSV, seule ou en mélange avec le résidu, peut également aboutir à une ou plusieurs unités de mélange et de stockage des fiouls lourds et/ou à l'unité de craquage cataly tique. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels :

- la figure 1 est une représentation du dispositif de mis en œuvre du procédé d'optimisation selon l'invention sans unités de traitements associées.

- la figure 2 est une représentation du dispositif quand le procédé comprend une étape de viscoréduction.

- la figure 3 est une représentation du dispositif quand le procédé comprend une étape de désasphaltage.

- la figure 4 est une représentation du dispositif quand le procédé comprend une étape de cokage.

La figure 1 comprend le schéma d'optimisation le plus simple du procédé de l'invention. Il comprend quatre unités principales qui sont la distillation atmosphérique (1) alimentée par du pétrole brut via la conduite (10), la distillation sous vide (2) du RAT ou résidu atmosphérique arrivant par la conduite (12 versus 12.1), le craquage catalytique (3) et une deuxième distillation sous vide (4) permettant de séparer la coupe 350°C+ arrivant par la conduite (14) en deux fractions, la fraction distillât (41) qui sera renvoyée au même titre que la fraction distillât (350-550°C) via la conduite (18 versus 18.1) vers une unité d'hydrocraquage, et la fraction slurry (42) qui sera pour partie recyclée via la conduite (44) vers la charge du craquage catalytique (3) qui pourra comprendre outre du RAT arrivant par la conduite (12.2), du distillât sous vide (DSV) via la conduite (18) et/ou encore du résidu sous vide via la conduite (13 versus 13.2), une partie de ce dernier étant renvoyée par la conduite (13.1) vers le mélange et le stockage des fiouls. L'autre partie du slurry sera renvoyée via la conduite (43) vers le mélange et le stockage des fiouls.

Par rapport aux effluents entrant et sortant de l'unité de craquage catalytique, les conduites (15) et (16) correspondent respectivement aux conduites d'évacuation de l'essence et du distillât léger ou LCO (Light cycle oil) et la conduite (17) correspond à une injection de naphta, d'essence légère ou LCN (Light Cracked Naphtha) de manière à en réduire leur production et donc leur utilisation dans les mélanges en ligne pour la production de bases essence. Les naphtas peuvent être des naphtas de craquage catalytique, d'hydroconversion, de distillation atmosphérique, de cokage et/ou de viscoréduction.

Dans la figure 2, nous avons une représentation du procédé de l'invention identique à la figure 1 en remplaçant la distillation sous vide (4) par un viscoréducteur (5). En sortie du craquage catalytique (3), la coupe 350°C+ arrivant par la conduite (14) est redirigée vers la distillation sous vide (2) soit dans la conduite de charge (12.1), soit directement dans la capacité au niveau des plus bas plateaux. Le RSV récupéré en fond de distillation (2) comprenant la partie « fraction slurry » de la coupe 350°C+ est renvoyé via la conduite (13) dans une unité de viscoréduction (5), les composés légers comme les gazoles viscoréduits et les naphta sont récupérés via la conduite (51), les résidus viscoréduits par la conduite (52) sont envoyés vers le mélange et les stockages de fiouls, éventuellement en mélange avec des LCO recyclés à partir du craquage catalytique (3) via la ligne (16.1).

La description de la figure 3 est identique à la description de la figure 2 si ce n'est qu'une unité de désasphaltage (6) remplace l'unité de viscoréduction (5) sur la conduite de sortie (13) du RSV comprenant la partie « fraction slurry » de la coupe 350°C+, de la distillation sous vide (2). Ce désasphaltage se fait en une étape par extraction au moyen d'un solvant paraffinique, comprenant 3 à 4 atomes de carbone par chaîne, qui permet d'extraire les composés saturés et les composés aromatiques comprenant au plus deux cycles aromatiques adjacents correspondant aux résines jusqu'aux maltènes qui sont renvoyés via la conduite (61) dans l'unité de craquage catalytique (3). Les composés asphaltèniques ou composés aromatiques fortement condensés comprenant trois cycles aromatiques adjacents et plus sont renvoyés via la conduite (62) dans les stockages des brais, et/ ou des installations de mélange et stockage des fiouls.

La description de la figure 4 est identique à la description de la figure 2 si ce n'est qu'une unité de cokage (7) remplace l'unité de viscoréduction (5) sur la conduite de sortie (13) du RSV comprenant la partie « fraction slurry » de la coupe 350°C+, de la distillation sous-vide (2). L'unité de cokage (7) produit du gazole de cokage lourd éliminé via la conduite (71) et du coke évacué par la conduite (72). Le gazole de cokage lourd peut éventuellement être renvoyé au moins en partie en charge de l'unité de craquage catalytique (3) via la ligne (71.1). Des exemples sont donnés ci-après en vue d'illustrer l'invention mais ils ne peuvent être interprétés comme des limitations de l'invention.

EXEMPLE

Le présent exemple montre les avantages de la présente invention en montrant qu'il est possible de récupérer du HCOSV et du SSV en fonction du niveau de conversion obtenu dans l'unité de craquage catalytique.

Les résultats ont été obtenus sur unité pilote à lit circulant équipé d'une zone réactionnelle et d'une zone de régénération à partir d'une charge composée d'un mélange de gazole distillé sous vide ou VGO et de RAT et avec un catalyseur de craquage catalytique conventionnel.

Trois cas sont présentés pour un niveau de conversion croissant fixé dans l'unité de craquage catalytique. Dans les cas 1 et 2, on opère à basse conversion c'est-à-dire respectivement à 54.3% et 65.6% en poids de rendement pour la réaction de craquage : ils correspondent à des modes de fonctionnement dit distillât ou maxi distillât de l'unité de craquage catalytique, alors que le cas 3 caractérise plutôt un mode de fonctionnement conventionnel dit essence ou maxi essence avec un rendement de 74.4% en poids. Tableau I

La production de slurry (coupe 350+) diminue de 21.9% à 8.5% en même temps que le niveau de conversion. En l'absence de distillation sous-vide, cette coupe 350+ est généralement envoyée vers le pool des fiouls lourds.

Lorsque cette coupe est recyclée en charge d'une distillation sous vide, (voir rendements dans les dernières lignes du tableau) on peut récupérer une part importante de la coupe 350-550°C ou HCOSV pouvant être valorisée en distillât comme le distillât (DSV), le SSV récupéré étant toujours redirigé vers les fiouls lourds.

Dans le cas spécifique où le SSV est traité dans une unité de désasphaltage, on obtient deux coupes. Une première coupe présente des propriétés proches du HCOSV (en densité, et en teneur en composés aromatiques) : elle est appelée distillât désasphalté et représente 50 % poids du SSV de départ avec un Carbone Conradson (CCR) inférieur à 5 % poids. La deuxième coupe appelée brai de désasphltage présente un CCR d'environ 20% poids et peut être valorisée comme Fuel Lourd. Sur la base du cas 1 , la production de

SSV représentant 0.3% poids par rapport à la charge de l'unité de craquage catalytique et la production, le distillât désasphalté représente donc de 0.15% poids de cette charge. Par conséquent, l'intégration d'un traitement de valorisation intermédiaire telle qu'une unité de désasphaltage permet un gain additionnel de 0.15% poids en distillât pouvant se combiner à la production du HCOSV.