CA1190878A - Procede de fabrication d'une essence par valorisation d'huiles hydrocarbonnees - Google Patents
Procede de fabrication d'une essence par valorisation d'huiles hydrocarbonneesInfo
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Abstract
La présente demande a pour objet un procédé de fabrication d'une essence à partir d'une charge choisie parmi les huiles résiduelles des installations de vapocraquage et de craquage catalytique, les huiles provenant de la liquéfaction du charbon par hydrogénation et les huiles provenant de l'exploitation de sables et de schistes bitumineux. Dans ce procédé, on fractionne la charge et on recueille séparément au moins les deux fractions suivantes: - un naphta dont au moins 50 % des constituants distillent entre 25 et 200.degree.C et qui renferme au moins 40 % en poids d'hydrocarbures naphténiques, et au moins 300 ppm de soufre, 300 ppm d'azote et 300 ppm d'oxygène, et - un distillat moyen dont au moins 50 % des constituants distillent entre environ 200 et 360.degree.C environ. Le procédé selon l'invention a pour but d'obtenir un rendement élevé en essence ou en supercarburant de bonnes qualités essentiellement pour automobile.
Description
7~
La présente invention concerne un nouveau procédé
pour le traitement d'une charge qui est choisie notamment ~armi les huiles résiduelles des installations de vapo-craquage et de craquage catalytique, les huiles provenant de la liquéfaction du charbon par hydrogénation, les huiles pro~enant de l'exploitation de sables et de schistes bitumi-neux. Le procédé selon l'invention a pour but d'obtenir un rendement élevé en essence ou en supercarburant de b~nnes qualités essentiellement pour automobile.
La figure unique illustre liesprit de l'invention, dans laquelle on procède au traitement d'un effluent provenan-t de la liqué-faction du charbon.
La charge provient par la ligne 2 d'une zone 1 de liqué-faction du charbon. L'effluent est fractionné dans une colonne ou zone de séparation 3. Par1la conduite 4, on recueille ainsi généralement du gaz carbonique, de l'oxyde de carbone, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures à 1, 2, 3 et/ou 4 atomes de carbone par molécule.
Par la conduite 5, on recueille un naphta représentant par exemple généralement 20 à 60 % en poids par rapport à la charge de la ligne 2.
Ce naphta, dont 50 % au moins des constituants dis-tillent entre environ 25 et 200 C (voire 30 et 180 C), renferme habituellement au moins 40 % en poids d'hydrocarbures naphténiques (alkylés ou non) renfermant généralement 6 à 15 atomes de carbone par molécule, et contient géné-ralemen-t des impuretés soufrées, azotees et oxygénées dont les teneurs son-t respectivement supérieures à 300 ppm de soufre, 300 ppm d'azote e-t 300 ppm d'oxygène, mais parfois respectivement supérieures à lO00 ppm de soufre, 1000 ppm d'azo-te et 2000 ppm d'oxygène.
Par les conduites 5 et 76, la naphta est introdui-t dans une zone d'hydrotraitement catalytique conventionnel 25 alimentée par de l'hydrogène provenant des conduites 27 et 26. L'hydrotraitement est de préférence effec-tuée par exemple sous une pression de 50 à
65 bars par exemple à la température généralement adoptée pour ce genre de réaction et en présence d'un catalyseur conventionnel.
On introduit également dans la zone d'hydrotraite-ment une coupe essence "E" qui sera définie ultérieurement et qui provient par la conduite 75 d'une zone de fractionne-ment; 73. L'effluent de la zone d'hydrotraitement est envoyé
5par la conduite 28 à une zone de séparation 29 d'où l'on soutire, par la conduite 30, de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau et, par la conduite 31, une ~raction renfermant à ce stade généralement moins de 60 ppm d'azo-te, moins de 300 ppm de soufre et moins de 700 ppm d'oxygène.
lO~ette ~raction est introduite dans une zone de déshydrogéna-tion catalytique 32 fonc-tionnant sous une pression par exemple de l'ordre de 1 à 20 bars, à une-température par e~emple comprise entre 400 et 650C, avec une vi-tesse horaire comprise entre 1 et 10 volumes de charge liquide par volume de catalyseur (le catalyseur est de préférence 15 neutre ou très faiblement acide et conditionne le choix de la pression et de la température ; on choisit par exemple Cr203/A1203).
L'effluent de la zone de déshydrogénation 32 est introduit par la conduite 33 dans la zone de séparation 34 d'où l'on soutire, par la conduite 36, un mélange (appelé
20l'Ml~) d'hydrogène et d'hydrocarbures à 1,2 et/ou 3 atomes de carbone (mélange qui en partie peut être évacué par la con-duite 37 et/ou recyclé par les lignes 38 et 39 vers la zone de déshydrogénation 32 et/ou par les conduites 38, 40 et 26 vers la zone d'hydrotraitement 25) et par la conduite 35 un 25e~luent envoyé dans une zone de séparation 41 : par la con-duite 42, on recueille des hydrocarbures à 3 et 4 atomes de carbone et par les conduites 43 et 53, on recueille une fraction essence que l'on envoie au pool essence 54. Even-tuellement une partie de la ~raction essence de la conduite 3043 est envoyée au moins en partie par les condui-tes 44 et 46 vers une zone d'hydrodéalkylation 48 (alimentée en hydro-gène par la conduite 47, l'ef~luent d'hydrodéalkylation étant soutiré par la conduite 49) et/ou au moins en partie, par les conduites 44 et 45 vers une zone éventuelle d'hydrogénolyse 35 50 (alimentée en hydrogène par la conduite 51 , l'effluent 37~
d'hydrogénolyse étant soutiré par la conduite 52). La réaction d'hydro-déalkylation perrnet de produire du benzène et la réacti.on d'hydrogénolyse permet d'obtenir du méthane.
Par la conduite 6, on soutire de la zone de :fractionnement 3, un distillat moyen dont 50 % au moins des constituants distillent entre 170 C et 360 C et qui représente environ 15 à 75 % par rapport à la charge de la conduite 2. Ce distillat est introduit, par la conduite : 24, dans une zone d'hydrotraitement conventionnel 22, alimentée en hydrogène par la conduite 23. L'effluent, soutiré par la conduite 55 est décanté dans la zone 56 d'où l'on soutire une partie au moins de l'eau qu'il contient (par la conduite 57) et une fraction hydrocarbo-nee par la condui-te 58. Cette dernière fraction est envoyée dans une première zone de separation 59 en vue d'eliminer, par la conduite 60, de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau ; l'effluent de la première zone de separation 59 est envoyé par la conduite 61 dans une deuxième zone de séparation 62. On recueille ainsi, par la conduite 63, une essence que I'on envoie, par la conduite 65 vers le pool essence, après l'avoir eventuellement adoucie dans la zone d'adoucisse-ment 64. On recueille également, par la conduite 66, une frac-tion plus lourde que l'essence que l'on envoie dans une zone d'hydrocraquage 67 (alimentée par la conduite 68 en hydrogène) d'où l'on soutire, par la conduite 69,un effluent que l'on envoie dans une zone de séparation 70 en vue d'éliminer, par la condui-te 71, de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac, de l'eau e-t des hydrocarbures à 1 ou 2 atomes de carbone par molécule. Par la conduite 72, on récupère une fraction hydrocar-bonée (renfermallt des hydrocarbures contenant au moins 3 a-tomes de carbone par molécule) que l'on envoie dans une colonne de fractionnemen-t 73 d'où l'on soutire d'une par-t, par la condui-te 74, des hydrocarbures à 3 et 4 a-tomes de carbone, et d'autre par-t, par la condui-te 75, une coupe essence appelée "E" que l'on recycle dans la ligne 76 et dans la zone d'hydrotraitement catalytique Z5.
Par la conduite 7, on soutire un gas oil lourd dont 50 %
au moins des constituants distill.ent au dessus de 360 C, voire 400 C, que l'on peut recueillir à titre de produit. Il peu-t -tou-tefois e-tre 7~3 avantageux de le combin~~ au moins en partie par la ligne 20 avec le distillat moyen de la conduite ~ et de lui faire ainsi subir un hydro-traitement dans la zone 22 comme expliqué précédemment. Dans ce cas, il est souvent préférable de faire subir au gas oil une hydrodémétal-lisation conventionnelle dans une zone 19, alimentée en hydrogène parla conduite 21, le gas oil étant introduit par la conduite 18. Il est d'ailleurs également préférable alors de faire subir au gas oil un désasphaltage préalablement à l'hydrodémétallisation : le gas oil, soutiré par les conduites 7 et ~ de la zone de fractionnement 3, es-t envoyé dans la zone de desasphaltage 9 puis par la conduite 18 dans la zone de démétallisation 19.
Quant au résidu soutiré, par la conduite 12 de la zone de fractionnement 3, on peut éventuellement le valoriser en le soumet-tant par exemple à une gazéification dans une zone 11, l'hydrogène ainsi obtenu étant envoyé par les lignes 14 et 17 dans la zone de liquéfaction du charbon 1, alimentée en hydrogène frais par la conduite 16. A noter qu'une partie au moins du résidu de la zone de désasphaltage 9 peut être envoyé par la conduite 10 vers la zone 11 de gazéification. Enfin, une partie du gas oil de la conduite 7 peut avantageusement, par la conduite 15, être envoyé dans la zone d'empa-tage de l'huile, par exemple anthracénique, utilisée dans la liquéfaction du charbon.
De fason préférée, l~inven-tion concerne un procédé de fabrica-tion d'une essence à partir d'une charge choi.sie parmi les huiles provenant de la liquéfaction du charbon par hydrogénation, procédé qui consiste à soumettre la charge à une séparation en vue de recueillir séparément (~) une fraction renfermant de l'oxyde de carbone, du gaz carbonique, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures ren~ermant genéralement 1 à
4 atomes de carbone par molécule (li.gne 4) (~) un naphta distillant entre environ 25 et 200 et ren~ermant au moins ~0 % en poids d'hydro-carbures naphteniques et des teneurs en impu-retés soufrées, azotées e-t oxygénées respecti-vement supérieures à 1000 ppm de soufre, 1000 ppm d'azote et ?000 ppm d'o~ygène, le dit naphta représentant 20 à ~0 % en ~oids de la dite charge (ligne 5), (~) un distillat moyen représentant 15 à 75 % en poids par rapport à la dite charge et bouil-lant entre environ 200 et 360 C (ligne 6) ~) un gas oil représentant, en poids, environ 2 à
35 % environ par rapport à la dite charge (ligne 7) et bouillant généralement au dessus de 360C
et () un irésidu (ligne 12), le procédé étant essen-tiellement caractérisé ensuite en ce que (a) le naphta (~), en mélange a~ec une coupe essence appelée "E" et dé~inie ultérieuremen-t, .. 0 es~ soumis à un A~dro-traitement dans une zone d'hydrotraitement(25~
~b) l'effluent de l'hydrotraitement (a) est envoyé dans une zone de séparation ( 29) pour en éliminer au moins la majeure partie de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau, (c) l'effluent purifié de l'hydrotraitement, en provenance de l'étape (b), est envoyé dans une zone de déshydrogé-na-tion ( 32) où il est trai-té, en présence d'un cataly-seur de déshydrogéna~ion, entre ~00 et 650 C sous 7~
: une pression comprise entre 1 et 20 bars avec unevitesse horaire comprise entre 1 et 10 volumes c'.e charge li~uide par volume de catalyseur, ~: (d) l'effluent de la zone de déshydrogénation est envoyé dans une première zone de séparation (3~)d'où l'on soutire d'une part un mélange appelé M généralement constitué d'hydrogène et d'hydrocarbures renfermant 1,2 et 3 atomes de carbone par molécule et d'autre part une fraction hydrocarbonée envoyée dans une deuxième zone de séparation ou de fractionne~
ment ~1~ d'où l'on soutire d'une part des hydrocarbures à 3 et ~ atomes de carbone par molécule et d'autre part une frac-tion essence (ligne 53) (e) le distillat moyen (~) est envoyé dans une unité d'hydro-traitement o atalytique (22) (~) l'effluent d'hydrotraitement est débarrassé
de la majeure partie de l'eau qu'il contient (dans la zone 56) et est envoyé dans une zone de séparation(59)en vue d'éliminer de l'hydro-gène sulfuré, de l'ammoniac et de '..'eau, (g) l'effluent ainsi obtenu à l'issue de l'é-tape (f) est envoyé dans une zone de fractionne-ment(62)d'où l'on recueille d'une part une fraction constituée essentiellement d'essence, recueillie à titre de produit (ligne 65) et d'autre part une fraction plus lourde (ligne 66), (h) la dite fraction plus lourde obtenue à ].'é-ta-pe (g) est envoyée dans une zone d'hydrocra-quage (~7) (i) l'effluent d'hydrocraquage est envoyé dans une unité de sépara-tion(70)pour recueillir d'une part une fraction renfermant notamment de l'hydrogène sulfuré,de l'ammoniac, de l'eau et des hydrocarbures à 1 et ~ atomes de car-bone par molécule et d'au-tre part une fraction hydrocarbonée consti tuée d'hydrocarbures renfermant au moins 3 atomes de carbone par molécule (j) la dite fraction hydrocarbonée, recueillie à
l'étape (i) est envoyée dans une zone de frac-tionnement(73)où l'on recueille d'une part des hydrocarbures comportant 3 et 4 atomes de car-bone par molécule et d'autre part une essence appelée "E" que l'on recycle (par la ligne 75) au moins en par-tie dans la zone d'hydrotraite-ment définie à l'étape (a).
Selon une variante, le mélange r~, recueilli à l'issue de l'étape (d) peut etre, au moins en partie envoyé dans la zone de déshydroge-nation ~2)définie à l'é-tape (c) e-t/ou dans la zone d'hydrotraitement(25)définie à l'étape (a).
Eventuellement, également, au moins une par-tie de l'essence de la ligne(~3), obtenue à
l'issue de l'étape (d) est envoyée dans une zone d'hydrodéalky~ation ~8)(en vue de pro-~9~
: 8 duire du benzène) et/ou dans une zone d'hydro-génolyse(50)en vue de produire du méthane.
De meme un traitement préféré, consiste à
combiner une partie au moins du gas oil lourd (~) avec le distillat moyen (~) et à envoyer le mélange dans l'unité d'hydrotraitement 22;
Ce gas oil, avant d'être combiné avec le distillat moyen, peut subir au préalable une réaction de démétallisa-tion(zone 19); préalablement à la réaction de démétallisa~
10 tion, le gas oil peut être soumis à un désasphal-tage ~zone 9) .
Exemple 102 kg d'un effluent de la liquéfaction de charbon soutirés de la zone l conduisent, après fractionnement dans la zone 3 à :
lS l kg d'un mélange de CO, C02, H2S et d'hydrocarbures Cl à C4 (ligne 4, fraction di.te ~) 28 kg de naphta (ligne 5, fraction dite~) ; distillation ASTM : 90-200C
66 kg de distillat moyen (ligne 6, fraction dite ~) ; distillation ASTM
.6,0 kg de gas oil lourd (ligne 7, fraction dite ~) ; distillation supé-rieure à environ 360 C) l kg d'un résidu (ligne 12, fraction dite ~).
Le naphta, qui contien-t, en poids, 55 % d'hydrocarbures naphténiques), renferment une teneur de 1500 ppm de soufre, 2000 ppm d'azote et 7000 ppm d'oxygène. Il est mélangé avec 35 kg d'une essence provenant de la ligne 75, qui elle-même renferme une teneur de 700ppm de soufre, 9~0ppm d'a~ote et 3]00ppm d'oxygène~ Ce molange (ligne 76) est soumis dans la zone 25 à un hydrotraitement sur un catalyseur au nickel-molybdene sur alumine, sous 55 bars, ~ 380C~ avec une VVH ~ga-le a 3. On recueille par la conduite 31, 63kg d'un produit renfermant une teneur de 1 ppm de soufre, 20 ppm d'azote et 140ppm d'oxygène. Ce clernier produit subit une deshydro - ~ - - - - -genation dans la zone 32, sous 10 bars, à 510 C, avec une VVH égale à 2. Le catalyseur utilise renferme 0,2 ~ (poids) de platine et 0,2 ~ de tungstene, ces 2 métaux étant déposés sur de l'alu~ine y ~69 m2/g) n A l'issue de ce traitement et des séparations dans les zones 34 et 41, on recueille, dans la conduite 43, 59 kg d'une essence de RON 93 que l'on en-voie au pool essence 54. Le distillat moyen de la ligne 6 est mélange avec le gas oil lourd de la ligne 7. Avant de réaliser ce melange, le gas-oil lourd est soumis a une hydro-démetallisation sous 50 bars, a 390 C, avec une W H egale à
1 (catalyseur : Co-Mo/A12O3~. On recupere ainsi 5 kg de gas-oil dans la ligne 20, que l'on ajoute aux 66 kg de dis-tillat moyen de la ligne 6. Le melange de la ligne 24 ren-ferme une teneur de 7700 ppm de soufre, 6200 ppm d'azote et 17000 ppm d'oxygene. L'hydrotraitement, auquel est soumis le melange d~ la ligne 24, est effectué sous 90 bars, à
400 C/ avec une VVH egale a 0~5 en presence d'un catalyseur Ni-Mo/A12O3. L7effluent o~tenu, a l'issue du traitement et des zones de separation 56 et 59, renferme (ligne 61) 60 ppm de soufre, 300 ppm diazote et 300 ppm d'oxygene.
Apres fractionnement dans la zone 62, on recueille 27 kg d'une essence de RON 97 (que l'on peut eventuellement soumettre a un adoucissement) renfermant 10 p.p.m. de sou-re, 30 p p.m~ d'azote et 20 p.p.m. d'oxygène. Ces 27 kg d'essence sont envoyes au pool essence 54 par la conduite 65. Par la conduite 66, on recupere 40 kg d'un produit qui est soumis a un hydrocracking dans la zone 67, sous 90 bars, a 400 C, avec une VVX egale a 1 sur un catalyseur constitue d'un melange de Ni-Mo/A12O3 et de Pd/zeolithe. A l'issue de cet hydrocracking et des séparations dans les zones 70 et 73, on recueille 35 kg d'une essence qui est melangee, comme indi~ue precedemment, par la ligne 75, au naphta de la ligne 5.
A l'issue du procede, on recupere ainsi, au pool ~ .
essence 54, les 59 kg de la ligne 43 et les 27 kg de la ligne 65, soit 86 kg de supercarburant pour automohile.
La présente invention concerne un nouveau procédé
pour le traitement d'une charge qui est choisie notamment ~armi les huiles résiduelles des installations de vapo-craquage et de craquage catalytique, les huiles provenant de la liquéfaction du charbon par hydrogénation, les huiles pro~enant de l'exploitation de sables et de schistes bitumi-neux. Le procédé selon l'invention a pour but d'obtenir un rendement élevé en essence ou en supercarburant de b~nnes qualités essentiellement pour automobile.
La figure unique illustre liesprit de l'invention, dans laquelle on procède au traitement d'un effluent provenan-t de la liqué-faction du charbon.
La charge provient par la ligne 2 d'une zone 1 de liqué-faction du charbon. L'effluent est fractionné dans une colonne ou zone de séparation 3. Par1la conduite 4, on recueille ainsi généralement du gaz carbonique, de l'oxyde de carbone, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures à 1, 2, 3 et/ou 4 atomes de carbone par molécule.
Par la conduite 5, on recueille un naphta représentant par exemple généralement 20 à 60 % en poids par rapport à la charge de la ligne 2.
Ce naphta, dont 50 % au moins des constituants dis-tillent entre environ 25 et 200 C (voire 30 et 180 C), renferme habituellement au moins 40 % en poids d'hydrocarbures naphténiques (alkylés ou non) renfermant généralement 6 à 15 atomes de carbone par molécule, et contient géné-ralemen-t des impuretés soufrées, azotees et oxygénées dont les teneurs son-t respectivement supérieures à 300 ppm de soufre, 300 ppm d'azote e-t 300 ppm d'oxygène, mais parfois respectivement supérieures à lO00 ppm de soufre, 1000 ppm d'azo-te et 2000 ppm d'oxygène.
Par les conduites 5 et 76, la naphta est introdui-t dans une zone d'hydrotraitement catalytique conventionnel 25 alimentée par de l'hydrogène provenant des conduites 27 et 26. L'hydrotraitement est de préférence effec-tuée par exemple sous une pression de 50 à
65 bars par exemple à la température généralement adoptée pour ce genre de réaction et en présence d'un catalyseur conventionnel.
On introduit également dans la zone d'hydrotraite-ment une coupe essence "E" qui sera définie ultérieurement et qui provient par la conduite 75 d'une zone de fractionne-ment; 73. L'effluent de la zone d'hydrotraitement est envoyé
5par la conduite 28 à une zone de séparation 29 d'où l'on soutire, par la conduite 30, de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau et, par la conduite 31, une ~raction renfermant à ce stade généralement moins de 60 ppm d'azo-te, moins de 300 ppm de soufre et moins de 700 ppm d'oxygène.
lO~ette ~raction est introduite dans une zone de déshydrogéna-tion catalytique 32 fonc-tionnant sous une pression par exemple de l'ordre de 1 à 20 bars, à une-température par e~emple comprise entre 400 et 650C, avec une vi-tesse horaire comprise entre 1 et 10 volumes de charge liquide par volume de catalyseur (le catalyseur est de préférence 15 neutre ou très faiblement acide et conditionne le choix de la pression et de la température ; on choisit par exemple Cr203/A1203).
L'effluent de la zone de déshydrogénation 32 est introduit par la conduite 33 dans la zone de séparation 34 d'où l'on soutire, par la conduite 36, un mélange (appelé
20l'Ml~) d'hydrogène et d'hydrocarbures à 1,2 et/ou 3 atomes de carbone (mélange qui en partie peut être évacué par la con-duite 37 et/ou recyclé par les lignes 38 et 39 vers la zone de déshydrogénation 32 et/ou par les conduites 38, 40 et 26 vers la zone d'hydrotraitement 25) et par la conduite 35 un 25e~luent envoyé dans une zone de séparation 41 : par la con-duite 42, on recueille des hydrocarbures à 3 et 4 atomes de carbone et par les conduites 43 et 53, on recueille une fraction essence que l'on envoie au pool essence 54. Even-tuellement une partie de la ~raction essence de la conduite 3043 est envoyée au moins en partie par les condui-tes 44 et 46 vers une zone d'hydrodéalkylation 48 (alimentée en hydro-gène par la conduite 47, l'ef~luent d'hydrodéalkylation étant soutiré par la conduite 49) et/ou au moins en partie, par les conduites 44 et 45 vers une zone éventuelle d'hydrogénolyse 35 50 (alimentée en hydrogène par la conduite 51 , l'effluent 37~
d'hydrogénolyse étant soutiré par la conduite 52). La réaction d'hydro-déalkylation perrnet de produire du benzène et la réacti.on d'hydrogénolyse permet d'obtenir du méthane.
Par la conduite 6, on soutire de la zone de :fractionnement 3, un distillat moyen dont 50 % au moins des constituants distillent entre 170 C et 360 C et qui représente environ 15 à 75 % par rapport à la charge de la conduite 2. Ce distillat est introduit, par la conduite : 24, dans une zone d'hydrotraitement conventionnel 22, alimentée en hydrogène par la conduite 23. L'effluent, soutiré par la conduite 55 est décanté dans la zone 56 d'où l'on soutire une partie au moins de l'eau qu'il contient (par la conduite 57) et une fraction hydrocarbo-nee par la condui-te 58. Cette dernière fraction est envoyée dans une première zone de separation 59 en vue d'eliminer, par la conduite 60, de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau ; l'effluent de la première zone de separation 59 est envoyé par la conduite 61 dans une deuxième zone de séparation 62. On recueille ainsi, par la conduite 63, une essence que I'on envoie, par la conduite 65 vers le pool essence, après l'avoir eventuellement adoucie dans la zone d'adoucisse-ment 64. On recueille également, par la conduite 66, une frac-tion plus lourde que l'essence que l'on envoie dans une zone d'hydrocraquage 67 (alimentée par la conduite 68 en hydrogène) d'où l'on soutire, par la conduite 69,un effluent que l'on envoie dans une zone de séparation 70 en vue d'éliminer, par la condui-te 71, de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac, de l'eau e-t des hydrocarbures à 1 ou 2 atomes de carbone par molécule. Par la conduite 72, on récupère une fraction hydrocar-bonée (renfermallt des hydrocarbures contenant au moins 3 a-tomes de carbone par molécule) que l'on envoie dans une colonne de fractionnemen-t 73 d'où l'on soutire d'une par-t, par la condui-te 74, des hydrocarbures à 3 et 4 a-tomes de carbone, et d'autre par-t, par la condui-te 75, une coupe essence appelée "E" que l'on recycle dans la ligne 76 et dans la zone d'hydrotraitement catalytique Z5.
Par la conduite 7, on soutire un gas oil lourd dont 50 %
au moins des constituants distill.ent au dessus de 360 C, voire 400 C, que l'on peut recueillir à titre de produit. Il peu-t -tou-tefois e-tre 7~3 avantageux de le combin~~ au moins en partie par la ligne 20 avec le distillat moyen de la conduite ~ et de lui faire ainsi subir un hydro-traitement dans la zone 22 comme expliqué précédemment. Dans ce cas, il est souvent préférable de faire subir au gas oil une hydrodémétal-lisation conventionnelle dans une zone 19, alimentée en hydrogène parla conduite 21, le gas oil étant introduit par la conduite 18. Il est d'ailleurs également préférable alors de faire subir au gas oil un désasphaltage préalablement à l'hydrodémétallisation : le gas oil, soutiré par les conduites 7 et ~ de la zone de fractionnement 3, es-t envoyé dans la zone de desasphaltage 9 puis par la conduite 18 dans la zone de démétallisation 19.
Quant au résidu soutiré, par la conduite 12 de la zone de fractionnement 3, on peut éventuellement le valoriser en le soumet-tant par exemple à une gazéification dans une zone 11, l'hydrogène ainsi obtenu étant envoyé par les lignes 14 et 17 dans la zone de liquéfaction du charbon 1, alimentée en hydrogène frais par la conduite 16. A noter qu'une partie au moins du résidu de la zone de désasphaltage 9 peut être envoyé par la conduite 10 vers la zone 11 de gazéification. Enfin, une partie du gas oil de la conduite 7 peut avantageusement, par la conduite 15, être envoyé dans la zone d'empa-tage de l'huile, par exemple anthracénique, utilisée dans la liquéfaction du charbon.
De fason préférée, l~inven-tion concerne un procédé de fabrica-tion d'une essence à partir d'une charge choi.sie parmi les huiles provenant de la liquéfaction du charbon par hydrogénation, procédé qui consiste à soumettre la charge à une séparation en vue de recueillir séparément (~) une fraction renfermant de l'oxyde de carbone, du gaz carbonique, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures ren~ermant genéralement 1 à
4 atomes de carbone par molécule (li.gne 4) (~) un naphta distillant entre environ 25 et 200 et ren~ermant au moins ~0 % en poids d'hydro-carbures naphteniques et des teneurs en impu-retés soufrées, azotées e-t oxygénées respecti-vement supérieures à 1000 ppm de soufre, 1000 ppm d'azote et ?000 ppm d'o~ygène, le dit naphta représentant 20 à ~0 % en ~oids de la dite charge (ligne 5), (~) un distillat moyen représentant 15 à 75 % en poids par rapport à la dite charge et bouil-lant entre environ 200 et 360 C (ligne 6) ~) un gas oil représentant, en poids, environ 2 à
35 % environ par rapport à la dite charge (ligne 7) et bouillant généralement au dessus de 360C
et () un irésidu (ligne 12), le procédé étant essen-tiellement caractérisé ensuite en ce que (a) le naphta (~), en mélange a~ec une coupe essence appelée "E" et dé~inie ultérieuremen-t, .. 0 es~ soumis à un A~dro-traitement dans une zone d'hydrotraitement(25~
~b) l'effluent de l'hydrotraitement (a) est envoyé dans une zone de séparation ( 29) pour en éliminer au moins la majeure partie de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau, (c) l'effluent purifié de l'hydrotraitement, en provenance de l'étape (b), est envoyé dans une zone de déshydrogé-na-tion ( 32) où il est trai-té, en présence d'un cataly-seur de déshydrogéna~ion, entre ~00 et 650 C sous 7~
: une pression comprise entre 1 et 20 bars avec unevitesse horaire comprise entre 1 et 10 volumes c'.e charge li~uide par volume de catalyseur, ~: (d) l'effluent de la zone de déshydrogénation est envoyé dans une première zone de séparation (3~)d'où l'on soutire d'une part un mélange appelé M généralement constitué d'hydrogène et d'hydrocarbures renfermant 1,2 et 3 atomes de carbone par molécule et d'autre part une fraction hydrocarbonée envoyée dans une deuxième zone de séparation ou de fractionne~
ment ~1~ d'où l'on soutire d'une part des hydrocarbures à 3 et ~ atomes de carbone par molécule et d'autre part une frac-tion essence (ligne 53) (e) le distillat moyen (~) est envoyé dans une unité d'hydro-traitement o atalytique (22) (~) l'effluent d'hydrotraitement est débarrassé
de la majeure partie de l'eau qu'il contient (dans la zone 56) et est envoyé dans une zone de séparation(59)en vue d'éliminer de l'hydro-gène sulfuré, de l'ammoniac et de '..'eau, (g) l'effluent ainsi obtenu à l'issue de l'é-tape (f) est envoyé dans une zone de fractionne-ment(62)d'où l'on recueille d'une part une fraction constituée essentiellement d'essence, recueillie à titre de produit (ligne 65) et d'autre part une fraction plus lourde (ligne 66), (h) la dite fraction plus lourde obtenue à ].'é-ta-pe (g) est envoyée dans une zone d'hydrocra-quage (~7) (i) l'effluent d'hydrocraquage est envoyé dans une unité de sépara-tion(70)pour recueillir d'une part une fraction renfermant notamment de l'hydrogène sulfuré,de l'ammoniac, de l'eau et des hydrocarbures à 1 et ~ atomes de car-bone par molécule et d'au-tre part une fraction hydrocarbonée consti tuée d'hydrocarbures renfermant au moins 3 atomes de carbone par molécule (j) la dite fraction hydrocarbonée, recueillie à
l'étape (i) est envoyée dans une zone de frac-tionnement(73)où l'on recueille d'une part des hydrocarbures comportant 3 et 4 atomes de car-bone par molécule et d'autre part une essence appelée "E" que l'on recycle (par la ligne 75) au moins en par-tie dans la zone d'hydrotraite-ment définie à l'étape (a).
Selon une variante, le mélange r~, recueilli à l'issue de l'étape (d) peut etre, au moins en partie envoyé dans la zone de déshydroge-nation ~2)définie à l'é-tape (c) e-t/ou dans la zone d'hydrotraitement(25)définie à l'étape (a).
Eventuellement, également, au moins une par-tie de l'essence de la ligne(~3), obtenue à
l'issue de l'étape (d) est envoyée dans une zone d'hydrodéalky~ation ~8)(en vue de pro-~9~
: 8 duire du benzène) et/ou dans une zone d'hydro-génolyse(50)en vue de produire du méthane.
De meme un traitement préféré, consiste à
combiner une partie au moins du gas oil lourd (~) avec le distillat moyen (~) et à envoyer le mélange dans l'unité d'hydrotraitement 22;
Ce gas oil, avant d'être combiné avec le distillat moyen, peut subir au préalable une réaction de démétallisa-tion(zone 19); préalablement à la réaction de démétallisa~
10 tion, le gas oil peut être soumis à un désasphal-tage ~zone 9) .
Exemple 102 kg d'un effluent de la liquéfaction de charbon soutirés de la zone l conduisent, après fractionnement dans la zone 3 à :
lS l kg d'un mélange de CO, C02, H2S et d'hydrocarbures Cl à C4 (ligne 4, fraction di.te ~) 28 kg de naphta (ligne 5, fraction dite~) ; distillation ASTM : 90-200C
66 kg de distillat moyen (ligne 6, fraction dite ~) ; distillation ASTM
.6,0 kg de gas oil lourd (ligne 7, fraction dite ~) ; distillation supé-rieure à environ 360 C) l kg d'un résidu (ligne 12, fraction dite ~).
Le naphta, qui contien-t, en poids, 55 % d'hydrocarbures naphténiques), renferment une teneur de 1500 ppm de soufre, 2000 ppm d'azote et 7000 ppm d'oxygène. Il est mélangé avec 35 kg d'une essence provenant de la ligne 75, qui elle-même renferme une teneur de 700ppm de soufre, 9~0ppm d'a~ote et 3]00ppm d'oxygène~ Ce molange (ligne 76) est soumis dans la zone 25 à un hydrotraitement sur un catalyseur au nickel-molybdene sur alumine, sous 55 bars, ~ 380C~ avec une VVH ~ga-le a 3. On recueille par la conduite 31, 63kg d'un produit renfermant une teneur de 1 ppm de soufre, 20 ppm d'azote et 140ppm d'oxygène. Ce clernier produit subit une deshydro - ~ - - - - -genation dans la zone 32, sous 10 bars, à 510 C, avec une VVH égale à 2. Le catalyseur utilise renferme 0,2 ~ (poids) de platine et 0,2 ~ de tungstene, ces 2 métaux étant déposés sur de l'alu~ine y ~69 m2/g) n A l'issue de ce traitement et des séparations dans les zones 34 et 41, on recueille, dans la conduite 43, 59 kg d'une essence de RON 93 que l'on en-voie au pool essence 54. Le distillat moyen de la ligne 6 est mélange avec le gas oil lourd de la ligne 7. Avant de réaliser ce melange, le gas-oil lourd est soumis a une hydro-démetallisation sous 50 bars, a 390 C, avec une W H egale à
1 (catalyseur : Co-Mo/A12O3~. On recupere ainsi 5 kg de gas-oil dans la ligne 20, que l'on ajoute aux 66 kg de dis-tillat moyen de la ligne 6. Le melange de la ligne 24 ren-ferme une teneur de 7700 ppm de soufre, 6200 ppm d'azote et 17000 ppm d'oxygene. L'hydrotraitement, auquel est soumis le melange d~ la ligne 24, est effectué sous 90 bars, à
400 C/ avec une VVH egale a 0~5 en presence d'un catalyseur Ni-Mo/A12O3. L7effluent o~tenu, a l'issue du traitement et des zones de separation 56 et 59, renferme (ligne 61) 60 ppm de soufre, 300 ppm diazote et 300 ppm d'oxygene.
Apres fractionnement dans la zone 62, on recueille 27 kg d'une essence de RON 97 (que l'on peut eventuellement soumettre a un adoucissement) renfermant 10 p.p.m. de sou-re, 30 p p.m~ d'azote et 20 p.p.m. d'oxygène. Ces 27 kg d'essence sont envoyes au pool essence 54 par la conduite 65. Par la conduite 66, on recupere 40 kg d'un produit qui est soumis a un hydrocracking dans la zone 67, sous 90 bars, a 400 C, avec une VVX egale a 1 sur un catalyseur constitue d'un melange de Ni-Mo/A12O3 et de Pd/zeolithe. A l'issue de cet hydrocracking et des séparations dans les zones 70 et 73, on recueille 35 kg d'une essence qui est melangee, comme indi~ue precedemment, par la ligne 75, au naphta de la ligne 5.
A l'issue du procede, on recupere ainsi, au pool ~ .
essence 54, les 59 kg de la ligne 43 et les 27 kg de la ligne 65, soit 86 kg de supercarburant pour automohile.
Claims (9)
1. Procédé de fabrication d'une essence à partir d'une charge choisie parmi les huiles résiduelles des ins-tallations de vapocraquage et de craquage catalytique, les huiles provenant de la liquéfaction du charbon par hydro-génation et les huiles provenant de l'exploitation de sables et de schistes bitumineux, procédé dans lequel on fractionne la charge et on recueille séparément au moins les deux fractions suivantes:
. un naphta dont au moins 50 % des constituants distillent entre 25 et 200°C et qui renferme au moins 40 % en poids d'hydrocarbures naphténiques, et au moins 300 ppm de soufre, 300 ppm d'azote et 300 ppm d'oxygène, et . un distillat moyen dont au moins 50 % des constituants distillent entre environ 200 et 360°C environ, le procédé
étant caractérisé en ce que:
a) on mélange ledit naphta avec une coupe essence ?E? définie plus loin et on fait passer le mélange résultant au contact d'un catalyseur d'hydrotraitement, dans des conditions d'hydrotraitement, et l'on recueille un naphta hydrotraité
b) on fait passer le naphta hydrotraité au contact d'un catalyseur de déshydrogénation dans des conditions de déshydrogénation et l'on fractionne le produit de la déshy-drogénation pour recueillir une fraction d'essence c) on fait passer ledit distillat moyen au contact d'un catalyseur d'hydrotraitement, dans des conditions d'hydro-traitement, et l'on fractionne le produit de l'hydrotraite-ment pour recueillir séparément une fraction essence et une fraction plus lourde d) on fait passer la fraction plus lourde, obtenue à l'étape (c), au contact d'un catalyseur d'hydrocraquage, dans des conditions d'hydrocraquage, et l'on fractionne le produit de l'hydrocraquage pour recueillir une coupe d'essence appelée ?E?, et e) on envoie la coupe d'essence ?E? à l'étape (a) pour être mélangée avec ledit naphta.
. un naphta dont au moins 50 % des constituants distillent entre 25 et 200°C et qui renferme au moins 40 % en poids d'hydrocarbures naphténiques, et au moins 300 ppm de soufre, 300 ppm d'azote et 300 ppm d'oxygène, et . un distillat moyen dont au moins 50 % des constituants distillent entre environ 200 et 360°C environ, le procédé
étant caractérisé en ce que:
a) on mélange ledit naphta avec une coupe essence ?E? définie plus loin et on fait passer le mélange résultant au contact d'un catalyseur d'hydrotraitement, dans des conditions d'hydrotraitement, et l'on recueille un naphta hydrotraité
b) on fait passer le naphta hydrotraité au contact d'un catalyseur de déshydrogénation dans des conditions de déshydrogénation et l'on fractionne le produit de la déshy-drogénation pour recueillir une fraction d'essence c) on fait passer ledit distillat moyen au contact d'un catalyseur d'hydrotraitement, dans des conditions d'hydro-traitement, et l'on fractionne le produit de l'hydrotraite-ment pour recueillir séparément une fraction essence et une fraction plus lourde d) on fait passer la fraction plus lourde, obtenue à l'étape (c), au contact d'un catalyseur d'hydrocraquage, dans des conditions d'hydrocraquage, et l'on fractionne le produit de l'hydrocraquage pour recueillir une coupe d'essence appelée ?E?, et e) on envoie la coupe d'essence ?E? à l'étape (a) pour être mélangée avec ledit naphta.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, au cours du fractionnement de la charge, on isole en outre au moins une fraction de distillat lourd, dont au moins 50 % des constituants distillent au-dessus de 360°C, et on mélange cette fraction de distillat lourd audit distillat moyen, de manière à hydrotraiter le mélange résultant à
l'étape (c).
l'étape (c).
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, au cours du fractionnement de la charge, on isole en outre au moins une fraction de distillat lourd, dont au moins 50 %
des constituants distillent au-dessus de 360°C, on fait passer cette fraction de distillat lourd au contact d'un catalyseur de démétallisation, dans des conditions de démé-tallisation, on recueille une fraction de distillat lourd démétallisée et on la mélange audit distillat moyen, de manière à hydrotraiter le mélange résultant à l'étape (c).
des constituants distillent au-dessus de 360°C, on fait passer cette fraction de distillat lourd au contact d'un catalyseur de démétallisation, dans des conditions de démé-tallisation, on recueille une fraction de distillat lourd démétallisée et on la mélange audit distillat moyen, de manière à hydrotraiter le mélange résultant à l'étape (c).
4. Procédé selon la revendication 1 de fabrica-tion d'une essence à partir d'une charge choisie parmi les huiles provenant de la liquéfaction du charbon par hydro-génation, ledit procédé consistant à soumettre la charge à
une séparation en vue de recueillir notamment:
(.alpha.) une fraction renfermant de l'oxyde de carbone, du gaz carbonique, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures renfermant généralement 1 à
4 atomes de carbone par molécule (.beta.) un naphta distillant entre environ 25 et 200°C
et renfermant au moins 40 % en poids d'hydro-carbures naphténiques et des teneurs en impuretés soufrées, azotées et oxygénées res-pectivement supérieures à 1000 ppm de soufre, 1000 ppm d'azote et 2000 ppm d'oxygène, le dit naphta représentant 20 à 60 % en poids de la dite charge, (.gamma.) un distillat moyen représentant 15 à 75 % en poids par rapport à la dite charge et bouillant entre environ 170 et 360°C, (.delta.) un gas oil représentant, en poids, environ 2 à 35 % environ par rapport à la dite charge et bouillant généralement au-dessus de 360°C et (.epsilon.) un résidu, le procédé étant caractérisé en ce que (a) le naphta (.beta.), en mélange avec une coupe essence appelée ?E? et définie ultérieurement, est soumis à un hydrotraitement dans une zone d'hy-drotraitement, (b) l'effluent de l'hydrotraitement (a) est envoyé dans une zone de sépara-tion pour en éliminer au moins la majeure partie de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau, (c) l'effluent, purifié de l'hydrotraite-ment, en provenance de l'étape (b), est envoyé dans une zone de déshydro-génation où il est traité, en présence d'un catalyseur de déshydrogénation, entre 400 et 650°C sous une pression comprise entre 1 et 20 bars avec une vitesse horaire comprise entre 1 et 10 volumes de charge liquide par volume de catalyseur, (d) l'effluent de la zone de déshydrogéna-tion est envoyé dans une première zone de séparation d'où l'on soutire d'une part un mélange appelé M généralement constitué d'hydrogène et d'hydrocar-bures renfermant 1, 2 et 3 atomes de carbone par molécule et d'autre part une fraction hydrocarbonée envoyée dans une deuxième zone de séparation ou de fractionnement d'où l'on soutire d'une part des hydrocarbures à 3 et 4 atomes de carbone par molécule et d'autre part une fraction essence, (e) le distillat moyen (.gamma.) est envoyé
dans une unité d'hydrotraitement cata-lytique (f) l'effluent d'hydrotraitement est dé-barrassé de la majeure partie de l'eau qu'il contient et est envoyé dans une zone de séparation en vue d'éliminer de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau, (g) l'effluent ainsi obtenu à l'issue de l'étape (f) est envoyé dans une zone de fractionnement d'où l'on recueille d'une part une fraction constituée essentiellement d'essence, recueillie à titre de produit et d'autre part une fraction plus lourde (h) la dite fraction plus lourde obtenue à l'étape (g) est envoyée dans une zone d'hydrocraquage (i) l'effluent d'hydrocraquage est envoyé
dans une unité de séparation pour recueillir d'une part une fraction renfermant notamment de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac, de l'eau et des hydrocarbures à 1 et 2 atomes de carbone par molécule et d'autre part une fraction hydrocarbonée constituée d'hydrocarbures renfermant au moins 3 atomes de carbone par molécule, (j) la dite fraction hydrocarbonée, re-cueillie à l'étape (i) est envoyée dans une zone de fractionnement d'où
l'on soutire d'une part des hydrocar-bures comportant 3 et 4 atomes de car-bone par molécule et d'autre part une essence appelée ?E? que l'on recycle, au moins en partie, dans la zone d'hydrotraitement définie à l'étape (a).
une séparation en vue de recueillir notamment:
(.alpha.) une fraction renfermant de l'oxyde de carbone, du gaz carbonique, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures renfermant généralement 1 à
4 atomes de carbone par molécule (.beta.) un naphta distillant entre environ 25 et 200°C
et renfermant au moins 40 % en poids d'hydro-carbures naphténiques et des teneurs en impuretés soufrées, azotées et oxygénées res-pectivement supérieures à 1000 ppm de soufre, 1000 ppm d'azote et 2000 ppm d'oxygène, le dit naphta représentant 20 à 60 % en poids de la dite charge, (.gamma.) un distillat moyen représentant 15 à 75 % en poids par rapport à la dite charge et bouillant entre environ 170 et 360°C, (.delta.) un gas oil représentant, en poids, environ 2 à 35 % environ par rapport à la dite charge et bouillant généralement au-dessus de 360°C et (.epsilon.) un résidu, le procédé étant caractérisé en ce que (a) le naphta (.beta.), en mélange avec une coupe essence appelée ?E? et définie ultérieurement, est soumis à un hydrotraitement dans une zone d'hy-drotraitement, (b) l'effluent de l'hydrotraitement (a) est envoyé dans une zone de sépara-tion pour en éliminer au moins la majeure partie de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau, (c) l'effluent, purifié de l'hydrotraite-ment, en provenance de l'étape (b), est envoyé dans une zone de déshydro-génation où il est traité, en présence d'un catalyseur de déshydrogénation, entre 400 et 650°C sous une pression comprise entre 1 et 20 bars avec une vitesse horaire comprise entre 1 et 10 volumes de charge liquide par volume de catalyseur, (d) l'effluent de la zone de déshydrogéna-tion est envoyé dans une première zone de séparation d'où l'on soutire d'une part un mélange appelé M généralement constitué d'hydrogène et d'hydrocar-bures renfermant 1, 2 et 3 atomes de carbone par molécule et d'autre part une fraction hydrocarbonée envoyée dans une deuxième zone de séparation ou de fractionnement d'où l'on soutire d'une part des hydrocarbures à 3 et 4 atomes de carbone par molécule et d'autre part une fraction essence, (e) le distillat moyen (.gamma.) est envoyé
dans une unité d'hydrotraitement cata-lytique (f) l'effluent d'hydrotraitement est dé-barrassé de la majeure partie de l'eau qu'il contient et est envoyé dans une zone de séparation en vue d'éliminer de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac et de l'eau, (g) l'effluent ainsi obtenu à l'issue de l'étape (f) est envoyé dans une zone de fractionnement d'où l'on recueille d'une part une fraction constituée essentiellement d'essence, recueillie à titre de produit et d'autre part une fraction plus lourde (h) la dite fraction plus lourde obtenue à l'étape (g) est envoyée dans une zone d'hydrocraquage (i) l'effluent d'hydrocraquage est envoyé
dans une unité de séparation pour recueillir d'une part une fraction renfermant notamment de l'hydrogène sulfuré, de l'ammoniac, de l'eau et des hydrocarbures à 1 et 2 atomes de carbone par molécule et d'autre part une fraction hydrocarbonée constituée d'hydrocarbures renfermant au moins 3 atomes de carbone par molécule, (j) la dite fraction hydrocarbonée, re-cueillie à l'étape (i) est envoyée dans une zone de fractionnement d'où
l'on soutire d'une part des hydrocar-bures comportant 3 et 4 atomes de car-bone par molécule et d'autre part une essence appelée ?E? que l'on recycle, au moins en partie, dans la zone d'hydrotraitement définie à l'étape (a).
5. Procédé selon la revendication 4 dans lequel le mélange M, recueilli à l'issue de l'étape (d) est au moins envoyé en partie dans la zone de déshydrogénation définie à l'étape (c).
6. Procédé selon la revendication 4 dans lequel le mélange M, recueilli à l'issue de l'étape (d) est au moins envoyé en partie dans la zone d'hydrotraitement défi-nie à l'étape (a).
7. Procédé selon la revendication 4 dans lequel au moins une partie de l'essence obtenue à l'issue de l'étape (d) est envoyée dans une zone d'hydrodéalkylation en vue de produire du benzène.
8. Procédé selon la revendication 4 dans lequel au moins une partie de l'essence obtenue à l'issue de l'étape (d) est envoyée dans une zone d'hydrogénolyse en vue de produire du méthane.
9. Procédé selon la revendication 3 dans lequel, préalablement à la réaction de démétallisation, le gas oil est soumis à un désasphaltage.
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