CA2478598A1 - Procede d'elimination au moins partielle de depots carbones dans un echangeur de chaleur - Google Patents

Procede d'elimination au moins partielle de depots carbones dans un echangeur de chaleur Download PDF

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Abstract

L'invention propose un procédé et un dispositif d'élimination au moins partielle de dépôts carbonés dans un échangeur de chaleur dans lequel on effectue un traitement d'oxydation comprenant au moins une étape d'oxydation contrôlée à une température conventionnelle comprise entre 400 et environ 500~C pendant une durée d'au moins 4 heures, au moyen d'un fluide oxydant comprenant majoritairement un gaz inerte, et une quantité mineure d'oxygène, dans des conditions telles que les températures des fluides alimentant ou issus de l'échangeur restent inférieures à environ 520~C pendant toute la durée du traitement d'oxydation, et en ce que l'approche chaude de l'échange ur reste inférieure à environ 120~C pendant toute la durée du traitement d'oxydation. L'invention concerne également une installation d'hydrotraiteme nt pour la mise en oeuvre de ce procédé et de ce dispositif.

Claims (18)

1. Procédé d'élimination au moins partielle de dépôts carbonés dans un échangeur de chaleur entre deux fluides dont au moins un fluide hydrocarboné, cet échangeur opérant avec une température maximale de service inférieure à environ 540 °C
dans une installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de traitement chimique ou de fractionnement, dans lequel:
- on purge l'échangeur par un gaz inerte pour sensiblement éliminer les hydrocarbures, - on effectue un préchauffage de l'échangeur, puis on le soumet à un traitement d'oxydation d'une partie au moins des dépôts carbonés, comprenant au moins une étape d'oxydation contrôlée à une température conventionnelle comprise entre environ 400 et environ 500 °C pendant une durée d'au moins 4 heures, au moyen d'un fluide oxydant comprenant majoritairement un gaz inerte du groupe formé par l'azote, la vapeur d'eau, et leurs mélanges, et une quantité mineure d'oxygène, dans des conditions telles que les températures des fluides alimentant ou issus de l'échangeur restent inférieures à environ 520°C pendant toute la durée du traitement d'oxydation, et en ce que l'approche chaude de l'échangeur reste inférieure à environ 120°C pendant toute la durée du traitement d'oxydation.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel les températures des fluides alimentant ou issus de l'échangeur sont maintenues en dessous d'environ 500°C pendant toute la durée du traitement d'oxydation, et l'approche chaude de l'échangeur reste inférieure à
environ 100°C pendant toute la durée du traitement d'oxydation.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel on réduit ou annule la teneur en oxygène dudit fluide oxydant si, pendant le traitement d'oxydation, la température de l'un des fluides alimentant ou issus de l'échangeur atteint ou dépasse une température limite égale au plus à environ 490°C.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la teneur en oxygène du fluide oxydant pendant le traitement d'oxydation est inférieure ou égale à
environ 2,5 %
molaire.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel la teneur en oxygène du fluide oxydant pendant le traitement d'oxydation est telle que le différentiel de température en combustion totale adiabatique est inférieur à environ 100 °C.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le traitement d'oxydation est réalisé in situ.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant au moins deux étapes d'oxydation contrôlée dans lequel on fait circuler dans l'échangeur pendant la première de ces deux étapes un premier fluide oxydant de teneur en oxygène c1 comprise entre environ 0,4 et environ 1,5 % molaire à une température comprise entre environ 420 et environ 490 °C pendant une durée d'au moins quatre heures et suffisante pour oxyder une partie au moins des dépôts carbonés, puis on fait circuler dans l'échangeur pendant la deuxième de ces deux étapes un deuxième fluide oxydant de teneur en oxygène c2 supérieure à c1 et comprise entre environ 1,3 et environ 2,0 % molaire pendant une durée d'au moins deux heures à une température comprise entre environ 420 et environ 490°C.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, comprenant au moins une étape principale d'oxydation contrôlée et une étape complémentaire d'oxydation contrôlée, dans lequel on fait circuler dans l'échangeur pendant l'étape principale un fluide oxydant principal de teneur en oxygène c3 comprise entre 0,8 et 2,0 % molaire à une température comprise entre environ 420 et environ 480 °C pendant une durée d'au moins quatre heures et suffisante pour oxyder la plus grande partie au moins des dépôts carbonés, puis on fait circuler dans l'échangeur pendant l'étape complémentaire un fluide oxydant complémentaire de teneur en oxygène c4 strictement inférieure à c3 et comprise entre environ 0,2 et environ 0,8 % molaire, pendant une durée d'au moins deux heures à une température comprise entre environ 480 et environ 525°C.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, pour l'élimination au moins partielle de dépôts carbonés dans un échangeur à deux passes charge/effluent d'un réacteur chimique, dans lequel on fait circuler pendant l'étape d'oxydation contrôlée un fluide dans chacune des deux passes de l'échangeur.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel on fait circuler pendant l'étape d'oxydation contrôlée au moins une partie du débit de fluide oxydant dans les deux passes de l'échangeur en série et à co-courant.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on fait circuler pendant l'étape d'oxydation contrôlée au moins une partie du débit de fluide oxydant dans les deux passes de l'échangeur en série, à co-courant ascendant.
12. Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, dans lequel on fait circuler pendant l'étape d'oxydation contrôlée au moins une partie du débit de fluide oxydant dans les deux passes de l'échangeur en série, d'abord côté effluent puis côté charge.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel l'échangeur est du type à
plaques métalliques soudées disposées à l'intérieur d'une virole métallique.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel l'échangeur est du type tubulaire, à tubes, plaque(s) tubulaire(s) et calandre.
15. Dispositif d'élimination au moins partielle de dépôts carbonés par oxydation contrôlée in situ dans un échangeur de chaleur opérant à au plus 540 °C dans une installation de traitement d'hydrocarbures, pour la réalisation du procédé selon l'une des revendications précédentes, ce dispositif comprenant des moyens d'alimentation d'un fluide oxydant comprenant essentiellement un gaz inerte du groupe formé par la vapeur d'eau, l'azote, et leurs mélanges, ainsi qu'une quantité d'oxygène inférieure à 2,5 molaire, et au moins un moyen de maintien des températures des fluides alimentant ou issus de l'échangeur au cours du traitement d'oxydation en dessous d'environ 500°C.
16. Dispositif selon la revendication 15, comprenant au moins un moyen de maintien de l'approche chaude de l'échangeur, au cours du traitement d'oxydation, en dessous d'environ 100 °C.
17. Installation d'hydrotraitement d'hydrocarbures distillables, comprenant un échangeur de chaleur charge/effluent opérant à au plus 540 °C, et comprenant également un dispositif d'élimination au moins partielle de dépôts carbonés dans l'échangeur par oxydation contrôlée in situ dans cet échangeur de chaleur, ce dispositif comprenant des moyens d'alimentation d'un fluide oxydant comprenant essentiellement un gaz inerte du groupe formé par la vapeur d'eau l'azote, et leurs mélanges, ainsi qu'une quantité
d'oxygène inférieure à 2,5 % molaire, et au moins un moyen de maintien des températures des fluides alimentant ou issus de l'échangeur au cours du traitement d'oxydation en dessous d'environ 500°C.
18. Installation d'hydrotraitement selon la revendication 17, comprenant un réacteur comprenant au moins un catalyseur d'hydrotraitement, et comprenant un dispositif d'élimination au moins partielle de dépôts carbonés, ce dispositif comprenant au moins un moyen commun, pour d'une part l'élimination au moins partielle de dépôts carbonés dans l'échangeur, et d'autre part, et en partie au moins de façon simultanée, la régénération du catalyseur par oxydation contrôlée.
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