EP0064447B1 - Procédé d'obtention d'un pétrole brut synthétique - Google Patents

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EP0064447B1
EP0064447B1 EP82400729A EP82400729A EP0064447B1 EP 0064447 B1 EP0064447 B1 EP 0064447B1 EP 82400729 A EP82400729 A EP 82400729A EP 82400729 A EP82400729 A EP 82400729A EP 0064447 B1 EP0064447 B1 EP 0064447B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hydrocarbons
line
mixture
crude oil
charge
Prior art date
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Expired
Application number
EP82400729A
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German (de)
English (en)
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EP0064447A1 (fr
Inventor
Jacques Devanneaux
Charles Yacono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Compagnie Francaise de Raffinage SA
Original Assignee
Compagnie Francaise de Raffinage SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Compagnie Francaise de Raffinage SA filed Critical Compagnie Francaise de Raffinage SA
Publication of EP0064447A1 publication Critical patent/EP0064447A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0064447B1 publication Critical patent/EP0064447B1/fr
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G55/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process
    • C10G55/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only
    • C10G55/04—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only including at least one thermal cracking step

Definitions

  • the present invention relates to a process for obtaining a liquid product hereinafter called 'synthetic crude oil' from a hydrocarbon product having a higher density.
  • hydrocarbon product a product composed essentially of hydrocarbons, but which may also contain other chemical compounds which, in addition to carbon and hydrogen atoms, may have heteroatoms, such as oxygen, nitrogen, sulfur or metals like vanadium and nickel.
  • the term 'synthetic crude oil' used above is a commonly used term, but does not mean that synthetic crude oil comes from crude oil proper.
  • This product can also come, for example, from heavy oils having a density at 15 ° C. greater than about 0.93 g / mi, bituminous shales, oil sands or even coal.
  • the heaviest part of crude oil which is the residue from petroleum distillation, is made up of a mixture of oil and bituminous compounds.
  • US-A-2,847,353 has already described a process for treating an asphaltic oil, for the preparation of a feed for a catalytic cracking unit.
  • the oil a distillation residue of a crude oil, having a boiling point higher than 650 ° (345 ° C), is subjected to visbreaking under mild conditions: 800 to 1000 ° (427 - 539 ° C), 50 to 800 psig (3.5 - 56 bar).
  • the effluent leaving the visbreaker is fractionated in two stages, first under atmospheric pressure, the residue from this first fractionation then being fractionated under reduced pressure.
  • the residue from this second fractionation is deasphalted.
  • the deasphalted oil, refined to furfural serves as a feedstock for catalytic cracking with the fraction having a boiling point at most equal to 500 ° F (260 ° C) separated in the first fractionation.
  • the Applicant has devised a means of obtaining synthetic crude oil by a process integrating a heat treatment step and a deasphalting step.
  • the object of the present invention is therefore to obtain synthetic crude oil with a lower density from heavier products.
  • the charge Prior to any treatment, the charge may - and even must, in the case where this charge is in particular crude oil - have been treated in a desalter 2, into which it is introduced, via line 1, in order to remove the salts it contains.
  • the aqueous phase is eliminated by line 7 and the hydrocarbon feed to be treated by line 8 is recovered by the process according to the invention.
  • This fraction can be used to constitute part of the synthetic crude oil and will be taken by line 16 to a tank 17, from which the synthetic crude oil will be collected by line 36.
  • the petrol fraction is collected in liquid form, via line 47. This fraction is recycled at least in part to tower 12 by line 20. It can also be used, at least in part, to constitute the diluent introduced by line 8 into the feed, in the case of heavy products. It is led in this case to line 6 by line 21. It can finally also be led, by line 48, to tank 17 and constitute a part of the synthetic crude.
  • the fraction collected by line 19 is conducted in a fractionation tower 22, the function of which will be explained more loip.
  • the effluent from line 23 is led into a first separator tank 24.
  • the operating conditions for operating this balloon are chosen so as to collect via line 25 an overhead fraction containing at least hydrogen sulfide and most of the hydrocarbons containing from 1 to 4 or 5 carbon atoms, as the case may be, so that the bottom fraction, collected by line 26 and which will be conducted in a liquid extractor - deasphalting liquid 27, contains as little as possible of these gases.
  • the head fraction is led by line 25 in a second separator balloon 30.
  • the oily part is extracted from the feed brought by line 26 by a solvent which is introduced into the extractor by line 33.
  • This solvent can be chosen from the group consisting of saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbons saturated, having from 2 to 8 carbon atoms, preferably from 3 to 5 carbon atoms, mixtures of hydrocarbons, called distillates, obtained by distillation of crude oil and having molecular weights close to those of hydrocarbons having from 2 to 8 carbon atoms and the mixtures of all the previously mentioned hydrocarbons.
  • the solvent for starting the unit comes from a source outside the unit, via line 34.
  • the solvent losses can be compensated either by products coming from the unit, as will be explained more away, either by an external backup brought by line 34.
  • the pressure inside the extractor 27 can be between 1 and 100 bar absolute, the temperature between 15 and 300 ° C., the mass content of the solvent being com p r i e charge between 0.1 and 10.
  • the oily part in solution in the solvent is collected at the head of the extractor 27, via line 38.
  • This mixture is conducted by line 38 in a fractionation assembly 39.
  • this assembly has not been shown in detail, but it generally comprises a regulator controlling a pressure drop, evaporators and a steam column.
  • the precipitated bituminous part and the solvent are recovered at the bottom of the extractor 27 and this mixture is conducted, via line 42, in a fractionation assembly 43, which generally comprises an oven and an evaporator.
  • the heaviest fraction collected at the bottom of column 22 by line 46 and consisting of hydrocarbons having at least 3 carbon atoms, can be taken to tank 17, as shown in FIG. 1.
  • deasphalting solvent can also come from the fraction collected by line 48, or, as it was said previously, from line 35.
  • the bituminous part of line 44 can be conducted in a coking unit.
  • This coking unit can be of various natures, but, in the case of an installation implementing the method according to the invention and located on the field of production of the charge, it is more advantageous that this unit provides little coke and that it can be easily used as fuel. This is the case for coking units in a fluidized bed, where the coke produced can be easily handled or even gasified.
  • This coking unit makes it possible to produce coke and an effluent, which, after separation of the hydrogen sulfide and the hydrocarbons with 1 and 4 carbon atoms which it contains, can give a product containing hydrocarbons with 5 and more than 5 atoms of carbon, which may constitute part of the synthetic crude.
  • the synthetic crude oil obtained in tank 17, which therefore comes from line 41 and, optionally, lines 37, 16, 48 and 46, has a lower density than the starting product and contains fewer troublesome products such as sulfur, and especially much less metals like nickel and vanadium, which is very interesting for the subsequent treatment of crude oil.
  • FIG. 2 in which the elements identical to those represented in FIG. 1 have been identified by the same numbers assigned to the index '.
  • the start of the treatment is the same, but it changes in the treatment of the effluent collected by the line 23 ', at the outlet of the heat treatment enclosure 10'.
  • the flow of line 23 ′ is conducted in a fractionation tower 100.
  • a gasoline fraction is collected at the bottom of the tank 107, via the line 109, which is recycled, at least in part, to the tower 100 by the line 110. It can also be conducted, at least in part, by a non-line shown, for the sake of simplification, ü line 6 ′, to serve as a diluent for the load, in the case of heavy products. Finally, it can also be taken, by line 111, to tank 104, to constitute part of the synthetic crude.
  • the solvent is collected, on the one hand, by line 115, which is recycled to column 106, via line 112, on the other hand, by line 116 , the oily part, which is led into the tank 104.
  • the precipitated bituminous part and the solvent are recovered at the bottom of the extractor 106 and this mixture is led, via line 117, directly into a fractionation assembly 118.
  • a make-up of solvent can be introduced via line 121 into extractor 106, via line 112. This make-up can come, as the case may be, from the streams of lines 46 ', 48' and 111.
  • a coking unit can be provided to treat the bituminous part collected by line 120.
  • This example relates to the treatment, by the method according to the invention, of a crude oil obtained from a deposit by extraction with steam.
  • the product thus obtained contains approximately 25% by weight of water, which is eliminated.
  • a hydrocarbon product is thus obtained, the characteristics of which are shown in Table 1 below.
  • the charge is first fractionated in a column at atmospheric pressure.
  • a fraction 1 is collected, the boiling point range of which is between 150 and 350 ° C., and a fraction 2, boiling above 350 ° C.
  • Fraction 2 was then treated thermally, at a temperature of 420 ° C.
  • Table IV below gives the operating conditions for deasphalting used to obtain an oil yield close to 70% by weight and the main characteristics of the oils obtained for fraction 2 not heat treated, as well as for products A and B obtained after heat treatment of fraction 2.
  • the synthetic crude oils obtained by the process according to the invention have a lower density and nickel, vanadium and sulfur contents than the starting crude oil. Their Conradson residue is also much lower.
  • the nickel and vanadium contents and the Conradson residue decrease markedly with an increase in the duration of the heat treatment to 420 ° C.
  • the process according to the invention therefore makes it possible to obtain, under the same operating conditions, a better yield of oil and of lower density.
  • the synthetic crude oils obtained by the process according to the invention have a lower density and lower nickel and vanadium contents than the starting crude oil.

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Description

  • La présente invention concerne un procédé d'obtention d'un produit liquide appelé ci-après 'pétrole brut synthétique' à partir d'un produit hydrocarboné ayant une masse volumique supérieure.
  • Par produit hydrocarboné, on entend un produit composé essentiellement d'hydrocarbures, mais qui peut également contenir d'autres composés chimiques qui, outre des atomes de carbone et d'hydrogene, peuvent posséder des hétéroatomes, comme l'oxygène, l'azote, le soufre ou des métaux comme le vanadium et le nickel.
  • Le terme 'pétrole brut synthétique' employé ci-dessus est un terme communément utilisé, mais ne signifie nullement que le pétrole brut synthétique provient d'un pétrole brut proprement dit. Ce produit peut provenir également par exemple d'huiles lourdes ayant une masse volumique à 15°C superieure a environ 0,93 g/mi, de schistes bitumnieux, de sables bitumineux ou même de charbon.
  • La tendance actuelle sur le marché international du pétrole est une demande de plus en plus importante pour des pétroles bruts légers de densité relativement faible. D'une part, les bruts légers contiennent souvent moins de produits gênants pour leur raffinage, comme le soufre ou les métaux tels que le vanadium et le nickel, d'autre part, dans les années à venir, la vente de produits légers comme les carburants va augmenter relativement plus rapidement que celle de produits lourds comme les fuels-oils.
  • La demande de bruts légers augmente donc et leur prix croît plus rapidement que celui des bruts lourds.
  • Il est ainsi plus intéressant de transformer le brut lourd sur les champs de production en brut léger avant de le transporter.
  • La partie la plus lourde du pétrole brut, qui constitue le résidu de la distillation du pétrole, est composée d'un mélange d'huile et de composés bitumineux.
  • La partie huileuse et la partie bitumineuse sont séparées par le procédé dit de désasphaltage, qui consiste à extraire du résidu la partie huileuse à l'aide d'un solvant. Ce solvant peut être choisi dans le groupe constitué par:
    • - les hydrocarbures aliphatiques, saturés ou non saturés, ayant de 2 à 8 atomes de carbone, seuls ou en mélange,
    • - les mélanges d'hydrocarbures, appelés distillats, obtenus par distillation du pétrole brut et ayant des poids moléculaires voisins de ceux des hydrocarbures ayant de 2 à 8 atomes de carbone,
    • - les mélanges de tous les hydrocarbures précédemment cités.
  • US-A-2 847 353 a déjà décrit un procédé pour traiter une huile asphaltique, en vue de la préparation d'une charge pour une unité de craquage catalytique.
  • L'huile, un résidu de distillation d'un pétrole brut, ayant un point d'ébullition supérieur à 650° (345°C), est soumise à une viscoréduction dans des conditions douces : 800 à 1 000° (427 - 539° C), 50 à 800 psig (3,5 - 56 bars). L'effluent sortant du viscoréducteur est fractionné en deux étapes, d'abord sous pression atmosphérique, le résidu de ce premier fractionnement étant ensuite fractionné sous pression réduite. Le résidu de ce deuxième fractionnement est désasphalté. L'huile désasphaltée, raffinée au furfural, sert de charge pour le craquage catalytique avec la fraction ayant un point d'ébullition au plus égal à 500° F (260° C) séparée dans le premier fractionnement.
  • La Demanderesse a conçu un moyen d'obtenir du pétrole brut synthétique par un procédé intégrant une étape de traitement thermique et une étape de désasphaltage.
  • Le but de la présente invention est donc l'obtention de pétrole brut synthétique de masse volumique plus faible à partir de produits plus lourds.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'obtention de pétrole brut synthétique à partir d'une charge hydrocarbonée ayant une masse volumique supérieure, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    • a/ le fractionnement éventuel de la charge hydrocarbonée en au moins deux fractions:
      • - au moins une fraction légère, contenant la plus grande partie des composés ayant les points d'ébullition les plus faibles,
      • - une fraction lourde, contenant la plus grande partie des composés ayant les points d'ébullition les plus élevés,
    • b/ le traitement thermique :
      • - soit de la charge hydrocarbonée, quand le fractionnement de l'étape 'a' n'est pas effectue,
      • - soit de la fraction lourde, quand le fractionnement de la charge a lieu,
        ledit traitement thermique conduisant à l'obtention d'un effluent qui est fractionné en une seule étape pour donner :
        • (1) un premier mélange contenant de l'hydrogène, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures de poids moléculaires peu élevés,
        • (2) au moins un second mélange constitué d'hydrocarbures de poids moléculaires plus élevés que ceux contenus dans le premier mélange,
        • (3) un troisieme mélange d'hydrocarbures de points d'ébullition compris entre les hydrocarbures du premier mélange et ceux du deuxieme mélange, ledit troisieme mélange constituant au moins en partie le petrole brut synthétique,
    • c/ le traitement par un solvant du second mélange obtenu dans l'étape 'b', ledit traitement conduisant à l'obtention :
      • - d'une part, d'une partie bitumineuse,
      • - d'autre part, d'une partie huileuse, qui constitue, au moins en partie, le pétrole brut synthétique.
  • L'invention sera mieux comprise par la description ci-après, dans laquelle on se référera aux dessins annexés. Sur ces dessins:
    • Les figures 1 et 2 sont des schémas de deux types d'unités mettant en oeuvre le procédé selon l'invention;
    • La figure 3 est un diagramme illustrant les résultats d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention.
    • En référence à la figure I, une charge hydrocarbonée arrive dans l'unité par la ligne 1.
  • Préalablement à tout traitement, la charge peut -et même doit, dans le cas où cette charge est notamment du pétrole brut- avoir été traitée dans un dessaleur 2, dans lequel elle est introduite, par la ligne 1, afin d'éliminer les sels qu'elle contient.
  • A cet effet, on ajoute à la charge dans la ligne 1, par la ligne 3, de l'eau, afin de dissoudre les sels contenus dans la charge. Dans le dessaleur, le mélange se sépare en deux phases, une phase aqueuse 4 et une phase hydrocarbonée 5.
  • Dans le cas de charges ayant une masse volumique élevée, supérieure à 0,96 g/ml à 15°C, il est préférable de diluer la charge en introduisant par la ligne 6 un diluant hydrocarboné plus léger, de façon à abaisser la masse volumique de la charge et à améliorer le contact entre l'eau et la charge, en favorisant la dissolution des sels dans l'eau et, donc, leur séparation. La nature du diluant ainsi que le taux de diluant par rapport à la charge doivent être choisis de façon à éviter la précipitation des asphaltènes.
  • La phase aqueuse est éliminée par la ligne 7 et on récupère par la ligne 8 la charge hydrocarbonée à traiter par le procédé selon l'invention.
  • La charge de la ligne 8 peut être alors traitée de deux façons différentes, suivant sa nature:
    • 1. la charge peut être envoyée directement par la ligne 9 dans une enceinte 10, où elle subit un traitement thermique à une température comprise entre 400 et 600°C et à une pression comprise entre 1 et 100 bars;
    • 2. la charge peut être fractionnée dans une tour de fractionnement 12, où elle est conduite par la ligne 13. C'est notamment le cas lorsque la charge de la ligne 8 contient des produits legers auxquels il est inutile de faire subir l'étape de traitement thermique ultérieur.
  • Ce dernier cas se rencontre notamment :
    • - pour les pétroles bruts lourds necessitant d'être dilués avant dessalage,
    • - pour les pétroles bruts non 'stabilisés' sur le champ de production, c'est-à-dire contenant encore une proportion non négligeable d'hydrocarbures à moins de 4 atomes de carbone,
    • - pour les pétroles bruts dont une fraction importante distille avant 350°C.
  • On peut envisager un fractionnement en deux fractions ou en plus de deux fractions.
  • On peut, par exemple, comme represente sur la figure 1, recueillir au fond de la colonne 12, par la ligne 14, une fraction lourde, dont le point initial d'ébullition est égal ou superieur à 350°C.
  • On peut aussi, comme representé sur la figure, recueillir par un soutirage latéral (ligne 16) la fraction appelée 'gazole'. Cette fraction pourra servir à constituer une partie du brut synthetique et sera conduite par la ligne 16 à un bac 17, d'où sera recueilli le brut synthétique par la ligne 36.
  • On recueille enfin en tete de la colonne 12, par la ligne 15, les hydrocarbures gazeux à température ambiante, ainsi que la fraction liquide appelée 'essence'.
  • Cette fraction est conduite par la ligne 15 dans un ballon de reflux 18.
  • Dans ce ballon, la majeure partie des hydrocarbures ayant de 1 à 4 ou 5 atomes de carbone, selon le fractionnement effectué, sont recueillis en phase gazeuse par la ligne 19.
  • On recueille sous forme liquide, par la ligne 47, la fraction essence. Cette fraction est recyclée au moins en partie à la tour 12 par la ligne 20. Elle peut également servir, au moins en partie, pour constituer le diluant introduit par la ligne 8 dans la charge, dans le cas de produits lourds. Elle est conduite dans ce cas à la ligne 6 par la ligne 21. Elle peut enfin être également conduite, par la ligne 48, au bac 17 et constituer une partie du brut synthétique.
  • La fraction recueillie par la ligne 19 est conduite dans une tour de fractionnement 22, dont la fonction sera expliquée plus loip.
  • Le flux des lignes 8 ou 14 subit dans l'enceinte 10 un traitement thermique et on recueille l'effluent par la ligne 23.
  • L'effluent de la ligne 23 est conduit dans un premier ballon separateur 24.
  • Les conditions opératoires de fonctionnement de ce ballon sont choisies de façon à recueillir par la ligne 25 une fraction de tête contenant au moins l'hydrogène sulfure et la majeure partie des hydrocarbures comportant de 1 à 4 ou 5 atomes de carbone, selon les cas, de façon à ce que la fraction du fond, recueillie par la ligne 26 et qui va être conduite dans un extracteur liquide - liquide 27 de désasphaltage, contienne le moins possible de ces gaz.
  • Dans certains cas, il peut etre avantageux de regler les conditions opératoires du ballon 24, de façon à recueillir dans la fraction de tête, par la ligen 25, non seulement l'hydrogène sulfure et les hydrocarbures à 1 à 4 ou 5 atomes de carbone, selon les cas, mais également des hydrocarbures plus lourds, de façon à avoir, comme il sera explique plus loin, un solvant de désasphaltage constitué par un melange d'hydrocarbures ayant au moins 5 atomes de carbone.
  • La séparation par détente étant cependant, par définition, sommaire, il peut y avoir dans la fraction de tête des hydrocarbures plus lourds que certains hydrocarbures contenus dans la fraction de fond.
  • La fraction de tete est conduite par la ligne 25 dans un deuxième ballon separateur 30.
  • On recueille au sommet du ballon 30, par la ligne 31, l'hydrogène sulfure et la majeure partie des hydrocarbures ayant de 1 à 5 atomes de carbone. Le flux de la ligne 31 est conduit dans la colonne 22.
  • On récupère au fond du ballon 30, par la ligne 32, les hydrocarbures plus lourds que ceux de la fraction de tête recueillie par la ligne 31. Le flux de la ligne 32 peut être conduit:
    • - soit totalement ou en partie dans le bac 17 par la ligne 37;
    • - soit totalement ou en partie dans l'extracteur de désasphaltage 27 par les lignes 35, 34 et 33; cette possibilité peut être avantageuse, lorsque l'on désire avoir un solvant de désasphaltage constitué par un mélange d'hydrocarbures ayant au moins 5 atomes de carbone.
  • Dans l'extracteur 27, la partie huileuse est extraite de la charge amenée par la ligne 26 par un solvant qui est introduit dans l'extracteur par la ligne 33. Ce solvant peut être choisi dans le groupe constitué par les hydrocarbures aliphatiques saturés ou non saturés, ayant de 2 à 8 atomes de carbone, de préférence de 3 à 5 atomes de carbone, les mélanges d'hydrocarbures, appelés distillats, obtenus par distillation du pétrole brut et ayant des poids moléculaires voisins de ceux des hydrocarbures ayant de 2 à 8 atomes de carbone et les melanges de tous les hydrocarbures précédemment cités.
  • Le solvant du démarrage de l'unité provient d'une source extérieure à l'unité, par l'intermédiaire de la ligne 34. Les pertes de solvant peuvent être compensées soit par des produits provenant de l'unité, comme il sera expliqué plus loin, soit par un appoint extérieur amené par la ligne 34.
  • La pression à l'intérieur de l'extracteur 27 peut être comprise entre 1 et 100 bars absolus, la température entre 15 et 300° C, le taux massique solvant étant comprie charge
    entre 0,1 et 10.
  • On recueille en tête de l'extracteur 27, par la ligne 38, la partie huileuse en solution dans le solvant. Ce mélange est conduit par la ligne 38 dans un ensemble de fractionnement 39. Dans un but de simplification, cet ensemble n'a pas été représenté dans le détail, mais il comprend en général un régulateur contrôlant une chute de pression, des évaporateurs et une colonne d'entraînement à la vapeur d'eau.
  • A la sortie de l'ensemble 39 on recueille, d'une part, par la ligne 40, du solvant, qui est recyclé vers l'extracteur 27, par l'intermédiaire de la ligne 33, d'autre part, par la ligne 41, la partie huileuse qui est conduite dans le bac 17.
  • On récupere, au fond de l'extracteur 27, la partie bitumineuse précipitée et du solvant et ce mélange est conduit, par la ligne 42, dans un ensemble de fractionnement 43, qui comprend en général un four et un évaporateur.
  • On recueille, à la sortie de l'ensemble 43, d'une part, par la ligne 49,du solvant, qui est recyclé à l'extracteur 27, par l'intermédiaire de la ligne 33 et, d'autre part, par la ligne 44, la partie bitumineuse.
  • Les flux des lignes 31 et éventuellement 19 sont conduits, comme il a été dit précédemment, dans une colonne de fractionnement 22.
  • On recueille au sommet de la colonne 22, par la ligne 45, l'hydrogène sulfuré et les hydrocarbures à 1 et 2 atomes de carbone. Après élimination de l'hydrogène sulfuré par un traitement approprié, les hydrocarbures peuvent être brûlés dans un four.
  • La fraction la plus lourde, recueillie au fond de la colonne 22 par la ligne 46 et constituée d'hydrocarbures ayant au moins 3 atomes de carbone, peut être conduite au bac 17, comme représenté sur la figure 1.
  • Elle peut aussi servir, au moins en partie, d'appoint de solvant de désasphaltage.
  • L'appoint en solvant de désasphaltage peut d'ailleurs provenir également de la fraction recueillie par la ligne 48, ou, comme il a été dit précédemment, de la ligne 35.
  • Ces différentes variantes n'ont pas été représentées, dans un but de simplification.
  • La partie bitumineuse de la ligne 44 peut être conduite dans une unité de cokéfaction.
  • Cette unité de cokéfaction peut être de diverses natures, mais, dans le cas d'une installation mettant en oeuvre le procede selon l'invention et située sur le champ de production de la charge, il est plus intéressant que cette unité fournisse peu de coke et que celui-ci puisse être utilisé facilement comme combustible. C'est le cas des unités de cokéfaction en lit fluidisé, où le coke produit peut être aisément manipulé ou bien même gazéifié.
  • Cette unité de cokéfaction permet de produiredu coke et un effluent, qui, après séparation de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures à 1 et 4 atomes de carbone qu'il contient, peut donner un produit contenant des hydrocarbures à 5 et plus de 5 atomes de carbone, pouvant constituer une partie du brut synthétique.
  • Le petrole brut synthetique obtenu dans le bac 17, qui provient donc de la ligne 41 et, éventuellement,des lignes 37,16,48 et 46, a une masse volumique plus faible que le produit de départ et contient moins de produits gênants comme le soufre, et surtout beaucoup moins de métaux comme le nickel et le vanadium, ce qui est fort intéressant pour le traitement ultérieur du pétrole brut.
  • On se référera maintenant à la figure 2, sur laquelle les éléments identiques à ceux representes sur la figure 1 ont été repérés par les mêmes nombres affectés de l'indice '. Le début du traitement est le même, mais il change au niveau du traitement de l'effluent recueilli par la ligne 23', à la sortie de l'enceinte de traitement thermique 10'.
  • Le flux de la ligne 23' est conduit dans une tour de fractionnement 100.
  • Les conditions opératoires de fonctionnement de cette tour sont choisies de façon à recueillir, respectivement
    • - une fraction de tête, évacuee par la ligne 101 et contenant notamment l'hydrogène sulfuré et les hydrocarbures à 1 et 2 atomes de carbone, qui ne doivent pas être conduits dans l'extracteur de désasphaltage ; cette fraction peut par exemple, avoir un point d'ébullition final compris entre 80 et 160°C ;
    • - une fraction intermédiaire, ayant par exemple un point d'ébullition initial compris entre 80 et 160°C et un point d'ébullition final de l'ordre de 370°C ; cette fraction, qui n'a pas besoin d'être soumise au désasphaltage, peut constituer au moins en partie le brut synthétique et est donc conduite par la ligne 102 au bac 104, d'où le brut synthétique est recueilli par la ligne 105 ;
    • - une fraction de fond, dont le point initial d'ébullition est par exemple supérieur à 370°C et qui est conduite dans un extracteur liquide-liquide de désasphaltage 106.
  • La fraction de tête de la ligne 101 est conduite dans un ballon de reflux 107. On recueille au sommet du ballon 107, par la ligne 108, l'hydrogène sulfuré et la majeure partie des hydrocarbures ayant de 1 ü 4 ou 5 atomes de carbone.
  • Le flux de la ligne 108 est conduit dans une colonne de fractionnement 22', dont la fonction est identique à celle de la colonne 22 de la figure 1.
  • On recueille au fond du ballon 107, par la ligne 109, une fraction essence, qui est recyclée, au moins en partie, à la tour 100 par la ligne 110. Elle peut également être conduite, au moins en partie, par une ligne non représentée, dans un but de simplification, ü la ligne 6', pour servir de diluant ü la charge,dans le cas de produits lourds. Elle peut enfin être également conduite, par la ligne 111, au bac 104, pour constituer une partie du brut synthétique.
  • Le flux recueilli au fond de la tour 100 par la ligne 103 est conduit dans l'extracteur liquide-liquide de désasphaltage 106, dans lequel, comme décrit précédemment, est introduit un solvant par la ligne 112,
  • La partie huileuse en solution dans le solvant, recueillie au sommet de l'extracteur 106, est conduite par la ligne 113 dans un ensemble de fractionnement 114.
  • A la sortie de l'ensemble 114 on recueille, d'une part, par la ligne 115, le solvant, qui est recyclé à la colonne 106, par l'intermédiaire de la ligne 112, d'autre part, par la ligne 116, la partie huileuse, qui est conduite dans le bac 104.
  • On récupère, au fond de l'extracteur 106, la partie bitumineuse précipitée et du solvant et ce mélange est conduit, par la ligne 117, directement dans un ensemble de fractionnement 118.
  • A la sortie de cet ensemble 118, on recueille, d'une part, par la ligne 119, du solvant, qui est recyclé ü l'extracteur 106, par l'intermédiaire de la ligne 112, d'autre part, par la ligne 120, la partie bitumineuse.
  • Un appoint de solvant peut être introduit par la ligne 121 dans l'extracteur 106, par l'intermédiaire de la ligne 112. Cet appoint peut provenir, selon les cas, des flux des lignes 46', 48' et 111.
  • Comme dans le cas de la figure 1, une unité de cokéfaction peut être prévue, pour traiter la partie bitumineuse recueillie par la ligne 120.
  • L'exemple qui suit, qui n'a pas de caractère limitatif, illustre l'invention.
    • EXEMPLE -
  • Cet exemple concerne le traitement, par le procédé selon l'invention, d'un pétrole brut, obtenu ü partir d'un gisement par extraction à la vapeur d'eau.
  • Le produit ainsi obtenu contient environ 25 % en poids d'eau, qui est éliminée. On obtient ainsi un produit hydrocarboné,dont les caractéristiques figurent dans le Tableau 1 ci-après.
    Figure imgb0001
  • La charge est d'abord fractionnée dans une colonne ü la pression atmosphérique.
  • On recueille une fraction 1, dont l'intervalle de point d'ébullition est compris entre 150 et 350°C, et une fraction 2, bouillant au-dessus de 350°C.
  • Les rendements obtenus sont les suivants :
    • - Fraction 1 : 16 % en poids,
    • - Fraction 2 : 84 % en poids.
  • Les caractéristiques des fractions 1 et 2 sont données dans le Tableau Il ci-après :
    Figure imgb0002
  • On a ensuite traité la fraction 2 thermiquement, à une température de 420°C.
  • Deux traitements A et B ont été effectués :
    • - le traitement A a été effectué pendant un temps de 1 000 secondes,
    • - le traitement B pendant un temps de 2 500 secondes.
  • Les caractéristiques des produits A et B obtenus, après élimination des gaz de point d'ébullition inférieur à 15°C, sont données dans le Tableau III ci-après :
    Figure imgb0003
  • On effectue ensuite sur ces produits A et B, ainsi que sur la fraction 2, avant traitement thermique, des essais de désasphaltage en faisant varier le solvant, la température, la pression et le taux massique
    solvant charge
  • On a pu tracer, d'après les résultats de ces essais, les courbes de rendement pondéral en huile en %, en fonction du taux massique
    solvant ; ces courbes sont représentees charge
    • sur la figure 3, qui sera commentée ci-après.
  • Le Tableau IV ci-après donne les conditions opératoires du désasphaltage employées pour obtenir un rendement en huile voisin de 70 % en poids et les principales caractéristiques des huiles obtenues pour la fraction 2 non traitée thermiquement, ainsi que pour les produits A et B obtenus après traitement thermique de la fraction 2.
  • On constate que la masse volumique du produit non traite thermiquement est plus importante.
    Figure imgb0004
    Si on mélange la fraction 1 du Tableau II et les produits obtenus à partir de A et B du Tableau IV, on obtient des pétroles bruts synthétiques, dont les rendements et les caractéristiques figurent dans le Tableau V ci-après.
    Figure imgb0005
  • Les pétroles bruts synthétique obtenus par le procédé selon l'invention présentent une masse volumique et des teneurs en nickel, vanadium et soufre plus faibles que le pétrole brut de départ. Leur résidu Conradson est aussi beaucoup moins élevé.
  • Pour un même rendement en pétrole brut synthétiqe, les teneurs en nickel et en vanadium et le résidu Conradson diminuent nettement avec une augmentation de la durée du traitement thermique à 420° C.
  • On se référera maintenant aux courbes de la figure 3. Les corbes représentées sur cette figure on été tracées à partir d'essais effectués en faisant varier le taux massique
    solvant dans les conditions suivantes: charge
    • - solvant : propane (voir composition donnée
      précédemennt, en relation avec le
      Tableau IV),
    • - pression : 45 bars,
    • - température : 90° C.
  • On constate que le rendement en huile est plus fort pour les produits traités thermiquement que pour un produit simplement désasphalté.
  • Le Tableau VI ci-après donne les résultats pour un taux massique solvant voisin de 2. charge
    Figure imgb0006
  • Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir, dans les memes conditions opératoires, un meilleur rendement en huile et de masse volumique plus faible.
  • Si on mélange la fraction 1 du Tableau II et les produits obtenus è partir de A et B du Tableau VI, on obtient des pétroles bruts synthétiques dont les rendements et les caractéristiques figurent dans le Tableau VII ci-après.
    Figure imgb0007
  • Les pétroles bruts synthétiques obtenus par le procédé selon l'invention présentent une masse volumique et des teneurs en nickel et vanadium plus faibles que le pétrole brut de départ.

Claims (4)

1.- procedé d'obtention de pétrole brut synthétique ü partir d'une charge hydrocarbonée ayant une masse volumique supérieure, ce procédé étant caractérise en ce qu'il comprend les étapes suivantes:
a) le fractionnement éventuel (en 12) de la charge hydrocarbonée en au moins deux fractions :
- au moins une fraction légère, contenant la plus grande partie des composés ayant les points d'ébullition les plus faibles,
- une fraction lourde, contenant la plus grande partie des composés ayant les points d'ébullition les plus éleves,
b) le traitement thermique (en 10, 10')
- soit de la charge hydrocarbonée, quand le fractionnement de l'étape 'a' n'est pas effectue,
- soit de la fraction lourde, quand le fractionnement de la charge a lieu,

ledit traitement thermique conduisant è l'obtention d'un effluent qui est fractionné en une seule étape (en 100) pour donner :
(1) un premier mélange contenant de l'hydrogène, de l'hydrogène sulfuré et des hydrocarbures,
(2) un second mélange constitué d'hydrocarbures de poids moléculaires plus élevés que ceux contenus dans le premier mélange,
(3) un troisième mélange d'hydrocarbures de points d'ébullition compris entre les hydrocarbures du premier mélange et ceux du deuxième mélange, ledit troisième mélange constituant au moins en partie le pétrole brut synthétique,
c) le traitement par un solvant (en 27, 106) du second mélange obtenu dans l'étape 'b', ledit traitement conduisant ü l'obtention :
- d'une part, d'une partie bitumineuse, - d'autre part, d'une partie huileuse, qui constitue au moins en partie, le pétrole brut synthétique.
2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge hydrocarbonée est soumise è une opération de dessalage (en 2, 2') et en ce que, préalablement ü ce dessalage, la charge est additionnée d'au moins une partie des hydrocarbures contenus dans la fraction légère obtenue dans le fractionnement éventuel de l'étape 'a'.
3.- procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins une partie des hydrocarbures contenus dans la fraction légère obtenue dans le fractionnement éventuel (en 12, 12') de l'étape 'a' constitue, au moins en partie, le pétrole brut synthétique.
4.- procédé selon l'une des revendications 1 ü 3, caractérisé en ce que la partie bitumineuse est soumise ü une cokéfaction et en ce qu'au moins une partie de l'effluent de la cokéfaction constitue une partie de petrole brut synthétique.
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