EP1463789B9 - Vapocraquage d'essence de fcc - Google Patents

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EP1463789B9
EP1463789B9 EP03712222A EP03712222A EP1463789B9 EP 1463789 B9 EP1463789 B9 EP 1463789B9 EP 03712222 A EP03712222 A EP 03712222A EP 03712222 A EP03712222 A EP 03712222A EP 1463789 B9 EP1463789 B9 EP 1463789B9
Authority
EP
European Patent Office
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weight
gasoline
component
naphtha
feedstock
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03712222A
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German (de)
English (en)
Other versions
EP1463789A2 (fr
EP1463789B1 (fr
Inventor
François BOUVART
Robert Duchesnes
Claude Gutle
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.)
Total Petrochemicals Research Feluy SA
TotalEnergies Marketing Services SA
Original Assignee
Total Petrochemicals Research Feluy SA
Total France SA
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Publication date
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Publication of EP1463789B9 publication Critical patent/EP1463789B9/fr
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    • 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
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
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    • C10G2300/10—Feedstock materials
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    • C10G2300/1044—Heavy gasoline or naphtha having a boiling range of about 100 - 180 °C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • Y10S208/00—Mineral oils: processes and products
    • Y10S208/01—Automatic control

Definitions

  • the present invention relates to a process for the steam cracking of naphtha, a hydrocarbon composition suitable for steam cracking, a method for controlling a steam cracker, apparatus for controlling a steam cracker and a process for treating a sulfur gasoline feedstock.
  • olefins are mainly obtained by steam cracking charges obtained from refineries.
  • the available feedstocks are mainly naphtha feeds including paraffins, isoparaffins and aromatics.
  • a naphtha feedstock useful in steam cracking is known in the art as comprising a petroleum cutter whose lightest constituents have five carbon atoms and which has a final boiling point of about 200 ° C, the naphtha comprising high carbon components having a boiling point of at least 200 ° C.
  • Steam cracking of naphtha gives light olefins such as ethylene and propylene, and diolefins such as butadiene, as well as aromatics-containing gasolines.
  • the cracked product When a typical naphtha is subjected to steam cracking, the cracked product typically has the following composition (in% by weight) at the outlet of the oven: % in weight (approximate) Hydrogen 1 Methane 16 Acetylene 0.2 Ethylèue 22 Ethane 5 Methylacetylene, Propadiene 0.3 propylene 14 Propane 0.5 butadiene 4 C4 5 C5 4 Benzene 9 Toluene 5 Non-aromatic essence 2 Aromatic essence 6 oil 6 Total 100
  • the most interesting cuts in the cracked product are light olefins, namely ethylene and propylene.
  • Their yield is directly related to the presence of paraffins in the load. When straight chain paraffins are present, the formation of ethylene is favored. When isoparaffins are present, propylene formation is favored.
  • the relative yield of propylene is expressed as the ratio by weight of propylene to ethylene and is typically between 0.5 and 0.75.
  • DE-A-3708332 discloses a method of thermal cracking of ethylene in a steam cracker, wherein the ethylene is mixed with the naphtha so as to prepare a feedstock consisting essentially of naphtha and 10 to 80% by weight of ethylene, optionally containing , in addition to naphtha, fractions up to the fuel oil (boiling temperature up to 350 ° C) and / or by-products recycled from a petrochemical plant up to 50% of the naphtha.
  • This process has the disadvantage that it requires relatively large amounts of ethylene (at least 10%) in the raw materials and that then the ethylene (relative to ethylene feedstock) and propylene yields do not increase. are not particularly high.
  • US-A-3786110 describes a process for the production of unsaturated hydrocarbons obtained by pyrolysis, where the undesirable fractions are reduced by the addition to the products of the pyrolysis of a polymerization inhibitor containing asphaltic hydrocarbons.
  • a process for steam cracking of naphtha capable of providing a commercially acceptable yield of olefins, especially light olefins such as ethylene and propylene, while reducing the amount of paraffinic naphtha starting material required, is therefore necessary in the art. technical.
  • Ethane and propane are used as fillers for steam cracking, particularly in the United States, where natural gas, from which they are extracted, is abundant. These paraffins generate a large amount of ethylene (greater than 50%), when they are steam-cracked, which leads to treating these charges in specifically sized units for this type of charges.
  • Some refinery hydrocarbon gases, such as FCC gases contain substantial amounts of paraffins (ethane and propane) and olefins (ethylene, propylene).
  • FCC gases Some refinery hydrocarbon gases, such as FCC gases, contain substantial amounts of paraffins (ethane and propane) and olefins (ethylene, propylene).
  • FCC gases include substantial amounts of paraffins (ethane and propane) and olefins (ethylene, propylene).
  • Butane and propane are also used, either alone or mixed with naphtha, as steam cracker feedstocks. When attempting to use them exclusively, the problem of imbalance in the downstream section of a naphtha steam cracker is also apparent. Depending on the availability of the refinery or the market, these liquefied gases can be in excess and it is therefore interesting to use them as a steam cracker load.
  • DE-A-3708332 does not address the technical problem of producing an effluent whose composition corresponds to that produced by the steam-cracking of a naphtha.
  • the composition of the effluent particularly with respect to ethylene and propylene, is substantially altered compared to the cracking of naphtha. only under the same conditions, which can lead to significantly reduce the capacity of the steam-cracking unit.
  • the invention aims to at least partially satisfy these needs.
  • the invention provides a process for the steam-cracking of naphtha, which process comprises the passage in a steam-steam cracker of a hydrocarbon charge, which comprises a portion of a paraffinic naphtha modified with adding the combination of a first component, comprising a portion of gasoline, and a second component, comprising a portion of at least one hydrocarbon refinery gas, and a paraffin-rich feed comprising at least one paraffin selected from propane and butane or a mixture of both.
  • the invention also provides a hydrocarbon composition suitable for steam cracking, comprising a part of a paraffinic naphtha, modified by the addition of the combination of a first component, comprising one part of gasoline, and a second component, comprising a portion of at least one hydrocarbon refinery gas, and a paraffin-rich filler comprising at least one paraffin selected from propane and butane or a mixture of both.
  • the invention further provides a method for controlling a steam cracker, which process comprises supplying a steam cracker and a hydrocarbon feedstock comprising a part of a paraffinic naphtha, modified by the addition of the combination of a first component, comprising a portion of gasoline, and a second component, comprising a portion of at least one hydrocarbon refinery gas and a paraffin-rich feedstock comprising at least one paraffin selected from propane and butane or a mixture of both, and continuously controlling feed intakes. paraffinic naphtha, the second component and gasoline in the feed to give the effluent a desired target composition.
  • the invention also provides a process for treating a sulfur-containing gasoline charge, which process comprises the steps of: combining a sulfur-containing gasoline charge with a naphtha charge to provide a composite charge; passing the composite feed through a steam cracker, in the presence of steam, to produce an effluent, the effluent containing at least light olefins, the light olefins comprising at least one of C2 to C4 olefins, and C5 + hydrocarbons; and separating from the effluent a first fraction that is substantially free of sulfur and includes light olefins, and a second fraction that contains sulfur and includes C5 + hydrocarbons.
  • the invention is based on the surprising discovery by the Applicant that by selecting certain quantities and qualities of these gasolines and gaseous hydrocarbons and by using them as fillers in combination with naphtha, it is possible to steam crack the composite charge to thereby produce a composition for the cracked product (referred to in the "product palette" technique) that strongly resembles a pallet of products resulting from steam cracking, under similar conditions, of a paraffinic naphtha feedstock only.
  • the composition of the effluent produced according to the invention is within a range of ⁇ 20% by weight and preferably, ⁇ 10% by weight, for each component, relative to that of the effluent, when it is an unmodified paraffinic naphtha.
  • a part of the paraffinic naphtha feed is, according to the invention, replaced by a combination of a gasoline feedstock and a hydrocarbon refinery gas feedstock and / or feedstock. butane or propane or a mixture of both.
  • a process for the steam cracking of naphtha uses a filler of a hydrocarbon composition, which comprises a portion of a paraffinic naphtha, modified by a portion of a gasoline in combination with a portion of a gas hydrocarbon refinery and / or a portion of butane or propane or a mixture of both
  • the paraffinic naphtha for use in the process of the invention comprises from 10 to 60% by weight of n-paraffins, from 10 to 60% by weight of isoparaffins, from 0 to 35% by weight of naphthenes, from 0 to 1% by weight. % by weight of olefins and from 0 to 20% by weight of aromatics.
  • a typical paraffinic naphtha for use in the process of the invention comprises about 31% by weight of n-paraffins, 35% by weight of isoparaffins (giving a total paraffinic content of 66% by weight), 26% by weight of naphthenes. 0% by weight of olefins (typically 0.05% by weight of olefins) and 8% by weight of aromatics.
  • this starting paraffinic naphtha feed is modified by adding thereto a gasoline and a hydrocarbon refinery gas and / or butane or propane or a mixture of the two.
  • the gasoline is preferably a fraction from a fluidized-bed catalytic cracking (FCC) unit of an oil refinery (herein referred to as FCC gasoline), which advantageously has not has not been subjected to a hydrogenation treatment (referred to in the art as "hydrorefining"), which increases the paraffin content of gasoline by hydrogenating the unsaturated functions (such as those present in olefins and diolefins) of gasoline
  • FCC gasoline fluidized-bed catalytic cracking unit of an oil refinery
  • hydroorefining referred to in the art as "hydrorefining”
  • the advantage of using a non-hydrorefined FCC gasoline is that by avoiding a hydrogenation process, production costs are reduced by eliminating or reducing the use of hydrogen and avoiding the need for a hydrogenation process. additional hydrorefining capacity.
  • FCC gasoline is a slice or slice of the FCC unit typically having a distillation range of from 30 to 160 ° C, preferably a slice of cup or mixture of slices within the range of between 30 and 65 ° C, 65 to 105 ° C and 105 to 145 ° C.
  • the choice of the particular FCC gasoline or blend of it to be used may be determined based on the requirements at any time for the various cuts produced by the refinery. For example, some gasoline cuts have an octane deficit and could be better valued in a steam cracker than having to increase the octane number in the refinery.
  • the FCC gasoline to be used may have a sulfur content that would be too high for gasolines to be used in the automotive sector and that would require a desulphurization treatment with hydrogen, which is expensive because it consumes more fuel. hydrogen and requires the corresponding capacity on a desulfurization unit.
  • non-hydrorefined FCC gasoline it is preferred to use a non-hydrorefined FCC gasoline, because in the refinery, where there is a need for hydrorefined gasoline for other uses, this can cause bottlenecks in processing by the unit of hydroprocessing.
  • this can freeze appliances and appliances. hydrorefining units, thereby improving the flow management in the refinery, and also by reducing the need for hydrogen.
  • the non-hydrorefined FCC gasoline comprises from 0 to 30% by weight of n-paraffins, from 10 to 60% by weight of isoparaffins, from 0 to 80% by weight of naphthenes, from 5 to 80% by weight olefins and from 0 to 60% by weight of aromatics. More typically, the non-hydrorefined FCC gasoline comprises approximately 3.2% by weight of n-paraffins, 19.2% by weight of isoparaffins (giving a total paraffin content of 22.4% by weight), 18% by weight of naphthenes, 30% by weight of olefins and 29.7% by weight of aromatics.
  • this gas hydrocarbon is rich in C 2 and C 3 hydrocarbons, in particular paraffins (ethane and propane) and olefins (ethylene and propylene).
  • the refinery gas has the following compositional ranges: 0 to 5% by weight hydrogen, 0 to 40% by weight methane, 0 to 50% by weight ethylene, 0 to 80% by weight d ethane, 0 to 50% by weight of propylene, 0 to 80% by weight of propane and 0 to 30% by weight of butane.
  • a typical composition of a refinery gas of this type is approximately 1% by weight of hydrogen, 2% by weight of nitrogen, 0.5% by weight of carbon monoxide, 0% by weight of carbon dioxide. carbon, 10% by weight of methane, 15% by weight of ethylene, 32% by weight of ethane, 13% by weight of propylene, 14% by weight of propane, 2% by weight of isobutane, 4% by weight of weight of n-butane, 3% by weight of butene, 2% by weight of n-pentane, and 1.5% by weight of n-hexane.
  • this butane and / or propane or the mixture of both which is added to the paraffinic naphtha, in combination with the FCC gasoline and optionally the refinery gas, to produce a composite filler for steam cracking
  • this butane and / or this propane or the mixture of two may contain compounds olefins such as butenes and / or propylene, or saturated compounds such as butanes (normal and / or iso) and / or propane.
  • butane and / or propane or the mixture of both contain more than 50% by weight of saturated compounds to maximize the production of light olefins such as ethylene and propylene.
  • Butane and propane are preferably n-butane and n-propane.
  • the composite filler comprises from 5 to 95% by weight of naphtha, from 5 to 95% by weight of a mixture of refinery gas, butane or propane or a mixture of both, and gasoline.
  • the mixture of refinery gas, butane or propane or a mixture of both, and gasoline which is added to the naphtha comprises up to 60% by weight of refinery gas and / or butane or propane gas or a mixture of both, and at least 40% by weight of gasoline, more typically up to 50% by weight of refinery gas and / or butane or propane gas or a mixture of both, and up to 50% by weight of gasoline.
  • the composite naphtha comprises 80% by weight of naphtha, 7% by weight of refinery gas and / or butane or propane or a mixture of both, and 13% by weight of non-hydrorefined FCC gasoline. .
  • the composite filler of naphtha, gasoline, refinery gas and / or butane or propane or a mixture of both. is typically subjected to steam cracking under conditions similar to those known in the art, namely a temperature of between 780 and 880 ° C, preferably between 800 and 850 ° C.
  • the amount of steam may also fall within ranges known in the art, typically between 25 and 60% by weight based on the weight of the hydrocarbon feed.
  • the steam cracking unit for use in the method of the invention is schematically represented.
  • the steam cracking unit comprises a heating assembly consisting of ovens 4, which is provided with coils 6 having a first inlet 8 for the hydrocarbon feed to be cracked and a second inlet 10 for the steam.
  • An outlet pipe 12 of the set of Heating is connected to a primary fractionation column 14.
  • the primary fractionation column 14 comprises overhead gasoline reflux 15 and outlets for the various fractionated products, including an upper outlet 16 for light hydrocarbons and a lower outlet 18 for heavy hydrocarbons, which can be returned to 19 after cooling in line 12 to control the temperature or withdrawn at 17 in the form of heavy products called pyrolysis oil.
  • the entire composite feedstock of naphtha, refinery gas, and / or butane or propane or a mixture of both and gasoline may be fed from the common hydrocarbon inlet or alternatively, the four components of naphtha, FCC gasoline, refinery gas and / or butane or propane or a mixture of the two can be cracked separately in specific tubular coils.
  • the naphtha and the FCC gasoline, on the one hand, butane and / or propane or a mixture of both, and the refinery gas, on the other hand, are cracked separately.
  • naphtha and FCC gasoline are typically cracked at temperatures that are close to each other, typically in the range of 750 to 850 ° C, while butane, propane, refineries that contain ethane and propane must be cracked at higher temperatures, typically in the range of 800 to 900 ° C.
  • the two effluents can be combined at the outlet of the heating assembly before the primary fractionation column.
  • the process of the invention can operate continuously and has the advantage of eliminating excess gasoline from the refinery, and also reducing the need in the refinery for a desulphurization process.
  • Gasoline contains sulfur and, as a result of the steam cracking process, in which gasoline provides some of the composite filler, the most valuable light olefins in the effluent are sulfur free, while the sulfur remains concentrated in the game C5 + of the effluent stream. Therefore, the use of gasoline as part of a feed to be cracked to produce lighter olefins results in partial desulphurization of the gasoline portion of the feed because the sulfur is concentrated in the carbon number fraction. higher and commercially less attractive effluent, namely the C5 + current.
  • the invention provides a process for treating a sulfurized gasoline feedstock, the process comprising the steps of: combining a sulfur gasoline feedstock with a naphtha feedstock to provide a composite feedstock; passing the composite feed through a steam cracker, in the presence of steam, to produce an effluent, the effluent containing at least light olefins, the light olefins comprising at least one of C2 to C4 olefins, and C5 + hydrocarbons; and separating from the effluent a first fraction that is substantially free of sulfur and includes light olefins, and a second fraction that contains sulfur and includes C5 + hydrocarbons.
  • the sulfur is redistributed in the higher carbon number fraction, producing a lower sulfur-free olefinic fraction, which is an effective way of partially desulfurizing the gasoline charge.
  • the process has the advantage that the steam cracking process at least partially dehydrogenates the ethane present in the refinery gases, the dehydrogenation being carried out at a sufficiently high temperature to efficiently produce ethylene.
  • the invention also has the advantage that by adding to the naphtha feed, which contains no or only a small amount of olefins, a non-hydrorefined gasoline which contains a relatively high amount of olefins, typically from 5 to 80% by weight of olefins, the composite feedstock for steam cracking has a higher overall olefin content, compared with the single naphtha, and this translates into a lower energy expenditure for the production of light oliimes (that is, that is, ethylene and propylene) from this feed, as compared with the steam cracking of paraffins or paraffinic feedstocks to such light olefins.
  • light oliimes that is, that is, ethylene and propylene
  • software using linear or non-linear programming, is used continuously to control steam cracking conditions, in particular to control parts of paraffinic naphtha, refinery gas, butane and / or or propane or a mixture of both and the FCC gasoline in the feed, so that stirring presents the desired target composition.
  • the target composition may have substantially the same effluent composition for the important constituents, i.e., ⁇ 20% by weight, preferably ⁇ 10% by weight, relative to that of the unmodified filler.
  • the software can also control the shipment of refinery gas and / or control the quantities of FCC and / or butane or propane gasoline or the mixture of both, taken from the refinery, for example by shipping excess quantities to the refinery. storage tanks.
  • a composite feed comprising 80% by weight of naphtha and 20% of a mixture of refinery gas and non-hydrorefined FCC gasoline, in a weight ratio of one-third gas and two-thirds gasoline. , was subjected to steam cracking.
  • composition of the effluent of the composite filler of Example 1 is similar ( ⁇ 10% by weight for each constituent) to that of the only naphtha, but a part of the naphtha has been replaced by the addition of the gas of FCC refinery and gasoline for the reasons and with the benefits outlined above. It can be seen that high yields of ethylene and propylene are obtained according to the process of the invention, similar to those obtainable simply by steam-cracking of paraffinic naphtha.
  • Table 2 also shows, in contrast, the effluent compositions obtained by steam cracking of the single refinery gas and, separately, of the single FCC gasoline. It can be seen that the steam cracking of the non-hydrorefined FCC gasoline produces a low yield of ethylene and propylene and that the steam cracking of the refinery gas produces a high ethylene yield, but a low propylene yield. However, when the three feeds of naphtha, refinery gas, and non-hydrorefined FCC gasoline are combined, the composition of the effluent is very similar to that of a normal naphtha.
  • a composite filler comprising 60% by weight of naphtha and 40% by weight of a mixture of butane and non-hydrorefined FCC gasoline, in a ratio by weight of half gas and half gasoline, has was subjected to steam cracking.
  • the naphtha has the same starting composition as in the previous example.
  • butane is pure normal butane, such that it can be produced at the outlet of an alkylation unit in a refinery.
  • the non-hydrorefined FCC gasoline has the same starting composition as in the previous example.
  • composition of the effluent of the composite filler of Example 2 is similar ( ⁇ 10% by weight for each constituent) to that of the only naphtha, but part of the naphtha was replaced by the addition of butane and FCC gasoline for the reasons and with the benefits outlined above. It can be seen that high yields of ethylene and propylene are obtained according to the process of the invention, similar to those obtainable simply by steam-cracking of paraffinic naphtha.
  • Table 4 also shows, in contrast, the compositions of the effluents obtained by steam cracking of butane alone and, separately, of the sole essence of FCC. It can be seen that the steam cracking of non-hydrorefined FCC gasoline produces a low yield of ethylene and propylene and that steam cracking of butane produces high yields of ethylene, propylene and C4 and low yields of heavy products. However, when the three feeds of naphtha, butane and non-hydrorefined FCC gasoline are combined, the composition of the effluent is very similar to that of a normal naphtha.

Description

  • La présente invention concerne un procédé pour le vapocraquage de naphta, une composition d'hydrocarbures appropriée pour le vapocraquage, un procédé pour contrôler un vapocraqueur, un appareillage pour contrôler un vapocraqueur et un procédé pour traiter une charge d'essence soufrée.
  • L'industrie pétrochimique exige des monomères (en anglais, "Building Blocks") constitués, par exemple, par des oléfines, des dioléfines et des aromatiques. En Europe, les oléfines sont principalement obtenues par vapocraquage de charges obtenues des raffineries. Les charges disponibles sont principalement des charges de naphta incluant les paraffines, les isoparaffines et les aromatiques. Une charge de naphta utilisable dans le vapocraquage est connue dans la technique comme comprenant une coupe de pétrole dont les constituants les plus légers comportent cinq atomes de carbone et qui présente un point d'ébullition final d'environ 200 °C, le naphta comprenant des constituants à haut indice de carbone présentant un point d'ébullition d'au moins 200 °C. Le vapocraquage de naphta donne des oléfines légères telles que l'éthylène et le propylène, et des dioléfines telles que le butadiène, ainsi que des essences contenant des aromatiques.
  • Lorsqu'un naphta typique est soumis à un vapocraquage, le produit craqué présente typiquement la composition suivante (en % en poids) à la sortie du four :
    % en poids
    (approximatif)
    Hydrogène 1
    Méthane 16
    Acétylène 0,2
    Ethylèue 22
    Ethane 5
    Méthylacétylène, Propadiène 0,3
    Propylène 14
    Propane 0,5
    Butadiène 4
    C4 5
    C5 4
    Benzène 9
    Toluène 5
    Essence non aromatique 2
    Essence aromatique 6
    Fioul 6
    Total 100
  • Les coupes les plus intéressantes, dans le produit craqué, sont les oléfines légères, à savoir l'éthylène et le propylène. Leur rendement est directement lié à la présence de paraffines dans la charge. Lorsque des paraffines en chaînes droites sont présentes, la formation d'éthylène est favorisée. Lorsque des isoparaffines sont présentes, la formation de propylène est favorisée. Le rendement relatif en propylène est exprimé comme le rapport en poids du propylène par rapport à l'éthylène et est typiquement compris entre 0,5 et 0,75.
  • Récemment, en raison de la croissance des besoins en oléfines, la fourniture de la charge de départ de naphta paraffinique, dans une usine pétrochimique alimentée depuis une raffinerie, a eu tendance à être quelque peu limitée.
  • DE-A-3708332 décrit un procédé de craquage thermique d'éthylène dans un vapocraqueur, où l'éthylène est mélangé au naphta de manière à préparer une charge composée essentiellement de naphta et de 10 à 80 % en poids d'éthylène, contenant optionnellement, en plus du naphta, des fractions allant jusqu'au gasoil (température d'ébullition jusqu'à 350°C) et/ou des sous-produits recyclés d'une usine pétrochimique pouvant aller jusqu'à 50% du naphta. Ce procédé a comme inconvénient qu'il exige des quantités relativement importantes d'éthylène (au moins 10%) dans les matières premières et qu'ensuite les rendements en éthylène (par rapport à l'éthylène introduit dans la charge) et en propylène ne sont pas particulièrement élevés.
  • US-A-3786110 décrit un procédé de production d'hydrocarbures insaturés obtenus par pyrolyse, où les fractions indésirables sont réduites par l'addition aux produits de la pyrolyse d'un inhibiteur de polymérisation contenant des hydrocarbures asphaltiques.
  • Un procédé pour le vapocraquage de naphta capable de fournir un rendement commercialement acceptable d'oléfines, en particulier des oléfines légères comme l'éthylène et le propylène, tout en réduisant la quantité de matière de départ de naphta paraffinique requise, est donc nécessaire dans la technique.
  • Les raffineries produisent un large éventail de produits. Certains d'entre eux peuvent, en fonction des exigences techniques des marchés locaux et d'autres considérations commerciales, présenter une faible valeur commerciale et sont par conséquent considérés comme étant "excédentaires". Actuellement, des produits comme les essences et certains hydrocarbures gazeux sont considérés comme obtenus en trop grande quantité. Si des produits de ce type peuvent être utilisés dans certains procédés pétrochimiques, ils ne sont pas utilisés couramment dans les opérations de vapocraquage, car, pour les produits liquides, ils n'ont pas la quantité requise de paraffines.
  • L'éthane et le propane sont utilisés comme charges pour vapocraquage, en particulier aux Etats-Unis, où le gaz naturel, dont ils sont extraits, est abondant. Ces paraffines génèrent une grande quantité d'éthylène (supérieure à 50%), lorsqu'elles sont vapocraquées, ce qui conduit à traiter ces charges dans des unités spécifiquement dimensionnées pour ce type de charges. Certains gaz hydrocarbonés de raffinerie, comme les gaz de FCC, contiennent des quantités substantielles de paraffines (éthane et propane) et d'oléfines (éthylène, propylène). Toutefois, lorsqu'ils sont vapocraqués en tant que tels, ils ont tendance à générer des effluents gazeux craqués présentant une composition qui est différente de celle des effluents de vapocraquage de naphta normal. Cela pose un problème, car cela génère un déséquilibre dans la section, en aval (en particulier, les colonnes de distillation) d'un vapocraqueur craquant du naphta.
  • Le butane et le propane sont également utilisés, soit seuls ou en mélange avec du naphta, comme charges des vapocraqueurs. Lorsqu'on tente de les utiliser exclusivement, le problème du déséquilibre dans la section aval d'un vapocraqueur au naphta se manifeste également. Selon les disponibilités de la raffinerie ou du marché, ces gaz liquéfiés peuvent être en excédent et il est par conséquent intéressant de les utiliser comme charge d'un vapocraqueur.
  • DE-A-3708332 , déjà cité, n'aborde pas le problème technique qui consiste à produire un effluent dont la composition correspond à celle produite par le vapocraquage d'un naphta. Dans les exemples de DE-A-3708332, quand l'éthylène est ajouté (seul) au naphta, la composition de l'effluent, particulièrement en ce qui concerne l'éthylène et le propylène, est substantiellement altérée par rapport au craquage du naphta seul dans les mêmes conditions, ce qui peut conduire à réduire sensiblement la capacité de l'unité de vapocraquage.
  • Un procédé pétrochimique qui apporte une plus grande valeur économique aux produits de raffinage "excédentaires", tels que les essences et les hydrocarbures gazeux, est également nécessaire à la technique.
  • L'invention vise à satisfaire au moins partiellement ces besoins.
  • A cet effet, l'invention propose un procédé pour le vapocraquage de naphta, ce procédé comprenant le passage dans un vapocraqueur, en présence de vapeur, d'une charge d'hydrocarbures, qui comprend une partie d'un naphta paraffinique modifié par l'addition de la combinaison d'un premier composant, comprenant une partie d'essence, et d'un second composant, comprenant une partie d'au moins un gaz de raffinerie hydrocarboné, et d'une charge riche en paraffines comprenant au moins une paraffine sélectionnée à partir du propane et du butane ou un mélange des deux.
  • L'invention propose également une composition d'hydrocarbures appropriée pour le vapocraquage, comprenant une partie d'un naphta paraffinique, modifié par l'addition de la combinaison d'un premier composant, comprenant une partie d'essence, et d'un second composant, comprenant une partie d'au moins un gaz de raffinerie hydrocarboné, et d'une charge riche en paraffines comprenant au moins une paraffine sélectionnée à partir du propane et du butane ou un mélange des deux.
  • L'invention propose en outre un procédé pour contrôler un vapocraqueur, ce procédé comprenant la fourniture à un vapocraqueur de vapeur et d'une charge d'hydrocarbures comprenant une partie d'un naphta paraffinique, modifié par l'addition de la combinaison d'un premier composant, comprenant une partie d'essence, et d'un second composant, comprenant une partie d'au moins un gaz de raffinerie hydrocarboné et d'une charge riche en paraffines comprenant au moins une paraffine sélectionnée à partir du propane et du butane ou un mélange des deux, et le contrôle de manière continue des apports de naphta paraffinique, du second composant et de l'essence dans la charge, afin de donner à l'effluent une composition cible souhaitée.
  • L'invention propose également un procédé pour traiter une charge d'essence soufrée, ce procédé comprenant les phases suivantes: combiner une charge d'essence soufrée à une charge de naphta pour fournir une charge composite ; faire passer la charge composite dans un vapocraqueur, en présence de vapeur, pour produire un effluent, l'effluent contenant au moins des oléfines légères, les oléfines légères comprenant au moins une des oléfines en C2 à C4, et des hydrocarbures en C5+ ; et séparer de l'effluent une première fraction qui est pratiquement exempte de soufre et comprend les oléfines légères, et une deuxième fraction qui contient du soufre et comprend les hydrocarbures en C5+.
  • L'invention repose sur la découverte surprenante par la Demanderesse qu'en sélectionnant certaines quantités et qualités de ces essences et de ces hydrocarbures gazeux et en les utilisant comme charges en combinaison avec du naphta, il est possible de vapocraquer la charge composite pour produire ainsi une composition pour le produit craqué (appelée dans la technique "palette de produits") qui ressemble fortement à une palette de produits résultant d'un vapocraquage, dans des conditions similaires, d'une charge de naphta paraffinique seulement. La composition de l'eflluent produit suivant l'invention est comprise dans un intervalle de ± 20 % en poids et, de préférence, ± 10% en poids, pour chaque composant, par rapport à celle de l'effluent, lorsque celui-ci est un naphta paraffinique non modifié.
  • En réalité, par conséquent, une partie de la charge de naphta paraffinique est, suivant l'invention, remplacée par une combinaison d'une charge d'essence et d'une charge de gaz de raffinerie hydrocarboné et/ou d'une charge de butane ou de propane ou un mélange des deux.
  • Cela offre les avantages combinés (a) de réduire la quantité des charges de naphta paraffinique nécessaire pour le procédé de vapocraquage et (b) d'utiliser les produits hydrocarbonés gazeux et d'essence "excédentaires" dans le procédé de vapocraquage, pour produire des produits économiquement bénéfiques et utiles, à savoir des oléfines légères, en n'apportant que quelques modifications mineures à l'unité de vapocraquage, car le bilan de matières global n'est que légèrement modifié.
  • Des formes de réalisation de l'invention vont à présent être décrites, à titre d'exemple uniquement, avec référence au dessin annexé, dans lequel :
    • La Figure 1 montre de manière schématique une unité pour le vapocraquage de charges contenant du naphta suivant une forme de réalisation de l'invention.
  • Suivant l'invention, un procédé pour le vapocraquage de naphta utilise une charge d'une composition d'hydrocarbures, qui comprend une partie d'un naphta paraffinique, modifié par une partie d'une essence en combinaison avec une partie d'un gaz de raffinerie hydrocarboné et/ou une partie de butane ou de propane ou un mélange des deux
  • Le naphta paraffinique à utiliser dans le procédé de l'invention comprend de 10 à 60 % en poids de n-paraffines, de 10 à 60 % en poids d'isoparaffines, de 0 à 35 % en poids de naphtènes, de 0 à 1 % en poids d'oléfines et de 0 à 20 % en poids d'aromatiques. Un naphta paraffinique typique à utiliser dans le procédé de l'invention comprend environ 31 % en poids de n-paraffines, 35 % en poids d'isoparaffines (donnant une teneur paraffinique totale de 66 % en poids), 26 % en poids de naphtènes, 0 % en poids d'oléfines (typiquement 0,05 % en poids d'oléfines) et 8 % en poids d'aromatiques.
  • Suivant l'invention, cette charge de naphta paraffinique de départ est modifiée par l'addition à celle-ci d'une essence et d'un gaz de raffinerie hydrocarboné et/ou de butane ou de propane ou un mélange des deux
  • L'essence est de préférence une coupe provenant d'une unité de FCC ("fluidised-bed catalytic cracking ou craquage catalytique en lit fluidisé) d'une raffinerie de pétrole (appelée ici essence de FCC), qui, avantageusement, n'a pas été soumise à un traitement d'hydrogénation (désigné dans la technique par "hydroraffinage"), qui augmente la teneur en paraffines de l'essence en hydrogénant les fonctions insaturées (comme celles présentes dans les oléfines et les dioléfines) de l'essence. L'avantage d'utiliser une essence de FCC non hydroraffinée est qu'en évitant un processus d'hydrogénation, on réduit les coûts de production, en supprimant ou en réduisant l'utilisation d'hydrogène et en évitant la nécessité d'une capacité d'hydroraffinage supplémentaire.
  • L'essence de FCC est une coupe ou un mélange de coupes de l'unité de FCC présentant typiquement un intervalle de distillation compris entre 30 et 160 °C, de préférence une coupe ou un mélange de coupes venant à ébullition dans l'intervalle compris entre 30 et 65 °C, 65 à 105 °C et 105 à 145 °C. Le choix de l'essence de FCC particulière ou du mélange de celle-ci à utiliser peut être déterminé en fonction des exigences à tout moment pour les diverses coupes produites par la raffinerie. Par exemple, certaines coupes d'essence ont un déficit d'octane et pourraient être mieux valorisées dans un vapocraqueur plutôt que d'avoir à augmenter l'indice d'octane dans la raffinerie. De plus, l'essence de FCC à utiliser peut présenter une teneur en soufre qui serait trop élevée pour des essences à utiliser dans le secteur automobile et qui exigerait un traitement de désulfuration par l'hydrogène, lequel est coûteux, car il consomme de l'hydrogène et nécessite la capacité correspondante sur une unité de désulfuration.
  • On préfère utiliser une essence de FCC non hydroraffinée, car, dans la raffinerie, où il existe un besoin pour de l'essence hydroraffinée pour d'autres usages, cela peut provoquer des goulots d'étranglement dans le traitement par l'unité d'hydroraffinage. En réduisant la quantité d'essence non hydroraffinée présente dans la raffinerie, à savoir en consommant l'essence non hydroraffinée dans le procédé de vapocraquage de l'invention, cela peut dégoulotter les appareils et les unités d'hydroraffinage, en améliorant de ce fait la gestion des flux dans la raffinerie, et également en réduisant les besoins en hydrogène.
  • Typiquement, l'essence de FCC non hydroraffinée comprend de 0 à 30 % en poids de n-paraffines, de 10 à 60 % en poids d'isoparaffines, de 0 à 80 % en poids de naphtènes, de 5 à 80 % en poids d'oléfines et de 0 à 60 % en poids d'aromatiques. Plus typiquement, l'essence de FCC non hydroraffinée comprend approximativement 3,2 % en poids de n-paraffines, 19,2 % en poids d'isoparaffines (donnant une teneur en paraffines totale de 22,4 % en poids), 18 % en poids de naphtènes, 30 % en poids d'oléfines et 29,7 % en poids d'aromatiques.
  • Si, toutefois, une essence de FCC hydroraffinée était utilisée, une quantité substantielle d'hydrogène serait nécessaire pour l'hydrogéner et la composition hydroraffinée ressemblerait à un naphta typique utilisé pour le vapocraquage.
  • En ce qui concerne le gaz de raffinerie hydrocarboné qui est ajouté, en combinaison avec l'essence de FCC et/ou le butane ou le propane ou un mélange des deux, au naphta paraffinique, pour produire une charge composite pour le vapocraquage, ce gaz hydrocarboné est riche en hydrocarbures en C2 et C3, en particulier en paraffines (éthane et propane) et en oléfines (éthylène et propylène). De préférence, le gaz de raffinerie présente les intervalles de composition suivants : 0 à 5 % en poids d'hydrogène, 0 à 40 % en poids de méthane, 0 à 50 % en poids d'éthylène, 0 à 80 % en poids d'éthane, 0 à 50 % en poids de propylène, 0 à 80 % en poids de propane et 0 à 30 % en poids de butane. Une composition typique d'un gaz de raffinerie de ce type est, approximativement, 1 % en poids d'hydrogène, 2 % en poids d'azote, 0,5 % en poids de monoxyde de carbone, 0 % en poids de dioxyde de carbone, 10 % en poids de méthane, 15 % en poids d'éthylène, 32 % en poids d'éthane, 13 % en poids de propylène, 14 % en poids de propane, 2 % en poids d'isobutane, 4 % en poids de n-butane, 3 % en poids de butène, 2 % en poids de n-pentane, et 1,5 % en poids de n-hexane.
  • En ce qui concerne le butane et/ou le propane ou le mélange des deux qui est ajouté au naphta paraffinique, en combinaison avec l'essence de FCC et optionnellement le gaz de raffinerie, pour produire une charge composite pour le vapocraquage, ce butane et /ou ce propane ou le mélange de deux peuvent contenir des composés oléfiniques tels que butènes et/ou propylène, ou des composés saturés tels que butanes (normal et/ou iso) et/ou propane. De préférence, le butane et/ou le propane ou le mélange des deux contiennent plus de 50% en poids de composés saturés pour maximiser la production d'oléfines légères telles qu'éthylène et propylène. Le butane et le propane sont de préférence du n-butane et du n-propane.
  • Suivant le procédé de l'invention, les parties de naphta, de gaz de raffinerie, de butane ou de propane ou un mélange des deux, et d'essence sont combinées pour former une charge composite, qui est ensuite soumise au vapocraquage. De préférence, la charge composite comprend de 5 à 95 % en poids de naphta, de 5 à 95 % en poids d'un mélange de gaz de raffinerie, de butane ou de propane ou un mélange des deux, et d'essence. Typiquement, le mélange de gaz de raffinerie, de butane ou de propane ou un mélange des deux, et d'essence qui est ajouté au naphta comprend jusqu'à 60 % en poids de gaz de raffinerie et/ou de butane ou de propane ou un mélange des deux., et au moins 40 % en poids d'essence, plus typiquement jusqu'à 50 % en poids de gaz de raffinerie et/ou de butane ou de propane ou un mélange des deux, et jusqu'à 50 % en poids d'essence. De façon plus préférée, le naphta composite comprend 80 % en poids de naphta, 7 % en poids de gaz de raffinerie et/ou de butane ou de propane ou un mélange des deux, et 13 % en poids d'essence de FCC non hydroraffinée.
  • La charge composite de naphta, d'essence, de gaz de raffinerie et/ou de butane ou de propane ou un mélange des deux. est typiquement soumise à un vapocraquage dans des conditions similaires à celles connues dans la technique, à savoir une température comprise entre 780 et 880 °C, de préférence entre 800 et 850 °C. La quantité de vapeur peut également tomber dans des intervalles connus dans la technique, typiquement entre 25 et 60 % en poids sur la base du poids de la charge d'hydrocarbures.
  • Avec référence à la Figure 1 du dessin annexé, la section chaude d'une unité de vapocraquage à utiliser dans le procédé de l'invention est représentée de manière schématique. L'unité de vapocraquage, indiquée généralement par 2, comprend un ensemble de chauffage constitué de fours 4, qui est pourvu de serpentins 6 comportant une première entrée 8 pour la charge d'hydrocarbures à craquer et une deuxième entrée 10 pour la vapeur. Une conduite de sortie 12 de l'ensemble de chauffage est reliée à une colonne de fractionnement primaire 14. La colonne de fractionnement primaire 14 comprend un reflux d'essence en tête 15 et des sorties pour les divers produits fractionnés, y compris une sortie supérieure 16 pour les hydrocarbures légers et une sortie inférieure 18 pour les hydrocarbures lourds, qui peuvent être renvoyés en 19 après refroidissement dans la conduite 12 pour en contrôler la température ou soutirés en 17 sous forme de produits lourds appelés huile de pyrolyse.
  • Dans cette description simplifiée et dans la présentation des exemples qui suit, on ne considère que les charges venant de l'extérieur du vapocraqueur, communément appelées charges fraîches, et non les recycles éventuels de produits provenant du vapocraqueur lui-même, tels que l'éthane souvent recraqué jusqu'à extinction.
  • Si on le souhaite, la charge composite tout entière du naphta, du gaz de raffinerie, et/ou du butane ou du propane ou du mélange des deux et de l'essence peut être alimentée par l'entrée commune 8 d'hydrocarbures ou, en variante, les quatre composants de naphta, d'essence de FCC, de gaz de raffinerie et/ou de butane ou de propane ou de mélange des deux peuvent être craqués séparément dans des serpentins tubulaires spécifiques. Dans une forme de réalisation particulière, le naphta et l'essence de FCC, d'une part, le butane et/ou le propane ou un mélange des deux, et le gaz de raffinerie, d'autre part, sont craqués séparément. La raison en est que le naphta et l'essence de FCC sont typiquement craqués à des températures qui sont proches les unes des autres, typiquement dans l'intervalle de 750 à 850 °C, alors que le butane, le propane et les gaz de raffinerie qui contiennent de l'éthane et du propane doivent être craqués à des températures supérieures, typiquement dans l'intervalle de 800 à 900 °C. Les deux effluents peuvent être combinés à la sortie de l'ensemble de chauffage avant la colonne de fractionnement primaire.
  • Le procédé de l'invention peut fonctionner de manière continue et offre l'avantage d'éliminer l'essence excédentaire de la raffinerie, et de réduire également le besoin dans la raffinerie pour un procédé de désulfuration. L'essence contient du soufre et, à la suite du procédé de vapocraquage, dans lequel l'essence fournit une partie de la charge composite, les oléfines légères les plus intéressantes dans l'effluent sont exemptes de soufre, alors que le soufre reste concentré dans la partie C5+ du courant d'effluent. Par conséquent, l'utilisation de l'essence comme partie d'une charge à vapocraquer pour produire des oléfines plus légères amène une désulfuration partielle de la partie d'essence de la charge, car le soufre est concentré dans la fraction à nombre de carbone plus élevé et commercialement moins intéressante de l'effluent, à savoir le courant de C5+.
  • De manière correspondante, selon un autre aspect, l'invention propose un procédé pour traiter une charge d'essence soufrée, le procédé comprenant les phases suivantes: combiner une charge d'essence soufrée à une charge de naphta pour fournir une charge composite ; faire passer la charge composite par un vapocraqueur, en présence de vapeur, pour produire un effluent, l'effluent contenant au moins des oléfines légères, les oléfines légères comprenant au moins une des oléfines en C2 à C4, et des hydrocarbures en C5+ ; et séparer de l'effluent une première fraction qui est pratiquement exempte de soufre et comprend les oléfines légères, et une deuxième fraction qui contient du soufre et comprend les hydrocarbures en C5+. De cette façon, le soufre est redistribué dans la fraction à nombre de carbone plus élevé, produisant une fraction oléfinique à nombre de carbone moindre exempte de soufre, ce qui est une manière efficace de désulfurer partiellement la charge d'essence.
  • En outre, le procédé offre l'avantage que le traitement de vapocraquage déshydrogène au moins partiellement l'éthane présent dans les gaz de raffinerie, la déshydrogénation étant effectuée à une température suffisamment élevée pour produire efficacement de l'éthylène.
  • L'invention offre également l'avantage qu'en ajoutant à la charge de naphta, qui ne contient pas ou seulement une faible quantité d'oléfines, une essence non hydroraffinée, qui contient une quantité relativement élevée d'oléfines, typiquement de 5 à 80 % en poids d'oléfines, la charge composite pour le vapocraquage présente une teneur globale supérieure en oléfines, par comparaison avec le seul naphta, et cela se traduit par une dépense énergétique moindre pour la production d'oléimes légères (c'est-à-dire en d'éthylène et de propylène) à partir de cette charge, par comparaison avec le vapocraquage de paraffines ou charges paraffiniques en oléfines légères de ce type.
  • Suivant un autre aspect de l'invention, un logiciel, utilisant une programmation linéaire ou non linéaire, est utilisé de manière continue pour contrôler les conditions de vapocraquage, en particulier contrôler les parties du naphta paraffinique, du gaz de raffinerie, du butane et/ou du propane ou du mélange des deux et de l'essence FCC dans la charge, afin que remuent présente la composition cible souhaitée. Par exemple, la composition cible peut avoir sensiblement la même composition d'effluent pour les constituants importants, c'est-à-dire ± 20 % en poids, de préférence ± 10 % en poids par rapport à celle de la charge non modifiée. Le logiciel peut également contrôler l'envoi du gaz de raffinerie et/ou contrôler les quantités d'essence de FCC et/ou de butane ou de propane ou de mélange des deux, reprises de la raffinerie, par expédition par exemple des quantités excédentaires vers les réservoirs de stockage.
  • L'invention va à présent être décrite plus en détail avec référence aux deux exemples suivants.
    • EXEMPLE 1
  • Dans cet exemple, une charge composite comprenant 80 % en poids de naphta et 20 % d'un mélange de gaz de raffinerie et d'essence de FCC non hydroraffinée, selon un rapport en poids de un tiers de gaz et deux tiers d'essence, a été soumise à un vapocraquage.
  • Le naphta a la composition de départ approximative suivante :
    • 31 % en poids de n-paraffines,
    • 35 % en poids d'isoparaffines (donnant une teneur paraffinique totale de 66 % en poids),
    • 26 % en poids de naphtènes,
    • 0,05 % en poids d'oléfines,
    • 0 % en poids de dioléfines,
    • 8 % en poids d'aromatiques.
  • Le gaz de raffinerie a la composition de départ approximative suivante :
    • 1 % en poids d'hydrogène,
    • 2 % en poids d'azote,
    • 0,5 % en poids de monoxyde de carbone,
    • 0 % en poids de dioxyde de carbone,
    • 10 % en poids de méthane,
    • 15 % en poids d'éthylène,
    • 32 % en poids d'éthane,
    • 13 % en poids de propylène,
    • 14 % en poids de propane,
    • 2 % en poids d'isobutane,
    • 4 % en poids de n-butane,
    • 3 % en poids de butène,
    • 2 % en poids de n-pentane,
    • et 1,5 % en poids de n-hexane.
  • L'essence de FCC non hydroraffinée a la composition de départ approximative suivante :
    • 3 % en poids de n-paraffines,
    • 19 % en poids d'isoparaffines (donnant une teneur paraffinique totale de 22 % en poids),
    • 18 % en poids de naphtènes,
    • 30 % en poids d'oléfines,
    • 30 % en poids d'aromatiques.
  • Après vapocraquage, l'effluent global de l'ensemble des fours en sortie 12 sans recycle éventuel de l'éthane produit par le vapocraqueur a la composition indiquée au Tableau 1. Tableau 1 Composition de l'effluent de l'Exemple 1
    % en poids
    (approximatif)
    H2 0,9
    Méthane 16,0
    Acétylène 0,2
    Ethylène 22,0
    Ethane 5,3
    Méthylacétylène Propadiène 0,3
    Propane 0,6
    Propylène 12,5
    Butadiène 3,4
    C4 4,4
    C5 3,8
    Benzène 8,9
    Toluène 6,3
    Essence non aromatique 2,0
    Essence aromatique 6,9
    Fioul 6,5
  • Par contraste, lorsque 100% du même naphta était soumis à un vapocraquage dans les mêmes conditions, l'effluent obtenu avait la composition indiquée au Tableau 2. Tableau 2
    Naphta Gaz de raffinerie Essence de FCC non hydroraffinée
    Hydrogène 0,8 2,6 0,6
    Méthane 15,2 27,4 13,6
    Acétylène 0,2 0,2 0,1
    Ethylène 21,8 43,5 12,5
    Ethane 5,0 12,5 3,1
    MAPD 0,4 0,1 0,3
    Propylène 14,2 2,7 7,5
    Propane 0,6 0,5 0,3
    Butadiène 3,7 1,7 2,2
    C4 5,1 0,4 2,5
    C5 4,3 0,6 2,2
    Benzène 9,1 3,8 10,0
    Toluène 5,4 0,5 14,9
    Essence non aromatique 2,4 0,1 1,1
    Essence aromatique 5,8 1,4 16,8
    Fioul 6,0 2,0 12,3
  • On peut voir que l'effluent résultant du vapocraquage de la combinaison des trois charges de naphta paraffinique, de gaz de raffinerie et d'essence de FCC non hydroraffinée, ressemble très fort à l'effluent issu du vapocraquage du seul naphta paraffinique correspondant.
  • Ainsi, la composition de l'effluent de la charge composite de l'Exemple 1 est semblable (± 10 % en poids pour chaque constituant) à celle du seul naphta, mais une partie du naphta a été remplacée par l'addition du gaz de raffinerie et de l'essence de FCC pour les raisons et avec les avantages indiqués ci-dessus. On peut voir que des rendements d'éthylène et de propylène élevés sont obtenus suivant le procédé de l'invention, semblables à ceux pouvant être obtenus simplement par vapocraquage du naphta paraffinique.
  • Le Tableau 2 montre également, par contraste, les compositions des effluents obtenus par vapocraquage du seul gaz de raffinerie et, séparément, de la seule essence de FCC. On peut voir que le vapocraquage de l'essence de FCC non hydroraffinée produit un faible rendement d'éthylène et de propylène et que le vapocraquage du gaz de raffinerie produit un haut rendement d'éthylène, mais un faible rendement de propylène. Toutefois, lorsque les trois charges de naphta, de gaz de raffinerie et d'essence de FCC non hydroraffinée, sont combinées, la composition de l'effluent ressemble très fort à celle d'un naphta normal.
    • EXEMPLE 2
  • Dans cet exemple, une charge composite comprenant 60 % en poids de naphta et 40 % en poids d'un mélange de butane et d'essence de FCC non hydroraffinée, selon un rapport en poids de moitié de gaz et moitié d'essence, a été soumise à un vapocraquage.
  • Le naphta a la même composition de départ que dans l'exemple précédent.
  • Le butane est dans cet exemple du normal butane pur, tel qu'il peut être produit en sortie d'une unité d'alkylation en raffinerie.
  • L'essence de FCC non hydroraffinée a la même composition de départ que dans l'exemple précédent.
  • Après vapocraquage, l'effluent global de l'ensemble des fours en sortie 12 sans recycle éventuelle de l'éthane produit par le vapocraqueur a la composition indiquée au Tableau 3. Tableau 3 Composition de l'effluent de l'Exemple 2
    % en poids
    (approximatif)
    H2 0,8
    Méthane 15,4
    Acétylène 0,2
    Ethylène 21,9
    Ethane 4,8
    Méthylacétylène Propadiène 0,4
    Propylène 14,1
    Propane 0,5
    Butadiène 3,2
    C4 5,9
    C5 3,7
    Benzène 7,7
    Toluène 6,3
    Essence non aromatique 2,1
    Essence aromatique 6,9
    Fioul 6,1
  • Par contraste, lorsque 100% du même naphta était soumis à un vapocraquage dans les mêmes conditions, l'effluent obtenu avait la composition indiquée au Tableau 2 et rappelée au Tableau 4. Tableau 4
    Naphta Butane Essence de FCC non hydroraffinée
    Hydrogène 0,8 0,9 0,6
    Méthane 15,2 18,8 13,6
    Acétylène 0,2 0,4 0,1
    Ethylène 21,8 32,7 12,5
    Ethane 5,0 5,9 3,1
    MAPD 0,4 0,3 0,3
    Propylène 14,2 19,7 7,5
    Propane 0,6 0,4 0,3
    Butadiène 3,7 2,8 2,2
    C4 5,1 11,2 2,5
    C5 4,3 2,2 2,2
    Benzène 9,1 2,2 10,0
    Toluène 5,4 0,6 14,9
    Essence non aromatique 2,4 0,8 1,1
    Essence aromatique 5,8 0,5 16,8
    Fioul 6,0 0,6 12,3
  • On peut voir que l'effluent résultant du vapocraquage de la combinaison des trois charges de naphta paraffinique, de butane et d'essence de FCC non hydroraffinée ressemble très fort à l'effluent issu du vapocraquage du seul naphta paraffinique correspondant.
  • Ainsi, la composition de l'effluent de la charge composite de l'Exemple 2 est semblable (± 10 % en poids pour chaque constituant) à celle du seul naphta, mais une partie du naphta a été remplacée par l'addition du butane et de l'essence de FCC pour les raisons et avec les avantages indiqués ci-dessus. On peut voir que des rendements d'éthylène et de propylène élevés sont obtenus suivant le procédé de l'invention, semblables à ceux pouvant être obtenus simplement par vapocraquage du naphta paraffinique.
  • Le Tableau 4 montre également, par contraste, les compositions des effluents obtenus par vapocraquage du seul butane et, séparément, de la seule essence de FCC. On peut voir que le vapocraquage de l'essence de FCC non hydroraffinée produit un faible rendement d'éthylène et de propylène et que le vapocraquage du butane produit de hauts rendements en éthylène, propylène et C4 et de faibles rendements en produits lourds. Toutefois, lorsque les trois charges de naphta, de butane et d'essence de FCC non hydroraffinée sont combinées, la composition de l'effluent ressemble très fort à celle d'un naphta normal.

Claims (20)

  1. Procédé pour le vapocraquage de naphta, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend le passage dans un vapocraqueur en présence de vapeur d'eau, d'une charge d'hydrocarbures comprenant de 5 à 95 % en poids d'un naphta paraffinique et de 95% à 5 % en poids d'un mélange d'un premier composant, à savoir une essence issue d'une unité de craquage catalytique en lit fluidise (FCC) et d'un second composant comprenant au moins un gaz de raffinerie hydrocarbone et au moins une charge riche en paraffines, le naphta paraffinique comprenant de 10 à 60 % en poids de n-paraffines, de 10 à 60 % en poids d'isoparaffines, de 0 à 35 % en poids de naphtènes, de 0 à 1 % en poids d'oléfines et de 0 à 20 % en poids d'aromatiques, l'essence de FCC étant une essence non hydrogénée comprenant de 0 à 30% en poids de n-paraffines, de 10 à 60 % en poids d'isoparaffines de 0 à 80 % en poids de naphtènes, de 5 à 80% en poids d'oléfines et de 0 à 50 % en poids d'aromatiques, le gaz de raffinerie comprenant de 0 à 5 % en poids d'hydrogène, de 0 à 40 % en poids, de méthane de 0 à 50 % en poids d'éthylène, de 0 à 80 % en poids d'éthane, de 0 à 50 % en poids de propylène, de 0 à 80 % en poids de propane et de 0 à 30% en poids de butanes, et la charge riche en paraffines contenant au moins 50 % en poids d'hydrocarbures saturés, ladite charge comprenant au moins du propane ou du butane.
  2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel le mélange du premier et du second composants comprend jusqu'à 60% en poids du second composant et au moins 40 % en poids d'essence.
  3. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel le mélange du premier et du second composants comprend jusqu'à 50 % en poids du second composant et au moins 50 % en poids d'essence.
  4. Procédé suivant la revendication 2 ou 3, dans lequel le mélange du premier et du second composants comprend environ un tiers en % en poids du second composant et environ deux tiers en % en poids d'essence.
  5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la charge comprend environ 80 % en poids de naphta, environ 7 % en poids du second composant et environ 13 % en poids d'essence.
  6. Procédé suivant l'une des revendications précedentes dans lequel l'essence de FCC est une coupe ou un mélange de coupes d'une unité de FCC présentant un intervalle de distillation compris entre 30 et 160°C.
  7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le second composant consiste au moins en du propane et du butane.
  8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la charge composite de naphta, d'essence et du second composant est soumise à un vapocraquage dans des conditions comprenant une température comprise 780 et 880 °C.
  9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 dans lequel la quantité de vapeur est de 25 à 60 % en poids sur la base du poids de la charge d'hydrocarbures.
  10. Composition d'hydrocarbures appropriée pour un procédé de vapocraquage, cette composition comprenant de 5 à 95 % en poids d'un naphta paraffinique et de 95 % à 5 % en poids d'un mélange d'un premier composant, à savoir une essence issue d'une unité de craquage catalytique en lit fluidisé (FCC) et d'un second composant comprenant au moins un gaz de raffinerie hydrocarboné et au moins une charge riche en paraffines, le naphta paraffinique comprenant de 10 à 60 % en poids de n-paraffines, de 10 à 60 % en poids d'isoparaffines, dé 0 à 35 % en poids de naphtènes, de 0 à 1 % en poids d'oléfines et de 0 à 20 % en poids d'aromatiques, l'essence de FCC étant une essence non hydrogénée comprenant de 0 à 30 % en poids de n-paraffines, de 10 à 60 % en poids d'isoparaffines, de 0 à 80 % en poids de naphtènes, de 5 à 80 % en poids d'oléfines et de 0 à 60 % en poids d'aromatiques, le gaz de raffinerie comprenant de 0 à 5 % en poids, d'hydrogène, de 0 à 40 % en poids de méthane, de 0 à 50 % en poids d'éthylène, de 0 à 80 % en poids d'éthane, de 0 à 50 % en poids de propylène, de 0 à 80 % en poids de propane et de 0 à 30 % en poids de butanes, et la charge riche en paraffines contenant au moins 50 % en poids d'hydrocarbures saturés, ladite charge comprenant au moins du propane ou du butane
  11. Composition d'hydrocarbures suivant la revendication 10, dans laquelle le mélange du premier et du second composants au naphta comprend jusqu'à 60 % du second composant et au moins 40 % en poids d'essence.
  12. Composition d'hydrocarbures suivant la revendication 11, dans laquelle le mélange du premier et du second composants comprend jusqu'à 50 % du second composant et au moins 50% en poids d'essence.
  13. Composition d'hydrocarbures suivant la revendication 11 ou 12, dans laquelle le mélange du premier et du second composants comprend environ un tiers en % en poids du second composant et environ deux tiers en % en poids d'essence.
  14. Composition d'hydrocarbures suivant la, revendications 13 dans laquelle la charge comprend environ 80 % en poids de naphta, environ 7 % en poids du second composant et environ 13 % en poids d'essence.
  15. Composition d'hydrocarbures suivant l'une quelconque des revendications 10 à 14, dans laquelle le second composant cousante au moins en du propane et du butane.
  16. Procédé pour contrôler un vapocraqueur, ce procédé comprenant :
    - la fourniture à un vapocraqueur de vapeur et d'une charge d'hydrocarbures comprenant de 5 à 95% en poids d'un naphta paraffinique et de 95 % à 5 % en poids d'un mélange d'un premier composant, à savoir une essence issue d'une unité de craquage catalytique en lit fluidise (FCC) et d'un second composant comprenant au moins un gaz de raffinerie hydrocarboné et au moins une charge riche en paraffines, le naphta paraffinique comprenant de 10 à 60% en poids de n-paraffines, de 10 à 60 % en poids d'isoparaffines, de 0 à 35 % en poids de naphtènes, de 0 à 1 % en poids d'oléfines et de 0 à 20 % en poids d'aromatiques, l'essence de FCC étant une essence non hydrogénée comprenant de 0 à 30 % en poids de n-paraffines, de 10 à 60 % en poids d'isoparaffines, de 0 à 80 % en poids de naphtènes, de 5 à 80 % en poids d'oléfines et de 0 à 60 % en poids d'aromatiques, le gaz de raffinerie comprenant de 0 à 5 % en poids d'hydrogène, de 0 à 40% en poids de méthane, de 0 à 50 % en poids d'éthylène de 0 à 80 % en poids d'éthane, de 0 à 50 % en poids de propylène, de 0 à 80 % en poids de propane et de 0 à 30 % en poids de butanes, et la charge riche en paraffines contenant au moins 50 % en poids d'hydrocarbures saturés, ladite charge comprenant au moins du propane ou du butane,
    - et le contrôle de manière continue des apports du naphta paraffinique, du second composant et de l'essence dans la charge, afin de donner à l'effluent une composition cible souhaitée.
  17. procédé suivant la revendication 16, dans lequel la composition cible est sensiblement la même, à savoir ± 20% en poids pour un composant d'effluent donné quelconque, que celle de l'effluent obtenu avec du naphta paraffinique non modifié.
  18. Procédé suivant la revendication 16 ou 17, dans lequel le second composant et l'essence sont tous deux fournis directement par une raffinerie et comprenant en outre le contrôle de l'envoi du second composant excédentaire à la torche et/ou le contrôle de la quantité d'essence dans la raffinerie.
  19. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel la fourniture des composants de la charge au vapocraqueur est commandée par logiciel.
  20. Utilisation du procédé selon l'une des revendications 1 à 16 pour le traitement d'une essence soufrée, caractérisée en ce que
    - l'essence soufrée constitue l'essence issue d'une unité de craquage catalytique en lit fluidisé,
    - et l'effluent du vapocraqueur contenant au moins des oléfines légères, qui comprennent au moins une des oléfines en C2 à C4, et des hydrocarbures en C5+, est séparé en une première fraction, qui est pratiquement exempte de soufre et comprend les oléfines légères, et une deuxième fraction qui contient du soufre et comprend les hydrocarbures en C5+.
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