FR2830537A1 - Steam cracking process using two cracking zones, useful for olefin production, comprises recycling C4 hydrocarbons to the second cracking zone - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne l'intégration sur un site de vapocraquage d'hydrocarbures (C5+) d'un four spécifique permettant de craquer la coupe C4 résiduelle issue des fours de vapocraquage de la coupe principale. L'invention consiste à utiliser un four spécifique à faible pouvoir de cokage pour traiter cette coupe C4 dans des conditions de sévérité optimisées qui vont permettre d'augmenter globalement le rendement en éthylène du site et d'utiliser les fours de la charge principale à leur pleine capacité.The invention relates to the integration on a hydrocarbon (C5 +) steam cracking site of a specific furnace making it possible to crack the residual C4 cut obtained from the steam cracking furnaces of the main cut. The invention consists in using a specific oven with low coking power to treat this C4 cut under conditions of optimized severity which will make it possible to increase the overall ethylene yield of the site and to use the ovens from the main charge to their full capacity.
Description
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L'invention concerne le domaine du vapocraquage d'une coupe hydrocarbonée également appelée chargé dans la suite du texte, contenant des hydrocarbures ayant plus de cinq atomes de carbone dans leur molécule. Elle concerne plus particulièrement l'intégration, sur un site de vapocraquage d'hydrocarbures (C5+) par exemple un naphta ou un gazole, d'une deuxième zone de vapocraquage distincte de la première zone de vapocraquage de la charge d'hydrocarbures (C5+) dans laquelle on craque spécifiquement une coupe issue de ladite première zone comprenant des hydrocarbures à quatre atomes de carbone et souvent également des hydrocarbures saturés à deux et trois atomes de carbone contenus dans les produits de craquage de la charge ou obtenus à partir de cette coupe par hydrogénation sélective des composés fortement insaturés tels que l'acétylène, le propyne ou le propadiène et séparation en composés saturés et en composés oléfiniques valorisables tels que l'éthylène et le propylène. Cette deuxième zone comprend au moins un four permettant de craquer la coupe C4 résiduelle issue des fours de la première zone de vapocraquage éventuellement sans séparation. Les conditions de vapocraquage de la première zone de vapocraquage (sol) sont choisies de manière à obtenir une fraction hydrocarbonée ayant quatre atomes de carbone dans leur molécule comprenant majoritairement des composés oléfiniques. The invention relates to the field of steam cracking of a hydrocarbon fraction also called charged in the following text, containing hydrocarbons having more than five carbon atoms in their molecule. It relates more particularly to the integration, on a site of steam cracking of hydrocarbons (C5 +) for example a naphtha or a diesel, of a second steam cracking zone distinct from the first steam cracking zone of the hydrocarbon charge (C5 +) in which we specifically crack a cut from said first zone comprising hydrocarbons with four carbon atoms and often also saturated hydrocarbons with two and three carbon atoms contained in the cracking products of the charge or obtained from this cut by selective hydrogenation of highly unsaturated compounds such as acetylene, propyne or propadiene and separation into saturated compounds and recoverable olefinic compounds such as ethylene and propylene. This second zone comprises at least one oven making it possible to crack the residual C4 cut from the ovens of the first steam cracking zone, possibly without separation. The steam cracking conditions of the first steam cracking zone (sol) are chosen so as to obtain a hydrocarbon fraction having four carbon atoms in their molecule mainly comprising olefinic compounds.
Les conditions de vapocraquage de la seconde zone de vapocraquage (S2) sont choisies de manière à ce que l'on craque au moins 80% des composés insaturés contenus dans la fraction contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant quatre atomes de carbone dans leur molécule. The steam cracking conditions of the second steam cracking zone (S2) are chosen so that at least 80% of the unsaturated compounds contained in the fraction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having four carbon atoms in their molecule are cracked.
Il est bien connu des hommes du métier que les fours de vapocraquage de charges liquides produisent des quantités significatives d'hydrocarbures de la coupe C4. Cette coupe représente entre 5 et 20 pour cents en masse des produits de craquage d'un site de vapocraquage d'un naphta ou d'un gazole. Le 1-3 butadiène et l'isobutylène sont les produits prédominants. Ces produits peuvent être utilisés comme charge dans l'industrie du caoutchouc qui les convertit classiquement en styrène-butadiène, polybutadiène polyisobutylène et autres copolymères. Cependant dans de nombreux cas cette coupe C4 a une faible valeur commerciale. Elle est donc totalement ou partiellement recyclée dans les fours de vapocraquage du site pour augmenter sa valeur marchande en la transformant en éthylène et propylène avec ou sans valorisation préalable du butadiène. A titre d'exemple de documents It is well known to those skilled in the art that steam cracking furnaces for liquid feeds produce significant quantities of C4 cut hydrocarbons. This cut represents between 5 and 20 percent by mass of the cracked products of a steam cracking site for naphtha or diesel. 1-3 butadiene and isobutylene are the predominant products. These products can be used as filler in the rubber industry which conventionally converts them to styrene-butadiene, polybutadiene polyisobutylene and other copolymers. However in many cases this C4 cut has little commercial value. It is therefore totally or partially recycled in the site's steam cracking ovens to increase its market value by transforming it into ethylene and propylene with or without prior valorization of butadiene. As an example of documents
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publies antérieurement mentionnant divers recyclages on peut citer divers passage du livre intitulé MANUFACTURING ETHYLENE publié par GREEN EJ et al Tulsa university : Petroleum Publishing Company, 1970 et en particulier les schémas de la page 8 montrant l'évolution des unités de production de l'éthylène depuis 1946 où l'on note que dés 1966 on effectue le recyclage de l'éthane et du propane soit vers un four unique qui est le four dans lequel on craque la charge fraîche, soit vers un four dédié comme cela est mentionné page 54 et 55 concernant le craquage simultané de l'éthane et du naphta. previously published mentioning various recycling we can cite various passages from the book entitled MANUFACTURING ETHYLENE published by GREEN EJ et al Tulsa university: Petroleum Publishing Company, 1970 and in particular the diagrams on page 8 showing the evolution of ethylene production units since 1946 where we note that from 1966 we carry out the recycling of ethane and propane either to a single oven which is the oven in which we crack the fresh charge, or to a dedicated oven as mentioned on page 54 and 55 concerning the simultaneous cracking of ethane and naphtha.
Dans la configuration actuelle représentée schématiquement par la figure 1, le recyclage de la coupe C4 suppose le mélange de la dite coupe C4 généralement oléfinique avec la charge liquide initiale et éventuellement l'hydrogénation des oléfines ou dioléfines contenus dans la dite coupe C4 pour réduire le pouvoir de cokage et éviter de limiter les durées de cycles des fours. De plus la conversion de la coupe C4 est faible lors de ce recyclage car la sévérité du craquage est imposée par la charge principale de poids moléculaire supérieure (C5+, naphtas ou gazole). La faible conversion de la coupe C4 entraîne donc un volume de recyclage important de la dite coupe qui limite pour un four donné la capacité de traitement de la charge fraîche elle même. In the current configuration shown diagrammatically in FIG. 1, the recycling of the C4 cut supposes the mixing of the said generally olefinic C4 cut with the initial liquid charge and possibly the hydrogenation of the olefins or diolefins contained in the said C4 cut. coking power and avoid limiting the oven cycle times. In addition, the conversion of the C4 cut is low during this recycling because the severity of the cracking is imposed by the main charge of higher molecular weight (C5 +, naphthas or diesel). The low conversion of section C4 therefore results in a significant recycling volume of said section which limits, for a given oven, the capacity for processing the fresh charge itself.
L'utilisation d'un four à faible pouvoir de cokage comme un four céramique ou un four à paroi non métallique ou réfractaire tel que décrit dans le brevet européen EP 0 666 104 81 permettrait de recycler préférentiellement la coupe C4 dans ce four en évitant la dilution dans la charge initiale et en évitant les étapes éventuelles d'hydrogénation. En effet pour une telle charge contenant des composés insaturés, le coke formé est en grande partie du coke catalytique fortement activé par les métaux présents dans les alliages métalliques des tubes de fours. L'utilisation de fours contenant des tubes à paroi céramique ou réfractaire contenant peu de métaux (par exemple moins de 4% en masse) ou encore de fours contenant des tubes à parois métalliques revêtues d'un matériau réfractaire, permet de limiter la formation de coke catalytique et donc de traiter des charges plus oléfiniques en gardant des rendements en coke faibles. Par matériaux réfractaires on entend des matériaux minéraux comprenant les bétons réfractaires, les bétons alumineux, les céramiques poreuses et les céramiques non poreuses. On entend également par four à faible pouvoir de cokage des fours à tubes métalliques ayant subi un traitement de surface tel que celui décrit dans la publication Anti coking Coatings for High Temperature The use of an oven with low coking power such as a ceramic oven or an oven with a non-metallic or refractory wall as described in European patent EP 0 666 104 81 would make it possible to preferentially recycle the C4 cut in this oven, avoiding the dilution in the initial charge and avoiding the possible steps of hydrogenation. Indeed for such a charge containing unsaturated compounds, the coke formed is largely catalytic coke strongly activated by the metals present in the metal alloys of the furnace tubes. The use of ovens containing tubes with ceramic or refractory walls containing few metals (for example less than 4% by mass) or alternatively ovens containing tubes with metal walls coated with a refractory material, makes it possible to limit the formation of catalytic coke and therefore to treat more olefinic charges while keeping coke yields low. By refractory materials is meant mineral materials including refractory concretes, aluminous concretes, porous ceramics and non-porous ceramics. By oven with low coking capacity is also meant ovens with metal tubes having undergone a surface treatment such as that described in the publication Anti coking Coatings for High Temperature
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petrochemical Heactors parue aans la revue un ana uas science ana 1 ecnnology et dans la revue de institut Français du Pétrole, volume 54 (1999) ? 3. pages 375 à 385, (notée référence [2] dans la suite du texte), qui permet de limiter la formation de ce coke catalytique et donc de traiter des charges plus fortement oléfiniques en gardant des rendements en coke faibles. Dans la référence [2] ont été étudiés différents types de revêtements à base de Chrome, d'aluminium, de silicium, de titane, ou d'oxydes de ces composés ainsi que des revêtements à base de carbure de titane (TiC) ou de carbure de silicium (SiC) ou des combinaisons de ces composés. Dans ce type de four à faible pouvoir de cokage on parvient à diminuer d'un facteur 2 à 10 la formation de coke par rapport à un four conventionnel contenant des tubes métalliques du type HK-40 ou HP-40 ou d'un type équivalent.
petrochemical Heactors published in the review un ana uas science ana 1 ecnnology and in the review of institut Français du Pétrole, volume 54 (1999)? 3. pages 375 to 385, (noted reference [2] in the following text), which makes it possible to limit the formation of this catalytic coke and therefore to treat more highly olefinic fillers while keeping coke yields low. In reference [2], different types of coatings based on chromium, aluminum, silicon, titanium, or oxides of these compounds have been studied, as well as coatings based on titanium carbide (TiC) or silicon carbide (SiC) or combinations of these compounds. In this type of oven with low coking power, it is possible to reduce by a factor of 2 to 10 the formation of coke compared to a conventional oven containing metal tubes of the HK-40 or HP-40 type or of an equivalent type. .
Pour la bonne clarté du texte on appellera four conventionnel un four de vapocraquage ne comportant que des tubes métalliques et four à faible pouvoir de cokage un quelconque des types de fours décrits précédemment : four céramique, four à revêtement réfractaire ou à revêtement anticokant. For the sake of clarity of the text, a conventional oven will be called a steam cracking oven comprising only metal tubes and an oven with low coking power, any of the types of ovens described above: ceramic oven, oven with refractory coating or with anti-coking coating.
L'utilisation d'un four à faible pouvoir de cokage dans une seconde zone de . craquage permet donc d'optimiser le fonctionnement du site en augmentant la sévérité du four dédié au craquage de la charge C4 tout en limitant le cokage des autres fours du site qui n'ont plus à traiter cette charge. On reste dans le cadre de l'invention en utilisant pour la zone de craquage principale, des fours qui peuvent être conventionnels, ou pour certains d'entre eux voire même pour tous, à faible pouvoir de cokage. De plus l'étape éventuelle d'hydrogénation de la coupe C4 peut être supprimée. The use of an oven with low coking power in a second zone. cracking therefore makes it possible to optimize the operation of the site by increasing the severity of the oven dedicated to cracking the charge C4 while limiting the coking of the other ovens on the site which no longer have to process this charge. It remains within the scope of the invention using for the main cracking zone, ovens which may be conventional, or for some of them or even for all, with low coking power. In addition, the possible hydrogenation step of the C4 cut can be omitted.
Afin d'améliorer sensiblement les rendements en éthylène du site, on propose également de réaliser le mélange de la coupe C4 avec l'éthane issu de la zone de fractionnement et classiquement recyclé dans un four dédié, souvent appelé four d'éthane. Ce dispositif de cocraquage permet d'améliorer sensiblement le rendement de craquage de la coupe C4 du fait des interactions avec les radicaux libres liés au craquage de l'éthane et au transfert d'hydrogène. Il est également possible d'effectuer le craquage de la coupe C4 dans le four dédié en mélange avec le propane issu du dépropaniseur, l'éthane étant alors craqué dans un four dédié distinct du four traitant la coupe C4. Dans ce cas cette seconde zone de craquage que nous appellerons dans la suite seconde section chaude pour la distinguer de la section chaude principale alimentée par la charge fraîche, comporte au moins deux To significantly improve the ethylene yields of the site, it is also proposed to mix the C4 cut with ethane from the fractionation zone and conventionally recycled in a dedicated oven, often called an ethane oven. This co-cracking device makes it possible to significantly improve the cracking yield of the C4 cut due to the interactions with free radicals linked to the cracking of ethane and to the transfer of hydrogen. It is also possible to crack the C4 cut in the dedicated oven in admixture with the propane from the depropanizer, the ethane then being cracked in a dedicated oven separate from the oven treating the C4 cut. In this case, this second cracking zone which we will call in the following second hot section to distinguish it from the main hot section supplied by the fresh charge, comprises at least two
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tours ; un tour ae type cramique ou a parois retraciaires ou a raiDie pouvoir ae cokage, traitant le mélange de la coupe C4 recyclée et du propane et un second four dédié à l'éthane. Ces deux fours qui peuvent être de technologie identique ou différente, c'est à dire de type conventionnel ou à faible pouvoir de cokage, différent par les conditions opératoires et plus précisément par le niveau de sévérité. Le four dédié à l'éthane fonctionne à une sévérité plus élevée que le four traitant le mélange de la coupe C4 et du propane. La sévérité dans le contexte du vapocraquage (steam craking dans la terminologie anglo-saxonne) est généralement définie à partir de la température et du temps de séjour dans la section réactionnelle. On peut en trouver une définition précise dans l'ouvrage ethylene keystone to the petrochemical industry (l'éthylène la clef de l'industrie pétrochimique) de L. Kniel, O. Winter et K.
towers; a lathe with a ceramic type or with retracial walls or with a coking capacity, treating the mixture of the recycled C4 cut and propane and a second oven dedicated to ethane. These two ovens which can be of identical or different technology, that is to say of conventional type or with low coking power, different by the operating conditions and more precisely by the level of severity. The dedicated ethane oven operates at a higher severity than the oven processing the mixture of C4 cut and propane. The severity in the context of steam cracking (steam craking in English terminology) is generally defined from the temperature and the residence time in the reaction section. A precise definition can be found in the book ethylene keystone to the petrochemical industry by L. Kniel, O. Winter and K.
Stork publié aux éditions Dekker dans la série Chemical Industries pages 118 et 119. On notera cette référence [1] dans la suite du texte. On retiendra que la sévérité augmente lorsque la température de sortie du four augmente et lorsque le temps de séjour dans la zone réactionnelle diminue. Il est également possible d'envoyer en mélange la coupe C4 oléfinique, l'éthane issu de la section de fractionnement spécifique éthylène-éthane et le propane issu de la section de fractionnement spécifique propylène-propane, dans un même four en céramique ou à parois réfractaires ou plus généralement à faible pouvoir de cokage. La deuxième zone de craquage peut donc avoir des configurations diverses selon qu'on y traite la coupe C4 oléfinique seule ou en mélange avec l'éthane et/ou le propane issus des zones de séparation spécifiques. Stork published by Dekker editions in the Chemical Industries series pages 118 and 119. We will note this reference [1] in the rest of the text. It will be noted that the severity increases when the outlet temperature of the oven increases and when the residence time in the reaction zone decreases. It is also possible to send the olefinic C4 cut, the ethane from the specific ethylene-ethane fractionation section and the propane from the specific propylene-propane fractionation section, in a same ceramic or wall furnace. refractory or more generally with low coking power. The second cracking zone can therefore have various configurations depending on whether the olefinic C4 cut is treated there alone or in admixture with ethane and / or propane from the specific separation zones.
L'invention sera mieux comprise en référence aux figures 1 et 2 qui illustrent respectivement l'état de l'art et l'invention. The invention will be better understood with reference to Figures 1 and 2 which respectively illustrate the state of the art and the invention.
Sur la figure 1 on reproduit un schéma classique d'une unité de vapocraquage comportant un vapocraqueur de charge liquide (naphta ou gazole) faisant partie de la section chaude principale (sol) et une zone de séparation (C 1) La charge naphta ou gazole entre dans la section chaude principale (S1) par la ligne E. Cette section chaude principale est constituée d'un ou plusieurs fours de vapocraquage de type conventionnel. En sortie de la section chaude principale (S1), les produits sont envoyés dans une zone de refroidissement (TC) qui est souvent un traitement cryogénique avant d'entrer dans la zone de séparation (C1). La zone de séparation (C1) contient un déméthaniseur dans lequel on sépare généralement le méthane évacué par la ligne (14) et une certaine quantité d'hydrogène. L'hydrogène et le In FIG. 1, a classic diagram of a steam cracking unit is reproduced comprising a steam charge cracker (naphtha or diesel) forming part of the main hot section (soil) and a separation zone (C 1) The charge naphtha or diesel enters the main hot section (S1) via line E. This main hot section consists of one or more conventional type steam cracking furnaces. At the outlet of the main hot section (S1), the products are sent to a cooling zone (TC) which is often a cryogenic treatment before entering the separation zone (C1). The separation zone (C1) contains a demethanizer in which the methane discharged via the line (14) is generally separated and a certain amount of hydrogen. Hydrogen and
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metnane sont envoyes par cette ligne (14) au reseau Tuel gaz ae la ramène. ruis on effectue la séparation de la fraction C2 issue du déméthaniseur dans un déethaniseur. La dite fraction C2 quittant le déethaniseur par la ligne (3), est hydrogénée dans l'unité d'hydrogénation (H 1) pour assurer la conversion de l'acétylène en éthylène. On sépare alors dans l'unité de séparation éthane/éthylène (C2) la coupe C2 en éthylène sortant par la ligne (10) qui est valorisé et en éthane sortant par la ligne (9) qui est généralement recyclé dans un four spécifique appelé four de craquage d'éthane faisant partie de la seconde section chaude (S2) et travaillant à plus haute sévérité que le ou les fours de la section chaude principale (sol). Les effluents issus de cette seconde section chaude (S2) sont introduits dans la zone de refroidissement (TC) par la ligne 16.
metnane are sent by this line (14) to the Tuel gaz network to bring it back. ruis the separation of fraction C2 from the demethanizer is carried out in a deethanizer. Said fraction C2 leaving the deethanizer via line (3) is hydrogenated in the hydrogenation unit (H 1) to ensure the conversion of acetylene to ethylene. The C2 section is then separated into the ethylene / ethylene separation unit (C2) into ethylene leaving through line (10) which is upgraded and into ethane leaving through line (9) which is generally recycled in a specific oven called an oven. ethane cracking forming part of the second hot section (S2) and working at a higher severity than the furnace (s) of the main hot section (floor). The effluents from this second hot section (S2) are introduced into the cooling zone (TC) via line 16.
La coupe C3 issue du déethaniseur contenu dans la zone de séparation (C1) est ensuite séparée dans un dépropaniseur et introduit par la ligne (4) dans une unité d'hydrogénation (H2) où elle hydrogénée pour transformer les diolèfines et acétylèniques en composés moins. Insaturés. On sépare alors dans l'unité de séparation propane/propylène (C3) la coupe C3 afin de produire le propylène sortant par la ligne (12), et le propane sortant par la ligne (11) qui est recyclé dans la seconde section chaude (S2). The C3 cut from the deethanizer contained in the separation zone (C1) is then separated in a depropanizer and introduced by the line (4) into a hydrogenation unit (H2) where it is hydrogenated to transform the diolefins and acetylenes into less compounds . Unsaturated. The section C3 is then separated in the propane / propylene separation unit (C3) in order to produce the propylene leaving by the line (12), and the propane leaving by the line (11) which is recycled in the second hot section ( S2).
La coupe C4 non valorisée issue du débutaniseur contenu dans la zone de séparation (C1) est recyclée par la ligne 5 éventuellement via l'unité d'hydrogénation (H3) puis la ligne 2 au four conventionnel de la section chaude principale (sol) dont la sévérité est fixée par la charge principale soit le naphta ou le gazole. La faible sévérité de ce four entraîne une faible conversion de la coupe C4 et donc une augmentation du volant de coupe C4 recyclée, ce qui limite la capacité des fours par rapport à la charge fraîche. L'hydrogénation de la coupe C4 peut être réalisée avant passage dans le ou les fours de la section chaude principale pour limiter le cokage de ces fours, puisque ce phénomène de cokage est accéléré par la présence de composés insaturés. La coupe C5+ généralement appelée essence de pyrolyse est extraite de la zone de séparation par la ligne (15). The non-valued C4 cut from the debutanizer contained in the separation zone (C1) is recycled by line 5 possibly via the hydrogenation unit (H3) then line 2 in a conventional oven of the main hot section (floor), the severity is fixed by the main charge, either naphtha or diesel. The low severity of this oven results in a low conversion of the C4 cut and therefore an increase in the recycled C4 cut wheel, which limits the capacity of the ovens compared to the fresh load. The hydrogenation of section C4 can be carried out before passing through the furnace (s) of the main hot section to limit the coking of these ovens, since this coking phenomenon is accelerated by the presence of unsaturated compounds. The C5 + cut, generally called pyrolysis essence, is extracted from the separation zone by the line (15).
La mise en oeuvre de la présente invention est illustrée par la figure 2. La charge naphta ou gazole est introduite dans la section chaude principale (sol) qui comprend un ou plusieurs fours de vapocraquage de type conventionnel ou à faible pouvoir de cokage. Les effluents de craquage sont récupérés en sortie de la section chaude The implementation of the present invention is illustrated in FIG. 2. The naphtha or diesel fuel is introduced into the main hot section (soil) which comprises one or more steam cracking ovens of conventional type or with low coking power. Cracked effluents are recovered at the outlet of the hot section
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principale et envoyés dans une zone de refroidissement (TC) qui est généralement constituée d'un traitement cryogénique. En sortie de la zone de refroidissement (TC), les effluents sont envoyés dans une zone de séparation (C1) qui permet d'extraire les cinq coupes suivantes : une coupe C1 contenant essentiellement du méthane et de l'hydrogène, une coupe C2 contenant des composés hydrocarbonés saturés et insaturés ayant deux atomes de carbone dans leur molécule, une coupe C3 contenant des composés hydrocarbonés saturés et insaturés ayant trois atomes de carbone dans leur molécule, une coupe C4 contenant des composés hydrocarbonés saturés et insaturés ayant quatre atomes de carbone dans leur molécule et une coupe C5+ contenant des composés hydrocarbonés saturés et insaturés ayant plus de quatre atomes de carbone dans leur molécule, généralement appelée essence de pyrolyse. On décrit dans la suite du texte un mode particulier de réalisation de cette zone de séparation (C1) qui comprend un déméthaniseur permettant de séparer le méthane et une certaine quantité d'hydrogène qui sont évacués par la ligne (14). L'hydrogène et le méthane sont envoyés au réseau fuel de la raffinerie par cette ligne (14). Puis on effectue la séparation de la fraction C2 issue du déméthaniseur dans un déethaniseur faisant également partie de la zone de séparation. Cette fraction C2 contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant deux atomes de carbone dans leur molécule issue du déethaniseur est envoyée par la ligne (3) dans une unité d'hydrogénation sélective (H1) permettant d'obtenir un produit appauvri en acétylène contenant de l'éthylène et de l'éthane. On sépare alors dans l'unité de séparation (C2) une fraction contenant essentiellement de l'éthylène évacué par la ligne (10) qui est le produit recherché et une fraction contenant essentiellement de l'éthane évacué par la ligne (9). Cette fraction contenant de l'éthane est au moins en partie recyclée à la seconde section chaude (S2). Cette seconde section chaude (82) comprend habituellement au moins un four à faible pouvoir de cokage (non représenté sur la figure 2) qui travaille à plus haute sévérité que le ou les fours de la section chaude principale. Les effluents de cette seconde section chaude (S2) sont introduits par la ligne 16 dans la zone de refroidissement (TC). La zone de refroidissement (TC) traite donc à la fois les produits issus de la première zone de vapocraquage (SI) et les produits issus de la seconde zone de vapocraquage (S2). La coupe C3+ issue du déethaniseur de la zone de séparation est ensuite séparée dans un dépropaniseur faisant également partie de la zone de séparation (C1). La coupe C3 issue du dépropaniseur par la main and sent to a cooling zone (TC) which generally consists of a cryogenic treatment. At the outlet of the cooling zone (TC), the effluents are sent to a separation zone (C1) which makes it possible to extract the following five cuts: a cut C1 containing essentially methane and hydrogen, a cut C2 containing saturated and unsaturated hydrocarbon compounds having two carbon atoms in their molecule, a C3 cut containing saturated and unsaturated hydrocarbon compounds having three carbon atoms in their molecule, a C4 cut containing saturated and unsaturated hydrocarbon compounds having four carbon atoms in their molecule their molecule and a C5 + cut containing saturated and unsaturated hydrocarbon compounds having more than four carbon atoms in their molecule, generally called pyrolysis essence. A particular embodiment of this separation zone (C1) which comprises a demethanizer making it possible to separate the methane and a certain quantity of hydrogen which are evacuated via the line (14) is described in the following text. Hydrogen and methane are sent to the refinery's fuel network by this line (14). Then the separation of fraction C2 from the demethanizer is carried out in a deethanizer also forming part of the separation zone. This fraction C2 containing saturated and unsaturated hydrocarbons having two carbon atoms in their molecule resulting from the deethanizer is sent by line (3) in a selective hydrogenation unit (H1) making it possible to obtain a product depleted in acetylene containing l ethylene and ethane. Then separated in the separation unit (C2) a fraction containing essentially ethylene discharged through line (10) which is the desired product and a fraction containing essentially ethane discharged through line (9). This ethane-containing fraction is at least partly recycled to the second hot section (S2). This second hot section (82) usually comprises at least one oven with a low coking power (not shown in FIG. 2) which works with greater severity than the oven or ovens of the main hot section. The effluents from this second hot section (S2) are introduced via line 16 into the cooling zone (TC). The cooling zone (TC) therefore processes both the products from the first steam cracking zone (SI) and the products from the second steam cracking zone (S2). The C3 + section from the deethanizer of the separation zone is then separated in a depropanizer also forming part of the separation zone (C1). The C3 cut from the depropanizer by the
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ligne (4) et contenant des composes hydrocarbonés satures et insatures ayant trois atomes de carbone dans leur molécule est envoyée dans l'unité d'hydrogénation sélective (H2) des composés polyinsaturés qu'elle contient, permettant d'obtenir un effluent appauvri en composés polyinsaturés contenant du propylène et du propane L'effluent de l'unité d'hydrogénation sélective (H2) est envoyé par la ligne (7) dans l'unité de séparation spécifique (C3) à partir de laquelle on récupère une fraction contenant essentiellement du propylène et une fraction contenant essentiellement du propane Le propylène, produit recherché est évacué par la ligne (12) et le propane est au moins en partie recyclé par la ligne (11) vers la seconde section chaude (S2) où il est généralement introduit dans un des fours de cette section. La coupe C4+ issue du dépropaniseur de la zone de séparation (C1) est introduite dans un débutaniseur faisant également partie de cette zone de séparation. La portion de coupe C4 non valorisée est alors envoyée par la ligne (5) dans la seconde section chaude (S2) où elle est traitée dans un des fours de cette section. On extrait du débutaniseur de la zone de séparation (C1) une coupe Cs+ dite essence de pyrolyse qui est généralement envoyée par la ligne (15) vers une unité d'hydrogénation avant d'être incorporée au pool essence. L'éventuelle portion de coupe C4 non recyclée est extraite de l'unité par la ligne (17). line (4) and containing saturated and unsaturated hydrocarbon compounds having three carbon atoms in their molecule is sent to the selective hydrogenation unit (H2) of the polyunsaturated compounds which it contains, making it possible to obtain an effluent depleted in compounds polyunsaturated containing propylene and propane The effluent from the selective hydrogenation unit (H2) is sent by line (7) to the specific separation unit (C3) from which a fraction containing essentially propylene and a fraction essentially containing propane Propylene, the desired product, is evacuated via line (12) and propane is at least partly recycled via line (11) to the second hot section (S2) where it is generally introduced into one of the ovens in this section. The C4 + cut from the depropanizer of the separation zone (C1) is introduced into a debutanizer also forming part of this separation zone. The cut portion C4 not valued is then sent by the line (5) to the second hot section (S2) where it is treated in one of the ovens in this section. A Cs + cut, called pyrolysis gasoline, which is generally sent by line (15) to a hydrogenation unit before being incorporated into the gasoline pool, is extracted from the debutanizer from the separation zone (C1). The possible non-recycled C4 cutting portion is extracted from the unit by the line (17).
Il est important de noter que, dans le procédé selon l'invention, la coupe C4 n'a pas besoin d'être préalablement hydrogénée avant son recyclage dans la seconde section chaude puisque cette dernière section comporte le plus souvent au moins un four à faible pouvoir de cokage de type céramique ou à parois réfractaires ou à revêtement anticokant, permettant de limiter la formation de coke. De plus, la section chaude principale n'est plus affectée par les produits de recyclage et peut être optimisée pour la charge principale tout en travaillant à pleine capacité sur cette charge principale. La seconde section chaude, spécialement dédiée au recyclage, est composée le plus souvent d'au moins un four à faible pouvoir de cokage, qui permet de traiter la coupe C4, et éventuellement en mélange, la fraction contenant essentiellement l'éthane issue de la zone de séparation spécifique (C2) et la fraction contenant essentiellement le propane issue de la zone de séparation spécifique (C3). Selon une autre variante, cette seconde section chaude comportera le plus souvent un four de type céramique ou à parois réfractaire ou plus généralement à faible pouvoir de cokage pour le traitement de la coupe C4 en mélange avec le It is important to note that, in the process according to the invention, the C4 cut does not need to be previously hydrogenated before its recycling in the second hot section since this last section generally includes at least one oven with low coking capacity of ceramic type or with refractory walls or with anti-coking coating, making it possible to limit the formation of coke. In addition, the main hot section is no longer affected by recycling products and can be optimized for the main load while working at full capacity on this main load. The second hot section, specially dedicated to recycling, is most often composed of at least one oven with low coking power, which makes it possible to process the C4 cut, and possibly as a mixture, the fraction containing essentially the ethane from the specific separation zone (C2) and the fraction essentially containing propane from the specific separation zone (C3). According to another variant, this second hot section will most often comprise a ceramic type oven or with refractory walls or more generally with low coking power for the treatment of the C4 cut in mixture with the
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propane issu de la section de séparation spécifique ( et un tour dédié au craquage de l'éthane issu de la zone de séparation spécifique (C2). Selon une sous variante de celle immédiatement ci dessus, une partie de l'éthane pourra être envoyé dans le four à faible pouvoir de cokage, l'autre partie étant traitée dans le four d'éthane. Selon une autre variante encore, la seconde section chaude (S2) comporte au moins deux fours distincts, un premier four dans lequel on effectue le vapocraquage de la fraction contenant essentiellement du propane issu de la zone de séparation (C3) et un deuxième four le plus souvent à faible pouvoir de cokage dans lequel on effectue le vapocraquage de la fraction contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant quatre atomes de carbone dans leur molécule, avec éventuellement en mélange l'éthane issu de la zone de séparation (C2). propane from the specific separation section (and a tower dedicated to cracking ethane from the specific separation zone (C2). According to a sub-variant of that immediately above, part of the ethane can be sent to the oven with low coking power, the other part being treated in the ethane oven, according to yet another variant, the second hot section (S2) comprises at least two separate ovens, a first oven in which the steam cracking is carried out of the fraction essentially containing propane from the separation zone (C3) and a second furnace, most often with low coking power, in which the steam cracking of the fraction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having four carbon atoms is carried out in their molecule, possibly with a mixture of ethane from the separation zone (C2).
En résumé, les procédé selon l'invention est un procédé de vapocraquage d'une charge hydrocarbonée contenant des hydrocarbures ayant plus de cinq atomes de carbone dans leur molécule comprenant : - une première zone de vapocraquage (S1) et, - une deuxième zone de vapocraquage (S2), lesdites zones comportant chacune au moins un four de vapocraquage, - au moins une zone de refroidissement (TC) des produits issus de ladite première zone de vapocraquage, et des produits issus de la deuxième zone de vapocraquage, - au moins une zone de séparation (C1) des produits issus de ladite zone de refroidissement (TC) dans laquelle on sépare au moins une fraction gazeuse contenant de l'hydrogène et du méthane, et au moins une fraction contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant quatre atomes de carbone dans leur molécule, dans lequel une partie au moins de la fraction d'hydrocarbures saturés et insaturés ayant quatre atomes de carbone dans leur molécule est envoyée dans ladite deuxième zone de vapocraquage (S2). In summary, the process according to the invention is a process for steam cracking a hydrocarbon feed containing hydrocarbons having more than five carbon atoms in their molecule comprising: - a first steam cracking zone (S1) and, - a second zone steam cracking (S2), said zones each comprising at least one steam cracking oven, - at least one cooling zone (TC) of the products originating from said first steam cracking zone, and of products originating from the second steam cracking zone, - at least a separation zone (C1) for the products from said cooling zone (TC) in which at least one gaseous fraction containing hydrogen and methane is separated, and at least one fraction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having four atoms of carbon in their molecule, in which at least part of the fraction of saturated and unsaturated hydrocarbons having four carbon atoms in their molecule is sent d in said second steam cracking zone (S2).
Dans le procédé selon l'invention il est éventuellement possible, dans la zone de séparation (C1), de séparer en outre : - au moins une fraction contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant deux atomes de carbone dans leur molécule, In the process according to the invention it is optionally possible, in the separation zone (C1), to further separate: - at least one fraction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having two carbon atoms in their molecule,
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au moins une traction contenant des hydrocarbures satures et insaturés ayant trois atomes de carbone dans leur molécule, - au moins une fraction C5+ contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant plus de quatre atomes de carbone dans leur molécule. at least one traction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having three carbon atoms in their molecule, - at least one C5 + fraction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having more than four carbon atoms in their molecule.
Selon un des modes préférés du procédé de vapocraquage selon l'invention, on envoie la fraction contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant deux atomes de carbone dans leur molécule dans une zone d'hydrogénation sélective (H1) de l'acétylène contenu dans la dite fraction, permettant d'obtenir un produit appauvri en acétylène contenant de l'éthylène et de l'éthane qui est envoyé dans une zone de séparation spécifique (C2) à partir de laquelle on récupère une fraction contenant essentiellement de l'éthylène et une fraction contenant essentiellement de l'éthane. De manière plus préférée, la fraction contenant de l'éthane est envoyée dans la deuxième zone de vapocraquage (S2). According to one of the preferred modes of the steam cracking process according to the invention, the fraction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having two carbon atoms in their molecule is sent to a zone of selective hydrogenation (H1) of the acetylene contained in said fraction, making it possible to obtain a product depleted in acetylene containing ethylene and ethane which is sent to a specific separation zone (C2) from which a fraction containing essentially ethylene and a fraction is recovered essentially containing ethane. More preferably, the ethane-containing fraction is sent to the second steam cracking zone (S2).
Selon un autre mode préféré du procédé selon l'invention, ladite deuxième zone de vapocraquage (S2) comporte au moins deux fours distincts, un premier four dans lequel on effectue le vapocraquage de la fraction contenant essentiellement de l'éthane et un deuxième four dans lequel on effectue le vapocraquage de la fraction contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant quatre atomes de carbone dans leur molécule et on envoie les produits de vapocraquage obtenus à partir de chacun des deux fours avec les produits issus de ladite première zone de vapocraquage dans ladite zone de refroidissement (TC), puis dans la dite zone de séparation (C1). According to another preferred embodiment of the method according to the invention, said second steam cracking zone (S2) comprises at least two separate ovens, a first oven in which the fraction cracking essentially containing ethane is carried out and a second oven in which performs the steam cracking of the fraction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having four carbon atoms in their molecule and sends the steam cracking products obtained from each of the two ovens with the products from said first steam cracking zone in said zone cooling (TC), then in said separation zone (C1).
Selon un autre mode préféré du procédé de vapocraquage selon l'invention, on envoie la fraction contenant des hydrocarbures saturés et insaturés ayant trois atomes de carbone dans leur molécule dans une zone d'hydrogénation sélective (H2) des composés polyinsaturés qu'elle contient, permettant d'obtenir un produit appauvri en composés polyinsaturés contenant du propylène et du propane qui est envoyé dans une zone de séparation spécifique (C3) à partir de laquelle on récupère une fraction contenant essentiellement du propylène et une fraction contenant essentiellement du propane. According to another preferred mode of the steam cracking process according to the invention, the fraction containing saturated and unsaturated hydrocarbons having three carbon atoms in their molecule is sent to a zone of selective hydrogenation (H2) of the polyunsaturated compounds which it contains, making it possible to obtain a product depleted in polyunsaturated compounds containing propylene and propane which is sent to a specific separation zone (C3) from which a fraction containing essentially propylene and a fraction containing essentially propane is recovered.
Pour illustrer les avantages qu'apporte l'invention en terme de rendement global en éthylène et de capacité de traitement des fours de la section de craquage principale, nous donnons ci après 3 exemples. Les rendements dans chacun des exemples sont calculés au moyen du logiciel commercial CRACKSIM qui permet de calculer To illustrate the advantages which the invention brings in terms of overall yield of ethylene and of treatment capacity of the ovens of the main cracking section, we give below 3 examples. The yields in each of the examples are calculated using the commercial software CRACKSIM which makes it possible to calculate
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les rendements en sortie ae tours ae vapocraquage a partir ae la composition de la charge et d'un profil de température le long du faisceau de tubes de craquage.
the output yields at steam cracking turns from the composition of the charge and from a temperature profile along the bundle of cracking tubes.
Exemple 1 : On traite selon le schéma de la figure 1 une charge naphta dans un four de vapocraquage conventionnel travaillant aux conditions opératoires suivantes : Température d'entrée dans le four : 440 C Température sortie four : 854 C Temps de séjour dans la zone réactionnelle : 557 ms (1 milliseconde = 10-3 seconde) Rapport molaire vapeur d'eau sur naphta : 0,53 Kg/Kg On recycle en mélange avec la charge naphta la coupe C4 comportant plus de 80 % de composés insaturés. La quantité de coupe C4 recyclée représente 12 % en poids de la charge fraîche. Example 1: A naphtha charge is treated according to the diagram in FIG. 1 in a conventional steam cracking oven working under the following operating conditions: Entering temperature into the oven: 440 C Leaving oven temperature: 854 C Residence time in the reaction zone : 557 ms (1 millisecond = 10-3 seconds) Water vapor on naphtha molar ratio: 0.53 Kg / Kg The C4 cut containing more than 80% of unsaturated compounds is recycled as a mixture with the naphtha charge. The quantity of C4 cut recycled represents 12% by weight of the fresh load.
L'éthane et le propane produits à l'issue des zones de séparations (C2) et (C3) sont recyclés dans un four spécifique appelé four d'éthane constituant la seconde section chaude. Les conditions opératoires de ce four sont les suivantes : Température d'entrée du four : 150 C Température de sortie du four : 880 C Temps de séjour : 240 ms (1 milliseconde =10-3 seconde) Rapport H20/HC en poids : 0,3 Les rendements globaux obtenus selon ce schéma sont de : 30,9% pour l'éthylène Dans ce premier exemple la charge de vapocraquage est un naphta dont les caractéristiques principales sont données ci après : Densité : 692 Kg/m3 Distillation simulée selon méthode ASTM D 2887- (97) Point 25 % : 54 C Point 50 % : 74 C Point 75 % : 1020C Point final (99, 5%) 179 C La zone de refroidissement (TC) est constituée d'un traitement cryogènique conventionnel dont on peut trouver une description dans l'ouvrage déjà cité [1] pages The ethane and propane produced at the end of the separation zones (C2) and (C3) are recycled in a specific oven called the ethane oven constituting the second hot section. The operating conditions of this oven are as follows: Oven inlet temperature: 150 C Oven outlet temperature: 880 C Residence time: 240 ms (1 millisecond = 10-3 seconds) H2O / HC ratio by weight: 0 , 3 The overall yields obtained according to this scheme are: 30.9% for ethylene In this first example, the steam cracking charge is a naphtha whose main characteristics are given below: Density: 692 Kg / m3 Simulated distillation according to method ASTM D 2887- (97) Point 25%: 54 C Point 50%: 74 C Point 75%: 1020C End point (99, 5%) 179 C The cooling zone (TC) consists of a conventional cryogenic treatment including a description can be found in the work already cited [1] pages
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93-94. La température utilisée est de -85 oc et la pression - est la pression atmosphérique. Les diverses unités de séparation de la zone de séparation (C1) sont des colonnes à distiller travaillant dans des conditions conventionnelles et on peut en trouver une description également dans l'ouvrage cité en référence [1] pages 93-97. 93-94. The temperature used is -85 oc and the pressure - is atmospheric pressure. The various separation units of the separation zone (C1) are distillation columns working under conventional conditions and a description can also be found in the work cited in reference [1] pages 93-97.
Les unités d'hydrogénation (H1) et (H2) travaillent dans la plage de conditions opératoires conventionnelles pour ce type d'unité et font appel à un catalyseur d'hydrogénation classique comprenant du palladium. On se référera également à la référence [1] pages 97-102 pour une description de ces unités. Dans le présent exemple l'hydrogénation sélective de la coupe C2 s'effectue à température de 700C sous 25 bars (2,5 MPa) et avec un catalyseur contenant 0,5 % poids de Palladium (Pd) sur un support alumine. L'hydrogénation sélective de la coupe C3 s'effectue à température de 40 C sous 20 bars (2MPa) et avec un catalyseur identique à celui de l'hydrogénation de la coupe C2. The hydrogenation units (H1) and (H2) work within the range of conventional operating conditions for this type of unit and use a conventional hydrogenation catalyst comprising palladium. Reference will also be made to reference [1] pages 97-102 for a description of these units. In the present example, the selective hydrogenation of the C2 section is carried out at a temperature of 700C at 25 bars (2.5 MPa) and with a catalyst containing 0.5% by weight of Palladium (Pd) on an alumina support. The selective hydrogenation of section C3 is carried out at a temperature of 40 ° C. under 20 bars (2 MPa) and with a catalyst identical to that of the hydrogenation of section C2.
Les unités de séparation spécifiques éthane/éthylène et propane/propylène sont des colonnes à distiller travaillant à des taux de reflux compris entre 2,5 et 4 et contenant une centaine de plateaux. The specific ethane / ethylene and propane / propylene separation units are distillation columns working at reflux rates of between 2.5 and 4 and containing a hundred trays.
Exemple 2 : (selon l'invention) On traite la même charge naphta dans le même four conventionnel que dans l'exemple 1 et on traite la coupe C4 issue de la zone de séparation (C1) dans un four spécifique qui est un four à technologie céramique tel que décrit dans le brevet US 5 554 347. Cette coupe C4 représente 12 % en poids de la charge fraîche. Example 2: (according to the invention) The same naphtha charge is treated in the same conventional oven as in Example 1 and the cut C4 from the separation zone (C1) is treated in a specific oven which is a ceramic technology as described in US Pat. No. 5,554,347. This C4 cut represents 12% by weight of the fresh charge.
L'éthane et le propane produits à l'issu des unités de séparation (C2) et (C3) est, comme dans l'exemple 1, recyclé dans un four d'éthane fonctionnant aux mêmes conditions que celles de l'exemple 1 Les conditions opératoires de chacun des fours sont données ci dessous : Four principal : conditions identiques à celles de l'exemple 1 Four spécifique : Température d'entrée dans le four : 440 C Température de sortie du four : 940 C Temps de séjour : 300 ms Rapport massique H20/HC : 0,53 Kg/Kg The ethane and propane produced at the end of the separation units (C2) and (C3) is, as in Example 1, recycled in an ethane oven operating under the same conditions as those of Example 1. operating conditions for each of the ovens are given below: Main oven: conditions identical to those of Example 1 Specific oven: Entering temperature into the oven: 440 C Leaving temperature from the oven: 940 C Residence time: 300 ms Mass ratio H20 / HC: 0.53 Kg / Kg
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Le rendement global en éthylène est de : 31,5 % Les unités de séparation de la zone de séparation (C1), les unités d'hydrogénation (H1) et (H2) et les unités de séparation éthane/éthylène (C2) et propane/propylène (C3) sont identiques à celles décrites dans l'exemple 1 et travaillent dans les mêmes conditions que celles de l'exemple 1. The overall ethylene yield is: 31.5% The separation units of the separation zone (C1), the hydrogenation units (H1) and (H2) and the ethane / ethylene (C2) and propane separation units / propylene (C3) are identical to those described in Example 1 and work under the same conditions as those of Example 1.
Exemple 3 (selon l'invention) On traite la même charge naphta dans le même four conventionnel que dans l'exemple 1 et on traite la coupe C4 issue de la zone de séparation (C1) en mélange avec 10 % d'éthane issue de la dite zone de séparation (C2) dans un four spécifique qui est identique à celui de l'exemple 2. La coupe C4 représente toujours 12 % en poids de la charge fraîche. Example 3 (according to the invention) The same naphtha feed is treated in the same conventional oven as in Example 1 and the cut C4 from the separation zone (C1) is treated in mixture with 10% ethane from said separation zone (C2) in a specific oven which is identical to that of Example 2. Cut C4 always represents 12% by weight of the fresh charge.
Les 90 % restant d'éthane et le propane issus des unités de séparation sont recyclés dans un four d'éthane travaillant aux mêmes conditions que celles de l'exemple 1. The remaining 90% of ethane and the propane from the separation units are recycled in an ethane oven working under the same conditions as those of Example 1.
Les conditions opératoires de chacun des fours sont données ci dessous : Four principal : conditions identiques à celles de l'exemple 1 Four spécifique : Température d'entrée dans le four : 440 C Température de sortie du four : 945 C
g Temps de séjour : 300 ms (1 ms= 10-3 seconde) Rapport massique H20/HC : 0,53 Kg/Kg Le rendement global en éthylène est de : 32,3 % On voit donc clairement en suivant les trois exemples ci dessus que le fait de traiter la coupe C4 dans un four spécifique de type céramique au lieu de l'envoyer dans le four de craquage principal, permet d'augmenter de 0,6 point le rendement global en éthylène (exemple 2) et que le fait de rajouter en mélange avec la dite coupe C4 une certaine proportion d'éthane (exemple 3) conduit à améliorer encore le rendement en éthylène de 1,4 point. Ce gain sur des unités produisant 50 000 Tonnes/an par four est tout à fait significatif. Par ailleurs, dans les exemples 2 et 3 la zone de craquage principal traite 12 % de charge supplémentaire par rapport à l'exemple 1.The operating conditions of each of the ovens are given below: Main oven: conditions identical to those of Example 1 Specific oven: Entering temperature into the oven: 440 C Leaving temperature from the oven: 945 C
g Residence time: 300 ms (1 ms = 10-3 seconds) H2O / HC mass ratio: 0.53 Kg / Kg The overall ethylene yield is: 32.3% We therefore clearly see by following the three examples below above that the fact of treating the C4 cut in a specific ceramic-type oven instead of sending it to the main cracking oven, makes it possible to increase the overall ethylene yield by 0.6 point (example 2) and that the the fact of adding a mixture of said ethane to the said cut C4 (example 3) leads to further improving the ethylene yield by 1.4 points. This gain on units producing 50,000 tonnes / year per oven is quite significant. Furthermore, in Examples 2 and 3, the main cracking zone processes 12% of additional load compared to Example 1.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2014072058A1 (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | Linde Aktiengesellschaft | Process for producing olefin-containing products by thermal steam cracking |
| CN113717022A (en) * | 2020-05-20 | 2021-11-30 | 中国石油化工股份有限公司 | Carbon-three-liquid phase hydrogenation reactor optimization control method and system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1073255A (en) * | 1963-07-26 | 1967-06-21 | Stone & Webster Eng Corp | Process and apparatus for the production of ethylene by pyrolysis of petroleum hydrocarbons |
| US4370303A (en) * | 1980-07-03 | 1983-01-25 | Stone & Webster Engineering Corp. | Thermal regenerative cracking (TRC) apparatus |
| EP0825245A2 (en) * | 1996-08-16 | 1998-02-25 | Stone & Webster Engineering Corporation | Chemical absorption process for recovering olefins from cracked gases |
| US5817226A (en) * | 1993-09-17 | 1998-10-06 | Linde Aktiengesellschaft | Process and device for steam-cracking a light and a heavy hydrocarbon feedstock |
| EP1001001A1 (en) * | 1998-11-10 | 2000-05-17 | Nova Chemicals (International) SA | Process for the polymerisation of ethylene obtained by cracking |
-
2001
- 2001-10-09 FR FR0113011A patent/FR2830537B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1073255A (en) * | 1963-07-26 | 1967-06-21 | Stone & Webster Eng Corp | Process and apparatus for the production of ethylene by pyrolysis of petroleum hydrocarbons |
| US4370303A (en) * | 1980-07-03 | 1983-01-25 | Stone & Webster Engineering Corp. | Thermal regenerative cracking (TRC) apparatus |
| US5817226A (en) * | 1993-09-17 | 1998-10-06 | Linde Aktiengesellschaft | Process and device for steam-cracking a light and a heavy hydrocarbon feedstock |
| EP0825245A2 (en) * | 1996-08-16 | 1998-02-25 | Stone & Webster Engineering Corporation | Chemical absorption process for recovering olefins from cracked gases |
| EP1001001A1 (en) * | 1998-11-10 | 2000-05-17 | Nova Chemicals (International) SA | Process for the polymerisation of ethylene obtained by cracking |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014072058A1 (en) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | Linde Aktiengesellschaft | Process for producing olefin-containing products by thermal steam cracking |
| US10344226B2 (en) | 2012-11-08 | 2019-07-09 | Linde Aktiengesellschaft | Process for preparing olefin-containing products by thermal steam cracking |
| CN113717022A (en) * | 2020-05-20 | 2021-11-30 | 中国石油化工股份有限公司 | Carbon-three-liquid phase hydrogenation reactor optimization control method and system |
| CN113717022B (en) * | 2020-05-20 | 2023-10-13 | 中国石油化工股份有限公司 | Optimal control method and system for carbon three-liquid-phase hydrogenation reactor |
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