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WO2024078904A1 - Gas-solid co-current downflow fluidised bed catalytic cracking process with oriented feed injector - Google Patents

Gas-solid co-current downflow fluidised bed catalytic cracking process with oriented feed injector Download PDF

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Publication number
WO2024078904A1
WO2024078904A1 PCT/EP2023/077200 EP2023077200W WO2024078904A1 WO 2024078904 A1 WO2024078904 A1 WO 2024078904A1 EP 2023077200 W EP2023077200 W EP 2023077200W WO 2024078904 A1 WO2024078904 A1 WO 2024078904A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
catalyst
mixing chamber
injectors
injector
angle
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2023/077200
Other languages
French (fr)
Inventor
Sina TEBIANIAN
Thierry Gauthier
Jan Verstraete
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.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Priority to EP23783797.6A priority patent/EP4602136A1/en
Publication of WO2024078904A1 publication Critical patent/WO2024078904A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/70Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material
    • B01F25/72Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material with nozzles
    • B01F25/721Spray-mixers, e.g. for mixing intersecting sheets of material with nozzles for spraying a fluid on falling particles or on a liquid curtain
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1872Details of the fluidised bed reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1881Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving downwards while fluidised
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00548Flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J2208/00743Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00769Details of feeding or discharging
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823Mixing elements
    • B01J2208/00831Stationary elements
    • B01J2208/0084Stationary elements inside the bed, e.g. baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00893Feeding means for the reactants
    • B01J2208/00902Nozzle-type feeding elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00938Flow distribution elements

Definitions

  • the invention relates to the field of refining and petrochemicals and to processes and units for the chemical transformation of petroleum products, in particular hydrocarbon cuts, by Fluidized Bed Catalytic Cracking (“Fluid Catalytic Cracking” or FCC according to Anglo-Saxon terminology) for the production of light olefins (i.e., olefins comprising between 2 and 4 carbon atoms), and more particularly ethylene and propylene, and also aromatics (e.g. BTX), and more particularly paraxylene.
  • Fluidized Bed Catalytic Cracking or FCC according to Anglo-Saxon terminology
  • light olefins i.e., olefins comprising between 2 and 4 carbon atoms
  • ethylene and propylene ethylene and propylene
  • aromatics e.g. BTX
  • the invention is part of the improvement of the design of the established flow zone of fluidized bed reactors with descending gas-solid co-current ("downer” or “down flow reactor” according to the Anglo-Saxon terminology), called hereinafter downflow reactors, used for example for high severity catalytic cracking (HS-FCC).
  • downflow reactors used for example for high severity catalytic cracking (HS-FCC).
  • Ethylene, Propylene, Butene, Butadiene and aromatics such as Benzene, Toluene and Xylene (BTX) represent the basic products for the petrochemical industry. These products are generally obtained by catalytic reforming and/or thermal cracking (steam cracking) of hydrocarbons such as naphtha, kerosene or gas oil. These compounds are also obtained by fluidized bed catalytic cracking (FCC) of hydrocarbons, such as a Vacuum Distillate (DSV, or “vacuum gas oil” or VGO according to Anglo-Saxon terminology) and/or a residue ( under vacuum or atmospheric) distillation of hydrocarbons and/or naphtha, gas oils, complete crudes.
  • FCC fluidized bed catalytic cracking
  • the high severity catalytic cracking (HS-FCC) process aims to increase yields of propylene and ethylene through high temperature reaction conditions, very short contact times (e.g. ⁇ 1 s), high flow rate ratios mass C of catalyst and mass flow rate O of charge (C/O).
  • the HS-FCC process uses a downflow reactor, where the catalyst and feed are set in motion under gravity with a flow which approaches that of a piston type flow.
  • the downward gas-solid flow in a reactor avoids back-mixing and over-cracking of products while the use of high C/O ratios ensures the predominance of catalytic reactions.
  • the high temperature favors the formation of reaction intermediates such as light olefins while a controlled and short contact time avoids secondary reactions which are responsible for the consumption of such intermediates.
  • the initial mixture between catalyst and feed conditions the vaporization of the hydrocarbons and the gas-solid contact throughout the downflow reactor.
  • the initial mixing is generally carried out in a fraction of a second with, for a typical HS-FCC, a flow rate of around 400 to 700 t/h of feed and 7000 to 21000 t/h of catalyst which requires efficient technology to have a mixing chamber that approximates a perfectly agitated zone.
  • Patent FR 2 753 453 B1 describes a downward flow cracking reactor comprising a contact zone between the hydrocarbons and the catalyst in which the injectors are oriented so as to direct droplets of charge against the current of the downward flow of catalyst particles, at an angle relative to the horizontal equal for example to 15°, but which can be between 2° and 45°.
  • a first object of the present invention is to overcome the problems of the prior art and to provide a device for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current with homogeneous catalyst flow, i.e. , in which the solid concentration in the cross section of the reactor is substantially uniform.
  • the device according to the invention makes it possible to obtain a homogeneous catalyst concentration between the central zone and the annular zone (i.e., in the proximity of the wall) of the descending gas-solid co-current reactor.
  • a second object of the present invention is to provide a device for catalytic cracking in fluidized bed with downward gas-solid co-current in which the concentration of the catalyst in the central zone is higher with less accumulation near the walls in the mixing chamber, which results in better contact with the vaporized load.
  • a third object of the present invention is to provide a device for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current in which the arrangement of the injectors is optimized according to the C/O ratio. According to a first aspect, the aforementioned objects, as well as other advantages, are obtained by a device for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current comprising, from top to bottom:
  • a mixing chamber connected to the pipe and adapted to be supplied by the pipe in a downward flow, the mixing chamber comprising at least one first hydrocarbon feed injector;
  • the vector of the resulting momentum calculated from the vector sum of the charge momentum and the catalyst momentum, has an angle ⁇ with respect to a horizontal plane of between 70° and 80° ;
  • the ratio of the vertical component of the quantity of load movement and the catalyst movement quantity is between -0.2 and 0.1.
  • the device makes it possible to homogenize the concentration of catalyst particles along the fluidized bed reactor.
  • the device makes it possible to improve the contact between the catalyst and the vaporized charge.
  • the device makes it possible to optimize the arrangement and orientation of the injectors according to the operating conditions envisaged.
  • the mixing chamber comprises between 2 and 12 first injectors, preferably between 3 and 8 first injectors.
  • the vector of the quantity of the resulting movement has an angle ⁇ with respect to a horizontal plane of between 72° and 77°; and/or the ratio of the vertical component of the vector of the momentum of the charge movement and the momentum of the catalyst is between -0.13 and 0.04.
  • the first injectors are arranged countercurrent to the descending flow at an angle a of between 15° and 45° relative to the horizontal.
  • at least one first injector has an orientation offset relative to the diameter of the mixing chamber at an angle 0 greater than 0° and less than or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°.
  • first injectors are arranged in one or more horizontal rows.
  • the mixing chamber comprises at least a second diluent injector.
  • the second injectors have an angle p relative to the horizontal of between 0° and 80°, and preferably between 10° and 45°.
  • second injectors are arranged in one or more horizontal rows.
  • the radial position of second injectors is in a separation space between the adjacent radial positions of two first injectors.
  • the radial position of at least a second injector is arranged relative to the radial position of an adjacent first injector at an angle 5 substantially equal to half of a separation angle y between two first adjacent injectors.
  • At least one second injector has an orientation offset relative to the diameter of the mixing chamber at an angle o greater than 0° and less than or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°.
  • At least part of the mixing chamber comprises a central bulky part arranged substantially along a central/vertical axis of the mixing chamber and defining an annular orifice of the mixing chamber , whereby the catalyst particles spill and/or flow into the mixing chamber.
  • a process for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current comprising the following steps:
  • the ratio of the vertical component of the quantity of load movement and the quantity of movement (vertical and downward) of catalyst is between -0.2 and 0.1.
  • the method comprises at least one of the following operating conditions:
  • the catalyst particles comprise a matrix made of clay, silica or silica alumina, optionally binder, optionally dopant, and/or zeolite, for example from 15% to 70% by weight of zeolite relative to the weight of the catalyst, preferably a Y zeolite and/or a ZSM-5 zeolite, very preferably a ZSM-5 zeolite, optionally doped;
  • the grain density of the catalyst particles is between 1000 kg/m 3 and 2000 kg/m 3 , preferably between 1250 kg/m 3 and 1750 kg/m 3 .
  • the hydrocarbon feedstock is a hydrocarbon feedstock with a start boiling temperature greater than or equal to 340°C or a hydrocarbon feedstock with an end boiling temperature less than or equal to 450°C;
  • the downward flow of the catalyst particles in the (vertical) pipe upstream of the mixing chamber is in a dense fluidized regime and preferably with a mass flow greater than 200 kg/m 2 s;
  • - reactor outlet temperature between 520°C and 750°C and preferably less than 650°C; absolute total pressure between 0.1 MPa and 0.5 MPa; - mass ratio of the catalyst to the C/O hydrocarbon load between 5° (kg/h)/(kg/h) and 35 (kg/h)/(kg/h) and preferably between 15 (kg/h) /(kg/h) and 30 (kg/h)/(kg/h);
  • Figure 1 represents a section diagram of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention comprising injectors for the homogenization of the catalyst flow.
  • Figure 2 shows a schematic and sectional view showing fluid flow in the mixing chamber of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention.
  • Figure 3 shows a schematic top view of the mixing chamber of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention.
  • Figure 4 shows 3D views of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention.
  • Figure 5 shows 3D views of a diagram A of a reference FCC device, and of a diagram B of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention.
  • Figure 6 shows 3D views of diagrams A and B of the volume fraction of the catalyst averaged over time in the reference FCC device of Figure 5, and in the FCC device according to the invention of Figure 5, respectively.
  • Figure 7 shows the radial profiles A and B of the fraction of the solid and mass flow of the solid at 2.8 m below the injectors of the reference FCC device of Figure 5, and of the FCC device according to the invention of the Figure 5, respectively.
  • the term “comprising” is synonymous with (means the same as) “comprising”, “include” and “contain”, and is inclusive or open and does not exclude other elements not recited. It is understood that the term “understand” includes the exclusive and closed term “consist”. Furthermore, in the present description, the terms “essentially” or “substantially” or “approximately” correspond to an approximation of ⁇ 10%, preferably ⁇ 5%, most preferably ⁇ 1%.
  • the invention relates to a device and a method for fluidized bed catalytic cracking for the chemical transformation of petroleum products (FCC), used for example for high severity catalytic cracking (HS-FCC).
  • FCC petroleum products
  • HS-FCC high severity catalytic cracking
  • An FCC unit generally treats a hydrocarbon cut (called heavy) from the vacuum distillation unit as a vacuum gas oil or a vacuum residue, or even an atmospheric residue, alone or in a mixture.
  • An FCC unit can also process a hydrocarbon cut (called light) such as a gasoline cut or a diesel cut, alone or in a mixture. It is also possible to process a mixture of light and heavy hydrocarbon cuts, or even a complete crude.
  • the devices and catalytic cracking processes In order to increase the yields of propylene and ethylene using high severity reaction conditions (high temperature, very short contact times, high C/O ratios between the catalyst flow rate C and the feed flow rate O), the devices and catalytic cracking processes generally use a fluidized bed reactor with a descending gas-solid co-current (“downer” or “down flow reactor” according to Anglo-Saxon terminology), hereinafter called a downward flow reactor.
  • the device according to one or more embodiments of the present invention comprises from top to bottom:
  • Line 1 is suitable for supplying mixing chamber 2 with solid catalyst (particles).
  • Line 1 mainly transports solids, as well as a fluidization gas entrained by the descending solid.
  • Pipe 1 presents a flow like a supply column (“standpipe” according to Anglo-Saxon terminology) well known to those skilled in the art.
  • the mixing chamber 2 is connected to pipe 1 and is adapted to feed the downflow reactor 3 with a mixture comprising catalyst particles, a hydrocarbon feedstock and optionally a diluent.
  • the downflow reactor 3 is connected to the mixing chamber 2 and is adapted to at least partially crack the hydrocarbon feed in the presence of the catalyst particles to produce an effluent comprising at least partially coked catalyst and gaseous cracking products, and optionally unconverted vaporized charge.
  • the pipe 1 supplies the mixing chamber 2 with a descending flow 4 of (hot) catalyst particles, the mixing chamber 2 comprising one or more first injectors 5 of hydrocarbon feed 6.
  • the first injector(s) 5 is adapted to inject diluent (eg water vapor) with the load.
  • the mixing chamber 2 comprises one or more second injectors 7 of diluent 8.
  • the descending flow 4 comes into contact with the hydrocarbon feed 6 atomized using the or first injectors 5 and optionally with diluent 8, introduced for example by the second injector(s) 7.
  • the injection of diluent 8 makes it possible to reduce the partial pressure of the hydrocarbon feed and to reduce secondary reactions.
  • the injection of diluent 8 makes it possible to improve the atomization of the hydrocarbon feedstock 6.
  • the diluent 8 is chosen from the group consisting of water vapor, nitrogen , CO2, light hydrocarbons (eg C1-C5 compounds), combustion fumes.
  • the diluent 8 comprises or consists of water vapor.
  • the pipe 1 has a constant section geometry, such as cylindrical, square, rectangular or hexagonal, or a variable section, such as a truncated pyramid or cone, or a combination of different geometric shapes.
  • the pipe 1 is cylindrical in shape and optionally of variable diameter.
  • the pipe 1 is at least partially frustoconical in shape.
  • the pipe 1 comprises (in the direction of the flow of the solid catalyst): a cylindrical section, for example whose diameter is chosen to obtain a solid flow of 100 to 800 kg/(m 2 s) and preferably between 300 to 600 kg/(m 2 s); a frustoconical section (called a narrowing section) adjacent to the mixing chamber 2, the diameter of which decreases, for example in order to achieve a solid flow, without taking into account the internals, between 400 and 2000 kg/(m 2 s) and preferably between 700 and 1500 kg/(m 2 s); and optionally a second cylindrical section, for example whose diameter is chosen to obtain a solid flow, without taking into account the internals, between 400 and 2000 kg/(m 2 s) and preferably between 700 and 1500 kg/(m 2 s).
  • the mixing chamber 2 has a constant section geometry, such as cylindrical, square, rectangular or hexagonal, or a variable section, such as a truncated pyramid or cone, or a combination of different geometric shapes.
  • the mixing chamber can be equipped with central internals, such as a central bulk part described below with reference to Figure 5.
  • the mixing chamber 2 is of cylindrical shape and optionally of variable diameter.
  • the mixing chamber 2 is at least partially frustoconical in shape.
  • the mixing chamber 2 comprises an upper limit of section S1 connecting the mixing chamber 2 to pipe 1 and a lower limit of section S2 connecting the mixing chamber 2 to the downflow reactor 3, the S1/S2 ratio being less than 0.9 and preferably less than 0.7.
  • the S1/S2 ratio is between 0.4 and 0.9, preferably between 0.5 and 0.7.
  • the mixing chamber 2 comprises between 2 and 12 first injectors 5, preferably between 3 and 8 first injectors 5.
  • first injectors 5 have a predetermined angle a (alpha) relative to the horizontal meeting the following two criteria:
  • the vector of the quantity of the resulting movement M tot calculated from the vector sum of the quantity of movement (“momentum” according to Anglo-Saxon terminology; defined as mass (or mass flow) * speed) of charge M 6 and the momentum of catalyst M 4 , has an angle ⁇ (lambda) relative to the horizontal between 70° and 80° and preferably between 72° and 77°;
  • the ratio of the vertical component of the vector of the quantity of movement of charge Mev and the quantity of movement of catalyst M 4 is between -0.2 and 0.1 and preferably between -0.13 and 0.04 .
  • Compliance with the two criteria mainly gives axial directions of the first injectors 5 in counter-current of the descending flow 4, for example at an angle a between 0° and 80°, or slightly in co-current of the descending flow 4, for example at an angle between -20° and 0°.
  • the first injectors 5 are arranged against the current of the descending flow 4 at an angle a of between 15° and 45° relative to the horizontal.
  • At least a first injector 5 can have an orientation (according to a projection on a horizontal plane) offset from the diameter of the mixing chamber 2 at an angle 0 (theta) greater than 0° and less than or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°.
  • first adjacent off-axis injectors 5 have respectively positive and negative angles 0, in particular to improve turbulence.
  • first injectors 5 are arranged in one or more horizontal rows, i.e., perpendicular to the central/vertical axis Z of the pipe 1, of the mixing chamber 2 and the downflow reactor 3.
  • the first adjacent injectors 5 of a row of first injectors 5 are arranged on the wall of the mixing chamber 2 at a separation angle y (gamma) being substantially equal to 360° divided by the number of first injectors 5 of said row.
  • the mixing chamber 2 comprises between 2 and 12 second injectors 7, preferably between 3 and 8 second injectors 7.
  • the second injectors 7 have an angle p (beta) relative to the horizontal of between 0° and 80°, and preferably between 10° and 45°.
  • second injectors 7 are arranged in one or more horizontal rows (perpendicular to the central/vertical axis Z).
  • second injectors 7 are arranged below (e.g. in a row) first injectors 5. According to one or more embodiments, second injectors 7 are arranged between two rows of first injectors 5.
  • the radial position of second injectors 7 is in a separation space between the adjacent radial positions of two first injectors 5.
  • the position radial of at least a second injector 7 is arranged relative to the radial position of a first injector 5 adjacent a second injector 7 (according to a projection on a horizontal plane) at an angle 5 (delta) substantially equal to half of the separation angle y between two first adjacent injectors 5.
  • the second injectors 7 can have an orientation (according to a projection on a horizontal plane) offset relative to the diameter of the mixing chamber at an angle o (sigma) greater than 0° and less than or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°.
  • o angle
  • the mixing chamber 2 feeds the downflow reactor 3 with a mixture of hydrocarbon feed 6, catalyst particles and optionally diluent 8.
  • the hydrocarbon feed 6 and the catalyst particles give rise to to the cracking reactions which are completed in the downward flow reactor 3 of a height L (along the central/vertical axis Z) to produce a hydrocarbon effluent 9 comprising cracking products, spent catalyst and potentially part of the unreacted hydrocarbon load.
  • At least part of the mixing chamber 2 comprises a central bulky part 10 ("plug" according to Anglo-Saxon terminology) arranged substantially along the central/vertical axis Z and defining an annular orifice 11 of the mixing chamber 2, through which the catalyst particles spill and/or flow into the mixing chamber 2.
  • the vertical position of the first injectors 5 and/or the second injectors 7 is between the upper end and the lower end of the central bulk part 10, ie, the load 6 and optionally the diluent 8 are introduced into the annular orifice 11 of the mixing chamber 2.
  • the downward flow reactor 3 has a constant section geometry, such as cylindrical, square, rectangular or hexagonal, preferably cylindrical. According to one or more embodiments, the downward flow reactor 3 is cylindrical in shape and optionally of variable diameter. According to one or more embodiments, the diameter of the downward flow reactor 3 is defined such that the superficial speed of the gas passing through it is between 2 m/s and 26 m/s, preferably between 6 m/s and 16 m/s. s.
  • the catalyst is a solid catalyst (e.g. particles of density, size and grain shape chosen for use in a fluidized bed).
  • the densities, sizes and shapes of the catalysts for fluidized beds are known to those skilled in the art, and will not be described further.
  • the catalyst may be any type of catalytic cracking catalyst.
  • the catalyst is an FCC type catalyst, containing for example what is commonly called a matrix made of clay, silica or silica alumina, optionally binder, and/or zeolite, for example example from 15% to 70% by weight of zeolite relative to the weight of the catalyst, preferably a Y zeolite and/or a ZSM-5 zeolite.
  • the catalyst comprises a ZSM-5 zeolite.
  • the grain density of the catalyst is between 1000 kg/m 3 and 2000 kg/m 3 .
  • the grain density of the catalyst is between 1250 kg/m 3 and 1750 kg/m 3 .
  • the catalyst comprises at least one binder (e.g. from 30% to 85% by weight) chosen from alumina, silica, silica-alumina, magnesia, titanium oxide, zirconia , clays and boron oxide, alone or in a mixture and preferably among silica, silica-alumina and clays, alone or in a mixture.
  • binder e.g. from 30% to 85% by weight
  • the catalyst comprises at least one doping element (e.g. from 0 to 10% by weight) chosen from phosphorus, magnesium, sodium, potassium, calcium, iron, boron, manganese , lanthanum, cerium, titanium, tungsten, molybdenum, copper, zirconium and gallium, alone or in mixture.
  • doping element e.g. from 0 to 10% by weight
  • the catalyst comprises and/or consists of zeolite, such as ZSM-5, optionally doped.
  • the hydrocarbon feed 6 is a hydrocarbon feed (so-called heavy), characterized by a start-of-boiling temperature of substantially 340°C, or even greater than 340°C, often greater than 380°C, such as a heavy hydrocarbon cut, for example from a vacuum distillation unit, such as vacuum gas oil/distillate (“vacuum gas oil” or “VGO” according to Anglo-Saxon terminology) or a vacuum residue , an atmospheric residue, a vacuum gas oil from a conversion unit, such as a coking gas oil ("Heavy Coker Gas Oil” or "HCGO” according to Anglo-Saxon terminology) or a heavy hydrocarbon cut from a bubbling bed or entrained bed hydroconversion unit (such as the H-Oil, LC-Fining, EST, VCC or Uniflex processes), a recycle of a hydrocracking stage, alone or in a mixture.
  • a vacuum distillation unit such as vacuum gas oil/distillate (“vacuum gas oil” or “VGO” according to
  • the hydrocarbon feedstock 6 is a so-called light feedstock, characterized by an end of boiling temperature less than or equal to 450°C, often less than 400°C, such as a gasoline cut or a gas oil cut, for example from an atmospheric distillation unit, or from a conversion unit, such as gasoline or gas oil from a hydrocracking unit, or gasoline or gas oil from a processing unit. coking or a gasoline or gas oil from a bubbling bed or entrained bed hydroconversion unit (such as the H-Oil, LC-Fining, EST, VCC or Uniflex processes), or a gasoline or gas oil from an FCC unit, or a recycle of the FCC unit in question, alone or in a mixture. According to one or more embodiments, it is also possible to process a mixture of light and heavy hydrocarbon cuts, or even a complete crude.
  • a gasoline cut or a gas oil cut for example from an atmospheric distillation unit, or from a conversion unit, such as gasoline or gas oil from a hydrocracking unit, or gasoline or
  • C1-C4 gas including olefins; a gasoline cut including aromatics e.g. C1-C4 gas including olefins; a gasoline cut including aromatics
  • Light Cycle Oil or LCO according to Anglo-Saxon terminology
  • Heavy Cycle Oil or HCO according to Anglo-Saxon terminology
  • the process according to the present invention comprises a catalytic cracking step for the production of light olefins (and in particular ethylene and propylene), aromatics (and in particular benzene, toluene and xylenes), and gasoline (and optionally LCO, HCO and slurry), by catalytic cracking of the hydrocarbon feed 6 (fed by the first injector 5) by contact with the descending flow 4 of hot catalyst particles (fed by line 1), and optionally the diluent 8 (supplied by the second injector 7) in the mixing chamber 2 then in the downflow reactor 3.
  • catalytic cracking step for the production of light olefins (and in particular ethylene and propylene), aromatics (and in particular benzene, toluene and xylenes), and gasoline (and optionally LCO, HCO and slurry), by catalytic cracking of the hydrocarbon feed 6 (fed by the first injector 5) by contact with the descending flow 4 of hot catalyst particles (fed by line
  • the downward flow 4 of the catalyst particles in line 1 upstream of the mixing chamber 2 is in a dense fluidized regime and preferably with a mass flow greater than 200 kg/m 2 s, for for example preferably allowing a regime with descending bubbles.
  • the term “dense fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed operating in a homogeneous regime, in a bubbling regime or in a turbulent regime.
  • the term “homogeneous fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed whose gas speed is between the minimum fluidization speed and the minimum bubbling speed. These speeds depend on the properties of the solid catalyst (density, size, shape of the grains, etc.).
  • the solid volume fraction is between a value close to 0.45 and the maximum solid volume fraction corresponding to a fixed, non-fluidized bed, generally close to 0.6.
  • the term “bubbling fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed whose gas speed is between the minimum bubbling speed and the transition speed to the turbulent regime. These speeds depend on the properties of the solid catalyst (density, size, shape of the grains, etc.). The volume fraction of solid is between a value close to 0.35 and a value close to 0.45.
  • turbulent fluidized bed means a gas-solid fluidized bed whose gas speed is between the transition speed to the turbulent regime and the transport speed.
  • the volume fraction of solid is between a value close to 0.25 and a value close to 0.35.
  • the term “transported fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed whose gas velocity is greater than the transport velocity.
  • the solid volume fraction is less than a value close to 0.25.
  • speed of transport corresponds to the speed with which essentially all the solid is carried away by the gas.
  • the injectors 5 are adapted to atomize the hydrocarbon feed 6 (liquid) and penetrate the catalyst flow.
  • the operating conditions of the pipe 1 and/or the downflow reactor 3 are chosen from the following conditions:
  • the contact time t c is defined as the product of the solid volume fraction E S by the bed height H s (eg reactor height L), divided by the superficial gas velocity vsg, this integrating all along the height of the bed, as defined below in the mathematical formula Math 1.
  • a quantity of diluent 8 (e.g. nitrogen and/or water vapor) is added to the charge to reduce the partial pressure of hydrocarbons of the charge and the diluent is introduced at a rate of one quantity representing 0% or 0.1% to 40% by weight, preferably 1% to 35% by weight and preferably between 1% and 30% by weight relative to the mass of the hydrocarbon filler 6.
  • diluent 8 e.g. nitrogen and/or water vapor
  • the gaseous products and the catalyst, and optionally the feed unconverted vaporized are separated in the gas/solid separator (not shown) enclosing a dense fluidized bed where the cracking reactions can continue.
  • the operating conditions of the separator are chosen from the following conditions:
  • the coked catalyst is sent to an optional stripper (not shown) to strip the hydrocarbons remaining adsorbed on the surface of the catalyst by means of a second diluent.
  • the operating conditions of the stripper are chosen from the following conditions:
  • - residence time of the catalyst in the stripper between 10 seconds and 180 seconds, preferably between 30 seconds and 120 seconds;
  • the coked solid is transported into a regenerator (not shown) in which an air supply burns the coke from the catalyst to produce a hot regenerated catalyst and combustion gases , the hot regenerated catalyst being able to supply the descending flow 4 with hot catalyst particles.
  • the operating conditions of the regenerator are chosen from the following conditions:
  • the reference device A includes:
  • a pipe 1 composed of a cylindrical section, a narrowing cone and a cylindrical section;
  • frustoconical mixing chamber 2 (S1/S2 being less than 1) comprising a central bulk part 10 defining an annular orifice 11;
  • the device according to the invention B comprises:
  • a pipe 1 composed of a cylindrical section, a narrowing cone and a cylindrical section;
  • frustoconical mixing chamber 2 (S1/S2 being less than 1) comprising a central bulk part 10 defining an annular orifice 11;
  • the catalyst has a diameter dso of 73 pm and a grain density of 1418 kg/m 3 (ie, group A of the Geldart classification);
  • the air flow rate of 1.85 kg/s presents a ratio between the first injectors 5 to the second injectors 7 of 70/30;
  • the first injectors 5 are positioned 0.2 m above the second injectors 7;
  • the gas speed leaving the injectors is 90 m/s for the first injectors 5 and 76 m/s for the second injectors 7;
  • a central bulky part 10 is positioned in the center of the mixing chamber 2.
  • Figure 6 presents the Volume Fraction of Particles, denoted FVP, for the two configurations A and B of the reference device A and the device according to the invention B, respectively, over 13 sections.
  • the first two sections are respectively at the height of the first and second injectors 5 and 7, and the following sections are spaced 0.35 m apart.
  • the radial distribution of the solid throughout the downward flow reactor 3 is always more homogeneous for the device according to the invention B compared to the reference device A.
  • Figure 7 shows the radial profiles A and B of the volume fraction of the particles FVP, and of the Mass Flux of the Particles, denoted FM P, of the reference device A and the device according to the invention B of Figure 5, respectively.
  • the radial profiles A and B are produced in a direction x (perpendicular to the central/vertical axis Z) at a height of 2.8 m below the first injectors 5. It can be noted that the device according to the invention B produces a more homogeneous radial profile B with better phase distribution.
  • the coefficient of variation of the volume fraction values of the FVP particles on these radial profiles A and B is 40% for the reference device A and 15% for the device according to the invention B.
  • the coefficient of variation of the mass flow values of the FMP particles for profiles A and B is 59% for the reference device A and 16% for the device according to the invention B, which indicates better dispersion of the catalyst on the section for the device according to the invention B.

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Abstract

The invention relates to a gas-solid co-current downflow fluidised bed catalytic cracking process using: a vertical pipeline (1) carrying a downflow (4) of catalyst particles; a mixing chamber (2) comprising at least one first injector (5) of hydrocarbon feed (6); a gas-solid co-current downflow fluidised bed reactor (3) supplied with a catalyst and a hydrocarbon feed, the first injector having a predetermined angle α with respect to the horizontal so that: the vector of the resulting momentum (Mtot), calculated from the vector sum of the feed momentum (M6) and the catalyst momentum (M4), has an angle λ with respect to a horizontal plane of 70°-80°; and the ratio of the vertical component of the feed momentum (M6v) and the vertical and downflow momentum of the catalyst is between -0.2 and 0.1.

Description

PROCÉDÉ DE CRAQUAGE CATALYTIQUE EN LIT FLUIDISÉ À CO-COURANT GAZ-SOLIDE DESCENDANT AVEC INJECTEUR DE CHARGE ORIENTÉ CATALYTIC CRACKING PROCESS IN FLUIDIZED BED WITH DESCENDING GAS-SOLID CO-CURRENT WITH ORIENTED CHARGE INJECTOR

Domaine technique Technical area

L'invention concerne le domaine du raffinage et de la pétrochimie et des procédés et unités de transformation chimique de produits pétroliers, notamment de coupes hydrocarbonées, par Craquage Catalytique en lit Fluidisé (« Fluid Catalytic Cracking » ou FCC selon la terminologie anglo-saxonne) pour la production d’oléfines légères (i.e., oléfines comprenant entre 2 et 4 atomes de carbone), et plus particulièrement d’éthylène et de propylène, et aussi d’aromatiques (e.g. BTX), et plus particulièrement de paraxylène. The invention relates to the field of refining and petrochemicals and to processes and units for the chemical transformation of petroleum products, in particular hydrocarbon cuts, by Fluidized Bed Catalytic Cracking (“Fluid Catalytic Cracking” or FCC according to Anglo-Saxon terminology) for the production of light olefins (i.e., olefins comprising between 2 and 4 carbon atoms), and more particularly ethylene and propylene, and also aromatics (e.g. BTX), and more particularly paraxylene.

Technique antérieure Prior art

L’invention s’inscrit dans l’amélioration du design de la zone à flux établi des réacteurs à lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant (« downer » ou « down flow reactor » selon la terminologie anglo-saxonne), nommés ci-après réacteurs à flux descendant, utilisés par exemple pour le craquage catalytique à haute sévérité (HS-FCC). The invention is part of the improvement of the design of the established flow zone of fluidized bed reactors with descending gas-solid co-current ("downer" or "down flow reactor" according to the Anglo-Saxon terminology), called hereinafter downflow reactors, used for example for high severity catalytic cracking (HS-FCC).

Éthylène, Propylène, Butène, Butadiène et les aromatiques tels que le Benzène, Toluène et Xylène (BTX) représentent les produits de base pour l’industrie pétrochimique. Ces produits sont généralement obtenus par le reformage catalytique et/ou le craquage thermique (vapocraquage ou « steam cracking » en anglais) d’hydrocarbures tels que naphta, kérosène ou gazole. Ces composés sont également obtenus par un craquage catalytique en lit fluidisé (FCC) d’hydrocarbures, tels qu’un Distillât Sous Vide (DSV, ou « vacuum gas oil » ou VGO selon la terminologie anglo-saxonne) et/ou un résidu (sous vide ou atmosphérique) de distillation d’hydrocarbures et/ou de naphta, de gazoles, bruts complets. Ethylene, Propylene, Butene, Butadiene and aromatics such as Benzene, Toluene and Xylene (BTX) represent the basic products for the petrochemical industry. These products are generally obtained by catalytic reforming and/or thermal cracking (steam cracking) of hydrocarbons such as naphtha, kerosene or gas oil. These compounds are also obtained by fluidized bed catalytic cracking (FCC) of hydrocarbons, such as a Vacuum Distillate (DSV, or “vacuum gas oil” or VGO according to Anglo-Saxon terminology) and/or a residue ( under vacuum or atmospheric) distillation of hydrocarbons and/or naphtha, gas oils, complete crudes.

Le procédé de craquage catalytique à haute sévérité (HS-FCC) vise à augmenter les rendements en propylène et éthylène à travers des conditions de réaction à haute température, temps de contact très courts (e.g. ~1 s), des rapports élevés entre le débit massique C de catalyseur et le débit massique O de charge (C/O). The high severity catalytic cracking (HS-FCC) process aims to increase yields of propylene and ethylene through high temperature reaction conditions, very short contact times (e.g. ~1 s), high flow rate ratios mass C of catalyst and mass flow rate O of charge (C/O).

Les inconvénients associés avec un réacteur FCC classique à lit fluidisé à co-courant gaz-solide ascendant (« riser » selon la terminologie anglo-saxonne) tels que le rétro-mélange (« back- mixing » selon la terminologie anglo-saxonne) et l’accumulation de catalyseur au voisinage de la paroi avec pour conséquence un surcraquage des hydrocarbures et la formation excessive de coke, d’hydrogène, de méthane et d’éthane ne permettent pas de favoriser la production des oléfines dans des conditions à haute sévérité. The disadvantages associated with a conventional fluidized bed FCC reactor with ascending gas-solid co-current (“riser” according to Anglo-Saxon terminology) such as back-mixing (“back-mixing” according to Anglo-Saxon terminology) and the accumulation of catalyst in the vicinity of the wall with the consequence of overcracking of the hydrocarbons and the excessive formation of coke, hydrogen, methane and ethane do not make it possible to promote the production of olefins under high severity conditions.

Afin de surmonter ces inconvénients, le procédé HS-FCC utilise un réacteur à flux descendant, où le catalyseur et la charge sont mises en mouvement sous l’effet de la gravité avec un écoulement qui approche celui d’un écoulement type piston. L’écoulement gaz-solide descendant dans un réacteur évite le rétro-mélange et le surcraquage des produits tandis que l’utilisation des ratios élevés de C/O assure la prédominance des réactions catalytiques. La température élevée favorise la formation des intermédiaires de réactions tels que les oléfines légères alors qu’un temps de contact contrôlé et court évite les réactions secondaires qui sont responsable de la consommation de tels intermédiaires. In order to overcome these drawbacks, the HS-FCC process uses a downflow reactor, where the catalyst and feed are set in motion under gravity with a flow which approaches that of a piston type flow. The downward gas-solid flow in a reactor avoids back-mixing and over-cracking of products while the use of high C/O ratios ensures the predominance of catalytic reactions. The high temperature favors the formation of reaction intermediates such as light olefins while a controlled and short contact time avoids secondary reactions which are responsible for the consumption of such intermediates.

En revanche, l’écoulement gaz-solide descendant présente plusieurs défis technologiques majeurs, dont un défi important correspond à l’écoulement dans la chambre de mélange. En effet, le mélange initial entre catalyseur et charge conditionne la vaporisation des hydrocarbures et le contact gaz-solide tout au long du réacteur à flux descendant. Le mélange initial est généralement effectué en une fraction de seconde avec, pour un HS-FCC typique, un débit de l’ordre de 400 à 700 t/h de charge et 7000 à 21000 t/h de catalyseur ce qui nécessite une technologie efficace pour avoir une chambre de mélange qui se rapproche d’une zone parfaitement agitée. In contrast, downward gas-solid flow presents several major technological challenges, of which a significant challenge corresponds to the flow in the mixing chamber. Indeed, the initial mixture between catalyst and feed conditions the vaporization of the hydrocarbons and the gas-solid contact throughout the downflow reactor. The initial mixing is generally carried out in a fraction of a second with, for a typical HS-FCC, a flow rate of around 400 to 700 t/h of feed and 7000 to 21000 t/h of catalyst which requires efficient technology to have a mixing chamber that approximates a perfectly agitated zone.

Le brevet FR 2 753 453 B1 décrit un réacteur de craquage à flux descendant comprenant une zone de mise en contact entre les hydrocarbures et le catalyseur dans laquelle les injecteurs sont orientés de manière à diriger des gouttelettes de charge à contre-courant du flux descendant de particules de catalyseur, selon un angle par rapport à l'horizontale égal par exemple à 15°, mais qui peut être compris entre 2° et 45°. Patent FR 2 753 453 B1 describes a downward flow cracking reactor comprising a contact zone between the hydrocarbons and the catalyst in which the injectors are oriented so as to direct droplets of charge against the current of the downward flow of catalyst particles, at an angle relative to the horizontal equal for example to 15°, but which can be between 2° and 45°.

Résumé de l’invention Summary of the invention

Dans le contexte précédemment décrit, un premier objet de la présente invention est de surmonter les problèmes de l’art antérieur et de fournir un dispositif pour le craquage catalytique en lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant à écoulement de catalyseur homogène, i.e., dans lequel la concentration de solide dans la section transversale du réacteur est sensiblement uniforme. En effet, le dispositif selon l’invention permet d’obtenir une concentration de catalyseur homogène entre la zone centrale et la zone annulaire (i.e., dans la proximité de la paroi) du réacteur à co-courant gaz-solide descendant. In the context previously described, a first object of the present invention is to overcome the problems of the prior art and to provide a device for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current with homogeneous catalyst flow, i.e. , in which the solid concentration in the cross section of the reactor is substantially uniform. Indeed, the device according to the invention makes it possible to obtain a homogeneous catalyst concentration between the central zone and the annular zone (i.e., in the proximity of the wall) of the descending gas-solid co-current reactor.

Un deuxième objet de la présente invention est de fournir un dispositif pour le craquage catalytique en lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant dans lequel la concentration du catalyseur dans la zone centrale est plus élevée avec moins d’accumulation à proximité des parois dans la chambre de mélange, ce qui se traduit par un contact meilleur avec la charge vaporisée. A second object of the present invention is to provide a device for catalytic cracking in fluidized bed with downward gas-solid co-current in which the concentration of the catalyst in the central zone is higher with less accumulation near the walls in the mixing chamber, which results in better contact with the vaporized load.

Un troisième objet de la présente invention est de fournir un dispositif pour le craquage catalytique en lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant dans lequel la disposition des injecteurs est optimisée selon le ratio C/O. Selon un premier aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un dispositif pour le craquage catalytique en lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant comprenant, de haut en bas : A third object of the present invention is to provide a device for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current in which the arrangement of the injectors is optimized according to the C/O ratio. According to a first aspect, the aforementioned objects, as well as other advantages, are obtained by a device for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current comprising, from top to bottom:

- une conduite adaptée pour transporter un flux descendant de particules de catalyseur ; - a pipe adapted to transport a downward flow of catalyst particles;

- une chambre de mélange connectée à la conduite et adaptée pour être alimentée par la conduite en flux descendant, la chambre de mélange comprenant au moins un premier injecteur de charge hydrocarbonée ; et - a mixing chamber connected to the pipe and adapted to be supplied by the pipe in a downward flow, the mixing chamber comprising at least one first hydrocarbon feed injector; And

- un réacteur à lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant connecté à la chambre de mélange et adapté pour être alimenté par la chambre de mélange en un mélange comprenant des particules de catalyseur et de la charge hydrocarbonée, dans lequel l’au moins un premier injecteur présente un angle a prédéterminé par rapport à l’horizontale répondant aux deux critères suivants : - a fluidized bed reactor with descending gas-solid co-current connected to the mixing chamber and adapted to be supplied by the mixing chamber with a mixture comprising catalyst particles and hydrocarbon feed, in which the at least a first injector has a predetermined angle a relative to the horizontal meeting the following two criteria:

- le vecteur de la quantité du mouvement résultant, calculé à partir de la somme vectorielle de la quantité de mouvement de charge et de la quantité de mouvement de catalyseur, présente un angle À par rapport à un plan horizontal compris entre 70° et 80° ; et - the vector of the resulting momentum, calculated from the vector sum of the charge momentum and the catalyst momentum, has an angle À with respect to a horizontal plane of between 70° and 80° ; And

- le ratio du composant vertical de la quantité du mouvement de charge et de la quantité de mouvement de catalyseur, est compris entre -0,2 et 0,1. - the ratio of the vertical component of the quantity of load movement and the catalyst movement quantity is between -0.2 and 0.1.

Avantageusement, le dispositif permet d’homogénéiser la concentration en particules de catalyseur le long du réacteur à lit fluidisé. Avantageusement, le dispositif permet d’améliorer le contact entre le catalyseur et la charge vaporisée. Avantageusement, le dispositif permet d’optimiser la disposition et l’orientation des injecteurs en fonction des conditions opératoires envisagées. Advantageously, the device makes it possible to homogenize the concentration of catalyst particles along the fluidized bed reactor. Advantageously, the device makes it possible to improve the contact between the catalyst and the vaporized charge. Advantageously, the device makes it possible to optimize the arrangement and orientation of the injectors according to the operating conditions envisaged.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange comprend entre 2 et 12 premiers injecteurs, préférablement entre 3 et 8 premiers injecteurs. According to one or more embodiments, the mixing chamber comprises between 2 and 12 first injectors, preferably between 3 and 8 first injectors.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le vecteur de la quantité du mouvement résultant présente un angle À par rapport à un plan horizontal compris entre 72° et 77° ; et/ou le ratio du composant vertical du vecteur de la quantité du mouvement de charge et de la quantité de mouvement de catalyseur, est compris entre -0,13 et 0,04. According to one or more embodiments, the vector of the quantity of the resulting movement has an angle À with respect to a horizontal plane of between 72° and 77°; and/or the ratio of the vertical component of the vector of the momentum of the charge movement and the momentum of the catalyst is between -0.13 and 0.04.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les premiers injecteurs sont disposés à contre- courant du flux descendant selon un angle a compris entre 15° et 45° par rapport à l’horizontale. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, au moins un premier injecteur présente une orientation désaxée par rapport au diamètre de la chambre de mélange selon un angle 0 supérieur à 0° et inférieur ou égal à 45°, et de préférence compris entre 10° et 20°. According to one or more embodiments, the first injectors are arranged countercurrent to the descending flow at an angle a of between 15° and 45° relative to the horizontal. According to one or more embodiments, at least one first injector has an orientation offset relative to the diameter of the mixing chamber at an angle 0 greater than 0° and less than or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, des premiers injecteurs sont disposés selon une ou plusieurs rangées horizontales. According to one or more embodiments, first injectors are arranged in one or more horizontal rows.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange comprend au moins un deuxième injecteur de diluant. According to one or more embodiments, the mixing chamber comprises at least a second diluent injector.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les deuxièmes injecteurs présentent un angle p par rapport à l’horizontale compris entre 0° et 80°, et de préférence entre 10° et 45°. According to one or more embodiments, the second injectors have an angle p relative to the horizontal of between 0° and 80°, and preferably between 10° and 45°.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, des deuxièmes injecteurs sont disposés selon une ou plusieurs rangées horizontales. According to one or more embodiments, second injectors are arranged in one or more horizontal rows.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la position radiale de deuxièmes injecteurs est dans un espace de séparation entre les positions radiales adjacentes de deux premiers injecteurs. According to one or more embodiments, the radial position of second injectors is in a separation space between the adjacent radial positions of two first injectors.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la position radiale d’au moins un deuxième injecteur est disposée par rapport à la position radiale d’un premier injecteur adjacent selon un angle 5 sensiblement égal à la moitié d’un l’angle de séparation y entre deux premiers injecteurs adjacents. According to one or more embodiments, the radial position of at least a second injector is arranged relative to the radial position of an adjacent first injector at an angle 5 substantially equal to half of a separation angle y between two first adjacent injectors.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, au moins un deuxième injecteur présente une orientation désaxée par rapport au diamètre de la chambre de mélange selon un angle o supérieur à 0° et inférieur ou égal à 45°, et de préférence compris entre 10° et 20°. According to one or more embodiments, at least one second injector has an orientation offset relative to the diameter of the mixing chamber at an angle o greater than 0° and less than or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, au moins une partie de la chambre de mélange comprend une pièce d'encombrement centrale disposée sensiblement le long d’un axe central/vertical de la chambre de mélange et définissant un orifice annulaire de la chambre de mélange, par lequel les particules de catalyseur de déversent et/ou s’écoulent dans la chambre de mélange. According to one or more embodiments, at least part of the mixing chamber comprises a central bulky part arranged substantially along a central/vertical axis of the mixing chamber and defining an annular orifice of the mixing chamber , whereby the catalyst particles spill and/or flow into the mixing chamber.

Selon un deuxième aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un procédé pour le craquage catalytique en lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant comprenant les étapes suivantes : According to a second aspect, the aforementioned objects, as well as other advantages, are obtained by a process for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current comprising the following steps:

- transporter un flux descendant de particules de catalyseur dans une conduite (verticale) ;- transport a downward flow of catalyst particles in a (vertical) pipe;

- alimenter une chambre de mélange par la conduite (verticale) avec le flux descendant, la chambre de mélange comprenant au moins un premier injecteur de charge hydrocarbonée ; - alimenter un réacteur à lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant par la chambre de mélange avec un mélange comprenant des particules de catalyseur et de la charge hydrocarbonée; et - supply a mixing chamber via the (vertical) pipe with the downward flow, the mixing chamber comprising at least one first hydrocarbon feed injector; - supply a fluidized bed reactor with a gas-solid co-current descending through the mixing chamber with a mixture comprising catalyst particles and hydrocarbon feed; And

- craquer au moins partiellement la charge hydrocarbonée en présence des particules de catalyseur dans le réacteur à lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant, pour produire un effluent comprenant du catalyseur au moins partiellement coké et des produits gazeux de craquage, dans lequel l’au moins un premier injecteur présente un angle a prédéterminé par rapport à l’horizontale répondant aux deux critères suivants : - at least partially crack the hydrocarbon feed in the presence of the catalyst particles in the fluidized bed reactor with descending gas-solid co-current, to produce an effluent comprising at least partially coked catalyst and gaseous cracking products, in which the 'at least one first injector has a predetermined angle a relative to the horizontal meeting the following two criteria:

- le vecteur de la quantité du mouvement résultant, calculé à partir de la somme vectorielle de la quantité de mouvement de charge et de la quantité de mouvement (vertical et descendant) de catalyseur, présente un angle À par rapport à un plan horizontal compris entre 70° et 80° ; et - the vector of the quantity of the resulting movement, calculated from the vector sum of the quantity of movement of charge and the quantity of movement (vertical and downward) of catalyst, has an angle À with respect to a horizontal plane between 70° and 80°; And

- le ratio du composant vertical de la quantité du mouvement de charge et de la quantité de mouvement (vertical et descendant) de catalyseur, est compris entre -0,2 et 0,1. - the ratio of the vertical component of the quantity of load movement and the quantity of movement (vertical and downward) of catalyst, is between -0.2 and 0.1.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend au moins une des conditions opératoires suivantes : According to one or more embodiments, the method comprises at least one of the following operating conditions:

- Les particules de catalyseur comprennent une matrice faite d’argile, de silice ou de silice alumine, optionnellement de liant, optionnellement de dopant, et/ou de zéolithe, par exemple de 15% à 70% poids de zéolithe par rapport au poids du catalyseur, préférablement une zéolithe Y et/ou une zéolithe ZSM-5, très préférablement une zéolithe ZSM-5, optionnellement dopée ; - The catalyst particles comprise a matrix made of clay, silica or silica alumina, optionally binder, optionally dopant, and/or zeolite, for example from 15% to 70% by weight of zeolite relative to the weight of the catalyst, preferably a Y zeolite and/or a ZSM-5 zeolite, very preferably a ZSM-5 zeolite, optionally doped;

- la densité de grain des particules de catalyseur est comprise entre 1000 kg/m3 et 2000 kg/m3, préférablement entre 1250 kg/m3 et 1750 kg/m3. - the grain density of the catalyst particles is between 1000 kg/m 3 and 2000 kg/m 3 , preferably between 1250 kg/m 3 and 1750 kg/m 3 .

- la charge hydrocarbonée est une charge hydrocarbonée de température de début d’ébullition supérieure ou égale à 340°C ou une charge hydrocarbonée de température de fin d’ébullition inférieure ou égale à 450°C ; - the hydrocarbon feedstock is a hydrocarbon feedstock with a start boiling temperature greater than or equal to 340°C or a hydrocarbon feedstock with an end boiling temperature less than or equal to 450°C;

- le flux descendant des particules de catalyseur dans la conduite (verticale) en amont de la chambre de mélange est en régime fluidisé dense et de préférence avec un flux massique supérieur à 200 kg/m2s ; - the downward flow of the catalyst particles in the (vertical) pipe upstream of the mixing chamber is in a dense fluidized regime and preferably with a mass flow greater than 200 kg/m 2 s;

- température de sortie de réacteur comprise entre 520°C et 750°C et de préférence inférieure à 650°C ; pression totale absolue comprise entre 0,1 MPa et 0,5 MPa ; - rapport massique du catalyseur sur la charge hydrocarbonée C/O compris entre 5°(kg/h)/(kg/h) et 35 (kg/h)/(kg/h) et de préférence entre 15 (kg/h)/(kg/h) et 30 (kg/h)/(kg/h) ; - reactor outlet temperature between 520°C and 750°C and preferably less than 650°C; absolute total pressure between 0.1 MPa and 0.5 MPa; - mass ratio of the catalyst to the C/O hydrocarbon load between 5° (kg/h)/(kg/h) and 35 (kg/h)/(kg/h) and preferably between 15 (kg/h) /(kg/h) and 30 (kg/h)/(kg/h);

- temps de contact te entre la charge hydrocarbonée et le catalyseur inférieur à 10 secondes, préférablement compris entre 0,5 secondes et 4 secondes ; - contact time te between the hydrocarbon feed and the catalyst less than 10 seconds, preferably between 0.5 seconds and 4 seconds;

- flux massique de particules de catalyseur compris entre 50 et 850 kg/(m2s), de préférence entre 400 et 750 kg/(m2s) ; - mass flow of catalyst particles of between 50 and 850 kg/(m 2 s), preferably between 400 and 750 kg/(m 2 s);

- vitesse superficielle gaz comprise entre 2 m/s et 26 m/s, de préférence entre 6 m/s et 16 m/s ;- gas surface speed between 2 m/s and 26 m/s, preferably between 6 m/s and 16 m/s;

- injection de diluant par le premier injecteur et/ou au moins un deuxième injecteur à raison d’une quantité représentant 0% ou 0,1% à 40% poids, de préférence 1% à 35% poids et de manière préférée comprise entre 1 % et 30% poids par rapport à la masse de la charge hydrocarbonée. - injection of diluent by the first injector and/or at least a second injector in a quantity representing 0% or 0.1% to 40% by weight, preferably 1% to 35% by weight and preferably between 1 % and 30% weight relative to the mass of the hydrocarbon filler.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention des aspects précités, apparaîtront à la lecture de la description ci-après et d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après. Other characteristics and advantages of the invention of the aforementioned aspects will appear on reading the description below and non-limiting examples of embodiments, with reference to the figures appended and described below.

Liste des figures List of Figures

La figure 1 représente un schéma de section d’un dispositif FCC selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention comprenant des injecteurs pour l’homogénéisation de l’écoulement de catalyseur. Figure 1 represents a section diagram of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention comprising injectors for the homogenization of the catalyst flow.

La figure 2 montre un schéma et une vue en coupe montrant l’écoulement fluidique dans la chambre de mélange d’un dispositif FCC selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention. Figure 2 shows a schematic and sectional view showing fluid flow in the mixing chamber of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention.

La figure 3 montre une vue de haut schématique de la chambre de mélange d’un dispositif FCC selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention. Figure 3 shows a schematic top view of the mixing chamber of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention.

La figure 4 montre des vues en 3D d’un dispositif FCC selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention. Figure 4 shows 3D views of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention.

La figure 5 montre des vues en 3D d’un schéma A d’un dispositif FCC de référence, et d’un schéma B d’un dispositif FCC selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention. Figure 5 shows 3D views of a diagram A of a reference FCC device, and of a diagram B of an FCC device according to one or more embodiments of the present invention.

La figure 6 montre des vues en 3D de schémas A et B de la fraction volumique du catalyseur moyenné dans le temps dans le dispositif FCC de référence de la figure 5, et dans le dispositif FCC selon l’invention de la figure 5, respectivement. La figure 7 montre les profils radiaux A et B de la fraction du solide et flux massique du solide à 2,8 m en dessous des injecteurs du dispositif FCC de référence de la figure 5, et du dispositif FCC de selon l’invention de la figure 5, respectivement. Figure 6 shows 3D views of diagrams A and B of the volume fraction of the catalyst averaged over time in the reference FCC device of Figure 5, and in the FCC device according to the invention of Figure 5, respectively. Figure 7 shows the radial profiles A and B of the fraction of the solid and mass flow of the solid at 2.8 m below the injectors of the reference FCC device of Figure 5, and of the FCC device according to the invention of the Figure 5, respectively.

Description détaillée de l'invention Detailed description of the invention

Des modes de réalisation selon les aspects précités vont maintenant être décrits en détail. Dans la description détaillée suivante, de nombreux détails spécifiques sont exposés afin de fournir une compréhension plus approfondie du dispositif et du procédé selon la présente invention. Cependant, il apparaîtra à l’homme du métier que le dispositif peut être mis en œuvre sans ces détails spécifiques. Dans d’autres cas, des caractéristiques bien connues n’ont pas été décrites en détail pour éviter de compliquer inutilement la description. Embodiments according to the aforementioned aspects will now be described in detail. In the following detailed description, numerous specific details are set forth in order to provide a more in-depth understanding of the device and method according to the present invention. However, it will appear to those skilled in the art that the device can be implemented without these specific details. In other cases, well-known features have not been described in detail to avoid unnecessarily complicating the description.

Dans la présente description, le terme « comprendre » est synonyme de (signifie la même chose que) « comporter », « inclure » et « contenir », et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non récités. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut le terme exclusif et fermé « consister ». En outre, dans la présente description, les termes « essentiellement » ou « sensiblement » ou « environ » correspondent à une approximation de ± 10%, préférablement de ± 5%, très préférablement de ± 1 %. In this description, the term “comprising” is synonymous with (means the same as) “comprising”, “include” and “contain”, and is inclusive or open and does not exclude other elements not recited. It is understood that the term “understand” includes the exclusive and closed term “consist”. Furthermore, in the present description, the terms "essentially" or "substantially" or "approximately" correspond to an approximation of ± 10%, preferably ± 5%, most preferably ± 1%.

L'invention porte sur un dispositif et un procédé de craquage catalytique en lit fluidisé pour la transformation chimique de produits pétroliers (FCC), utilisés par exemple pour le craquage catalytique à haute sévérité (HS-FCC). The invention relates to a device and a method for fluidized bed catalytic cracking for the chemical transformation of petroleum products (FCC), used for example for high severity catalytic cracking (HS-FCC).

Une unité FCC traite généralement une coupe hydrocarbonée (dite lourde) issue de l'unité de distillation sous vide comme un gazole sous vide ou un résidu sous vide, ou encore un résidu atmosphérique, seuls ou en mélange. Une unité FCC peut également traiter une coupe hydrocarbonée (dite légère) telle qu’une coupe essence ou une coupe gazole, seules ou en mélange. Il est également possible de traiter un mélange de coupes hydrocarbonées légères et lourdes, ou encore un brut complet. Afin d’augmenter les rendements en propylène et éthylène en utilisant des conditions de réaction à haute sévérité (haute température, temps de contact très courts, rapports C/O élevés entre le débit C de catalyseur et le débit O de charge), les dispositifs et procédés de craquage catalytique utilisent généralement un réacteur à lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant (« downer » ou « down flow reactor » selon la terminologie anglo- saxonne), nommé ci-après réacteur à flux descendant. An FCC unit generally treats a hydrocarbon cut (called heavy) from the vacuum distillation unit as a vacuum gas oil or a vacuum residue, or even an atmospheric residue, alone or in a mixture. An FCC unit can also process a hydrocarbon cut (called light) such as a gasoline cut or a diesel cut, alone or in a mixture. It is also possible to process a mixture of light and heavy hydrocarbon cuts, or even a complete crude. In order to increase the yields of propylene and ethylene using high severity reaction conditions (high temperature, very short contact times, high C/O ratios between the catalyst flow rate C and the feed flow rate O), the devices and catalytic cracking processes generally use a fluidized bed reactor with a descending gas-solid co-current (“downer” or “down flow reactor” according to Anglo-Saxon terminology), hereinafter called a downward flow reactor.

Il arrive cependant que l’écoulement gaz-solide descendant présente plusieurs défis technologiques, dont parvenir à obtenir un écoulement et un mélange homogène dans la section à flux établi du réacteur descendant. Afin de surmonter ces inconvénients, des améliorations de la technologie des réacteurs à flux descendant décrits dans le brevet FR 2 753 453 B1 ont été identifiées, pour répondre au défi présenté ci-dessus à travers un agencement spécifique d’injecteurs de charge hydrocarbonée, et optionnellement d’injecteurs de diluant, pour améliorer le contact entre le catalyseur et les hydrocarbures dans la chambre de mélange. However, descending gas-solid flow sometimes presents several technological challenges, including achieving homogeneous flow and mixing in the steady flow section of the descending reactor. In order to overcome these drawbacks, improvements in the downflow reactor technology described in patent FR 2 753 453 B1 have been identified, to respond to the challenge presented above through a specific arrangement of hydrocarbon feed injectors, and optionally diluent injectors, to improve contact between the catalyst and the hydrocarbons in the mixing chamber.

Le dispositif selon l’invention The device according to the invention

En référence à la figure 1 , le dispositif selon un ou plusieurs modes de réalisation de la présente invention comprend de haut en bas : With reference to Figure 1, the device according to one or more embodiments of the present invention comprises from top to bottom:

- une conduite 1 (sensiblement verticale) ; - a pipe 1 (substantially vertical);

- une chambre de mélange 2 ; et - a mixing chamber 2; And

- un réacteur à flux descendant 3 (sensiblement vertical). - a downward flow reactor 3 (substantially vertical).

La conduite 1 est adaptée pour alimenter la chambre de mélange 2 avec du catalyseur solide (particules). La conduite 1 transporte principalement du solide, ainsi qu’un gaz de fluidisation entraîné par le solide descendant. La conduite 1 présente un écoulement comme une colonne d’alimentation (« standpipe » selon la terminologie anglo-saxonne) bien connue de l’homme de métier. Line 1 is suitable for supplying mixing chamber 2 with solid catalyst (particles). Line 1 mainly transports solids, as well as a fluidization gas entrained by the descending solid. Pipe 1 presents a flow like a supply column (“standpipe” according to Anglo-Saxon terminology) well known to those skilled in the art.

La chambre de mélange 2 est connectée à la conduite 1 et est adaptée pour alimenter le réacteur à flux descendant 3 avec un mélange comprenant des particules de catalyseur, une charge hydrocarbonée et optionnellement un diluant. The mixing chamber 2 is connected to pipe 1 and is adapted to feed the downflow reactor 3 with a mixture comprising catalyst particles, a hydrocarbon feedstock and optionally a diluent.

Le réacteur à flux descendant 3 est connecté à la chambre de mélange 2 et est adapté pour craquer au moins partiellement la charge hydrocarbonée en présence des particules de catalyseur pour produire un effluent comprenant du catalyseur au moins partiellement coké et des produits gazeux de craquage, et optionnellement de la charge vaporisée non convertie. The downflow reactor 3 is connected to the mixing chamber 2 and is adapted to at least partially crack the hydrocarbon feed in the presence of the catalyst particles to produce an effluent comprising at least partially coked catalyst and gaseous cracking products, and optionally unconverted vaporized charge.

Spécifiquement, en référence à la figure 1 , la conduite 1 alimente la chambre de mélange 2 d’un flux descendant 4 de particules de catalyseur (chaud), la chambre de mélange 2 comprenant un ou plusieurs premiers injecteurs 5 de charge hydrocarbonée 6. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le ou les premiers injecteurs 5 est adapté pour injecter du diluant (e.g. vapeur d’eau) avec la charge. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange 2 comprend un ou plusieurs deuxièmes injecteurs 7 de diluant 8. Dans la chambre de mélange 2, le flux descendant 4 entre en contact avec la charge hydrocarbonée 6 atomisée à l’aide du ou des premiers injecteurs 5 et optionnellement avec du diluant 8, introduit par exemple par le ou les deuxièmes injecteurs 7. Avantageusement, l’injection de diluant 8 permet de réduire la pression partielle de la charge hydrocarbonée et de réduire les réactions secondaires. Avantageusement, l’injection de diluant 8 permet d’améliorer l’atomisation de la charge hydrocarbonée 6. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le diluant 8 est choisi parmi le groupe consistant en de la vapeur d’eau, de l’azote, du CO2, des hydrocarbures légers (e.g. composés en C1-C5), des fumées de combustion. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le diluant 8 comprend ou consiste en de la vapeur d’eau. Specifically, with reference to Figure 1, the pipe 1 supplies the mixing chamber 2 with a descending flow 4 of (hot) catalyst particles, the mixing chamber 2 comprising one or more first injectors 5 of hydrocarbon feed 6. According to one or more embodiments, the first injector(s) 5 is adapted to inject diluent (eg water vapor) with the load. According to one or more embodiments, the mixing chamber 2 comprises one or more second injectors 7 of diluent 8. In the mixing chamber 2, the descending flow 4 comes into contact with the hydrocarbon feed 6 atomized using the or first injectors 5 and optionally with diluent 8, introduced for example by the second injector(s) 7. Advantageously, the injection of diluent 8 makes it possible to reduce the partial pressure of the hydrocarbon feed and to reduce secondary reactions. Advantageously, the injection of diluent 8 makes it possible to improve the atomization of the hydrocarbon feedstock 6. According to one or more embodiments, the diluent 8 is chosen from the group consisting of water vapor, nitrogen , CO2, light hydrocarbons (eg C1-C5 compounds), combustion fumes. According to one or more embodiments, the diluent 8 comprises or consists of water vapor.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la conduite 1 est de géométrie à section constante, comme cylindrique, carrée, rectangulaire ou hexagonale, ou à section variable, comme un tronc de pyramide ou de cône, ou une combinaison des différentes formes géométriques. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la conduite 1 est de forme cylindrique et optionnellement de diamètre variable. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la conduite 1 est de forme au moins partiellement tronconique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la conduite 1 comprend (dans le sens de l’écoulement du catalyseur solide) : un tronçon cylindrique, par exemple dont le diamètre est choisi pour obtenir un flux de solide de 100 à 800 kg/(m2s) et de préférence entre 300 à 600 kg/(m2s) ; un tronçon tronconique (dit de rétrécissement) adjacent la chambre de mélange 2, dont le diamètre diminue, par exemple afin d’atteindre un flux de solide, sans prise en compte des internes, entre 400 et 2000 kg/(m2s) et de préférence entre 700 et 1500 kg/(m2s) ; et optionnellement un deuxième tronçon cylindrique, par exemple dont le diamètre est choisi pour obtenir un flux de solide, sans prise en compte des internes, entre 400 et 2000 kg/(m2s) et de préférence entre 700 et 1500 kg/(m2s). According to one or more embodiments, the pipe 1 has a constant section geometry, such as cylindrical, square, rectangular or hexagonal, or a variable section, such as a truncated pyramid or cone, or a combination of different geometric shapes. According to one or more embodiments, the pipe 1 is cylindrical in shape and optionally of variable diameter. According to one or more embodiments, the pipe 1 is at least partially frustoconical in shape. According to one or more embodiments, the pipe 1 comprises (in the direction of the flow of the solid catalyst): a cylindrical section, for example whose diameter is chosen to obtain a solid flow of 100 to 800 kg/(m 2 s) and preferably between 300 to 600 kg/(m 2 s); a frustoconical section (called a narrowing section) adjacent to the mixing chamber 2, the diameter of which decreases, for example in order to achieve a solid flow, without taking into account the internals, between 400 and 2000 kg/(m 2 s) and preferably between 700 and 1500 kg/(m 2 s); and optionally a second cylindrical section, for example whose diameter is chosen to obtain a solid flow, without taking into account the internals, between 400 and 2000 kg/(m 2 s) and preferably between 700 and 1500 kg/(m 2 s).

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange 2 est de géométrie à section constante, comme cylindrique, carrée, rectangulaire ou hexagonale, ou à section variable, comme un tronc de pyramide ou de cône, ou une combinaison des différentes formes géométriques. La chambre de mélange peut être doté d’internes centraux, tel qu’une pièce d'encombrement centrale décrite ci-après en référence à la figure 5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange 2 est de forme cylindrique et optionnellement de diamètre variable. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange 2 est de forme au moins partiellement tronconique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange 2 comprend une limite supérieure de section S1 connectant la chambre de mélange 2 à la conduite 1 et une limite inférieure de section S2 connectant la chambre de mélange 2 au réacteur à flux descendant 3, le rapport S1/S2 étant inférieur à 0,9 et préférablement inférieur à 0,7. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le rapport S1/S2 est compris entre 0,4 et 0,9, préférablement entre 0,5 et 0,7. According to one or more embodiments, the mixing chamber 2 has a constant section geometry, such as cylindrical, square, rectangular or hexagonal, or a variable section, such as a truncated pyramid or cone, or a combination of different geometric shapes. . The mixing chamber can be equipped with central internals, such as a central bulk part described below with reference to Figure 5. According to one or more embodiments, the mixing chamber 2 is of cylindrical shape and optionally of variable diameter. According to one or more embodiments, the mixing chamber 2 is at least partially frustoconical in shape. According to one or more embodiments, the mixing chamber 2 comprises an upper limit of section S1 connecting the mixing chamber 2 to pipe 1 and a lower limit of section S2 connecting the mixing chamber 2 to the downflow reactor 3, the S1/S2 ratio being less than 0.9 and preferably less than 0.7. According to one or more embodiments, the S1/S2 ratio is between 0.4 and 0.9, preferably between 0.5 and 0.7.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange 2 comprend entre 2 et 12 premiers injecteurs 5, préférablement entre 3 et 8 premiers injecteurs 5. En référence aux figures 1 et 2, la demanderesse a identifié que la direction axiale des premiers injecteurs 5 est un élément clé pour bien disperser le catalyseur. Spécifiquement selon l’invention, les premiers injecteurs 5 présentent un angle a (alpha) prédéterminé par rapport à l’horizontale répondant aux deux critères suivants : According to one or more embodiments, the mixing chamber 2 comprises between 2 and 12 first injectors 5, preferably between 3 and 8 first injectors 5. With reference to Figures 1 and 2, the applicant has identified that the axial direction of the first injectors 5 is a key element for properly dispersing the catalyst. Specifically according to the invention, the first injectors 5 have a predetermined angle a (alpha) relative to the horizontal meeting the following two criteria:

- le vecteur de la quantité du mouvement résultant Mtot, calculé à partir de la somme vectorielle de la quantité de mouvement (« momentum » selon la terminologie anglo-saxonne ; définit comme masse (ou débit massique)*vitesse) de charge M6 et de la quantité de mouvement de catalyseur M4, présente un angle À (lambda) par rapport à l’horizontale entre 70° et 80° et de préférence entre 72° et 77° ; et - the vector of the quantity of the resulting movement M tot , calculated from the vector sum of the quantity of movement (“momentum” according to Anglo-Saxon terminology; defined as mass (or mass flow) * speed) of charge M 6 and the momentum of catalyst M 4 , has an angle À (lambda) relative to the horizontal between 70° and 80° and preferably between 72° and 77°; And

- le ratio du composant vertical du vecteur de la quantité du mouvement de charge Mev et de la quantité de mouvement de catalyseur M4, est compris entre -0,2 et 0,1 et de préférence entre -0,13 et 0,04. - the ratio of the vertical component of the vector of the quantity of movement of charge Mev and the quantity of movement of catalyst M 4 , is between -0.2 and 0.1 and preferably between -0.13 and 0.04 .

Le respect des deux critères donne principalement des directions axiales des premiers injecteurs 5 en contre-courant du flux descendant 4, par exemple selon un angle a compris entre 0° et 80°, ou légèrement en co-courant du flux descendant 4, par exemple selon un angle a compris entre -20° et 0°. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les premiers injecteurs 5 sont disposés à contre-courant du flux descendant 4 selon un angle a compris entre 15° et 45° par rapport à l’horizontale. Compliance with the two criteria mainly gives axial directions of the first injectors 5 in counter-current of the descending flow 4, for example at an angle a between 0° and 80°, or slightly in co-current of the descending flow 4, for example at an angle between -20° and 0°. According to one or more embodiments, the first injectors 5 are arranged against the current of the descending flow 4 at an angle a of between 15° and 45° relative to the horizontal.

En outre, en référence à la figure 3, pour favoriser la turbulence dans la chambre de mélange 2 et diriger la charge vers des zones à plus haute concentration de catalyseur, au moins un premier injecteur 5 peut avoir une orientation (selon une projection sur un plan horizontal) désaxée par rapport au diamètre de la chambre de mélange 2 selon un angle 0 (thêta) supérieur à 0° et inférieur ou égal à 45°, et de préférence compris entre 10° et 20°. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, des premiers injecteurs 5 désaxés adjacents présentent respectivement des angles 0 positifs et négatifs, notamment pour améliorer la turbulence. Furthermore, with reference to Figure 3, to promote turbulence in the mixing chamber 2 and direct the charge towards areas with a higher concentration of catalyst, at least a first injector 5 can have an orientation (according to a projection on a horizontal plane) offset from the diameter of the mixing chamber 2 at an angle 0 (theta) greater than 0° and less than or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°. According to one or more embodiments, first adjacent off-axis injectors 5 have respectively positive and negative angles 0, in particular to improve turbulence.

En référence à la figure 4, selon un ou plusieurs modes de réalisation, des premiers injecteurs 5 sont disposés selon une ou plusieurs rangées horizontales, i.e., perpendiculairement à l’axe central/vertical Z de la conduite 1 , de la chambre de mélange 2 et du réacteur à flux descendant 3. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les premiers injecteurs 5 adjacents d’une rangée de premiers injecteurs 5 sont disposés sur la paroi de la chambre de mélange 2 selon un angle de séparation y (gamma) étant sensiblement égal à 360° divisé par le nombre des premiers injecteurs 5 de ladite rangée. With reference to Figure 4, according to one or more embodiments, first injectors 5 are arranged in one or more horizontal rows, i.e., perpendicular to the central/vertical axis Z of the pipe 1, of the mixing chamber 2 and the downflow reactor 3. According to one or more embodiments, the first adjacent injectors 5 of a row of first injectors 5 are arranged on the wall of the mixing chamber 2 at a separation angle y (gamma) being substantially equal to 360° divided by the number of first injectors 5 of said row.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la chambre de mélange 2 comprend entre 2 et 12 deuxièmes injecteurs 7, préférablement entre 3 et 8 deuxièmes injecteurs 7. En référence à la figure 1 , les deuxièmes injecteurs 7 présentent un angle p (bêta) par rapport à l’horizontale compris entre 0° et 80°, et de préférence entre 10° et 45°. According to one or more embodiments, the mixing chamber 2 comprises between 2 and 12 second injectors 7, preferably between 3 and 8 second injectors 7. With reference to Figure 1, the second injectors 7 have an angle p (beta) relative to the horizontal of between 0° and 80°, and preferably between 10° and 45°.

En référence à la figure 4, selon un ou plusieurs modes de réalisation, des deuxièmes injecteurs 7 sont disposés selon une ou plusieurs rangées horizontales (perpendiculaires à l’axe central/vertical Z). With reference to Figure 4, according to one or more embodiments, second injectors 7 are arranged in one or more horizontal rows (perpendicular to the central/vertical axis Z).

En référence à la figure 4, selon un ou plusieurs modes de réalisation, des deuxièmes injecteurs 7 sont disposés au-dessous (e.g. d’une rangée) de premiers injecteurs 5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, des deuxièmes injecteurs 7 sont disposés entre deux rangées de premiers injecteurs 5. With reference to Figure 4, according to one or more embodiments, second injectors 7 are arranged below (e.g. in a row) first injectors 5. According to one or more embodiments, second injectors 7 are arranged between two rows of first injectors 5.

En référence aux figures 3 et 4, selon un ou plusieurs modes de réalisation, la position radiale de deuxièmes injecteurs 7 est dans un espace de séparation entre les positions radiales adjacentes de deux premiers injecteurs 5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la position radiale d’au moins un deuxième injecteur 7 est disposée par rapport à la position radiale d’un premier injecteur 5 adjacent un deuxième injecteur 7 (selon une projection sur un plan horizontal) selon un angle 5 (delta) sensiblement égal à la moitié de l’angle de séparation y entre deux premiers injecteurs 5 adjacents. With reference to Figures 3 and 4, according to one or more embodiments, the radial position of second injectors 7 is in a separation space between the adjacent radial positions of two first injectors 5. According to one or more embodiments, the position radial of at least a second injector 7 is arranged relative to the radial position of a first injector 5 adjacent a second injector 7 (according to a projection on a horizontal plane) at an angle 5 (delta) substantially equal to half of the separation angle y between two first adjacent injectors 5.

En référence aux figures 3 et 4, pour favoriser la turbulence dans la chambre de mélange 2 et diriger le catalyseur vers des zones à plus haute concentration de charge, les deuxièmes injecteurs 7 peuvent avoir une orientation (selon une projection sur un plan horizontal) désaxée par rapport au diamètre de la chambre de mélange selon un angle o (sigma) supérieur à 0° et inférieur ou égal à 45°, et de préférence compris entre 10° et 20°. Pour rendre la vue de dessus de la figure 4 plus claire, une rangée d’injecteurs 5 a été supprimée. With reference to Figures 3 and 4, to promote turbulence in the mixing chamber 2 and direct the catalyst towards areas with higher charge concentration, the second injectors 7 can have an orientation (according to a projection on a horizontal plane) offset relative to the diameter of the mixing chamber at an angle o (sigma) greater than 0° and less than or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°. To make the top view in Figure 4 clearer, a row of injectors 5 has been removed.

En référence à la figure 1 , la chambre de mélange 2 alimente le réacteur à flux descendant 3 avec un mélange de charge hydrocarbonée 6, de particules de catalyseur et optionnellement de diluant 8. Avantageusement, la charge hydrocarbonée 6 et les particules de catalyseur donnent lieu aux réactions de craquage qui se complètent dans le réacteur à flux descendant 3 d’une hauteur L (selon l’axe central/vertical Z) pour produire un effluent hydrocarboné 9 comprenant des produits de craquage, du catalyseur usé et potentiellement une partie de la charge hydrocarbonée n’ayant pas réagi. With reference to Figure 1, the mixing chamber 2 feeds the downflow reactor 3 with a mixture of hydrocarbon feed 6, catalyst particles and optionally diluent 8. Advantageously, the hydrocarbon feed 6 and the catalyst particles give rise to to the cracking reactions which are completed in the downward flow reactor 3 of a height L (along the central/vertical axis Z) to produce a hydrocarbon effluent 9 comprising cracking products, spent catalyst and potentially part of the unreacted hydrocarbon load.

En référence à la figure 5, selon un ou plusieurs modes de réalisation, au moins une partie de la chambre de mélange 2 comprend une pièce d'encombrement centrale 10 (« plug » selon la terminologie anglo-saxonne) disposée sensiblement le long de l’axe central/vertical Z et définissant un orifice annulaire 11 de la chambre de mélange 2, par lequel les particules de catalyseur de déversent et/ou s’écoulent dans la chambre de mélange 2. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la position verticale des premiers injecteurs 5 et/ou des deuxièmes injecteurs 7 est comprise entre l’extrémité haute et l’extrémité basse de la pièce d’encombrement centrale 10, i.e. , la charge 6 et optionnellement le diluant 8 sont introduits dans l'orifice annulaire 11 de la chambre de mélange 2. With reference to Figure 5, according to one or more embodiments, at least part of the mixing chamber 2 comprises a central bulky part 10 ("plug" according to Anglo-Saxon terminology) arranged substantially along the central/vertical axis Z and defining an annular orifice 11 of the mixing chamber 2, through which the catalyst particles spill and/or flow into the mixing chamber 2. According to one or more embodiments, the vertical position of the first injectors 5 and/or the second injectors 7 is between the upper end and the lower end of the central bulk part 10, ie, the load 6 and optionally the diluent 8 are introduced into the annular orifice 11 of the mixing chamber 2.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le réacteur à flux descendant 3 est de géométrie à section constante, comme cylindrique, carrée, rectangulaire ou hexagonale, préférablement cylindrique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le réacteur à flux descendant 3 est de forme cylindrique et optionnellement de diamètre variable. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le diamètre du réacteur à flux descendant 3 est défini tel que la vitesse superficielle du gaz le traversant soit comprise entre 2 m/s et 26 m/s, préférentiellement entre 6 m/s et 16 m/s. According to one or more embodiments, the downward flow reactor 3 has a constant section geometry, such as cylindrical, square, rectangular or hexagonal, preferably cylindrical. According to one or more embodiments, the downward flow reactor 3 is cylindrical in shape and optionally of variable diameter. According to one or more embodiments, the diameter of the downward flow reactor 3 is defined such that the superficial speed of the gas passing through it is between 2 m/s and 26 m/s, preferably between 6 m/s and 16 m/s. s.

Le catalyseur The catalyst

Le catalyseur est un catalyseur solide (e.g. particules de densité, taille et forme des grains choisies pour utilisation en lit fluidisé). Les densités, tailles et formes des catalyseurs pour lits fluidisés sont connus de l’homme du métier, et ne seront pas décrites davantage. Le catalyseur peut être tout type de catalyseur de craquage catalytique. The catalyst is a solid catalyst (e.g. particles of density, size and grain shape chosen for use in a fluidized bed). The densities, sizes and shapes of the catalysts for fluidized beds are known to those skilled in the art, and will not be described further. The catalyst may be any type of catalytic cracking catalyst.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur est un catalyseur de type FCC, contenant par exemple ce qui est couramment appelé une matrice faite d’argile, de silice ou de silice alumine, optionnellement de liant, et/ou de zéolithe, par exemple de 15% à 70% poids de zéolithe par rapport au poids du catalyseur, préférablement une zéolithe Y et/ou une zéolithe ZSM-5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur comprend une zéolithe ZSM-5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la densité de grain du catalyseur est comprise entre 1000 kg/m3 et 2000 kg/m3. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la densité de grain du catalyseur est comprise entre 1250 kg/m3 et 1750 kg/m3. According to one or more embodiments, the catalyst is an FCC type catalyst, containing for example what is commonly called a matrix made of clay, silica or silica alumina, optionally binder, and/or zeolite, for example example from 15% to 70% by weight of zeolite relative to the weight of the catalyst, preferably a Y zeolite and/or a ZSM-5 zeolite. According to one or more embodiments, the catalyst comprises a ZSM-5 zeolite. According to one or more embodiments, the grain density of the catalyst is between 1000 kg/m 3 and 2000 kg/m 3 . According to one or more embodiments, the grain density of the catalyst is between 1250 kg/m 3 and 1750 kg/m 3 .

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur comprend au moins un liant (e.g. de 30% à 85% poids) choisi parmi l’alumine, la silice, la silice-alumine, la magnésie, l’oxyde de titane, la zircone, les argiles et l’oxyde de bore, seul ou en mélange et de préférence parmi la silice, la silice-alumine et les argiles, seul ou en mélange. According to one or more embodiments, the catalyst comprises at least one binder (e.g. from 30% to 85% by weight) chosen from alumina, silica, silica-alumina, magnesia, titanium oxide, zirconia , clays and boron oxide, alone or in a mixture and preferably among silica, silica-alumina and clays, alone or in a mixture.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur comprend au moins un élément dopant (e.g. de 0 à 10% poids) choisi parmi le phosphore, le magnésium, le sodium, le potassium, le calcium, le fer, le bore, le manganèse, le lanthane, le cérium, le titane, le tungstène, le molybdène, le cuivre, le zirconium et le gallium, seul ou en mélange. According to one or more embodiments, the catalyst comprises at least one doping element (e.g. from 0 to 10% by weight) chosen from phosphorus, magnesium, sodium, potassium, calcium, iron, boron, manganese , lanthanum, cerium, titanium, tungsten, molybdenum, copper, zirconium and gallium, alone or in mixture.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur comprend et/ou est constitué de zéolithe, telle que la ZSM-5, optionnellement dopée. La charge According to one or more embodiments, the catalyst comprises and/or consists of zeolite, such as ZSM-5, optionally doped. Load

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge hydrocarbonée 6 est une charge hydrocarbonée (dite lourde), caractérisée par une température de début d’ébullition de sensiblement 340°C, voire supérieure à 340°C, souvent supérieure à 380°C, telle qu’une coupe hydrocarbonée lourde, par exemple issue d’une unité de distillation sous vide, telle que du gazole/distillat sous vide (« vacuum gas oil » ou « VGO » selon la terminologie anglo-saxonne) ou un résidu sous vide, un résidu atmosphérique, un gazole sous vide issu d’une unité de conversion, telle qu’un gasoil de cokéfaction (« Heavy Coker Gas Oil » ou « HCGO » selon la terminologie anglo-saxonne) ou une coupe hydrocarbonée lourde issue d’une unité d’hydroconversion en lit bouillonnant ou en lit entrainé (telle que les procédés H-Oil, LC-Fining, EST, VCC ou Uniflex), un recycle d’une étape d’hydrocraquage, seuls ou en mélange. According to one or more embodiments, the hydrocarbon feed 6 is a hydrocarbon feed (so-called heavy), characterized by a start-of-boiling temperature of substantially 340°C, or even greater than 340°C, often greater than 380°C, such as a heavy hydrocarbon cut, for example from a vacuum distillation unit, such as vacuum gas oil/distillate (“vacuum gas oil” or “VGO” according to Anglo-Saxon terminology) or a vacuum residue , an atmospheric residue, a vacuum gas oil from a conversion unit, such as a coking gas oil ("Heavy Coker Gas Oil" or "HCGO" according to Anglo-Saxon terminology) or a heavy hydrocarbon cut from a bubbling bed or entrained bed hydroconversion unit (such as the H-Oil, LC-Fining, EST, VCC or Uniflex processes), a recycle of a hydrocracking stage, alone or in a mixture.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge hydrocarbonée 6 est une charge dite légère, caractérisée par une température de fin d’ébullition inférieure ou égale à 450°C, souvent inférieure à 400°C, telle qu’une coupe essence ou une coupe gazole, par exemple issue d’une unité de distillation atmosphérique, ou issue d’une unité de conversion, telle qu’une essence ou un gasoil d’une unité d’hydrocraquage, ou une essence ou un gasoil d’une unité de cokéfaction ou une essence ou un gasoil d’une unité d’hydroconversion en lit bouillonnant ou en lit entrainé (telle que les procédés H-Oil, LC-Fining, EST, VCC ou Uniflex), ou une essence ou un gasoil issue d’une unité de FCC, ou un recycle de l’unité de FCC en question, seuls ou en mélange. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, il est également possible de traiter un mélange de coupes hydrocarbonée légères et lourdes, ou encore un brut complet. According to one or more embodiments, the hydrocarbon feedstock 6 is a so-called light feedstock, characterized by an end of boiling temperature less than or equal to 450°C, often less than 400°C, such as a gasoline cut or a gas oil cut, for example from an atmospheric distillation unit, or from a conversion unit, such as gasoline or gas oil from a hydrocracking unit, or gasoline or gas oil from a processing unit. coking or a gasoline or gas oil from a bubbling bed or entrained bed hydroconversion unit (such as the H-Oil, LC-Fining, EST, VCC or Uniflex processes), or a gasoline or gas oil from an FCC unit, or a recycle of the FCC unit in question, alone or in a mixture. According to one or more embodiments, it is also possible to process a mixture of light and heavy hydrocarbon cuts, or even a complete crude.

Au contact du flux descendant 4 de particules de catalyseur chaud, la charge hydrocarbonée 6 pulvérisée se vaporise et des réactions endothermiques de craquage se produisent le long du réacteur à flux descendant 3 diminuant ainsi la température et produisant : On contact with the descending flow 4 of hot catalyst particles, the pulverized hydrocarbon feed 6 vaporizes and endothermic cracking reactions occur along the descending flow reactor 3, thus reducing the temperature and producing:

- des produits valorisables (e.g. du gaz C1-C4 comprenant des oléfines ; une coupe essence comprenant des aromatiques) ; - recoverable products (e.g. C1-C4 gas including olefins; a gasoline cut including aromatics);

- optionnellement une coupe gasoil léger (« Light Cycle Oil » ou LCO selon la terminologie anglo-saxonne)0; - optionally a light diesel cut (“Light Cycle Oil” or LCO according to Anglo-Saxon terminology) 0 ;

- optionnellement une coupe gasoil lourd (« Heavy Cycle Oil » ou HCO selon la terminologie anglo-saxonne) ; - optionally a heavy diesel cut (“Heavy Cycle Oil” or HCO according to Anglo-Saxon terminology);

- optionnellement une huile en forme de boue (« slurry » selon la terminologie anglo-saxonne) ; et optionnellement un résidu solide (coke) adsorbé sur le catalyseur. Le procédé selon l’invention - optionally an oil in the form of mud (“slurry” according to Anglo-Saxon terminology); and optionally a solid residue (coke) adsorbed on the catalyst. The process according to the invention

Le procédé selon la présente invention comprend une étape de craquage catalytique de production d’oléfines légères (et en particulier en éthylène et en propylène), d’aromatiques (et en particulier benzène, toluène etxylènes), et d’essence (et optionnellement de LCO, HCO et slurry), par craquage catalytique de la charge hydrocarbonée 6 (alimentée par le premier injecteur 5) par mise en contact avec le flux descendant 4 de particules de catalyseur chaud (alimenté par la conduite 1), et optionnellement le diluant 8 (alimentée par le deuxième injecteur 7) dans la chambre de mélange 2 puis dans le réacteur à flux descendant 3. The process according to the present invention comprises a catalytic cracking step for the production of light olefins (and in particular ethylene and propylene), aromatics (and in particular benzene, toluene and xylenes), and gasoline (and optionally LCO, HCO and slurry), by catalytic cracking of the hydrocarbon feed 6 (fed by the first injector 5) by contact with the descending flow 4 of hot catalyst particles (fed by line 1), and optionally the diluent 8 (supplied by the second injector 7) in the mixing chamber 2 then in the downflow reactor 3.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le flux descendant 4 des particules de catalyseur dans la conduite 1 en amont de la chambre de mélange 2 est en régime fluidisé dense et de préférence avec un flux massique supérieur à 200 kg/m2s, pour par exemple permettre préférablement un régime avec les bulles descendantes. According to one or more embodiments, the downward flow 4 of the catalyst particles in line 1 upstream of the mixing chamber 2 is in a dense fluidized regime and preferably with a mass flow greater than 200 kg/m 2 s, for for example preferably allowing a regime with descending bubbles.

Dans la présente demande, le terme « lit fluidisé dense » signifie un lit fluidisé gaz-solide fonctionnant en régime homogène, en régime bouillonnant ou en régime turbulent. In the present application, the term “dense fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed operating in a homogeneous regime, in a bubbling regime or in a turbulent regime.

Dans la présente demande, le terme « lit fluidisé homogène » signifie un lit fluidisé gaz-solide dont la vitesse de gaz est comprise entre la vitesse minimum de fluidisation et la vitesse minimum de bullage. Ces vitesses dépendent des propriétés du catalyseur solide (densité, taille, forme des grains...). La fraction volumique de solide est comprise entre une valeur proche de 0,45 et la fraction volumique de solide maximale correspondant à un lit fixe, non fluidisé, généralement proche de 0,6. In the present application, the term “homogeneous fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed whose gas speed is between the minimum fluidization speed and the minimum bubbling speed. These speeds depend on the properties of the solid catalyst (density, size, shape of the grains, etc.). The solid volume fraction is between a value close to 0.45 and the maximum solid volume fraction corresponding to a fixed, non-fluidized bed, generally close to 0.6.

Dans la présente demande, le terme « lit fluidisé bouillonnant » signifie un lit fluidisé gaz-solide dont la vitesse de gaz est comprise entre la vitesse minimum de bullage et la vitesse de transition au régime turbulent. Ces vitesses dépendent des propriétés du catalyseur solide (densité, taille, forme des grains...). La fraction volumique de solide est comprise entre une valeur proche de 0,35 et une valeur proche de 0,45. In the present application, the term “bubbling fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed whose gas speed is between the minimum bubbling speed and the transition speed to the turbulent regime. These speeds depend on the properties of the solid catalyst (density, size, shape of the grains, etc.). The volume fraction of solid is between a value close to 0.35 and a value close to 0.45.

Dans la présente demande, le terme « lit fluidisé turbulent » signifie un lit fluidisé gaz-solide dont la vitesse de gaz est comprise entre la vitesse de transition au régime turbulent et la vitesse de transport. La fraction volumique de solide est comprise entre une valeur proche de 0,25 et une valeur proche de 0,35. In the present application, the term “turbulent fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed whose gas speed is between the transition speed to the turbulent regime and the transport speed. The volume fraction of solid is between a value close to 0.25 and a value close to 0.35.

Dans la présente demande, le terme « lit fluidisé transporté » signifie un lit fluidisé gaz-solide dont la vitesse de gaz est supérieure à la vitesse de transport. La fraction volumique de solide est inférieure à une valeur proche de 0,25. Dans la présente demande, le terme « vitesse de transport » correspond à la vitesse avec laquelle essentiellement tout le solide est entrainé par le gaz. In the present application, the term “transported fluidized bed” means a gas-solid fluidized bed whose gas velocity is greater than the transport velocity. The solid volume fraction is less than a value close to 0.25. In the present application, the term “speed of transport” corresponds to the speed with which essentially all the solid is carried away by the gas.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les injecteurs 5 sont adaptés pour atomiser la charge hydrocarbonée 6 (liquide) et pénétrer le flux du catalyseur. According to one or more embodiments, the injectors 5 are adapted to atomize the hydrocarbon feed 6 (liquid) and penetrate the catalyst flow.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires de la conduite 1 et/ou du réacteur à flux descendant 3 sont choisies parmi les conditions suivantes : According to one or more embodiments, the operating conditions of the pipe 1 and/or the downflow reactor 3 are chosen from the following conditions:

- température (de sortie de réacteur) comprise entre 520°C et 750°C et de préférence inférieure à 650°C ; - temperature (reactor outlet) between 520°C and 750°C and preferably less than 650°C;

- pression totale absolue comprise entre 0,1 MPa et 0,5 MPa ; - absolute total pressure between 0.1 MPa and 0.5 MPa;

- rapport massique du catalyseur 4 sur la charge hydrocarbonée 6 C/O compris entre 5 (kg/h)/(kg/h) et 35 (kg/h)/(kg/h) et de préférence entre 15 (kg/h)/(kg/h) et 30 (kg/h)/(kg/h) ;- mass ratio of catalyst 4 to hydrocarbon feedstock 6 C/O between 5 (kg/h)/(kg/h) and 35 (kg/h)/(kg/h) and preferably between 15 (kg/h) )/(kg/h) and 30 (kg/h)/(kg/h);

- temps de contact tc entre la charge hydrocarbonée 6 et le catalyseur inférieur à 10 secondes, préférablement compris entre 0,5 secondes et 4 secondes ; - contact time t c between the hydrocarbon feed 6 and the catalyst less than 10 seconds, preferably between 0.5 seconds and 4 seconds;

- flux massique de particules de catalyseur compris entre 50 et 850 kg/(m2s), de préférence entre 400 et 750 kg/(m2s) ; et - mass flow of catalyst particles of between 50 and 850 kg/(m 2 s), preferably between 400 and 750 kg/(m 2 s); And

- vitesse superficielle gaz comprise entre 2 m/s et 26 m/s, de préférence entre 6 m/s et 16 m/s. - gas surface speed between 2 m/s and 26 m/s, preferably between 6 m/s and 16 m/s.

Dans la présente description, le temps de contact tc est défini comme le produit de la fraction volumique solide ES par la hauteur de lit Hs (e.g. hauteur de réacteur L), divisé par la vitesse superficielle du gaz vsg, cela intégré tout au long de la hauteur du lit, tel que défini ci-après dans la formule mathématique Math 1. In the present description, the contact time t c is defined as the product of the solid volume fraction E S by the bed height H s (eg reactor height L), divided by the superficial gas velocity vsg, this integrating all along the height of the bed, as defined below in the mathematical formula Math 1.

Math 1

Figure imgf000017_0001
Math 1
Figure imgf000017_0001

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, une quantité de diluant 8 (e.g. azote et/ou vapeur d’eau) est ajoutée à la charge pour réduire la pression partielle d’hydrocarbures de la charge et le diluant est introduit à raison d’une quantité représentant 0% ou 0,1 % à 40% poids, de préférence 1 % à 35% poids et de manière préférée comprise entre 1 % et 30% poids par rapport à la masse de la charge hydrocarbonée 6. According to one or more embodiments, a quantity of diluent 8 (e.g. nitrogen and/or water vapor) is added to the charge to reduce the partial pressure of hydrocarbons of the charge and the diluent is introduced at a rate of one quantity representing 0% or 0.1% to 40% by weight, preferably 1% to 35% by weight and preferably between 1% and 30% by weight relative to the mass of the hydrocarbon filler 6.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, à l’issue de l’étape de craquage catalytique dans le réacteur à flux descendant 3, les produits gazeux et le catalyseur, et optionnellement la charge vaporisée non convertie, sont séparés dans le séparateur gaz/solide (non représenté) renfermant un lit fluidisé dense où les réactions de craquage peuvent se poursuivre. According to one or more embodiments, at the end of the catalytic cracking step in the downflow reactor 3, the gaseous products and the catalyst, and optionally the feed unconverted vaporized, are separated in the gas/solid separator (not shown) enclosing a dense fluidized bed where the cracking reactions can continue.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires du séparateur sont choisies parmi les conditions suivantes : According to one or more embodiments, the operating conditions of the separator are chosen from the following conditions:

- température (de sortie de réacteur) comprise entre 500°C et 750°C, de préférence entre 550°C et 700°C, de manière encore plus préférée entre 580°C et 685°C ; - temperature (reactor outlet) between 500°C and 750°C, preferably between 550°C and 700°C, even more preferably between 580°C and 685°C;

- pression totale absolue comprise entre 0,1 MPa et 0,5 MPa et de préférence entre 0,1 MPa et 0,4 MPa et de manière préférée entre 0,1 MPa et 0,3 MPa ; - absolute total pressure between 0.1 MPa and 0.5 MPa and preferably between 0.1 MPa and 0.4 MPa and preferably between 0.1 MPa and 0.3 MPa;

- rapport massique du catalyseur sur la charge (charge vaporisée non convertie et produits gazeux) C/O compris entre 5 (kg/h)/(kg/h) et 40 (kg/h)/(kg/h) ; - mass ratio of the catalyst to the feed (unconverted vaporized feed and gaseous products) C/O between 5 (kg/h)/(kg/h) and 40 (kg/h)/(kg/h);

- temps de contact tc entre la charge et le catalyseur compris entre 500 millisecondes (ms) et 10 secondes ; et - contact time t c between the charge and the catalyst of between 500 milliseconds (ms) and 10 seconds; And

- pression partielle des hydrocarbures de la charge (PPHcharge) comprise entre 0,01 MPa et 0,3 MPa, de préférence entre 0,02 MPa et 0,2 MPa et de manière préférée entre 0,05 MPa et 0,15 MPa. - partial pressure of the hydrocarbons of the charge (PPHcharge) between 0.01 MPa and 0.3 MPa, preferably between 0.02 MPa and 0.2 MPa and preferably between 0.05 MPa and 0.15 MPa.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, en sortie du séparateur le catalyseur coké est envoyé vers un strippeur optionnel (non représenté) pour stripper les hydrocarbures restés adsorbés à la surface du catalyseur au moyen d’un deuxième diluant. According to one or more embodiments, at the outlet of the separator the coked catalyst is sent to an optional stripper (not shown) to strip the hydrocarbons remaining adsorbed on the surface of the catalyst by means of a second diluent.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires du strippeur sont choisies parmi les conditions suivantes : According to one or more embodiments, the operating conditions of the stripper are chosen from the following conditions:

- temps de séjour du catalyseur dans le strippeur : entre 10 secondes et 180 secondes, préférentiellement entre 30 secondes et 120 secondes ; - residence time of the catalyst in the stripper: between 10 seconds and 180 seconds, preferably between 30 seconds and 120 seconds;

- vitesse superficielle de gaz entre la vitesse minimale de fluidisation et la vitesse de transition au régime turbulent, par exemple entre 0,01 m/s et 0,5 m/s, préférentiellement entre 0,15 m/s et 0,4 m/s ; - superficial gas speed between the minimum fluidization speed and the transition speed to the turbulent regime, for example between 0.01 m/s and 0.5 m/s, preferably between 0.15 m/s and 0.4 m /s ;

- flux solide entre 25 kg/m2s et 200 kg/m2s, préférentiellement entre 50 kg/m2s et 150 kg/m2s et de manière préférée entre 50 kg/m2s et 100 kg/m2s ; - solid flow between 25 kg/m 2 s and 200 kg/m 2 s, preferably between 50 kg/m 2 s and 150 kg/m 2 s and preferably between 50 kg/m 2 s and 100 kg/m 2 s ;

- température entre 500°C et 750°C, préférentiellement entre 550°C et 650°C ; - temperature between 500°C and 750°C, preferably between 550°C and 650°C;

- pression totale absolue comprise entre 0,1 MPa et 0,5 MPa et de préférence entre 0,1 MPa et 0,4 MPa et de manière préférée entre 0,1 MPa et 0,3 MPa ; - absolute total pressure between 0.1 MPa and 0.5 MPa and preferably between 0.1 MPa and 0.4 MPa and preferably between 0.1 MPa and 0.3 MPa;

- fraction volumique solide entre 0,25 et 0,6, préférentiellement entre 0,4 et 0,6. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, en sortie du séparateur ou du strippeur, le solide coké est transporté dans un régénérateur (non représenté) dans lequel une alimentation en air brûle le coke du catalyseur pour produire un catalyseur régénéré chaud et des gaz de combustion, le catalyseur régénéré chaud pouvant alimenter le flux descendant 4 en particules de catalyseur chaud. - solid volume fraction between 0.25 and 0.6, preferably between 0.4 and 0.6. According to one or more embodiments, at the outlet of the separator or stripper, the coked solid is transported into a regenerator (not shown) in which an air supply burns the coke from the catalyst to produce a hot regenerated catalyst and combustion gases , the hot regenerated catalyst being able to supply the descending flow 4 with hot catalyst particles.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires du régénérateur sont choisies parmi les conditions suivantes : According to one or more embodiments, the operating conditions of the regenerator are chosen from the following conditions:

- vitesse superficielle de gaz entre 0,1 m/s et 2 m/s, préférentiellement 0,2 m/s et 1 ,5 m/s ;- superficial gas speed between 0.1 m/s and 2 m/s, preferably 0.2 m/s and 1.5 m/s;

- temps de séjour du catalyseur entre 30 secondes et 20 minutes, préférentiellement entre 1 minute et 10 minutes ; - catalyst residence time between 30 seconds and 20 minutes, preferably between 1 minute and 10 minutes;

- température entre 500°C et 840°C, préférentiellement entre 650°C et 750°C. - temperature between 500°C and 840°C, preferably between 650°C and 750°C.

Exemples Examples

En référence à la figure 5, les écoulements dans un dispositif de référence A et un dispositif selon l’invention B opérant dans les conditions sans réaction ont été comparés afin d’étudier l’hydrodynamique. With reference to Figure 5, the flows in a reference device A and a device according to the invention B operating under reaction-free conditions were compared in order to study the hydrodynamics.

Le dispositif de référence A comprend : The reference device A includes:

- une conduite 1 , composé d’un tronçon cylindrique, d’un cône de rétrécissement et d’un tronçon cylindrique ; - a pipe 1, composed of a cylindrical section, a narrowing cone and a cylindrical section;

- une chambre de mélange 2 tronconique (S1/S2 étant inférieur à 1) comprenant une pièce d'encombrement centrale 10 définissant un orifice annulaire 11 ; - a frustoconical mixing chamber 2 (S1/S2 being less than 1) comprising a central bulk part 10 defining an annular orifice 11;

- un réacteur à flux descendant 3 cylindrique présentant une longueur de 4,07 m et un diamètre interne de 0,42 m ; - a cylindrical downflow reactor 3 having a length of 4.07 m and an internal diameter of 0.42 m;

- quatre premiers injecteurs 5 de charge hydrocarbonée 6 positionnés en co-courant du flux descendant 4 de particules de catalyseur avec un angle de 45° vers le bas par rapport à la direction horizontale, ce qui produit un angle À du vecteur de la quantité du mouvement résultant Mtot de 79° par rapport à l’horizontale. Le ratio du composant vertical de la quantité du mouvement de charge M6v et la quantité de mouvement de catalyseur M4 est de 0,23 ce qui est dehors de l’intervalle recommandé ; et quatre deuxièmes injecteurs 7 de diluant 8 (vapeur d’eau) positionnés en co-courant du flux descendant 4 de particules de catalyseur avec un angle de 45° vers le bas par rapport à la direction horizontale. Le dispositif de selon l’invention B comprend : - four first injectors 5 of hydrocarbon feed 6 positioned in co-current of the downward flow 4 of catalyst particles with an angle of 45° downwards relative to the horizontal direction, which produces an angle À of the vector of the quantity of the resulting movement M tot of 79° relative to the horizontal. The ratio of the vertical component of the charge momentum M 6v and the catalyst momentum M 4 is 0.23 which is outside the recommended range; and four second injectors 7 of diluent 8 (water vapor) positioned in co-current of the downward flow 4 of catalyst particles with an angle of 45° downwards with respect to the horizontal direction. The device according to the invention B comprises:

- une conduite 1 , composé d’un tronçon cylindrique, d’un cône de rétrécissement et d’un tronçon cylindrique ; - a pipe 1, composed of a cylindrical section, a narrowing cone and a cylindrical section;

- une chambre de mélange 2 tronconique (S1/S2 étant inférieur à 1) comprenant une pièce d'encombrement centrale 10 définissant un orifice annulaire 11 ; - a frustoconical mixing chamber 2 (S1/S2 being less than 1) comprising a central bulk part 10 defining an annular orifice 11;

- un réacteur à flux descendant 3 cylindrique présentant une longueur de 4,07 m et un diamètre interne de 0,42 m ; - a cylindrical downflow reactor 3 having a length of 4.07 m and an internal diameter of 0.42 m;

- quatre premiers injecteurs 5 de charge hydrocarbonée 6 positionnés en contre-courant du flux descendant 3 de particules de catalyseur avec un angle a de 30° vers le haut par rapport à la direction horizontale, ce qui produit un angle À du vecteur de la quantité du mouvement résultant Mtot de 72° par rapport à l’horizontale. Le ratio du composant vertical de la quantité du mouvement de charge Mev et la quantité de mouvement de catalyseur M4 est de -0,16 ; et- four first injectors 5 of hydrocarbon feed 6 positioned counter-current to the downward flow 3 of catalyst particles with an angle a of 30° upwards relative to the horizontal direction, which produces an angle À of the quantity vector of the resulting movement M tot 72° relative to the horizontal. The ratio of the vertical component of the charge momentum Mev and the catalyst momentum M4 is -0.16; And

- quatre deuxièmes injecteurs 7 de diluant 8 (vapeur d’eau) positionnés en contre-courant du flux descendant 3 de particules de catalyseur avec un angle p de 30° vers le haut par rapport à la direction horizontale. - four second injectors 7 of diluent 8 (water vapor) positioned countercurrent to the downward flow 3 of catalyst particles with an angle p of 30° upwards relative to the horizontal direction.

Les configurations du dispositif de référence A et du dispositif selon l’invention B ont été simulées en CFD avec l’outil Barracuda© dans les conditions opératoires suivantes : The configurations of the reference device A and the device according to the invention B were simulated in CFD with the Barracuda© tool under the following operating conditions:

- le flux du catalyseur de de 607 kg/m2s ; - the catalyst flow of 607 kg/m 2 s;

- le catalyseur présente un diamètre dso de 73 pm et une densité de grain de 1418 kg/m3 (i.e. , groupe A de la classification de Geldart) ; - the catalyst has a diameter dso of 73 pm and a grain density of 1418 kg/m 3 (ie, group A of the Geldart classification);

- le débit d’air de 1 ,85 kg/s présente un ratio entre les premiers injecteurs 5 sur les deuxièmes injecteurs 7 de 70/30 ; - the air flow rate of 1.85 kg/s presents a ratio between the first injectors 5 to the second injectors 7 of 70/30;

- les premiers injecteurs 5 sont positionnés à 0,2 m au-dessus des deuxièmes injecteurs 7 ;- the first injectors 5 are positioned 0.2 m above the second injectors 7;

- l’angle 5 de rotation entre les premiers injecteurs 5 et les deuxièmes injecteurs 7 est de 45°;- the angle 5 of rotation between the first injectors 5 and the second injectors 7 is 45°;

- la vitesse de gaz en sortie des injecteurs est de 90 m/s pour les premiers injecteurs 5 et 76 m/s pour les deuxièmes injecteurs 7 ; - the gas speed leaving the injectors is 90 m/s for the first injectors 5 and 76 m/s for the second injectors 7;

- l’écoulement est dans les conditions ambiantes sans réaction ; - the flow is under ambient conditions without reaction;

- une pièce d'encombrement centrale 10 est positionné au centre de la chambre de mélange 2. - a central bulky part 10 is positioned in the center of the mixing chamber 2.

La figure 6 présente la Fraction Volumique des Particules, notée FVP, pour les deux configurations A et B du dispositif de référence A et du dispositif selon l’invention B, respectivement, sur 13 sections. Les deux premières sections sont respectivement à la hauteur des premiers et deuxièmes injecteurs 5 et 7, et les sections suivantes sont espacées de 0,35 m. Avantageusement, la distribution radiale du solide tout au long du réacteur à flux descendant 3 est toujours plus homogène pour le dispositif selon l’invention B par rapport au dispositif de référence A. En outre, il est à noter une concentration importante du solide à la proximité de la paroi pour le dispositif de référence A par rapport au dispositif selon l’invention B. La figure 7 montre les profils radiaux A et B de la fraction volumique des particules FVP, et du Flux Massique des Particules, noté FM P, du dispositif de référence A et du dispositif selon l’invention B de la figure 5, respectivement. Les profils radiaux A et B sont réalisés dans une direction x (perpendiculaire à l’axe central/vertical Z) à une hauteur de 2,8 m en dessous des premiers injecteurs 5. On peut noter que le dispositif selon l’invention B produit un profil radial B plus homogène avec une distribution meilleure des phases. Le coefficient de variation des valeurs de fraction volumique des particules FVP sur ces profils radiaux A et B est de 40 % pour le dispositif de référence A et de 15 % pour le dispositif selon l’invention B. De façon équivalente, le coefficient de variation des valeurs de flux massique des particules FMP pour les profils A et B est de 59% pour le dispositif de référence A et de 16 % pour le dispositif selon l’invention B, ce qui indique une meilleure dispersion du catalyseur sur la section pour le dispositif selon l’invention B. Figure 6 presents the Volume Fraction of Particles, denoted FVP, for the two configurations A and B of the reference device A and the device according to the invention B, respectively, over 13 sections. The first two sections are respectively at the height of the first and second injectors 5 and 7, and the following sections are spaced 0.35 m apart. Advantageously, the radial distribution of the solid throughout the downward flow reactor 3 is always more homogeneous for the device according to the invention B compared to the reference device A. In addition, it should be noted a significant concentration of the solid at the proximity of the wall for the reference device A in relation to the device according to the invention B. Figure 7 shows the radial profiles A and B of the volume fraction of the particles FVP, and of the Mass Flux of the Particles, denoted FM P, of the reference device A and the device according to the invention B of Figure 5, respectively. The radial profiles A and B are produced in a direction x (perpendicular to the central/vertical axis Z) at a height of 2.8 m below the first injectors 5. It can be noted that the device according to the invention B produces a more homogeneous radial profile B with better phase distribution. The coefficient of variation of the volume fraction values of the FVP particles on these radial profiles A and B is 40% for the reference device A and 15% for the device according to the invention B. Equivalently, the coefficient of variation of the mass flow values of the FMP particles for profiles A and B is 59% for the reference device A and 16% for the device according to the invention B, which indicates better dispersion of the catalyst on the section for the device according to the invention B.

Claims

Revendications Claims 1. Procédé pour le craquage catalytique en lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant comprenant les étapes suivantes : 1. Process for catalytic cracking in a fluidized bed with a descending gas-solid co-current comprising the following steps: - transporter un flux descendant (4) de particules de catalyseur dans une conduite verticale- transport a downward flow (4) of catalyst particles in a vertical pipe (1) ; (1); - alimenter une chambre de mélange (2) par la conduite verticale (1) avec le flux descendant- supply a mixing chamber (2) via the vertical pipe (1) with the downward flow (4), la chambre de mélange (2) comprenant au moins un premier injecteur (5) de charge hydrocarbonée (6) ; (4), the mixing chamber (2) comprising at least one first injector (5) of hydrocarbon feed (6); - alimenter un réacteur à lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant (3) par la chambre de mélange (2) avec un mélange comprenant des particules de catalyseur et de la charge hydrocarbonée ; et - supply a fluidized bed reactor with descending gas-solid co-current (3) through the mixing chamber (2) with a mixture comprising catalyst particles and hydrocarbon feed; And - craquer au moins partiellement la charge hydrocarbonée (6) en présence des particules de catalyseur dans le réacteur à lit fluidisé à co-courant gaz-solide descendant (3), pour produire un effluent (9) comprenant du catalyseur au moins partiellement coké et des produits gazeux de craquage, dans lequel l’au moins un premier injecteur (5) présente un angle a prédéterminé par rapport à l’horizontale répondant aux deux critères suivants : - at least partially crack the hydrocarbon feed (6) in the presence of the catalyst particles in the fluidized bed reactor with descending gas-solid co-current (3), to produce an effluent (9) comprising at least partially coked catalyst and gaseous cracked products, in which the at least one first injector (5) has a predetermined angle a relative to the horizontal meeting the following two criteria: - le vecteur de la quantité du mouvement résultant (Mtot), calculé à partir de la somme vectorielle de la quantité de mouvement de charge (Me) et de la quantité de mouvement de catalyseur vertical et descendant (M4), présente un angle À par rapport à un plan horizontal compris entre 70° et 80° ; et - the vector of the resulting movement quantity (M tot ), calculated from the vector sum of the load movement quantity (Me) and the vertical and downward catalyst movement quantity (M4), has an angle À relative to a horizontal plane between 70° and 80°; And - le ratio du composant vertical de la quantité du mouvement de charge (Mev) et de la quantité de mouvement vertical et descendant de catalyseur (M4), est compris entre -0,2 et 0,1 . - the ratio of the vertical component of the quantity of load movement (Mev) and the quantity of vertical and downward movement of catalyst (M 4 ), is between -0.2 and 0.1. 2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la chambre de mélange (2) comprend entre 2 et 12 premiers injecteurs (5), préférablement entre 3 et 8 premiers injecteurs (5). 2. Method according to claim 1, wherein the mixing chamber (2) comprises between 2 and 12 first injectors (5), preferably between 3 and 8 first injectors (5). 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le vecteur de la quantité du mouvement résultant (Mtot) présente un angle À par rapport à un plan horizontal compris entre 72° et 77° ; et/ou le ratio du composant vertical du vecteur de la quantité du mouvement de charge (Mev) et de la quantité de mouvement vertical et descendant de catalyseur (M4), est compris entre -0,13 et 0,04. 3. Method according to claim 1 or claim 2, in which the vector of the quantity of the resulting movement (M tot ) has an angle À with respect to a horizontal plane of between 72° and 77°; and/or the ratio of the vertical component of the vector of the amount of charge movement (Mev) and the amount of vertical and downward movement of catalyst (M 4 ), is between -0.13 and 0.04. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premiers injecteurs (5) sont disposés à contre-courant du flux descendant (4) selon un angle a compris entre 15° et 45° par rapport à l’horizontale. 4. Method according to any one of the preceding claims, in which the first injectors (5) are arranged against the current of the descending flow (4) at an angle a between 15° and 45° relative to the horizontal. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un premier injecteur (5) présente une orientation désaxée par rapport au diamètre de la chambre de mélange (2) selon un angle 0 supérieur à 0° et inférieur ou égal à 45°, et de préférence compris entre 10° et 20°. 5. Method according to any one of the preceding claims, in which at least one first injector (5) has an orientation offset relative to the diameter of the mixing chamber (2) at an angle 0 greater than 0° and less than or equal to at 45°, and preferably between 10° and 20°. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des premiers injecteurs (5) sont disposés selon une ou plusieurs rangées horizontales. 6. Method according to any one of the preceding claims, in which first injectors (5) are arranged in one or more horizontal rows. 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la chambre de mélange (2) comprend au moins un deuxième injecteur (7) de diluant (8). 7. Method according to any one of the preceding claims, wherein the mixing chamber (2) comprises at least one second injector (7) of diluent (8). 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les deuxièmes injecteurs (7) sont disposés à contre-courant du flux descendant (4) et présentent un angle p par rapport à l’horizontale compris entre 0° et 80°, et de préférence entre 10° et 45°. 8. Method according to claim 7, in which the second injectors (7) are arranged countercurrent to the downward flow (4) and have an angle p relative to the horizontal of between 0° and 80°, and preferably between 10° and 45°. 9. Procédé selon la revendication 7 ou la revendication 8, dans lequel des deuxièmes injecteurs (7) sont disposés selon une ou plusieurs rangées horizontales. 9. Method according to claim 7 or claim 8, wherein second injectors (7) are arranged in one or more horizontal rows. 10. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la position radiale de deuxièmes injecteurs (7) est dans un espace de séparation entre les positions radiales adjacentes de deux premiers injecteurs (5). 10. Method according to any one of claims 7 to 9, in which the radial position of second injectors (7) is in a separation space between the adjacent radial positions of two first injectors (5). 11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la position radiale d’au moins un deuxième injecteur (7) est disposée par rapport à la position radiale d’un premier injecteur (5) adjacent selon un angle 5 sensiblement égal à la moitié d’un l’angle de séparation y entre deux premiers injecteurs (5) adjacents. 11. Method according to any one of claims 7 to 10, in which the radial position of at least one second injector (7) is arranged relative to the radial position of a first injector (5) adjacent at an angle 5 substantially equal to half of a separation angle y between two adjacent first injectors (5). 12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel au moins un deuxième injecteur (5) présente une orientation désaxée par rapport au diamètre de la chambre de mélange (2) selon un angle o supérieur à 0° et inférieur ou égal à 45°, et de préférence compris entre 10° et 20°. 12. Method according to any one of claims 7 to 11, in which at least one second injector (5) has an orientation offset relative to the diameter of the mixing chamber (2) at an angle o greater than 0° and less or equal to 45°, and preferably between 10° and 20°. 13. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une partie de la chambre de mélange (2) comprend une pièce d'encombrement centrale (10) disposée sensiblement le long d’un axe central/vertical (Z) de la chambre de mélange (2) et définissant un orifice annulaire (11) de la chambre de mélange (2), par lequel les particules de catalyseur de déversent et/ou s’écoulent dans la chambre de mélange (2). 13. Method according to any one of the preceding claims, in which at least part of the mixing chamber (2) comprises a central bulk part (10) arranged substantially along a central/vertical axis (Z) of the mixing chamber (2) and defining an annular orifice (11) of the mixing chamber (2), through which the catalyst particles discharge and/or flow into the mixing chamber (2). 14. Procédé selon la revendication 1, comprenant au moins une des conditions opératoires suivantes : - les particules de catalyseur comprennent une matrice faite d’argile, de silice ou de silice alumine, optionnellement de liant, optionnellement de dopant, et/ou de zéolithe, par exemple de 15% à 70% poids de zéolithe par rapport au poids du catalyseur, préférablement une zéolithe Y et/ou une zéolithe ZSM-5, très préférablement une zéolithe ZSM-5, optionnellement dopée ; 14. Method according to claim 1, comprising at least one of the following operating conditions: - the catalyst particles comprise a matrix made of clay, silica or silica alumina, optionally binder, optionally dopant, and/or zeolite, for example from 15% to 70% by weight of zeolite relative to the weight of the catalyst, preferably a Y zeolite and/or a ZSM-5 zeolite, very preferably a ZSM-5 zeolite, optionally doped; - la densité de grain des particules de catalyseur est comprise entre 1000 kg/m3 et 2000 kg/m3, préférablement entre 1250 kg/m3 et 1750 kg/m3 ; - the grain density of the catalyst particles is between 1000 kg/m 3 and 2000 kg/m 3 , preferably between 1250 kg/m 3 and 1750 kg/m 3 ; - la charge hydrocarbonée (6) est une charge hydrocarbonée de température de début d’ébullition supérieure ou égale à 340°C ou une charge hydrocarbonée de température de fin d’ébullition inférieure ou égale à 450°C ; - the hydrocarbon feedstock (6) is a hydrocarbon feedstock with a start boiling temperature greater than or equal to 340°C or a hydrocarbon feedstock with an end boiling temperature less than or equal to 450°C; - le flux descendant (4) des particules de catalyseur dans la conduite verticale (1) en amont de la chambre de mélange (2) est en régime fluidisé dense et de préférence avec un flux massique supérieur à 200 kg/m2s ; - the downward flow (4) of the catalyst particles in the vertical pipe (1) upstream of the mixing chamber (2) is in a dense fluidized regime and preferably with a mass flow greater than 200 kg/m 2 s; - température de sortie de réacteur comprise entre 520°C et 750°C et de préférence inférieure à 650° C ; - reactor outlet temperature between 520°C and 750°C and preferably less than 650°C; - pression totale absolue comprise entre 0,1 MPa et 0,5 MPa ; - absolute total pressure between 0.1 MPa and 0.5 MPa; - rapport massique du catalyseur (4) sur la charge hydrocarbonée (6) C/O compris entre 5- mass ratio of the catalyst (4) to the hydrocarbon feed (6) C/O between 5 (kg/h)/(kg/h) et 35 (kg/h)/(kg/h) et de préférence entre 15 (kg/h)/(kg/h) et 30 (kg/h)/(kg/h) ; temps de contact te entre la charge hydrocarbonée (6) et le catalyseur inférieur à 10 secondes, préférablement compris entre 0,5 seconde et 4 secondes ; (kg/h)/(kg/h) and 35 (kg/h)/(kg/h) and preferably between 15 (kg/h)/(kg/h) and 30 (kg/h)/(kg /h); contact time te between the hydrocarbon feed (6) and the catalyst less than 10 seconds, preferably between 0.5 seconds and 4 seconds; - flux massique de particules de catalyseur compris entre 50 et 850 kg/(m2s), de préférence entre 400 et 750 kg/(m2s) ; - mass flow of catalyst particles of between 50 and 850 kg/(m 2 s), preferably between 400 and 750 kg/(m 2 s); - vitesse superficielle gaz comprise entre 2 m/s et 26 m/s, de préférence entre 6 m/s et 16 m/s ; - gas surface speed between 2 m/s and 26 m/s, preferably between 6 m/s and 16 m/s; - injection de diluant (8) par le premier injecteur (5) et/ou au moins un deuxième injecteur (7) à raison d’une quantité représentant 0% ou 0,1% à 40% poids, de préférence 1 % à 35% poids et de manière préférée comprise entre 1 % et 30% poids par rapport à la masse de la charge hydrocarbonée (6). - injection of diluent (8) by the first injector (5) and/or at least a second injector (7) in a quantity representing 0% or 0.1% to 40% by weight, preferably 1% to 35 % by weight and preferably between 1% and 30% by weight relative to the mass of the hydrocarbon filler (6).
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