FR2645875A1 - Process and device for trapping and recycling solid particles in a hydrocarbon vapour cracking installation - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE CAPTATION ET DE RECYCLAGE DE PAR
TICULES SOLIDES DANS UNE INSTALLATION DE VAPOCRAQUAGE
D'HYDROCARBURES
L'invention concerne un procédé et un dispositif de captation et de recyclage de particules solides dans une installation de vapocraquage d'hydrocarbures.METHOD AND DEVICE FOR CAPTURING AND RECYCLING PAR
SOLID TUBES IN A STEAM PLANT
HYDROCARBONS
The invention relates to a method and a device for capturing and recycling solid particles in an installation for steam cracking of hydrocarbons.
On a déjà proposé de réaliser le décokage des parois internes d'une installation de vapocraquage d'hydrocarbures, au moyen de particules solides érosives qui sont mélangées à la charge d'hydrocarbures vaporisés et qui circulent avec cette charge dans l'installation, notamment dans les tubes du four de vapocraquage et dans l'échangeur réalisant une trempe indirecte des effluents gazeux de vapocraquage sortant du four. It has already been proposed to decoke the internal walls of a hydrocarbon steam cracking installation, by means of erosive solid particles which are mixed with the charge of vaporized hydrocarbons and which circulate with this charge in the installation, in particular in the tubes of the steam cracking oven and in the exchanger carrying out an indirect quenching of the gaseous steam cracking effluents leaving the oven.
Ces particules solides réalisent une érosion et/ou une fracturation, plus ou moins violentes en fonction de leur taille, de la couche de coke déposée sur ces parois internes et doivent être ensuite séparées des effluents gazeux de vapocraquage. Pour cela, on a proposé de piéger ces particules solides par l'huile lourde servant à la trempe d1recte des effluents gazeux. Cependant, il s'est avéré ensuite impossible de séparer les particules solides de l'huile lourde, ce qui interdit de les récupérer pour les recycler, et interdit également d'utiliser l'huile lourde contenant ces particules, meme comme combustible. These solid particles carry out an erosion and / or fracturing, more or less violent depending on their size, of the coke layer deposited on these internal walls and must then be separated from the gaseous steam cracking effluents. For this, it has been proposed to trap these solid particles with heavy oil used for the direct quenching of gaseous effluents. However, it then proved impossible to separate the solid particles from the heavy oil, which prohibits recovering them for recycling, and also prohibits the use of the heavy oil containing these particles, even as fuel.
Cette technique n'a donc pu être mise en oeuvre dans la pratique. This technique could therefore not be implemented in practice.
L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de captation et de recyclage de particules solides dans une installation de vapocraquage d'hydrocarbures, qui permettent d'éviter les inconvénients précités. The subject of the invention is a method and a device for capturing and recycling solid particles in a hydrocarbon steam cracking installation, which make it possible to avoid the abovementioned drawbacks.
Elle a également pour objet un procédé et un dispositif de ce type, qui permettent de réaliser un décokage de l'installation de vapocraquage pendant son fonctionnement normal, de capter les particules solides érosives utilisées pour le décokage, et de les recycler ensuite dans l'installation. It also relates to a process and a device of this type, which make it possible to decoke the steam cracking installation during its normal operation, to capture the erosive solid particles used for decoking, and then to recycle them in the installation.
Elle propose, à cet effet, un procédé de captation et de recyclage de particules solides dans une installation de vapocraquage d'hydrocarbures, dans lequel des particules solides sont véhiculées par la charge d'hydrocarbures à traiter et circulent dans l'installation pour réaliser son décokage, caractérisé en ce qu'il consiste à refroidir les effluents gazeux, en sortie du four de vapocraquage, à une température intermédiaire où les réactions de craquage sont très réduites, et pour laquelle il ne se produit pas de condensation en phase liquide, puis à faire passer les effluents gazeux dans au moins un cyclone pour en séparer la plus grande partie des particules solides, à mettre en contact les particules séparées avec un liquide ne contenant sensiblement pas d'hydrocarbures lourds de pyrolyse, à recomprimer le mélange particules-liquide et à l'injecter dans l'installation de vapocraquage, pour recycler les particules solides. To this end, it proposes a process for capturing and recycling solid particles in a hydrocarbon steam cracking installation, in which solid particles are transported by the charge of hydrocarbons to be treated and circulate in the installation to carry out its decoking, characterized in that it consists in cooling the gaseous effluents, at the outlet of the steam cracking furnace, to an intermediate temperature where the cracking reactions are very reduced, and for which there is no condensation in the liquid phase, then passing the gaseous effluents through at least one cyclone to separate most of the solid particles therefrom, bringing the separated particles into contact with a liquid containing substantially no heavy pyrolysis hydrocarbons, and recompressing the particle-liquid mixture and injecting it into the steam cracking installation, to recycle the solid particles.
I1 en résulte un certain nombre d'avantages
- du fait du refroidissement limité des effluents gazeux à la sortie du four de vapocraquage, il ne se produit pas de réaction de surcraquage dans le cyclone de séparation,
- on évite toute pollution de l'huile de trempe ou des sections de l'installation situées en aval, par les particules solides,
- contrairement aux procédés connus de lavage d'un gaz pour la récupération de particules, on évite tout contact entre le gaz et le liquide, ce qui empêche une captation importante d'aromatiques lourds, que l'on ne pourrait séparer ultérieurement des particules,
- on peut réaliser le décokage de l'installation de vapocraquage pendant son fonctionnement normal, d'où des gains de productivité importants.This results in a number of advantages
- due to the limited cooling of the gaseous effluents at the outlet of the steam cracking furnace, there is no over-cracking reaction in the separation cyclone,
- any pollution of the quenching oil or of the sections of the installation located downstream is avoided by solid particles,
- unlike the known methods of washing a gas for recovering particles, any contact between the gas and the liquid is avoided, which prevents significant capture of heavy aromatics, which cannot be separated from the particles subsequently,
- It is possible to decoke the steam cracking installation during its normal operation, resulting in significant productivity gains.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le liquide précité est une petite fraction de la charge d'hydrocarbures, par exemple inférieure à 5 % en poids de celle-ci, ou bien de l'essence de pyrolyse recyclée, ou encore des hydrocarbures ayant de 5 à 23 atomes de carbone, ou encore de l'eau. According to another characteristic of the invention, the abovementioned liquid is a small fraction of the hydrocarbon charge, for example less than 5% by weight thereof, or else recycled pyrolysis gasoline, or else hydrocarbons having 5 to 23 carbon atoms, or even water.
Ce liquide peut être ajouté sans inconvénient à la charge d'hydrocarbures à traiter. This liquid can be added without disadvantage to the load of hydrocarbons to be treated.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on détermine le débit et la température du mélange particules-liquide pour obtenir une vaporisation quasi-instantanée du liquide à l'injection de ce mélange dans l'installation de vapocraquage. According to yet another characteristic of the invention, the flow rate and the temperature of the particle-liquid mixture are determined in order to obtain an almost instantaneous vaporization of the liquid upon injection of this mixture into the steam cracking installation.
On évite ainsi des dépôts solides sur les parois de l'installation en aval des points d'injection. This avoids solid deposits on the walls of the installation downstream of the injection points.
Ce mélange est de préférence atomisé pour favoriser sa vaporisation, et l'atomisation ou pulvérisation très fine peut être obtenue à la vapeur d'eau ou par addition au mélange, avant son injection, d'une coupe d'hydrocarbures légers, comprenant par exemple de 2 à 4 atomes de carbone, de telle sorte que le mélange soit à une température supérieure à sa température de bulle correspondant à la pression du ou des points d'injection dans l'installation. This mixture is preferably atomized to promote its vaporization, and very fine atomization or spraying can be obtained with steam or by adding to the mixture, before its injection, a cut of light hydrocarbons, comprising for example from 2 to 4 carbon atoms, so that the mixture is at a temperature higher than its bubble temperature corresponding to the pressure of the injection point (s) in the installation.
On évite ainsi d'avoir à chauffer le mélange particules-liquide avant son recyclage. This avoids having to heat the particle-liquid mixture before recycling.
Avantageusement, la coupe d'hydrocarbures légers provient d'une coupe C4 de pyrolyse, recylée, de préférence après extraction du butadiène. Advantageously, the cut of light hydrocarbons comes from a C4 pyrolysis cut, recycled, preferably after extraction of the butadiene.
La coupe C4 résiduelle, après extraction du butadiène, est une charge de craquage acceptable, disponible aisément sur place. The residual C4 cut, after extraction of the butadiene, is an acceptable cracking charge, readily available on site.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, pour mettre en contact les particules solides sortant du cyclone et le liquide précité, on réalise un écoulement continu de liquide, avec éventuellement un mouvement tourbillonnaire, sur une paroi située autour et en dessous de la zone d'arrivée des particules. According to yet another characteristic of the invention, in order to bring the solid particles leaving the cyclone into contact with the aforementioned liquid, a continuous flow of liquid is carried out, with possibly a vortex movement, on a wall situated around and below the zone arrival of particles.
On évite ainsi que les particules puissent s' accumuler sur la paroi précitée, et on évite également que le liquide forme des gouttelettes qui seraient susceptibles d'obstruer le conduit d'amenée des particules so- lides, par collage de particules sur une paroi humide. This prevents particles from accumulating on the aforementioned wall, and also prevents the liquid from forming droplets which would be liable to obstruct the supply pipe for solid particles, by bonding of particles on a wet wall. .
Ce dernier inconvénient peut également être évité si l'on prélève dans le cyclone, avec les particules solides, une très faible partie du débit d'effluents gazeux de vapocraquage pour éviter toute remontée éventuelle de gouttelettes dans le conduit de passage des particules. On peut ensuite réaliser un lavage du mélange effluents - ga- zeux-particules solides sortant du cyclone, au moyen du liquide précité. Les hydrocarbures lourds contenus dans la fraction prélevée des effluents gazeux sont piégés par le liquide précité et finalement recyclés dans l'installation. This last drawback can also be avoided if a very small part of the gaseous steam cracking effluent flow is taken from the cyclone with the solid particles to avoid any possible rise of droplets in the particle passage duct. It is then possible to carry out a washing of the effluent-gas-solid particles mixture leaving the cyclone, using the abovementioned liquid. The heavy hydrocarbons contained in the withdrawn fraction of the gaseous effluents are trapped by the aforementioned liquid and finally recycled in the installation.
Cependant, leur quantité est si faible que leur effet peut être considéré comme négligeable.However, their quantity is so small that their effect can be considered negligible.
L'invention propose également un dispositif de captation et de recyclage de particules solides dans une installation de vapocraquage d'hydrocarbures, par exécution du procédé précité, ce alspcsìtif étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins un cyclone de séparation de pavti- cules solides et de gaz, alimenté par un courant d'effluents gazeux de vapocraquage issu d'un four de vapocraquage et d'un échangeur de trempe indirecte, des moyens de mise en contact des particules solides séparées et d'un liquide ne contenant sensiblement pas d'hydrocarbures lourds de pyrolyse, des moyens, tels qu'une pompe, de recompression du mélange particules solides-liquide, et des moyens d'injection de ce mélange en au moins un point de l'installation de vapocraquage. The invention also provides a device for capturing and recycling solid particles in an installation for steam cracking of hydrocarbons, by carrying out the aforementioned process, this device being characterized in that it comprises at least one cyclone for separating pavticles. solids and gases, supplied with a stream of gaseous steam cracking effluents from a steam cracking furnace and an indirect quenching exchanger, means for bringing the separated solid particles into contact with a liquid not substantially containing heavy pyrolysis hydrocarbons, means, such as a pump, for recompressing the solid-liquid particle mixture, and means for injecting this mixture at at least one point of the steam cracking installation.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens de mise en contact précités comprennent un ballon, alimenté en particules solides par le cyclone et comprenant une paroi entourant l'arrivée de ces particules solides, des moyens pour réaliser un écoulement continu, par exemple avec une composante de rotation, du liquide sur cette paroi, et des moyens de recyclage du liquide entre la sortie et l'entrée du ballon. In a first embodiment of the invention, the abovementioned contacting means comprise a balloon, supplied with solid particles by the cyclone and comprising a wall surrounding the arrival of these solid particles, means for producing a continuous flow, for example with a rotating component, liquid on this wall, and means for recycling the liquid between the outlet and the inlet of the balloon.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ces moyens de mise en contact comprennent un conduit descendant relié à la sortie du cyclone et dans lequel passent les particules solides et une très faible fraction du débit d'effluents gazeux produits par l'installation, des points d'injection et de pulvérisation du liquide précité dans ce conduit, et un réservoir auquel aboutit le conduit. Une pompe permet, d'une part, d'alimenter les points d'injection et de pulvérisation du liquide dans le conduit descendant précité et, d'autre part, de recycler dans l'installation le mélange liquideparticules solides contenu dans le réservoir. In another embodiment of the invention, these contacting means comprise a downward conduit connected to the outlet of the cyclone and through which the solid particles pass and a very small fraction of the flow of gaseous effluents produced by the installation , points of injection and spraying of the aforementioned liquid into this conduit, and a reservoir to which the conduit terminates. A pump makes it possible, on the one hand, to supply the injection and spraying points of the liquid in the abovementioned descending conduit and, on the other hand, to recycle in the installation the liquid mixture of solid particles contained in the tank.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparai- tront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 représente schématiquement une lns- taliation de vapocraquage d'hydrocarbures comprenant un dispositif de capitation et de recyclage de particules solides selon l'inventlon
la figure 2 représente schématiquement une forme de réalisation de ce dispositif
la figure 3 représente schématiquement une variante de réalisation de ce dispositif.The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly on reading the description which follows, given with reference to the appended drawings, in which:
FIG. 1 schematically represents a ligation of hydrocarbon steam cracking comprising a device for capitation and recycling of solid particles according to the invention
Figure 2 schematically shows an embodiment of this device
FIG. 3 schematically represents an alternative embodiment of this device.
L'installation de vapocraquage d'hydrocarbures représentée schématiquement en figure 1 comprend un four 10 de vapocraquage, des moyens 12 de trempe indirecte des ef fluents de vapocraquage sortant du four 10, et des moyens, non représentés, de distillation et de trempe directe (par injection d'huile lourde) des effluents de vapocraquage. The hydrocarbon steam cracking installation shown diagrammatically in FIG. 1 comprises a steam cracking furnace 10, means 12 for indirect quenching of the steam cracking ef fluents leaving the furnace 10, and means, not shown, for distillation and direct quenching ( by injection of heavy oil) steam cracking effluents.
Le four 10 comprend par exemple des tubes monopasse 14 alimentés en hydrocarbures par un collecteur d'admission 16 et reliés, à leur extrémité opposée, à des échangeurs individuels de trempe indirecte, formant les moyens 12 précités et reliés eux-mêmes à un collecteur de sortie 18. The furnace 10 comprises, for example, single-pass tubes 14 supplied with hydrocarbons by an intake manifold 16 and connected, at their opposite end, to individual indirect quench exchangers, forming the aforementioned means 12 and themselves connected to a manifold of exit 18.
La charge d'hydrocarbures à vaporiser est amenée à l'état liquide par une conduite 20 dans une zone 22 du four 10 servant à chauffer et à vaporiser les hydrocarbures. Une conduite 24 d'amenée de vapeur d'eau rejoint la conduite 20 dans cette zone du four 10 et un conduit de préchauffage 26 permet d'amener le mélange hydrocarbures vaporisés-vapeur d'eau au collecteur 16 d'alimentation des tubes 14. The load of hydrocarbons to be vaporized is brought to the liquid state by a line 20 in a zone 22 of the furnace 10 used to heat and vaporize the hydrocarbons. A pipe 24 for supplying water vapor joins the pipe 20 in this zone of the furnace 10 and a preheating pipe 26 makes it possible to bring the vaporized hydrocarbon-water vapor mixture to the manifold 16 for supplying the tubes 14.
Pour réaliser le décokage de l'installation, et notamment celui des tubes 14 du four 10 et des échangeurs 12 de trempe indirecte, des particules solides sont ajoutées à la charge d'hydrocarbures vaporisés, par exemple comme indiqué schématiquement en 28 à l'entrée du conduit 26 de préchauffage, et réalisent une érosion de la couche de coke formée sur les parois internes des tubes 14 du four et des échangeurs de trempe indirecte 12. To carry out the decoking of the installation, and in particular that of the tubes 14 of the furnace 10 and of the indirect quenching exchangers 12, solid particles are added to the charge of vaporized hydrocarbons, for example as indicated diagrammatically at 28 at the inlet. of the preheating duct 26, and erode the coke layer formed on the internal walls of the tubes 14 of the furnace and of the indirect quench exchangers 12.
Ces particules solides, dont la nature et la granulométrie sont déterminées en fonction des résultats recherchés, doivent être séparées ces effluents gazeux ae vapocraquage avant distillatlon et trempe directe de ces derniers. These solid particles, the nature and particle size of which are determined as a function of the results sought, must be separated from these gaseous effluents by steam cracking before distillation and direct quenching of the latter.
Pour cela, l'invention prévoit au moins un cyclone 30 de séparation gaz-solide, auquel est relié le collecteur de sortie 18, et qui comprend un conduit supérieur 32 de sortie des gaz et un conduit inférieur 34 de sortie des particules solides. Ce conduit de sortie 34 débouche dans un ballon 36 contenant un liquide 38 sensiblement dé pourvu d'hydrocarbures lourds de pyrolyse. Dans ce ballon 36, les particules solides sont captées par le liquide 38 et le mélange particules solides-liquide est prélevé en partie inférieure du ballon 36 et recomprimé par une pompe 40 pour être réinjecté dans l'installation de vapocraquage, en particulier à l'entrée 28 du conduit de préchauffage 26 et éventuellement aux entrées des échangeurs 12. For this, the invention provides at least one cyclone 30 for gas-solid separation, to which the outlet manifold 18 is connected, and which comprises an upper pipe 32 for the outlet of the gases and a lower pipe 34 for the outlet of the solid particles. This outlet conduit 34 opens into a balloon 36 containing a substantially de-liquid 38 provided with heavy pyrolysis hydrocarbons. In this balloon 36, the solid particles are captured by the liquid 38 and the solid particle-liquid mixture is taken from the bottom of the balloon 36 and recompressed by a pump 40 to be reinjected into the steam cracking installation, in particular at the inlet 28 of the preheating duct 26 and possibly at the inputs of the exchangers 12.
Une partie du mélange recomprimé fourni par la pompe 40 est ramenée en partie supérieure du ballon 36, pour former un film continu de liquide s'écoulant sur la paroi interne de ce ballon. On évite ainsi des agglomérations de particules solides sur la paroi interne du ballon. Part of the recompressed mixture supplied by the pump 40 is returned to the upper part of the balloon 36, to form a continuous film of liquid flowing over the internal wall of this balloon. This avoids agglomerations of solid particles on the inner wall of the balloon.
On évite également de former des gouttes de liquide qui pourraient se fixer à la sortie du conduit 34 et risqueraient de l'obstruer.It also avoids the formation of drops of liquid which could be fixed at the outlet of the conduit 34 and would risk blocking it.
Les conditions d'injection du mélange particules solides-liquide dans l'installation sont réglées de telle sorte qu'il se produit une vaporisation quasi-instantanée du liquide, afin d'éviter un dépôt de matière solide sur les parois internes de l'installation. Cette vaporisation est favorisée par une atomisation ou pulvérisation très fine du mélange particules solides-liquide. Pour cela, on peut ajouter, comme indiqué schématiquement en 41, des hydrocarbures légers au mélange, avant son injection dans l'installation. Par ce moyen, la température du mélange peut se trouver à une valeur supérieure å sa température de bulle pour la pression au point d'injection cans l'installation. On évite ainsi de prechauffer le mélange particules solides-liquide avant de l'injecter dans l'installation.On peut également atomiser le liquide avec de la vapeur d'eau. The conditions for injecting the solid-liquid particle mixture into the installation are adjusted so that there is an almost instantaneous vaporization of the liquid, in order to avoid a deposit of solid material on the internal walls of the installation. . This vaporization is favored by a very fine atomization or spraying of the mixture of solid particles and liquid. For this, it is possible to add, as schematically indicated in 41, light hydrocarbons to the mixture, before its injection into the installation. By this means, the temperature of the mixture can be higher than its bubble temperature for the pressure at the injection point in the installation. This avoids preheating the solid particles-liquid mixture before injecting it into the installation. The liquid can also be atomized with steam.
Les hydrocarbures utilisés pour cela peuvent être une coupe C4 de pyrolyse, recyclée, après extraction du butadiène. The hydrocarbons used for this can be a C4 pyrolysis cut, recycled, after extraction of the butadiene.
Le cyclone 30 a une efficacité très grande de séparation des particules solides et du gaz, cette effica cité pouvant être supérieure à 99 %. La plus grande partie des particules solides va donc être séparée des effluents gazeux de vapocraquage dans le cyclone et pourra être recyclée. Pour compenser-la très faible quantité de particules solides qui quittent le cyclone 30 avec les effluents gazeux par le conduit 32, on prévoit un appoint de particules solides dans le ballon 36, par exemple comme indiqué schématiquement en 42 sur une conduite 44 d'alimentation du ballon 36 en liquide. Dans l'exemple représenté en figure 1, cette conduite 44 provient de l'alimentation de l'installation en hydrocarbures liquides, le liquide du ballon 36 étant constitué par une petite fraction, inférieure à 5 % en poids, de la charge d'hydrocarbures à craquer. Cyclone 30 has a very high efficiency of separation of solid particles and gas, this efficiency being able to be greater than 99%. Most of the solid particles will therefore be separated from the gaseous steam cracking effluents in the cyclone and can be recycled. To compensate for the very small quantity of solid particles which leave the cyclone 30 with the gaseous effluents via the pipe 32, an addition of solid particles is provided in the tank 36, for example as indicated diagrammatically at 42 on a supply pipe 44 of the balloon 36 in liquid. In the example shown in FIG. 1, this pipe 44 comes from the supply of liquid hydrocarbons to the installation, the liquid in the tank 36 being constituted by a small fraction, less than 5% by weight, of the hydrocarbon charge. to crack.
A cette fraction de la charge alimentant le ballon 36, on peut ajouter de l'essence de pyrolyse, comme indiqué schématiquement en 46. On peut également n'utiliser que de l'essence de pyrolyse, ou un gazole vierge (non craqué). To this fraction of the charge feeding the flask 36, it is possible to add pyrolysis gasoline, as indicated diagrammatically in 46. It is also possible to use only pyrolysis gasoline, or virgin diesel fuel (not cracked).
Les particules solides, pour faciliter leur captation et leur recyclage, sont de préférence mouillables par le liquide 38. Si nécessaire, on peut ajouter à ce liquide des additifs améliorant le mouillage des particules solides et la stabilité de la suspension, et évitant le moussage du liquide. Les quantités de particules solides seront de préférence faibles, par rapport à la charge gazeuse, par exemple entre 0,05 et 3 % en poids et de préf é- rence entre 0,1 et 1 % en poids. The solid particles, to facilitate their capture and recycling, are preferably wettable by the liquid 38. If necessary, additives can be added to this liquid improving the wetting of the solid particles and the stability of the suspension, and preventing foaming of the liquid. The amounts of solid particles will preferably be low, relative to the gaseous charge, for example between 0.05 and 3% by weight and preferably between 0.1 and 1% by weight.
De façon générale, les particules solide utl- lisées ont une granulométrle relativement faible, Juste suffisante pour pouvoir être séparées des effluents gazeux de vapocraquage dans le cyclone 30 avec une efficacité prédéterminée (par exemple de 99 % ou plus). Ces particules solides peuvent avoir des dimensions inférieures à 150 microns environ, de préférence -à 85 microns, en fonction de leur nature et de leur masse volumique. On peut notamment utiliser des particules solides formées d'un noyau métallique recouvert d'une pellicule mince de coke, ou encore des particules de catalyseurs de craquage catalytique fluide, de préférence non régénérés, ou des fines de ciment, etc... Generally, the solid particles used have a relatively small particle size, just sufficient to be able to be separated from the gaseous steam cracking effluents in cyclone 30 with a predetermined efficiency (for example 99% or more). These solid particles may have dimensions of less than about 150 microns, preferably -85 microns, depending on their nature and their density. It is possible in particular to use solid particles formed of a metal core covered with a thin film of coke, or alternatively particles of fluid catalytic cracking catalysts, preferably not regenerated, or fines of cement, etc.
La très faible quantité de particules solides qui sort du cyclone 30 avec les effluents gazeux de vapocraquage 32, est piégée par l'huile utilisée pour la trempe directe de ces effluents, et n'a donc pas aucun effet sur les parties de l'installation situées en aval du cyclone. The very small quantity of solid particles which leaves cyclone 30 with the gaseous steam cracking effluents 32, is trapped by the oil used for the direct quenching of these effluents, and therefore has no effect on the parts of the installation. located downstream of the cyclone.
La figure 2 représente, de façon plus détaillée, un dispositif de captation de particules solides selon l'invention. FIG. 2 represents, in more detail, a device for capturing solid particles according to the invention.
Ce-dispositif est constitué du ballon 36, dont la partie supérieure est traversée par le conduit 34 de sortie du cyclone 30. La partie inférieure du ballon 36, par exemple de forme conique, est raccordée à la pompe 40. This device consists of the balloon 36, the upper part of which is traversed by the outlet pipe 34 of the cyclone 30. The lower part of the balloon 36, for example of conical shape, is connected to the pump 40.
La partie supérieure du ballon 36 comprend, autour de la partie inférieure duconduit 34 une chambre 48 d'écoulement continu de liquide, délimitée par une paroi externe 50 et une paroi interne 52, qui sont de révolution et qui ménagent un espace libre autour du conduit 34. De la chambre 48, qui est alimentée en liquide par la pompe 40, le liquide s'écoule en mouvement continu, avantageusement tourbillonnaire, depuis une "ligne source" sur la paroi 50, sans faire de gouttelettes, et capte les particules solides sortant du conduit 34. Les parties non mouillées du dispositif peuvent être maintenues à une température suffisante pour éviter toute condensation.Pour rédulre encore les risques d'obstruction de l'extrémité inférieure de ce conduit, on peut réaliser, par un conduit 54, un prélèvement d'un faible débit de gaz à l'intérieur du ballon 36 autour du conduit 34. On fait donc passer dans le conduit 34 une très faible fraction du débit d'effluents gazeux de vapocraquage circulant dans le cyclone 30, pour éviter toute entrée de gouttelettes dans le conduit 34 et pour fa ciliter la descente des particules solides.The upper part of the balloon 36 comprises, around the lower part of the duct 34 a chamber 48 for continuous flow of liquid, delimited by an external wall 50 and an internal wall 52, which are of revolution and which provide a free space around the duct 34. From the chamber 48, which is supplied with liquid by the pump 40, the liquid flows in continuous movement, advantageously swirling, from a "source line" on the wall 50, without making droplets, and captures the solid particles leaving the duct 34. The non-wetted parts of the device can be kept at a temperature sufficient to avoid any condensation. To further reduce the risks of obstruction of the lower end of this duct, it is possible, by a duct 54, to sampling of a low gas flow rate inside the balloon 36 around the pipe 34. A very small fraction of the flow of gaseous vapor effluents is therefore passed through the pipe 34 cracking circulating in the cyclone 30, to prevent any entry of droplets in the conduit 34 and to facilitate the descent of the solid particles.
Le débit d'effluents gazeux prélevé en 54. peut être compris entre 1 pour 100 et 1 pour 1000 par exemple du débit d'effluents gazeux dans le cyclone 30. The flow of gaseous effluents taken at 54. can be between 1 per 100 and 1 per 1000, for example the flow of gaseous effluents in cyclone 30.
On peut par ailleurs alimenter la chambre 48 en liquide ne comprenant pas de particules, au moyen d'une pompe 55 aspirant le liquide peu en-dessous de sa surface libre dans une zone décantée du ballon 36. It is also possible to supply the chamber 48 with liquid comprising no particles, by means of a pump 55 sucking the liquid slightly below its free surface in a decanted zone of the balloon 36.
I1 peut aussi entre avantageux de prévoir un circuit de rebouclage sur la pompe 40, comme représenté en pointillés, pour augmenter le débit de liquide circulant par cette pompe. It may also be advantageous to provide a loopback circuit on the pump 40, as shown in dotted lines, in order to increase the flow rate of liquid flowing through this pump.
Afin d'éviter ou de réduire les dépôts de particules dans cette pompe, on peut également y injecter des additifs de stabilisation de la suspension particules-liquide, par exemple des hydrocarbures moyens (tels que du gazole) pour augmenter la viscosité du liquide. In order to avoid or reduce the deposition of particles in this pump, it is also possible to inject additives for stabilizing the particle-liquid suspension, for example medium hydrocarbons (such as diesel) to increase the viscosity of the liquid.
Dans la variante de réalisation représentée en figure 3, le conduit 34 de sortie des-particules du cyclone 30 est relié, par un conduit coudé 56, à un conduit descendant 58 dans lequel on pulvérise une certaine quantité de liquide de captation, en plusieurs points 60,62,64 respectivement. Le conduit 58 aboutit à un réservoir 66 de stockage du mélange particules solides-liquide.Une pompe 40 permet, comme dans les modes de réalisation précédents, de prélever ce mélange dans le réservoir, de le recomprimer, et de le réinfecter dans I'installation de vapocraquage, tout en alimentant les points d'inection 60, 62 et 64 dans le conduit descendant 58. L'appoint 44 de liquide de captation se fait dans une partie 68 du réservoir, qui est sépo- rée par une cloison 70, munie d'un orifice de communication dans sa partie inférieure, de l'autre partie du réservoir dans laquelle débouche le conduit 58. Un conduit 72 permet de prélever un débit de gaz en partie supérieure du reser- voir 66. In the variant embodiment shown in FIG. 3, the outlet pipe 34 for the particles of the cyclone 30 is connected, by an elbow pipe 56, to a downcomer 58 into which a certain quantity of capture liquid is sprayed, at several points. 60.62.64 respectively. The conduit 58 terminates in a reservoir 66 for storing the solid-liquid particle mixture. A pump 40 makes it possible, as in the previous embodiments, to withdraw this mixture from the reservoir, to recompress it, and to reinfect it in the installation. steam cracking, while supplying the injection points 60, 62 and 64 in the downcomer 58. The top-up 44 of capture liquid takes place in a part 68 of the tank, which is separated by a partition 70, provided of a communication orifice in its lower part, of the other part of the tank into which the conduit 58 opens. A conduit 72 makes it possible to take a gas flow rate in the upper part of the reservoir 66.
Dans cette variante de ~réalisation du disposi tif, une très faible fraction du débit d'effluents gazeux circulant dans le cyclone 30, passe avec les particules solides dans le conduit 34, le conduit 56, le conduit de descente 58 et aboutit au réservoir 66, pour en ressortir par le conduit de prélèvement 72. In this variant of ~ embodiment of the device, a very small fraction of the flow of gaseous effluents circulating in the cyclone 30, passes with the solid particles in the conduit 34, the conduit 56, the descent conduit 58 and ends at the reservoir 66 , to come out through the sampling conduit 72.
Cette variante de réalisation du dispositif de captation permet de traiter une quantité plus importante de particules solides que le dispositif de la figure 2. Elle permet également de traiter des particules moins facilement mouillables par le liquide de captation. This variant embodiment of the capture device makes it possible to treat a larger quantity of solid particles than the device in FIG. 2. It also makes it possible to treat particles that are less easily wettable by the capture liquid.
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Citations (4)
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1989
- 1989-04-14 FR FR8904988A patent/FR2645875B1/en not_active Expired - Fee Related
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FR2645875B1 (en) | 1991-07-19 |
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