FR3120076A1 - Process for the production of aromatic compounds and/or gasolines from a naphtha-type hydrocarbon feedstock - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de production de composés aromatiques et/ou d’essences à partir d’une charge hydrocarbonée initiale de type naphta (a), qui comprend - un premier traitement sous forme d’un hydrotraitement catalytique de la charge hydrocarbonée initiale pour obtenir un naphta hydrotraité (f), l’hydrotraitement étant opéré dans une unité d’hydrotraitement (H),- puis un deuxième traitement sous forme d’un reformage catalytique d’une portion au moins dudit naphta hydrotraité (f) pour obtenir les essences et/ou composés aromatiques, le réformage catalytique étant opéré dans une unité de réformage (R),tel qu’on prévoit une zone de raccordement pour assurer une connexion fluidique entre les deux unités permettant l’acheminement de la portion de naphta hydrotraité depuis l’unité d’hydrotraitement (H) vers l’unité de réformage (R),et tel qu’on prévoit au moins un transfert de chaleur (I, IV, VI, VII) depuis une section de l’unité de reformage catalytique vers une section de l’unité d’hydrotraitement. Figure pour l’abrégé : Fig 2The present invention relates to a process for the production of aromatic compounds and/or gasolines from an initial hydrocarbon feedstock of the naphtha (a) type, which comprises - a first treatment in the form of a catalytic hydrotreatment of the initial hydrocarbon feedstock to obtain a hydrotreated naphtha (f), the hydrotreatment being carried out in a hydrotreatment unit (H),- then a second treatment in the form of catalytic reforming of at least a portion of said hydrotreated naphtha (f) to obtain gasolines and/or aromatic compounds, the catalytic reforming being carried out in a reforming unit (R), such that a connection zone is provided to ensure a fluidic connection between the two units allowing the transport of the portion of hydrotreated naphtha from the hydrotreating unit (H) to the reforming unit (R),and such that at least heat transfer (I, IV, VI, VII) is provided from a section of the reforming unit catalytic towards a secti on of the hydrotreating unit. Figure for abstract: Fig 2
Description
La présente invention concerne le reformage catalytique de charges hydrocarbonées, notamment de type naphta, afin de les convertir en composés aromatiques et/ou en essences.The present invention relates to the catalytic reforming of hydrocarbon feedstocks, in particular of the naphtha type, in order to convert them into aromatic compounds and/or into gasolines.
Généralement, l’objectif d’une unité de reformage catalytique est de convertir les composés naphténiques et paraffiniques (n-paraffines et iso-paraffines) en composés aromatiques. Les principales réactions mises en jeu sont la déshydrogénation des naphtènes et la déshydrocyclisation des paraffines en aromatiques, l’isomérisation des paraffines et des naphtènes. D’autres réactions dites « parasites » peuvent également se produire telles que l’hydrocraquage et l’hydrogénolyse des paraffines et des naphtènes, l’hydro-déalkylation des alkyl-aromatiques donnant lieu à des composés légers et des aromatiques plus légers, ainsi que la formation de coke à la surface des catalyseurs.Generally, the objective of a catalytic reforming unit is to convert naphthenic and paraffinic compounds (n-paraffins and iso-paraffins) into aromatic compounds. The main reactions involved are the dehydrogenation of naphthenes and the dehydrocyclization of paraffins into aromatics, the isomerization of paraffins and naphthenes. Other so-called "parasitic" reactions can also occur such as hydrocracking and hydrogenolysis of paraffins and naphthenes, hydro-dealkylation of alkyl aromatics giving rise to light compounds and lighter aromatics, as well as the formation of coke on the surface of the catalysts.
Les charges typiquement envoyées dans une unité de reformage catalytique sont riches en composés paraffiniques et naphténiques et relativement pauvres en composés aromatiques. Ce sont généralement des naphtas issus de la distillation de pétrole brut ou des condensats de gaz naturel. D’autres charges peuvent également être disponibles, contenant des teneurs variables en aromatiques, à savoir les naphtas lourds de craquage catalytique, de cokéfaction, d’hydrocraquage, ou encore les essences de vapocraquage. L’invention s’intéressera plus particulièrement à la conversion de charge de type naphta.The feedstocks typically sent to a catalytic reforming unit are rich in paraffinic and naphthenic compounds and relatively poor in aromatic compounds. These are generally naphthas from the distillation of crude oil or natural gas condensates. Other feedstocks may also be available, containing variable aromatics contents, namely heavy naphthas from catalytic cracking, coking, hydrocracking, or even steam cracking gasolines. The invention will focus more particularly on the conversion of naphtha-type feed.
Un exemple de procédé de réformage catalytique de type régénératif et à répartition optimisée de catalyseur est décrit dans le brevet FR 3 024 460, avec une unité de réformage utilisant une succession de réacteurs montés en série, chacun étant muni d’un lit catalytique mobile, l’effluent de chaque réacteur, excepté le dernier (le plus aval) étant chauffé avant introduction dans le réacteur suivant, de façon à contrebalancer l’endothermie des réactions de réformage et maintenir dans chacun des réacteurs une température suffisante pour que les réactions de conversion voulues aient lieu.An example of a regenerative-type catalytic reforming process with optimized catalyst distribution is described in patent FR 3 024 460, with a reforming unit using a succession of reactors connected in series, each being provided with a moving catalytic bed, the effluent from each reactor, except the last (most downstream) being heated before introduction into the next reactor, so as to counterbalance the endothermy of the reforming reactions and to maintain in each of the reactors a temperature sufficient for the conversion reactions desired take place.
Par ailleurs, il peut être nécessaire de prétraiter les charges, notamment celles de type naphta, avant de les traiter par réformage catalytique : ce prétraitement est généralement un hydrotraitement. Par hydrotraitement, on désigne l’ensemble des procédés d’épuration qui permettent d’éliminer, par action de l’hydrogène, les impuretés diverses contenues dans des charges hydrocarbonées. Ainsi, les procédés d’hydrotraitement permettent d’éliminer, par action de l’hydrogène, des impuretés présentes dans les charges telles que l’azote (on parle alors d’hydrodéazotation), le soufre (on parle alors d’hydrodésulfuration), l’oxygène (on parle alors d’hydrodéoxygénation), et les composés contenant des métaux qui peuvent empoisonner le catalyseur et engendrer des problèmes opératoires lors de traitements aval, comme le reformage (on parle alors d’hydrodémétallation). Un exemple de procédé d’hydrotraitement est décrit dans le brevet FR 2 966 835.Furthermore, it may be necessary to pretreat the feedstocks, in particular those of the naphtha type, before treating them by catalytic reforming: this pretreatment is generally a hydrotreatment. By hydrotreatment, we mean all the purification processes which make it possible to eliminate, by the action of hydrogen, the various impurities contained in hydrocarbon feedstocks. Thus, the hydrotreatment processes make it possible to eliminate, by the action of hydrogen, impurities present in the feedstocks such as nitrogen (we then speak of hydrodenitrogenation), sulfur (we then speak of hydrodesulphurization), oxygen (we then speak of hydrodeoxygenation), and compounds containing metals which can poison the catalyst and cause operational problems during downstream treatments, such as reforming (we then speak of hydrodemetallization). An example of a hydrotreatment process is described in patent FR 2 966 835.
Dans le cas qui intéresse plus particulièrement la présente invention, l’hydrotraitement du naphta préalablement à son réformage catalytique permet d’éliminer du naphta les impuretés susceptibles d’empoisonner le catalyseur de réformage, et de détériorer ses performances.In the case which more particularly concerns the present invention, the hydrotreatment of the naphtha prior to its catalytic reforming makes it possible to eliminate from the naphtha the impurities likely to poison the reforming catalyst, and to deteriorate its performance.
Les procédés d’hydrotraitement et de réformage catalytique de naphta sont très consommateurs d’énergie : en effet, ils impliquent des réacteurs et des colonnes de fractionnement qu’il faut chauffer, par différents moyens de chauffage énergivores. Les charges des réacteurs ou des colonnes peuvent être chauffées par des fours utilisant du fuel ou par des échangeurs de chaleur utilisant un fluide caloporteur tel que la vapeur ou huile chaude, comme des rebouilleurs. Il y a un besoin permanent de rechercher des solutions pour abaisser le cout énergétique de tels procédés, et, dans le cas intéressant l’invention, pour abaisser plus particulièrement ce qu’on désigne par les utilités chaudes du procédé.Hydrotreating and catalytic naphtha reforming processes are very energy-intensive: indeed, they involve reactors and fractionation columns that must be heated, using various energy-intensive heating means. The loads of the reactors or the columns can be heated by furnaces using fuel oil or by heat exchangers using a heat transfer fluid such as steam or hot oil, such as reboilers. There is a permanent need to seek solutions to lower the energy cost of such processes, and, in the case of interest to the invention, to lower more particularly what is referred to as the hot utilities of the process.
L’invention a alors pour but de diminuer la consommation énergétique d’un traitement de charges hydrocarbonées type naphta impliquant un hydrotraitement puis un réformage, sans diminuer, ou sans diminuer significativement, les performances de l’hydrotraitement et du réformage, notamment sans diminuer, ou sans diminuer notablement, les rendements des produits obtenus en fin de réformage et/ou sans modifier, ou sans modifier notablement, la sélectivité des produits obtenus en fin de réformage.The object of the invention is therefore to reduce the energy consumption of a treatment of naphtha-type hydrocarbon feedstocks involving hydrotreatment then reforming, without reducing, or without significantly reducing, the performance of the hydrotreatment and the reforming, in particular without reducing, or without significantly reducing the yields of the products obtained at the end of reforming and/or without modifying, or without significantly modifying, the selectivity of the products obtained at the end of reforming.
L’invention a tout d’abord pour objet un procédé de production de composés aromatiques et/ou d’essences à partir d’une charge hydrocarbonée initiale de type naphta, ledit procédé comprenant successivement :
- un premier traitement sous forme d’un hydrotraitement catalytique de la charge hydrocarbonée initiale de type naphta pour obtenir un naphta hydrotraité, l’hydrotraitement étant opéré dans une unité d’hydrotraitement comprenant successivement une section réactionnelle, une section de strippage, et une section de séparation,
- puis un deuxième traitement sous forme d’un reformage catalytique d’une portion au moins dudit naphta hydrotraité pour obtenir les essences et/ou composés aromatiques, le réformage catalytique étant opéré dans une unité de réformage comprenant successivement une section réactionnelle, une section de séparation gaz/liquide, éventuellement une section de recontactage, une section de stabilisation et une section de séparation,
tel qu’on prévoit une zone de raccordement pour assurer une connexion fluidique entre les deux unités permettant l’acheminement de la portion de naphta hydrotraité depuis l’unité d’hydrotraitement vers l’unité de réformage,
et tel qu’on prévoit au moins un transfert de chaleur depuis une section de l’unité de reformage catalytique vers une section de l’unité d’hydrotraitement.The subject of the invention is first of all a process for the production of aromatic compounds and/or gasolines from an initial hydrocarbon feedstock of the naphtha type, said process successively comprising:
- a first treatment in the form of a catalytic hydrotreatment of the initial hydrocarbon feedstock of the naphtha type to obtain a hydrotreated naphtha, the hydrotreatment being carried out in a hydrotreatment unit comprising successively a reaction section, a stripping section, and a section of seperation,
- then a second treatment in the form of catalytic reforming of at least a portion of said hydrotreated naphtha to obtain the gasolines and/or aromatic compounds, the catalytic reforming being carried out in a reforming unit successively comprising a reaction section, a gas/liquid separation, possibly a recontact section, a stabilization section and a separation section,
such that a connection zone is provided to ensure a fluidic connection between the two units allowing the transport of the portion of hydrotreated naphtha from the hydrotreatment unit to the reforming unit,
and such that at least one heat transfer from a section of the catalytic reforming unit to a section of the hydrotreating unit is provided.
On comprend par « charge hydrocarbonée initiale de type naphta » une charge sous forme de naphta (qui a pu ou non subir au préalable un ou des traitements qui ne font pas partie de l’invention) ou une charge comprenant majoritairement (au moins 50% poids) un tel naphta, ou une charge comprenant essentiellement (au moins 90% poids) un tel naphta.The term "initial hydrocarbon feedstock of the naphtha type" is understood to mean a feedstock in the form of naphtha (which may or may not have previously undergone one or more treatments which are not part of the invention) or a feedstock comprising mainly (at least 50% weight) such naphtha, or a filler essentially comprising (at least 90% by weight) such naphtha.
L’invention propose ainsi d’enchaîner l’hydrotraitement et le réformage du naphta, et de les intégrer thermiquement, en favorisant le transfert de chaleur depuis l’unité de réformage vers l’unité d’hydrotraitement. On peut ainsi diminuer la consommation énergétique, et plus particulièrement diminuer la consommation d’utilités chaudes en considérant globalement l’hydrotraitement et le réformage, plutôt que de chercher à optimiser la consommation énergétique de chaque traitement séparément, ce qui s’est avéré beaucoup plus efficace.The invention thus proposes to link the hydrotreating and the reforming of the naphtha, and to integrate them thermally, by promoting the transfer of heat from the reforming unit to the hydrotreating unit. It is thus possible to reduce the energy consumption, and more particularly to reduce the consumption of hot utilities by considering the hydrotreatment and the reforming as a whole, rather than seeking to optimize the energy consumption of each treatment separately, which has proven to be much more effective.
Selon une mise en œuvre préférée, la section de l’unité d’hydrotraitement vers laquelle est réalisé un, ou au moins un des, transfert(s) thermique(s) est une section comprenant une colonne équipée d’un rebouilleur, et le transfert de chaleur est opéré via un fluide caloporteur d’une section de l’unité de réformage catalytique vers ledit rebouilleur, ou plus précisément vers l’effluent (appelé également indifféremment dans le présent texte par le terme flux/flux de fluide) entrant dans le rebouilleur.According to a preferred implementation, the section of the hydrotreating unit towards which one, or at least one of the heat transfer(s) is carried out, is a section comprising a column equipped with a reboiler, and the heat transfer is operated via a heat transfer fluid from a section of the catalytic reforming unit to said reboiler, or more precisely to the effluent (also called indifferently in the present text by the term flow/fluid flow) entering the reboiler.
En effet, l’unité d’hydrotraitement comprend généralement une pluralité de colonnes, qui peuvent être utilisées comme colonnes de séparation ou de strippage notamment, et le fonctionnement de ces colonnes nécessite un rebouillage et donc un chauffage via un rebouilleur, chauffage hautement consommateur en utilités (en fuel notamment) : extraire de la chaleur depuis l’unité de réformage pour diminuer la consommation énergétique d’un rebouilleur de colonne dans l’unité d’hydrotraitement s’est révélé « payant » sur le plan de l’efficacité énergétique, alors même qu’on aurait pu envisager d’autres transferts thermiques internes à l’unité de réformage a priori plus immédiats/ plus simples à envisager et à mettre en œuvre.Indeed, the hydrotreating unit generally comprises a plurality of columns, which can be used as separation or stripping columns in particular, and the operation of these columns requires reboiling and therefore heating via a reboiler, heating which is highly consuming in utilities (particularly in fuel oil): extracting heat from the reforming unit to reduce the energy consumption of a column reboiler in the hydrotreating unit has proven to “pay off” in terms of energy efficiency , even though we could have considered other heat transfers internal to the reforming unit, a priori more immediate/simpler to consider and implement.
Différents modes de réalisation de l’invention pour mettre en œuvre différents transferts de chaleur d’une unité à l’autre sont décrits ci-après : ils sont cumulatifs ou alternatifs entre eux (deux à deux ou pris ensemble).Different embodiments of the invention for implementing different heat transfers from one unit to another are described below: they are cumulative or alternate between them (two by two or taken together).
Selon un premier mode de réalisation, la section de l’unité d’hydrotraitement vers laquelle est réalisé un, ou au moins un des, transfert(s) thermique(s) est une section comprenant une colonne équipée d’un rebouilleur, ledit transfert de chaleur est opéré via un fluide caloporteur d’une section de l’unité de réformage catalytique vers ledit rebouilleur. On peut ainsi diminuer le dimensionnement/la puissance du four habituellement requis pour chauffer les colonnes de l’unité d’hydrotraitement, voire complètement le supprimer, en utilisant une source chaude depuis l’unité de réformage.According to a first embodiment, the section of the hydrotreating unit towards which one, or at least one of the heat transfer(s) is carried out, is a section comprising a column equipped with a reboiler, said transfer heat is operated via a heat transfer fluid from a section of the catalytic reforming unit to said reboiler. It is thus possible to reduce the sizing/power of the furnace usually required to heat the columns of the hydrotreating unit, or even completely eliminate it, by using a hot source from the reforming unit.
Ainsi, le, ou au moins un des, transfert(s) de chaleur depuis une section de l’unité de reformage catalytique vers une section de l’unité d’hydrotraitement peut comprendre un transfert thermique depuis la section réactionnelle de l’unité de reformage catalytique vers la section de strippage de l’unité d’hydrotraitement.Thus, the, or at least one of, heat transfer(s) from a section of the catalytic reforming unit to a section of the hydrotreating unit may comprise a heat transfer from the reaction section of the catalytic reforming to the stripping section of the hydrotreating unit.
Plus précisément, on peut mettre en œuvre ce premier mode de réalisation de la façon suivante :
- la section réactionnelle de l’unité de réformage catalytique comprend des réacteurs de reformage en série, associés à au moins un dispositif de chauffage de type four(s) pour chauffer au moins certains des effluents et/ou charges des réacteurs, le/les four(s) comprenant une zone de radiation et une zone de convection,
- la section de strippage de l’unité d’hydrotraitement comprend au moins une colonne de strippage équipée d’un rebouilleur.
Le transfert thermique depuis la section réactionnelle de l’unité de reformage catalytique vers la section de strippage de l’unité d’hydrotraitement s’opère par échange thermique depuis la zone de convection dudit/desdits fours vers ledit rebouilleur, notamment par transfert de la chaleur des fumées produites par le fonctionnement du/des fours dans ladite zone de convection vers le flux entrant dans le rebouilleur. Ce transfert peut s’opérer directement, ou via un fluide caloporteur, notamment sous forme d’une huile chaude ou d’une vapeur d’eau produite par la chaleur des fumées, et peut utiliser éventuellement un ou des échangeurs thermiques intermédiaires.More specifically, this first embodiment can be implemented as follows:
- the reaction section of the catalytic reforming unit comprises reforming reactors in series, associated with at least one furnace-type heating device for heating at least some of the effluents and/or feeds from the reactors, the furnace(s) comprising a radiation zone and a convection zone,
- the stripping section of the hydrotreating unit comprises at least one stripping column equipped with a reboiler.
Heat transfer from the reaction section of the catalytic reforming unit to the stripping section of the hydrotreating unit takes place by heat exchange from the convection zone of said furnace(s) to said reboiler, in particular by transfer of heat of the fumes produced by the operation of the furnace(s) in said convection zone towards the flow entering the reboiler. This transfer can take place directly, or via a heat transfer fluid, in particular in the form of a hot oil or a steam produced by the heat of the flue gases, and can optionally use one or more intermediate heat exchangers.
Avec l’invention, selon ce premier mode ainsi mis en œuvre, on vient exploiter/récupérer la chaleur des fumées de combustion: c’est dans la zone de radiation du four, la zone la plus chaude, que la chaleur est transférée depuis le four vers les effluents des réacteurs de réformage en série. Dans la zone de convection, la température est moins élevée, pas assez pour être exploitée utilement pour contribuer au chauffage des charge de la section réactionnelle, et jusque-là, la chaleur des fumées dans cette zone pouvait être utilisée pour produire de la vapeur haute pression. Or il s’avère que la température des fumées est, par contre, suffisante pour chauffer le rebouilleur d’une colonne, notamment celle de strippage de l’unité d’hydrotraitement. A noter que, comme vu précédemment, on prévoit généralement un four pour chauffer chaque effluent sortant d’un des réacteurs de réformage en série, sauf l’effluent du four le plus aval. Dans le contexte de la présente invention, on peut ainsi réutiliser les fumées d’au moins un de ces fours, ou de tous les fours. Selon une réalisation, il est possible de regrouper tous ces fours en un seul dispositif, et c’est alors toutes les fumées qu’on peut ainsi épuiser thermiquement de façon plus aisée qu’avec des fours individuels non regroupés.With the invention, according to this first mode thus implemented, the heat of the combustion fumes is exploited/recovered: it is in the radiation zone of the furnace, the hottest zone, that the heat is transferred from the furnace to the effluents of the reforming reactors in series. In the convection zone, the temperature is lower, not high enough to be usefully exploited to contribute to the heating of the loads in the reaction section, and until then, the heat of the fumes in this zone could be used to produce high steam. pressure. However, it turns out that the temperature of the fumes is, on the other hand, sufficient to heat the reboiler of a column, in particular that of the stripping of the hydrotreating unit. It should be noted that, as seen above, a furnace is generally provided to heat each effluent leaving one of the reforming reactors in series, except for the effluent from the furthest downstream furnace. In the context of the present invention, it is thus possible to reuse the fumes from at least one of these ovens, or from all the ovens. According to one embodiment, it is possible to combine all these ovens in a single device, and it is then all the fumes that can thus be thermally exhausted more easily than with individual ovens that are not grouped together.
Selon un deuxième mode de réalisation, le, ou au moins un des, transfert(s) de chaleur depuis une section de l’unité de reformage catalytique vers une section de l’unité d’hydrotraitement comprend un transfert thermique depuis la section de stabilisation de l’unité de reformage catalytique vers la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement.According to a second embodiment, the, or at least one of, heat transfer(s) from a section of the catalytic reforming unit to a section of the hydrotreating unit comprises a heat transfer from the stabilization section from the catalytic reforming unit to the separation section of the hydrotreating unit.
Ce deuxième mode peut être mis en œuvre de la façon suivante :
- la section de stabilisation de l’unité de réformage catalytique comprend au moins une colonne de stabilisation,
- la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement comprend au moins une colonne de séparation équipée d’un rebouilleur,
et le transfert thermique depuis la section de stabilisation de l’unité de reformage catalytique vers la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement s’opère par échange thermique entre un effluent de la colonne de stabilisation et le flux entrant dans le rebouilleur de la colonne de séparation de l’unité d’hydrotraitement.This second mode can be implemented as follows:
- the stabilization section of the catalytic reforming unit comprises at least one stabilization column,
- the separation section of the hydrotreating unit comprises at least one separation column equipped with a reboiler,
And heat transfer from the stabilization section of the catalytic reforming unit to the separation section of the hydrotreating unit takes place by heat exchange between an effluent from the stabilization column and the flow entering the reboiler of the separation column of the hydrotreating unit.
C’est ici un effluent de la colonne d’une unité qui vient donc chauffer le flux entrant dans le rebouilleur de l’autre unité.Here it is an effluent from the column of one unit which therefore heats the flow entering the reboiler of the other unit.
Ici, et dans le reste du présent texte, quand on utilise la chaleur de l’effluent d’une colonne, c’est à comprendre, généralement, via un échangeur de chaleur.Here, and in the rest of this text, when the heat of the effluent of a column is used, it is to be understood, generally, via a heat exchanger.
On voit qu’il devient possible de ne plus avoir besoin d’utilité externe pour chauffer le rebouilleur de la colonne de séparation de l’unité d’hydrotraitement, on peut supprimer le four et la consommation de fuel qui étaient nécessaires à son fonctionnement, ce qui est remarquable.We see that it becomes possible to no longer need external utility to heat the reboiler of the separation column of the hydrotreating unit, we can eliminate the furnace and the fuel consumption which were necessary for its operation, which is remarkable.
Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, le, ou au moins un des, transfert(s) de chaleur depuis une section de l’unité de reformage catalytique vers une section de l’unité d’hydrotraitement comprend un transfert thermique depuis la section de séparation de l’unité de réformage catalytique vers la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement.According to a third embodiment of the invention, the, or at least one of, the heat transfer(s) from a section of the catalytic reforming unit to a section of the hydrotreating unit comprises a heat transfer from the catalytic reforming unit separation section to the hydrotreating unit separation section.
Ce troisième mode peut être mis en œuvre de la façon suivante :
- la section de séparation de l’unité de réformage catalytique comprend au moins une colonne de séparation munie d’un condenseur,
- la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement comprend au moins une colonne de séparation munie d’un rebouilleur,
et le transfert thermique depuis la section de séparation de l’unité de reformage catalytique vers la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement s’opère par échange thermique entre l’effluent de tête de la colonne de séparation de l’unité de réformage catalytique entrant dans le condenseur vers l’effluent/le flux entrant dans le rebouilleur de la colonne de séparation de l’unité d’hydrotraitement.This third mode can be implemented as follows:
- the separation section of the catalytic reforming unit comprises at least one separation column equipped with a condenser,
- the separation section of the hydrotreating unit comprises at least one separation column equipped with a reboiler,
And the heat transfer from the separation section of the catalytic reforming unit to the separation section of the hydrotreating unit takes place by heat exchange between the overhead effluent of the separation column of the reforming unit catalyst entering the condenser to the effluent/stream entering the reboiler from the hydrotreating unit separation column.
Là encore, ce troisième mode peut se combiner avec le premier et/ou le deuxième, notamment en vue de pouvoir complètement supprimer le four de ce rebouilleur.,Here again, this third mode can be combined with the first and/or the second, in particular with a view to being able to completely eliminate the furnace of this reboiler.
De préférence, le procédé selon l’invention peut conduire, selon les choix de transfert thermique choisis depuis l’unité de réformage vers l’unité d’hydrotraitement, à modifier des conditions opératoires de certains dispositifs les constituant, et plus particulièrement les conditions opératoires de certaines colonnes (de strippage et/ou de séparation) utilisées dans ces unités. Ainsi, et notamment quand l’invention utilise un transfert thermique selon son troisième mode de réalisation, c’est-à-dire un échange entre l’effluent entrant dans le du condenseur de la colonne de séparation de réformage et l’effluent entrant dans le rebouilleur d’une colonne de séparation d’hydrotraitement, on peut choisir de modifier l’une et/ou l’autre des températures des colonnes, pour assurer un transfert thermique efficace. On peut alors être amené à augmenter la température de condensation de la colonne de séparation de réformage, et, éventuellement, à baisser en parallèle la température de rebouillage de la colonne de séparation d’hydrotraitement. Ces modifications de température de fonctionnement des colonnes considérées peuvent être obtenues de différentes manières, et notamment, en modifiant de façon appropriée leurs pressions de fonctionnement.Preferably, the process according to the invention can lead, according to the heat transfer choices chosen from the reforming unit to the hydrotreating unit, to modifying the operating conditions of certain devices constituting them, and more particularly the operating conditions certain columns (stripping and/or separation) used in these units. Thus, and in particular when the invention uses a heat transfer according to its third embodiment, that is to say an exchange between the effluent entering the condenser of the reforming separation column and the effluent entering the reboiler of a hydrotreating separation column, it is possible to choose to modify one and/or the other of the temperatures of the columns, to ensure efficient heat transfer. It may then be necessary to increase the condensation temperature of the reforming separation column, and, possibly, to lower the reboiling temperature of the hydrotreating separation column in parallel. These modifications of the operating temperature of the columns considered can be obtained in various ways, and in particular, by modifying their operating pressures in an appropriate manner.
Ainsi, on peut choisir de régler la température T1 de l’effluent de la colonne de séparation de l’unité de réformage catalytique à une température d’au moins 150°C, notamment d’au moins 160°C ou d’au moins 170°C, et de régler en parallèle la température T2 de l’effluent de la colonne de séparation de l’unité d’hydrotraitement à une température d’au plus 160°C, notamment d’au plus 157°C. Et pour que le transfert thermique puisse se faire, on peut régler en outre ces deux températures de façon à ce que la température T1 du condenseur de la colonne de séparation de l’unité de réformage catalytique soit au moins 5°C au-dessus, notamment au moins 10°C au-dessus, de la température T2 du rebouilleur de la colonne de séparation de l’unité d’hydrotraitement.Thus, it is possible to choose to adjust the temperature T1 of the effluent from the separation column of the catalytic reforming unit to a temperature of at least 150° C., in particular at least 160° C. or at least 170°C, and to adjust in parallel the temperature T2 of the effluent from the separation column of the hydrotreating unit to a temperature of at most 160°C, in particular at most 157°C. And so that the heat transfer can take place, these two temperatures can also be adjusted so that the temperature T1 of the condenser of the separation column of the catalytic reforming unit is at least 5°C above, in particular at least 10° C. above the temperature T2 of the reboiler of the separation column of the hydrotreating unit.
Comme vu plus haut, on peut choisir de régler les températures des colonnes en réglant les pressions de fonctionnement des colonnes de séparation.As seen above, it is possible to choose to regulate the temperatures of the columns by regulating the operating pressures of the separation columns.
Ainsi, notamment pour atteindre les valeurs de température T1 et T2 voulues précisées plus haut, on peut régler la pression de la colonne de séparation de l’unité de réformage catalytique à une pression P1 d’au moins 4 bars, notamment d’au moins 5 ou d’au moins 6 bars, et la pression P2 de la colonne de séparation de l’unité d’hydrotraitement à une pression P2 d’au plus 2,8 bars, notamment d’au plus 2,5 bars.Thus, in particular to achieve the desired temperature values T1 and T2 specified above, the pressure of the separation column of the catalytic reforming unit can be adjusted to a pressure P1 of at least 4 bars, in particular of at least 5 or at least 6 bars, and the pressure P2 of the separation column of the hydrotreating unit at a pressure P2 of at most 2.8 bars, in particular of at most 2.5 bars.
Le procédé selon l’invention peut également prévoir des transferts thermiques internes à l’unité d’hydrotraitement.The process according to the invention can also provide for heat transfers internal to the hydrotreating unit.
Ainsi, selon un premier mode de réalisation de ce transfert thermique intra -unité d’hydrotraitement, on peut prévoir au sein de l’unité d’hydrotraitement un transfert de chaleur depuis la section réactionnelle vers la section de strippage, notamment mis en œuvre de la façon suivante :Thus, according to a first embodiment of this intra-hydrotreatment unit heat transfer, it is possible to provide within the hydrotreatment unit a transfer of heat from the reaction section to the stripping section, in particular implemented by the following way:
On prévoit que : - la section de strippage de l’unité d’hydrotraitement comprend au moins une colonne de strippage équipée d’un rebouilleur, - et la section réactionnelle comprend au moins un réacteur d’hydrotraitement,
et on prévoit au moins un transfert de chaleur dans l’unité d’hydrotraitement depuis l’effluent du réacteur d’hydrotraitement vers l’effluent entrant dans le rebouilleur de la colonne de strippage.It is provided that: - the stripping section of the hydrotreating unit comprises at least one stripping column equipped with a reboiler, - and the reaction section comprises at least one hydrotreating reactor,
and at least one heat transfer is provided in the hydrotreating unit from the effluent of the hydrotreating reactor to the effluent entering the reboiler of the stripping column.
Selon un deuxième mode de réalisation de ce transfert thermique intra -unité d’hydrotraitement (cumulatif ou alternatif au précédent), on peut prévoir au sein de l’unité d’hydrotraitement un transfert de chaleur depuis la section réactionnelle vers la section de séparation, notamment mis en œuvre de la façon suivante :According to a second embodiment of this intra-hydrotreatment unit heat transfer (cumulative or alternative to the previous one), it is possible to provide within the hydrotreatment unit a transfer of heat from the reaction section to the separation section, in particular implemented as follows:
On prévoit que - la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement comprend au moins une colonne de séparation équipée d’un rebouilleur, - et la section réactionnelle de l’unité d’hydrotraitement comprend au moins un réacteur d’hydrotraitement,
et on prévoit au moins un transfert de chaleur dans l’unité d’hydrotraitement depuis l’effluent du réacteur d’hydrotraitement vers l’effluent entrant dans le rebouilleur de la colonne de séparation.Provision is made for - the separation section of the hydrotreating unit to comprise at least one separation column equipped with a reboiler, - and the reaction section of the hydrotreating unit to comprise at least one hydrotreating reactor,
and we provides at least one heat transfer in the hydrotreating unit from the effluent of the hydrotreating reactor to the effluent entering the reboiler of the separation column.
On voit que dans ces deux modes de réalisation de transfert interne à l’unité d’hydrotraitement, c’est l’effluent du réacteur d’hydrotraitement qui est la source chaude. Naturellement, la section réactionnelle peut comprendre plusieurs réacteurs en série et/ou en parallèle, le transfert thermique pouvant être opéré sur un seul des réacteurs, certains d’entre eux, ou tous, par transfert thermique depuis l’effluent collecté de l’ensemble des réacteurs.It can be seen that in these two embodiments of transfer internal to the hydrotreating unit, it is the effluent from the hydrotreating reactor which is the hot source. Naturally, the reaction section can comprise several reactors in series and/or in parallel, the heat transfer being able to be operated on only one of the reactors, some of them, or all of them, by heat transfer from the effluent collected from the whole reactors.
Le procédé selon l’invention peut également prévoir des transferts thermiques internes à l’unité de réformage.The process according to the invention can also provide for heat transfers internal to the reforming unit.
Ainsi, selon un premier mode de réalisation de ce transfert thermique intra -unité de réformage, on peut prévoir au sein de l’unité un transfert de chaleur depuis la section réactionnelle vers la section de séparation, notamment mis en œuvre de la façon suivante :Thus, according to a first embodiment of this intra-reforming unit heat transfer, a transfer of heat from the reaction section to the separation section can be provided within the unit, in particular implemented as follows:
On prévoit que - la section de séparation de l’unité de réformage catalytique comprend au moins une colonne de séparation équipée d’un rebouilleur,- la section réactionnelle de l’unité de réformage catalytique comprend des réacteurs de reformage en série, associés à au moins un dispositif de chauffage de type four(s) pour chauffer au moins certains des effluents des réacteurs, le/les four(s) comprenant une zone de radiation et une zone de convection,
et on prévoit au moins un transfert de chaleur, dans l’unité de réformage catalytique, depuis la zone de convection dudit/desdits fours vers ledit rebouilleur, notamment par transfert de la chaleur des fumées produites par le fonctionnement du/des fours dans ladite zone de convection vers l’effluent entrant dans le rebouilleur, directement ou via un fluide caloporteur, notamment sous forme d’une huile chaude ou d’une vapeur d’eau produite par la chaleur des fumées, éventuellement via un ou des échangeurs thermiques intermédiaires.It is provided that - the separation section of the catalytic reforming unit comprises at least one separation column equipped with a reboiler, - the reaction section of the catalytic reforming unit comprises reforming reactors in series, associated with at at least one furnace-type heating device for heating at least some of the effluents from the reactors, the furnace(s) comprising a radiation zone and a convection zone,
And at least one transfer of heat is provided, in the catalytic reforming unit, from the convection zone of said furnace(s) to said reboiler, in particular by transferring the heat of the fumes produced by the operation of the furnace(s) in said convection towards the effluent entering the reboiler, directly or via a heat transfer fluid, in particular in the form of a hot oil or a steam produced by the heat of the flue gases, optionally via one or more intermediate heat exchangers.
On constate que, selon l’invention, on peut donc avoir un double transfert thermique depuis la section réactionnelle de l’unité de réformage : un transfert « externe » vers l’unité d’hydrotraitement, notamment vers sa section de strippage, et un transfert « interne » vers la section de séparation de réformage. On peut alors, selon les configurations d’installation, moduler la proportion de chaleur qui va partir en transfert externe et celle qui va partir en transfert interne. Ainsi, on peut prévoir que 100% de la chaleur récupérée de la section réactionnelle de réformage soient transférés vers l’unité d’hydrotraitement, ou 50%, ou 45% ou 30% ou moins, notamment en fonction des besoins de l’installation.It is noted that, according to the invention, it is therefore possible to have a double heat transfer from the reaction section of the reforming unit: an "external" transfer to the hydrotreating unit, in particular to its stripping section, and a "internal" transfer to the reforming separation section. It is then possible, according to the installation configurations, to modulate the proportion of heat which will leave in external transfer and that which will leave in internal transfer. Thus, provision can be made for 100% of the heat recovered from the reforming reaction section to be transferred to the hydrotreating unit, or 50%, or 45% or 30% or less, in particular depending on the needs of the installation. .
On constate aussi que l’on peut réaliser ce transfert thermique interne depuis la section réactionnelle de réformage vers la section de séparation de réformage, (en plus du transfert externe vers l’unité d’hydrotraitement) notamment dans le cas de figure où on a augmenté la pression dans la colonne de séparation de réformage afin d’en augmenter la température, ce qui entraîne un besoin moins important de chaleur pour le rebouilleur de la colonne en question.It is also noted that this internal heat transfer can be carried out from the reforming reaction section to the reforming separation section, (in addition to the external transfer to the hydrotreating unit) in particular in the case where one has increased the pressure in the reforming separation column in order to increase its temperature, which leads to a lower heat requirement for the reboiler of the column in question.
L’invention a également pour objet toute installation avec une unité d’hydrotraitement et une unité de réformage qui met en œuvre le procédé décrit plus haut, et qui est notamment configurée pour permettre les transferts thermiques selon l’invention, avec les équipements appropriés pour mettre en place ces transferts thermiques (échangeurs thermiques, nouvelles connexions fluidiques….).The invention also relates to any installation with a hydrotreatment unit and a reforming unit which implements the process described above, and which is in particular configured to allow the heat transfers according to the invention, with the appropriate equipment for set up these heat transfers (heat exchangers, new fluidic connections, etc.).
De façon plus générale, le procédé selon l’invention peut s’appliquer à une installation avec une unité d’hydrotraitement et de réformage organisées de la façon suivante :
l’hydrotraitement est opéré dans une unité d’hydrotraitement comprenant successivement
- une section réactionnelle comprenant au moins un réacteur d’hydrotraitement,
- une section de strippage comprenant au moins une colonne de strippage équipée d’un condenseur et d’un rebouilleur
- et une section de séparation comprenant au moins une colonne de séparation équipée d’un condenseur et d’un rebouilleur,
et le réformage catalytique est opéré dans une unité de réformage comprenant successivement
- une section réactionnelle comprenant une série de réacteurs de reformage en série, associés à au moins un dispositif de chauffage de type four(s) comprenant d’une part une zone de radiation émettant de la chaleur pour chauffer un effluent et/ou une charge en sortie d’au moins un des réacteurs et d’autre part une zone de convection,
- une section de séparation gaz/liquide, comprenant notamment un ballon séparateur - éventuellement une section de recontactage, comprenant notamment un ballon de recontactage ou une colonne de recontactage fonctionnant à contre-courant,
- une section de stabilisation comprenant au moins une colonne de stabilisation équipée d’un condenseur et d’un rebouilleur
- et une section de séparation comprenant au moins une colonne de séparation équipée d’un condenseur et d’un rebouilleur.More generally, the process according to the invention can be applied to an installation with a hydrotreatment and reforming unit organized as follows:
the hydrotreatment is carried out in a hydrotreatment unit comprising successively
- a reaction section comprising at least one hydrotreatment reactor,
- a stripping section comprising at least one stripping column equipped with a condenser and a reboiler
- and a separation section comprising at least one separation column equipped with a condenser and a reboiler,
and the catalytic reforming is carried out in a reforming unit comprising successively
- a reaction section comprising a series of reforming reactors in series, associated with at least one furnace-type heating device comprising on the one hand a radiation zone emitting heat to heat an effluent and/or a load at the outlet of at least one of the reactors and on the other hand a convection zone,
- a gas/liquid separation section, comprising in particular a separator drum - optionally a recontacting section, comprising in particular a recontacting drum or a recontacting column operating in counter-current,
- a stabilization section comprising at least one stabilization column equipped with a condenser and a reboiler
- And a separation section comprising at least one separation column equipped with a condenser and a reboiler.
On rappelle que le terme "recontactage" désigne une opération qui permet d’extraire des composés contenus dans une phase gazeuse au moyen d’une phase liquide qui a un pouvoir absorbant grâce à une mise en contact entre les deux phases. Par exemple, un recontactage peut être assuré en réalisant un contact direct par mélange en ligne des phases liquide et gazeuse ou dans un dispositif de recontactage dédié à l'opération unitaire.It is recalled that the term "recontacting" designates an operation which makes it possible to extract compounds contained in a gaseous phase by means of a liquid phase which has an absorbing power thanks to contact between the two phases. For example, recontacting can be ensured by making direct contact by in-line mixing of the liquid and gaseous phases or in a recontacting device dedicated to the unit operation.
Selon une mise en œuvre de l’invention, la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement comprend une colonne de séparation munie d’un rebouilleur, et on fournit la chaleur requise pour le rebouilleur uniquement par transfert(s) thermique(s) depuis l’unité de réformage catalytique, et éventuellement également depuis une autre section de l’unité d’hydrotraitement : de fait, on peut supprimer le four nécessaire au rebouillage de la colonne, et supprimer du même coup sa consommation en utilité (vapeur d’eau ou fuel selon le mode de chauffage du rebouilleur).According to one implementation of the invention, the separation section of the hydrotreating unit comprises a separation column equipped with a reboiler, and provides the heat required for the reboiler only by heat transfer(s) from the catalytic reforming unit, and possibly also from another section of the hydrotreating unit: in fact, the furnace necessary for the reboiling of the column, and at the same time eliminating its utility consumption (steam or fuel oil depending on the reboiler's heating method).
Selon l’invention, le, ou au moins un des, transfert(s) de chaleur depuis une section de l’unité de reformage catalytique vers une section de l’unité d’hydrotraitement s’effectue via un ou des échangeurs thermiques. En effet, le transfert thermique peut se faire directement par épuisement thermique de fumées de combustion émises par des fours (section réactionnelle de réformage notamment), ou indirectement, les fumées de combustion venant chauffer un fluide caloporteur qui sera le fluide chaud de transfert (chauffage d’eau en vapeur, chauffage d’huile). Le transfert thermique peut se faire aussi avec des effluents de sections réactionnelles, notamment, directement ou indirectement. Dans tous les cas, on peut utiliser un ou des échangeurs thermiques pour assurer le transfert de chaleur depuis le fluide chaud vers le fluide plus froid.According to the invention, the, or at least one of the, transfer(s) of heat from a section of the catalytic reforming unit to a section of the hydrotreating unit takes place via one or more heat exchangers. Indeed, the heat transfer can be done directly by thermal exhaustion of combustion fumes emitted by furnaces (reaction section of reforming in particular), or indirectly, the combustion fumes coming to heat a coolant which will be the hot fluid of transfer (heating water to steam, oil heating). Heat transfer can also take place with effluents from reaction sections, in particular, directly or indirectly. In all cases, one or more heat exchangers can be used to transfer heat from the hot fluid to the colder fluid.
Ce qui a été constaté et qui est remarquable de l’invention, est qu’on parvient à diminuer la consommation en utilités chaudes de l’installation dans son ensemble, sans détériorer le rendement et la sélectivité des produits obtenus en sortie de l’unité de réformage.What has been observed and which is remarkable of the invention, is that it is possible to reduce the consumption of hot utilities of the installation as a whole, without deteriorating the yield and the selectivity of the products obtained at the outlet of the unit. of reform.
L’invention sera détaillée ci-après à l’aide d’exemples non limitatifs.The invention will be detailed below using non-limiting examples.
Liste des figuresList of Figures
La
La
La
Les références identiques d’une figure à l’autre représentent les mêmes flux/dispositifs/échanges thermiques.There
The identical references from one figure to another represent the same flows/devices/thermal exchanges.
Ces trois figures sont extrêmement schématiques, ce sont des schémas de principe, qui ne sont pas à l’échelle. Les unités d’hydrotraitement et de réformage sont représentées de façon simplifiée pour en faciliter la lecture, notamment pour bien saisir les dispositifs/flux exploités par l’invention, sans représenter tous les dispositifs/réacteurs/fours/ échangeurs/refroidisseurs/compresseurs/rebouilleurs de colonne/ condenseurs de colonne etc… effectivement prévus dans une installation industrielle de ce type et connus de l’homme du métier.These three figures are extremely schematic, they are schematic diagrams, which are not to scale. The hydrotreating and reforming units are represented in a simplified way to facilitate reading, in particular to clearly understand the devices/flows used by the invention, without representing all the devices/reactors/furnaces/exchangers/coolers/compressors/reboilers column/column condensers etc… actually provided in an industrial installation of this type and known to those skilled in the art.
Dans toutes les figures, les références sous forme de lettres en minuscules désignent des flux de fluide, les références sous forme de lettres en capitales désignent les unités (hydrotraitement et réformage), les références numérales désignent les dispositifs, et les références en chiffres romains symbolisent les transferts thermiques.In all the figures, the references in the form of lowercase letters designate fluid streams, the references in the form of capital letters designate the units (hydrotreating and reforming), the numerical references designate the devices, and the references in Roman numerals symbolize heat transfers.
Dans toutes les figures, par soucis de clarté, les « sections réactionnelles » sont représentées avec un unique réacteur ; de même les « sections de séparation » et les « sections de strippage » sont représentées avec une unique colonne. Mais il est clair que les sections réactionnelles peuvent contenir/contiennent une pluralité de réacteurs, montés en série et/ou en parallèle. Et les sections de séparation et de strippage peuvent contenir/contiennent une pluralité de colonnes, un ou des séparateurs liquide/ gaz du type ballons etc.In all the figures, for the sake of clarity, the "reaction sections" are shown with a single reactor; likewise the “separation sections” and the “stripping sections” are represented with a single column. But it is clear that the reaction sections can contain/contain a plurality of reactors, mounted in series and/or in parallel. And the separation and stripping sections can contain/contain a plurality of columns, one or more balloon-type liquid/gas separators, etc.
On comprendra dans tout le présent texte les termes « amont » et « aval » en fonction du sens général d’écoulement de la charge traversant l’installation.
La charge qui est traitée dans le cadre des exemples ci-après décrits du procédé de l’invention est une coupe hydrocarbonée de type naphta que l’on veut traiter par réformage catalytique.
De façon générale, ce naphta est prétraité par une unité d’hydrotraitement pour éliminer ou réduire suffisamment la teneur en impuretés (dont au moins une des impuretés suivantes : soufre, azote, eau, halogènes, oléfine et dioléfine le cas échéant, le mercure, l’arsenic et autres métaux) qui sont susceptibles d’empoisonner le catalyseur de réformage. Schématiquement, le procédé se déroule de la façon suivante : une coupe naphta dite initiale (composée de mélanges d’hydrocarbures ayant de 2 à 10 atomes de carbone) est traitée dans l’unité d’hydrotraitement, où l’on fait passer le naphta sur un lit de catalyseur bimétallique fixe dans un réacteur adiabatique en présence d’hydrogène, de façon connue. L’effluent est ensuite séparé en une coupe de naphta dit léger (composée de mélanges d’hydrocarbures ayant de 2 à 5 atomes de carbone et une coupe de naphta dit lourd (composée de mélanges d’hydrocarbures ayant de 6 à 10 atomes de carbone). C’est la coupe de naphta lourd qui est ensuite traitée dans l’unité de réformage catalytique, pour produire un réformat composé majoritairement de composés aromatiques contenant de 6 à 10 atomes de carbone, comme par exemple des composés de type benzène, toluène, xylène, par conversion catalytique dans une succession de réacteurs en série munis de lits mobiles de catalyseurs de réformage, de façon connue également.Throughout this text, the terms “upstream” and “downstream” will be understood as a function of the general direction of flow of the load passing through the installation.
The feed which is treated within the framework of the examples described below of the process of the invention is a hydrocarbon cut of the naphtha type which it is desired to treat by catalytic reforming.
In general, this naphtha is pretreated by a hydrotreatment unit to remove or sufficiently reduce the content of impurities (including at least one of the following impurities: sulphur, nitrogen, water, halogens, olefin and diolefin where appropriate, mercury, arsenic and other metals) which can poison the reforming catalyst. Schematically, the process takes place as follows: a so-called initial naphtha cut (composed of mixtures of hydrocarbons having from 2 to 10 carbon atoms) is treated in the hydrotreating unit, where the naphtha is passed on a fixed bimetallic catalyst bed in an adiabatic reactor in the presence of hydrogen, in a known manner. The effluent is then separated into a so-called light naphtha cut (composed of mixtures of hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms and a so-called heavy naphtha cut (composed of mixtures of hydrocarbons having 6 to 10 carbon atoms It is the heavy naphtha cut which is then treated in the catalytic reforming unit, to produce a reformate composed mainly of aromatic compounds containing 6 to 10 carbon atoms, such as compounds such as benzene, toluene , xylene, by catalytic conversion in a succession of reactors in series provided with moving beds of reforming catalysts, also in a known manner.
La
L’unité d’hydrotraitement H est disposée en amont de l’unité de réformage R, elles sont délimitées chacune schématiquement par une ligne en pointillés sur la figure.
Les deux unités H et R sont connectées fluidiquement, dans la zone qui correspond à l’intersection des deux traits en pointillés sur la figure.There
The hydrotreating unit H is arranged upstream of the reforming unit R, they are each delimited schematically by a dotted line in the figure.
The two units H and R are fluidically connected, in the zone which corresponds to the intersection of the two dotted lines in the figure.
Elles utilisent des catalyseurs d’hydrotraitement et des catalyseurs de reformage conventionnels.They use hydrotreating catalysts and conventional reforming catalysts.
Comme catalyseur d’hydrotraitement, on peut citer des catalyseurs à support à base d’alumine et/ou de silice, au moins un élément du groupe VIII et au moins un élément du groupe VIB, éventuellement du phosphore, et éventuellement sulfuré, avec un éventuel ajout d’un composé organique, comme décrit dans le brevet FR 3 035 600, il peut s’agir d’un catalyseur CoMoP sur alumine par exemple.As hydrotreating catalyst, mention may be made of catalysts based on alumina and/or silica, at least one element from group VIII and at least one element from group VIB, optionally phosphorus, and optionally sulfurized, with a possible addition of an organic compound, as described in patent FR 3 035 600, it may be a CoMoP catalyst on alumina for example.
Comme catalyseur de réformage, on peut citer les catalyseurs comprenant un support de type silice et/ou alumine, un métal du groupe du platine, de l’étain, du phosphore, éventuellement un halogène type chlore et éventuellement un troisième métal comme décrit dans le brevet FR 2 947 465.As reforming catalyst, mention may be made of catalysts comprising a support of silica and/or alumina type, a metal of the platinum group, tin, phosphorus, optionally a chlorine-type halogen and optionally a third metal as described in the patent FR 2 947 465.
Le fonctionnement de l’installation va être décrit depuis l’amont vers l’aval :
Tout d’abord l’unité d’hydrotraitement :
- Dans la section réactionnelle, la coupe naphta a liquide est mélangée à de l’hydrogène gazeux H2(qui peut, en tout ou partie, être du gaz recyclé provenant de compresseurs de recyclages d’hydrogène depuis l’aval).
- Le mélange a + H2est réchauffé dans un four d’alimentation 1 du réacteur d’hydrotraitement 2, afin d’atteindre une température de l’ordre de 280-310°C, puis vient alimenter le réacteur 2 qui est muni d’un lit fixe de catalyseur d’hydrotraitement connu en soi.
- L’effluent b est refroidi puis séparé en phases liquide/gaz dans un ballon séparateur non représenté): la phase vapeur (non représentée) est acheminée vers les compresseurs de recyclage (non représentés), elle constitue l’hydrogène de recycle qui, une fois comprimé, est mélangé au naphta a en entrée du réacteur d’hydrotraitement 2.
- La phase liquide d’hydrocarbure issue de l’effluent b est ensuite acheminée vers une section de strippage qui comprend une colonne 4 de strippage qui est munie d’un rebouilleur en fond 3 où est envoyée une partie de l’effluent de fond liquide de la colonne pour retourner dans la colonne, et d’un condenseur en partie haute et non représenté. La phase vapeur c, contenant du H2S, est évacuée pour traitement.
- La portion de l’effluent d qui ne part pas dans le rebouilleur est acheminée vers une section de séparation comprenant une colonne 5 munie d’un rebouilleur 6 en fond et d’un condenseur en partie haute non représenté. La fraction haute e est une coupe de naphta léger ((mélanges d’hydrocarbures ayant de 2 à 5 atomes de carbone), la fraction de fond f est une coupe de naphta lourd (mélanges d’hydrocarbures ayant de 6 à 10 atomes de carbone).The operation of the installation will be described from upstream to downstream:
First the hydrotreating unit:
- In the reaction section, the liquid naphtha cut is mixed with gaseous hydrogen H 2 (which may, in whole or in part, be gas recycled from compressors for recycling hydrogen from downstream).
- The a + H 2 mixture is heated in a feed furnace 1 of the hydrotreating reactor 2, in order to reach a temperature of the order of 280-310° C., then comes to feed the reactor 2 which is equipped with a fixed bed of hydrotreating catalyst known per se.
- Effluent b is cooled and then separated into liquid/gas phases in a separator not shown: the vapor phase (not shown) is routed to the recycling compressors (not shown), it constitutes the recycled hydrogen which, once compressed, is mixed with the naphtha a at the inlet of the hydrotreatment reactor 2.
- The liquid hydrocarbon phase from effluent b is then routed to a stripping section which comprises a stripping column 4 which is provided with a bottom reboiler 3 where part of the liquid bottom effluent is sent of the column to return to the column, and of a condenser in the upper part and not shown. The vapor phase c, containing H 2 S, is evacuated for treatment.
- The portion of the effluent d which does not leave in the reboiler is routed to a separation section comprising a column 5 provided with a reboiler 6 at the bottom and with a condenser at the top not shown. The top fraction e is a light naphtha cut (mixtures of hydrocarbons having 2 to 5 carbon atoms), the bottom fraction f is a heavy naphtha cut (mixtures of hydrocarbons having 6 to 10 carbon atoms ).
Ensuite l’unité de réformage catalytique R :
- La coupe de naphta lourd f est acheminée de l’unité d’hydrotraitement vers l’unité de réformage catalytique par des connexions fluidiques appropriées entre les deux unités.
- Dans la section réactionnelle, cette phase liquide f est mélangée avec un gaz de recycle g en amont d’un ensemble d’échangeurs charge/effluent 7 qui récupère les calories disponibles dans les effluents de la section réactionnelle dont la température avoisine 470°C.
- Le mélange passe ensuite au travers d’un premier four 8 pour atteindre la température d’entrée de réacteur cible (généralement comprise entre 470 et 570 °C) ; le four 8 comprend une zone de radiation que le mélange à chauffer traverse dans des tubes, et une zone de convection 8’ disposée au-dessus de la zone de radiation et où circulent les fumées de combustion dont la température a diminué.
- Le fluide passe alors dans un premier réacteur de réformage 9. L’effluent du premier réacteur est alors réchauffé au travers d’un deuxième four avant d’être dirigé vers les réacteurs suivants de reformage. Seul le premier réacteur 9 est représenté, généralement on prévoit 4 ou 5 réacteurs de réformage en série, avec un four 8 pour réchauffer la charge entrant dans le réacteur le plus amont 9, puis un four pour réchauffer son effluent et tous les effluents suivants des autres réacteurs, sauf l’effluent sortant du réacteur le plus aval. A noter que les fours peuvent être regroupés en un groupement de fours ou être séparés les uns des autres. Il s’en suit donc un enchaînement de réacteurs / fours. Les températures en entrée des autres réacteurs de réformage sont également comprises entre 470 et 570°C et sont généralement identiques pour tous les réacteurs. La chute de température dans les réacteurs est de plus en plus faible du fait de l’apparition de craquage, réaction exothermique.
- Les effluents de la section réactionnelle sont ensuite refroidis au travers de l’échangeur charge / effluent 7, puis par des utilités froides dans des échangeurs de type aérocondenseur 10 et/ou échangeur à eau 11.
- Les effluents entrent alors dans une section de séparation gaz/liquide comprenant le ballon séparateur 12.
- Tout ou partie de la phase gaz collectée p en partie haute du ballon, est comprimé par un compresseur 13 (ou une série de compresseurs) pour être recyclée après compression : phase g, en amont de l’échangeur 7, le reste de la phase gazeuse collectée i est envoyée vers la section recontactage
- La phase liquide collectée en fond h est envoyé à une section de recontactage, (non représentée), pouvant par exemple comporter un ballon ou une colonne de recontactage), dont sont issues une phase gazeuse j, et une phase liquide qui est envoyée vers une section de stabilisation comprenant une colonne de stabilisation 14 munie d’un rebouilleur 15 et d’un condenseur non représenté.
- Une coupe k est extraite en haut de la colonne de stabilisation 14, il s’agit de LPG (acronyme pour le terme anglo-saxon « Liquefied Petroleum Gas »), une coupe l est extraite en fond de colonne (hormis la portion qui est envoyée au rebouilleur 15 puis renvoyée dans la colonne) : il s’agit du reformat stabilisé
- Cet effluent l est ensuite envoyé dans une section de séparation comprenant une colonne 16, munie d’un rebouilleur 17 et d’un condenseur non représenté : en sont extraites une coupe de fond n, appelée reformat lourd, comprenant les composés aromatiques de 9 à 10 atomes de carbone, et une coupe de tête appelée réformat léger, comprenant un mélange d’hydrocarbures de 6 à 9 atomes de carbone….Then the catalytic reforming unit R:
- The heavy naphtha cut f is conveyed from the hydrotreating unit to the catalytic reforming unit by appropriate fluidic connections between the two units.
- In the reaction section, this liquid phase f is mixed with a recycle gas g upstream of a set of charge/effluent exchangers 7 which recovers the calories available in the effluents from the reaction section, the temperature of which is around 470° C. .
- The mixture then passes through a first oven 8 to reach the target reactor inlet temperature (generally between 470 and 570° C.); the furnace 8 comprises a radiation zone through which the mixture to be heated passes through tubes, and a convection zone 8' arranged above the radiation zone and in which the combustion fumes whose temperature has decreased circulate.
- The fluid then passes into a first reforming reactor 9. The effluent from the first reactor is then heated through a second furnace before being directed to the following reforming reactors. Only the first reactor 9 is shown, generally 4 or 5 reforming reactors are provided in series, with a furnace 8 to heat the feed entering the most upstream reactor 9, then a furnace to heat its effluent and all the following effluents from the other reactors, except for the effluent leaving the furthest downstream reactor. Note that the ovens can be grouped together in a group of ovens or be separated from each other. A sequence of reactors/furnaces therefore follows. The inlet temperatures of the other reforming reactors are also between 470 and 570° C. and are generally identical for all the reactors. The temperature drop in the reactors is increasingly weak due to the appearance of cracking, an exothermic reaction.
- The effluents from the reaction section are then cooled through the charge/effluent exchanger 7, then by cold utilities in exchangers of the air condenser 10 and/or water exchanger 11 type.
- The effluents then enter a gas/liquid separation section comprising the separator drum 12.
- All or part of the gas phase collected p in the upper part of the balloon, is compressed by a compressor 13 (or a series of compressors) to be recycled after compression: phase g, upstream of the exchanger 7, the rest of the collected gas phase i is sent to the recontacting section
- The liquid phase collected at the bottom h is sent to a recontacting section (not shown), which may for example include a drum or a recontacting column), from which a gaseous phase j, and a liquid phase which is sent to a stabilization section comprising a stabilization column 14 equipped with a reboiler 15 and a condenser, not shown.
- A cut k is extracted at the top of the stabilization column 14, it is LPG (acronym for the Anglo-Saxon term "Liquefied Petroleum Gas"), a cut l is extracted at the bottom of the column (except the portion which is sent to the reboiler 15 then returned to the column): this is the stabilized reformate
- This effluent l is then sent to a separation section comprising a column 16, equipped with a reboiler 17 and a condenser, not shown: a bottom cut n, called heavy reformate, is extracted therefrom, comprising the aromatic compounds of 9 to 10 carbon atoms, and a head cut called light reformate, comprising a mixture of hydrocarbons of 6 to 9 carbon atoms….
On voit de cette description de la
La consommation des utilités selon le schéma de la
- carburant type fuel pour le(s) four(s) pour le(s) réacteur d’hydrotraitement, pour le chauffage du rebouilleur de la colonne de strippage, pour le(s) four(s) des réacteurs de réformage, et pour le chauffage du rebouilleur de la colonne de stabilisation du réformage.
- vapeur d’eau à moyenne pression dite MP (environ 15 bar) pour chauffer en partie le rebouilleur de la colonne de séparation d’hydrotraitement
- vapeur d’eau à haute pression dite HP(environ 35 bars ) pour chauffer le rebouilleur de la colonne de séparation du réformage
La production de vapeur HP et MP est réalisée au niveau de la zone de convection 9 du(des) four(s) 8 de réformage.The consumption of utilities according to the diagram of the
- fuel oil type for the furnace(s) for the hydrotreating reactor(s), for heating the reboiler of the stripping column, for the furnace(s) of the reforming reactors, and for heating the reforming stabilization column reboiler.
- steam at medium pressure called MP (about 15 bar) to partially heat the reboiler of the hydrotreating separation column
- high pressure steam called HP (approximately 35 bars) to heat the reboiler of the reforming separation column
The production of HP and MP steam is carried out at the level of the convection zone 9 of the reforming oven(s) 8.
La
Selon cet exemple, quatre transferts thermiques vont être ajoutés, dont deux depuis l’unité de réformage R et l’unité d’hydrotraitement H et deux internes à l’unité d’hydrotraitement H.
Transfert depuis l’unité de réformage vers l’unité d’hydrotraitement :
- On prévoit un transfert de chaleur I depuis la zone de convection 8’ du four 8 de réformage vers le rebouilleur 3 de la colonne de strippage de l’unité d’hydrotraitement, ou plus précisément vers le flux entrant dans le rebouilleur. Il s’agit d’exploiter/ d’épuiser thermiquement ici les fumées de combustion du ou des fours des réacteurs de réformage qui, dans la zone de convection, sont descendues à des températures trop basses pour être récupérées pour chauffer les effluents des réacteurs de réformage, mais qui sont à des températures suffisamment élevées pour contribuer à amener la chaleur nécessaire au rebouilleur. Le transfert peut être direct, en amenant directement ces fumées de combustion au voisinage du rebouilleur, il peut être indirect, si les fumées sont utilisées pour chauffer un fluide caloporteur qui sera amené vers le rebouilleur : les fumées peuvent ainsi chauffer de l’huile, ou vaporiser de l’eau pour amener de la vapeur au voisinage du rebouilleur.
- On prévoit un transfert de chaleur IV par un effluent l de la colonne de stabilisation 14 de l’unité de réformage vers le rebouilleur 6 de la colonne de séparation 5 de l’unité d’hydrotraitement. Le transfert peut se faire par l’intermédiaire d’un ou plusieurs échangeurs, de façon connue.There
According to this example, four heat transfers will be added, including two from the reforming unit R and the hydrotreating unit H and two internal to the hydrotreating unit H.
Transfer from the reforming unit to the hydrotreating unit:
- Provision is made for a transfer of heat I from the convection zone 8' of the reforming furnace 8 to the reboiler 3 of the stripping column of the hydrotreating unit, or more precisely to the flow entering the reboiler. This involves thermally exploiting/exhausting the combustion fumes from the reforming reactor furnace(s) which, in the convection zone, have fallen to temperatures that are too low to be recovered to heat the effluents from the reforming reactors. reforming, but which are at temperatures high enough to help supply the necessary heat to the reboiler. The transfer can be direct, by bringing these combustion fumes directly to the vicinity of the reboiler, it can be indirect, if the fumes are used to heat a heat transfer fluid which will be brought to the reboiler: the fumes can thus heat oil, or spray water to bring steam to the vicinity of the reboiler.
- Provision is made for a transfer of heat IV by an effluent 1 from the stabilization column 14 of the reforming unit to the reboiler 6 of the separation column 5 of the hydrotreating unit. The transfer can take place via one or more exchangers, in a known manner.
Transferts internes à l’unité d’hydrotraitement :
- On prévoit en outre un transfert de chaleur III interne à l’unité d’hydrotraitement H depuis l’effluent de fond b du réacteur d’hydrotraitement 2 vers le flux entrant dans le rebouilleur 6 de la colonne de séparation 5. Le transfert peut se faire par l’intermédiaire d’un ou plusieurs échangeurs, de façon connue
- On prévoit en outre un transfert de chaleur II interne à l’unité d’hydrotraitement depuis l’effluent de fond b du réacteur d’hydrotraitement 2 vers le flux entrant dans le rebouilleur 3 de la colonne de strippage 4. Le transfert peut se faire par l’intermédiaire d’un ou plusieurs échangeurs, de façon connue.Internal transfers to the hydrotreating unit:
- Provision is also made for a heat transfer III internal to the hydrotreating unit H from the bottoms effluent b of the hydrotreating reactor 2 to the flow entering the reboiler 6 of the separation column 5. The transfer can be done via one or more exchangers, in a known manner
- Provision is also made for a transfer of heat II internal to the hydrotreating unit from the bottom effluent b of the hydrotreating reactor 2 to the flow entering the reboiler 3 of the stripping column 4. The transfer can take place to do via one or more exchangers, in a known manner.
Avec cette configuration, il y a une diminution de la consommation d’utilités chaudes par rapport à la configuration selon la
- La suppression du four pour le rebouilleur 3 de la colonne de strippage 4 de l’hydrotraitement, qui est ici chauffé par un échange de type procédé/procédé (c’est-à-dire par échanges thermiques via un fluide qui n’est pas de la vapeur ou du fuel) avec la zone de convection 8’ (cette zone, ou plutôt les fumées qui la traversent, produit cependant toujours assez de vapeur d’eau HP pour le rebouillage de la colonne de séparation du réformage),With this configuration, there is a reduction in the consumption of hot utilities compared to the configuration according to the
- The elimination of the furnace for the reboiler 3 of the stripping column 4 of the hydrotreatment, which is here heated by a process/process type exchange (that is to say by heat exchanges via a fluid which is not not steam or fuel oil) with the convection zone 8' (this zone, or rather the fumes passing through it, nevertheless always produces enough HP steam for the reboiling of the reforming separation column),
et également par un échange de type procédé/procédé avec l’effluent sortant du réacteur d’hydrotraitement 2and also by a process/process type exchange with the effluent leaving the hydrotreating reactor 2
- Le rebouilleur 6 de la colonne de séparation 5 de l’hydrotraitement NHT qui était chauffé en partie par la production de vapeur MP issue de la zone de convection 9 et par l’apport extérieur de vapeur MP est à présent chauffé avec des échanges de type procédé/procédé avec l’effluent l de la colonne de stabilisation 14 et l’effluent b du réacteur 2 d’hydrotraitement.- The reboiler 6 of the separation column 5 of the NHT hydrotreatment which was heated in part by the production of steam MP from the convection zone 9 and by the external supply of steam MP is now heated with exchanges of process/process type with the effluent 1 from the stabilization column 14 and the effluent b from the hydrotreatment reactor 2.
- Le mélange + H2du réacteur 2 d’hydrotraitement était chauffée grâce à un échange charge/effluent, (pas représenté), mais cette énergie servant à présent au rebouilleur 6, la puissance du four du réacteur 2 d’hydrotraitement est éventuellement à ajuster en conséquence.- The + H 2 mixture of the hydrotreating reactor 2 was heated thanks to a charge/effluent exchange, (not shown), but this energy now being used for the reboiler 6, the power of the furnace of the hydrotreating reactor 2 is possibly at adjust accordingly.
Malgré cela, on constate une diminution de la consommation globale d’énergie pour la configuration de la
En outre, l’installation de l’exemple selon la
Despite this, there is a decrease in the overall energy consumption for the configuration of the
In addition, the installation of the example according to the
La
Selon cet exemple, tout d’abord trois transferts thermiques vont être ajoutés par rapport à la configuration de la
Transfert depuis l’unité de réformage vers l’unité d’hydrotraitement :
- On prévoit un transfert de chaleur VI depuis la zone de convection 8’ du four 8 de réformage vers le rebouilleur 3 de la colonne de strippage de l’unité d’hydrotraitement. Il s’agit d’exploiter/ d’épuiser thermiquement ici les fumées de combustion du ou des fours des réacteurs de réformage qui, dans la zone de convection, sont descendues à des températures trop basses pour être récupérées pour chauffer les effluents des réacteurs de réformage, mais qui sont à des températures suffisamment élevées pour contribuer à amener la chaleur nécessaire au rebouilleur. Le transfert peut être direct, en amenant directement ces fumées de combustion au voisinage du rebouilleur pour chauffer le flux entrant dans le rebouilleur, il est ici de préférence indirect, si les fumées sont utilisées pour chauffer un fluide caloporteur qui sera amené vers le rebouilleur : les fumées peuvent ainsi chauffer de l’huile, ou, ici, vaporiser de l’eau pour amener de la vapeur au voisinage du rebouilleur.
- On prévoit un transfert de chaleur VII depuis l’effluent de tête m du condenseur de la colonne de séparation 16 de reformage vers le flux entrant dans le rebouilleur 6 de la colonne 5 de séparation d’hydrotraitement.According to this example, first of all three heat transfers will be added compared to the configuration of the
Transfer from the reforming unit to the hydrotreating unit:
- Provision is made for a heat transfer VI from the convection zone 8' of the reforming furnace 8 to the reboiler 3 of the stripping column of the hydrotreating unit. This involves thermally exploiting/exhausting the combustion fumes from the reforming reactor furnace(s) which, in the convection zone, have fallen to temperatures that are too low to be recovered to heat the effluents from the reforming reactors. reforming, but which are at temperatures high enough to help supply the necessary heat to the reboiler. The transfer can be direct, by bringing these combustion fumes directly to the vicinity of the reboiler to heat the flow entering the reboiler, here it is preferably indirect, if the fumes are used to heat a coolant which will be brought to the reboiler: the fumes can thus heat oil, or, here, vaporize water to bring steam to the vicinity of the reboiler.
- Provision is made for a transfer of heat VII from the top effluent m of the condenser of the reforming separation column 16 to the flow entering the reboiler 6 of the hydrotreatment separation column 5.
Transfert interne à l’unité de réformage :
- On prévoit un transfert V depuis la zone de convection 9 du four 8 de réformage vers le rebouilleur 17 de la colonne 16 de séparation de réformage.Internal transfer to the reforming unit:
- Provision is made for a transfer V from the convection zone 9 of the reforming furnace 8 to the reboiler 17 of the reforming separation column 16 .
L’invention a également procédé à des ajustements de température de certaines colonnes pour permettre/renforcer certains de ces transferts thermiques. Ainsi :
- la température T1 du condenseur de la colonne de séparation de réformage 16 qui était dans les cas précédents vers 110-120°C a été augmentée à au moins 150 ou au moins 160 ou au moins 170°C, notamment aux environs de 170-172°C. Cette augmentation peut être obtenue notamment en augmentant la pression de la colonne qui était aux environs de 3 bars dans les cas précédents et qui est monté à au moins 5 bars, notamment aux environs de 6 bars.
- la température T2 de la colonne 5 de séparation d’hydrotraitement a été abaissée, de façon à ce que la différence de température entre T1 et T2 soit d’au moins 5 et de préférence d’au moins 10°C, ici elle a été choisie vers 155°C ; alors qu’elle était vers 160°C dans les cas précédents. Pour ce faire, sa pression a été légèrement baissée, passant d’une valeur proche de 3 bars à une valeur plus proche de 2,5 bars. Un autre choix peut être fait, à savoir augmenter T1 (éventuellement davantage) sans modifier T2, ou moins augmenter T1 et abaisser davantage T2 pour conserver la différence de température nécessaire pour le transfert thermique de l’effluent de la colonne 16 vers le rebouilleur de la colonne 5.
Il est à souligner que ces changements de pression/de températures dans ces deux colonnes ne changent pas le bilan matière et la qualité des séparations réalisées dans les colonnes en question.The invention has also carried out temperature adjustments of certain columns to allow/reinforce certain of these heat transfers. So :
- the temperature T1 of the condenser of the reforming separation column 16 which was in the previous cases around 110-120° C. has been increased to at least 150 or at least 160 or at least 170° C., in particular around 170- 172°C. This increase can be obtained in particular by increasing the pressure of the column which was around 3 bars in the previous cases and which has risen to at least 5 bars, in particular around 6 bars.
- the temperature T2 of the hydrotreatment separation column 5 has been lowered, so that the temperature difference between T1 and T2 is at least 5 and preferably at least 10°C, here it has was chosen around 155°C; whereas it was around 160° C. in the previous cases. To do this, its pressure was slightly lowered, going from a value close to 3 bars to a value closer to 2.5 bars. Another choice can be made, namely to increase T1 (possibly more) without modifying T2, or to increase T1 less and lower T2 more to maintain the temperature difference necessary for the heat transfer of the effluent from column 16 to the reboiler of column 5.
It should be emphasized that these pressure/temperature changes in these two columns do not change the material balance and the quality of the separations carried out in the columns in question.
Dans ce deuxième exemple de l’invention, on vient donc, pour favoriser/permettre des échanges thermiques entre les deux unités, modifier certaines conditions opératoires, pour en tirer un gain encore plus important en termes d’économie en utilités chaudes au niveau global de l’installation.
Ainsi, en termes de consommation d’utilités chaudes, si on fait le bilan de ces échanges, on voit que :In this second example of the invention, to promote/allow heat exchanges between the two units, we therefore come to modify certain operating conditions, in order to derive an even greater gain in terms of savings in hot utilities at the overall level of installation.
Thus, in terms of consumption of hot utilities, if we take stock of these exchanges, we see that:
- Le rebouilleur de la colonne de strippage de l’hydrotraitement est chauffé par de la vapeur HP produite en partie par la zone de convection 8’ du ou des fours 8 de réformage.- The reboiler of the hydrotreating stripping column is heated by HP steam produced in part by the convection zone 8' of the reforming furnace(s) 8.
- L’énergie du rebouilleur de la colonne de séparation de réformage a diminué, et ce dernier est à présent chauffé par la zone de convection 8.- The energy of the reboiler of the reforming separation column has decreased, and it is now heated by convection zone 8.
- Il y a une consommation de fuel pour le four 1 du réacteur d’hydrotraitement 2 et le rebouilleur 15 de la colonne de stabilisation 14.- There is fuel consumption for furnace 1 of hydrotreating reactor 2 and reboiler 15 of stabilization column 14.
Globalement, ce mode de fonctionnement par rapport à celui de la
En outre, l’installation de l’exemple selon la
In addition, the installation of the example according to the
En conclusion, l’enchaînement de deux unités, d’hydrotraitement puis de réformage, a permis grâce à l’invention, de créer des synergies thermiques entre les deux unités, conduisant à une efficacité énergétique de l’ensemble grandement améliorée, sans pour autant détériorer le rendement ou la sélectivité des réactions mises en jeu dans ces unités. Parmi toutes les possibilités offertes, l’invention a sélectionné les transferts thermiques les plus pertinents depuis l’unité de réformage vers l’unité d’hydrotraitement, en exploitant notamment la chaleur résiduelle des fumées de combustion des fours des réacteurs de reformage de façon efficace et originale.
In conclusion, the sequence of two units, hydrotreating then reforming, has made it possible, thanks to the invention, to create thermal synergies between the two units, leading to a greatly improved overall energy efficiency, without deteriorate the yield or the selectivity of the reactions involved in these units. Among all the possibilities offered, the invention has selected the most relevant heat transfers from the reforming unit to the hydrotreating unit, in particular by exploiting the residual heat of the combustion fumes from the furnaces of the reforming reactors in an efficient manner. and original.
Claims (16)
- un premier traitement sous forme d’un hydrotraitement catalytique de la charge hydrocarbonée initiale pour obtenir un naphta hydrotraité (f), l’hydrotraitement étant opéré dans une unité d’hydrotraitement (H) comprenant successivement une section réactionnelle, une section de strippage, et une section de séparation,
- puis un deuxième traitement sous forme d’un reformage catalytique d’une portion au moins dudit naphta hydrotraité (f) pour obtenir les essences et/ou composés aromatiques, le réformage catalytique étant opéré dans une unité de réformage (R) comprenant successivement une section réactionnelle, une section de séparation gaz/liquide, éventuellement une section de recontactage, une section de stabilisation et une section de séparation,
caractérisé en ce qu’on prévoit une zone de raccordement pour assurer une connexion fluidique entre les deux unités permettant l’acheminement de la portion de naphta hydrotraité depuis l’unité d’hydrotraitement (H) vers l’unité de réformage (R),
et en ce qu’on prévoit au moins un transfert de chaleur (I, IV, VI, VII) depuis une section de l’unité de reformage catalytique vers une section de l’unité d’hydrotraitement.Process for the production of aromatic compounds and/or gasolines from an initial hydrocarbon feedstock of naphtha (a) type, said process successively comprising:
- a first treatment in the form of a catalytic hydrotreatment of the initial hydrocarbon charge to obtain a hydrotreated naphtha (f), the hydrotreatment being carried out in a hydrotreatment unit (H) successively comprising a reaction section, a stripping section, and a separation section,
- then a second treatment in the form of catalytic reforming of at least a portion of said hydrotreated naphtha (f) to obtain the gasolines and/or aromatic compounds, the catalytic reforming being carried out in a reforming unit (R) successively comprising a reaction section, a gas/liquid separation section, possibly a recontacting section, a stabilization section and a separation section,
characterized in that a connection zone is provided to ensure a fluidic connection between the two units allowing the transport of the portion of hydrotreated naphtha from the hydrotreatment unit (H) to the reforming unit (R),
and in that at least one heat transfer (I, IV, VI, VII) is provided from a section of the catalytic reforming unit to a section of the hydrotreating unit.
- la section réactionnelle de l’unité de réformage catalytique (R) comprend des réacteurs de reformage (9) en série, associés à au moins un dispositif de chauffage (8) de type four(s) pour chauffer au moins certains des effluents et/ou charges des réacteurs, le/les four(s) comprenant une zone de radiation et une zone de convection (8’),
- la section de strippage de l’unité d’hydrotraitement (H) comprend au moins une colonne de strippage (4) équipée d’un rebouilleur (3),
et en ce quele transfert thermique depuis la section réactionnelle de l’unité de reformage (R) catalytique vers la section de strippage de l’unité d’hydrotraitement (H) s’opère par échange thermique depuis la zone de convection (8’) dudit/desdits fours (8) vers le flux entrant dans ledit rebouilleur (3), notamment par transfert de la chaleur des fumées produites par le fonctionnement du/des fours dans ladite zone de convection vers le flux entrant dans le rebouilleur, directement ou via un fluide caloporteur, notamment sous forme d’une huile chaude ou d’une vapeur d’eau produite par la chaleur des fumées, éventuellement via un ou des échangeurs thermiques intermédiaires.Process according to one of Claims 2 or 3, characterized in that
- the reaction section of the catalytic reforming unit (R) comprises reforming reactors (9) in series, associated with at least one furnace-type heating device (8) for heating at least some of the effluents and /or loads of the reactors, the furnace(s) comprising a radiation zone and a convection zone (8'),
- the stripping section of the hydrotreating unit (H) comprises at least one stripping column (4) equipped with a reboiler (3),
and in that the heat transfer from the reaction section of the catalytic reforming unit (R) to the stripping section of the hydrotreating unit (H) takes place by heat exchange from the convection zone (8' ) from said furnace(s) (8) to the flow entering said reboiler (3), in particular by transferring the heat of the fumes produced by the operation of the furnace(s) in said convection zone to the flow entering the reboiler, directly or via a heat transfer fluid, in particular in the form of a hot oil or a steam produced by the heat of the flue gases, optionally via one or more intermediate heat exchangers.
- la section de stabilisation de l’unité de réformage catalytique (R ) comprend au moins une colonne de stabilisation (14),
- la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement (H) comprend au moins une colonne de séparation (5) équipée d’un rebouilleur (6),
et en ce quele transfert thermique depuis la section de stabilisation de l’unité de reformage catalytique vers la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement s’opère par échange thermique entre un effluent de la colonne de stabilisation (14) et l’effluent entrant dans le rebouilleur (6) de la colonne de séparation (5) de l’unité d’hydrotraitement.Process according to the preceding claim, characterized in that
- the stabilization section of the catalytic reforming unit (R) comprises at least one stabilization column (14),
- the separation section of the hydrotreatment unit (H) comprises at least one separation column (5) equipped with a reboiler (6),
and in that the heat transfer from the stabilization section of the catalytic reforming unit to the separation section of the hydrotreating unit takes place by heat exchange between an effluent from the stabilization column (14) and the effluent entering the reboiler (6) of the separation column (5) of the hydrotreating unit.
- la section de séparation de l’unité de réformage catalytique (R ) comprend au moins une colonne de séparation (16) munie d’un condenseur,
- la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement (H) comprend au moins une colonne de séparation (5) munie d’un rebouilleur (6),
et en ce quele transfert thermique depuis la section de séparation de l’unité de reformage catalytique vers la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement s’opère par échange thermique depuis le flux entrant dans ledit condenseur de la colonne de séparation (16) de l’unité de réformage catalytique vers le flux entrant dans ledit rebouilleur (6) de la colonne de séparation de l’unité d’hydrotraitement.Process according to the preceding claim, characterized in that
- the separation section of the catalytic reforming unit (R) comprises at least one separation column (16) equipped with a condenser,
- the separation section of the hydrotreating unit (H) comprises at least one separation column (5) equipped with a reboiler (6),
and in that the heat transfer from the separation section of the catalytic reforming unit to the separation section of the hydrotreating unit takes place by heat exchange from the flow entering the said condenser of the separation column ( 16) from the catalytic reforming unit to the flow entering said reboiler (6) of the separation column of the hydrotreating unit.
- la section de strippage de l’unité d’hydrotraitement (H) comprend au moins une colonne de strippage (4) équipée d’un rebouilleur (3),
- et la section réactionnelle comprend au moins un réacteur d’hydrotraitement (2),
et en ce qu’on prévoit au moins un transfert de chaleur dans l’unité d’hydrotraitement depuis un effluent du réacteur d’hydrotraitement (2) vers l’effluent entrant dans ledit rebouilleur (3) de la colonne de strippage (4).Method according to one of the preceding claims, characterized in that
- the stripping section of the hydrotreating unit (H) comprises at least one stripping column (4) equipped with a reboiler (3),
- and the reaction section comprises at least one hydrotreating reactor (2),
and in that at least one heat transfer is provided in the hydrotreating unit from an effluent of the hydrotreating reactor (2) to the effluent entering said reboiler (3) of the stripping column (4) .
- la section de séparation de l’unité d’hydrotraitement (H) comprend au moins une colonne de séparation (5) équipée d’un rebouilleur (6),
- et la section réactionnelle de l’unité d’hydrotraitement (H) comprend au moins un réacteur (2) d’hydrotraitement,
et en ce qu’on prévoit au moins un transfert de chaleur dans l’unité d’hydrotraitement depuis un effluent du réacteur d’hydrotraitement (2) vers le flux entrant dans ledit rebouilleur (6) de la colonne de séparation (5).Method according to one of the preceding claims, characterized in that
- the separation section of the hydrotreatment unit (H) comprises at least one separation column (5) equipped with a reboiler (6),
- and the reaction section of the hydrotreatment unit (H) comprises at least one hydrotreatment reactor (2),
and in that at least one heat transfer is provided in the hydrotreating unit from an effluent from the hydrotreating reactor (2) to the flow entering said reboiler (6) of the separation column (5).
- la section de séparation de l’unité de réformage catalytique (R) comprend au moins une colonne de séparation (16) équipée d’un rebouilleur (17),
- la section réactionnelle de l’unité de réformage catalytique comprend des réacteurs de reformage (9) en série, associés à au moins un dispositif de chauffage (8) de type four(s) pour chauffer au moins certains des effluents des réacteurs, le/les four(s) comprenant une zone de radiation et une zone de convection (8’),
et en ce qu’on prévoit au moins un transfert de chaleur, dans l’unité de réformage catalytique, depuis la zone de convection (8’) dudit/desdits fours (8) vers ledit rebouilleur (17), notamment par transfert de la chaleur des fumées produites par le fonctionnement du/des fours dans ladite zone de convection vers le flux entrant dans ledit rebouilleur, directement ou via un fluide caloporteur, notamment sous forme d’une huile chaude ou d’une vapeur d’eau produite par la chaleur des fumées, éventuellement via un ou des échangeurs thermiques intermédiaires.Method according to one of the preceding claims, characterized in that
- the separation section of the catalytic reforming unit (R) comprises at least one separation column (16) equipped with a reboiler (17),
- the reaction section of the catalytic reforming unit comprises reforming reactors (9) in series, associated with at least one furnace-type heating device (8) for heating at least some of the effluents from the reactors, the /the oven(s) comprising a radiation zone and a convection zone (8'),
and in that at least one transfer of heat is provided, in the catalytic reforming unit, from the convection zone (8') of the said furnace(s) (8) to the said reboiler (17), in particular by transfer of the heat of the fumes produced by the operation of the furnace(s) in said convection zone towards the flow entering said reboiler, directly or via a heat transfer fluid, in particular in the form of hot oil or steam produced by the heat of the flue gases, possibly via one or more intermediate heat exchangers.
l’hydrotraitement est opéré dans une unité d’hydrotraitement (H) comprenant successivement
- une section réactionnelle comprenant au moins un réacteur d’hydrotraitement (2),
- une section de strippage comprenant au moins une colonne de strippage (4) équipée d’un condenseur et d’un rebouilleur (3),
- et une section de séparation comprenant au moins une colonne de séparation (5) équipée d’un condenseur et d’un rebouilleur (6),
et en ce que
le réformage catalytique est opéré dans une unité de réformage (R) comprenant successivement
- une section réactionnelle comprenant une série des réacteurs (9) de reformage en série, associés à au moins un dispositif de chauffage (8) de type four(s) comprenant d’une part une zone de radiation émettant de la chaleur pour chauffer un effluent et/ou une charge en sortie d’au moins un des réacteurs et d’autre part une zone de convection (8’),
- une section de séparation gaz/liquide, comprenant notamment un ballon séparateur (12)
- éventuellement une section de recontactage, comprenant notamment un ballon de recontactage ou une colonne de recontactage fonctionnant à contre-courant,
- une section de stabilisation comprenant au moins une colonne de stabilisation (14) équipée d’un condenseur et d’un rebouilleur (15),
- et une section de séparation comprenant au moins une colonne de séparation (16) équipée d’un condenseur et d’un rebouilleur (17).Method according to one of the preceding claims, characterized in that
the hydrotreatment is carried out in a hydrotreatment unit (H) successively comprising
- a reaction section comprising at least one hydrotreatment reactor (2),
- a stripping section comprising at least one stripping column (4) equipped with a condenser and a reboiler (3),
- and a separation section comprising at least one separation column (5) equipped with a condenser and a reboiler (6),
and in that
the catalytic reforming is carried out in a reforming unit (R) comprising successively
- a reaction section comprising a series of reforming reactors (9) in series, associated with at least one furnace-type heating device (8) comprising on the one hand a radiation zone emitting heat to heat a effluent and/or a load at the outlet of at least one of the reactors and on the other hand a convection zone (8'),
- a gas/liquid separation section, comprising in particular a separator drum (12)
- possibly a recontacting section, comprising in particular a recontacting drum or a recontacting column operating in counter-current,
- a stabilization section comprising at least one stabilization column (14) equipped with a condenser and a reboiler (15),
- and a separation section comprising at least one separation column (16) equipped with a condenser and a reboiler (17).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220826 |
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| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20231005 |