Procédé de désasphaltage d'une charge d'hydrocarbures contenant des asphaltènes

Abstract

 La charge (1) est introduite à 100-220°C, en mélange avec un solvant de désasphaltage (3 et 4) dans un décanteur (7). L'huile désasphaltée (24) est séparée du solvant (23). L'asphalte (9) est lavé dans une colonne puis séparé du liquide de lavage (21).

Description

[0001] Le procédé qui fait l'objet de la présente invention s'applique au traitement des résidus de pétroles bruts conventionnels, que ce soit des résidus atmosphériques ou des résidus sous vide, ainsi qu'au traitement des huiles lourdes ou extra lourdes étêtées telles qu'on peut les obtenir, par exemple, à partir des gisements de la FAJA PE-TROLIFERA au VENEZUELA ou des gisements de l'ATHABASCA au CANADA. Par extension, le procédé tel qu'il est revendiqué pourra également être avantageusement utilisé pour le traitement de résidus atmosphériques ou sous-vide qui sont issus d'un autre traitement préalable thermique ou catalytique tel que viscoréduction, hydrovis- coréduction, traitement thermique en présence d'un solvant donneur d'hydrogène, hydrotraitements catalytiques divers avec conversion plus ou moins poussée de la charge traitée.

[0002] Ces diverses charges sont caractérisées par le fait qu'elles contiennent des résines et des asphaltènes, produits organiques de poids moléculaire élevé, riches en hétéroatomes S, N et O auxquels sont complexés des métaux et en particulier le nickel et le vanadium.

[0003] Les inconvénients que procurent en raffinage ces asphaltènes et résines sont bien connus, que ce soit dans le domaine des procédés catalytiques ou celui des procédés thermiques.

[0004] Ces inconvénients sont liés à leur forte teneur en hétéroatomes mais surtout à leur faible rapport H/C et à la présence des métaux, nickel et vanadium complexés.

[0005] En craquage catalytique, en présence de catalyseurs zéolithiques, par exemple, la présence dans la charge de composés de ce type entraîne simultanément l'augmentation du dépôt de coke sur le catalyseur au risque de rompre l'équilibre thermique de l'unité et d'élever la température de régénération jusqu'à des valeurs telles que les zéolithes perdent rapidement leur cristallinité, la présence de nickel entraîne le dépôt de ce même métal sur le catalyseur avec comme conséquence l'accroissement de la production de gaz inconden- sables et d'hydrogène et l'accroissement du dépôt de coke. Quant au vanadium, lorsqu'il se dépose sur le catalyseur, il peut également former avec les zéolithes échangées aux terres rares, qui constituent la phase catalytique active de catalyseurs usuels de ce type de réaction, un composé mixte qui entraîne la perte de cristallinité et, partant, la perte d'activité.

[0006] En hydrotraitement, des empoisonnements de catalyseur aussi notoires sont bien connus. Le dépôt progressif de sulfures de nickel et de vana- dyle sur les agents actifs que sont les sulfures de groupe VIA (molybdène et tungstène) promus par les sulfures du groupe VIII (nickel et cobalt) entraîne une diminution progressive des activités désulfurante, déazotante et hydrogénante de ces catalyseurs.

[0007] En hydrocracking la teneur en asphaltènes, déterminée par précipitation à l'heptane selon la norme française AFNOR NFT 60115, doit être quasiment indétectable si l'on veut éviter un empoisonnement rapide des sites acides du catalyseur avec production subséquente de coke.

[0008] En visbreaking, la sévérité des conditions opératoires est également liée à la teneur en ces produits asphalténiques et à leur stabilité intrinsèque. Pour une charge donnée, unesévérité trop élevée exprimée en termes de température et (ou) de temps de maturation trop élevées, entraîne la coagulation des molécules asphalténiques partiellement craquées avec apparition des micelles colloidales qui ont tendance à décanter durant le stockage et à colmater les filtres des appareils d'utilisation.

[0009] Tous ces inconvénients ont incité les raffineries à chercher à séparer sélectivement les composés asphalténiques et résiniques de la fraction huileuse qui les contenait. Cette séparation appelée désasphaltage par un solvant consiste à rompre l'équilibre existant entre les asphaltènes et le milieu malténique environnant par addition d'un solvant qui diminue la viscosité et surtout la tension superficielle du milieu huileux. Les solvants recommandés sont généralement des paraffines ou (et) des oléfines légères à 3, 4, 5, 6, et (ou) 7 atomes de carbone. En fait la paraffine légère joue par rapport aux asphaltènes et éventuellement par rapport aux résines le rôle d'antisolvant. Asphaltènes et résines sont rejetés hors du milieu huileux sous forme d'une phase distincte et ceci d'autant mieux que la densité et la tension superficielle du milieu solvant plus huile sont plus faibles. En conséquence le rendement en "phase asphaltique" et la qualité de l'huile désasphaltée sont liés pour une charge donnée aux paramètres et variables suivants : nature du solvant, taux de solvant, température et pression mais dépendent également très fortement des caractéristiques de la technologie utilisée.

[0010] Le procédé qui fait l'objet de la présente invention a donc trait au désasphaltage par des solvants hydrocarbonés comprenant des hydrocarbures paraffiniques ou oléfiniques ayant de 3 à 7 atomes de carbone. Cependant la mise en oeuvre du solvant hydrocarboné est réalisée de telle manière qu'elle permet d'obtenir des rendements excellents d'une huile de très bonne qualité avec un taux de solvant minimum et qu'elle permet de concevoir l'extrapolation industrielle à des unités aptes à traiter en une seule ligne des capacités annuelles de l'ordre de 2 à 4 millions de tonnes.

OBJET DE L'INVENTION

[0011] Un premier objet de la présente invention est de réaliser le désasphaltage d'une charge d'hydrocarbures renfermant des asphaltènes notamment d'un résidu ou d'une huile lourde, par un solvant ayant de 3 à 7 atomes de carbone de manière à obtenir une huile contenant moins de 0,05 % d'asphaltènes précipités par l'heptane selon la norme AFNOR NFT 60115.

[0012] Un deuxième objet de l'invention est de réaliser sélectivement l'opération, c'est-à-dire d'obtenir concomittamment à la qualité de l'huile désasphaltée un très bon rendement en cette même huile et ceci en mettant oeuvre le minimum de solvant, c'est-à-dire des rapports volu métriques solvantihuile pouvant être aussi bas que 3/1 à 4/1. Un troisième objet_de l'invention consiste à réaliser l'opération en séparant-les opérations physico-chimiques élémentaires qui composent l'opération globale de désasphaltage : mélange-précipitation, décantation de la phase asphaltique, lavage-peptisation de la phase asphaltique.

[0013] Le procédé qui fait l'objet de l'invention permet le traitement de capacités annuelles de résidus ou huiles lourdes très importantes dans un seul décanteur avec respect des critères de qualité et de rendement qui constituent le premier et le second objet de l'invention.

ART ANTERIEUR

[0014] L'Art antérieur recouvre un très large spectre de techniques de désasphaltage basant leur originalité sur la nature du solvant utilisé, sur la gamme de conditions opératoires préconisées, sur la mise en oeuvre d'additifs spéciaux, sur certaines caractéristiques techniques du procédé ou sur la réalisation de l'opération en plusieurs étapes successives.

[0015] C'est ainsi que le brevet US n 1948296 revendique comme solvant le propane, le n-butane, riso- butane, des fractions pétrolières légères, du naphta, des alcools ou des mélanges de ces divers produits.

[0016] Le brevet US N° 2081 473 présente le concept général de l'opération de désasphaltage, préconise en conséquence toute la gamme de solvants généralement cités, du méthane au naphta en passant par le propane, butane et l'essence légère, mais il ne spécifie ni la gamme de rapports solvant/huile recommandés, ni à plus forte raison, la dissociation "de facto" de l'opération en ses étapes physico chimiques élémentaires avec application pour chaque étape d'une gamme de conditions opératoires optimales.

[0017] Les brevets US N 2587643 et 2882219 revendiquent l'ajoût de modifi cateurs ou additifs soit au solvant, à savoir des carbonates organiques pour le brevet US N°2587643, soit à la charge, à savoir des aromatiques pour le brevet US N°2882219.

[0018] Les brevets US N° 3278415 et 3331394 préconisent également l'adjonction d'additifs au solvant à savoir le phénol et le glycol respectivement.

[0019] Quant aux brevets US N° 2002004, 2101308 et 3074882, ils préconisent de réaliser l'opération de désasphaltage en deux ou plusieurs étapes suces- sives mais les enchaînements d'étapes envisagés sont conceptuellement différents de l'échelonnement d'étapes de la présente invention. C'est ainsi que le brevet US N° 2002004 concerne un procédé de désasphaltage en deux étages avec distillation intermédiaire de la phase hydrocarbonée riche en solvant issue de la première zone d'extraction. L'effluent du fond de colonne de distillation est soumis à une deuxième étape de désasphaltage qui permet d'isoler, en fait, des résines.

[0020] Le brevet US N° 2101 308 propose une première étape de désasphaltage avec de l'essence légère comme solvant ; le mélange huile-essence légère issu de cette première est traitée au SO₂, pour une élimination subséquente des résines et aromatiques.

[0021] Le brevet US N° 3074 882 opère une première précipitation au butane. Le butane est séparé du mélange huile-butane et l'huile résiduelle est traitée au propane dans deux étages sucessifs permettant d'obtenir d'une part des résines et d'autre part une huile désasphaltée et dérésinée.

[0022] L'emploi de solvants distincts dans deux étapes du procédé est également décrit dans GB 735.333.

[0023] Quant au brevet US N° 3830_ 732, il préconise également un désasphaltage en deux étapes consistant tout d'abord à précipiter asphaltènes et résines avec un premier solvant dans un rapport volumétrique .solvant/huile inférieur à 4/1 ; dans une deuxième étape la phase asphalténique issue de la première étape est à son tour repeptisée par un solvant ayant au moins un atome de carbone de plus que le solvant préconisé dans la première étape. Cette peptisation de la phase asphaltique permet de redissoudre les résines dans le second solvant. Après récupération de l'un et l'autre solvants qui sont recyclés à leurs étages respectifs, on dispose donc d'une huille désasphaltée et dérésinée, d'une phase résinique et d'une phase asphaltique. Une revendication particulière de ce brevet préconise que l'opération en première étape est réalisée à une température supérieure à celle de là seconde étape.

[0024] Si, conceptuellement, la présente invention présente quelque analogie avec le brevet US N° 3830 732, elle en diffère manifestement par trois points essentiels.

-La repeptisation de la phase asphaltique est réalisée par substantiellement le même solvant que la précipitation de cette même phase asphaltique.

-Le mélange du solvant avec l'huile, de même que la précipitation, sont réalisés avant le décanteur et non dans le décanteur lui-même.

-Le fait de n'utiliser qu'un seul solvant permet la mise en oeuvre d'une technique originale pour réaliser de façon optimum l'enchaînement des étapes que sont le méiange-précipitation, la décantation de la phase asphaltique et son lavage. Selon la capacité à traiter, la technique revendiquée dans la présente invention pourra se présenter sous diverses variantes relevant toutes du même principe de base.

-Les recyclages préconisés dans les diverses variantes du procédé permettent d'accéder à un rendement maximum en une huile désasphaltée . contenant moins de 0,05 % d'asphalténés (Norme AFNOR NFT 60115).

RESUME DE L'INVENTION

[0025] Le procédé de l'invention peut mettre en oeuvre les caractéristiques préférées suivantes :

Le solvant de lavage de la phase asphalténique est le même que celui mis en oeuvre pour la précipitation.

[0026] Le mélange entre charge à désasphalter et solvant de désasphaltage est réalisé en amont de l'échangeur qui élève la température de mélange à la valeur requise pour réaliser une bonne précipitation et une bonne décantation.

[0027] Le mélange charge-solvant passe dans les tubes de l'échangeur et non côté calandre.

[0028] Le temps de résidence du mélange charge-solvant dans la zone de mélange précipitation est compris entre 5 sec et 5 min, de préférence entre 20 secondes et 120 secondes.

[0029] Le temps de résidence du mélange dans la zone de décantation est compris entre 4 et 20 minutes.

[0030] Le temps de résidence du mélange huile-solvant dans la zone de lavage reste également compris entre 4 et 20 minutes.

[0031] Les vitesses ascensionnelles des mélanges huile-solvant tant dans la zone de décantation que dans la zone de lavage resteront utilement inférieures à 1 cm/s^* et de préférence inférieure à 0,5 cm/s.

[0032] La température appliquée dans la zone de lavage sera inférieure de 5 à 50°C à la température appliquée dans la zone de décantation.

[0033] Le mélange huile-solvant issu de la zone de lavage sera recyclé dans le décanteur et de façon plus avantageuse encore en amont de l'échangeur situé à l'entrée de la zone de décantation.

[0034] Le rapport solvant/phase asphaltique préconisé dans la zone de lavage sera compris entre 0,5 et 8 et de préférence entre 1 et 5.

[0035] Selon l'une de ses variantes le procédé peut comporter deux étages, chaque étage incluant les trois étapes élémentaires de précipitation, décantation et lavage. Dans ce cas précis, la température préconisée dans chaque étape du premier étape est de préférence en moyenne inférieure de 10 à 40 °C à la température de chaque étape correspondante du second étage. Le procédé qui fait l'objet de l'invention peut utiliser les solvants hydrocarbonés ayant de 3 à 7 atomes 'de carbones, paraffiniques, oléfiniques ou cyclani- ques, seuls, mélangés entre eux en proportions diverses ou additionnés d'additifs, par exemple, du type phénol, glycol, alcools de C1 à C6. Le procédé de la présente invention se prête plus avantageusement à l'utilisation de solvants paraffiniques et (ou) oléfiniques. ayant de 4 à 6 atomes de carbone.

DESCRIPTION DETAILLEE DU PROCEDE

[0036] La figure 1 présente les caractéristiques essentielles du procédé correspondant à l'invention. La charge à traiter est introduite par la conduite (1) jusqu'à la vanne de mélange (2), où l'on introduit le solvant S1 et S"1 provenant de la récupération du solvant (23) contenu respectivement dans le mélange solvant-huile ou dans le mélange solvantphase asphaltique (conduites 3 et 4). Le mélange charge-solvant passe dans un échangeur (5) où il est porté à la température requise pour l'opération de désasphaltage considérée ; cette température variera entre 100 et 200°C selon le solvant considéré (par exemple isobutane, butane, isopen- tane, pentane, essence légère) selon le type de charge à traiter (brut étêté, résidu atmosphérique, résidu sous vide), selon l'origine du pétrole brut considéré et selon le rapport solvant/huile mis en oeuvre. A titre d'exemple dans le cas d'un résidu sous vide du type SAFANYA, pour un rapport solvant/huile allant de 3/1 à 5/1, la température à la sortie de l'échangeur sera comprise entre 190 et 170°C et la pression comprise entre 4 et 5 M Pascals dans la mesure où l'on vise d'obtenir une huile désasphaltée contenant moins de 0,05 % d'asphaltes selon la NORME AFNOR NFT 60115. Il importe de spécifier que selon une des caractéristiques préférées du procédé, le mélange charge-solvant passe dans les tubes de l'échangeur et non côté calandre, de plus, il est recommandé de réaliser dans cet échangeur un écoulement gravitaire c'est-à-dire que le mélange charge-solvant parcourt de haut en bas les tubes de l'échangeur.

[0037] A la sortie de l'échangeur, le mélange porté à la température requise est introduit par la conduite (6) dans le ballon extracteur (7) où s'opère la décantation. La précipation de la phase asphaltique commence quasi instantanément au niveau de la vanne de mélange pour se pour suivre dans l'échangeur (5) au fur et à mesure que s'élève la température. Pour assurer une bonne précipitation et une bonne coagulation des miscelles asphaltiques avant l'entrée du ballon décanteur, on préfère que le temps de résidence du mélange entre la vanne de mélange et l'entrée du décanteur soit compris entre 5 secondes et 5 minutes et de préférence entre 20 secondes et 120 secondes. De même la turbulence dans la canalisation 6 est utilement contrôlée pour éviter l'éclatement en trop petites particules des miscelles de phase asphaltique en suspension dans le milieu huile-solvant ; en pratique, il est recommandé qu'à la sortie de l'échangeur le nombre de REYNOLDS du mélange soit compris entre 2.10° et 10⁶ et de préférence entre 5.10^* et 5.10⁵. Dans cette gamme de valeurs on constate en outre qu'on initie l'agglomération des micelles rendant ainsi plus aisée et plus rapide la décantation ultérieure dans le ballon décanteur.

[0038] Dans le ballon décanteur (7) s'effectue l'agglomération des micelles de phase asphaltique et leur décantation. Le volume et la géométrie du décanteur sont calculés pour que le temps de résidence du mélange solvant-huile soit compris entre 4 et 20 minutes et de préférence entre 8 et 15 minutes et pour que la vitesse ascensionnelle du mélange solvant-huile soit toujours inférieure à 1 cm par seconde. Le ballon décanteur fonctionne de préférence de façon isotherme, c'est-à-dire à une température sensiblement égale à la température d'entrée du mélange, aux pertes thermiques près. La phase asphaltique est recueillie dans une botte sous jacente (8) où une régulation de niveau provoque son soutirage par la pompe - (10) via les conduites (9 et 11) jusqu'à la colonne (12) où s'opèrent le lavage de la phase asphaltique et la repeptisation sélective d'une partie des résines par le solvant S'1 recyclé à partir de l'unité de fractionnement (23) par la conduite (14). L'échangeur (15) permet d'ajuster la température du solvant de lavage à la température optimum pour l'opération envisagée.

[0039] La pression appliquée dans la tour de lavage est de préférence très proche de la pression de décanteur en amont ; la température du solvant S'1 à l'entrée de la tour sera de préférence inférieure de 5 à 50°C à la température de la phase asphaltique introduite par la conduite (11) au sommet de la zone de lavage. Le gradient de température s'établissant entre les entrées des conduites (11) et (14) permet de régler pour un débit de solvant S'1 donné et une phase asphaltique de nature donnée le taux de repeptisation des résines, c'est-à-dire permet de régler le rendement en asphalte et le point de ramollissement de l'asphalte. Le débit de solvant influe également sur le rendement en asphalte et sur son point de ramollissement. Selon le procédé qui fait l'objet de l'invention ce débit est réglé de façon à ce que le rapport volumique solvant/phase asphaltique soit compris entre 0,5 et 8 et de préférence entre 1 et 5.

[0040] La colonne est avantageusement opérée de façon à ce que le niveau de décantation de la phase asphaltique (17) soit réglé au dessous de la conduite d'injection (14) du solvant S'1 et plus précisément au-dessous du dispositif de distribution (16) de ce même solvant dans le milieu continu solvant-huile bien qu'un réglage à un niveau supérieur donne quand même de bonne performances. La colonne est de préférence équipée de plateaux en chicanes (13) qui permettent un meilleur contact entre les micelles de phase asphaltique et le courant ascendant de solvant. Ces chicanes sont de préférence, calculées de telle façon que la vitesse ascensionnelle du solvant ou plus précisément de la phase solvant additionnée de l'huile lavée et des résines peptisées reste inférieure à 36 m/heure. De toute manière la tête de colonne est de préférence dépourvue de chicanes pour réduire cette vitesse ascensionnelle et peut être conçue d'un diamètre légèrement supérieur pour éviter tout entraînement des particules colloidales de phase asphaltique de diamètre inférieur au micron. Dans un mode de réalisation du procédé, le produit issu du sommet de colonne est recyclé en phase liquide via la conduite (18) dans le solvant S1 légèrement en amont de la vanne de mélange (2).

[0041] La phase asphaltique gonflée de solvant quasiment pur est soutirée du fond de la colonne de lavage grâce à la pompe (20) via la conduite (19) jusqu'à la tour de vaporisation (21) où l'on sépare l'asphalte, soutiré par la ligne (22), du solvant qui est recyclé par la. conduite (4), soit en tête du décanteur, soit en amont de ce décanteur et de préférence au niveau de la vanne de mélange. Quant à la récupération du solvant associé à l'huile désasphaltée, elle est schématisée par le rectangle (23) et peut par exemple être réalisée dans le procédé relevant de l'invention par vaporisation du solvant dans une cascade d'évaporateurs soit du type échangeur classique, soit de préférence du type échangeur à film tombant ou par séparation de la phase solvant de la phase huile dans un décanteur opérant dans les conditions supercritiques ou par ultrafiltration du solvant sur des membranes minérales appropriées. L'huile désasphaltée sort par la ligne (27).

[0042] Dans le mode de réalisation décrit plus haut, le décanteur se présentait sous forme allongée, était muni d'une botte et était de préférence incliné de 5 à 10° par rapport au plan horizontal pour permettre à la phase asphaltique de couler librement vers la botte sous jacente. L'invention ne stipule cependant pas que ce décanteur soit nécessairement allongé ; il peut également être vertical ainsi que présenté dans la figure 2, dans la mesure où cette géométrie permet de respecter les contraintes de vitesse ascensionnelle et de temps de décantation préconisées ci-dessus. Cette géométrie qui nécessite une moins grande surface au sol sera donc recommandée pour le traitement de capacités annuelles inférieures à 2 millions de tonnes : Bien que le décanteur soit, pour des conditions de procédé, disposé verticalement, l'agencement des étapes et les conditions opératoires préconisées sont strictement celles qui font l'objet de la présente invention.

[0043] Le procédé dans une dernière variante peut également être appliqué au, cas où l'opération est réalisée en deux étages avec précipitation d'une phase asphaltique dure dans un premier étage et précipitation d'une phase résinique dans un second étage. La simple idée de production séparée d'une phase asphaltique et d'une phase résinique est connue et pratiquée industriellement depuis très longtemps et ne fait pas partie du corps de l'invention. L'objet de l'invention a trait au fait que chaque étage, ainsi que le schématise la figure 3, comporte un échelonnement des 3 étapes élémentaires : mélange-précipitation, décantation, lavage-repeptisation, tout à fait analogue à celui décrit dans les variantes précédentes où les asphaltes et résines étaient précipités en une seule phase.

[0044] Conformément à cette variante la précipitation et la décantation sont dans le premier étage réalisés à une température de 20 à 60°C inférieure à celle que l'on applique lorsque l'on opère la précipitation en une seule fois, c'est-à-dire à la température minimum pour que la phase asphaltique reste liquide et et suffisamment fluide à la sortie du décanteur pour pouvoir être manipulée sans problème. L'étape de lavage de la phase asphaltique dans cette variante est réalisée à une température égale ou iégèrement supérieure à celle du décanteur. Le mélange solvant-huile-résines issu du lavage par la conduite 18 est mélangé avec le mélange solvant-huile-résines issu du premier décanteur (24).

[0045] Dans le second étage le mélange solvant huile-résines est réchauffé (35) à une température supérieure de 30 à 70°C à celle appliquée dans le premier décanteur. Comme dans le premier étage, le mélange solvant-huile-résines passe de préférence dans les tubes de l'échangeur et non côté calandre ; de plus l'écoulement du mélange solvant-huile-résines sera un écoulement gravitaire ; l'extrait est séparé par la ligne (38) pour fractionnement dans le séparateur (23). Le raffinat est envoyé par la ligne (39) dans le laveur (40). Les vitesses ascensionnelles et les temps de résidence dans le ballon décanteur (37) et la colonne (40) sont compris dans les fourchettes préconisées ci-dessus pour le ballon (7) et la colonne (12). Le rapport solvant/phase résinique en (40) est compris entre 2 et 4. Le mélange solvant-huile est recyclé par la conduite (43) en amont de l'échangeur (35). Le solvant de lavage de la phase résinique est injecté par la conduite (41) au bas de la colonne - (40) de lavage de la phase résinique après être passé dans l'échangeur (42) de façon à ajuster la température du dit solvant à une valeur inférieure à celle du décanteur (37) de 5 à 30°C.

[0046] La phase résinique (44) est libérée du solvant entraîné en (45) par "flash" et (ou) entraînement à la vapeur. La phase résinique (46) est récupérée. Le solvant récupéré est envoyé par la conduite - (47) jusqu'en la canalisation (4). Le procédé permet donc en deux étages de conceptions analogues d'assurer de façon très flexible la production d'une phase huile (27) dépourvue d'asphaltènes et très pauvre en résines ainsi que la production simultanée d'une phase asphaltique et d'une phase résinique, les proportions de ces deux dernières phases pouvant être ajustées à volonté, pour une charge ddnnée, un solvant et des taux de solvant donnés, par le choix des températures appliquées en (⁷) et (37) d'une part, en (15) et (42) d'autre part.

EXEMPLE 1

[0047] On désasphalte un résidu sous vide SAFANIYA par addition d'un solvant essentiellement constitué par un mélange de pentane et d'isopentane. Les caractéristiques du résidu sont présentées dans le tableau 1 et la composition de la coupe C5 dans le tableau 2.

[0048] L'opération est réalisée dans une unité capable de traiter de 1 t/h à 3 t/h de résidu et dont les caractéristiques sur le plan du procédé sont analogues à celles qui font l'objet de l'invention précédemment décrite. L'échangeur tubulaire est disposé verticalement. La colonne de lavage-répep- tisation est équipée de chicanes horizontales entrecroisées de façon de réaliser l'équivalent de 2 étages théoriques tant pour le transfert de masse que de chaleur. Une série de 10 essais ont été réalisés conformément au schéma de la figure 1. Les conditions opératoires appliquées sont présentées dans le tableau 3. Dans cette série d'essais le solvant du mélange huile-solvant était récupéré pour 90 % dans un cascade dévaporateursà film tombant et pour les 10 derniers pour cent par stripping de la phase huileuse dans des conditions de pression inférieures à celles appliquées dans l'opération de décantation. Après élimination du solvant tant dans la phase huile que dans la phase asphaltique respectivement en (23) et (21) comme indiqué dans la figure 1, les phases huileuse et asphaltique sont stockées et analysées. Le tableau 4 donne les rendements et quelques caractéristiques des produits obtenus.

[0049] Cette série d'essais confirme le bien fondé du - schéma de procédé et des conditions opératoires préconisées. On voit que la qualité de l'huile augmente lorsque croit la température de précipitation et (ou) de décantation et, pour une température donnée, lorsque croit le rapport solvant/charge. Les quatre derniers essais montrent plus particulièrement l'importance de l'étape de lavage et des conditions opératoires appliquées dans cette étape sur les rendements en huile d'une part et sur les caractéristiques de l'asphalte d'autre part : le rendement en huile désasphaltée augmente lorsque croit le débit de solvant de lavage et lorsque diminue la température du fond de la colonne de lavage.

EXEMPLE 2

[0050] On opère le désasphaltage d'un résidu atmosphérique BOSCAN par addition du même solvant du type coupe C5 que celui utilisé dans l'exemple 1. L'opération est réalisée dans la même unité que celle décrite à prôpos de l'exemple 1. Les conditions opératoires appliquées dans les essais sélectionnés pour illustrer l'intérêt du procédé de l'invention sont présentées dans le tableau 6. Le tableau 5 donne les caractéristiques essentielles de la charge traitée et le tableau 7 les rendements et caractéristiques des produits obtenus. Cet exemple a été plus particulèrement choisi pour illustrer l'importance de l'étape de lavage sur les rendements en huile désasphaltée. Cette série d'essais fait encore ressortir l'importance des conditions appliquées dans l'étape de lavage. Les rendements en huile sont d'autant plus élevés que la température de lavage est basse et que le rapport solvant/phase asphaltique qui, à la sortie de décanteur, est composée de l'asphalte gonflé de solvant et d'huile, est compris entre 1.6 et 2 fois le volume de l'asphalte final qui sort de la tour de lavage. Ceci implique que le rapport du solvant à la phase asphaltique entrant dans la tour de lavage dans les essais précédents reste bien compris entre 0,5 et 8.

EXEMPLE 3

[0051] On opère le désasphaltage du résidu sous vide SAFANIYA dont les caractéristiques sont présentées dans le tableau 1 mais en utilisant pour la précipitation une coupe C4 contentant en poids 3 % de propane, 35 % d'isobutane, 61 % de butane et 1 % d'isopentane. Les essais sont réalisés dans la même unité que celle décrite dans les précédents exemples. Les conditions opératoires de la série d'essais sont résumées dans le tableau 8, les rendements et caractéristiques des produits obtenus sont présentés dans le tableau 9.

[0052] 

Revendications

1. Procédé de désasphaltage d'une charge d'hydrocarbures contenant des asphaltènes, qui comprend les étapes suivantes :

a) on introduit à 100-220° C, dans une zone de décantation, un mélange préformé de la charge d'hydrocarbures avec une première fraction d'une charge de solvant comprenant au moins un hydrocarbure paraffinique, oléfinique ou cy- clanique ayant de 3 à 7 atomes de carbone, le rapport volumique fraction de charge de solvant/charge d'hydrocarbures étant de 2,5/1 à 6/1,

b) on laisse décanter le mélange, dans la zone de décantation, à une température de 100-220° C, et une vitesse ascensionnelle de la phase légère inférieure à 1 cm/seconde, et l'on sépare une phase légère, contenant de l'huile désasphaltée, d'une phase lourde asphalténique,

c) on soumet la phase lourde asphalténique à un lavage, dans une zone de lavage substantiellement verticale, en la laissant s'écouler de haut en bas à contre-courant d'un courant ascendant d'une seconde fraction de ladite charge de solvant, ladite seconde fraction ayant la même composition que ladite première fraction et ladite seconde fraction étant introduite à une température de 5 à 50° C plus basse que la température d'introduction de la phase lourde asphalténique.dans la zone de lavage, le rapport volumique solvant/phase asphalténique étant de 0,5/1 à 8/1 et on recueille une phase supérieure huile-solvant pauvre en asphaltènes et une phase inférieure, riche en asphaltènes,

d) on renvoie la phase supérieure de l'étape (c) à la zone de décantation de l'étape (a),

e) on sépare le solvant de la phase inférieure de l'étape (c) et on recueille une phase asphalténique, et

f) on sépare le solvant de la phase légère de l'étape (b) et on recueille une phase d'huile désasphaltée.

2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le mélange de la charge d'hydrocarbures avec la première fraction de la charge de solvant introduite à 100-220°C dans la zone de décantation est obtenu par mélange des deux charges, chauffage subséquent jusqu'à 100-220°C puis envoi du mélange chauffé à la zone de - décantation, cet envoi étant réalisé à un nombre de Reynolds du mélange chauffé de 2.10^* à 10', et la durée depuis le début du chauffage jusqu'à l'entrée dans la zone de décantation étant de 5 secondes à 120 secondes.

3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l'étape (d) est effectuée en mélangeant la phase supérieure de l'étape (c) avec la charge d'hydrocarbures et la première fraction de charge de solvant de l'étape (a) avant chauffage du mélange des deux dernières charges, le mélange résultant étant ensuite chauffé jusqu'à 100-220°C et envoyé à la zone de décantation avec ledit nombre de REYNOLDS et ladite durée.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la portion supérieure de la zone de lavage, située au-dessus du point d'introduction de la phase lourde asphaltique, est à une température plus élevée que la portion inférieure, grâce à quoi on réduit la teneur en asphaltènes de la phase supérieure recueillie à l'étape (c).

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le chauffage du mélange, à l'étape (a), esf effectué dans un échangeur tubulaire, vertical et ledit mélange circule de haut en bas dans ledit échangeur.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la durée de l'étape - (a) est de 20 à 120 secondes et le nombre de REYNOLDS est de 5. 10' à 5. 10⁵.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la zone de décantation est de forme allongée, inclinée de 5 à 10°C par rapport à l'horizontale, dans le sens d'écoulement du mélange.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le rapport volumique solvant/phase asphaltique, dans la zone de lavage, est de 2/1 à 4/1, et la dite zone de lavage est en moyenne de section plus large au-dessus du point d'introduction de la phase lourde asphaltique qu'au-dessous de ce point.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le rapport volumique solvant/charge d'hydrocarbures à l'étape (a) est de 3/1 à 4/1.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le temps de séjour à chacune des étapes (b) et (c), est de 4 à 20 minutes.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel on opère en deux étages, la température moyenne du premier étage étant inférieure de 10 à 40°C à la température moyenne du second étage.

Dessins