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(11) | EP 0 291 408 B1 |
| (12) | FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) |
Procédé de vapocraquage dans une zone réactionnelle en lit fluide Dampfspaltungsverfahren in einer Wirbelschicht-Reaktionszone Steam cracking process in a fluidised-bed reaction zone |
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[0001] L'invention concerne un procédé amélioré de vapocraquage d'hydrocarbures dans une zone réactionnelle en lit fluide destiné à produire des oléfines légères, et plus particulièrement de l'éthylène et du propylène. Il concerne aussi un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé.
[0002] Le vapocraquage est apparu dès 1920 pour produire de l'éthylène à partir d'éthane, et est devenu rapidement un procédé de base de la pétrochimie, utilisant des charges de plus en plus lourdes, allant jusqu'au traitement de gazoles sous vide.
[0003] Son principe est basé sur l'instabilité à température élevée des paraffines et des naphtènes comparativement à celle des oléfines et des aromatiques. Les réactions principales sont la rupture d'une liaison C-C par un mécanisme de rupture homolytique pour conduire à une oléfine et à une paraffine, et la des- hydrogénation. Ces deux réactions sont endothermiques, et donc favorisées par une élévation de la température ; elles provoquent par ailleurs une augmentation du nombre de molécules, ce qui fait qu'elles sont favorisées par de faibles pressions partielles des hydrocarbures à traiter ; c'est la raison pour laquelle cette pression est réduite au maximum par addition de vapeur d'eau au milieu réactionnel.
[0004] Cependant, on a rapidement remarqué que le maintien d'une charge hydrocarbonée à une température supérieure à 800°C pendant une durée de l'ordre de quelques dixièmes de secondes conduisait à la formation rapide de dépôts de coke, qui est préjudiciable à plusieurs titres : diminution du transfert thermique entre le réacteur et la charge à craquer, élévation importante de la température de peau du réacteur, diminution du diamètre utile du réacteur entraînant une augmentation de la perte de charge à l'intérieur du réacteur, ce qui conduit à l'arrêt de l'unité pour procéder à une opération de décokage.
[0005] La formation du coke est due à des réactions secondaires telles que la formation d'hydrocarbures aromatiques polycycliques condensés, ainsi qu'à la polymérisation des oléfines formées.
[0006] Cette dernière réaction provient de la tendance que présentent les oléfines à se polymériser lorsque la température est de l'ordre de 500 à 600 °C ; aussi est on-amené, pour diminuer l'importance de cette réaction secondaire, à procéder à un refroidissement rapide (souvent nommé "trempe") des effluents de la réaction de façon à les amener rapidement de la température où s'effectue la pyrolyse à une température inférieure à 500 °C, généralement grâce à un échangeur indirect de chaleur.
[0007] On a de plus remarqué que la polymérisation des oléfines était favorisée par la présence de nickel à la surface des parois métalliques de l'échangeur de chaleur, qui agit comme un catalyseur hétérogène de polymérisation (M. DENTE et coll., "Fouling of transferline exchangers in ethylene plants", AICHE Meeting de Houston, Texas, 30 Mars 1983).
[0008] Les études thermodynamiques et cinétiques des réactions de pyrolyse d'hydrocarbures conduisent donc, afin d'augmenter la sélectivité de la réaction vers la production d'oléfines, à intervenir sur les paramètres suivants :
- augmentation rapide de la température de la charge jusqu'à la température optimale de pyrolyse pour une charge donnée, et maintien de cette température la plus constante possible dans la zone réactionnelle,
- diminution du temps de séjour de la charge dans la partie réactionnelle,
- diminution de la pression partielle de la charge hydrocarbonée,
- trempe rapide et efficace des effluents de la réaction pour éviter les réactions secondaires du type polymérisation d'oléfines.
[0009] Sur le plan de la technologie, ces impératifs ont rapidement conduit à un schéma général de procédé consistant en :
a) un préchauffage de la charge, diluée par de la vapeur d'eau,
b) un chauffage à haute température de ce mélange dans des fours tubulaires afin de limiter le temps de séjour des hydrocarbures au cours de cette phase de pyrolyse,
c) une trempe rapide des effluents de réaction.
[0010] L'évolution de la technologie a essentiellement porté sur les phases de pyrolyse (b) et de trempe (c), pour tenter de satisfaire aux impératifs cités ci-dessus et à la diversité des charges à traiter, qui s'étendent à l'heure actuelle de l'éthane aux gazoles sous vide.
[0011] L'évolution des fours de vapocraquage a essentiellement été axée vers l'obtention de temps de séjour plus réduits et de diminution de la perte de charge, ce qui a conduit les constructeurs à réduire la longueur des réacteurs tubulaires, donc à augmenter la densité de flux thermique, surtout vers le début du réacteur, côté alimentation en charge.
[0012] Par ailleurs, pour minimiser les phénomènes de corrosion, les fours doivent être chauffés à partir de combustibles de très bonne qualité contenant peu de soufre, par exemple gaz naturel ou fuel-gaz produit par le vapocraquage lui-même, ce qui contribue à augmenter le prix de revient du procédé.
[0013] En ce qui concerne la trempe des produits de réaction effluents, la technologie s'est orientée vers des échangeurs de température disposés sur les lignes de transfert des effluents de la réaction de pyrolyse (échangeurs nommés TLX, "transfer line exchanger" décrits par exemple dans le brevet US 4097544).
[0014] Le but de ces échangeurs est de réaliser le plus rapidement possible l'abaissement brutal des gaz effluents des réacteurs de pyrolyse à des températures auxquelles les réactions secondaires du type polymérisation d'oléfines ne se produisent pas.
[0015] Cependant, la température à laquelle est porté l'effluent à la sortie de l'échangeur de trempe varie en fonction de la charge vapocraquée. Par exemple, lorsque l'on traite des gazoles sous vide à caractère aromatique, il se trouve, parmi les effluents de vapocraquage une quantité assez importante de fuel-oils polyaromatiques condensés qui ne peuvent être refroidis brutalement à basse température sans que ce- là ne produise un encrassement excessif de l'échangeur, susceptible de limiter la durée de marche du four. Dans ce cas particulier, on préfère généralement procéder au refroidissement en deux étapes, la première étant effectuée par trempe indirecte dans l'échangeur de trempe jusqu'à une température de l'ordre de 450-500 °C, la seconde étape étant constituée par un refroidissement direct par introduction de liquides froids dans les effluents de l'échangeur.
[0016] Les constructeurs d'échangeurs de type "TLX" se sont efforcés de réduire le volume mort existant entre les sorties des réacteurs tubulaires et les entrées des effluents dans l'échangeur de trempe, sans y parvenir totalement, ce qui est préjudiciable à une trempe rapide. Par ailleurs, ces échangeurs sont construits en acier réfractaire contenant du nickel qui est un catalyseur de polymérisation des oléfines.
[0017] Aucune des techniques pour procéder au vapocraquage d'hydrocarbures n'est à notre connaissance, pleinement satisfaisante, en particulier, aucune ne permet, même avec des alliages spéciaux pour la construction des fours tubulaires par exemple INCOLOY 800 H, de dépasser une température de réaction de 1100 °C environ et donc de porter très rapidement les charges à des températures où le craquage thermique s'effectue dans de bonnes conditions. De plus, il est connu que l'apport calorifique maximum doit être réalisé dans la zone du réacteur tubulaire où se produisent les réactions endothermiques de craquage des liaisons C-C et de déshydrogénation, ce qui n'est pas effectué de façon satisfaisante dans les procédés existants.
[0018] Par ailleurs, la nécessité de maintenir un flux thermique élevé a conduit à la diminution de la section des tubes de pyrolyse, ce qui impose une diminution de leur longueur si l'on veut conserver une perte de charge acceptable. De plus, aucun des procédés actuels ne permet d'obtenir une température approximativement constante tout au long de la zone réactionnelle ; d'autre part, l'hétérogénéité des flux thermiques entraîne des écarts de température importants à la circonférence de chaque tube.
[0019] Dans le domaine des procédés de vapocraquage qui ne mettent pas en oeuvre des réacteurs tubulaires, fart antérieur peut être illustré par exemple par le brevet US 4411769 où il est suggéré de chauffer, dans un procédé intégré de cokage et de vapocraquage, la phase gazeuse provenant du cokage avec des particules très chaudes de coke à une température suffisante pour fournir l'énergie endothermique dans la réaction de vapocraquage.
[0020] Il peut aussi être illustré par le brevet US 4,370,303 qui décrit un procédé de vapocraquage où une charge est craquée en présence de vapeur d'eau par contact avec des particules de solides chaudes dans une première partie d'une zone réactionnelle, l'effluent obtenu est ensuite séparé des particules chaudes dans une zone de séparation primaire puis dans une zone de séparation de type cyclone.
[0021] Il est ensuite soumis à une trempe par contact avec des particules froides dans une deuxième partie de la zone réactionnelle distincte et séparée de la première partie.
[0022] Mais l'étape de mise en contact des particules chaudes et de la charge, l'étape de séparation primaire et l'étape de séparation par cyclone s'effectuent dans des enceintes différentes, ce qui est coûteux en ingéniérie et ce qui allonge substantiellement le temps total de séjour de l'effluent avant d'être refroidi, sans compter celui relatif aux passages dans les lignes de transfert d'une enceinte à une autre.
[0023] L'arrière-plan technologique est par ailleurs illustré par les brevets EP-A-0.154.385, GB-A-709.583, US-A-2.846.360, FR-2.576.546 et EP-A-0.226.483.
[0024] L'objet de la présente invention est de proposer un procédé remédiant à ces divers inconvénients et permettant le vapocraquage d'un hydrocarbure - ou d'un mélange d'hydrocarbures -, comprenant au moins deux atomes de carbone, conduisant à des rendements améliorés en éthylène et en propylène par rapport aux procédés existants.
[0025] Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de vapocraquage dans une zone réactionnelle en lit fluide d'une charge hydrocarbonée à deux atomes de carbone au moins par molécule, comprenant un étage de chauffage de ladite charge dans une première partie de ladite zone réactionnelle par mise en contact avec des premières particules de solides chaudes, cet étage de chauffage délivrant un premier effluent gazeux. Le procédé comprend en outre un étage de refroidissement dudit effluent par mise en contact avec des secondes particules de solides de refroidissement (ou particules froides) dans une deuxième partie de ladite zone réactionnelle. Ce procédé est caractérisé en ce que ladite première partie de la zone réactionnelle comprend au moins une enceinte ayant un axe central et une périphérie interne, en ce que l'on fait circuler un mélange de ladite charge au moins en partie sous forme vaporisée avec de la vapeur d'eau à la périphérie interne de ladite enceinte dans laquelle est établi un contact entre ledit mélange et lesdites premières particules de solides, chauffées à une température T1 comprise entre 500 et 1800 °C, ledit mélange et lesdites particules de solides chaudes circulant globalement à co-courant de haut en bas ou de bas en haut, en ce que, à l'issue d'un brassage entre au moins les particules de solides chaudes et ledit mélange, on sépare dans ladite enceinte lesdites particules d'au moins une partie dudit premier effluent gazeux résultant dudit brassage, on envoie, au moins en partie ledit effluent dans la deuxième partie de ladite zone réactionnelle débouchant dans ladite enceinte sensiblement selon son axe central, on établit un contact entre ledit efftuent et lesdites secondes particules de solides de refroidissement que l'on fait circuler dans ladite deuxième partie de la zone réactionnelle et qui sont à une température T2 au plus égale à 800 °C, ladite température T2 étant inférieure à la température T1, on sépare lesdites secondes particules d'un second effluent de vapocraquage résultant de la mise en contact dudit premier effluent et desdites secondes particules de solides, et on recueille ledit effluent de vapocraquage.
[0026] Le procédé selon l'invention présente l'avantage de porter le mélange à la température optimale de vapocraquage dans un minimum de temps, de maintenir cette température la plus constante possible dans l'enceinte durant un très court instant et de réaliser une trempe rapide et efficace des effluents de vapocraquage. La densité de flux thermique est très élevée dans la mesure où l'on a un contact direct gaz- particules, et ce, sur une très grande surface, qui est la surface totale de toutes les particules.
[0027] Par ailleurs, le degré de turbulence élevé inhérent à l'hydrodynamique de l'enceinte (cyclone à section en général sensiblement circulaire à écoulement hélicoïdal avec ou sans retournement de la spirale) permet d'atteindre des coefficients de transferts très importants qui favorisent le flash thermique de la charge et une efficacité de séparation élevée ; en général de 0,05 à 0,5 % du débit de particules chaudes est récupéré par la zone de refroidissement. Ce type d'enceinte où s'effectuent diverses étapes selon le procédé permet de contrôler et de limiter à des temps très courts le séjour des produits vapocraqués, minimisant ainsi les réactions parasites de vapocraquage. Il permet en outre une mise en contact très rapide des effluents avec les particules destinées à la trempe, qui ainsi réalisé selon un profil à échelon et non pas en escalier comme dans l'art antérieur (US 4,370,303).
[0028] Selon un premier mode de mise en oeuvre du procédé, les premières particules de solides chaudes destinées au chauffage du mélange et les secondes particules de solides, froides, destinées au refroidissement de l'effluent de vaporcaquage peuvent circuler à co-courant de haut en bas ou de bas en haut ; dans ce premier cas (voir figure 1 ci-après) la zone de refroidissement est adaptée à une circulation descendante des particules froides et de l'effluent gazeux et dans le second cas, la zone de refroidissement est adaptée à une circulation ascendante, la zone de refroidissement et la zone de mise en contact des particules de solides chaudes avec le mélange étant généralement à des pôles verticalement opposés de l'enceinte.
[0029] Selon un second mode de mise en oeuvre du procédé, les premières particules de solides chaudes et les secondes particules froides peuvent circuler à contre-courant. Par exemple, (voir figure 2 ci-après), les particules de solides chaudes et le mélange circulent en descendant d'abord puis les effluents gazeux et les particules froides suivent un parcours montant dans la zone de refroidissement ; ou bien les particules de solides chaudes et le mélange peuvent monter dans l'enceinte tandis que les effluents gazeux et les particules froides catalytiques suivent un parcours descendant dans la zone de refroidissement. Dans les deux cas de circulation à contre-courant, la zone de refroidissement et la zone de mise en contact du mélange avec les particules de solides chaudes sont généralement situées sensiblement à une même extrémité de l'enceinte.
[0030] En règle générale, les premières particules de solides chaudes et les secondes particules de solides froides sont sensiblement inertes. Elles ont une granulométrie en général comprise entre environ 20 et 2000 micromètres, de préférence comprise entre environ 50 et 300 micromètres (1 micromètre = 10-6 m) et une masse volumique comprise environ entre 500 et 6000 kg/m3 et de préférence entre environ 1500 et 3000 kg/m3. Ces particules chaudes ou froides sont avantageusement les mêmes, ce qui présente l'avantage de ne pas poser de problème de contamination d'une population d'une boucle par celle d'une autre boucle.
[0031] Les particules de solides destinées au chauffage ou au refroidissement présentent en général une surface spécifique inférieure à 100 m2/g (méthode dite BET en utilisant l'absorption d'azote), préférentiellement inférieure à 50 m2/g et de manière encore plus préférée, inférieure à 30 m2/g. Elles ont une activité catalytique faible (inférieure par exemple à environ 10%, la valeur 100% correspondant arbitrairement à l'activité moyenne habituelle d'un catalyseur de craquage). Elles sont d'un coût faible et il est donc recommandé d'en rejeter une partie de temps en temps, et de les remplacer par une même quantité plus fraiche, s'il s'avère qu'elles sont à la longue polluées.
[0032] Les particules de solides, chaudes ou froides, sont généralement choisies dans le groupe formé par la calcite, la dolomie, le calcaire, la bauxite, la baryte, la chromite, la magnésie, la perlite, l'alumine et la silice de faible surface spécifique.
[0033] Cependant, selon un mode particulièrement avantageux les particules froides peuvent contenir une quantité d'un catalyseur représentant de 2 à 95%, de préférence de 10 à 50 % et plus particulièrement de 12 à 45 % en poids de la fraction totale de particules froides, ce qui permet de contrôler et d'augmenter la sélectivité en un produit désiré, en propylène par exemple.
[0034] Par exemple, le catalyseur éventuellement ajouté aux particules destinées au refroidissement de la charge pourrait être choisi parmi les catalyseurs permettant de réaliser la métathèse d'une oléfine interne avec l'éthylène. Ces catalyseurs sont généralement à base de composés de molybdène, tungstène, vanadium, niobium, tantale ou rhenium déposés sur une matrice de silice, alumine, silice-alumine, oxyde de zirconium, oxyde de thorium etc... Ce catalyseur est adapté à la distribution finale des effluents de vapocraquage. Ces particules catalytiques peuvent avoir une granulométrie comprise entre environ 20 et 2000 micromètres et avantageusement entre 50 et 500 micromètres. Elles présentent habituellement une surface spécifique supérieure à 100 m2/g (méthode BET) et parmi celles-ci, celles qui ont une bonne stabilité thermique en présence de vapeur d'eau seront avantageusement utilisées.
[0035] La température des premières particules de solides de chauffage est habituellement comprise entre environ 500 et 1800 °C et avantageusement comprise entre environ 800 °C et 1300 °C tandis que la température des secondes particules de refroidissement est habituellement comprise entre environ 200 et 800 °C et avantageusement comprise entre 300 et 600 °C.
[0036] On pourra adapter la température des particules de refroidissement en présence d'un catalyseur pour que la température de réaction de l'effluent gazeux permette d'obtenir la sélectivité souhaitée, cette adaptation de température venant bien évidemment se superposer au réglage d'autres paramètres aussi importants que le rapport vapeur/charge ou la température de particules de chauffage.
[0037] Selon une caractéristique de l'invention, la mise en contact dudit mélange avec lesdites premières particules peut s'effectuer dans une zone de ladite enceinte située sensiblement en amont de l'entrée de la seconde partie de ladite zone réactionnelle, c'est-à-dire de la zone de refroidissement de l'effluent de vapocraquage.
[0039] On introduit lesdites premières particules chaudes dans un courant de vapeur d'eau adapté à engendrer une vitesse de particules de 10 à 80 m/s, avantageusement de 15 à 30 m/s et de façon à produire un écoulement hélicoïdal desdites premières particules de solides dans ladite enceinte. On injecte dans ladite enceinte une partie au moins de ladite charge en la pulvérisant ou en l'atomisant, si la charge est encore liquide après préchauffage, ou en l'introduisant par exemple par des buses si la charge est gazeuse, de façon que la vitesse de sortie de la charge soit comprise entre environ 10 et 150 m/s, avantageusement entre environ 50 et 100 m/s, la quantité de vapeur d'eau d'entraînement desdites premières particules étant telle que le rapport massique débit de vapeur d'eau par rapport au débit de charge est compris entre environ 0,1 et 2, de préférence entre environ 0,3 et 0,8. On laisse en contact dans ladite enceinte ledit mélange ainsi obtenu durant un temps de séjour compris entre environ 0,1 et 2 s à une température T3 comprise entre environ 500 et 1500°C, de préférence entre 700 et 1100°C.
[0040] On sépare lesdites premières particules dudit effluent gazeux, on envoie ledit effluent gazeux dans la deuxième partie de ladite zone réactionnelle dans laquelle on fait circuler lesdites secondes particules de refroidissement dans un courant de gaz vecteur (vapeur d'eau par exemple) adapté à engendrer une vitesse de particules d'environ 0,5 à 10 m/s et avantageusement de 2 à 5 m/s. On laisse en contact dans ladite seconde partie de la zone réactionnelle ledit effluent gazeux durant un temps de séjour compris entre environ 0,1 et 100 s à une température T4 comprise entre 300 et 600°C. On sépare desdites secondes particules ledit second effluent de vapocraquage, et on le recueille.
[0041] Par séparation des premières particules de l'effluent gazeux dans l'enceinte, on entend séparation classique et séparation par strippage. Le débit d'hydrocarbures entraîné par ces particules durant cette étape de séparation globale vers le régénérateur, peut représenter de 0,01 à 0,5 % du débit de la charge totale, ce qui est particulièrement avantageux.
[0042] Dans le cas d'un écoulement descendant de particules, on peut éventuellement se passer de gaz vecteur puisque les particules tombent d'abord par gravité puis sont ensuite entraînées par les effluents gazeux à refroidir.
[0043] Selon une autre caractéristique de l'invention, on peut procéder à au moins une régénération en lit fluidisé des premières particules de solides, ce qui a pour double effet de retirer au moins en partie le coke déposé sur ces particules lors de la réaction de vapocraquage et de réchauffer ces particules. Si nécessaire, on peut procéder à un réchauffage supplémentaire desdites particules par combustion d'un combustible auxiliaire introduit sensiblement à la base d'une première zone de régénération de façon à étager sa combustion tout le long de la zone. Cette régénération des premières particules s'effectue à une température comprise entre 500 et 1800 °C en présence d'oxygène ou d'un gaz comprenant de l'oxygène moléculaire, on sépare ensuite la majeure partie des gaz de combustion des particules régénérées, on recycle au moins en partie lesdites particules de solides régénérées dans ladite enceinte et au moins périodiquement on retire les particules de solides chaudes provenant de l'étape de régénération sans les renvoyer dans ladite enceinte.
[0044] Dans un autre mode de réalisation préféré, on peut effectuer ladite régénération et ledit réchauffage desdites premières particules, en au moins deux étapes, la première dans une zone tubulaire sensiblement verticale et allongée dont le rapport UD (où L est la longueur du tube et D son diamètre) est compris entre 20 et 400, à une température T5 comprise entre 500 et 1500 °C au moyen d'un gaz vecteur à base d'oxygène ou d'un gaz comprenant de l'oxygène moléculaire, suivie d'une seconde régénération de particules de chauffage et éventuellement de la fin de la combustion du combustible auxiliaire, dans une seconde zone au moyen d'un gaz vecteur à base d'oxygène au d'un gaz comprenant de l'oxygène moléculaire à une température T6 comprise entre environ 700 et 1800 °C, T6 étant supérieure à T5.
[0045] Selon une autre caractéristique de l'invention, on refroidit en général à une température comprise entre environ 200 et 800 °C, lesdites secondes particules froides qui ont été réchauffées par le contact avec l'effluent gazeux, dans au moins une zone de refroidissement en lit fluidisé située en aval de ladite enceinte, par exemple dans la zone tubulaire de refroidissement et/ou dans la zone de séparation des effluents de vapocraquage des particules.
[0046] Comme combustible susceptible d'amener les particules de solides chaudes à une température suffisante, on peut utiliser des combustibles présentant par exemple des points d'ébullition initiaux de l'ordre de 400°C en particulier des fuels lourds, des résidus atmosphériques, des résidus sous vide ou des asphaltes, c'est-à-dire des combustibles pouvant contenir des hétéroatomes comme du soufre, de l'azote et des métaux lourds et ayant un très bas prix, ce qui est un avantage particulièrement intéressant par rapport au système de chauffage classique des procédés de vapocraquage par des combustibles de bonne qualité adaptés à miniminer la corrosion des réacteurs chimiques tubulaires de chauffage. On pourra utiliser éventuellement des cokes de pétrole, des charbons ou des produits apparentés : lignite, tourbe etc... ainsi que leurs mélanges.
[0047] Dans le cas où la température des particules le permet et en particulier lorsque la température de régénération dans la zone de stockage est inférieure à 1000°C, on peut introduire en même temps que le combustible, un adsorbant de façon à réaliser la désulfuration in situ des effluents de combustion. Ce peut être un composé comprenant du calcium tel que du calcaire, de la dolomie, de la calcite, seul ou associé à d'autres particules inertes.
[0048] Les charges hydrocarbonées utilisables dans le cadre de l'invention comprennent en général des hydrocarbures aliphatiques saturés, tel que l'éthane, des mélanges d'alcanes ou des coupes pétrolières telles que les naphtas, les gazoles atmosphériques et les gazoles sous vide, ces derniers pouvant présenter un point final de distillation de l'ordre de 570°C. Les coupes pétrolières peuvent avoir, le cas échéant, subi un prétraitement tel que, par exemple, un hydrotraitement. On pourra également utiliser une charge comprenant du pétrole brut. La charge peut être préchauffée avant d'être mise en contact avec les particules, par exemple à 250°C.
[0049] L'invention concerne aussi le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Il comprend (voir figure 1 commentée ci-après) :
- au moins une enceinte (7) du type cyclone, comprenant un axe central et une périphérie interne,
- des moyens d'entrée (4) (3b fig. 4) d'une charge hydrocarbonée liquide ou gazeuse situés soit en amont et reliés à ladite enceinte soit dans l'enceinte, lesdits moyens d'entrée contenant des moyens de pulvérisation ou d'atomisation (50 fig.4) de ladite charge vers l'entrée de ladite enceinte lorsqu'elle est liquide ou des moyens d'introduction classiques tels que des buses lorsque la charge est gazeuse,
- des moyens d'entrée (2) de vapeur d'eau en amont desdits moyens d'entrée de la charge adaptés à entraîner lesdites premières particules chaudes dans ladite enceinte (7),
- des moyens d'entrée (6) des premières particules de solides chaudes conférant à ces particules un mouvement hélicoïdal à la périphérie interne de ladite enceinte (7) dans la direction de l'écoulement résultant de la charge et de la vapeur d'eau,
- des moyens de séparation (7b, 23) des particules de solides d'une part et d'un premier effluent gazeux d'autre part dans ladite enceinte (7),
- des moyens de transport (25) des premières particules de solides connectés auxdits moyens de séparation vers au moins un moyen de régénération (26) et éventuellement de réchauffage (29) desdites particules de solides,
- des moyens de stockage (27) et de recyclage (31,32) desdites particules de solides connectées auxdits moyens de régénération (26) et éventuellement de réchauffage (29) vers ladite enceinte (7),
- des moyens d'entrée des secondes particules de solides froides (8a) dans ladite enceinte (7),
- au moins un moyen d'entrée (9) dudit effluent gazeux et des secondes particules de solides froides dans un réacteur de refroidissement qui est un colonne (8) de forme allongée, tubulaire et sensiblement verticale débouchant à l'intérieur de ladite enceinte sensiblement selon son axe central, avec circulation à co-courant du premier effluent gazeux et des secondes particules de solides froides soit de haut en bas ("dropper") soit de bas en haut ("riser"),
- des moyens de séparation par strippage (stripping) (10, 11) d'un second effluent de vapocraquage et des particules de solides froides, à l'extrémité de la colonne opposée à l'extrémité par laquelle ont été introduits ledit effluent gazeux et les particules de solides froides,
- des moyens de refroidissement (12) desdites secondes particules froides dans ladite colonne et/ou dans lesdits moyens de séparation (10, 11),
- des moyens de sortie (15) du second effluent de vapocraquage reliés auxdits moyens de séparation (10, 11).
- des moyens de transport (16) des secondes particules de solides froides connectés auxdits moyens de séparation vers un moyen de stockage (18), et
- des moyens de recyclage (22) desdites secondes particules au moins en partie vers ledit réacteur de refroidissement.
[0050] Selon une variante de l'appareil, la zone de refroidissement par exemple la zone ascendante (ou riser) comprend une partie supérieure de diamètre R contenant lesdits moyens de refroidissement et une partie inférieure de diamètre r débouchant dans l'enceinte sensiblement selon son axe central, telles que le rapport R/r soit compris entre environ 1 et 10. Cette configuration présente l'avantage de limiter la consommation de vapeur nécessaire à l'entraînement des particules jusqu'à l'entrée dans le réacteur de refroidissement, de permettre l'implantation de surfaces d'échange dans le réacteur, ce qui permet un refroidissement homogène de l'effluent de vapocraquage et des secondes particules dans une même zone et enfin de limiter l'entraînement des secondes particules hors du réacteur de refroidissement, ce qui évite d'avoir à réaliser un recyclage important.
[0051] L'invention sera mieux comprise par la description de quelques modes de réalisation, donnés à titre illustratif mais nullement limitatif qui en sera faite ci-après à l'aide des figures annexées :
la figure 1 représente un mode de réalisation du procédé de vapocraquage selon l'invention où un mélange de la charge et de la vapeur d'eau, et des premières particules de solides chaudes circulent globalement ensemble de haut en bas dans le même sens, à co-courant des secondes particules de solides adaptées au refroidissement de l'effluent de vapocraquage,
la figure 2 représente un autre mode de réalisation où la circulation dans le même sens de haut en bas du mélange ci-dessus et des premières particules est à contre courant des secondes particules,
la figure 3 illustre une variante de la zone de refroidissement ascendante,
la figure 4 montre une vue longitudinale de la zone réactionnelle adaptée au refroidissement dans une colonne ascendante,
les figures 5 et 6 illustrent en coupe transversale suivant un plan AA' et un plan BB' de la figure 4 une vue au niveau de l'injection de la charge et des premières particules de solides, chaudes dans l'enceinte et une vue au niveau de l'entrée de l'effluent gazeux dans la zone de refroidissement,
la figure 7 illustre un autre mode d'admission des particules de solides froides dans la zone de refroidissement.
[0052] Dans la figure 1, les premières particules de solides, chaudes et sensiblement inertes qui sont issues de la zone de réchauffage sont introduites dans l'éjecteur 1, où elles sont mises en suspension et accélérées par un courant de vapeur d'eau, injectée par la ligne 2. La charge, préchauffée vers 250°C par exemple est véhiculée par la ligne 3 et introduite dans la suspension par un dispositif 4. Ce dispositif 4 peut être simplement constitué d'une couronne munie d'orifices d'introduction ou de pulvérisation et entourant le tube 5 où s'écoule la suspension vapeur-particules chaudes. Le réchauffage de manière très rapide de la charge par les particules chaudes jusqu'à la température de vapocraquage s'effectue en général dans la ligne 6 et la réaction de vapocraquage se développe essentiellement dans la partie supérieure 7a de l'enceinte 7 qui est un cyclone Uniflow, à section sensiblement circulaire, à passage direct, à écoulement hélicoïdal sans retournement de la spirale de gaz effluent. La température de réaction est maintenue sensiblement constante à ce niveau.
[0053] Dans cette même enceinte 7, les particules sont progressivement séparées des effluents gazeux par effet centrifuge et tombent par gravité dans la partie inférieure 7b du cyclone uniflow. Une ligne 23 amène la vapeur d'eau qui assure la désorption des hydrocarbures fixés sur les particules dans la partie inférieure 7b. Les effluents gazeux sensiblement exempts de particules chaudes, passent par des moyens d'entrée 9 comprenant au moins un orifice dans la partie supérieure d'une colonne de refroidissement descendante (ou dropper) 8 débouchant dans l'enceinte 7 sensiblement suivant l'axe de ladite enceinte.
[0054] Ces effluents gazeux sont rapidement mis en contact avec des secondes particules de solides froides, par exemple sensiblement inertes, alimentées à la partie supérieure 8a de la colonne descendante 8. Les effluents circulent à co-courant avec ces particules de solides froides dans la colonne 8.
[0055] Son extrémité inférieure débouche sur une enceinte 10 de séparation où se réalise la séparation effluent de vapocraquage-secondes particules, essentiellement par effet gravitaire et effet inertiel.
[0056] Ces particules tombent dans un lit fluidisé 11 situé à la partie basse de l'enceinte 10. Ce lit fluidisé est équipé de tubes échangeurs 12 connus en soi qui abaissent la température des particules. Il est fluidisé par de la vapeur amenée par la ligne 13 dans des conditions qui assurent un strippage efficace des hydrocarbures adsorbés sur les grains ou qui pourraient être entraînés par le courant de particules froides. Un cyclone 14 en liaison avec l'enceinte 10 assure une séparation efficace gaz-solides avant envoi des effluents de vapocraquage vers un traitement ultérieur par la ligne 15.
[0057] Les particules refroidies dont le débit est contrôlé par une vanne 22b sont ensuite remontées par le lift 16, alimenté en vapeur d'eau d'entraînement par la ligne 17 dans un silo de stockage 18, qui peut éventuellement opérer en lit fluidisé et être équipé lui aussi si nécessaire de surfaces d'échange en vue d'un refroidissement des particules plus poussé. Ces particules passent par un cyclone 19 qui assure la séparation particules-vapeur d'entraînement. Le silo de stockage 18 alimente le droppeur 8 par la ligne 20. Le contrôle du débit de solides de refroidissement est assuré par la vanne 22, ce qui permet notamment de modifier l'intensité de l'échange thermique.
[0058] Les premières particules de solides, chaudes, débarrassées des hydrocarbures de vapocraquage sont dirigées grâce à une vanne 32b, par la ligne 25 reliée à l'enceinte 7 vers la partie inférieure d'un ensemble de régénération et de réchauffage éventuel qui comprend un lift 26 et un lit fluidisé de stockage 27. Ce lift est une colonne tubulaire sensiblement verticale de rapport UD avantageusement compris entre 30 et 200. Il permet la combustion en partie du coke déposé ou des hydrocarbures de la charge qui n'ont pas été vapocraqués, assure ainsi la régénération des particules chaudes et en même temps, le réchauffage de ces particules.
[0059] Si la chaleur libérée par la combustion du coke déposé sur les particules n'est pas suffisante pour relever leur température à un niveau suffisant, il est possible d'amener un combustible auxiliaire par une conduite 29 à la base du lift 26 sensiblement au-dessus de la ligne d'arrivée des particules et de le brûler grâce à l'apport d'air de la ligne 28. Ce mode d'introduction du combustible permet de bien le mélanger avec les particules chaudes et d'assurer un étagement de la combustion qui est toujours bénéfique dans le cas de combustibles difficiles à brûler.
[0060] Le lift 26 débouche dans l'enceinte 27 où se terminent, en lit fluidisé, grâce à un apport d'air par la ligne 30, la combustion du coke déposé sur les grains et la combustion du combustible auxiliaire. Cette enceinte 27 assure également une fonction de stockage des particules avant leur introduction dans la zone de vapocraquage. Ce retour dans la zone de vapocraquage est assuré par la ligne 31. Le débit de solides de chauffage est contrôlé par la vanne 32. Les effluents de réchauffage et de régénération sont séparés des particules chaudes et évacués par la ligne 33 après être passés dans le cyclone 34 qui est relié à l'enceinte de stockage et de régénération.
[0061] La figure 2 illustre l'appareil selon le procédé de l'inventin où la colonne de refroidissement est ascendante.
[0062] Les références sur la figure 2 sont les mêmes que celles de la figure 1 et correspondent aux mêmes moyens.
[0063] La boucle de chauffage du mélange et de régénération des particules chaudes est strictement identique à celle de la figure 1.
[0064] L'effluent gazeux, après avoir été craqué dans la partie supérieure 7a de l'enceinte 7, est séparé des particules chaudes dans la partie inférieure 7b où s'effectue aussi le strippage des particules grâce à de la vapeur d'eau amenée par la ligne 23. Il pénètre dans la colonne de refroidissement 8 par les moyens d'entrée 9. Les secondes particules de solides de refroidissement arrivent par la ligne 46 de l'enceinte de stockage 10 dans la partie inférieure 8a de la colonne 8 qui débouche dans la partie basse de l'enceinte 7 selon l'axe de ladite enceinte. De la vapeur d'eau ou un recyclage d'hydrocarbures légers alimenté par la ligne 41 assure la fluidisation des particules dans la boucle de refroidissement. L'effluent gazeux est refroidi en grande partie dans la colonne 8 et pénètre dans l'enceinte de séparation et de stockage 10 où il est séparé des particules et en même temps désorbé des particules grâce à l'apport de vapeur d'eau amené par la ligne 13 qui maintient également la fluidisation. Un cyclone 14 relié à l'enceinte de stockage affine la séparation des effluents de vapocraquage qui sont recueillis par la ligne 15.
[0065] Un échangeur de chaleur 12 dans et/ou autour de l'enceinte de stockage 10 permet de retirer l'énergie thermique accumulée par les particules de refroidissement lors du refroidissement de l'effluent. Les particules sont ensuite recyclées par la ligne 46 et la vanne 22, cette dernière permettant de contrôler leur débit dans la colonne.
[0066] Une variante du dispositif selon l'invention (fig. 3) consiste à prévoir une conduite de refroidissement 8 ascendante où sa partie supérieure (définie à partir de la sortie de la colonne de l'enceinte (7) de diamètre R contient des moyens de refroidissement 42 (par exemple surfaces d'échanges pariétales décrites par exemple dans le brevet FR 2575546). Ce diamètre R est tel qu'il est dans un rapport R/r (r étant le diamètre de ladite colonne dans l'enceinte (7) compris de préférence entre 2 et 4. Dans ces conditions, la colonne 8 assure le refroidissement de l'effluent de vapocraquage ainsi que celui des particules de refroidissement. Il en résulte par la même occasion une simplification de l'appareillage car on évite d'avoir à manipuler des débits de particules de solides élevés dans la partie recyclage.
[0067] A la partie supérieure de la colonne 8, un cyclone 43 récupère les particules de solides entraînées par le courant d'hydrocarbures qui sont amenés dans le silo de stockage 45. L'effluent de vapocraquage est recueilli par la ligne 44 reliée au cyclone 43. Une étape complémentaire de strippage à la vapeur grâce à une ligne 47 dans le silo 45 permet de désorber les particules et de récupérer par une autre ligne (non représentée sur la figure) ces effluents désorbés.
[0068] Les particules sont ensuite recyclés par la ligne 46 dans la colonne de refroidissement 8 et leur débit est contrôlé par la vanne 22.
[0069] De manière générale, les pressions dans les différentes enceintes sont réglées de façon que la pression de l'enceinte 7 soit supérieure à la pression de la zone de refroidissement 8, ce qui limite le passage de particules de refroidissement, inertes et/ou catalytiques dans l'enceinte 7.
[0070] La figure 4 montre une vue plus détaillée du cyclone 7 au niveau de la zone supérieure 7a où s'effectue le vapocraquage par contact avec les particules de solides, chaudes et au niveau de la zone d'entrée de l'effluent gazeux dans la colonne de refroidissement ascendante. Suivant un mode de réalisation particulier, la charge éventuellement préchauffée peut arriver par la ligne 3b, est divisée et injectée grâce à au moins un niveau d'injecteurs 50 d'atomisation ou de pulvérisation dans le cas de charges liquides ou d'introduction classique dans le cas de charges gazeuses, qui sont connus de l'homme de l'art et qui sont disposés sur la paroi externe de la zone de refroidissement 8, par exemple cylindrique. Ces injecteurs peuvent être disposés suivant un cercle perpendiculaire à l'axe de la conduite ou suivant une hélice. Ces injecteurs sont généralement placés de façon à répartir la charge à vaporiser aussi uniformément que possible sur les solides chauds entrant dans le cyclone et qui circulent à grande vitesse suivant sa périphérie. La taille des gouttelettes lorsque la charge est liquide est généralement comprise entre 10 et 300 micromètres (10 et 300 x 10-6 m). La vitesse d'entrée dans le cyclone et la vitesse d'éjection de la charge sont habituellement réglées de telle façon que les gouttelettes soient sensiblement vaporisées avant qu'elles ne viennent percuter les solides chauds tapissant la paroi. Comme le montre la figure 5, les injecteurs peuvent être disposés dans la partie haute 7a du cyclone 7, de façon à envoyer la charge avantageusement dans le sens d'écoulement de la spirale sous un angle d'environ 0 à 80° par rapport au rayon du tube passant par l'injecteur et de préférence sous un angle d'environ 30 à 60°, à une vitesse variant généralement de 10 à 150 m/s, de préférence 30 à 80 m/s vers les particules de solides chaudes, qui débouchent tangentiellement dans le cyclone 7 à une vitesse en générale de 10 à 80 m/s, préférentiellement 20 à 40 m/s.
[0071] L'entrée des effluents gazeux dans la zone de refroidissement peut être aménagée sur au moins un niveau 9a et avantageusement sur au moins deux niveaux 9a et 9b du réacteur de refroidissement 8 afin que ces effluents soient mieux distribués sur les particules de refroidissement. La conduit 8a et le réacteur 8 sont de préférence construits de telle sorte que leur diamètre externe est sensiblement le même. Suivant un mode de réalisation préféré mais non limitatif et si l'on considère le sens d'écoulement des particules de refroidissement vers le haut, le diamètre interne de la conduite en aval du niveau 9a est supérieur à celui situé en amont de ce même niveau 9a et inférieur au diamètre situé en aval du niveau 9b. Cette disposition facilite la circulation à grande vitesse des particules de refroidissement et limite leur échappement dans le cyclone. Elle permet d'assurer également un meilleur contact des hydrocarbures avec les particules.
[0072] Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les ouvertures 9a, 9b sont taillées en biseau de telle sorte que les effluents conservent à l'entrée le mouvement circulaire et la grande vitesse qu'ils acquièrent dans le cyclone (figure 6) et elles sont avantageusement dirigées vers le bas pour favoriser le contact des deux phases.
[0073] On a représenté sur la figure 7 un autre mode d'admission des particules de refroidissement dans l'enceinte 7, qui peut s'appliquer sur la boucle de vapocraquage illustrée par la figure 1, c'est-à-dire dans des cyclones avec ou sans retournement de la spirale avec un réacteur de refroidissement 8 descendant
[0074] Selon la figure 7, la conduite d'arrivée 8 des particules de refroidissement traversant la partie supérieure du cyclone 7 sensiblement le long de son axe central est aménagée en son intérieur pour canaliser les particules vers la zone médiane 7b du cyclone où il est mis en contact avec les effluents gazeux. En effet, les particules froides tombent dans un lit 51 fluidisé par de la vapeur ou des hydrocarbures légers (C1 à C3) introduits par des distributeurs (sparged-tubes) 52. Il entre ensuite par débordement dans des goulottes 53 réparties uniformément sur la section du lit fluidisé, qui dirigent les particules de refroidissement vers les moyens d'entrée 9 du réacteur 8 dont l'extrémité supérieure est contenue dans le cyclone 7 sensiblement au niveau de la zone 7b.
[0075] L'orifice d'entrée 9a du réacteur 8 et l'orifice de sortie de la conduite 8a des particules de refroidissement ont préférentiellement une forme biseautée permettant une entrée à grande vitesse de vapeurs d'hydrocarbures sensiblement tangentielle à l'écoulement des particules. Cette disposition évite en majeure partie la dispersion des particules froides à l'extérieur de la zone de refroidissement. De plus, les particules s'écoulant par gravité des goulottes sont accélérées par les vapeurs des effluents qui pénètrent dans la zone réactionnelle à grande vitesse, ce qui favorise la mise en contact rapide et homogène des vapeurs avec les particules de refroidissement.
[0076] Les exemples qui suivent sont donnés à titre illustratif et montrent en particulier les possibilités de traitement catalytique des effluents dans la boucle de refroidissement.
Exemple 1 : Avec particules de refroidissement inertes.
[0077] On a réalisé le vapocraquage de butane. Les conditions opératoires et les résultats expérimentaux sont présentés dans le tableau ci-après.
Exempte 2 : Avec particules de refroidissement inertes et avec particules catalytiques.
[0078] On a réalisé le vapocraquage d'une même charge sensiblement dans les mêmes conditions expérimentales. On a ajouté des particules catalytiques aux particules de solides de refroidissement dans le but de réaliser la métathèse de l'éthylène et du butène 2 pour obtenir du propylène. Les conditions opératoires et les résultats expérimentaux sont présentés dans le tableau ci-après.
1 - Procédé de vapocraquage dans une zone réactionnelle en lit fluide d'une charge
hydrocarbonée à deux atomes de carbone au moins par molécule, comprenant un étage
de chauffage de ladite charge dans une première partie de ladite zone réactionnelle
par mise en contact avec des premières particules de solides chaudes, ledit étage
de chauffage délivrant un premier effluent gazeux, et comprenant en outre un étage
de refroidissement dudit effluent par mise en contact avec des secondes particules
de refroidissement dans une deuxième partie de ladite zone réactionnelle, caractérisé
en ce que ladite première partie de la zone réactionnelle comprend au moins une enceinte
ayant un axe central et une périphérie interne, en ce que l'on fait circuler un mélange
de ladite charge, au moins en partie sous forme vaporisée, avec de la vapeur d'eau
à la périphérie interne de ladite enceinte dans laquelle est établi un contact entre
ledit mélange et lesdites premières particules de solides, chauffées à une température
T1 comprise entre 500 et 1800 °C, ledit mélange et lesdites particules de solides circulant globalement à co-courant
de haut en bas ou de bas en haut, en ce que, à l'issue d'un brassage entre au moins
les particules de solides et ledit mélange, on sépare dans ladite enceinte lesdites
particules d'au moins une partie dudit premier effluent gazeux résultant dudit brassage,
on envoie, au moins en partie ledit effluent dans la deuxième partie de ladite zone
réactionnelle débouchant dans ladite enceinte sensiblement selon son axe central,
on établit un contact entre ledit effluent et les secondes particules de solides de
refroidissement que l'on fait circuler dans ladite deuxième partie de la zone réactionnelle
et qui sont à une température T2 au plus égale à 800 °C, ladite température T2 étant inférieure à la température T1, on sépare lesdites
secondes particules d'un second effluent de vapocraquage résultant de la mise en contact
dudit premier effluent et desdites secondes particules de solides, et on recueille
ledit effluent de vapocraquage.
2 - Procédé selon la revendication 1 dans lequel lesdites premières particules de
solides sont des particules sensiblement inertes et lesdites secondes particules peuvent
soit être sensiblement inertes soit contenir une quantité de particules catalytiques,
lesdites premières et secondes particules ayant une granulomètrie comprise entre environ
20 et 2000 micromètres et une masse volumique comprise entre environ 500 et 6000 kg/m3.
3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel la mise en
contact dudit mélange avec lesdites premières particules s'effectue dans une zone
de ladite enceinte située sensiblement en amont de l'entrée de la seconde partie de
ladite zone réactionnelle.
4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel on introduit
lesdites premières particules chaudes dans un courant de vapeur d'eau adapté à engendrer
une vitesse de particules de 10 à 80 m/s et de façon à produire un écoulement hélicoïdal
desdites premières particules de solides dans ladite enceinte, on injecte soit en
amont de l'enceinte soit dans ladite enceinte une partie au moins de ladite charge
de façon que la vitesse de sortie de la charge soit comprise entre 10 et 150 m/s,
la quantité de vapeur d'eau d'entraînement desdites premières particules étant telle
que le rapport massique débit de vapeur d'eau par rapport au débit de charge est compris
entre environ 0,1 et 2, on laisse en contact dans ladite enceinte ledit mélange ainsi
obtenu durant un temps de séjour compris entre environ 0,1 et 2,0 s à une température
T3 comprise entre environ 500 et 1500 °C, on sépare lesdites premières particules dudit effluent gazeux, on envoie ledit
effluent gazeux dans la deuxième partie de ladite zone réactionnelle dans laquelle
on fait circuler lesdites secondes particules de refroidissement dans un courant de
gaz vecteur adapté à engendrer une vitesse de particules de 0,5 et 10 m/s, on laisse
en contact dans ladite seconde partie de la zone réactionnelle ledit effluent gazeux
durant un temps de séjour compris entre environ 0,1 et 100 s à une température T4
comprise entre 300 et 600°C, on sépare desdites secondes particules ledit second effluent de vapocraquage, et
on recueille ledit second effluent de vapocraquage.
5 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel on procède au moins à
une régénération des premières particules de solides et éventuellement à au moins
un réchauffage desdites particules par combustion d'un combustible auxiliaire en lit
fluidisé à une température comprise entre 500 et 1800 °C, en présence d'oxygène ou d'un gaz comprenant de l'oxygène moléculaire, on sépare
la majeure partie des gaz de combustion des particules régénérées, on recycle au moins
en partie lesdites particules de solides régénérées dans ladite enceinte et au moins
périodiquement on retire les premières particules de solides provenant de l'étape
de régénération sans les envoyer dans ladite enceinte.
6 - Procédé selon la revendication 5 dans lequel on effectue ladite régénération et
ledit réchauffage en au moins deux étapes, la première dans une zone tubulaire sensiblement
verticale et allongée dont le rapport UD (où L est la longueur du tube et D son diamètre)
est compris enre 20 et 400, à une température T5 comprise entre 500 et 1500 °C au moyen d'un gaz vecteur à base d'oxygène ou d'un gaz comprenant de l'oxygène moléculaire,
suivie d'une seconde régénération et éventuellement de la fin de la combustion du
combustible auxiliaire, dans une seconde zone au moyen d'un gaz vecteur à base d'oxygène
ou d'un gaz comprenant de l'oxygène moléculaire à une température T6 comprise entre
environ 700 et 1800 °C, T6 étant supérieure à T5.
7 - Procédé selon l'une des revendications 5 à 6 dans lequel on introduit ledit combustible
sensiblement à la base de la zone tubulaire.
8 - Procédé selon l'une des revendications 5 à 7 dans lequel ledit combustible est
choisi dans le groupe formé par les fuels lourds, les résidus atmosphériques et/ou
sous vide, les asphaltes, les cokes de pétrole, les charbons, les tourbes, les lignites
et leurs mélanges.
9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel les particules de solides
sont choisies dans le groupe formé par la calcite, la dolomie, le calcaire, la bauxite,
la baryte, la chromite, la magnésie, la perlite, l'alumine et la silice de faible
surface spécifique.
10 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel on refroidit lesdites
secondes particules dans au moins une zone de refroidissement, en lit fluidisé, située
en aval de ladite enceinte de refroidissement, à une température comprise entre environ
200 et 800 °C, et on recycle lesdites particules froides au moins en partie dans ladite enceinte.
11 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 dans lequel la température des
premières particules de solides chaudes est comprise entre environ 500 et 1800°C et celle des secondes particules de solides froides est comprise entre environ 200
et 800 °C.
12 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 dans lequel lesdites
premières particules de solides et ledit mélange circulent globalement ensemble soit
à co-courant, soit à contre courant desdites secondes particules.
13 - Procédé selon l'une quelconque des revendications dans lequel lesdites secondes
particules froides renferment en outre un catalyseur ayant une matrice choisie parmi
la silice, l'alumine, la silice-alumine, l'oxyde de zirconium, l'oxyde de thorium
et contenant des composés de molybdène, tungstène, vanadium, niobium, tantale ou rhénium,
ledit catalyseur représentant 2 à 95% en poids des secondes particules froides.
14 - Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé
en ce qu'il comprend (fig. 1 ) :
- au moins une enceinte (7) du type cyclone, comprenant un axe central et une périphérie interne,
- des moyens d'entrée (4), (3b,50,fig. 4) d'une charge hydrocarbonée (3) liquide ou gazeuse situés soit en amont et reliés à ladite enceinte, soit dans ladite enceinte,
- des moyens d'entrée (2) de vapeur d'eau en amont desdits moyens d'entrée de la charge, adaptés à entraîner lesdites premières particules chaudes dans ladite enceinte (7),
- des moyens d'entrée (6) des premières particules de solides chaudes conférant à ces particules un mouvement hélicoïdal à la périphérie interne de ladite enceinte (7) dans la direction de l'écoulement résultant de la charge et de la vapeur d'eau,
- des moyens de séparation (7b, 23) des particules de solides d'un premier effluent gazeux dans ladite enceinte (7),
- des moyens de transport (25) des premières particules de solides connectés auxdits moyens de séparation vers au moins un moyen de régénération (26) et éventuellement de réchauffage (29) desdites particules de solides,
- des moyens de stockage (27) et de recyclage (31,32) desdites particules de solides connectées auxdits moyens de régénération (26) et éventuellement de réchauffage (29) vers ladite enceinte (7),
- des moyens d'entreé des secondes particules de solides de refroidissement ou froides (8a) dans ladite enceinte (7),
- au moins un moyen d'entrée (9) dudit effluent gazeux et des secondes particules de solides froides dans un réacteur de refroidissement qui est une colonne (8) de forme allongée, tubulaire et sensiblement verticale débouchant à l'intérieur de ladite enceinte sensiblement selon son axe central, avec circulation à co-courant de l'effluent gazeux et des secondes particules de solides froides soit de haut en bas ("dropper") soit de bas en haut ("riser"),
- des moyens de séparation par strippage (stripping) (10, 11) d'un second effluent de vapocraquage et des particules de solides froides, à l'extrémité de la colonne opposée à l'extrémité par laquelle ont été introduits ledit effluent gazeux et les particules de solides froides,
- des moyens de refroidissement (12) desdites secondes particules froides dans ladite colonne et/ou dans lesdits moyens de séparation (10, 11),
- des moyens de sortie (15) du second effluent de vapocraquage reliés auxdits moyens de séparation (10, 11 ),
- des moyens de transport (16) des secondes particules de solides froides connectées auxdits moyens de séparation vers un moyen de stockage (18), et
- des moyens de recyclage (20,22) desdites secondes particules au moins en partie vers ledit réacteur de refroidissement.
15 - Appareil selon la revendication 14 dans lequel ledit moyen de régénération (26)
comprend une colonne allongée tubulaire contenant à sa base des moyens d'injection
(29) d'un combustible auxiliaire.
16 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 14 à 15 dans lequel les moyens
d'entrée des premières particules de solides sont situés dans la partie supérieure
(7a) de l'enceinte (7) et dans lequel la colonne 8 est adaptée à la circulation ascendante
de l'effluent gazeux et des secondes particules de solides froides.
17 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 14 à 15 dans lequel les moyens
d'entrée des premières particules de solides sont situés dans la partie supérieure
(7a) de l'enceinte et dans lequel la colonne (8) est adaptée à la circulation descendante
de l'effluent gazeux et des secondes particules de solides froides.
18 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 14 à 16 dans lequel la colonne
(8) (figure 3) comprend une partie supérieure de diamètre R contenant lesdits moyens
de refroidissement (12) et une partie inférieure de diamètre r débouchant dans ladite
enceinte (7) tel que le rapport R/r soit compris entre environ 1 et 10 et de préférence
entre environ 2 et 4.
1. A process for the steam cracking, in a fluid bed reaction zone, of a hydrocarbon
charge containing at least two carbon atoms per molecule, comprising a step of heating
said charge in a first part of said reaction zone by contact with first hot solid
particles, said heating step giving a first gas effluent, and further comprising a
step of cooling said effluent by contact with second cooling particles in a second
part of said reaction zone, characterized in that said first part of the reaction
zone comprises at least one enclosure having a central axis and an internal periphery,
in that a mixture of said charge, at least partly vaporized, is circulated with steam
at the internal periphery of said enclosure, wherein said mixture is contacted with
said first solid particles heated to a temperature T1 from 500 to 1800°C, said mixture and said solid particles circulating co-currently as a whole, downwardly
or upwardly, in that, after stirring of at least the solid particles with said mixture,
said particles are separated in said enclosure from a least a portion of said first
gas effluent resulting from said stirring, at least a part of said effluent is fed
to the second part of said reaction zone opening into said enclosure substantially
along its central axis, said effluent is contacted with said second cooling solid
particles which are circulated through said second part of the reaction zone and whose
temperature T2 is at most 800°C, said temperature T2 being lower than temperature T1, said second particles are separated from a second steam-cracking effluent resulting
from the contact of said first effluent with said second solid particles, and the
steam-cracking effluent is recovered.
2. A process according to claim 1, wherein said first solid particles are substantially
inert particles and said second particles may be either substantially inert or may
contain a certain amount of catalyst particles, the size of said first and second
particles being from about 20 to 2 000 microns and their density from about 500 to
6 000 kg/m3.
3. A process according to any one of claims 1 and 2, wherein said mixture is contacted
with said first particles in a zone of said enclosure located substantially upstream
the inlet of the second part of said reaction zone.
4. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein said first hot particles
are introduced into a stream of steam adapted to impart thereto a particle flow velocity
from 10 to 80 m/s, so as to produce an helical flow of said first solid particles
in said enclosure, at least a part of said charge is introduced either upstream the
enclosure or in the enclosure so that the output velocity of the charge be in the
range from 10 to 150 m/s, the amount of steam carrying said first particles being
such that the ratio by weight of the steam flow rate to the charge flow rate be from
about 0.1 to 2, the obtained mixture being maintained in contact with said first particles
in said enclosure for a residence time from about 0.1 to 2.0 s at a temperature T3 from about 500 to 1 500°C, said first particles are separated from said gas effluent which is fed to the second
part of said reaction zone wherein said second cooling particles are circulated in
a stream of carrying gas adapted to impart to the particles a velocity from 0.5 to
10 m/s, said gas effluent being maintained in contact with said second cooling particles
in said second part of the reaction zone for a residence time of 0.1-100 s, at a temperature
T4 from 300 to 600°C, said second particles being separated from said second steam-cracking effluent,
which is recovered.
5. A process according to one of claims 1 to 4, wherein said first solid particles
are subjected to at least one regeneration and optionally to at least one heating,
by means of an auxiliary fuel in fluidized bed at a temperature from 500 to 1800°C, in the presence of oxygen or of a molecular oxygencontaining gas, the major part
of the regenerated particle combustion gas is separated, at least a part of said regenerated
solid particles is recycled to said enclosure and the first solid particles originating
from the regeneration step are at least periodically withdrawn without being fed to
said enclosure.
6. A process according to claim 5, wherein said regeneration and said heating operations
are performed in at least two steps , the first step in a substantially vertical elongate
tubular zone whose L/D ratio (L being the tube length and Dits diameter) ranges from
20 to 400, at a temperature Ts from 500 to 1 500°C , by means of a carrying gas essentially comprising oxygen or of a molecular oxygen-containing
gas and the second step, of regeneration and optionally of completion of the auxiliary
fuel combustion, in a second zone by means of a carrying gas essentially comprising
oxygen or of a molecular oxygen-containing gas at a temperature T6 higher than T5 and ranging from about 700 to 1 800°C.
7. A process according to claim 5 or 6, wherein said fuel is introduced substantially
at the bottom of the tubular zone.
8. A process according to one of claims 5 to 7, wherein said fuel is selected from
the group of heavy fuels, straight-run and/or vacuum residues, asphalts, oil cokes,
coals, peats, lignites and mixtures thereof.
9. A process according to one of claims 1 to 8, wherein the solid particles are selected
from the group formed of calcite, dolomite, limestone, bauxite, barium hydroxide,
chromite, magnesia, perlite, alumina and silica of low specific surface.
10. A process according to one of claims 1 to 9, wherein said second particles are
cooled in fluidized bed in at least one cooling zone, located downstream said cooling
enclosure, at a temperature from about 200 to 800°C, at least a part of said cold particles being recycled to said enclosure.
11. A process according to one of claims 1 to 10, wherein the temperature of the first
hot solid particles ranges from about 500 to 1 800°C and that of the second cold solid particles from about 200 to 800°C.
12. A process according to any one of claims 1 to 11, wherein said first solid particles
and said mixture circulate together as a whole either co-currently or counter-currently
of said second particles.
13. A process according to any one of the preceding claims, wherein said second cold
particles further contain a catalyst having a matrix selected from silica, alumina,
silica-alumina zirconium oxide, thorium oxide and containing compounds of molybdenum,
tungsten, vanadium, niobium, tantalum and rhenium, said catalyst amounting to 2-95%
by weight of the second cold particles.
14. Apparatus for carrying out the process according to claim 1, characterized in
that it comprises:
- at least one enclosure (7) of cyclone type, comprising a central axis and an internal periphery,
- inlet means (4) (3b, 50, fig. 4) for a liquid or gaseous charge (3), either upstream the enclosure and connected thereto or in the enclosure,
- inlet means (2) for steam, upstream said charge inlet means, adapted to strip said first hot particles towards said enclosure (7),
- inlet means (6) for said first hot solid particles imparting thereto an helical motion at the inner periphery of said enclosure (7) in the direction of the charge and steam resultant flow,
- means (7b, 23) for separating solid particles from a first gas effluent in said enclosure (7),
- means (25), connected to said separation means, for conveying said first solid particles towards at least one regeneration means ( 26), and optionally heating means (29) for said solid particles,
- storage means (27) and means (31, 32), connected to said regeneration means (26), for recycling said solid particles towards said enclosure (7),
- inlet means (8a) for introducing second cooling or cold solid particles into said enclosure (7),
- at least one inlet means (8a) for introducing said gas effluent and the second cold solid particles into a cooling reactor consisting of a tubular elongate and substantially vertical column (8) opening inside said enclosure substantially along its central axis, with co-current circulation of the first gas effluent and of the second cold solid particles either downwardly (dropper) or upwardly (riser),
- means for separation by stripping (10, 11) of a second steam-cracking effluent from the cold solid particles at said end of the column opposite to the end wherethrough said gas effluent and said cold solid particles have been introduced,
- means (12) for cooling said second cold solid particles in said column and/or in said separation means (10, 11),
- outlet means (15) for the second steam-cracking effluent, connected to said separation means (10, 11).
- means (16) connected to said separation means, for conveying the second cold solid particles to storage means (18), and
- means (20, 22) for recycling at least a portion of said second particles to said cooling reactor.
15. An apparatus according to claim 14, wherein said regeneration means (26) comprises
an elongate tubular column provided at its base with means (26) for injecting an auxiliary
fuel.
16. An apparatus according to claim 14 or 15, wherein said inlet means for said first
solid particles is located at the upper part (7a) of enclosure (7) and wherein column
(8) is adapted to an upward flow of the gas effluent and of the cold solid second
particles.
17. An apparatus according to claim 14 or 15, wherein said inlet means for said first
solid particles is located at the upper part (7a) of the enclosure and wherein column
(8) is adapted to a downward flow of the gas effluent and of the cold solid second
particles.
18. An apparatus according to any one of claims 14 to 16, wherein column (8) (figure
3) comprises an upper part of diameter R containing said cooling means (12) and a
lower part of diameter r opening into said enclosure, the ratio R/r ranging from 1
to 10, preferably from 2 to 4.
1. Verfahren zum Dampfkracken einer kohlenwasserstoffhaltigen Charge mit wenigstens
zwei Kohlenstoffatomen pro Molekül in einer wirbelbettreaktionszone, mit einer Heizstufe
für diese Charge in einem ersten Teil dieser Reaktionszone durch Kontaktieren mit
heißen Feststoffprimärpartikeln, wobei diese Heizstufe einen ersten gasförmigen Abstrom
liefert und im übrigen eine Kühlstufe für diesen Abstrom durch Kontaktieren mit sekundären
Kühlpartikeln in einem zweiten Teil dieser Reaktionszone umfaßt, dadurch gekennzeichnet,
daß dieser primäre Teil der Reaktionszone wenigstens eine Kammer mit einer mittigen
Achse und einem Innenumfang umfaßt, daß man ein Gemisch dieser Charge zum Teil wenigstens
in verdampfter Form, mit Wasserdampf am Innenumfang dieser Kammer zirkulieren läßt,
in welcher ein Kontakt zwischen diesem Gemisch und diesen Feststoffprimärmaterialien
hergestellt ist, die auf eine Temperatur T1 zwischen 500 und 1800°C erwärmt sind,
wobei dieses Gemisch und diese Feststoffpartikel allgemein im Gleichstrom von oben
nach unten oder von unten nach oben zirkulieren, daß bei Ende eines Durchrührungsvorgangs
zwischen wenigstens den Feststoffpartikeln und diesem Gemisch man in dieser Kammer
diese Partikel von wenigstens einem Teil dieses gasförmigen primären Abstroms, der
aus diesem Rührvorgang resultiert, trennt, wenigstens zum Teil diesen Abstrom in den
zweiten Teil dieser Reaktionszone leitet, die in diese Kammer im wesentlichen längs
deren zentraler Achse mündet, man einen Kontakt zwischen diesem Abstrom und diesen
Feststoffsekundärkühlpartikeln herstellt, die man in diesem zweiten Teil der Reaktionszone
zirkulieren läßt und die sich auf einer Temperatur T2 höchstens gleich 800°C befinden,
wobei diese Temperatur T2 niedriger als die Temperatur T1 ist, man diese zweiten Partikel
von einem zweiten Dampfkrackabstrom trennt, der aus dem Kontaktieren eines ersten
Abstroms und dieser festen Sekundärpartikel resultiert und man diesen Dampfkrackungsabstrom
sammelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Feststoffprimärpartikel
im wesentlichen inerte Partikel sind und diese zweiten Partikel entweder im wesentlichen
inert sein können oder eine Menge an katalytischen Partikeln enthalten können, wobei
diese Primär- und Sekundärpartikel eine Granulometrie zwischen etwa 20 und 2000 Mikrometer
sowie eine Dichte zwischen etwa 500 und 6000 kg/m3 haben.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktieren
dieses Gemisches mit diesen Primärpartikeln in einer Zone dieser Kammer stattfindet,
die im wesentlichen vor dem Eintritt in die zweite Zone dieser Reaktionskammer angeordnet
ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man diese
heißen Primärpartikel in einen Wasserdampfstrom einführt, der von der Art ist, daß
eine Geschwindigkeit der Partikel von 10 bis 80 m/sek. erzeugt wird und derart, daß
eine schrauben- bzw. spiralförmige Strömung dieser festen Primärpartikel in dieser
Kammer hervorgerufen wird, man entweder vor dieser Kammer oder in diese Kammer wenigstens
einen Teil dieser Charge derart injiziert, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Charge
zwischen 10 und 150 m/sek. liegt, wobei die von diesen Primärpartikel mitgerissene
Wasserdampfmenge derart ist, daß das Massenverhältnis Wasserdampf bezogen auf den
Chargendurchsatz zwischen etwa 0,1 und 2 beträgt, man in dieser Kammer dieses so erhaltene
Gemisch während einer Verweilzeit zwischen etwa 0,1 und 2,0 sek. bei einer Temperatur
T3 beläßt, die zwischen etwa 500 und 1500°C beträgt, man diese Primärpartikel von diesem gasförmigen Abstrom trennt, man diesen
gasförmigen Abstrom in den zweiten Teil dieser Reaktionszone leitet, in der man diese
sekundären Kühlpartikel in einem Trägergasstrom zirkulieren läßt, der so ausgebildet
ist, daß eine Partikelgeschwindigkeit von 0,5 bis 10 m/sek. erzeugt wird, man in diesem
zweiten Teil der Reaktionszone diesen gasförmigen Abstrom während einer Verweilzeit
zwischen etwa 01 bis 100 sek. bei einer Temperatur von T4 zwischen 300 und 600°C im
Kontakt beläßt, man von diesen Sekundärpartikeln diesen sekundären Dampfkrackabstrom
trennt und man diesen zweiten Dampfkrackabstrom sammelt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man wenigstens
eine Regenerierung der Feststoffprimärpartikel und gegebenenfalls wenigstens ein Wiedererhitzen
dieser Partikel durch Verbrennen eines Hilfsbrennstoffes im Wirbelbett bei einer Temperatur
zwischen 500 und 1800°C in Anwesenheit von Sauerstoff oder einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gases
vornimmt, man den größeren Teil der Verbrennungsgase von den regenerierten Partikeln
trennt, man wenigstens zum Teil diese regenerierten Feststoffpartikel in diese Kammer
recyclisiert und wenigstens periodisch diese aus der Regenerierungsstufe stammenden
Feststoffprimärpartikel abzieht, ohne sie in diese Kammer zu leiten.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Regenerierung
und dieses wiedererhitzen in wenigstens zwei Stufen durchführt, die erste in einer
röhrenförmigen im wesentlichen vertikalen und länglichen Zone, deren Verhältnis L/D
zwischen 20 und 400 (L gleich die Länge des Rohres und D sein Durchmesser) bei einer
Temperatur T5 zwischen 500 und 1500°C vornimmt und zwar vermittels eines Trägergases
auf der Basis von Sauerstoff oder eines molekularen Sauerstoff umfassenden Gases,
gefolgt von einer zweiten Regenerierung und gegebenenfalls dem Ende der Verbrennung
des Hilfsbrennstoffs in einer zweiten Zone vermittels eines Trägergases auf der Basis
von Sauerstoff oder eines molekularen Sauerstoff umfassenden Gases bei einer Temperatur
T6 zwischen etwa 700 und 1800°C, wobei T6 größer als T5 ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man diesen
Brennstoff im wesentlichen an der Basis der röhrenförmigen Zone einführt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dieser
Brennstoff gewählt ist aus der Gruppe, die gebildet ist durch die schweren Heizöle,
die atmosphärischen Rückstände und/oder Vakuumrückstände, die Asphalte, die Petrolkokse,
die Kohlen, die Torfe, die Lignite und deren Gemische.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffpartikel
gewählt sind aus der Gruppe gebildet durch Kalzit, Dolomit, Kalkstein, Bauxit, Baryt,
Chromit, Magnesiumoxid, Perlit, Alumminiumoxid und Siliziumoxid mit geringer spezifischer
Oberfläche.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man diese
Sekundärpartikel in wenigstens einer Kühlzone im Wirbelbett kühlt, die hinter dieser
Kühlkammer angeordnet ist und zwar bei einer Temperatur zwischen etwa 200 und 800°C
und man diese gekühlten Partikel wenigstens zum Teil in diese Kammer recyclisiert.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur
der heißen Feststoffprimärpartikel zwischen etwa 500 und 1800°C beträgt und die der zweiten kalten Feststoffpartikel zwischen etwa 200 und 800°C
beträgt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese
Feststoffprimärpartikel und dieses Gemisch im allgemeinen zusammen entweder im Gleichstrom
oder im Gegenstrom zu diesen Sekundärpartikeln zirkulieren.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
diese kalten Sekundärpartikel im übrigen einen Katalysator mit einer Matrix umfassen,
die gewählt ist aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Siliziumoxid-Aluminiumoxid, Zirkonoxid,
Thoriumoxid und Verbindungen des Molybdäns, Wolframs, Vanadiums, Niobs, Tantals oder
Rheniums enthält, wobei dieser Katalysator 2 bis 95 Gew.-% der kalten Sekundärpartikel
darstellt.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie umfaßt (Fig. 1):
-wenigstens eine Kammer (7) vom Zyklontyp mit einer mittigen Achse und einem Innenumfang,
- Mittel (4), zum Einführen (3b, 50, Fig. 4) einer kohlenwasserstoffhaltigen (3) flüssigen oder gasförmigen Charge, die entweder anströmseitig angeordnet und mit dieser Kammer verbunden oder in dieser Kammer angeordnet sind,
- Mittel zum Einführen (2) von Wasserdampf vor diesen Einführungsmitteln der Charge derartiger Ausbildung, daß sie diese heißen Primärpartikel in diese Kammer (7) mitreißen,
- Mittel zum Einführen (6) dieser heißen festen Primärpartikel, welche diesen Partikeln eine schraubenförmige oder spiralförmige Bewegung am Innenumfang dieser Kammer (7) in der Richtung der Strömung, die aus der Charge und dem Wasserdampf resultiert, erteilen,
- Mittel zum Trennen (7b, 23) der Feststoffpartikel von einem gasförmigen Abstrom in dieser Kammer (7),
- Mittel zum Transport (25) der Feststoffprimärpartikel, die mit diesen Trennmitteln verbunden sind, gegen wenigstens ein Regenerationsmittel (26) und gegebenenfalls zum Wiedererhitzen (29) dieser Feststoffpartikel,
- Mittel zum Speichern (27) und Recyclisieren (31, 32) dieser Feststoffpartikel, die mit diesen Regenerationsmitteln (26) und gegebenenfalls mit diesen Wiedererhitzungsmitteln (29) verbunden sind gegen diese Kammer (7),
- Mittel zum Einführen der festen Sekundärkühl- oder Kaltpartikel (8a) in diese Kammer (7),
- wenigstens ein Mittel (g) zum Einführen dieses gasförmigen Abstroms sowie der kalten Feststoffpartikel in einen Kühlreaktor, der eine Kolonne (8) länglicher röhrenförmiger und im wesentlich vertikaler Gestalt ist, der im Inneren dieser Kammer im wesentlichen längs ihrer mittigen Achse mündet, unter Gleichstromzirkulation des gasförmigen Abstroms und der kalten Feststoffsekundärpartikel entweder von oben nach unten (dropper) oder von unten nach oben (riser),
- Trennmittel zum Strippen (stripping) (10, 11) eines zweiten Dampfkrackabstroms und den kalten Feststoffpartikel am Ende der Kolonne, das dem Ende gegenüberliegt, über den dieser gasförmige Abstrom und die kalten Feststoffpartikel eingeführt wurden,
- Mittel zum Kühlen (12) der kalten Sekundärpartikel in dieser Kolonne und/oder in diesen Trennmitteln (10,11),
- Mittel zum Austritt (15) dieses zweiten Dampfkrackungsabstroms, die mit diesen Trennmitteln (10, 11) verbunden sind,
- Mittel zum Transport (16) der kalten Feststoffsekundärpartikel, welche mit diesen Trennmitteln verbunden sind gegen ein Speichermittel (18), und
- Mittel zum Recyclisieren (20, 22), dieser Sekundärpartikel wenigstens zum Teil zu diesem Kühlreaktor.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Regenerierungsmittel
(26) eine längliche röhrenförmige Kolonne umfaßt, die an ihrer Basis Injektionsmittel
(29) für einen Hilfsbrennstoff enthält.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Eintrittsmittel für die primären Feststoffpartikel sich im oberen Teil (7a) der Kammer
(7) befinden und daß die Kolonne (8) zur aufsteigenden Zirkulation des gasförmigen
Abstroms und der Kalten Feststoffsekundärpartikel ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel für den Eintritt der Feststoffprimärpartikel sich im oberen Teil (7a) der Kammer
befinden und daß die Kolonne (8) für die absteigende Zirkulation des gasförmigen Abstroms
sowie der kalten Sekundärfeststoffpartikel ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kolonne (8) (Fig. 3) einen oberen Teil von einem Durchmesser R umfaßt, welcher diese
Kühlmittel (12) enthält und einen unteren Teil vom Durchmesser r umfaßt, der in diese
Kammer (7) derart mündet, daß das Verhältnis R/r zwischen etwa 1 und 10 und vorzugsweise
zwischen 2 und 4 beträgt.