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HUILE DE BASE DU GROUPE II

Hydrogénation
L’hydrogénation est un nom générique pour le traitement des carburants et des lubrifiants à des températures élevées, en présence d’hydrogène et d’un catalyseur.

Hydrotraitement(souvent appeléhydrofinition) et hydrocraquage les deux sont des noms différents pour l’hydrogénation. L’hydrotraitement est un processus non destructif, alors que l’hydrocraquage est un processus destructeur.
Cet article est limité au sujet de la conversion de PLO (Processed Lube Oil) de l’API Gr I en Gr II au moyen d’un procédé d’hydrotraitement.

La classification API des huiles de base Gr I et Gr II est la suivante :
GROUPER SOUFRE (%M) Sature (%M) INDICE DE VISCOSITÉ
je >0.03 <90 >80
II 0,03 >90 80 à 120
(III) (≤0,03) (>90) (>120)

L’hydrotraitement élimine les matières indésirables en faisant réagir sélectivement ces matières avec de l’hydrogène dans un réacteur à des températures et des pressions élevées en présence d’un catalyseur. L’hydrotraitement élimine les hétéroatomes et sature les liaisons carbone-carbone avec pour résultat que des matériaux tels que le soufre, l’azote, l’oxygène et les métaux sont éliminés ; et les liaisons oléfiniques et aromatiques sont saturées. Le processus améliore la couleur, l’odeur, le VI et la stabilité.

Le procédé d’hydrotraitement est représenté schématiquement sur la figure 1 et est décrit ci-dessous.
Les trois sections du processus sont :

  • Section de réaction
  • Section de décapage à la vapeur
  • Section de séchage sous vide

Section de réaction :
La section de réaction comprend les équipements suivants :

  • Echangeur charge/effluent
  • Réchauffeur de charge de réacteur
  • Réactrice
  • Reactor effluent condenser
  • Condenseur d’effluent de réacteur
  • Recycler le compresseur d’hydrogène
  • Compresseur d’hydrogène d’appoint
  • Laveur aux amines

Section de décapage à la vapeur:
La section de décapage comprend :

  • Vaporisateur d’alimentation liquide
  • Colonne de dénudage
  • Condenseur supérieur
  • Tambour à reflux
  • Pompe à reflux

Section de séchage sous vide :
La section de séchage comprend :

  • Colonne à vide
  • Ejecteur ou pompe à vide
  • Pompe de transfert d’huile de base

Les réactifs, à savoir un mélange de charge d’huile de base et d’hydrogène à haute pression chauffé à la température souhaitée, pénètrent par le haut du réacteur contenant des couches du catalyseur. Lorsque les réactifs s’écoulent vers le bas à travers le lit catalytique, diverses réactions exothermiques se produisent et la température augmente le long du lit catalytique. La température moyenne du processus peut être estimée à (1/3 de Tinlet + 2/3 de Toutlet).

Les paramètres de processus typiques de la charge entrant dans le réacteur sont ; pression 25 à 90 bar, température 350 à 400°C, selon la sévérité du procédé et les propriétés de la charge.

Un échangeur charge/effluent du réacteur préchauffe la charge avant d’entrer dans le réchauffeur de charge du réacteur. Celui-ci récupère autant de chaleur que possible de la chaleur de réaction.

Les procédés impliqués dans l’hydrotraitement sont :
HDS : Hydro-désulfuration :

  • Le soufre est répréhensible car il conduit à l’empoisonnement du catalyseur ; plus important encore, c’est le principal contributeur à la pollution de l’air et la cause de la corrosion dans le moteur.
  • Le soufre organique est converti en sulfure d’hydrogène (H₂S).

HDA : Hydro-désaromatisation :

  • Les aromatiques sont les composants les plus réactifs de l’huile lubrifiante ; et ils consomment beaucoup quantités d’hydrogène.
  • La saturation aromatique qui a lieu dans le réacteur convertit une partie des aromatiques composés aux naphtènes.
  • L’élimination des aromatiques améliore également la qualité lubrifiante de l’huile de base.

HDO : Hydro-déoléfinant :

  • Les oléfines diminuent le niveau de saturation. Les oléfines provoquent également l’encrassement du produit par le formation de gommes ou de matières insolubles. L’hydrotraitement convertit les oléfines en plus composés stables et augmente le niveau de saturation.

HDN : Hydro-déazotation ::

  • L’azote inhibe l’activité catalytique. Les composés azotés réduisent la surface efficace zone du catalyseur.
  • Les composés organiques azotés sont convertis en ammoniac (NH₃)

L’hydrotraitement utilise des catalyseurs qui augmentent le VI.

Le H₂S et le NH₃ formés au cours des réactions de désulfuration et de déazotation respectivement sont éliminés par circulation d’eau de lavage avant que le courant de produit du réacteur n’entre dans le condenseur afin d’empêcher la formation de sel.

Un séparateur haute pression sépare le gaz de l’eau acide (eau contenant H₂S + NH₃) et le gaz de recyclage est envoyé vers un épurateur aux amines pour éliminer la majeure partie du H₂S. L’hydrogène sortant du laveur aux amines est comprimé et recyclé. Une partie de l’azote sortant du laveur peut devoir être purgée pour éviter une accumulation excessive de pression d’hydrogène gazeux.

L’élimination efficace de H₂S est très importante car H₂S réduit la pression partielle d’hydrogène et supprime l’activité du catalyseur.

La pression du mélange vapeur/hydrocarbure liquide sortant du séparateur haute pression est réduite dans une station de détente et pénètre dans un séparateur basse pression où l’hydrocarbure liquide est séparé du gaz.

Désactivation et régénération du catalyseur :

En fonction des propriétés de la charge et des conditions opératoires, le catalyseur se désactive en raison des réactions de polymérisation et de la formation de coke sur le catalyseur. Le processus de désactivation peut être partiellement contrôlé en augmentant la température de sortie de la vapeur de processus. Cependant, après plusieurs cycles de fonctionnement, il doit être régénéré avant d’être réutilisé encore et encore.

Section de décapage :

L’hydrocarbure liquide sortant de la section du réacteur est vaporisé avant d’entrer dans la colonne de rectification. La vapeur est utilisée comme moyen de décapage. La vapeur réduit la pression partielle des hydrocarbures légers et abaisse la température de vaporisation des hydrocarbures légers, qui sont condensés et éliminés du ballon de reflux.

Système de vide :

Le produit de fond de la colonne de rectification est soumis à un vide d’env. 100mbar. L’eau s’évapore et l’huile de base se sépare et est pompée.