RAPPORT D’APPLICATION2722/02/04 FR • 8/2011

VAPOCRAQUAGE – REFROIDISSEMENT

Aperçu du processUne fois que les gaz craqués quittent l’échangeur de la ligne de transfert, ils doivent être refroidis davantage avant de pouvoir être acheminés vers les colonnes de séparation.

Si un liquide plus lourd, tel que du naphte, est utilisé, les gaz craqués seront refroidis à l’aide d’huile de refroidissement avant de pénétrer dans l’unité de fractionnement primaire. Dans celle-ci, le mazout et l’huile de refroidissement seront séparés des gaz. L’huile de refroidissement séparée sera refroidie par une série d’échangeurs thermiques et réutilisée dans le refroidissement des gaz craqués. Le mazout sera strippé des fractions d’essence solubles avant de quitter l’installation.

Un refroidissement supplémentaire est assuré dans la tour de refroidissement à eau. Celle-ci est utilisée à la fois pour les alimentations gazeuses légères et pour les alimentations liquides lourdes (telles que le naphte). Dans cette tour, la vapeur de dilution et les fractions d’essence les plus lourdes sont condensées. La vapeur de dilution condensée est strippée de ses impuretés et revaporisée pour être réutilisée dans les fours de craquage.

L’essence séparée au bas de la tour est utilisée comme reflux vers l’unité de fractionnement primaire et la partie restante est acheminée vers l’unité de stripage d’essence. Les gaz craqués sont récupérés dans l’unité de stripage d’essence et mélangés aux gaz refroidis dirigés vers la zone de compression.

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Gasoline

Alimentation en matière craquée lourde/liquide

Vapeur de dilution

Gaz post-refroidissement vers la zone de compression

Unité de stripage à l'eau

Générateur de vapeur de dilution

Ce schéma est fourni à titre représentatif et ne saurait être considéré comme une description du process réel.

Crackedlight/gas feed

Légende (éléments surlignés)Craqueurs de naphte/liquide seulement

Craqueurs de gaz seulement

Tous les craqueurs (aucun élément surligné)

Unité de stripage du mazout

Vapocraquage – Refroidissement

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Vannes de refroidissementDans le système de refroidissement, diverses vannes permettent de contrôler le refroidissement des gaz craqués.

Si une alimentation liquide telle que le naphte est utilisée dans l’unité de craquage, une section de refroidissement à l’huile avec des vannes correspondantes sera présente.

Que l’alimentation utilisée dans l’unité de craquage soit liquide ou gazeuse, il existe une section de refroidissement à l’eau avec refroidissement sur le contrôle des flux. Des vannes de contrôle de la vapeur de dilution sont également présentes.

Vannes d’huile de refroidissementLes vannes d’huile de refroidissement permettent de contrôler le débit d’huile de refroidissement de l’unité de fractionnement primaire vers les échangeurs ther-miques pour le refroidissement. L’huile de refroidissement est renvoyée vers l’unité de fractionnement primaire et le flux mélangé aux gaz craqués est également contrôlé. Une partie de l’huile de refroidissement est également dirigée vers l’unité de stripage du mazout.

Il s’agit d’une application exigeante du fait du potentiel d’accumulation de coke, qui entraîne une érosion. En outre, la température de l’huile de refroidissement avoisine les 200 °C (400 °F). Une plage d’utilisation étendue est également nécessaire, l’accumulation de coke perturbant le refroidissement par échange thermique, ce qui peut être solutionné par une augmentation du débit.

Vannes de vapeur de dilutionLa vapeur de dilution est générée par le process à partir de la chaleur récupérée depuis l’huile de refroidissement dans le cas d’une alimentation lourde, ou à partir d’une source extérieure dans le cas d’une alimentation légère. La vapeur générée est partiellement utilisée pour le stripage des sous-produits, le reste étant dirigé vers les vannes des fours de craquage.

La vapeur générée peut être très chaude – 200 à 300 °C (400 à 600 °F). Elle présente également une pression élevée.

Vannes d’eau de refroidissementLes vannes d’eau de refroidissement permettent de con-trôler la température en bas et au sommet de la tour de refroidisse¬ment à eau. Les vannes utilisées pour con-trôler le débit de vapeur de dilution condensée vers l’unité de stripage à l’eau ont également une application très semblable.

Une accumulation de coke se produisant au niveau des fours et des échangeurs de la ligne de transfert, l’efficacité du refroidissement diminue. Elle entraîne également une élévation de la température

d’arrivée des gaz dans la tour de refroidissement à l’eau, nécessitant une vanne possédant une plage de fonctionnement suffisamment étendue pour permettre le contrôle de l’eau de refroidisse¬ment même en cas d’augmentation de la température.

Solution Metso

Metso propose deux types de vannes idéalement adaptées à toutes les applications susmentionnées. La sélection des vannes pour ces applications dépendra du type d’alimentation et des conditions d’encrassement, de la disposition de la tuyauterie et de la taille de l’installation.

Les vannes à globe à siège métallique Mesto Neles série GB/GU avec actionneur de diaphragme à ressort VD ou actionneur pneumatique VC répondent à toutes les exigences de ces applications.

Elles sont particulièrement adaptées aux applications en haute pression et bruit élevé, telles que les vannes de vapeur de dilution, du fait de la variété d’obturateurs disponibles.

• Meilleure précision du contrôle pour un réglage des débits au niveau souhaité

• Certification contre les émissions fugitives conforme ISO 15848

• Plage de fonctionnement étendue pour un réglage des paramètres de process permettant de lutter contre la perte d’efficacité du transfert thermique liée à l’encrassement

• Large gamme d’obturateurs, y compris de conception Tendril, pour des vannes adaptées aux applications soumises à de fortes chutes de pression, un bruit élevé et des cavitations

• Structure de corps robuste en une seule pièce minimisant les chemins de fuite et rendant les vannes insensibles aux contraintes de tuyauterie

• Maintenance facilitée grâce à l’accès par le dessus pour un montage des vannes simplifié

• Plage de températures de fonctionnement étendue en utilisant une rallonge de chapeau permettant une utilisation à plus de 260 °C (500 °F)

Vapocraquage – Refroidissement

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Vanne à globe Neles

Les vannes à segment à ouverture en V et siège métallique Metso Neles série RE offrent une solution économique et précise en matière de vannes quart-de-tour hautes performances.

Les vannes sont particulièrement adaptées aux applica-tions sales telles que la gestion de l’huile de refroidisse-ment s’il existe un potentiel d’accumulation de coke. Elles excellent également dans les applications nécessitant une plage de fonctionnement étendue, permettant le contrôle des flux petits et grands avec une même vanne.

• Contrôle précis – Contact stable et doux entre le siège et le segment à ouverture en V minimisant les frottements, réduisant les besoins de couple et permettant un mouvement sans jeu

• Émissions fugitives réduites grâce au fonctionnement rotatif qui élimine les fuites au niveau de la garniture (Certification ISO 15848)

• Meilleure plage de fonctionnement pour une utilisation des mêmes vannes et tuyauteries au démarrage et pendant le process lui-même

• Obturateur auto-nettoyant bas Q-Trim bruit/basse cavitation Disponible pour des vannes capables de faire face aux impuretés de type coke sans obstruction

• Conception durable unique grâce au siège déporté du passage de flux, pour une durée de vie prolongée

• Économique – le faible couple nécessaire réduit l’usure et la taille de l’actionneur, pour une plus grande fiabilité et un coût unitaire inférieur

• Version haute température disponible pour des vannes utilisables jusqu’à 425 °C (797 °F)

Vanne à segment Neles

Pour des performances optimales, les vannes de contrôle équipées d’un contrôleur de vannes intelligent ND9000 dernier cri garantissent la haute qualité des produits et le contrôle du process dans toutes les conditions, grâce à des fonctionnalités de diagnostics et des performances sans égal.

• Excellente précision du contrôle permettant de meilleures performances pour une économie de matières premières et d’énergie, et une amélioration des produits finis

• Réaction rapide permettant l’ajustement instantané des débits grâce aux signaux de contrôle

• Caractéristiques de flux linéaire garantissant un débit stable, sans fluctuations

• Fonctionnalités de diagnostic réduisant les temps d’arrêt de l’installation et les coûts de maintenance

• Installation simplifiée par l’utilisation de différents interrupteurs de proximité mécaniques ou inductifs dans le logement du ND9000

• Installation sur tout système de contrôle classique grâce à sa faible consommation énergétique

• Version compatible avec les environnements froids disponible pour un fonctionnement à des températures jusqu’à -53 °C (−64 °F)

Contrôleur de vannes ND9000

Les informations contenues dans la présente notice sont de nature descriptive et ne constituent que des recommandations.Pour des circonstances spécifiques et des informations plus détaillées, veuillez consulter votre expert en automatisme Metso local.

RAPPORT D’APPLICATION

Metso Flow Control Inc.Vanha Porvoontie 229, P.O. Box 304, FI-01301 VANTAA, Finland.Tel. +358 20 483 150 http://contact.metso.com/

www.metso.com/valves

Avantages• Économies sur la conception de la tuyauterie

grâce à la plage de fonctionnement étendue des vannes permettant leur utilisation même avec des charges changeantes, par exemple pendant le démarrage et en pleine capacité

• Meilleures performances du process grâce à un meilleur contrôle

• Respect des exigences en matière de bruit des installations

• Respect des exigences en matière d’émissions conformément aux normes définies par les autorités locales pour les installations

• Élimination de l’encrassement des vannes• Planification de la maintenance prédictive et respect

des objectifs de disponibilité de l’installation grâce aux capacités de diagnostic en ligne

• Fonctionnement des vannes fiable et durable