Delayed Coking Unit – Comment améliorer la performance du process ?

Delayed coking unit

Delayed Coker : moyen simple, propre & efficace pour améliorer/enrichir les résidus de pétrole lourd

Dans les années 30, l’évolution des véhicules et les activités liées à la guerre ont augmenté la demande mondiale de gazole et de carburant diesel. Des unités de craquage thermique et des “procédés dits résidus lourds” ont été mis en place au fil des années pour pouvoir faire face à cette situation. (Principalement dans les raffineries Américaines au départ).

Le craquage thermique est une technologie relativement ancienne. De nos jours, les procédés de cokéfaction(coking) sont relativement avancés et maintenant capables de répondre aux nouvelles réglementations environnementales.

Le process DELAYED Coking (DCU) est la technologie de coking prédominante sur le marché :

  • Traitement des résidus pétroliers lourds pour produire des distillats (naphthas et gazole) qui peuvent être catalytiquement améliorés par le biais d’hydrotraitement, craquage catalytique et/ou hydrocraquage
  • Attractif pour les fonds de barils qui ne conviennent pas aux procédés catalytiques étant donné que cette matière contient de grandes concentrations de résines, des asphaltènes & des composés hétéroatomes (comme du soufre, de l’azote, de l’oxygène, des métaux…)
  • Plusieurs métaux, soufre & autres poisons catalytiques finissent généralement en coke solide, qui sera vendue pour d’autres utilisations.

Le procédé est généralement composé des éléments suivants :

schéma delayed coking guichon valves

L’objectif principal : Convertir les résidus en produits à haute valeur ajoutée, tels que le GPL, l’éthane, le propane, l’essence, le gasoil léger et lourd, etc.

schéma installation typique d'un dcu guichon valves

De plus en plus d’unités commerciales sont vendues et les résultats sont prometteurs ! L’une des principales conclusions est que la rentabilité globale d’une DCU est fonction de la fiabilité des vannes: L’amélioration de conception en vaut la peine !

Il en est de même pour les questions liées à la sécurité et à l’environnement ! Il y a plusieurs années, le decoking manuel était brulant, sale et extrêmement dangereux !

“Les matières premières et les exigences changent mais les défis techniques restent les mêmes : Fiabilité, Sécurité et Performance”

Beaucoup de vannes sont installées sur un DCU et nombre d’entre elles sont considérées comme critiques :

schéma vannes sur dcu guichon valves

Deuxguichon valves delayed coking conditions conditions de service types sont rencontrées sur un DCU : Le service sale et le service propre, qui impliquent tous deux des défis techniques spécifiques (ci-dessous) et les concepteurs doivent en tenir compte pour que la conception des vannes soit en conséquence.

Les vannes les plus critiques sur un DCU sont :

  1. Le SYSTEM D’ALIMENTATION ET DE VIDANGE DES TONNEAUX (COKE DRUMS – TOP & BOTTOM UNHEADING DEVICES) (directement relié au sommet et au fond de chaque réservoir à coke)
  2. Les VANNES D’ISOLATION SPECIALES (sur lignes gazeuses hautes et lignes de flux chargés.)

Les contraintes techniques sont nombreuses sur ces derniers ! Il faut à minima tenir compte de :

  • L’érosion due aux boues de coke, particules de coke dans les lignes (problèmes de corrosion + étanchéité !)
  • La température élevée (Autour de 500°C et même davantage sur de nouveaux procédés !)
  • Le diamètre nominal de 24” à 130”
  • Les émissions fugitives et les règles de sécurité
  • Les 5 ans de maintenance garantie

Plusieurs solutions de vannes sur mesure sont capables de répondre aux exigences de procédé imposés par les spécifications des principaux concédants de licence (Wood, KBR, UOP, CB&I, ExxonMobil, ConocoPhillips…)

Forte de plus de 40 ans d’expérience dans le domaine des applications pétrochimiques, Guichon Valves a conçu plusieurs solutions sur-mesure de vannes installées sur DCU :

“Règles d’or – Bonnes pratiques à garder à l’esprit lors du choix des vannes”

  1. Ne pas utiliser de vannes à passage direct classiques sur des lignes critiques. Elles sont dangereuses du fait des particules de coke (abrasion, corrosion). L’accumulation des particules de coke sur les sièges et sur la vanne qui se coincent facilement, ce qui requiert plusieurs opérations de maintenance.
  2. Préférer les simples pelles sur les lignes d’alimentation pour optimiser l’étanchéité et la sécurité. Les sièges sont protégés lors de l’ouverture complète.
  3. Utiliser autant que possible des extensions de siège sur vos vannes pour éviter les accumulations de coke à l’intérieur du corps de la vanne. Des doubles sièges peuvent également être une solution.
  4. Toujours utiliser l’injection vapeur sur les vannes d’isolation de gaz craqués et d’alimentation.
  5. Utiliser une fermeture bidirectionnelle pour protéger le procédé en cas de reflux.
  6. Demander à votre fournisseur de vannes une norme de dispositif d’arrêt fiable (API 598 ou FCI 70.2 Class V au minimum).
  7. Pour les dispositifs de retrait haut et bas, utiliser une vanne guillotine double disque avec système d’étanchéité sécurisé (2 clavettes séparées dans le corps de la vanne pour éviter la génération de couples de manœuvres trop importants.).

De nombreuses solutions sur mesure peuvent améliorer la fiabilité globale du procédé !

graphique investissement et vannes profluid guichon valves

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Écrit par Rudy Repellin