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Procédé de préparation de benzène très pur
La présente invention est relative à un procédé de préparation de benzène très pur présentant un point de solidification de 5,4 et davantageà partir d'un mélange d'hydrocarbures, renfermant encore, à côté des hydrocarbures benzéniques,.des composants naphténiques, notamment du cyclo-
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- hexânë .rcCïrmé-hßlcyclohexarië; ainsi que, le'cas échéant,' ' #- jfe¯.,nr hep t ane . t ' >v. . - ' ,;',',
Comme'source principale pour l'obtention de benzène très pur, on envisage une série.de substances' de départ.
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Tout d'abord, une source principale est constituée par le raffinat sous pression se formant lors du raffinage dit "sous pression" du benzol brut de cokerie. Ce produit de raffinage sous pression est un mélange d'hydrocarbures qui est constitué pour une part largement prépondérante par des hydrocarbures benzéniques et qui, en outre, renferme encore entre autres encore des hydrocarbures aliphatiques et naphténiques en tant qu'impuretés. Ce produit de raffi- nage sous pression est obtenu en traitant par un gaz hydro- géné du benzol brut (huile légère brute) à une température élevée, sous une pression élevée, en présence d'un cataly- seur approprié, ce qui fait qu'il se produit une hydrogéna- tion des composés soufrés, oxygénés et azotés du benzol brut, ainsi qu'une saturation des hydrocarbures accompagnateurs non-saturés.
Une autre matière de départ pour la préparation de benzène très pur est le produit qui se forme dans les installations de reforming, par exemple dans les raffineries.
Le procédé de reforming consiste à envoyer les fractions pétrolières, conjointement avec de l'hydrogène, sur des catalyseurs appropriés, ce qui fait qu'il se produit une déshydrogénation, notamment des composés naphténiques, ainsi qu'une désalcoylation des alcoyl-naphtènes avec formation d'hydrocarburesaromatiques comme le benzène et le toluène.
Le reforming ne se déroule toutefois pas quantitativement de.sorte que le produit de reforming renferme encore cer- taines fractions de naphtènes, d'alcoyl-naphtènes et d'autres hydrocarbures aliphatiques.
Finalement, une autre matière de.départ pour la préparation de benzène très pur est ce qu'on appelle l'essence
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de pyrolyse qui se forme lors du craquàge'thermique et/ou
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catalytique d'hydrocarbures du pétrole. Cette essence de pyrolyse, qui est essentiellement constituée par un mélange d'hydrocarbures aliphatiques et aromatiques, renferme éga- lement encore certaines quantités de corps naphténiques et alcoyl-naphténiques.
La préparation de benzène très pur à partir des substances de départ précédemment mentionnées n'est pas possible par les méthodes purement distillatoires usuelles lorsqu'on pose comme condition d'obtenir un benzène très pur présentant un point de solidification de 5,4 et davan- tage. Cela est dû au fait que les domaines d'ébullition des impuretés naphténiques, alcoyl-naphténiques et aliphatiques du benzol se recoupent avec les domaines d'ébullition des hydrocarbures aromatiques purs. En outre, le benzène et le toluène forment notamment des azéotropes avec les dif- férentes impuretés non-aromatiques, de sorte qu'on ne peut pas dépasser, par les méthodes distillatoires usuelles, un certain degré de pureté des hydrocarbures aromatiques.
On a en conséquence déjà proposé d'effectuer la séparation des substances accompagnatrices qênantes du benzol brut par une distillation azéotropiqueen utilisant une substance étrangère telle que, par exemple, l'alcool méthy- lique., l'acétone ou analogue, ou également d'extraire ces substances accompagnatrices par un procédé d'extraction, par exemple avec une solution aqueuse de diéthylène-glycol, ou une solution de carbonate d'éthylène ou de carbonate de propylène ou c.nalogue.
Parmi les procédés citée en dernier lieu, l'ex- traction a acquis une certaine importance technique. Ce procédé nécessite toutefois des appareils très coûteux
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est de même pour la distillation azébtropique avecutilisation d'une substance étrangère.
Suivant une proposition non-publiée et n'apparte- nant pas en conséquence à l'état de la technique, on peut obtenir du benzène très pur par une méthode purement distil- latoire lorsqu'on effectue la distillation de la matière de départ sous une pression, élevée, par exemple sous une pres- sion comprise entre 2 et 20 atmosphères On peut notamment de cette manière enrichir le cyclohexane dans une fraction de tête riche en benzène et enrichir le n-heptane dans une fraction pauvre en benzène obtenue à la base de la colonne (fraction de pied), de sorte qu'on peut ensuite, à partir de la fraction de tête, obtenir du benzne très pur par une distillation effectuée sous la pression normale ou sous pression réduite.
Dans la distillation sous pression précédemment mentionnée, on ne peut pas atteindre un rendement maximal en benzène, car la fraction résiduelle, renfermant du cyclo- hexane, qui reste près l'obtention du benzène très pur, renferme encore certaines quantités de benzène. Cela est dû au fait de la formation mentionnée ci-dessus d'un azéo- trope, entre le cyclohexane et le benzène, et en outre au fait qu'on ne peut séparer cet azéotrope, dans le fonction- nement pratique, que dans des conditions telles qu'il se produise notamment encore des quantités complémentaires de benzène en tant que substances accompagnatrices de cet azéotrope.
La présente invention propose maintenant la voie .. suivante pour obtenir du benzène très pur, c'est-à-dire un benzène présentant un point de solidification de 5,4 et.
... davantage, avecun rendement au moins égal à 90 %
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Le mélange de départ renfermant des hydrocarbures aromatiques, mélange qui renferme entre autres du cyclohexane et du méthylcyclohexane, ainsi que le cas échéant du n-heptane, est d'abord décomposé par une distillation sous la pression normale ou sous pression réduite (première distillation) en un produit de tête (têtes benzéniques) essentiellement cons- ' titué par l'azéotrope à base de cyclohexane et de benzène, ainsi que par defaibles quantités complémentaires de ben- ; zène, et en un produit de pied renfermant la majeure partie du benzène, ainsi que les hydrocarbures aromatiques à point d'ébullition plus élevé, à savoir le n-heptane et le méthyl- cyclohexane.
Le produit de pied provenant de la première ' ' distillation est-ensuite* par-une distillation effectués sous une pression élevée, de préférence sous une pression comprise entre 2 .et 20 atmosphères (seconde distillation), décomposé en un produit de tête constitué par du benzène très pur et en un produit de pied renfermant les hydrocar- bures aromatiques, à point d'ébulition plus élevé, ainsi que du n-heptane et du méthylcyclohexane.
En outre, les têtes de la première distillation sont soumises à un traite- ment catalytique en vue de transformer largement les hydro- carbures aliphatiques ou les naphtènes qu'elles renferment en hydrocarbures aromatiques (reforming) et ensuite le pro- duit de-reforming est ajouté au mélange de départ en vue d'obtenir le benzène contenu dans le produit de reforming.
Le' principe de l'invention réside donc dans la liaison fonctionnelle d'un dispositif de séparation des têtes et d'un dispositif: associé de distillation sous pression du produit de'-pied provenant de la séparation' des têtes
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wâvëc ün'dispôstif'-dé^-rébrning des tètèién,ïûâ- de -former ' # une quantité complémentaire d'hydrocarbures aromatiques.
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Le résultat réside non seulement dans l'obtention d'un benzène extraordinairement pur, mais également dans l'obtention d'un rendement élevé, car notamment le cyclohexane est transformé en majeure partie en benzène, de sorte que dans certains cas, suivant le choix des conditions de fonctionnement, on obtient un rendement en benzène qui, rapporté au benzène ren- fermé dans la substance de départ, s'approche du rendement théorique et le dépasse même encore quelque peu.
Si le mélange de départ renferme encore, en dehors des impuretés aliphatiques et naphténiques mentionnées, des hydrocarbures aromatiques à point d'ébullition plus éle- vé comme le toluène, les xylènes, les arsols et analogues, ..ce qui est le cas la plupart du temps, le procédé conforme à l'invention peut alors être mis en oeuvre de manière qu'on puisse également obtenir, à c8té d'une fraction de benzène très pur, une fraction de toluène très pur.
A cet effet, le produit de pied de la seconde distillation mentionnée est décomposé par une distillation sous la pression normale (troisième distillation), en un produit de tête (têtes toluéniques) renfermant de petites quantités de benzène, ainsi que du n-heptane et du méthylcyclohexane, et en un produit de pied renfermant des hydrocarbures aromatiques d'un point d'ébullition plus élevé que celui du benzène.
Ensuite, on obtient par une distillation sous une pression élevée (quatrième distillation), à partir du produit de pied, un produit de tête constitué par du toluène très pur.
Le rendement en hydrocarbures aromatiques peut encore être augmenté dans cette forme de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention lorsqu'on soumet à un reforming les têtes toluéniques de la troisième distillation, conjointement ,avec les têtes benzéniques de la première 'distillation.
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du procédé
Deux formes de mise en oeuvre/ conforme à l'inven- tion et visant le traitement de deux mélanges de départ différents sont illustrées schématiquement et simplement titre d'exemple sur les dessins annexés, dans lesquels : La fig. 1 illustre une forme de mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, dans laquelle on part d'un benzol de cokerie.
La fig. 2 illustre une forme de .aise en oeuvre du procédé conforme à l'invention dans laquelle on utilise, comme mélange de départ, le produit obtenu par reforming de fractions pétrolières.
Dans les deux figures des dessins, on n'a repré- senté que les apoareils et les dispositifs essentiels à la marche du procédé conforme à l'invention. C'est ainsi, par exemple, qu'on a pratiquement supprimé tous les échangeurs de chaleur qui sont en eux-mêmes essentiels pour la renta- bilité du procédé, ce afin de ne pas compliquer inutilement les dessins. Le montage d'échangeurs de chaleur et analogues constitue, en outre, une partie de la technique normale de distillation. On a également , par raison de lisibilité des dessins, supprimé les reflux pour les différents étages de distillation.
On remarquera, en outre, que dans les deux figures des dessins, les dispositifs qui remplissent la même fonc- tion sont également désignés par les mêmes références.
A la fig. 1, on a désigné par 1 la conduite pour l'amenée du mélange de départ. Celui-ci peut, dans le cas présent, être constitué par du benzol brut de cokerie qui renferme essentiellement du benzène et des hydrocarbures aromatiques d'un point d'ébullition plus élevé, et en outre, à titre d'impuretés, des corps aliphatiques et naphténiques,
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par exemple du cyclohexane, du méthylcyclohexane, du n- heptane et analogues, ain i que des composés soufrés, oxygénés et azotés.
Le mélange de départ est envoyé, à l'aide d'une pompe foulante, dans un évaporateur 2 auquel on délivre simultanément, par la conduite 3, un gaz hydrogéné préchauffé,
Ce gaz hydrogéné est constitué par deux composants, à savoir par un gaz de circulation provenant de la conduite 4, et par un gaz frais remplaçant la consommation courante, par exemple du gaz de four à coke, qui est délivré par la conduite 5.
-Dans l'évaporateur 6, il reste un résidu boueux constitué par des fractions polymérisées à point d'ébullition élevé du benzol brut, résidu que l'on soutire par la conduite 3a.
Le mélange constitué par les vapeurs de benzol brut et par le gaz hydrogéné parvient, de l'évaporateur 2, dans un échangeur de chaleur 6 dans lequel ce mélange est porté à une température de pointe de 300 à 380 , et ce par un échange thermique avec les produits chauds provenant d'un dispositif de traitement annexe du mélange de vapeurs de benzol brut et de gaz hydrogéné.
Ce mélange, qui se trouve soumis quant au reste à une pression conprise entre 30 et 50 atmosphères,parvient par la conduite 7 dans ce qu'on appelle un four 8 de raffi- nage sous pression, dans lequel se trouve un lit de'cata- lyseur 9. Dans ce lit de catalyseur, les fractions d'hydro- carbures non-saturés du benzol brut sont hydrogénées en hydrocarbures saturés* 'En outre,les impuretés soufrées,oxygénées et azotées du benzol brut sont hydrogénées au point que les composés soufrésdans l'hydrogène sulfuré, les composés
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Se sont avérés particulièrement appropriés cornue catalyseur, pour ces réactions d'hydrogénation, les sulfures et les oxydes des métaux des cinquième, sixième et huitième groupe du système périodique des éléments, le cas échéant sur des supports comme l'alumine active.
Le mélange réactionnel traité de cette manière parvient, par le conduite 10, dans l'échangeur de chaleur 6 et de là, par la conduite 11, dans un réfrigérant 12 dans lequel les hydrocarbures benzéniques sont liquéfiés, hydro- carbures qui forment alors ce qu'on appelle le produit de raffinage sous pression. Le gaz hydrogène non-condensé est renvoyé à nouveau dans le circuit par la conduite 13, un petit compresseur 14 étant prévu pour compenser la perte de pression qui s'est produite jusqu' ici. Une petite partie de ce gaz en circulation est soutirée en continu par la conduite 12a pour éliminer du procédé les produits d'hydro- génation formés à partir des composés soufrés, oxygénés et azotés.
A partir du réfrigérant 12, et après avoir été débarrassé par un traitement approprié de l'nydrogène sulfu- ré dissous, le produit de raffinage sous pression parvient, par la conduite 15 et par l'intermédiaire d'une soupape de détente 16, dans la colonne de distillation 17. Cette colonne de distillation travaille sous la pression normale, le cas échéant sous une pression réduite jusqu'à moins de 400 mm de mercure environ.
Dans la colonne de distillation 17, on ajuste les conditions de fonctionnement de.manière qu'il se dégage de la tête de la colonne, par la conduite 18, un mélange de.-vapeurs/'renfermant entre.'autres, la -majeure partie du ;cyclohexane( (environ,90 %) renfermé dans:la matière dedépart, en mélange, azéotropique avec le benzène, ainsi
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que d'autres petites quantités de benzène (têtes benzéniques).
La quantité totale des têtes benzéniques soutirées par la conduite 18 est de l'ordre de 3 à 5 %, rapporté au mélange de départ.
Le produit recueilli au pied de la colonne de distillation 17 parvient, par la conduite 19 et par l'in- termédiaire d'une pompe foulante 20, dans la colonne de distillation 21 se trouvant sous une pression élevée com- prise entre 2 et 20 atmosphères. La pression à établir dans cette colonne dépend de la composition du mélange qui doit y être décomposé. Pour des benzols de cokerie de composition usuelle, il stest avéré qu'on pouvait, avec une pression comprise entre 5 et 10 atmosphères, obtenir les résultats les plus favorables en ce qui a trait à la décomposition et la rentabilité.
Dans la colonne de distillation 21, on élinine par distillation un benzène très pur qui est soutiré par la conduite 22. Les autres étages de l'obtention du benzène très pur (refroidissement, condensation, détente) ne sont pas représentés ici.
¯Le produit obtenu au pied de la colonne de distil- lation sous pression, qui renferme les hydrocarbures aroma- tiques .d'un point d'ébullition plus élevé, ainsi que du n-heptane, du méthylcyclohexane et de faibles quantités de benzène, parvient par la conduite 23, et par l'intermédiaire dtune soupape de détente 24, dans une autre colonne 25 de distillation .sous la pression normale. Dans cette colonne, on obtient une fraction de tête qui se dégage par la conduite 26, et.qui est.constituée essentiellement par du n-heptane et par- d'autres hydrocarbures aliphatiques, par du méthylcyclo-
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'hexane* et par-,de faiblés qûanciés âëïéiïzcné 'ét ië t32tèe"-,"''- (têtes toluéniques).
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La fraction obtenue à la base de la colonne de distillation 25, fraction qui ne renferme pratiquement que du toluène, des xylènes et des arsols, parvient par la con- duite 27, par l'intermédiaire d'une pompe foulante 28, dans une autre colonne 29 de distillation sous pression. Cette colonne est également soumise à une pression comprise entre 2 et 20 atmosphères. Une pression de l'ordre de 3,5 atmos- phères s'est avérée particulièrement favorable pour un ben- zol de cokerie normal. Le produit de tête de la colonne 29, produit qui est soutiré par la conduite 30, est constitué par du toluène très pur, tandis que le produit obtenu à la base de la colonne et soutiré par la conduite 31, renferme essentiellement les xylènes, les arsols et quelques alcoyl- naphtènes d'un point d'ébullition élevé.
Les têtes benzéniques séparées dans la colonne 17 parviennent, par une conduite 18, dans un réfrigérant 32, et de là, par l'intermédiaire d'une pompe foulante 33, dans un dispositif 34 de reforming. En même temps, on délivre, par la conduite 35, un gaz hydrogéné dans le dispositif de reforming dans lequel on obtient, à l'aide du catalyseur 36, une déshydrogénation du cyclohexane, tandis que le benzène renfermé dans la fraction de tête reste inchangé.
Le produit de reforming parvient dans le réfrigérant 37 dans lequel sont condensés les hydrocarbures qui sont maintenant cons- titués en majeure partie par du benzène et sont ensuite ajoutés, par la conduite 38c, au produit de raffinage sous pression se trouvant dans le récipient de refroidissement 12, après qu'on ait préalablement séparé, dans un dispositif stabilisateur 38a, les fractions non-aromatiques qui sont alors éliminées du procédé par une conduite 38b. L'hydrogène
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.-,.gaz1J..-:non.,.condensé. dans .le. réfrigérant .7...es.t¯¯sQutiré,..... -¯. ¯ . par les conduite 39 et 40, et peut alors être renvoyé à un but d'utilisation quelconque.
On peut, par exemple, réunir
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le gaz hydrogène provenant de la conduite 40 avec le gaz hydrogène dans la conduite 5 et le rendre ainsi utilisable pour le raffinage sous pression. On peut, le cas échéant, faire également passer d'abord une fraction du gaz hydrogène provenant de la conduite 5, par le dispositif de reforming pour la renvoyer de ce dernier dans la conduite 5. Cela est possible du fait que le procédé de reforming est lié à l'ob- tention d'hydrogène nouveau.
Le reforming est une opération connue en soi. Si l'on utilise comme gaz hydrogène un gaz hydrogène renfermant encore des composés soufrés, notamment de l'hydrogène sulfuré, on doit alors utiliser pour le reforming un catalyseur au cobalt et au molybdène, car seul un tel catalyseur résiste non seulement au soufre, mais a même besoin de subir en continu une certaine sulfuration. L'utilisation d'un gaz hydrogène renfermant de l'hydrogène sulfuré serait en soi avantageuse en ce qui a trait à la possibilité d'utiliser comme tel du gaz normal de four à coke.
Un certain incon- vénient réside toutefois dans le fait que les températures de reforming sont relativement élevées, par exemple de l'ordre de 575 à 650 , lorsqu'on utilise des catalyseurs au cobalt et au molybdène, ce qui oblige à utiliser, pour le dispositif de reforming, des aciers résistant à l'hydrogène sulfuré. Si l'on dispose d'un gaz hydrogène exempt de soufre, on peut alors se servir pour le reforming d'un catalyseur au platine, ce qui fournit pour avantage qu'on peut travailler à des températures de reforming notablement plus basses, par . exemple à des températures de 450 à 500 et qu'ainsi on n'est pas obligé dtutiliser des aciers résistant à l'hydrogène sulfuré.
La mise en oeuvre de gaz hydrogène pur pour le
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- -reforming a. p¯rF?Etn:Ee¯3J¯OS pas.?..d3ns le .cas présent, de ...H
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difficultés fonctionnelles accrues, même lorsqu'on utilise du gaz de four à coke pour le raffinage sous pression du benzol qui est prévu en aval.
On a besoin à vrai dire, pour . de la première mise en route du dispositifforming 34, d'une quantité d'hydrogène pur équivalente à celle nécessaire pour remplir d'un coup le dispositif avec de l'hydrogène.L'opé- ration de reforming proprement dite produit alors, par suite de l'effet de shydrogénant des catalyseurs, de nouvelles quantités d'hydrogène pur, dont on emmagasine alors, dans l'accumulateur 41, la quantité dont on aura besoin plus de tard, lors d'une remise en service du dispositif/reforming après un arrêt. Cette quantité d'hydrogène peut ensuite être prélevée .du .récipient 41 par la conduite 42 et être envoyée à nouveau dans la conduite 35.
Les quantités excé- dentaires d'hydrogène sont soutirées de la conduite 40 de la manière déjà décrite.
Le produit de tête de la colonne de distillation 25, à savoir ce que l'on appelle les têtes toluéniques, peut, lorsqu'on ne veut pas l'envoyer en totalité au secteur car- burant, être éventuellement subdivisé dans un dispositif séparateur 43 particulier, de manière qu'on puisse soutirer par la conduite 44 un mélange de benzène, de n-heptane rési- duel et d'autres hydrocarbures aliphatiques d'un point d'ébul- lition relativement bas, tandis qu'on peut éliminer par la conduite 45 le n-heptane, le méthylcyclohexane et les autres hydrocarbures à point d'ébullition élevé qui sont renfermés dans la fraction intermédiaire et peuvent alors,' par exemple, être mélangés'a l'essence'pour carburant.
Il est cependant également possible de réunir la totalité de la Fraction de tête, par la conduite -44 avec le produit provenant de la conduite 18 et de les soumettre en commun à un reforming
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pour augmenter de cette manière le rendement en benzène très pur et en toluène.
Lors de la mise en oeuvre de l'invention suivant la fig. 2, les parties ayant trait à la distillation en plusieurs stades sous la pression normale et sous une sur- pression, restent inchangées. La mise en oeuvre du produit provenant d'un reforming de fractions pétrolières rend super- flu un dispositif de raffinage sous pression, de sorte qu'il en résulte le schéma de marche suivante :
A la fig. 2, le dispositif pour le reforming des fractions pétrolières est désigné par 50. Le dispositif est pourvu d'un catalyseur 51, sur lequel on a déjà donné des détail à propos du dispositif de reforming 34 de la fig. 1. La fraction pétrolière est amenée par la conduite 52 et le gaz hydrogène par la conduite 53.
Le mélange de vapeurs se dégage du dispositif de reforming 50 par la conduite 54 et parvient dans un réfrigérant 55 duquel on soutire, par la conduite 56, les hydrocarbures condensés, tandis que le gaz hydrogène est éliminé par la conduite 57. Le produit de reforming parvient ensuite, de la conduite 56, dans une colonne de distillation 58 à la tête de laquelle on soutire, par la conduite 59, une fraction riche en benzène, tandis qu'on élimine du fond de la colonne 58, par la conduite 60, les hydrocarbures aliphatiques contenus dans le produit de reforming et les homologues supérieurs du benzène.
Lorsqu'on utilise une fraction pétrolière compor- tant des composants surtout aliphatiques d'un domaine d'ébul- lition allant de 100 à 180 , la partie de la fraction benzé- nique soutirée par la conduite 59 est de l'ordre de 7 à 15 % . de la fraction pétrolière mise en jeu, tandis que lorsqu'on utilise une fraction naphténique d'un domaine d'ébullition
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allant" de .'100 a't15Oû, 'La'fraëtion'èn"-7éiïqùe fÓ1'tif --60 % ¯.-.....
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environ de la matière de départ.
La fraction benzénique parvient, par la conduite 59, dans la colonne 17 pour la fraction de tête et elle y est alors traitée de la même manière que celle décrite à propos de la figure 1. Cependant, dans ce cas, un dispositif particulier de reforming, tel qu'il est désigné par 34 dans la fig. 1, n'est pas nécessaire, car on peut ajouter la fraction de tête provenant de lacolonne 17, conjointement avec la fraction séparée dans le dispositif 43, par la con- duite 61, dans le dispositif de reforning toutefois existant, et la traiter en cet endroit pour obtenir des hydrocarbures aormatiques.
Une autre forme d'exécution de l'invention qui n'est pas représentée particulièrement par un dessin, s'étend à l'utilisation de l'essence dite de pyrolyse qui ce forme lors du craquage thermique et/ou du craquage catalytique de fractions pétrolières. Cette essence de pyrolyse est un nélange d'hydrocarbures renfermant enre autres des fractions notables d'hydrocarbures aromatiques.
Un tel produit de départ serait, éventuellement avec interposition d'une dis- tillation préalable ou d'un raffinage préalable, introduit dans la colonne 17 pour la fraction de tête, et il y serait alors traité de la manière déjà décrite, auquel cas on prévoirait également ici à nouveau, comme décrit en regard de la fig. 1, un petit dispositif distinct de reforming pour le traitement de la fraction de tête provenant de la colonne 17 et du produit provenant du dispositif 43.
EXEMPLE
On décrira l'invention plus en détail sur la base d'un exemple numérique pour le mode opératoire de la fig. 1 :
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Au dispositif qui est représenté schématiquement ' à la fig. 1, on délivre par unité de temps, par la conduite 1,
1050 kg d'un benzol typique de cokerie. Dans l'évaporateur 2, on évapore cette quantité de benzol en présence d'environ
1350 m3 normaux d'un gaz hydrogéné. Ce gaz hydrogéné est constitué par 1200 m3 normaux de gaz de circulation provenant de la conduite 4 et par 150 m 3 normaux de gaz frais de four à coke. Lors de l'évaporation du benzol, il se forme, dans une quantité de 30 kg environ, un résidu boueux qu'on soutire en continu par la conduite 3a.
Lorsque le raffinage a eu lieu, et après avoir ensuite condensé le benzol brut raffiné, il se dépose dans le réfrigérant 12 environ 1000 kg d'un produit de raffinage sous pression renfermant entre autres
660 kg de benzène, 168 kg de toluène, 76 kg de xylènes,
65,3 kg d'arsols et des fractions d'un point d'ébullition plus élevé, ainsi que les impuretés aliphatiques et naphté- niques mentionnées ; en même temps, on soutire par la conduite
12a environ 20 kg de substances gazeuses et vaporeuses sous là forme d'hydrogène sulfuré, de vapeur d'eau et d'azote.
Le produit de raffinage sous pression parvient, conjointement avec-le produit de reforming (46,5 kg) arrivant ¯ par la conduite 38c, par la conduite 15, dans la colonne de distillation 17 où il est décomposé en les fractions sui- vantes produit de tête (têtes benzéniques) : 40 kg constitués par :
21 kg d'une fraction de' tête
3 kg de cyclohexane
16 kg de benzène
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produit recueilli au pied de la colonne : 1006,56 kg constitués par :
678,5 Kg de benzène
173,8 kg de toluène
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*7 \ 1.- J 3k 76,0 ny de Al11Ç
65,3 kg de fractions d'un point d'ébullition plus élevé (par exemple des arsols)
12,96 kg d'une fraction de tête toluénique, y compris
2,16 kg de n-heptane.
Le produit recueilli au pied de la colonne est ensuite soumis à une distillation sous pression dans la colonne 21. Il se forme, comme produit de tête, un benzène très pur d'un point de solidification supérieur à 5,4 C, dans une quantité de 662,5 kg. Rapporté au benzène (660,0 kg) contenu dans le produit de raffinage sous pression, cela correspond à un rendement de 100,35 %.
Le produit recueilli à la base de la colonne de distillation sous pression 21 se forme dans une quantité de 344,06 kg et renferme encore, à côté du toluène, des xylènes et des fractions d'un point d'ébullition plus élevé, 16,0 kg de benzène, ainsi que la totalité du n-heptane. Ce produit est à nouveau distillé dans la colonne atmosphérique 25 et il est décomposé en les deux fractions suivantes : produit de tête (têtes toluéniques) : 27,56 kg constitués par :
5,4 kg d'une fraction de tête
2,16 kg de n-heptane,
16,0 kg de benzène
4,0 kg de toluène.
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produit recueilli à la base de la colonne : 316,5 kg constitués par: 175,2 kg de toluène
141,3 kg de xylènes et de frac- tions d'un point d'é- bullition plus élevé.
Le produit recueilli au pied de la colonne 25. est ensuite soumis, dans la colonne 29, à une seconde distilla- tion sous pression et il est décomposé en les fractions suivantes : produit de tête 171,2 kg de toluène pur d'un point d'ébullition de 0,01 C produit recueilli à la base de la colonne : 145,3 kg constitués par :
40 kg de toluène
105,3 kg de xylènes et de frac- tions d'un point d'é- bullition plus élevé.
Le rendement en toluène pur, rapporte au toluène (168,0 kg) renfermé dans le produit de raffinage sous pres- sion, est donc de l'ordre de 102 %.
On réunit la fraction de tête benzenique (40 kg) provenant de la colonne 17 et la fraction de tête tolué- nique (27,56 kg) provenant de la colonne 27 (67,56 kg) et les envoie au dispositif de reforming 34. Après le refor- ming, le mélange renferme les composants suivants :
34,5 kg de benzène
5,8 kg de toluène
0,5 kg de cyclohexane
0,36 kg de n-heptane
26,4 kg d'autres hydrocarbures
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A partir du produit de reforming, on sébere, dans la colonne de stabilisation 38a, 21,0 kg d'hydrocarbures à bas point d'ébullition, essentiellement des hydrocarbures aliphatiques et naphténiques ou des nydrocarbures naphté- niques alcoylés qui se dégagent par la conduite 38b. Il reste 46,56 kg d'un produit de reforming stabilisé que l'on réunit par la conduite 38c, dans le récipient de refroidis- sement 12, avec le produit de raffinage sous pression, pour obtenir une quantité globale de 1046,56 kg.
REVENDICATIONS
1) Procédé de préparation de benzène très pur présentant un point de solidification de 5,4 et davantage, à partir d'un mélange d'hydrocarbures renfermant encore, à côté des hydrocarbures benzéniques, des composants naphté- niques, en particulier du cyclohexane et du méthylcyclo- hexane, ainsi que, le cas échéant, du n-heptane, ledit procédé étant caractérisé par le fait que le mélange de départ est, par une distillation effectuée sous la pression normale ou sous une pression réduite (première distillation), décomposé en un produit de tête (têtes benzéniques) essen- tiellement constitué par l'azéotrope formé de cyclohexane et de benzène, ainsi que par de petites quantités complémen- taires de benzène, et en un produit de pied renfermant la majeure partie du benzène,
ainsi que les hydrocarbures aro- matiques d'un point d'ébullition plus élevé et du n-heptane et du méthylcyclohexane, qu'en procédant ensuite à une dis- tillation sous pression élevée, de préférence à une pression comprise entre 2 et 20 atmosphères (seconde distillation), on décompose le produit de pied de la première distillation
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