EP0448439A1 - Procédé de fractionnement d'un mélange gazeux renfermant de l'hydrogène, des hydrocarbures aliphatiques légers et des hydrocarbures aromatiques légers - Google Patents

Procédé de fractionnement d'un mélange gazeux renfermant de l'hydrogène, des hydrocarbures aliphatiques légers et des hydrocarbures aromatiques légers Download PDF

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EP0448439A1
EP0448439A1 EP91400637A EP91400637A EP0448439A1 EP 0448439 A1 EP0448439 A1 EP 0448439A1 EP 91400637 A EP91400637 A EP 91400637A EP 91400637 A EP91400637 A EP 91400637A EP 0448439 A1 EP0448439 A1 EP 0448439A1
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EP
European Patent Office
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fraction
liquid
gaseous
hydrocarbons
gas
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EP91400637A
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German (de)
English (en)
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EP0448439B1 (fr
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Ari Minkkinen
Serge Mouratoff
Larry Mank
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G35/00—Reforming naphtha
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G5/00—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas
    • C10G5/04—Recovery of liquid hydrocarbon mixtures from gases, e.g. natural gas with liquid absorbents

Definitions

  • the invention relates to a process for fractionating a gaseous mixture containing hydrogen, light aliphatic hydrocarbons and light aromatic hydrocarbons.
  • the invention aims, more particularly, to separately collect (1) hydrogen of high purity, and in particular only contain traces of aromatic hydrocarbons, (2), aliphatic hydrocarbons C2 - C5, in particular C3 or C3 - C4, which can be recycled, at least in part, to a hydrocarbon conversion process, for example a dehydrocyclodimerization process, and (3) light aromatic hydrocarbons alone or as a mixture (BTX).
  • a hydrocarbon conversion process for example a dehydrocyclodimerization process
  • BTX light aromatic hydrocarbons alone or as a mixture
  • the effluent is a mixture of hydrogen, light aliphatic hydrocarbons, in particular from C1 to C5, and light aromatic hydrocarbons, in particular benzene, toluene and / or xylene or their mixtures ( BTX).
  • these processes mention may be made of catalytic reforming, aromatization, dehydrogenation, dehydrocyclization, steam cracking and dehydrocyclodimerization.
  • light paraffins or olefins for example C3 and C4 are converted into light aromatic hydrocarbons in contact with zeolitic catalysts.
  • the hydrogen is separated in a high pressure separator and the hydrocarbons are separated in a train of distillation columns.
  • perm-selective membranes have also been proposed for separating hydrogen from hydrocarbons, for example in US 4180388, 4398926 and 4654047.
  • the use of a perm-selective membrane and fractionation columns is described in US 45488619 In this latter patent, the effluent from a dehydrocyclodimerization unit is first briefly fractionated; the liquid fraction is distilled to collect the BTX and the gaseous fraction is compressed and then washed with aromatic hydrocarbons or with C7 - C10 paraffinic hydrocarbons of external origin.
  • the present invention relates to a process for fractionating a gaseous mixture containing hydrogen, light aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons, energy efficient, in particular in which the energy requirements for fractionation of the products are reduced; and also a process in which the hydrogen obtained is substantially free of aromatic hydrocarbons; a process also which makes it possible to use membranes sensitive to aromatic hydrocarbons, due to the virtual absence of these in the gas subjected to permeation. In the process of the invention, the undesirable crystallization of aromatic hydrocarbons is avoided.
  • a gaseous mixture and for example, the gaseous effluent from a hydrocarbon conversion reactor, which contains hydrogen, light aliphatic hydrocarbons and light aromatic hydrocarbons is first cooled at a temperature allowing the condensation of part of the hydrocarbons. Separating a first non-condensed gaseous fraction relatively poor in aromatics and a first liquid fraction relatively poor in aromatics and a first liquid fraction relatively rich in aromatics.
  • the first gaseous fraction is compressed and cooled, so as to condense at least a second liquid fraction, and the second liquid fraction is separated from a second non-condensed gaseous fraction.
  • the second gaseous fraction is brought into contact with a liquid phase of aliphatic hydrocarbons, defined below, in a contact zone, under conditions ensuring at the same time the vaporization of at least one fraction, for example at least 50% ( preferably 60-95%), of the liquid phase of aliphatic hydrocarbons, and the condensation of at least part of the aromatic hydrocarbons of the second gaseous fraction, said condensation being caused, at least in part by the cooling due to the vaporization of aliphatic hydrocarbons, and a third gas fraction is separated from a third liquid fraction comprising aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.
  • the second and third liquid fractions can also be drawn off as a mixture.
  • the third gas fraction is treated to bring it above the dew point, it is circulated in contact with at least one membrane permeable to hydrogen and a gas fraction enriched in hydrogen and a fourth depleted gas fraction are collected. into hydrogen.
  • the fourth gas fraction is cooled so as to partially condense it and a fifth gas fraction, rich in methane, which can constitute a "fuel-gas", and a fourth liquid fraction containing at least one C3 hydrocarbon are collected. to C5.
  • the first, second, third and fourth liquid fractions are subjected to distillation, together or separately, in one or more columns, and at least a sixth gaseous fraction containing at least one C3 or C5 hydrocarbon is collected at the top and at least in the tail a fifth liquid fraction which constitutes a desired aromatic hydrocarbon fraction. At least a part of the hydrocarbons of the sixth gaseous fraction are condensed and sent to the contact zone to constitute at least a part of the liquid phase of aliphatic hydrocarbons.
  • Preferably another part of the sixth gaseous fraction is sent to the hydrocarbon conversion reactor, as a recycling stream, at least when one or more of the hydrocarbons from C3 to C5 constitute a reagent for said conversion.
  • the hydrocarbon conversion reactor can be, for example, a C2-C5, particularly C3 and / or C4 light hydrocarbon aromatization reactor, using a zeolite as catalyst, in particular a zeolite described in French patent 2634139 or 2634140 .
  • the pressure at the outlet of the reactor is, for example 1.5 to 10 bars, commonly 2-5 bars. If the temperature is high, it is lowered to 10-60 ° C, preferably 30-50 ° C, so as to condense part of the gaseous effluent from the reactor and to collect at least part of the aromatic hydrocarbons. If desired, the pressure can be modified to promote the condensation of aromatic hydrocarbons.
  • the first gas fraction is then compressed to, for example, 15-40 bars, preferably 20-30 bars, and cooled, to bring its temperature to 0-50 ° C, preferably 25-35 ° C, and condense at least a second liquid fraction, containing aromatics.
  • This liquid fraction is separated from the second gaseous fraction under the above pressure.
  • several compression stages can be used, each followed by partial condensation and fractionation.
  • the bringing of the second gaseous fraction into contact with the recycled liquid phase of aliphatic hydrocarbons containing at least one hydrocarbon C3 to C5, preferably C4-C5, constitutes an essential point of the invention.
  • the vaporization of at least 50% of the hydrocarbons C3 to C5 from this liquid phase causes the second gaseous fraction to cool and the condensation of at least part of the residual aromatic hydrocarbons.
  • the temperature is, for example, between - 10 and + 40 ° C, preferably between 5 and 35 ° C. At the top the temperature is between - 10 and + 30 ° C, preferably for example between 0 and 20 ° C.
  • the pressure may be substantially that of the second gas fraction (after compression of the first gas fraction), that is to say, 15-40 bars, preferably 20-30 bars.
  • the quantity of liquid phase of aliphatic hydrocarbons can represent, for example, 5 to 35% preferably 10 to 25% of the quantity of second gaseous fraction, but the invention is not limited to particular proportions .
  • the recycled liquid phase of aliphatic hydrocarbons also to contain a certain proportion of non-aromatic hydrocarbons C6, C7 and / or C8.
  • the resulting gas stream is then brought above its dew point, for example by heating or by dilution with a dry gas, but preferably by additional compression ensuring overheating (an increment of 2 to 7 bars is generally sufficient). It is then brought into contact with at least one selective permeation membrane, in one or more stages.
  • the overheating is preferably such that no condensation occurs during the withdrawal of hydrogen from the membrane.
  • permeation membrane For permeation, reference may be made to one of the aforementioned patents, and it will preferably be carried out in several stages with gas recompression between the stages.
  • the permeation membrane may be a commercial or prior art membrane and will therefore not be described in detail.
  • the operating conditions depend on the membrane, for example around 80-150 ° C at 20-40 bars with the usual membranes.
  • the fraction of hydrogen-depleted gas which usually contains C1-C5 hydrocarbons is subjected to cooling in order to condense a liquid phase containing C3-C5 hydrocarbons.
  • the cooling may use, in part, relatively cold streams of the process, for example the stream of the fifth gaseous fraction, and, in part, streams of liquefied gas, for example a stream of liquid propane or ethane.
  • the distillation of the liquid fractions can be carried out separately or after mixing 2 or more fractions. It is also possible not to distill the second liquid fraction directly and to return it to the first fractionation zone in order to be fractionated again in mixture with the reactor effluent.
  • a mixture of the first liquid fraction and the second liquid fraction can be distilled; the third and fourth liquid fractions are then distilled separately.
  • the first, second, third and fourth liquid fractions can also be distilled together. Other combinations of fractions can also be used.
  • the third gaseous fraction is compressed before passing through the permeation zone.
  • the compressor can then be in line with the compressors of the previous stages.
  • the compressor for the third gaseous fraction receives the energy, preferably mechanical energy, produced by a regulator placed on the circuit of the fifth gaseous fraction.
  • a turbocharger and a turboexpander are preferably used respectively.
  • the sixth gaseous fraction is subjected to partial condensation: at least part of the condensate rich in butanes and pentanes is used as liquid for contacting with the second gaseous fraction, the rest is returned as reflux to the column in which said sixth gas fraction was separated from said fifth liquid fraction; the non-condensed part, constituting a seventh gas fraction rich in propane, can be returned to the dehydrocyclodimerization reactor.
  • the figure illustrates a non-limiting mode of implementation of the invention.
  • the gaseous effluent (1) from a paraffin flavoring unit C3 - C9 available at 1.5 - 5 bars is cooled to 30 - 40 ° C in the exchanger (2). It optionally receives the current (3).
  • part of the gas phase is condensed and a liquid phase (5) and a gas phase (6) are separated in the flask (4). This undergoes one or more compression stages (7) followed by cooling (8).
  • the liquids collected can be sent by line (9) for distillation or by line (3) at the entrance to the installation. From the flask (10) a gas stream (11) comes out which is contacted in the flask (12) with a liquid stream C3-C5 from the line (13).
  • the gas phase (14) undergoes compression with overheating in the compressor (15) and then passes into the permeation unit (16).
  • Purified hydrogen exits through line (17).
  • the residual gas (38) is cooled, for example by cold water (18), by a stream of cold gas (19-21) and by liquid propane (20) at low temperature, for example - 30 to - 40 ° C.
  • a partial liquefaction takes place and a methane-rich gas is collected at the top of the column (23) via the line (21) and a liquid stream (22) at the bottom of the column (23).
  • the liquid stream (24) withdrawn from the contactor (12) is also sent to the column (23), but preferably at a point lower than that of admission of the stream coming from the permeation unit.
  • the liquid (22) is refracted in the column (25) which, in the example considered, also receives the liquid from line (5).
  • the latter is preferably introduced at a relatively low point of the column (25), lower than the level of introduction of the liquid (22).
  • a mixture rich in aromatic hydrocarbons is collected by line (26).
  • the vapors (27), rich in hydrocarbons (C3-C5) are cooled and partially condensed (28).
  • a liquid phase is collected, for example C3-C5 or C4-C5, which is returned in part to the contactor (12) by the line (13).
  • a reflux can be ensured by the line (31). If a gas phase (32) remains, it can be returned to the dehydrocyclodimerization reactor.
  • the separator (10) is not used and the current which has passed through the cooler (8) is sent directly to the bottom of the contactor (12).
  • the second and third liquid fractions exit in mixture through the line (24). Lines (9) and (3) are then not used.
  • the heat released by compression in a compression stage (7) is used to heat the reboiler of a distillation column (23), the gas leaving (33) from the compressor (7) then passes through an exchanger in the reboiler (32) of this column then is sent (34) to the balloon (10) or to the contactor (12).
  • the cooler (8) can then be removed (35,36,37) are expansion valves.

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Abstract

Procédé de fractionnement d'un mélange gazeux renfermant de l'hydrogène, des hydrocarbures aliphatiques légers et des hydrocarbures aromatiques légers.
Après compression du mélange (7) et séparation d'une ou plusieurs fractions légères (3 et 5), on met en contact le gaz (12) avec des hydrocarbures aliphatiques légers (13) puis on en sépare l'hydrogène par perméation (16). Des distillations (23 et 25) permettent d'isoler les hydrocarbures aliphatiques (27) et les hydrocarbures aromatiques (26).
Le procédé est économe en énergie et évite des cristallisations indésirables.

Description

  • L'invention est relative à un procédé de fractionnement d'un mélange gazeux renfermant de l'hydrogène, des hydrocarbures aliphatiques légers et des hydrocarbures aromatiques légers.
  • L'invention vise, plus particulièrement, à recueillir séparément (1) de l'hydrogène de pureté élevée, et ne renferment notammant que des traces d'hydrocarbures aromatiques, (2), des hydrocarbures aliphatiques C2 - C5, notamment C3 ou C3 - C4, qui peuvent être recyclés, au moins en partie, à un procédé de conversion d'hydrocarbures, par exemple un procédé de déhydrocyclodimérisation, et (3 ) des hydrocarbures aromatiques légers seuls ou en mélange (BTX).
  • On connait divers procédés dans lesquels l'effluent est un mélange d'hydrogène, d'hydrocarbures aliphatiques légers, notamment de C1 à C5, et d'hydrocarbures aromatiques légers, notamment du benzène, du toluène et/ou du xylène ou leurs mélanges (BTX). Parmi ces procédés on peut citer le réformage catalytique, l'aromatisation, la déshydrogénation, la déhydrocyclisation, le craquage à la vapeur et la déhydrocyclodimérisation. Notamment, dans ce dernier procédé, on convertit des paraffines ou oléfines légères, par exemple C3 et C4, en hydrocarbures aromatiques légers au contact de catalyseurs zéolithiques.
  • La conversion d'hydrocarbures aliphatiques en hydrocarbures aromatiques est décrite, par exemple dans US 4133743, 4210519, 4233268 et US 4172027.
  • L'aromatisation des hydrocarbures aliphatiques en hydrocarbures aromatiques est décrite, par exemple dans les brevets français 2634139 et 2634140,
  • A la suite de ces procédés, et de manière conventionnelle, l'hydrogène est séparé dans un séparateur haute pression et les hydrocarbures sont séparés dans un train de colonnes de distillation.
  • On a aussi proposé l'emploi de membranes perm-sélectives pour séparer l'hydrogène des hydrocarbures, par exemple dans US 4180388, 4398926 et 4654047. L'emploi d'une membrane perm-sélective et de colonnes de fractionnement est décrit dans US 45488619. Dans ce dernier brevet, l'effluent d'une unité de déhydrocyclodimérisation est d'abord fractionné sommairement ; la fraction liquide est distillée pour recueillir les BTX et la fraction gazeuse est comprimée puis lavée par des hydrocarbones aromatiques ou par des hydrocarbures paraffiniques C7 - C10 d'origine externe.
  • La présente invention concerne un procédé de fractionnement d'un mélange gazeux renfermant de l'hydrogène, des hydrocarbures aliphatiques légers et des hydrocarbures aromatiques, économe en énergie, en particulier dans lequel des besoins en énergie pour le fractionnement des produits sont réduits ; et également un procédé dans lequel l'hydrogène obtenu est sensiblement libre d'hydrocarbures aromatiques ; un procédé aussi qui permet d'utilisser des membranes sensibles aux hydrocarbures aromatiques, en raison de la quasi-absence de ceux -ci dans le gaz soumis à perméation. Dans le procédé de l'invention, la cristallisation indésirable d'hydrocarbures aromatiques est évitée.
  • Dans le procédé de l'invention, un mélange gazeux et par exemple, l'effluent gazeux d'un réacteur de conversion d'hydrocarbures, qui renferme de l'hydrogène, des hydrocarbures aliphatiques légers et des hydrocarbures aromatiques légers est d'abord refroidi à une température permettant la condensation d'une partie des hydrocarbures. On sépare une première fraction gazeuse non condensée relativement pauvre en aromatiques et une première fraction liquide relativement pauvre en aromatiques et une première fraction liquide relativement riches en aromatiques.
  • On comprime la première fraction gazeuse et on la refroidit, de manière à condenser au moins une seconde fraction liquide, et on sépare la seconde fraction liquide d'une seconde fraction gazeuse non condensée. On met en contact la seconde fraction gazeuse avec une phase liquide d'hydrocarbures aliphatiques, définie plus loin, dans une zone de contact, dans des conditons assurant à la fois la vaporisation d'au moins une fraction, par exemple au moins 50 % (de préférence 60-95%), de la phase liquide d'hydrocarbures aliphatiques, et la condensation d'au moins une partie des hydrocarbures aromatiques de la seconde fraction gazeuse, ladite condensation étant provoquée, au moins en partie par le refroidissement dû à la vaporisation des hydrocarbures aliphatiques, et on sépare une troisième fraction gazeuse d'une troisième fraction liquide comprenant des hydrocarbures aliphatiques et des hydrocarbures aromatiques. La seconde et la troisième fractions liquides peuvent aussi être soutirées en mélange.
  • On traite la troisième fraction gazeuse pour l'amener au-dessus du point de rosée, on la fait circuler au contact d'un moins une membrane perméable à l'hydrogène et on recueille une fraction gazeuse enrichie en hydrogène et une quatrième fraction gazeuse appauvrie en hydrogène. On refroidit la quatrième fraction gazeuse de manière à la condenser partiellement et on recueille une cinquième fraction gazeuse, riche en méthane, qui peut constituer un "fuel-gas" (gaz combustible), et une quatrième fraction liquide renfermant au moins un hydrocarbure de C3 à C5.
  • On soumet les première, seconde, troisième et quatrième fractions liquides à une distillation, ensemble ou séparément, en une ou plusieurs colonnes, et on recueille en tête au moins une sixième fraction gazeuse refermant au moins un hydrocarbure C3 ou C5 et en queue au moins une cinquième fraction liquide qui constitue une fraction d'hydrocarbures aromatiques recherchée. Au moins une partie des hydrocarbures de la sixième fraction gazeuse sont condensés et envoyés à la zone de contact pour constituer au moins une partie de la phase liquide d'hydrocarbures aliphatiques.
  • De préférence une autre partie de la sixième fraction gazeuse est envoyée au réacteur de conversion d'hydrocarbures, comme courant de recyclage, au moins lorsque un ou plusieurs des hydrocarbures de C3 à C5 constituent un réactif pour ladite conversion.
  • Le réacteur de conversion d'hydrocarbures peut être, par exemple, un réacteur d'aromatisation d'hydrocarbures légers C2-C5, particulièrement C3 et/ou C4, utilisant une zéolithe comme catalyseur, notamment une zéolithe décrite dans le brevet français 2634139 ou 2634140.
  • La pression en sortie de réacteur est, par exemple de 1,5 à 10 bars, couramment 2-5 bars. Si la température est élevée, on abaisse celle-ci vers 10-60°C, de préférence 30-50°C, de manière à condenser une partie de l'effluent gazeux du réacteur et à recueillir au moins une partie des hydrocarbures aromatiques. Si on le désire, on peut modifier la pression pour favoriser la condensation des hydrocarbures aromatiques.
  • La première fraction gazeuse est ensuite comprimée jusqu'à, par exemple, 15-40 bars, de préférence 20-30 bars, et refroidie, pour amener sa température vers 0-50°C, de préférence 25-35°C, et condenser au moins une seconde fraction liquide, renfermant des aromatiques. On sépare cette fraction liquide de la seconde fraction gazeuse sous la pression précitée. Au lieu d'un seul étage de compression suivi de refroidissement et de fractionnement, on peut utiliser plusieurs étages de compression, suivis chacun d'une condensation partielle et d'un fractionnement.
  • La mise en contact de la seconde fraction gazeuse avec la phase liquide recyclée d'hydrocarbures aliphatiques renfermant au moins un hydrocarbure C3 à C5, de préférence C4-C5, constitue un point essentiel de l'invention. La vaporisation d'au moins 50 % des hydrocarbures C3 à C5 de cette phase liquide provoque un refroidissement de la seconde fraction gazeuse et la condensation d'au moins une partie des hydrocarbures aromatiques résiduels. La température est, par exemple, entre - 10 et + 40°C, de préférence entre 5 et 35°C. En tête la température est entre - 10 et + 30°C, de préférence par exemple entre 0 et 20°C. En fond elle est par exemple de 5 à 40°C, de préférence de 10 à 25°C ; la pression pouvant être sensiblement celle de la seconde fraction gazeuse (après compression de la première fraction gazeuse) c'est-à-dire, 15-40 bars, de préférence 20-30 bars. Exprimée en poids, la quantité de phase liquide d'hydrocarbures aliphatiques peut représenter, par exemple, 5 à 35 % de préférence 10 à 25 % de la quantité de seconde fraction gazeuse, mais l'invention n'est pas limitée à des proportions particulières.
  • Dans certains cas, notamment quand la seconde fraction gazeuse est très riche en C3-C4, il peut être avantageux que la phase liquide recyclée d'hydrocarbures aliphatiques renferme également une certaine proportion d'hydrocarbures non-aromatiques C6, C7 et/ou C8.
  • Le courant gazeux résultant est alors amené au-dessus de son point de rosée, par exemple par chauffage ou par dilution avec un gaz sec, mais de préférence par compression supplémentaire assurant une surchauffe (un incrément de 2 à 7 bars est généralement suffisant). Il est ensuite mis au contact d'au moins une membrane de perméation sélective, en un ou plusieurs étages. La surchauffe est de préférence telle qu'aucune condensation ne se produit lors du soutirage d'hydrogène dans la membrane.
  • Pour la perméation, on peut se référer à l'un des brevets précités, et on opérera de préférence en plusieurs étages avec recompression du gaz entre les étages. La membrane de perméation peut être une membrane du commerce ou de l'art antérieur et ne sera donc pas décrite en détail. Les conditions opératoires dépendent de la membrane, par exemple vers 80-150°C sous 20-40 bars avec les membranes usuelles. A la sortie de l'étage de perméation la fraction de gaz appauvrie en hydrogène et qui renferme usuellement des hydrocarbures C1-C5 est soumise à refroidissement pour condenser une phase liquide renfermant des hydrocarbures C3-C5. Le refroidissement peut utiliser, pour partie, des courants relativement froids du procédé, par exemple le courant de la cinquième fraction gazeuse, et, pour partie, des courants de gaz liquéfié, par exemple un courant de propane ou éthane liquide.
  • La distillation des fractions liquides (première, seconde, troisième et quatrième) peut être réalisée séparément ou après mélange de 2 ou plus fractions. On peut aussi ne pas distiller directement la seconde fraction liquide et la renvoyer à la première zone de fractionnement pour être fractionnée à nouveau en mélange avec l'effluent du réacteur.
  • Selon une première forme de réalisation, on peut distiller un mélange de la première fraction liquide et de la seconde fraction liquide ; les troisième et quatrième fractions liquides sont alors distillés séparément. On peut aussi distiller ensemble les première, seconde, troisième et quatrième fractions liquides. D'autres combinaisons de fractions peuvent aussi être utilisées.
  • Selon un mode préféré de réalisation, à la sortie de la zone de contact, la troisième fraction gazeuse est comprimée avant passage dans la zone de perméation. Le compresseur peut alors être en ligne avec les compresseurs des étages précédents. Un avantage important de cette compression et de son effet thermique est de placer le mélange gazeux au-dessus du point de rosée des hydrocarbures privés de l'hydrogène.
  • Selon une autre forme de réalisation, le compresseur pour la troisième fraction gazeuse reçoit l'énergie, de préférence l'énergie mécanique, produite par un détendeur placé sur le circuit de la cinquième fraction gazeuse. Dans ce case on utilise de préférence respectivement un turbocompresseur et un turbodétendeur. Selon une variante, il n'y a pas d'étage de compression pour la troisième fraction gazeuse mais un simple chauffage et le turbodétendeur transmet son énergie à un ou plusieurs étages compresseurs de la première fraction gazeuse.
  • Selon une autre forme de réalisation la sixième fraction gazeuse est soumise à une condensation partielle : une partie au moins du condensat riche en butanes et pentanes, est utilisée comme liquide de mise en contact avec la seconde fraction gazeuse, le reste est renvoyé comme reflux à la colonne où l'on a séparé ladite sixième fraction gazeuse de ladite cinquième fraction liquide ; la partie non-condensée, constituant une septième fraction gazeuse riche en propane, peut être renvoyée au réacteur de déhydrocyclodimérisation.
  • La figure illustre un mode non limitatif de mise en oeuvre de l'invention.
  • L'effluent gazeux (1) d'une unité d'aromatisation de paraffines C3 - C9 disponible sous 1,5 - 5 bars est refroidi avers 30 - 40°C dans l'échangeur (2). Il reçoit facultativement le courant (3). Dans l'échangeur (2), une partie de la phase gazeuse est condensée et l'on sépare dans le ballon (4) une phase liquide (5) et une phase gazeuse (6). Celle-ci subit une ou plusieurs étapes de compression (7) suivies de refroidissement (8). Les liquides recueillis peuvent être envoyés par la ligne (9) à la distillation ou par la ligne (3) à l'entrée de l'installation. Du ballon ( 10) sort un courant gazeux (11) qu'on contacte dans le ballon (12) avec un courant liquide C3-C5 de la ligne (13).
  • La phase gazeuse (14) subit une compression avec surchauffe dans le compresseur (15) puis passe dans l'unité de perméation (16).
  • De l'hydrogène purifié sort par la ligne (17). Le gaz résiduel (38) subit un refroidissement, par exemple par de l'eau froide (18), par un courant de gaz froid (19-21) et par du propane liquide (20) à basse température, par exemple - 30 à - 40°C. Une liquéfaction partielle se produit et l'on recueille en tête de la colonne (23) un gaz riche en méthane, par la ligne (21) et un courant liquide (22) au bas de la colonne (23). Dans le cas considéré, le courant liquide (24) soutiré du contacteur (12) est aussi envoyé à la colonne (23), mais de préférence en un point plus bas que celui d'admission du courant provenant de l'unité de perméation. Le liquide (22) est refractionné dans la colonne (25) qui, dans l'exemple considéré, reçoit aussi le liquide de la ligne (5). Ce dernier est de préférence introduit en un point relativement bas de la colonne (25), plus bas que le niveau d'introduction du liquide (22). Un mélange riche en hydrocarbures aromatiques est recueilli par la ligne (26). En tête les vapeurs (27), riches en hydrocarbures (C3-C5) sont refroidies et partiellement condensées (28). Dans le séparateur (29) on recueille une phase liquide, par exemple C3-C5 ou C4-C5, qui est renvoyée en partie au contacteur (12) par la ligne (13). On peut aussi en recycler une partie au réacteur d'aromatisation par la ligne (30). On peut assurer un reflux par la ligne (31). S'il reste une phase gazeuse (32), elle peut être renvoyée au réacteur de déhydrocyclodimérisation.
  • Selon une variante, le séparateur (10) n'est pas utilisé et le courant qui a traversé le refroidisseur (8) est envoyé directement au bas du contacteur (12). Dans ce cas, la seconde et le troisième fractions liquides sortent en mélange par la ligne (24). Les lignes (9) et (3) ne sont alors pas utilisées.
  • Selon une autre variante, la chaleur dégagée par la compression dans un étage de compression (7) est utilisée pour chauffer le rebouilleur d'une colonne de distillation (23), le gaz sortant (33) du compresseur (7) traverse alors un échangeur dans le rebouilleur (32) de cette colonne puis est envoyé (34) au ballon (10) ou au contacteur (12). Le refroidisseur (8) peut alors être supprimé (35,36,37) sont des vannes de détente.
  • A titre d'exemple, on traite 7724 parties (pds)/heure d'une charge renfermant (en poids) 2,4 % d'hydrogène, 11,3 % de C1, C2, 18,8 % de C3-C5, 17,5 % de C6 + aliphatiques et % 50,0 de BTX. Après séparation dans (4), compression dans (7) jusqu'à 22 bars et refroidissement à 35°C dans (8), la colonne (12) reçoit directement (le séparateur 10 n'est pas utilisé) 2922 parties (pds)/heure d'un courant 6,3 % pds de BTX. Par la ligne (13), on envoie 628 parties (pds)/h de coupe C3C4. La température est de 17°C en tête et 34°C en fond. Le courant de tête ne renferme que 0,4 % pds de BTX, la concentration de BTX dans le courant de fond étant de 26 % pds. Environ 30 % des C3C4 sortent en fond et 70 % en tête. Après surcompression de 5 bars (P totale = 27 bars), qui augmente le degré de surchauffe du mélange gazeux de 15°C, on enlève plus de 90 % de l'hydrogène au contact des membranes. Après distillation des courants (5,24,38), on établit le bilan : on a recueilli 198 parties (pds)/h d'hydrogène d'une pureté de 90 %, 603 parties (pds)/h de gaz combustible, 2146 parties (pds)/h de coupe C3-C4 (dont 629 parties (pds)/h sont recyclées) et 5406 parties (pds)/h de coupe riche en BTX. Le taux de récupération des C3-C4 est supérieur à 90 %.

Claims (11)

  1. Procédé de fractionnement d'un mélange gazeux renfermant de l'hydrogène, des hydrocarbures aliphatiques légers et des hydrocarbures aromatiques légers, caractérisé en ce que
    (a) on refroidit ce mélange pour condenser une partie des hydrocarbures, et on sépare une première fraction gazeuse non condensée, appauvrie en aromatiques et une première fraction liquide condensée, enrichie en aromatiques,
    b) on élève la pression de la première fraction gazeuse puis on refroidit cette fraction de manière à former une seconde fraction liquide et une seconde fraction gazeuse non-condensée, et on sépare ces fractions,
    c) on met en contact la seconde fraction gazeuse avec une phase liquide d'hydrocarbures aliphatiques, renfermant au moins un hydrocarbure ayant de 3 à 5 atomes de carbone, dans une zone de contact, dans des conditions assurant à la fois la vaporisation d'au moins une fraction des C3 - C5 de la phase liquide d'hydrocarbures aliphatiques et la condensation d'au moins une partie des hydrocarbures aromatiques de la seconde fraction gazeuse, et on sépare une troisième fraction gazeuse, dune troisième fraction liquide,
    d) On traite la troisième fraction gazeuse pour l'amener au-dessus de son point de rosée et on la fait circuler au contact d'au moins une membrane perméable à l'hydrogène, et on recueille une fraction gazeuse enrichie en hydrogène et une quatrième fraction gazeuse appauvrie en hydrogène,
    e) on refroidit la quatrième fraction gazeuse de manière à la condenser en partie et on recueille une cinquième fraction gazeuse, enrichie en méthane, et une quatrième fraction liquide renfermant au moins un hydrocarbure ayant 3 à 5 atomes de carbone,
    f) on distille, ensemble au séparément, les premières, seconde, troisième, quatrième fractions liquides et on recueille au moins une sixième fraction gazeuse, renfermant au moins un hydrocarbure C3 à C5, et au moins une cinquième fraction liquide contenant des hydrocarbures aromatiques, et
    g) on condense au moins une partie des hydrocarbures de la sixième fraction gazeuse et on les envoie à la zone de contact de l'étape (c) pour constituer au moins une partie de la phase liquide d'hydrocarbures aliphatiques.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange à fractionner est le produit d'un réacteur de conversion d'hydrocarbures aliphatiques, et on envoie une partie de la sixième fraction gazeuse audit réacteur comme réactif.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'étape (a) et réalisée à 10-60°C sous 1,5 -10 bars, la séparation de l'étape (b) est réalisée à 0-50°C sous 15-40 bars et l'étape (c) est réalisée à - 10°C jusqu'à + 40°C sous 15 -40 bars.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape (a) est réalisée à 30-50°C sous 1,5 - 10 bars, la séparation de l'étape (b) est réalisée à 25-35°C sous 20-30 bars, l'étape (C) est réalisée à 5-35°C sous 20 -30 bars et l'étape (d) est réalisée à 50-150°C sous 20-40 bars.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'élévation de température de l'étape (d) est obtenue par compression de la troisième fraction gazeuse.
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on mélange les seconde et troisième fractions liquides et en ce qu'on les distille en mélange.
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la troisième fraction gazeuse est comprimée par des moyens mécaniques de compression avant mise en contact avec la membrane, en ce que la cinquième fraction gazeuse est détendue dans des moyens mécaniques de détente et en ce que au moins une partie de l'énergie mécanique produite par la détente est transmise aux moyens de compression de la troisième fraction gazeuse.
  8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la sixième fraction gazeuse est soumise à une condensation partielle, en ce qu'une partie au moins du condensat est mise en contact avec la seconde fraction gazeuse et en ce que au moins une partie de la fraction non-condensée est envoyée au réacteur de conversion d'hydrocarbures.
  9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le refroidissement de l'étape (b) est réalisé en faisant circuler la première fraction gazeuse comprimée au contact de l'une au moins des fractions liquides dans la distillation de l'étape (f).
  10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, dans l'étape (c), on vaporise 60 à 95 % des hydrocarbures aliphatiques de la phase liquide d'hydrocarbures aliphatiques.
  11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que la phase liquide recyclée d'hydrocarbures aliphatiques renferme également au moins un hydrocarbure non-aromatique de C6 à C8.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100197145B1 (ko) * 1989-12-19 1999-06-15 후지이 히로시 금속표면의 인산아연 처리방법
WO1994002438A1 (fr) * 1992-07-24 1994-02-03 Chevron Chemical Company Procede de reformage permettant de produire du benzene de grande purete
WO1997041085A1 (fr) * 1996-04-30 1997-11-06 Mitsubishi Chemical Corporation Procede de separation de l'hydrogene et du methane d'un hydrocarbure gazeux
JPH10203803A (ja) * 1997-01-20 1998-08-04 Ngk Insulators Ltd 水素ガスの回収・精製・貯蔵装置
US5785739A (en) * 1997-01-24 1998-07-28 Membrane Technology And Research, Inc. Steam cracker gas separation process
US5980609A (en) * 1997-01-24 1999-11-09 Membrane Technology And Research, Inc. Hydrogen recovery process
US6159272A (en) * 1997-01-24 2000-12-12 Membrane Technology And Research, Inc. Hydrogen recovery process
US5769927A (en) * 1997-01-24 1998-06-23 Membrane Technology And Research, Inc. Monomer recovery process
US6179996B1 (en) 1998-05-22 2001-01-30 Membrane Technology And Research, Inc. Selective purge for hydrogenation reactor recycle loop
US6190540B1 (en) 1998-05-22 2001-02-20 Membrane Technology And Research, Inc. Selective purging for hydroprocessing reactor loop
US6190536B1 (en) 1998-05-22 2001-02-20 Membrane Technology And Research, Inc. Catalytic cracking process
US6011192A (en) * 1998-05-22 2000-01-04 Membrane Technology And Research, Inc. Membrane-based conditioning for adsorption system feed gases
US6165350A (en) * 1998-05-22 2000-12-26 Membrane Technology And Research, Inc. Selective purge for catalytic reformer recycle loop
US6171472B1 (en) 1998-05-22 2001-01-09 Membrane Technology And Research, Inc. Selective purge for reactor recycle loop
US6264828B1 (en) 1998-05-22 2001-07-24 Membrane Tehnology And Research, Inc. Process, including membrane separation, for separating hydrogen from hydrocarbons
US6592749B1 (en) 1999-03-19 2003-07-15 Membrane Technology And Research, Inc. Hydrogen/hydrocarbon separation process, including PSA and membranes
US6183628B1 (en) 1999-03-19 2001-02-06 Membrane Technology And Research, Inc. Process, including PSA and membrane separation, for separating hydrogen from hydrocarbons
US6589303B1 (en) 1999-12-23 2003-07-08 Membrane Technology And Research, Inc. Hydrogen production by process including membrane gas separation
FR2856697B1 (fr) * 2003-06-24 2005-08-26 Air Liquide Procede de traitement de l'effluent d'une unite de reformage catalytique
US7780747B2 (en) * 2003-10-14 2010-08-24 Advanced Technology Materials, Inc. Apparatus and method for hydrogen generation from gaseous hydride
US9517933B2 (en) 2013-09-23 2016-12-13 Uop Llc Process for catalytic reforming
US9637426B2 (en) * 2014-10-27 2017-05-02 Uop Llc Methods and apparatuses for reforming of hydrocarbons including recovery of products using a recontacting zone

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2265673A1 (en) * 1974-03-27 1975-10-24 Raffinage Cie Francaise Sepn of hydrogen from hydrocarbon conversion effluents - by passage through diffusion barriers, and recycling hydrogen
EP0002171A1 (fr) * 1977-11-23 1979-05-30 Cosden Technology Inc. Procédé pour accroître la pureté de l'hydrogène gazeux recyclé
EP0061259A1 (fr) * 1981-03-12 1982-09-29 Monsanto Company Procédé d'hydrocraquage à efficacité élevée de l'utilisation d'hydrogène
FR2506744A1 (fr) * 1981-05-26 1982-12-03 Air Prod & Chem Procede et appareil pour recuperer l'hydrogene a partir d'un courant d'alimentation contenant du methane, de l'ethylene, de l'hydrogene et de l'acetylene
EP0340465A2 (fr) * 1988-04-28 1989-11-08 Linde Aktiengesellschaft Procédé de séparation d'hydrocarbures

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4548619A (en) * 1984-10-11 1985-10-22 Uop Inc. Dehydrocyclodimerization process

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2265673A1 (en) * 1974-03-27 1975-10-24 Raffinage Cie Francaise Sepn of hydrogen from hydrocarbon conversion effluents - by passage through diffusion barriers, and recycling hydrogen
EP0002171A1 (fr) * 1977-11-23 1979-05-30 Cosden Technology Inc. Procédé pour accroître la pureté de l'hydrogène gazeux recyclé
EP0061259A1 (fr) * 1981-03-12 1982-09-29 Monsanto Company Procédé d'hydrocraquage à efficacité élevée de l'utilisation d'hydrogène
FR2506744A1 (fr) * 1981-05-26 1982-12-03 Air Prod & Chem Procede et appareil pour recuperer l'hydrogene a partir d'un courant d'alimentation contenant du methane, de l'ethylene, de l'hydrogene et de l'acetylene
EP0340465A2 (fr) * 1988-04-28 1989-11-08 Linde Aktiengesellschaft Procédé de séparation d'hydrocarbures

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