FR3074176A1 - Procede de prodction d'aromatiques avec extraction avant aromatisation - Google Patents
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Abstract
Procédé de production de composés aromatiques C6-C7 à partir d'une charge hydrocarbonée de type naphta comprenant les étapes suivantes : a) on envoie ladite charge (1) dans une première unité de fractionnement (2) afin d'obtenir un flux supérieur (3) comprenant des composés hydrocarbonés C6 et C7 et un flux inférieur (4) comprenant des composés hydrocarbonés C8 à C10 ; b) on envoie le flux supérieur (3) et un flux (12) comprenant des composés aromatiques C6 et C7 obtenu à l'issu de l'étape e) dans une unité d'extraction des aromatiques (5) pour obtenir une base aromatique (6) et un effluent liquide (7) ; c) on envoie l'effluent liquide (7) dans une première unité de reformage catalytique (8) pour obtenir un premier effluent de reformat (9) ; d) on envoie ledit premier effluent de reformat (9) dans une section de séparation de reformat (10) pour obtenir un premier flux (11) comprenant des composés hydrocarbonés en C5- et un second flux (12) comprenant des composés aromatiques en C6 et C7 ; e) on recycle le second flux (12) comprenant des composés aromatiques en C6 et C7 à l'étape b).
Description
PROCEDE DE PRODCTION D’AROMATIQUES AVEC EXTRACTION AVANT AROMATISATION
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine des procédés de production de composés aromatiques, et plus particulièrement, les composés aromatiques de type benzène, toluène et xylène par reformage catalytique d’une charge hydrocarbonée de type naphta.
Etat de l’art
Généralement, l’objectif d’une unité de reformage catalytique est de convertir les composés naphténiques et paraffiniques (n-paraffines et iso-paraffines) en composés aromatiques. Les principales réactions mises en jeu sont la déshydrogénation des naphtènes et la déshydrocyclisation des paraffines en aromatiques, l’isomérisation des paraffines et des naphtènes. D’autres réactions dites « parasites >> peuvent également se produire telles que l’hydrocraquage et l’hydrogénolyse des paraffines et des naphtènes, l’hydro-déalkylation des alkyl-aromatiques donnant lieu à des composés légers et des aromatiques plus légers, ainsi que la formation de coke à la surface des catalyseurs.
Les charges typiquement envoyées dans une unité de reformage catalytique sont riches en composés paraffiniques et naphténiques et relativement pauvres en composés aromatiques. Ce sont généralement des naphtas issus de la distillation de pétrole brut ou des condensats de gaz naturel. D’autres charges peuvent également être disponibles, contenant des teneurs variables en aromatiques, à savoir les naphtas lourds de craquage catalytique, de cokéfaction, d’hydrocraquage, ou encore les essences de vapocraquage.
Pour une application en pétrochimie, les performances recherchées sont le rendement en aromatiques ainsi que la distribution des aromatiques produits. Les composés aromatiques sont généralement traités dans un complexe aromatique afin de maximiser la production d’un ou plusieurs produits, le plus souvent les xylènes et le benzène. Le toluène et les aromatiques plus lourds peuvent être valorisés pour la constitution de bases essence ou par la production de mélange de xylènes. La production de composés aromatiques C6-C7 permet notamment l’amélioration de l'indice d'octane de l'essence, et/ou permet d’augmenter l'offre en benzène, en toluène et en xylènes. Afin de maximiser la production de composés aromatiques C6-C7 par reformage catalytique, la présence d’un système catalytique spécifique comprenant généralement un métal catalytiquement actif (généralement le platine) et une zéolithe non acide est utilisé.
Il existe de nombreux procédés connus qui ont pour but de maximiser la production des composés aromatiques C6-C7. Par exemple, la demande de brevet US2012/0277505 divulgue un procédé d’amélioration de la production de benzène et de toluène à partir d’une charge de type naphta comprenant les étapes suivantes :
- on envoie un courant de naphta dans une unité de fractionnement, générant un premier flux comprenant des hydrocarbures C7 et plus légers, et un deuxième flux comprenant des hydrocarbures plus lourds ;
- on envoie le premier flux dans une première unité de reformage générant un premier effluent ;
- on envoie le second flux dans une seconde unité de reformage, à une température supérieure à la température appliquée dans la première unité de reformage, générant un deuxième effluent ;
- on envoie le premier effluent et le second effluent dans une colonne de séparation de reformat, créant ainsi un flux de tête et un flux de fond ;
- on envoie le flux de tête dans une unité de purification de composés aromatiques, créant ainsi un courant d'aromatiques purifié comprenant des composés aromatiques C6 et C7, et un courant de raffinât,
- on recycle le courant de raffinât dans la première unité de reformage.
Un tel procédé permet une production accrue d'hydrocarbures aromatiques, et en particulier de benzène et de toluène, à partir d'un courant d'alimentation de naphta. Plus particulièrement, l’étape de recyclage du raffinât et le repositionnement de l'unité d'extraction d'aromatiques par rapport aux deux unités de reformage catalytique situées en parallèle permet de générer une augmentation de 25% des rendements en benzène et une augmentation d'environ 10% des rendements en toluène.
Les catalyseurs usuellement utilisés pour le reformage catalytique des coupes hydrocarbonés C7 et plus légers comprennent généralement une phase active à base d’un métal du groupe VIII supporté sur zéolite. Cependant, de tels catalyseurs sont très sensibles et peuvent être rapidement désactivés par la formation de dépôts carbonés (ou « coke ») lors de la réaction de reformage. Le « coke » est en effet responsable de la désactivation des zéolithes, notamment en désactivant les centres actifs (sites acides de Bronsted) de différentes manières : en s’y adsorbant plus fortement que les molécules de réactif, en réagissant avec eux, ou encore en bloquant de manière stérique leur accès.
Un but de l’invention est de fournir un procédé de production de composés aromatiques, notamment de benzène et toluène, par reformage catalytique d’une charge de type naphta, tout en limitant la désactivation des catalyseurs de reformage catalytique zéolitique.
La Demanderesse a découvert de manière surprenante qu’il est possible de limiter la désactivation des catalyseurs de reformage catalytique supportés sur zéolithe dans un procédé d’extraction de composés aromatiques, notamment le benzène et le toluène, par un enchaînement judicieux d’étapes de procédé permettant de diminuer la teneur en composés aromatiques en entrée du reformage catalytique. En effet, selon la charge d’hydrocarbures à traiter, la concentration initiale en composés aromatiques peut être plus ou moins élevée, notamment dans les naphtas lourds de craquage catalytique, de cokéfaction, d’hydrocraquage, ou encore les essences de vapocraquage, ce qui peut engendrer des réactions « parasites » lors de l’étape de reformage catalytique, et notamment des réactions engendrant la formation de coke.
Objets de l’invention
La présente invention a pour objet un procédé de production de composés aromatiques C6C7 à partir d’une charge hydrocarbonée de type naphta comprenant les étapes suivantes :
a) on envoie ladite charge dans une première unité de fractionnement afin d’obtenir un flux supérieur comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C6 et C7 et un flux inférieur comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C8 à C10 ;
b) on envoie le flux supérieur et un flux comprenant majoritairement des composés aromatiques C6-C7 obtenu à l’issu de l’étape e) dans une unité d’extraction des aromatiques pour obtenir une base aromatique et un effluent liquide ;
c) on envoie l’effluent liquide dans une première unité de reformage catalytique pour obtenir un premier effluent de reformat ;
d) on envoie ledit premier effluent de reformat dans une section de séparation de reformat pour obtenir un premier flux comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C5- et un second flux comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7 ;
e) on recycle au moins en partie le second flux comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7 à l’étape b).
De préférence, l’étape de reformage catalytique de l’effluent liquide dans la première unité de reformage catalytique est réalisé à une température comprise entre 400 et 600°C, une pression comprise entre 0,1 et 3 MPa, le rapport molaire entre l’hydrogène et les hydrocarbures de l’effluent liquide est compris entre 0,8 et 8 mole/mole, le débit massique de flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure est compris entre 1 et 10 h-1.
Avantageusement, on envoie le flux inférieur comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C8 à C10 dans une deuxième unité de reformage catalytique pour obtenir un deuxième effluent de reformat.
De préférence, l’étape de reformage catalytique du flux inférieur dans la deuxième unité de reformage catalytique est réalisé à une température comprise entre 400 et 600°C, une pression comprise entre 0,1 et 3 MPa, le rapport molaire entre l’hydrogène et les hydrocarbures du flux inférieur est compris entre 0,8 et 8 mole/mole, le débit massique de flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure est compris entre 1 et 10 h-1.
Avantageusement, on envoie ledit deuxième effluent de reformat dans ladite section de séparation de reformat ensemble avec ledit premier effluent de reformat.
De préférence, on réalise entre les étapes a) et b) une étape d’hydrodésulfuration du flux supérieur dans une unité d’hydrotraitement.
Avantageusement, on réalise une étape d’hydrodésulfuration du flux inférieur dans une unité d’hydrotraitement située en amont du deuxième réacteur de reformage catalytique.
De préférence, la première unité de reformage catalytique comprend un catalyseur comportant une phase active comprenant au moins un métal choisi parmi le platine, le zinc ou le molybdène, pris seuls ou en mélange, un support comprenant une zéolite choisie parmi une zéolite L, une zéolite X, une zéolite Y, une zéolithe ZSM-5, et éventuellement un liant choisi parmi les aluminosilicate, l’alumine, la silice, les argiles, les carbures de silicium.
Plus préférentiellement, le catalyseur comprend une phase active comprenant du platine.
Plus préférentiellement, la zéolithe est une zéolite L.
Avantageusement, le liant est la silice.
De préférence, le catalyseur comprend en outre au moins un métal dopant choisi dans le groupe formé par le gallium, l’or, le nickel, le rhénium, le baryum, l’argent, le fer, le bismuth, l’indium, l’yttrium, le cérium, le dysprosium, l’ytterbium, pris seuls ou en mélange.
Avantageusement, le catalyseur comprend en outre au moins un halogène choisi parmi le chlore ou le fluor.
De préférence, la seconde unité de reformage catalytique comprend un catalyseur comprenant une phase active comprenant au moins un métal choisie parmi le nickel, le ruthénium, le rhodium, le palladium, l’iridium ou le platine, au moins un promoteur choisi parmi le rhénium, l’étain, le germanium, le cobalt, le nickel, l’iridium, le rhodium ou le ruthénium, et un support à base d’alumine, de silice-alumine ou de silice.
Description des figures
La figure 1 est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation du procédé selon l’invention.
La figure 2 est une représentation schématique d’un deuxième mode de réalisation du procédé selon l’invention.
La figure 3 est une représentation schématique du procédé selon l’art antérieur.
Description détaillée de l’invention
Définitions
L’unité d’extraction des aromatiques désigne une combinaison de différentes unités de fractionnement que ce soit par adsorption, distillation, distillation extractive, extraction liquide-liquide, ou cristallisation, et/ou d’unités de conversion que ce soit de réarrangement des aromatiques tels que les procédés de transalkylation ou de disproportionation, sélective ou non, les unités de dé-alkylation ou d’alkylation des aromatiques, ou encore les unités d’isomérisation des xylènes avec ou non dé-alkylation de l’ethylbenzène. Les produits d’un complexe aromatique sont principalement les intermédiaires pétrochimiques appelés ici “bases aromatiques comme le benzène, le paraxylène, l’ortho-xylène, le metha-xylène, la coupe de xylènes, l’ethylbenzène, le styrène monomère, le cumène ou les alkylbenzènes linéaires, ou encore les ingrédients pour constituer les bases essence tels que le toluène, ou une coupe d’aromatiques lourds. En cas de besoin, la charge entrant au complexe aromatique pourra être hydrotraitée.
Par coupe hydrocarbonée Cn, on entend une coupe comprenant des hydrocarbures à n atomes de carbone.
Par coupe Cn+ on entend une coupe comprenant des hydrocarbures à au moins n atomes de carbone.
Par coupe Cn. on entend une coupe comprenant des hydrocarbures à au plus n atomes de carbone.
Enfin, dans la suite, les groupes d'éléments chimiques sont donnés selon la classification CAS (CRC Handbook of Chemistry and Physics, éditeur CRC press, rédacteur en chef D.R. Lide, 81ème édition, 2000-2001). Par exemple, le groupe IB selon la classification CAS correspond aux métaux de la colonne 11 selon la nouvelle classification IUPAC.
Description
La présente invention concerne un procédé de production de composés aromatiques, et notamment de benzène et de toluène, à partir d’une coupe naphta comprenant majoritairement des hydrocarbures en C6 à C10. Selon l’invention, le procédé comprend les étapes suivantes.
a) on envoie ladite charge dans une première unité de fractionnement afin d’obtenir un flux supérieur comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C6 et C7 et un flux inférieur comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C8 à C10 ;
b) on envoie le flux supérieur et un flux comprenant majoritairement des composés aromatiques C6-C7 obtenu à l’issu de l’étape e) dans une unité d’extraction des aromatiques pour obtenir une base aromatique et un effluent liquide ;
c) on envoie l’effluent liquide dans une première unité de reformage catalytique pour obtenir un premier effluent de reformat ;
d) on envoie l’effluent de reformat dans une section de séparation de reformat pour obtenir un premier flux comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C5- et un second flux comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7 ;
e) on recycle au moins en partie le second flux comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7 à l’étape b).
L’étape de reformage catalytique dans la première unité de reformage est réalisée dans des conditions opératoires ajustées pour favoriser les réactions de déhydrocyclisation et afin de limiter les réactions parasites. Typiquement, la pression utilisée est généralement comprise entre 0,1 et 3 MPa, le ratio molaire hydrogène/hydrocarbures de l’effluent liquide (H2/HC) est généralement compris entre 1:1 à 10:1, de préférence entre 2:1 et 6:1. La température est généralement comprise entre 400 et 600 °C, de préférence entre 470 et 570 °C. Le débit massique du flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure (P.P.H.) est généralement compris entre 0,1 et 10 h’1, de préférence entre 0,5 et 6h_1.
L’étape c) de reformage catalytique est réalisée en présence d’un catalyseur comportant une phase active comprenant au moins un métal choisi parmi le platine, le zinc ou le molybdène, pris seuls ou en mélange, et un support comprenant une zéolite et éventuellement un liant. Plus préférentiellement, le métal est le platine.
Typiquement, le catalyseur contient une quantité de métal comprise entre 0,02 à 2 % poids, de manière préférée entre 0,05 et 1,5 % poids, de manière encore plus préférée entre 0,1 et 0,8 % poids par rapport au poids total du catalyseur.
Plus particulièrement, la zéolite est choisie parmi une zéolite L, une zéolite X, une zéolite Y, une zéolithe ZSM-5. Plus préférentiellement, la zéolithe est une zéolithe L.
De préférence, le liant est choisi parmi les aluminosilicate, l’alumine, la silice, les argiles, les carbures de silicium, pris seuls ou en combinaison. Plus préférentiellement, le liant est choisi parmi la silice.
Le catalyseur peut également comprendre au moins un métal dopant choisi dans le groupe formé par le gallium, l’or, le nickel, le rhénium, le baryum, l’argent, le fer, le bismuth, l’indium, l’yttrium, les lanthanides (cérium, le dysprosium, l’ytterbium), pris seuls ou en mélange. La teneur de chaque métal dopant est comprise par rapport au poids total du catalyseur entre 0 à 2 % en poids, de préférence de 0,01 à 1% en poids, de préférence entre de 0,01 à 0,7% en poids par rapport au poids total du catalyseur.
Le catalyseur peut également comprendre au moins un halogène utilisé pour acidifier le support d'alumine. La teneur en halogène peut représenter entre 0,1 à 15% en poids par rapport au poids total du catalyseur, de préférence 0,2 à 5 % par rapport au poids total du catalyseur. De préférence, on utilise un seul halogène, en particulier le chlore ou le fluor. Lorsque le catalyseur comprend un seul halogène qui est le chlore ou le fluor, la teneur en chlore est comprise entre 0,5 et 2 % poids par rapport au poids total du catalyseur.
Le catalyseur peut également comprendre un métal alcalin dans des proportions de l'ordre de 0,1 à 3 % poids par rapport au poids total du catalyseur. De préférence, le métal alcalin est le potassium.
Dans le mode de réalisation particulier dans lequel on réalise une étape de reformage catalytique du flux inférieur comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C8 à C10 dans une deuxième unité de reformage catalytique dédiée, ladite étape de reformage est réalisée en présence d’un catalyseur comprenant une phase active comprenant au moins un métal choisi parmi le nickel, le ruthénium, le rhodium, le palladium, l’iridium ou le platine, et au moins un promoteur choisi parmi le rhénium, l’étain, le germanium, le cobalt, le nickel, l’iridium, le rhodium ou le ruthénium. De préférence le catalyseur comprend une phase active comprenant du platine et de l’étain. La quantité de métal est comprise entre 0,02 à 2 % poids, de manière préférée entre 0,05 et 1,5 % poids, de manière encore plus préférée entre 0,1 et 0,8 % poids par rapport au poids total du catalyseur. De préférence, le catalyseur comprend un support choisi à base d’alumine, de silice-alumine ou de silice. De préférence, le support est à base d’alumine. La ou les alumines du support poreux utilisé dans le catalyseur sont de type χ, η, γ ou δ. De manière préférée, elles sont de type γ ou δ. De manière encore plus préférée, elles sont de type γ. L’étape de reformage catalytique est réalisée à une pression généralement comprise entre 0,1 et 3 MPa, de préférence entre 0,3 et 2,5 MPa, un ratio molaire hydrogène/hydrocarbures H2/HC généralement compris entre 0,8 et 8 mole/mole, une température généralement comprise entre 400 et 600 °C, de préférence entre 470 et 570°C, et un débit massiquede flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure compris entre 0,1 et 10 h’1, de préférence entre 0,5 et 6 h’1.
L’invention va maintenant être décrite en détail en se basant sur les figures 1 et 2 présentant des modes de réalisation particulièrement avantageux. Bien que ces modes de réalisation soient fournis pour illustrer la présente invention, ils ne visent aucunement à en limiter sa portée.
En se reportant à la figure 1, illustrant de manière non limitative un premier mode de réalisation du procédé selon l’invention, on envoie une charge 1 de type naphta comprenant des hydrocarbures en C6 à C10 dans une colonne de séparation 2 pour obtenir un flux supérieur 3 comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C6 et C7 et un flux inférieur 4 comprenant majoritairement des composés en C8 à C10. Le flux inférieur 4 comprend moins de 10 % en volume de composés C7-. Le flux supérieur 3 est envoyé éventuellement dans une unité d’hydrodésulfuration (hydrotraitement) 13 puis le flux supérieur, éventuellement hydrodésulfuré, est envoyé dans une unité d’extraction des aromatiques 5 pour former un flux de composés aromatiques purifié 6 et un effluent liquide 7 qui est envoyé dans une unité de reformage catalytique 8, comprenant un catalyseur comportant une phase active à base de platine et un support de type zéolite. Les conditions opératoires dans l’unité de reformage 8 sont les suivantes : la température est comprise entre 400 et 600°C, la pression est comprise entre0,5 et 2,5 MPa, le rapport molaire entre l’hydrogène et l’effluent liquide traité est compris entre 0,8 et 8 mole/mole, le débit massique de flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure (P.P.H.) est compris entre 1 et 10 h’1. L’effluent de reformat 9 est envoyé dans une section de séparation de reformat 10 afin d’obtenir un premier flux 11 comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C5- et un second flux 12 comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7. Le flux 12 comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7 est ensuite recyclé en amont de l’unité d’extraction des aromatiques 5 via la ligne 15. Une purge 14 peut être prévue afin d'éviter l'accumulation desdits composés dans le procédé.
En se reportant à la figure 2, illustrant de manière non limitative un deuxième mode de réalisation du procédé selon l’invention, on envoie une charge 1 de type naphta comprenant des hydrocarbures en C6 à C10 dans une colonne de séparation 2 pour obtenir un flux supérieur 3 comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C6 et C7 et un flux inférieur 4 comprenant majoritairement des composés en C8 à C10. Le flux inférieur 4 comprend moins de 10 % en volume de composés C7-. Le flux supérieur 3 est envoyé éventuellement dans une unité d’hydrodésulfuration (hydrotraitement) 13 puis le flux supérieur, éventuellement hydrodésulfuré, est envoyé dans une unité d’extraction des aromatiques 5 pour former un flux de composés aromatiques purifié 6 et un effluent liquide 7 qui est envoyé dans une unité de reformage catalytique 8, comprenant un catalyseur comportant une phase active à base de platine et un support de type zéolite. Les conditions opératoires dans l’unité de reformage 8 sont les suivantes : la température est comprise entre 400 et 600°C, la pression est comprise entre0,3 et 2,5 MPa, le rapport molaire entre l’hydrogène et les hydrocarbures de l’effluent liquide est compris entre 0,8 et 8 mole/mole, le débit massique de flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure (P.P.H.) est compris entre 1 et 10 h’1. Le flux inférieur 4 est envoyé éventuellement dans une unité d’hydrodésulfuration (non représentée sur la figure 2) puis le flux inférieur, éventuellement hydrodésulfuré, est envoyé dans une deuxième unité de reformage catalytique 16, comprenant un catalyseur bi-fonctionnel comportant une phase active à base de platine et d’étain (Pt-Sn) supportée sur alumine. Les conditions opératoires dans la deuxième unité de reformage 16 sont les suivantes : la température est comprise entre 400 et 600 °C, la pression est comprise entre 0,5 et 2,5 MPa, le rapport molaire entre l’hydrogène et les hydrocarbures du flux inférieur (éventuellement désulfuré) est compris entre 0,8 et 8 mole/mole, le débit massique du flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure (P.P.H.) est compris entre 1 et 10 h-1. Le premier reformat 9 issu de la première unité de reformage 8 et le deuxième reformat 17 issu de la deuxième unité de reformage 16 sont ensuite combinés entre eux pour former un flux de reformat 18 qui est ensuite envoyé dans une section de séparation 10 (non détaillée sur la figure) afin d’obtenir un premier un flux 11 comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C5-, un second flux 12 comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7, et un troisième flux 19 comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C8+. Le second flux 12 comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7 est ensuite recyclé en amont de l’unité d’extraction des aromatiques 5 via la ligne 15. Une purge 14 peut être prévue afin d'éviter l'accumulation desdits composés dans le procédé.
Exemples
L’exemple qui suit compare deux schémas de procédé : un schéma non conforme à l’invention comprenant une unité d’extraction des aromatiques située en aval de l’unité de reformage catalytique (cf. figure 3) et un schéma conforme à l’invention comprenant une unité d’extraction des aromatiques située en amont de l’unité de reformage catalytique (cf. figures 1 ou 2).
Pour chaque schéma selon l’art antérieur et selon l’invention, les unités de reformage catalytique et les unités d’extraction des aromatiques sont identiques.
Dans tous les cas, la charge naphta considérée est la suivante :
- densité à 15°C= 0,758 kg/drri3 ;
- répartition massique : 49,55% poids de paraffines, 2,7% poids naphtènes, 47,7% poids d’aromatiques par rapport au poids total de la charge.
Exemple 1 : Procédé de reformaqe selon l’art antérieur
Le schéma du procédé selon l’art antérieur correspond à la figure 3.
Dans le schéma selon l’art antérieur, la charge 1 naphta comprenant des hydrocarbures en C6 à C10 est envoyée dans une colonne de séparation 20 pour obtenir un flux supérieur 30 comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C6 et C7 et un flux inférieur 40 comprenant majoritairement des composés en C8 à C10. Le flux inférieur 40 comprend moins de 10 % en volume de composés C7-. Le flux supérieur 30 est envoyé dans une unité de reformage catalytique 50 comprenant cinq réacteurs en série, comprenant un catalyseur comportant une phase active à base de platine et un support de type zéolite L.
Les conditions opératoires ci-dessous, représentent les conditions opératoires utilisées en unité pilote pour la première unité de reformage 50 :
Température = 470°C ;
Pression = 0,39 MPa ;
P.P.H. = 1 h'1 ;
H2/HC=1,5.
Le catalyseur utilisé dans la première unité de reformage catalytique est un catalyseur à base de platine (0,3% en poids de Pt par rapport au poids total du catalyseur) supportée sur une zéolite L.
Le reformat 60 issu de la première unité de reformage 50 est envoyé dans une colonne de séparation de reformat 70 afin d’obtenir un flux de tête 80 comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C5- et un flux de fond 90 comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7. Le flux de fond 90 est ensuite envoyé dans une unité d’extraction des aromatiques 100 pour former un flux de composés aromatiques purifié 110 et un effluent liquide 120 dont une partie est recyclée vers l’unité de reformage catalytique 50 via la ligne 140. L’autre partie du flux 120 est évacué du procédé via la ligne 130.
Dans le procédé selon l’art antérieur (figure 3) l’unité d’extraction des aromatiques 100 est située en aval de l’unité de reformage catalytique 50 (dans le sens de la circulation des fluides) et non pas en amont de l’unité de reformage catalytique comme cela est le cas dans le cadre du procédé selon l’invention.
Exemple 2 : Procédé de reformage selon l’invention
Le schéma du procédé selon l’invention de l’exemple 2 correspond à celui décrit en figure 1.
Les conditions opératoires ci-dessous, représentent les conditions opératoires utilisées en unité pilote pour la première unité de reformage 5, comprenant cinq réacteurs de reformage en série:
Température = 470°C ;
Pression = 0,39 MPa ;
P.P.H. = 1 h'1 ;
H2/HC=1,5.
Le catalyseur utilisé dans la première unité de reformage catalytique est un catalyseur à base de platine (0,3% en poids de Pt par rapport au poids total du catalyseur) supportée sur une zéolite L.
Exemple 3 : Evaluation du taux de coke
Dans le cadre de l’exemple 1 non-conforme à l’invention et de l’exemple 2 conforme à l’invention, on simule de façon accélérée sur une unité pilote en condition isotherme la formation de coke obtenue sur le catalyseur utilisé dans la première unité de reformage catalytique par rapport à un procédé réalisé à l’échelle industrielle. Le test est réalisée en une durée limitée (dans le présent exemple une durée de 15 jours). Ce test simule ainsi un vieillissement accéléré du catalyseur.
Le test a été réalisé en opérant à une température de 470°C, une pression de 0,39 MPa, un débit massique de flux à traiter dans la première unité de reformage de 1 h-1 pendant une durée de 15 jours. Le taux de coke mesurée sur le catalyseur après 15 jours de test est représenté dans le tableau 1 ci-après.
Selon l’art antérieur (Figure 3) | Selon l’invention (Figure 1) | |
% poids de coke | 2,0 % | 1,3% |
Tableau 1 : Evaluation du taux de coke
Le taux de coke formé sur le catalyseur de la première unité de reformage dans le cadre du procédé selon l’invention (1,3% en poids par rapport au poids total du catalyseur) est inférieur à celui formé sur le catalyseur de la première unité de reformage dans le cadre du procédé selon l’art antérieur (2,0% en poids de coke par rapport au poids total du catalyseur). La diminution de la formation de coke sur la catalyseur dans le cadre du procédé selon l’invention est dû principalement au positionnement bien particulier de l’unité d’extraction des aromatiques en amont de l’unité de reformage catalytique, ce qui permet d’extraire les composés aromatiques déjà présents initialement dans la charge naphta et donc permet de réduire la formation de coke sur les catalyseurs de reformage zéolitique. Le « coke >> est en effet responsable de la désactivation des zéolithes, notamment en désactivant les centres actifs (sites acides de Bronsted) de différentes manières : en s’y adsorbant plus fortement que les molécules de réactif, en réagissant avec eux, ou encore en bloquant stériquement leur accès.
Claims (14)
1. Procédé de production de composés aromatiques C6-C7 à partir d’une charge hydrocarbonée de type naphta comprenant les étapes suivantes :
a) on envoie ladite charge (1) dans une première unité de fractionnement (2) afin d’obtenir un flux supérieur (3) comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C6 et C7 et un flux inférieur (4) comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C8 à C10 ;
b) on envoie le flux supérieur (3) et un flux (12) comprenant majoritairement des composés aromatiques C6-C7 obtenu à l’issu de l’étape e) dans une unité d’extraction des aromatiques (5) pour obtenir une base aromatique (6) et un effluent liquide (7) ;
c) on envoie l’effluent liquide (7) dans une première unité de reformage catalytique (8) pour obtenir un premier effluent de reformat (9) ;
d) on envoie ledit premier effluent de reformat (9) dans une section de séparation de reformat (10) pour obtenir un premier flux (11) comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C5- et un second flux (12) comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7 ;
e) on recycle au moins en partie le second flux (12) comprenant majoritairement des composés aromatiques en C6 et C7 à l’étape b).
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le reformage catalytique de l’effluent liquide dans la première unité de reformage catalytique est réalisé à une température comprise entre 400 et 600 °C, une pression comprise entre 0,1 et 3 MPa, le rapport molaire entre l’hydrogène et les hydrocarbures de l’effluent liquide est compris entre 0,8 et 8 mole/mole, le débit massique de flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure est compris entre 1 et 10 h-1.
3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, dans lequel on envoie le flux inférieur (4) comprenant majoritairement des composés hydrocarbonés en C8 à C10 dans une deuxième unité de reformage catalytique (16) pour obtenir un deuxième effluent de reformat (17).
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le reformage catalytique du flux inférieur (4) dans la deuxième unité de reformage catalytique est réalisé à une température comprise entre 400 et 600°C, une pressbn comprise entre 0,1 et 3 MPa, le rapport molaire entre l’hydrogène et les hydrocarbures du flux inférieur est compris entre 0,8 et 8 mole/mole, le débit massique de flux à traiter par unité de masse de catalyseur et par heure est compris entre 0,1 et 10 h’1.
5. Procédé selon les revendications 3 ou 4, dans lequel on envoie ledit deuxième effluent de reformat (17) dans ladite section de séparation de reformat (10) ensemble avec ledit premier effluent de reformat (9).
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel on réalise entre les étapes a) et b) une étape d’hydrodésulfuration du flux supérieur (3) dans une unité d’hydrotraitement (13).
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel on réalise entre une étape d’hydrodésulfuration du flux inférieur (4) dans une unité d’hydrotraitement (19) située en amont du deuxième réacteur de reformage catalytique (16).
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la première unité de reformage catalytique comprend un catalyseur comportant une phase active comprenant au moins un métal choisi parmi le platine, le zinc ou le molybdène, pris seuls ou en mélange, un support comprenant une zéolite choisie parmi une zéolite L, une zéolite X, une zéolite Y, une zéolithe ZSM-5, et éventuellement un liant choisi parmi les aluminosilicate, l’alumine, la silice, les argiles, les carbures de silicium.
9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le catalyseur comprend une phase active comprenant du platine.
10. Procédé selon les revendications 8 ou 9, dans lequel la zéolithe est une zéolite L.
11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel le liant est la silice.
12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel le catalyseur comprend en outre au moins un métal dopant choisi dans le groupe formé par le gallium, l’or, le nickel, le rhénium, le baryum, l’argent, le fer, le bismuth, l’indium, l’yttrium, le cérium, le dysprosium, l’ytterbium, pris seuls ou en mélange.
13. Procédé selon l’une quelconque des revendications 8 à 12, dans lequel le catalyseur comprend en outre au moins un halogène choisi parmi le chlore ou le fluor.
14. Procédé selon l’une quelconque des revendications 3 à 13, dans lequel la seconde unité de reformage catalytique comprend un catalyseur comprenant une phase active comprenant au moins un métal choisi parmi le nickel, le ruthénium, le rhodium, le palladium, l’iridium ou le platine, au moins un promoteur choisi parmi le rhénium, l’étain, le germanium, le cobalt, le nickel, l’iridium, le rhodium ou le ruthénium, et un support à base d’alumine, de silice-alumine ou de silice.
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