FR3104571A1 - Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques par alkylation de toluène par du CO pour production de paratolualdéhyde - Google Patents
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Abstract
Dispositif et procédé de conversion de composés aromatiques, comprenant/utilisant : une unité de séparation des xylènes adaptée pour traiter une coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène (24) et produire un extrait comprenant du paraxylène (39) et un raffinat (40) ; une unité d’isomérisation (11) adaptée pour traiter le raffinat et produire un isomérat (42) enrichi en paraxylène envoyé vers un train de fractionnement (4-6) ; une section réactionnelle d’alkylation (13) adaptée pour traiter une coupe comprenant du toluène (23) avec une source de CO (30) et extraire un effluent d’alkylation (31) comprenant du paratolualdéhyde.
Figure 1 à publier
Description
L’invention porte sur la conversion d’aromatiques dans le cadre de la production d’aromatiques pour la pétrochimie (benzène, toluène, paraxylène, orthoxylène). Plus particulièrement, l’objet de l’invention est de pouvoir contrôler les quantités respectives de benzène et de paraxylène et de produire du paratolualdéhyde.
Le complexe aromatique (ou dispositif de conversion de composés aromatiques) est alimenté par des charges majoritairement composées de six à dix atomes de carbones ou plus notées charges C6 à C10+. Différentes sources de composés aromatiques peuvent être introduites dans un complexe aromatique, la plus répandue étant le procédé de reformage catalytique des naphtas. Des mélanges de composés aromatiques obtenus par procédé de conversion de la biomasse lignocellulosique peuvent également, après traitement de purification, être introduits dans un complexe aromatique. On peut par exemple considérer le procédé de pyrolyse catalytique de la biomasse lignocellulosique comme source d’aromatiques.
Au sein d’un complexe aromatique, quel qu’en soit la source d’aromatiques, le benzène et les alkyles aromatiques (e.g. toluène, paraxylène, orthoxylène) y sont extraits puis convertis en intermédiaires souhaités. Les produits d’intérêt sont des aromatiques avec 0 (benzène), 1 (toluène) ou 2 (xylènes) groupes méthyles, et en particulier, au sein des xylènes, le paraxylène, ayant la plus forte valeur marchande.
Le complexe aromatique vise à produire à la fois du benzène et du paraxylène de haute pureté. Le paraxylène est très majoritairement utilisé pour produire de l'acide téréphtalique (PTA) purifié par l'oxydation catalytique en phase liquide du paraxylène. Ledit PTA sera utilisé pour la production de polytéréphtalate d'éthylène (PET). Il est connu de l’homme du métier que le paratolualdéhyde est l’un des intermédiaires réactionnels du procédé d’oxydation du paraxylène en PTA.
A ce jour les complexes aromatiques permettent de produire du benzène, éventuellement du toluène, et des xylènes (souvent le paraxylène, quelques fois l’orthoxylène). Un complexe aromatique dispose généralement d’au moins une unité catalytique présentant au moins une des fonctions suivantes:
- l’isomérisation des composés aromatiques à 8 atomes de carbone notés composés A8 permettant de convertir l’orthoxylène, le métaxylène et l’éthylbenzène en paraxylène;
- la transalkylation permettant de produire des xylènes à partir d’un mélange de toluène (et optionnellement de benzène) et de composés A9+ tels que les triméthylbenzènes et les tétraméthylbenzènes; et
- la dismutation du toluène, qui permet de produire du benzène et des xylènes.
La boucle aromatique permet de produire du paraxylène haute pureté par séparation par adsorption ou par cristallisation, opération bien connue de l’art antérieur. Cette «boucle C8-aromatique» inclut une étape d’élimination des composés lourds (i.e., C9+) dans une colonne de distillation appelée «colonne des xylènes». Le flux de tête de cette colonne, qui contient les isomères en C8-aromatiques (i.e., A8), est ensuite envoyé dans le procédé de séparation du paraxylène qui est très généralement un procédé de séparation par adsorption en lit mobile simulé (LMS) pour produire un extrait et un raffinat, ou un procédé de cristallisation dans lequel une fraction de paraxylène est isolée du reste des constituants du mélange sous forme de cristaux.
L’extrait, qui contient le paraxylène est ensuite distillé pour obtenir du paraxylène de haute pureté. Le raffinat, riche en métaxylène, orthoxylène et éthylbenzène est traité dans une unité catalytique d’isomérisation qui redonne un mélange d’aromatiques en C8, dans lequel la proportion des xylènes (ortho-, méta-, para- xylènes) est pratiquement à l’équilibre thermodynamique et la quantité d’éthylbenzène est amoindrie. Ce mélange est à nouveau envoyé dans la «colonne des xylènes» avec la charge fraiche.
Tous les procédés industriels d’isomérisation des C8-aromatiques permettent d’isomériser les xylènes. La transformation de l’éthylbenzène dépend, en revanche, du type de procédé et de catalyseur choisis. En effet, les complexes pétrochimiques utilisent une unité d’isomérisation dite «isomérisante» (i.e., isomérisation de l’éthylbenzène en un mélange de C8 aromatiques) ou «désalkylante» (i.e., désalkylation de l’éthylbenzène en benzène), afin de privilégier la production (à la sortie de la boucle aromatique) respectivement soit de paraxylène seul, soit de benzène et paraxylène.
Le choix d’une isomérisation «isomérisante» permet, comme indiqué ci-dessus, de maximiser la production de paraxylène, qui est le composé ayant la plus forte valeur ajoutée en sortie du complexe aromatique. L’association au sein d’un complexe aromatique d’une isomérisation «isomérisante» et d’une isomérisation en phase liquide telle que décrite par exemple dans les brevets US8697929, US7371913, US4962258, US6180550, US7915471, US10035739 et US10029958 permet notamment de maximiser la quantité de paraxylène produite tout en ayant une perte en cycles aromatiques réduite par rapport à un complexe aromatique selon l’art antérieur.
Dans le contexte précédemment décrit, un premier objet de la présente description est de surmonter les problèmes de l’art antérieur et de fournir un dispositif et un procédé de production d’aromatiques pour la pétrochimie permettant, pour tout type de charge alimentant un complexe aromatique, de produire du benzène et du paraxylène et en particulier de produire directement du paratolualdéhyde qui peut être introduit dans l’unité d’oxydation du paraxylène en PTA.
L’objet de l’invention permet également d’augmenter la quantité d’aromatiques produits, et de conserver le caractère biosourcé des aromatiques dans le cas où ces derniers sont issus d’un procédé de conversion de la biomasse lignocellulosique.
L’invention repose sur l’introduction de monoxyde de carbone, i.e., CO, dans le complexe aromatique, et sur la disposition d’une ou plusieurs unités permettant de convertir le CO. Spécifiquement, l’objet de la présente invention peut se résumer à ajouter une section réactionnelle d’alkylation au complexe aromatique permettant de convertir le toluène, par exemple en totalité, par réaction avec du CO en paratolualdéhyde.
La présente invention permet ainsi de produire à la sortie du complexe aromatique directement l’un des intermédiaires de l’unité d’oxydation du paraxylène, ce qui présente également un gain de cout opératoire de cette unité.
L’invention convertissant sélectivement le toluène en paratolualdéhyde, elle permet aussi de supprimer l’unité de transalkylation ou de dismutation du toluène habituellement présente dans les complexes aromatiques pour convertir le toluène.
Selon un premier aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un dispositif de conversion d’une charge de composés aromatiques, comprenant:
- un train de fractionnement adapté pour extraire au moins une coupe comprenant du benzène, une coupe comprenant du toluène et une coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène de la charge;
- une unité de séparation des xylènes adaptée pour traiter la coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène et produire un extrait comprenant du paraxylène et un raffinat comprenant de l’orthoxylène, du métaxylène et de l’éthylbenzène;
- une unité d’isomérisation adaptée pour traiter le raffinat et produire un isomérat enrichi en paraxylène envoyé vers le train de fractionnement; et
- une section réactionnelle d’alkylation adaptée pour traiter au moins une partie, et préférablement la totalité, de la coupe contenant le toluène avec une source de CO et extraire un effluent d’alkylation comprenant du paratolualdéhyde.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle d’alkylation est adaptée pour séparer du paratolualdéhyde d’un excès de CO pour produire l’effluent d’alkylation.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif comprend en outre une unité de séparation de charge pour séparer la charge en une coupe hydrocarbonée à 7 atomes de carbones ou moins envoyée vers la colonne de benzènes du train de fractionnement, et une coupe aromatique à 8 atomes de carbones ou plus envoyée vers la colonne des xylènes du train de fractionnement.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif comprend en outre une unité d’extraction des aromatiques entre l’unité de séparation de charge et la colonne de benzène pour séparer les composés aliphatiques de la coupe hydrocarbonée à 7 atomes de carbones ou moins et produire un extrait envoyé vers la colonne de benzènes.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif comprend en outre une colonne de stabilisation adaptée pour retirer une coupe d’espèces volatiles des effluents de l’unité d’isomérisation.
Selon un deuxième aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un procédé de conversion d’une charge de composés aromatiques, comprenant les étapes suivantes:
- fractionner la charge dans un train de fractionnement pour extraire au moins une coupe comprenant du benzène, une coupe comprenant du toluène et une coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène;
- séparer la coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène dans une unité de séparation des xylènes et produire un extrait comprenant du paraxylène et un raffinat comprenant de l’orthoxylène, du métaxylène et de l’éthylbenzène;
- isomériser le raffinat dans une unité d’isomérisation et produire un isomérat enrichi en paraxylène;
- envoyer l’isomérat enrichi en paraxylène vers le train de fractionnement; et
- alkyler au moins une partie, et préférablement la totalité, de la coupe comprenant le toluène avec une source de CO dans une section réactionnelle d’alkylation et extraire un effluent d’alkylation comprenant du paratolualdéhyde.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle d’alkylation comprend au moins un réacteur d’alkylation utilisé dans les conditions opératoires suivantes:
- température comprise entre 20°C et 100°C;
- pression comprise entre 2 et 15 MPa, préférablement entre 5 et 10 MPa;
- PPH comprise entre 0,5 et 50 h-1.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le réacteur d’alkylation est opéré en présence d’un catalyseur superacide.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’isomérisation comprend une zone d’isomérisation en phase gaz utilisée dans les conditions opératoires suivantes:
- température supérieure à 300°C;
- pression inférieure à 4,0 MPa;
- vitesse spatiale horaire inférieure à 10 h-1;
- rapport molaire hydrogène sur hydrocarbure inférieur à 10;
- en présence d’un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l’ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d’oxygène, et au moins un métal du groupe VIII de teneur comprise entre 0,1 et 0,3% poids, bornes incluses.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’isomérisation comprend une zone d’isomérisation en phase liquide utilisée dans les conditions opératoires suivantes:
- température inférieure à 300C;
- pression inférieure à 4 MPa;
- vitesse spatiale horaire inférieure à 10h-1;
- en présence d’un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d'oxygène.
Des modes de réalisation selon le premier aspect et le deuxième aspect ainsi que d’autres caractéristiques et avantages des dispositifs et procédés selon les aspects précités vont apparaître à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en référence au dessin suivant.
Liste des figures
Des modes de réalisation du dispositif selon le premier aspect et du procédé selon le deuxième aspect vont maintenant être décrits en détail. Dans la description détaillée suivante, de nombreux détails spécifiques sont exposés afin de fournir une compréhension plus approfondie du dispositif. Cependant, il apparaîtra à l’homme du métier que le dispositif peut être mis en œuvre sans ces détails spécifiques. Dans d’autres cas, des caractéristiques bien connues n’ont pas été décrites en détail pour éviter de compliquer inutilement la description.
Dans la présente demande, le terme «comprendre» est synonyme de (signifie la même chose que) «inclure» et «contenir», et est inclusif ou ouvert et n’exclut pas d’autres éléments non récités. Il est entendu que le terme «comprendre» inclut le terme exclusif et fermé «consister». En outre, dans la présente description, un effluent comprenant essentiellement ou uniquement des composés A correspond à un effluent comprenant au moins 80 ou 90% poids, préférablement au moins 95% poids, très préférablement au moins 99% poids, de composés A.
La présente invention peut se définir comme un dispositif et un procédé comprenant un enchainement d’opérations unitaires permettant de produire du paraxylène et du benzène.
Le dispositif et le procédé selon l’invention sont caractérisés en ce qu’ils comprennent et utilisent les unités catalytiques et les unités de séparation connus de l’homme du métier pour produire du benzène et du paraxylène, unités que l’on trouve habituellement dans les complexes aromatiques, en ce que l’unité de transalkylation ou dismutation du toluène n’est pas essentielle, et en ce qu’ils comprennent et utilisent une section réactionnelle d’alkylation du toluène par du CO qui produit du paratolualdéhyde. Une des caractéristiques de la présente invention consiste en la transformation sélective du toluène en paratolualdéhyde.
En référence à la figure 1, selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif de conversion de composés aromatiques comprend:
- une unité optionnelle de séparation de charge 1 pour séparer la charge d’entrée 2 du complexe aromatique en une coupe hydrocarbonée à 7 atomes de carbones ou moins (C7-) et une coupe aromatique à 8 atomes de carbones ou plus (A8+);
- une unité optionnelle d’extraction des aromatiques 3 entre l’unité de séparation de charge 1 et un train de fractionnement 4-6 pour séparer les composés aliphatiques du benzène et du toluène de la coupe en C7- de la charge du complexe;
- le train de fractionnement 4-6 en aval de l’unité optionnelle d’extraction des aromatiques 3 permettant d’extraire du benzène, du toluène et des xylènes des autres aromatiques;
- une unité de séparation des xylènes 10 (e.g. de type cristallisation ou lit mobile simulé utilisant un tamis moléculaire et un désorbant tel que du toluène) permettant d’isoler le paraxylène des xylènes et de l’éthylbenzène;
- une unité d’isomérisation 11 du raffinat obtenu comme effluent de l’unité de séparation des xylènes 10 pour convertir notamment l’orthoxylène, le métaxylène et l’éthylbenzène en paraxylène;
- une colonne optionnelle de stabilisation 12, permettant notamment de retirer les espèces plus volatiles (e.g. C5-) du complexe aromatique, notamment des effluents de l’unité d’isomérisation 11; et
- une section réactionnelle d’alkylation 13 pour alkyler une fraction comprenant du toluène, et préférablement la totalité du toluène, avec du CO et produire un effluent enrichi en paratolualdéhyde.
Avantageusement, la section réactionnelle d’alkylation 13 permet de produire un surplus d’aromatiques par l’ajout de CO (ajout d’un atome de carbone sur chaque molécule de toluène).
En référence à la figure 1, l’unité de séparation de charge 1 traite la charge d’entrée 2 du complexe aromatique pour séparer une coupe de tête comprenant (e.g. essentiellement) des composés à 7 atomes de carbones ou moins 16 (C7-) contenant notamment du benzène et du toluène, et une coupe de fond comprenant (e.g. essentiellement) des aromatiques à 8 atomes de carbones ou plus 17 (A8+) envoyée vers la colonne de xylène 6. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité de séparation de charge 1 sépare également une première coupe de toluène 18 comprenant au moins 90% poids, préférablement au moins 95% poids, très préférablement au moins 99% poids de toluène. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la première coupe de toluène 18 est envoyée vers la première colonne de distillation de composés aromatiques 4, appelée également colonne de benzène, et/ou vers la deuxième colonne de distillation de composés aromatiques 5, appelée également colonne de toluène.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge d’entrée 2 est une coupe hydrocarbonée contenant majoritairement (i.e., > 50% poids) des molécules dont le nombre de carbone s’étend de 6 à 10 atomes de carbone. Cette charge peut également contenir des molécules ayant plus de 10 atomes de carbone et/ou des molécules à 5 atomes de carbone.
La charge d’entrée 2 du complexe aromatique est riche en aromatiques (e.g. > 50% poids) et contient préférablement au moins 20% poids de benzène, préférentiellement au moins 30% poids, très préférablement au moins 40% poids de benzène. La charge d’entrée 2 peut être produite par reformage catalytique d’un naphta ou être un produit d’unité de craquage (e.g. à la vapeur, catalytique) ou tout autre moyen de production d’alkyle aromatiques.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge d’entrée 2 est biosourcée. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge d’entrée 2 provient d’un procédé de conversion de la biomasse lignocellulosique. Par exemple, un effluent produit par conversion de la biomasse lignocellulosique peut être traité pour être aux spécifications requises de la charge d’entrée 2 telle que décrite ci-dessus afin de présenter des teneurs en éléments soufrés, azotés et oxygénés compatible avec un complexe aromatique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge d’entrée 2 comprend moins de 10 ppm poids, préférablement moins de 5 ppm poids, très préférablement moins de 1 ppm poids en azote élémentaire, et/ou moins de 10 ppm poids, préférablement moins de 5 ppm poids, très préférablement moins de 1 ppm poids en soufre élémentaire, et/ou moins de 100 ppm poids, préférablement moins de 50 ppm poids, très préférablement moins de 10 ppm poids en oxygène élémentaire.
La coupe de tête 16 de l’unité de séparation de charge 1, optionnellement mélangée au produit de fond (benzène et toluène) de la colonne de stabilisation 12 qui sera définie ci-après, est envoyée vers l’unité d’extraction des aromatiques 3 afin d’extraire un effluent comprenant des espèces aliphatiques en C6-C7 19 qui est exporté comme co-produit du complexe aromatique. La coupe aromatique 20 (essentiellement du benzène et du toluène) appelée extrait de l’unité d’extraction des aromatiques 3 est envoyée vers la colonne de benzène 4. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la coupe aromatique 20 est une charge hydrocarbonée (e.g. essentiellement) aromatique en C6-C7 (A6-A7).
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le train de fractionnement comprend les colonnes de distillation de composés aromatiques 4, 5 et 6 permettant de séparer les 4 coupes suivantes:
- une coupe comprenant (e.g. essentiellement) du benzène 22;
- une coupe comprenant (e.g. essentiellement) du toluène 23;
- une coupe comprenant (e.g. essentiellement) des xylènes et de l’éthylbenzène 24;
- un effluent (e.g. essentiellement) comprenant des aromatiques en C9-C10 29 (A9+).
La colonne de benzène 4 est adaptée pour: traiter la coupe aromatique 20 qui est une charge hydrocarbonée (e.g. essentiellement) aromatique en C6-C10 (A6+); produire en tête la coupe comprenant du benzène 22 qui peut être un des produits recherchés en sortie du complexe aromatique; et produire en fond un effluent (e.g. essentiellement) aromatique en C7-C10 27 (A7+).
La colonne de toluène 5 est adaptée pour: traiter l’effluent aromatique en C7-C10 27 (A7+), produit de fond de la colonne de benzène 4; produire en tête la coupe comprenant du toluène 23 qui est dirigée vers la section réactionnelle d’alkylation 13; et produire en fond un effluent (e.g. essentiellement) aromatique en C8-C10 28 (A8+).
La troisième colonne de distillation de composés aromatiques 6, appelée également colonne de xylène est adaptée pour: traiter la coupe aromatique à 8 atomes de carbones ou plus 17 (A8+) de la charge du complexe aromatique et optionnellement l’effluent de fond de la colonne de toluène 28 ; produire en tête la coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène 24 qui est dirigée vers l’unité de séparation des xylènes 10; et produire en fond un effluent (e.g. essentiellement) comprenant des aromatiques en C9-C10 29 (A9+).
En tête de la colonne de toluène 5 est obtenue la coupe comprenant du toluène 23 qui est envoyée au moins en partie, et préférablement en totalité, vers la section réactionnelle d’alkylation 13 pour réaction avec une source de CO 30 pour produire un effluent d’alkylation 31 comprenant du paratolualdéhyde. Avantageusement, le paratolualdéhyde issu de l’effluent d’alkylation 31 peut être extrait du complexe aromatique en tant que tel (sans transformation supplémentaire), par exemple après une étape de purification connue de l’homme du métier, par exemple pour être envoyé (directement) vers une unité de production d’acide téréphtalique (PTA) sans avoir à être transformé en paraxylène.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la source de CO 30 provient d’un procédé de conversion de la biomasse lignocellulosique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la source de CO 30 contient au moins 20% poids de CO, de préférence au moins 30% poids de CO, très préférablement au moins 40% poids de CO (e.g. au moins 50% poids de CO). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la source de CO 30 contient environ 30% (e.g. ± 10% poids) poids de CO2. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la source de CO 30 contient du méthane, de l’éthylène et du propylène (e.g. moins de 10% poids). Selon un mode préféré de l’invention, il n’est pas nécessaire de traiter la source de CO 30 dans une unité dédiée. Ainsi, les aromatiques produits conserveront leur caractère biosourcé.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle d’alkylation 13 est alimentée par un mélange constitué (e.g. essentiellement) de toluène et de ladite source de CO 30.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la section réactionnelle d’alkylation 13 comprend au moins un réacteur d’alkylation adapté pour être utilisé dans au moins une des conditions opératoires suivantes:
- température comprise entre 20°C et 100°C;
- pression comprise entre 2 et 15 MPa, préférablement entre 5 et 10 MPa;
- PPH comprise entre 0,5 et 50 h-1.
Le terme PPH correspond au poids de charge hydrocarbonée horaire injecté rapporté au poids de catalyseur chargé.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la réaction d’alkylation du toluène par le CO est réalisée en présence d’un catalyseur acide, tel qu’un catalyseur adapté pour conduire à une attaque électrophile du noyau toluène par du CO. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le catalyseur acide est un catalyseur superacide, tel qu’un catalyseur comprenant de l’acide trifluoromethanesulfonique, du HF-SbF5, une zircone sulfatée, et/ou un liquide ionique à base de chloroaluminates comprenant par exemple de la N-méthyl imidazole. Avantageusement, la réaction d’alkylation du toluène par le CO est très sélectivite en isomère para (>99%), par exemple à 25°C et à une pression partielle de CO égale à 7.5 MPa.
La coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène 24 est traitée dans l’unité de séparation des xylènes 10 pour produire une fraction ou un extrait 39 comprenant du paraxylène et un raffinat 40. L’extrait 39 peut être ensuite distillé (e.g. si séparation par adsorption LMS), par exemple au moyen d’une colonne d’extrait puis d’une colonne de toluène supplémentaire (non montrées) dans le cas où le toluène est utilisé comme désorbant, pour obtenir du paraxylène de haute pureté exporté comme produit principal. Le raffinat 40 de l’unité de séparation des xylènes 10 comprend (e.g. essentiellement) de l’orthoxylène, du métaxylène et de l’éthylbenzène et alimente l’unité d’isomérisation 11.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité de séparation des xylènes 10 sépare également une deuxième coupe de toluène (non représentée) comprenant au moins 90% poids, préférablement au moins 95% poids, très préférablement au moins 99% poids de toluène. La deuxième coupe de toluène peut être par exemple une partie du toluène utilisé comme désorbant lorsque l’unité de séparation des xylènes 10 comprend une unité d'adsorption dite à lit mobile simulé. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la deuxième coupe de toluène est envoyée vers la colonne de benzène 4 et/ou la deuxième colonne de toluène 5.
Dans la section réactionnelle d’isomérisation (non représentée) de l’unité d’isomérisation 11, les isomères du paraxylène sont isomérisés alors que l’éthylbenzène peut être: isomérisé en un mélange de C8 aromatiques, par exemple si on souhaite produire principalement du paraxylène; et/ou désalkylé pour produire du benzène, par exemple si on souhaite produire à la fois du paraxylene et du benzène. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les effluents de la section réactionnelle d’isomérisation sont envoyés vers une deuxième colonne de séparation (non représentée) pour produire en fond un isomérat 42 enrichi en paraxylène préférablement recyclé vers la colonne de xylène 6; et produire en tête une coupe hydrocarbonée comprenant des composés à 7 atomes de carbone ou moins 43 (C7-) envoyée vers la colonne optionnelle de stabilisation 12.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’isomérisation 11 comprend une première zone d’isomérisation travaillant en phase liquide, et/ou une deuxième zone d’isomérisation travaillant en phase gaz, comme cela est décrit dans les brevets précédemment répertoriés. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’unité d’isomérisation 11 comprend une première zone d’isomérisation travaillant en phase liquide, et une deuxième zone d’isomérisation travaillant en phase gaz. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, on envoie dans l’unité d’isomérisation en phase liquide une première partie du raffinat 40, pour obtenir un premier isomérat alimentant directement et au moins en partie l’unité de séparation 10, et on envoie dans l’unité d’isomérisation en phase gaz une seconde partie du raffinat 40 pour obtenir un isomérat qui est envoyé dans la colonne de xylène 6.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la zone d’isomérisation en phase gaz est adaptée pour être utilisée dans au moins une des conditions opératoires suivantes:
- température supérieure à 300°C, de préférence de 350°C à 480°C;
- pression inférieure à 4,0 MPa, et de préférence de 0,5 à 2,0 MPa;
- vitesse spatiale horaire inférieure à 10 h-1(10 litres par litre et par heure), de préférence comprise entre 0,5 h-1et 6 h-1;
- rapport molaire hydrogène sur hydrocarbure inférieur à 10, et de préférence compris entre 3 et 6;
- en présence d’un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l’ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d’oxygène (10 MR ou 12 MR), et au moins un métal du groupe VIII de teneur comprise entre 0,1 et 0,3% poids (forme réduite), bornes incluses.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la zone d’isomérisation en phase liquide est adaptée pour être utilisée dans au moins une des conditions opératoires suivantes:
- température inférieure à 300°C, de préférence 200°C à 260°C;
- pression inférieure à 4 MPa, de préférence 2 à 3 MPa;
- vitesse spatiale horaire (VVH) inférieure à 10h-1(10 litres par litre et par heure), de préférence comprise entre 2 et 4 h-1;
- en présence d’un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d'oxygène (10 MR ou 12 MR), préférentiellement un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 atomes d'oxygène (10 MR), et de manière encore plus préférée un catalyseur comportant une zéolithe de type ZSM-5.
Le terme VVH correspond au volume de charge hydrocarbonée horaire injecté rapporté au volume de catalyseur chargé.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la colonne optionnelle de stabilisation 12 produit: en fond une coupe stabilisée comprenant (e.g. essentiellement) du benzène et du toluène 44 optionnellement recyclée en entrée de l’unité de séparation de charge 1 et/ou de l’unité d’extraction des aromatiques 3; et en tête une coupe d’espèces volatiles 45 (e.g. C5-) retirée du complexe aromatique.
Le dispositif et le procédé selon l’invention permettent ainsi de produire simultanément du benzène, du paraxylène et du paratolualdéhyde.
Dans la présente demande, les groupes d'éléments chimiques sont donnés par défaut 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 VIII selon la classification CAS correspond aux métaux des colonnes 8, 9 et 10 selon la nouvelle classification IUPAC; le groupe VIb selon la classification CAS correspond aux métaux de la colonne 6 selon la nouvelle classification IUPAC.
Exemples
Exemple de dispositif de référence
On utilise un exemple de dispositif de référence de transformation d’une charge comprenant un mélange de composés aromatiques issus d’un procédé de conversion de la biomasse lignocellulosique à base d’une conversion par pyrolyse catalytique.
L’exemple de dispositif de référence est similaire au dispositif représenté sur la figure 1. En revanche, l’exemple de dispositif de référence ne met pas en œuvre les unités suivantes:
- colonne de stabilisation 12;
- section réactionnelle d’alkylation 13.
Les débits desdits composés aromatiques de la charge à traiter, en entrée du dispositif de référence sont les suivants:
- benzène: 2,63 t/h;
- toluène: 5,64 t/h;
- éthylbenzène: 0,15 t/h; et
- xylènes: 3,56 t/h.
Soit un total de 11,98 t/h de composés aromatiques.
Dans le dispositif de référence, la totalité du toluène est converti, par une unité de dismutation en benzène et xylènes. Les xylènes de la charge et produits par dismutation sont isomérisés en paraxylène, lequel est séparé du mélange de xylènes à l’équilibre thermodynamique à la sortie de l’unité d’isomérisation, au moyen d’une unité d'adsorption en lit mobile simulé. Cet ensemble d’opérations unitaires permet, dans le meilleur des cas (dans l’hypothèse d’une sélectivité de 100% pour chaque opération unitaire) de produire les composés suivants:
- benzène: 5,02 t/h;
- paraxylène: 6,96 t/h
- total aromatique: 11,98 t/h.
Exemple de dispositif selon l’invention
L’exemple de dispositif selon l’invention permet d’augmenter à la fois la quantité totale d’aromatiques produite pour le même débit de charge que dans le dispositif de référence et de produire simultanément du benzène, du paraxylène et du paratolualdéhyde.
L’exemple de dispositif selon l’invention est similaire au dispositif représenté sur la figure 1 En revanche, l’exemple de dispositif selon l’invention ne met pas en œuvre la colonne de stabilisation 12.
Par rapport au schéma de dispositif de référence, est notamment ajoutée la section réactionnelle d’alkylation 13 pour alkyler le toluène par du CO et produire du paratolualdéhyde.
Selon l’exemple de dispositif selon l’invention, et avec la même charge en entrée du complexe et les mêmes rendements des opérations unitaires que dans l’exemple de dispositif de référence, on obtient sur la table 1 les performances suivantes comparées à celles du dispositif de référence.
| Exemple de dispositif de référence | Exemple de dispositif selon l’invention | |
| Charge (t/h) CO Benzène Toluène Ethylbenzène Xylènes Produits (t/h) Benzène p-xylène paratolualdéhyde Ethylbenzène Total aromatiques |
- 0 2,63 5,64 0,15 3,56 - 5,02 6,96 0 0 11,98 |
- 1,72 2,63 5,64 0,15 3,56 - 2,63 3,71 7,36 0 13,7 |
La table 1 montre que la mise en œuvre selon l’invention permet de produire 14% poids de plus d’aromatiques et de produire à la fois du benzène, du paraxylène et du paratolualdéhyde en quantité notable qui pourra être indroduit avec le paraxylène dans l’unité d’oxydation produisant le PTA.
Claims (10)
- Dispositif de conversion d’une charge (2) de composés aromatiques, comprenant:
- un train de fractionnement (4-6) adapté pour extraire au moins une coupe comprenant du benzène (22), une coupe comprenant du toluène (23) et une coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène (24) de la charge (2);
- une unité de séparation des xylènes adaptée pour traiter la coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène (24) et produire un extrait comprenant du paraxylène (39) et un raffinat (40) comprenant de l’orthoxylène, du métaxylène et de l’éthylbenzène;
- une unité d’isomérisation (11) adaptée pour traiter le raffinat (40) et produire un isomérat (42) enrichi en paraxylène envoyé vers le train de fractionnement (4-6); et
- une section réactionnelle d’alkylation (13) adaptée pour traiter au moins une partie de la coupe comprenant du toluène (23) avec une source de CO (30) et extraire un effluent d’alkylation (31) comprenant du paratolualdéhyde.
- Dispositif de conversion selon la revendication 1, dans lequel la section réactionnelle d’alkylation (13) est adaptée pour séparer du paratolualdéhyde d’un excès de CO pour produire l’effluent d’alkylation (31).
- Dispositif de conversion selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une unité de séparation de charge (1) pour séparer la charge (2) en une coupe hydrocarbonée à 7 atomes de carbones ou moins (16) envoyée vers la colonne de benzène (4) du train de fractionnement (4-6), et une coupe aromatique à 8 atomes de carbones ou plus (17) envoyée vers la colonne des xylènes (6) du train de fractionnement (4-6).
- Dispositif de conversion selon la revendication 3, comprenant en outre une unité d’extraction des aromatiques (3) entre l’unité de séparation de charge (1) et la colonne de benzène (4) pour séparer les composés aliphatiques (19) de la coupe aromatique à 7 atomes de carbones ou moins (16) et produire un extrait (20) envoyé vers la colonne de benzènes (4).
- Dispositif de conversion selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une colonne de stabilisation (12) adaptée pour retirer une coupe d’espèces volatiles (45) des effluents de l’unité d’isomérisation (11).
- Procédé de conversion d’une charge (2) de composés aromatiques, comprenant les étapes suivantes:
- fractionner la charge (2) dans un train de fractionnement (4-6) pour extraire au moins une coupe comprenant du benzène (22), une coupe comprenant du toluène (23) et une coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène (24);
- séparer la coupe comprenant des xylènes et de l’éthylbenzène (24) dans une unité de séparation des xylènes (10) et produire un extrait comprenant du paraxylène (39) et un raffinat (40) comprenant de l’orthoxylène, du métaxylène et de l’éthylbenzène;
- isomériser le raffinat (40) dans une unité d’isomérisation (11) et produire un isomérat (42) enrichi en paraxylène;
- envoyer l’isomérat (42) enrichi en paraxylène vers le train de fractionnement (4-6); et
- alkyler au moins une partie de la coupe comprenant le toluène (23) avec une source de CO dans une section réactionnelle d’alkylation (13) et extraire un effluent d’alkylation (31) comprenant du paratolualdéhyde.
- Procédé de conversion selon la revendication 6, dans lequel la section réactionnelle d’alkylation (13) comprend au moins un réacteur d’alkylation utilisé dans les conditions opératoires suivantes:
- température comprise entre 20°C et 100°C;
- pression comprise entre 2 et 15 MPa, préférablement entre 5 et 10 MPa;
- PPH comprise entre 0,5 et 50 h-1.
- Procédé de conversion selon la revendication 7, dans lequel le réacteur d’alkylation est opéré en présence d’un catalyseur superacide.
- Procédé de conversion selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, dans lequel l’unité d’isomérisation (11) comprend une zone d’isomérisation en phase gaz utilisée dans les conditions opératoires suivantes:
- température supérieure à 300°C;
- pression inférieure à 4,0 MPa;
- vitesse spatiale horaire inférieure à 10 h-1;
- rapport molaire hydrogène sur hydrocarbure inférieur à 10;
- en présence d’un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l’ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d’oxygène, et au moins un métal du groupe VIII de teneur comprise entre 0,1 et 0,3% poids, bornes incluses.
- Procédé de conversion selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, dans lequel l’unité d’isomérisation (11) comprend une zone d’isomérisation en phase liquide utilisée dans les conditions opératoires suivantes:
- température inférieure à 300C;
- pression inférieure à 4 MPa;
- vitesse spatiale horaire inférieure à 10h-1;
- en présence d’un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d'oxygène.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3126978A1 (fr) * | 2021-09-10 | 2023-03-17 | IFP Energies Nouvelles | Combustion en boucle chimique de composés hydrocarbonés riches en oxygène pour la production de para-tolualdéhyde. |
| FR3126979A1 (fr) * | 2021-09-10 | 2023-03-17 | IFP Energies Nouvelles | Dispositif et procédé de conversion de de composés hydrocarbonés riches en oxygène en para-tolualdéhyde. |
| FR3126980A1 (fr) * | 2021-09-10 | 2023-03-17 | IFP Energies Nouvelles | Oxycombustion de composés hydrocarbonés riches en oxygène pour la production de para-tolualdéhyde. |
| FR3143028A1 (fr) * | 2022-12-13 | 2024-06-14 | IFP Energies Nouvelles | Procédé et dispositif de production de para-tolualdéhyde et de monoéthylène glycol à partir d’un gaz de pyrolyse de biomasse |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4962258A (en) | 1988-12-15 | 1990-10-09 | Amoco Corporation | Liquid-phase xylene isomerization |
| US6180550B1 (en) | 1998-12-22 | 2001-01-30 | Mobile Oil Corporation | Small crystal ZSM-5, its synthesis and use |
| US7371913B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-05-13 | Uop Llc | Selective aromatics isomerization process |
| US7915471B2 (en) | 2003-11-26 | 2011-03-29 | IFP Energies Nouvelles | Method for producing paraxylene comprising an adsortion step and two isomerization steps |
| US8697929B2 (en) | 2010-04-21 | 2014-04-15 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Xylene isomerization process and catalyst therefor |
| US20150166435A1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Uop Llc | Methods and apparatuses for processing hydrocarbons |
| US20150299086A1 (en) * | 2012-11-23 | 2015-10-22 | Eth Zurich | Method for the production of polyethylene terephthalate with a low carbon footprint |
| US10029958B2 (en) | 2014-07-18 | 2018-07-24 | IFP Energies Nouvelles | Method for the production of paraxylene, comprising two simulated moving bed separation and two isomerization units, one being in the gas phase |
| US10035739B2 (en) | 2014-07-18 | 2018-07-31 | IFP Energies Nouvelles | Process for the production of high-purity paraxylene from a xylenes cut, using two simulated moving bed separation units operating in series and two isomerization units |
-
2019
- 2019-12-17 FR FR1914589A patent/FR3104571B1/fr active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4962258A (en) | 1988-12-15 | 1990-10-09 | Amoco Corporation | Liquid-phase xylene isomerization |
| US6180550B1 (en) | 1998-12-22 | 2001-01-30 | Mobile Oil Corporation | Small crystal ZSM-5, its synthesis and use |
| US7915471B2 (en) | 2003-11-26 | 2011-03-29 | IFP Energies Nouvelles | Method for producing paraxylene comprising an adsortion step and two isomerization steps |
| US7371913B2 (en) | 2005-06-30 | 2008-05-13 | Uop Llc | Selective aromatics isomerization process |
| US8697929B2 (en) | 2010-04-21 | 2014-04-15 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Xylene isomerization process and catalyst therefor |
| US20150299086A1 (en) * | 2012-11-23 | 2015-10-22 | Eth Zurich | Method for the production of polyethylene terephthalate with a low carbon footprint |
| US20150166435A1 (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Uop Llc | Methods and apparatuses for processing hydrocarbons |
| US10029958B2 (en) | 2014-07-18 | 2018-07-24 | IFP Energies Nouvelles | Method for the production of paraxylene, comprising two simulated moving bed separation and two isomerization units, one being in the gas phase |
| US10035739B2 (en) | 2014-07-18 | 2018-07-31 | IFP Energies Nouvelles | Process for the production of high-purity paraxylene from a xylenes cut, using two simulated moving bed separation units operating in series and two isomerization units |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| D.R. LIDE: "CRC Handbook of Chemistry and Physics", 2000 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3126978A1 (fr) * | 2021-09-10 | 2023-03-17 | IFP Energies Nouvelles | Combustion en boucle chimique de composés hydrocarbonés riches en oxygène pour la production de para-tolualdéhyde. |
| FR3126979A1 (fr) * | 2021-09-10 | 2023-03-17 | IFP Energies Nouvelles | Dispositif et procédé de conversion de de composés hydrocarbonés riches en oxygène en para-tolualdéhyde. |
| FR3126980A1 (fr) * | 2021-09-10 | 2023-03-17 | IFP Energies Nouvelles | Oxycombustion de composés hydrocarbonés riches en oxygène pour la production de para-tolualdéhyde. |
| FR3143028A1 (fr) * | 2022-12-13 | 2024-06-14 | IFP Energies Nouvelles | Procédé et dispositif de production de para-tolualdéhyde et de monoéthylène glycol à partir d’un gaz de pyrolyse de biomasse |
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| FR3104571B1 (fr) | 2021-12-31 |
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