FR3117125A1 - Procédé d’extraction de composés aromatiques avec solvant auxiliaire aromatique - Google Patents
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Abstract
Procédé d’extraction d’hydrocarbures aromatiques, comprenant les étapes suivantes : introduire une charge d’hydrocarbures en un point intermédiaire d’une première zone d’extraction à contre-courant (2) et introduire un solvant polaire en tête, et un agent de reflux aromatique en fond de ladite première zone, pour extraire en tête un premier raffinat comprenant l’agent de reflux aromatique et des hydrocarbures non aromatiques de la charge, et extraire en fond un premier extrait comprenant au moins en partie le solvant polaire et des hydrocarbures aromatiques de la charge ; introduire le premier extrait en tête d’une deuxième zone d’extraction à contre-courant (6) et introduire un solvant auxiliaire aromatique en fond de ladite deuxième zone, pour extraire en fond un deuxième raffinat comprenant au moins en partie du solvant polaire, et extraire en tête un deuxième extrait comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique et des composés aromatiques de la charge. Figure 1 à publier
Description
La présente invention concerne un procédé de séparation, dit par déplacement, des composés aromatiques d’un mélange de composés aromatiques et de composés non aromatiques.
Les hydrocarbures aromatiques, en particulier le benzène, le paraxylène, et dans une moindre mesure le toluène, présentent un fort intérêt dans l’industrie pétrochimique. Pour pourvoir valoriser ces composés aromatiques, il est nécessaire de les produire à de hauts niveaux de pureté, et donc de les débarrasser des éventuels composés non aromatiques tels que les paraffines, les naphtènes, les oléfines et les éventuelles dioléfines.
On utilisera par la suite la terminologie suivante. Cx pour les composés hydrocarbures ayant x atomes de carbone, où x est un nombre entier. Ay pour les composés aromatiques ayant y atomes de carbone, où y est un nombre entier supérieur à 6. NAz pour les composés non aromatiques ayant z atomes de carbone, où z est nombre entier. A titre d’illustration, A6 correspond au benzène, et A7 au toluène.
De nombreux procédés permettent de produire des composés aromatiques. On peut citer de manière non limitative le reformage catalytique du naphta, le vapocraquage du naphta et de charges pétrolières plus lourdes, le craquage catalytique du naphta et de charges pétrolières plus lourdes.
La pureté des composés aromatiques produits est souvent modérée, et une séparation des composés aromatiques du reste de la charge est nécessaire.
Par ailleurs, les charges comportent typiquement des aromatiques à plus de 8 atomes de carbone, qui en mélange ne présentent pas d’intérêt pour l’industrie chimique, et que l’on peut par exemple chercher à valoriser en les transformant en A6-A8 tel qu’en benzène et/ou paraxylène. Cette transformation peut être faite au sein d’une unité pétrochimique, connu par l’homme du métier sous le nom de complexe aromatique, qui vise principalement à produire du benzène de haute pureté, et du paraxylène de haute pureté.
Aujourd’hui, les complexes aromatiques sont à 95% alimentés par des charges obtenues par reformage catalytique du naphta. Néanmoins, la baisse prévue de consommation de carburants liquides dans les décennies à venir va entrainer une modification des outils de raffinage pour produire davantage de bases pétrochimiques, et notamment d’aromatiques pour la chimie. Ainsi, la tendance est à la récupération des aromatiques dans des charges plus complexes que celles produites par reformage catalytique du naphta. Ces aromatiques seront ensuite valorisés au sein d’un complexe aromatique.
Il existe une multitude de configurations de complexes aromatiques. Une configuration est décrite ci-dessous de manière macroscopique, de manière non limitative, dans le cas d’une charge issue d’un reformage catalytique du naphta. Compte tenu des performances actuelles obtenues en reformage catalytique, seule la coupe C6-C7 contient encore des composés non aromatiques.
La charge issue du reformage catalytique du naphta subit une première séparation par distillation, de manière à récupérer une coupe C6-C7 débarrassée des composés C5, une coupe C8 (en réalité A8), et une coupe C8-C10 (en réalité A8-A10), débarrassée des composés aromatiques à plus de 10 atomes de carbone.
La coupe C6-C7 subit une séparation des composés aromatiques A6-A7 et non aromatiques NA6-NA7, qui seront décrits plus en détail par la suite. Les composés A6 et A7 sont ensuite séparés par distillation. Le benzène A6 de haute pureté ainsi obtenu est un des produits du complexe aromatique. Le toluène A7 peut aussi être vendu comme produit, mais il est généralement valorisé par ailleurs dans le complexe aromatique. A titre d’illustration, il peut être envoyé dans une unité de dismutation du toluène, qui produit du benzène A6 et des isomères A8 avec une forte proportion de paraxylène, ou bien dans une unité de transalkylation qui sera décrite par la suite.
Par ailleurs, la coupe A8 subit une deuxième distillation, au sein d’une colonne connue par l’homme du métier sous le nom de colonne des xylènes, de manière à éliminer les traces de composés C7 et A9 résiduels, avant d’être introduite dans la boucle A8 du complexe aromatique. Cette boucle A8 est composée premièrement d’une opération de séparation, permettant de séparer les isomères A8 entre eux, et deuxièmement d’une unité d’isomérisation des composés A8. L’opération de séparation consiste en une adsorption sélective du paraxylène sur tamis, et/ou une cristallisation du paraxylène. L’une et/ou l’autre de ces opérations permet de produire un paraxylène de haute pureté qui est un des produits du complexe aromatique, et un effluent contenant tous les autres isomères A8 (et appauvri en paraxylène), qui est envoyé à l’unité d’isomérisation pour produire davantage de paraxylène. L’effluent issu de l’unité d’isomérisation est renvoyé avec la coupe A8 à la colonne des xylènes, et ce jusqu’à épuisement de l’ensemble des autres isomères A8.
Enfin, la coupe A8-A10 est généralement envoyée, en mélange avec le toluène A7, dans une unité de transalkylation. Cette unité de conversion permet d’éliminer les groupements éthyles, propyles et butyles, et de redistribuer les groupements méthyles sur les noyaux aromatiques, de manière à produire davantage de composés valorisables, que sont le benzène et le paraxylène, via un recyclage de l’effluent de l’unité de transalkylation en entrée du complexe aromatique.
Comme on peut le constater, le complexe aromatique comporte de nombreuses boucles de recyclage, avec de nombreuses unités, fortement interdépendantes tant du point de vue des charges/effluents qu’elles reçoivent/produisent, mais aussi d’un point de vue énergétique. En effet, compte tenu des différences de niveau thermique de chacune des unités du complexe aromatique, il existe un réseau complexe de chaleur entre ces unités, pour au global essayer de consommer le minimum d’énergie. La diminution des consommations énergétiques des complexes aromatiques est aujourd’hui un facteur clé de leur rentabilité.
Comme nous avons pu le voir dans la description du complexe aromatique, la séparation entre les composés aromatiques et les composés non aromatiques est une étape clé, notamment pour la production de benzène de haute pureté.
Compte tenu du fait que le complexe aromatique est essentiellement alimenté aujourd’hui par des charges issues du reformage catalytique du naphta, cette séparation n’est réalisée que sur une coupe C6-C7 qui est la seule à encore contenir des composés non aromatiques. En revanche, dans un avenir proche, les charges alimentant les complexes aromatiques pourraient contenir des composés non aromatiques sur une coupe beaucoup plus étendue.
Il existe principalement trois différents types de procédés d’extraction des aromatiques, que nous allons décrire dans les paragraphes suivants.
Le premier procédé d’extraction des aromatiques est connu par l’homme du métier sous le nom de distillation extractive, et met en œuvre un solvant polaire de température d’ébullition supérieur à celui des composés de la charge, par exemple le morphylane (température d’ébullition de 129°C). Ce procédé est, dans sa version la plus minimaliste, constitué de deux colonnes à distiller. Dans une première colonne à distiller, on introduit en tête un solvant polaire de température d’ébullition supérieure à celui des composés de la charge, et en un point intermédiaire de la colonne, la charge contenant des composés aromatiques et des composés non aromatiques. Les composés non aromatiques sont soutirés en tête de colonne, alors que les composés aromatiques sont entrainés en fond avec le solvant. Ce mélange alimente une deuxième colonne à distiller, qui permet de soutirer en tête les composés aromatiques, et en fond le solvant régénéré, qui est en renvoyé en tête de la première colonne à distiller.
Le procédé de distillation extractive est particulièrement bien adapté à une charge étroite en ce qui concerne la température d’ébullition, i.e. dont les composés les plus lourds de la charge ont un carbone de plus que les composés les plus légers de la charge. C’est donc essentiellement ce type de procédé de séparation que l’on rencontre au sein des complexes aromatiques aujourd’hui, pour traiter la coupe C6-C7. Néanmoins, ce procédé ne pourra pas répondre à l’évolution de la composition des charges dans les années à venir (non aromatiques sur une coupe plus étendue).
Par ailleurs, le procédé de distillation extractive présente un inconvénient majeur. Le procédé met en œuvre, au sein d’une distillation, un solvant polaire. Or, les solvants polaires ont des températures d’ébullition élevées (129°C pour le morphylane) de par les interactions entre dipôles. Pour être mis en ébullition, ce type de solvant nécessite donc des calories de haut niveau thermique (typiquement 170-200°C compte tenu de la pression de la deuxième colonne à distiller), contraignant sensiblement les intégrations réalisables au sien du complexe aromatique (32 MW pour une unité de 75 T/h de charge C6-C7 à traiter). A titre d’illustration, la consommation énergétique de cette opération de séparation représente environ 10% de la consommation totale du complexe aromatique.
Un deuxième procédé de séparation entre les composés aromatiques et les composés non aromatiques, est connu de l’homme du métier sous le nom de procédé d’extraction liquide-liquide, et met en œuvre un solvant très polaire de température d’ébullition supérieure à celle des composés de la charge, par exemple le sulfolane (température d’ébullition de 285°C). Ce procédé est, dans sa version la plus minimaliste, constitué d’une colonne d’extraction liquide-liquide et d’une colonne à distiller. La colonne d’extraction liquide-liquide permet de contacter à contre-courant la charge et le solvant très polaire, qui ne sont pas miscibles. La phase hydrocarbure s’appauvrie en composés aromatiques alors que la phase solvant s’enrichie en composés aromatiques. Cette dernière alimente une colonne à distiller qui permet de récupérer en tête les composés aromatiques, et en fond le solvant régénéré qui est renvoyé vers la colonne d’extraction liquide-liquide.
En comparaison du précédent procédé de distillation extractive, le procédé d’extraction liquide-liquide permet de traiter des charges plus étendues, et était donc communément utilisé dans les années 60-80 lorsque les performances des unités de reformage catalytique n’étaient pas aussi bonnes qu’aujourd’hui, et que les charges contenaient des non aromatiques dans la coupe C8.
En revanche, comme dans le précédent procédé de distillation extractive, on réalise une distillation d’un solvant polaire de température d’ébullition élevée, ce qui entraine une consommation énergétique élevée, à un niveau thermique élevé. Compte tenu de la très haute température d’ébullition du sulfolane, et de sa dégradation à des températures supérieures à 220°C, la distillation est réalisée sous vide, pour atteindre des températures comprises entre 170 et 220°C. La consommation énergétique est de l’ordre de 145 MW pour une capacité de 320 T/h d’une charge C6-C8.
Le troisième procédé de séparation entre les composés aromatiques et les composés non aromatiques, connu par l’homme du métier comme procédé d’extraction des aromatiques par déplacement, est décrit dans le brevet FR1421273.
Ce procédé met en œuvre un solvant très polaire tel que le dimethylsulfoxide (DMSO par la suite), potentiellement additionné d’anti-solvant tel que l’eau. Ce procédé met par ailleurs en œuvre un solvant auxiliaire, qui est un hydrocarbure aliphatique de température d’ébullition différente de la charge.
Dans sa version la plus minimaliste, le procédé est constitué de deux colonnes d’extraction liquide-liquide et deux colonnes à distiller.
La charge contenant des composés aromatiques et non aromatiques est extraite par le solvant polaire saturé en solvant auxiliaire, au sein d’une première colonne d’extraction liquide-liquide. La phase hydrocarbure s’appauvrie en composés aromatiques, alors que la phase solvant polaire s’enrichie en composés aromatiques. Cette étape génère un premier extrait constitué du solvant polaire, de l’anti-solvant et des composés aromatiques, et un premier raffinat composés des non aromatiques de la charge et de solvant auxiliaire.
Le premier raffinat est envoyé vers une première colonne à distiller qui permet de séparer les composés non aromatiques de la charge du solvant auxiliaire.
Le premier extrait est envoyé dans une deuxième colonne d’extraction liquide-liquide, où le solvant polaire est régénéré par contre-extraction à l’aide du solvant auxiliaire. Cette étape génère un deuxième extrait constitué du solvant auxiliaire et des composés aromatiques, et un deuxième raffinat composé du solvant polaire et de l’anti-solvant, saturé en solvant auxiliaire.
Le deuxième raffinat est renvoyé à la première colonne d’extraction liquide-liquide pour extraire davantage de composés aromatiques.
Le deuxième extrait est envoyé vers une deuxième colonne à distiller qui permet de séparer les composés aromatiques de la charge du solvant auxiliaire.
Ce procédé d’extraction des aromatiques par déplacement permet, tout comme le procédé d’extraction des aromatiques par extraction liquide-liquide, de traiter des coupes hydrocarbures étendues. En revanche, contrairement au procédé d’extraction liquide-liquide ou le procédé de distillation extractive, le solvant polaire mis en œuvre dans le procédé d’extraction des aromatiques par déplacement n’est pas distillé. Dans le brevet FR141273, le solvant auxiliaire est choisi parmi les paraffines de telle sorte qu’il ait une température d’ébullition différente de celle de constituants de la charge. Ainsi, les composés non aromatiques et aromatiques provenant de la charge peuvent être facilement séparés du solvant auxiliaire par distillation, au sein du premier raffinat et du deuxième extrait, respectivement.
Idéalement, il faudrait disposer d’un procédé d’extraction des aromatiques qui serait en mesure de traiter des charges plus étendues que ce que la distillation extractive permet de faire aujourd’hui.
Idéalement, il faudrait disposer d’un procédé d’extraction des aromatiques qui soit peut énergivore à ses bornes. Il serait enfin intéressant de pouvoir intégrer un tel procédé d’extraction au sein du complexe aromatique pour diminuer au global la consommation énergétique.
Un premier objet de l’invention est notamment de pouvoir extraire une coupe de composés aromatiques avec une faible consommation énergétique.
Un deuxième objet de l’invention est de pouvoir mettre en œuvre des flux disponibles au sein du complexe aromatique ou de la raffinerie (e.g. utilisation de solvant auxiliaire aromatique) et notamment de limiter les stockages spécifiques au solvant auxiliaire. Ainsi, lorsque l’invention est mise en œuvre au sein d’un complexe aromatique, l’énergie et les coûts associés à la séparation des aromatiques peuvent être très fortement réduits par une plus grande intégration des flux au sein du complexe aromatique.
Dans le contexte précédemment décrit, selon un premier aspect, les objets précités, ainsi que d’autres avantages, sont obtenus par un procédé d’extraction d’hydrocarbures aromatiques, comprenant les étapes suivantes :
- introduire une charge d’hydrocarbures comprenant des composés aromatiques ayant entre 6 et 8 atomes de carbone en mélange avec des composés non aromatiques en un point intermédiaire d’une première zone d’extraction à contre-courant ;
- introduire un solvant polaire en tête de la première zone d’extraction à contre-courant ;
- introduire un agent de reflux aromatique en fond de la première zone d’extraction à contre-courant ;
- extraire en tête de la première zone d’extraction à contre-courant un premier raffinat comprenant au moins en partie l’agent de reflux aromatique et des hydrocarbures non aromatiques de la charge ;
- extraire en fond de la première zone d’extraction à contre-courant un premier extrait comprenant au moins en partie le solvant polaire et des hydrocarbures aromatiques de la charge ;
- introduire le premier extrait en tête d’une deuxième zone d’extraction à contre-courant ;
- introduire un solvant auxiliaire aromatique en fond de la deuxième zone d’extraction à contre-courant ;
- extraire en fond de la deuxième zone d’extraction à contre-courant un deuxième raffinat comprenant au moins en partie du solvant polaire ;
- extraire en tête de la deuxième zone d’extraction à contre-courant un deuxième extrait comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique et des composés aromatiques de la charge.
- introduire une charge d’hydrocarbures comprenant des composés aromatiques ayant entre 6 et 8 atomes de carbone en mélange avec des composés non aromatiques en un point intermédiaire d’une première zone d’extraction à contre-courant ;
- introduire un solvant polaire en tête de la première zone d’extraction à contre-courant ;
- introduire un agent de reflux aromatique en fond de la première zone d’extraction à contre-courant ;
- extraire en tête de la première zone d’extraction à contre-courant un premier raffinat comprenant au moins en partie l’agent de reflux aromatique et des hydrocarbures non aromatiques de la charge ;
- extraire en fond de la première zone d’extraction à contre-courant un premier extrait comprenant au moins en partie le solvant polaire et des hydrocarbures aromatiques de la charge ;
- introduire le premier extrait en tête d’une deuxième zone d’extraction à contre-courant ;
- introduire un solvant auxiliaire aromatique en fond de la deuxième zone d’extraction à contre-courant ;
- extraire en fond de la deuxième zone d’extraction à contre-courant un deuxième raffinat comprenant au moins en partie du solvant polaire ;
- extraire en tête de la deuxième zone d’extraction à contre-courant un deuxième extrait comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique et des composés aromatiques de la charge.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre au moins une des étapes suivantes :
- introduire le deuxième extrait dans une première zone de lavage à l’eau pour extraire des eaux sales comprenant du solvant polaire et produire un deuxième extrait lavé ;
- introduire le premier raffinat dans une deuxième zone de lavage à l’eau pour extraire des eaux sales comprenant du solvant polaire et produire un premier raffinat lavé.
- introduire le deuxième extrait dans une première zone de lavage à l’eau pour extraire des eaux sales comprenant du solvant polaire et produire un deuxième extrait lavé ;
- introduire le premier raffinat dans une deuxième zone de lavage à l’eau pour extraire des eaux sales comprenant du solvant polaire et produire un premier raffinat lavé.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre au moins une des étapes suivantes :
- introduire le deuxième extrait (optionnellement lavé) dans une première zone de distillation pour séparer un premier distillat comprenant au moins en partie des composés aromatiques de la charge et un premier résidu comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique ;
- introduire le premier raffinat (optionnellement lavé) dans une deuxième zone de distillation pour séparer un deuxième distillat comprenant au moins en partie des composés non aromatiques de la charge et un deuxième résidu comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique.
- introduire le deuxième extrait (optionnellement lavé) dans une première zone de distillation pour séparer un premier distillat comprenant au moins en partie des composés aromatiques de la charge et un premier résidu comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique ;
- introduire le premier raffinat (optionnellement lavé) dans une deuxième zone de distillation pour séparer un deuxième distillat comprenant au moins en partie des composés non aromatiques de la charge et un deuxième résidu comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre de recycler au moins une partie du premier distillat et/ou du deuxième résidu dans la première zone d’extraction à contre-courant, formant préférablement au moins en partie l’agent de reflux aromatique.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre de recycler au moins une partie du premier résidu et/ou du deuxième résidu dans la deuxième zone d’extraction à contre-courant.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend en outre d’introduire les eaux sales de la première zone de lavage à l’eau et/ou de la deuxième zone de lavage à l’eau dans une unité de distillation pour récupérer au moins une partie du solvant polaire.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge est une coupe de distillation dont le point d’ébullition initial est compris entre 70°C et 80°C et le point d’ébullition final est compris entre 140°C et 150°C.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire comprend au moins une molécule dont le moment dipolaire µ exprimé en Debye a une valeur numérique supérieure ou égale à 2,00 mesurée à 25°C.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins 50% poids d’hydrocarbures aromatiques.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’écart entre le nombre moyen d’atomes de carbone des composés aromatiques constituant le solvant auxiliaire aromatique et le nombre moyen d’atomes de carbone des composés aromatiques de la charge, est supérieur ou égal à deux atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, chaque constituant du solvant auxiliaire aromatique présente une température d’ébullition supérieure à celle des constituants de la charge.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge à traiter est constituée de benzène en mélange avec des composés non aromatiques, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi l’éthylbenzène, un mélange de xylènes, le cumène, le n-propylbenzène, le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant entre 9 et 10 atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge à traiter est constituée de benzène et de toluène en mélange avec des composés non aromatiques, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi le cumène, le n-propylbenzène, le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant entre 9 et 10 atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge à traiter est constituée de benzène, de toluène et de xylènes en mélange avec des composés non aromatiques, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant 10 atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique est le para-diethylbenzène.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire introduit dans la première zone d’extraction à contre-courant est additionné de 1 à 20%pds d’eau, de préférence de 5 à 20%pds d’eau, de manière très préférée de 10 à 20% poids d’eau.
Des modes de réalisation selon le premier aspect ainsi que d’autres caractéristiques et avantages vont apparaître à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en référence aux dessins suivants.
Liste des figures
Des modes de réalisation du procédé selon le premier 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 procédé. Cependant, il apparaîtra à l’homme du métier que le procédé 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 invention, 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 étant constitué des composés A correspond à un effluent comprenant au moins 95% en poids, préférablement au moins 99% en poids, très préférablement au moins 99,5% en poids, de composés A.
La présente invention concerne un procédé de séparation par déplacement d’un mélange de composés aromatiques et de composés non aromatiques au moyen d’un solvant polaire, d’un solvant auxiliaire et optionnellement d’un anti-solvant. Spécifiquement, la demanderesse a trouvé qu’il était possible d’utiliser un solvant auxiliaire comprenant des hydrocarbures aromatiques, purs ou en mélange, dans le procédé de séparation, dit par déplacement, d’une charge comprenant des composés aromatiques et des composés non aromatiques.
La demanderesse a constaté qu’il était possible, dans le procédé de séparation des aromatiques des non aromatiques à déplacement, d’utiliser un solvant auxiliaire constitué, non pas d’hydrocarbures saturés, mais d’hydrocarbures aromatiques, purs ou en mélange.
La charge
Selon l’invention, la charge d’hydrocarbures comprend des composés aromatiques ayant entre 6 et 8 atomes de carbone (i.e.,composés A6-A8) en mélange avec des composés non aromatiques (e.g. composés NA6-8). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge du procédé de séparation est une coupe de distillation comportant/consistant en des composés aromatiques ayant entre 6 et 8 atomes de carbone en mélange avec des composés non aromatiques de même température d’ébullition, e.g. de point d’ébullition compris entre 70°C-80°C et 140°C-150°C . Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge du procédé de séparation est une coupe de distillation comportant des composés aromatiques ayant entre 6 et 7 atomes de carbone en mélange avec des composés non aromatiques de même température d’ébullition, e.g. de point d’ébullition compris entre 70°C-80°C et 110°C-120°C. La charge peut, de manière non limitative, être produite par distillation d’un reformat, d’une essence de craquage catalytique fluide dit FCC (pour « fluid catalytic cracking » en anglais), ou d’une essence de pyrolyse dite Pygas (pour « pyrolysis gasoline » en anglais). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge comprend au moins 10 % poids, préférablement au moins 20 % poids, très préférablement au moins 30 % poids, de composés aromatiques.
Le solvant polaire
Selon l’invention, le solvant polaire peut-être tout solvant polaire, ou mélange de solvants polaires, connu de l’homme du métier. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire comprend, et préférablement consiste en au moins une molécule jouant le rôle de solvant dont le moment dipolaire µ exprimé en Debye a une valeur numérique supérieure ou égal à 2,00 mesurée à 25°C. De manière préférée, le solvant polaire a un moment dipolaire µ exprimé en Debye supérieur ou égal à 3,00 mesuré à 25°C. De manière très préférée, le solvant polaire a un moment dipolaire µ exprimé en Debye supérieur ou égal à 3,50 mesuré à 25°C.
De préférence, le solvant polaire n’est pas soluble en toute proportion avec le cyclohexane à 25°C. De préférence, les solubilités mutuelles sont inférieures à 20% poids, préférablement inférieures à 10% poids, de manière préférée inférieures à 5% poids, par rapport au poids total du mélange formé par le solvant polaire et le cyclohexane.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire est choisi parmi l’ethylène glycol, le diethylène glycol, le triéthylène glycol, l’hexaméthylphosphoramide, le carbonate de propylène, le carbonate d’éthylène, le sulfolane, le 3-methylsulfolane, le N-méthylacétamide, le N,N-diméthylacétamide, la butyrolactone, la 1-méthylpyrrolidone, le diméthylsulfoxyde, la caprolactame, le N-méthylformamide, la pyrrolidine-2-one, le furfural, le 1,1,3,3-tétraméthylurée et un mélange de ceux-ci. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire est le diméthylsulfoxide ou le sulfolane. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire est le diméthylsulfoxide.
Le solvant auxiliaire aromatique (non aliphatique)
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins 50% poids, préférablement au moins 65% poids, très préférablement au moins 80% poids, par exemple au moins 95% poids d’hydrocarbures aromatiques. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique est constitué d’un ou plusieurs hydrocarbures aromatiques.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’écart entre le nombre moyen (en mol.) d’atomes de carbone des composés aromatiques constituant le solvant auxiliaire aromatique et le nombre moyen (en mol.) d’atomes de carbone des composés aromatiques de la charge, est supérieur ou égal à deux atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les constituants du solvant auxiliaire aromatique présentent une température d’ébullition supérieure à celle de l’ensemble des constituants la charge. Selon l’invention, l’écart de température d’ébullition entre le constituant le plus lourd de la charge et le constituant le plus léger du solvant auxiliaire aromatique, est, de manière préférée, supérieur à 10°C, et de manière très préférée supérieur à 20°C. Par constituant, on entend ici que le composé représente au moins 0,1% poids de la charge ou du solvant auxiliaire aromatique.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend (est constitué de) au moins un hydrocarbure aromatique dont le point d’ébullition est compris entre 130°C et 240°C, de préférence entre 150°C et 240°C.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend (consiste en) une coupe de composés aromatiques d’au moins 8 atomes de carbone, préférablement d’au moins 9 atomes de carbone. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend des composés aromatiques de plus de 9 atomes de carbone. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend (consiste en) une coupe de composés aromatiques de 9 à 10 atomes de carbone. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend une coupe de distillation d’un reformat contenant (consistant en) des aromatiques de plus de 9 atomes de carbone. Avantageusement, le solvant auxiliaire peut être la coupe de distillation d’un reformat comprenant (consistant en) les aromatiques ayant entre 9 et 10 atomes de carbone, et contenant par exemple moins de 1% poids de naphtalène, de préférence moins de 0,1% poids de naphtalène.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi l’éthylbenzène (point d’ébullition E=136°C), un mélange de xylènes (E=138°C), le cumène (E=152°C), le n-propylbenzène (E=159°C), le n-butylbenzène (E=183°C), le para-diethylbenzène (E=184°C), et un mélange de composés aromatiques ayant entre 9 et 10 atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge à traiter est constituée de benzène (E=80°C) en mélange avec des composés non aromatiques de même température d’ébullition, e.g. de point d’ébullition compris entre 70°C et 90°C, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi l’éthylbenzène, un mélange de xylènes, le cumène, le n-propylbenzène, le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant entre 9 et 10 atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge à traiter est constituée de benzène et de toluène (E=110°C) en mélange avec des composés non aromatiques de même température d’ébullition, e.g. de point d’ébullition compris entre 70°C et 120°C, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi le cumène, le n-propylbenzène, le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant entre 9 et 10 atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la charge à traiter est constituée de benzène, de toluène et de xylènes en mélange avec des composés non aromatiques de même température d’ébullition, e.g. de point d’ébullition compris entre 70°C et 150°C, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant 10 atomes de carbone.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend/consiste en le para-diethylbenzène.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend moins de 10%, préférablement moins de 5% poids, très préférablement moins de 1% poids, tel que moins de 0,1% poids de paraffines.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend moins de 10%, préférablement moins de 5% poids, très préférablement moins de 1% poids, tel que moins de 0,1% poids d’oléfines (e.g. mono-oléfines).
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend moins de 10%, préférablement moins de 5% poids, très préférablement moins de 1% poids, tel que moins de 0,1% poids de dioléfines.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend moins de 10%, préférablement moins de 5% poids, très préférablement moins de 1% poids, tel que moins de 0,1% poids de naphtalènes.
L’anti-solvant (optionnel)
Selon l’invention, l’anti-solvant n’est pas soluble en toute proportion avec le benzène à 25°C. De préférence, la solubilité du benzène dans l’anti-solvant est inférieure à 5% poids, de préférence inférieure à 1% poids, par rapport au poids total du mélange benzène + anti-solvant. De manière préférée, l’anti-solvant est de l’eau.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire est additionné d’anti-solvant. Préférablement, la teneur d’anti-solvant dans le solvant polaire est comprise entre 0 et 50% poids, de préférence entre 1 et 40% poids, de préférence entre 5 et 30% poids ou entre 5 et 40% poids, de préférence entre 9 et 25% poids, tel que par exemple entre 10 et 20% poids, par rapport au poids total du mélange formé par le solvant polaire et l’anti-solvant.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire est le DMSO, et le solvant auxiliaire aromatique est le para-diethylbenzène, l’anti-solvant est l’eau et la teneur en anti-solvant dans le solvant polaire est comprise entre 5 et 40% poids, de préférence entre 9 et 25% poids.
Le procédé
Un premier mode de réalisation de l’invention est décrit ci-après par référence à la (procédé complet, sans intégration avec son environnement).
La charge d’hydrocarbures est admise par la ligne 1 dans une première zone d’extraction à contre-courant 2 en un point intermédiaire de cette dernière. Par la ligne 3, en tête de la première zone d’extraction (liquide-liquide) à contre-courant 2, on admet le solvant polaire éventuellement additionné d’anti-solvant. Par la ligne 15, en fond de la première zone d’extraction à contre-courant 2, on admet un agent de reflux aromatique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’agent de reflux aromatique comprend au moins 50% poids, préférablement au moins 65% poids, très préférablement au moins 80% poids, tel qu’au moins 95% poids d’hydrocarbures aromatiques. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’agent de reflux aromatique est constitué d’un ou plusieurs d’hydrocarbures aromatiques. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’agent de reflux aromatique comprend au moins partiellement du solvant auxiliaire aromatique et/ou des composés aromatiques de la charge. Par exemple l’agent de reflux aromatique peut comprendre une fraction du distillat d’aromatiques provenant de la ligne 14, et/ou comprendre du solvant auxiliaire aromatique provenant de la ligne 24, et/ou comprendre un mélange des composés aromatiques et du solvant auxiliaire aromatique provenant de la ligne 8. Préférablement, l’agent de reflux aromatique comprend/consiste en du solvant auxiliaire aromatique provenant de la ligne 24, et/ou comprend/consiste en un mélange des composés aromatiques et du solvant auxiliaire aromatique provenant de la ligne 8. Très préférablement, l’agent reflux comprend/consiste en un mélange des composés aromatiques et du solvant auxiliaire aromatique provenant de la ligne 8. Ainsi, la charge d’hydrocarbures, le solvant polaire éventuellement additionné d’anti-solvant, et l’agent de reflux aromatique sont contactés dans la première zone d’extraction à contre-courant 2.
Dans la présente invention, le point intermédiaire de la première zone d’extraction à contre-courant 2 correspond à un point disposé de préférence à une position comprise entre 0,2*L et 0,8*L, plus préférablement comprise entre 0,3*L et 0,7*L, L étant la longueur du fond à la tête de la première zone d’extraction à contre-courant 2.
On retire en tête de la première zone d’extraction à contre-courant 2 un premier raffinat par la conduite 4. On retire en fond de la première zone d’extraction à contre-courant 2 un premier extrait par la conduite 5. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le ratio des débits massiques du premier raffinat et du premier extrait est compris entre 0,02 et 50, de manière préféré entre 0,05 et 20, de manière très préféré entre 0,2 et 5.
Le premier extrait comprend au moins en partie, et préférablement consiste en, le solvant polaire, l’anti-solvant et les hydrocarbures aromatiques de la charge. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le premier extrait comprend au moins 80%, préférablement au moins 90%, des composés aromatiques de la charge.
Le premier extrait est envoyé par la conduite 5 en tête d’une deuxième zone d’extraction (liquide-liquide) à contre-courant 6. Par ailleurs, du solvant auxiliaire aromatique est admis par la ligne 7 en fond de la deuxième zone d’extraction à contre-courant 6.
On soutire de la deuxième zone d’extraction à contre-courant 6 un deuxième raffinat, comprenant au moins en partie, et préférablement étant constitué essentiellement de solvant polaire et d’anti-solvant, qui est renvoyé par la ligne 3 dans la première zone d’extraction 2, et un deuxième extrait comprenant au moins en partie, et préférablement étant constitué essentiellement du solvant auxiliaire aromatique et des composés aromatiques de la charge. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le ratio des débits massiques du deuxième raffinat et du deuxième extrait est compris entre 0,02 et 50, de manière préféré entre 0,05 et 20, de manière très préféré entre 0,2 et 5.
Le deuxième extrait peut contenir des traces (i.e., moins de 1% poids) de solvant polaire, et peut donc être envoyé par la ligne 8 dans la première zone de lavage à l’eau 9 optionnelle. Une première eau de lavage est admise par la conduite 10 dans la zone de lavage à l’eau 9. Par exemple, le deuxième extrait peut être introduit en fond et l’eau de lavage en tête de la deuxième zone de lavage à l’eau 9. On recueille ainsi le deuxième extrait lavé par la ligne 12 (e.g. en tête). Des premières eaux sales comprenant des traces de solvant polaire sont évacuées par la ligne 11 (e.g. en fond), tandis que le deuxième extrait lavé passe par la ligne 12 dans la première zone de distillation 13 optionnelle. On recueille en tête par la ligne 14, un premier distillat comprenant au moins en partie, et préférablement étant constitué essentiellement des composés aromatiques de la charge, et en fond, par la ligne 7, un premier résidu comprenant au moins en partie, et préférablement étant constitué essentiellement du solvant auxiliaire aromatique, que l’on renvoie dans la deuxième zone d’extraction à contre-courant 6, ce solvant auxiliaire aromatique pouvant renfermer des traces (i.e., moins de 1% poids) d’hydrocarbures aromatiques de la charge.
Le premier raffinat comprend au moins en partie, et est préférablement constitué de l’agent de reflux aromatique et les hydrocarbures non aromatiques de la charge. Le premier raffinat passe par la ligne 4 dans la deuxième zone de lavage à l’eau 16 optionnelle. Une deuxième eau de lavage est admise par la ligne 17. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le lavage du premier raffinat est à contre-courant. Par exemple, le premier raffinat peut être introduit en fond et l’eau de lavage en tête de la deuxième zone de lavage à l’eau 16. On recueille ainsi le premier raffinat lavé par la ligne 18 (e.g. en tête). Des deuxièmes eaux sales comprenant des traces de solvant polaire sont évacuées par la ligne 19 (e.g. en fond), tandis que le premier raffinat lavé passe par la ligne 18 dans la deuxième zone de distillation 23 optionnelle. On recueille en tête par la ligne 25, un deuxième distillat comprenant au moins en partie, et préférablement étant constitué essentiellement des composés non aromatiques de la charge, et en fond, par la ligne 24, un deuxième résidu comprenant au moins en partie, et préférablement étant constitué essentiellement de solvant auxiliaire aromatique. Ce deuxième résidu peut être mélangé au premier résidu, ou bien être renvoyé dans la première zone d’extraction à contre-courant 2, par le biais de l’alimentation 15.
Les eaux de lavage, qui entraînent les traces (i.e., moins de 1% poids) de solvant polaire présent dans le premier raffinat et le deuxième extrait, sont évacuées par les lignes 19 et 11, et sont soumises à une distillation dans l’unité de distillation 20. L’eau est éliminée en tête, par la ligne 21, et entraîne les éventuels produits volatils de dégradation. En fond, on recueille du solvant polaire que l’on renvoie, par la ligne 22, vers la première zone d’extraction 2. La distillation dans l’unité de distillation 20 est de préférence effectuée sous pression réduite (e.g. sous vide), de manière à limiter la dégradation du solvant polaire. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la distillation dans l’unité de distillation 20 est opérée à une pression comprise entre 100 kPa et 1 kPa, de préférence entre 50 kPa et 10 kPa. Le niveau de vide appliqué est dépendant du solvant polaire mise en œuvre dans l’invention. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire est le DMSO et la température de fond de colonne dans l’unité de distillation 20 est inférieure ou égale à 150°C, de manière préférée inférieure ou égale à 120°C. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant polaire est le sulfolane, et la température de fond de colonne dans l’unité de distillation 20 est inférieure ou égale à 220°C, de manière préférée inférieure ou égale à 200°C.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, on soumet tout ou partie du solvant polaire de la ligne 22, de façon intermittente ou continue à une distillation sous pression réduite (non illustré). Le solvant polaire recueilli en tête est seul renvoyé vers la ligne 3. Les impuretés lourdes, constituant le résidu de la distillation, sont rejetées. Avantageusement, seule une faible fraction du solvant polaire utilisé dans le procédé est distillée, la presque totalité du solvant polaire étant recyclée, sans distillation, par la ligne 3.
Le procédé selon l’invention tel que décrit ci-dessus en référence à la montre un exemple préféré de la présente invention, mais il doit être entendu que la figure précitée peut être modifiée ou complétée selon les besoins. Par exemple, les lignes d’appoint en solvant polaire, solvant auxiliaire aromatique et eau ne sont pas représentées ici, dans un but de simplification.
L’invention est applicable à tous les procédés de séparation d’hydrocarbures aromatiques, et par exemple à l’extraction du benzène, du toluène, des xylènes et de leurs homologues supérieurs et/ou des hydrocarbures aromatiques polycycliques comme, par exemple, le diphényle, le naphtalène ou l’anthracène, contenus dans les mélanges d’hydrocarbures d’origine pétrolière ou de la biomasse ou provenant de la distillation de la houille ou d’autres matières carbonées distillables.
Pour la mise en œuvre du présent procédé, tous les appareils classiques d’extraction liquide-liquide à contre-courant peuvent être utilisés, et par exemple les batteries de mélangeurs-décanteurs, les colonnes à remplissage, à chicanes ou à plateaux perforés, les colonnes à pulsations ou à disques rotatifs, les extracteurs centrifuges et analogues.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique est avantageusement le para-diethylbenzène. Avantageusement, la contrainte de pureté des hydrocarbures aromatiques A6-A8 soutirées par la ligne 14 en tête de la colonne à distiller 13 peut être soulagée, réduisant considérablement la consommation énergétique du procédé. Ainsi, les aromatiques A6-A8 peuvent contenir de préférence moins de 5% poids de para-diethylbenzène, de préférence moins de 3% poids de para-diethylbenzène. Avantageusement, les aromatiques A6-A8 contenant les moins de 5% poids de para-diethylbenzène sont distillés de manière à récupérer les aromatiques A8 contenant les moins de 5% poids de para-diethylbenzène. Avantageusement, les isomères A8 contenant moins de 5% poids de para-diethylbenzène sont séparés par adsorption sur tamis, dont un désorbant peut être le para-diethylbenzène. Ainsi, la présence de moins de 5% poids de para-diethylbenzène ne perturbe peu ou pas la séparation des isomères A8.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé de séparation des composés aromatiques des non aromatiques par déplacement, produit selon l’invention :
- un deuxième extrait lavé composé d’aromatiques 6 à 8 atomes de carbone, de préférence 6 à 7 atomes de carbone (e.g. benzène), dans un solvant auxiliaire aromatique (ligne 12) ;
- un premier raffinat lavé composé de non aromatiques de 6 à 8 atomes de carbone, de préférence de 6 à 7 atomes de carbone (e.g. 6 atomes de carbone), dans un solvant auxiliaire aromatique (ligne 18).
- un deuxième extrait lavé composé d’aromatiques 6 à 8 atomes de carbone, de préférence 6 à 7 atomes de carbone (e.g. benzène), dans un solvant auxiliaire aromatique (ligne 12) ;
- un premier raffinat lavé composé de non aromatiques de 6 à 8 atomes de carbone, de préférence de 6 à 7 atomes de carbone (e.g. 6 atomes de carbone), dans un solvant auxiliaire aromatique (ligne 18).
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le deuxième extrait lavé et/ou le premier raffinat lavé peuvent subir une distillation (dans la première zone de distillation 13 et/ou la deuxième zone de distillation 23, respectivement).
La séparation par distillation du premier raffinat lavé permet de générer en tête un flux de non aromatiques de 6 à 8 atomes de carbone, de préférence de 6 à 7 atomes de carbone (e.g. 6 atomes de carbone) ; et en fond le solvant auxiliaire aromatique.
La séparation par distillation du deuxième extrait lavé permet de générer en tête un flux d’aromatiques de 6 à 8 atomes de carbone, de préférence de 6 à 7 atomes de carbone (e.g. benzène) ; et en fond le solvant auxiliaire aromatique.
Comme décrit ci-dessus, le procédé selon l’invention est un procédé à déplacement. Il déplace un problème de séparation qui ne peut être résolu par simple distillation (séparation des composés aromatiques et non aromatiques d’une même coupe), en générant deux effluents (premier raffinat lavé et deuxième extrait lavé) dont les constituants peuvent aisément être séparés par distillation.
Pour comprendre tout l’intérêt de l’invention, il est important de comprendre que les sections d’extraction liquide-liquide sont peu énergivores. Elles consomment un peu d’électricité pour les pompes permettant de les alimenter, et éventuellement un peu plus l’électricité si la technologie des colonnes d’extraction liquide-liquide comporte des éléments mobiles (mélangeur-décanteur, colonne à pulsation, colonne agitée, etc).
La principale source de consommation énergétique provient des colonnes de distillation du premier raffinat lavé, et du deuxième extrait lavé. La consommation énergétique de ces colonnes à distiller est sensiblement proportionnelle au flux à traiter. A titre d’illustration, si la charge à traiter est riche en aromatiques, ce qui est typiquement le cas d’une coupe C6-C7 issue du reformage catalytique du naphta, alors le débit à traiter dans la colonne de distillation du deuxième extrait lavé sera plus importante, et donc sa consommation énergétique sera plus importante.
D’autres éléments peuvent néanmoins entrer en ligne de compte, comme la distribution des composés aromatiques et non aromatiques de la charge, qui peut modifier la volatilité relative des corps au sein des colonnes de distillation du deuxième extrait lavé et du premier raffinat lavé, respectivement.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le deuxième extrait lavé et/ou le premier raffinat lavé peuvent être directement valorisé(s) au sein d’une unité de conversion, sans être séparés.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le premier raffinat lavé est envoyé vers et converti dans une unité d’aromatisation (non montrée).
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le deuxième extrait lavé est envoyé vers et converti dans une unité de transalkylation (non montrée).
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le solvant auxiliaire aromatique comprend des composés aromatiques A9-A10, tel qu’une coupe de distillation d’un reformat contenant les aromatiques de plus de 9 atomes de carbone (préférablement exempts de composés non aromatiques), et le procédé selon l’invention permet de générer ainsi un deuxième extrait lavé sensiblement constitué des composés aromatiques A6-A7 de la charge et de composés aromatiques A9-A10. Avantageusement, ledit deuxième extrait lavé peut directement être envoyé à l’unité de transalkylation, donc sans consommation énergétique qui serait associé à la séparation du solvant auxiliaire aromatique des composés aromatiques de la charge. Ledit deuxième extrait lavé peut aussi être préalablement distillé pour récupérer le benzène, le fond de la colonne à distiller comprenant le toluène et les A9-A10 étant ensuite envoyé à l’unité de transalkylation.
Le procédé selon l’invention est décrit ci-après en référence aux figures 2 et 3 avec intégration d’une unité de transalkylation. La numérotation est gardée identique en tout point à celle de la . Les mêmes numéros font référence aux mêmes opérations unitaires ou aux mêmes flux.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, en référence à la , le solvant auxiliaire aromatique est introduit (« à perte ») dans le procédé par la ligne 7. On entend par « à perte » que le flux de solvant auxiliaire aromatique n’est pas entièrement régénéré aux bornes du procédé de séparation décrit sur la . Les constituants du flux de solvant auxiliaire aromatique peuvent être partiellement ou totalement convertis, au-delà des bornes du procédé de séparation décrit sur la .
Il est à noter qu’une partie du solvant auxiliaire aromatique introduit par la ligne 7 peut être récupérée en fond de la deuxième zone de distillation 23 du premier raffinat lavé, et être renvoyée dans la deuxième zone d’extraction 6. Cette fraction de solvant auxiliaire aromatique tournant en boucle au sein du procédé est faible. De préférence, elle est inférieure à 50%, de préférence inférieure à 40%, de préférence inférieure à 30% du solvant auxiliaire aromatique introduit dans la deuxième zone d’extraction à contre-courant 6.
Avantageusement, le deuxième extrait lavé peut être soutiré du procédé par la ligne 12 comme un produit intermédiaire. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le deuxième extrait lavé est ensuite envoyé vers et converti dans une unité de transalkylation.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, en référence à la , une charge totale 26 contenant des hydrocarbures d’au moins 5 atomes de carbone, préférablement des hydrocarbures d’au moins 6 atomes de carbone, très préférablement des hydrocarbures en C6-C10, tel que des hydrocarbures en C6-C10, est introduite dans une section de distillation 27, de manière à générer trois effluents.
Un premier effluent (ligne 1) est une coupe de distillation C6-C7, contenant des hydrocarbures aromatiques et non aromatiques. Un deuxième effluent (ligne 28) est une coupe A8, comprenant (consistant en) des hydrocarbures aromatiques. Un troisième effluent (ligne 7) est une coupe A9-A10, comprenant (consistant en) des hydrocarbures aromatiques. La section de distillation 27 peut être constituée de plusieurs colonnes à distiller, ou bien d’une seule colonne contenant par exemples des cloisons internes.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le premier effluent et le troisième effluent (lignes 1 et 7) sont introduits dans un procédé de séparation à déplacement 29 selon l’invention, par exemple un procédé tel que décrit dans la dans lequel le premier effluent correspond à la charge hydrocarbure contenant les hydrocarbures aromatiques et non aromatiques que l’on souhaite séparer et dans lequel le troisième effluent correspond au solvant auxiliaire aromatique introduit à perte. Le procédé produit par la ligne 25 un premier raffinat lavé, constitué des non aromatiques NA6-NA7 de la charge (ligne 1), et un deuxième extrait lavé (ligne 12), constitué des hydrocarbures aromatiques A6-A7 de la charge et des hydrocarbures aromatiques A9-A10 du solvant auxiliaire aromatique (ligne 7), par exemple introduit à perte.
Le deuxième extrait lavé est introduit dans une unité de transalkylation 30, et produit un effluent de transalkylation (ligne 31), qui en comparaison au deuxième extrait lavé, est enrichi en composés A8 et comprend moins (et préférablement étant sensiblement exempts) de composés hydrocarbures comprenant des groupements éthyles, propyles et butyles.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’effluent de transalkylation est renvoyé à la section de distillation 27, dans le but de produire davantage de deuxième effluent extrait du procédé par la ligne 28.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation non représentés dans les figures, l’effluent de transalkylation est distillé dans une section de distillation dédiée, pour extraire les composés A6-A7 de l’effluent de transalkylation. Avantageusement, on évite ainsi de mélanger les composés A6-A7 de l’effluent de transalkylation, qui sont exempt de composés non aromatiques, avec les composés C6-C7 de la charge totale, qui contiennent des composés aromatiques et des composés non aromatiques.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation non représentés dans les figures, le deuxième extrait lavé peut être partiellement distillé, dans le but de soutirer du benzène de haute pureté.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation non représentés dans les figures, le deuxième effluent est envoyé au sein d’une boucle A8, comportant au moins une unité de séparation permettant de récupérer un des isomères A8, de préférence, le paraxylène ; et au moins une unité d’isomérisation.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation non représentés dans les figures, le deuxième effluent subit une deuxième distillation, dans le but d’éliminer les traces de composés (lourds et légers) ne comportant pas 8 atomes de carbone.
La charge est une coupe d’hydrocarbures C6-C7, contenant 80% d’aromatiques.
Le solvant polaire est du DMSO, additionné de 9% poids d’eau jouant le rôle d’anti-solvant. Le solvant auxiliaire aromatique est du para-diethylbenzène. Le procédé fonctionne à 25°C.
La première zone d’extraction à contre-courant 2 comporte 18 étages. La charge est introduite au 10èmeétage, numéroté de haut en bas. La deuxième zone d’extraction comporte 18 étages.
Dans la première zone d’extraction à contre-courant 2, on introduit :
- en un point intermédiaire la charge à hauteur de 20967 kg/h ;
- en tête le deuxième raffinat additionné d’un appoint de solvant polaire (1542 kg/h), à hauteur de 115568 kg/h ;
- en fond l’agent de reflux aromatique, qui est le para-diethylbenzène, à hauteur de 3513 kg/h.
- en un point intermédiaire la charge à hauteur de 20967 kg/h ;
- en tête le deuxième raffinat additionné d’un appoint de solvant polaire (1542 kg/h), à hauteur de 115568 kg/h ;
- en fond l’agent de reflux aromatique, qui est le para-diethylbenzène, à hauteur de 3513 kg/h.
De la première zone d’extraction à contre-courant 2, on soutire :
- en fond un premier extrait, à hauteur de 132344 kg/h ;
- en tête un premier raffinat, à hauteur de 7697 kg/h.
- en fond un premier extrait, à hauteur de 132344 kg/h ;
- en tête un premier raffinat, à hauteur de 7697 kg/h.
Dans la deuxième zone d’extraction à contre-courant 6, on introduit :
- en tête le premier extrait, à hauteur de 132344 kg/h ;
- en fond le solvant auxiliaire aromatique, qui est le para-diethylbenzène, à hauteur de 36522 kg/h.
- en tête le premier extrait, à hauteur de 132344 kg/h ;
- en fond le solvant auxiliaire aromatique, qui est le para-diethylbenzène, à hauteur de 36522 kg/h.
De la deuxième zone d’extraction à contre-courant 6, on soutire :
- en fond, le deuxième raffinat, à hauteur de 113726 kg/h ;
- en tête, le deuxième extrait à hauteur de 55355 kg/h.
- en fond, le deuxième raffinat, à hauteur de 113726 kg/h ;
- en tête, le deuxième extrait à hauteur de 55355 kg/h.
Le rendement d’extraction des aromatiques est supérieur à 99%, avec une pureté de 99,7%.
Claims (15)
- Procédé d’extraction d’hydrocarbures aromatiques, comprenant les étapes suivantes :
- introduire une charge d’hydrocarbures comprenant des composés aromatiques ayant entre 6 et 8 atomes de carbone en mélange avec des composés non aromatiques en un point intermédiaire d’une première zone d’extraction à contre-courant (2) ;
- introduire un solvant polaire en tête de la première zone d’extraction à contre-courant (2) ;
- introduire un agent de reflux aromatique en fond de la première zone d’extraction à contre-courant (2) ;
- extraire en tête de la première zone d’extraction à contre-courant (2) un premier raffinat comprenant au moins en partie l’agent de reflux aromatique et des hydrocarbures non aromatiques de la charge ;
- extraire en fond de la première zone d’extraction à contre-courant (2) un premier extrait comprenant au moins en partie le solvant polaire et des hydrocarbures aromatiques de la charge ;
- introduire le premier extrait en tête d’une deuxième zone d’extraction à contre-courant (6) ;
- introduire un solvant auxiliaire aromatique en fond de la deuxième zone d’extraction à contre-courant (6) ;
- extraire en fond de la deuxième zone d’extraction à contre-courant (6) un deuxième raffinat comprenant au moins en partie du solvant polaire ;
- extraire en tête de la deuxième zone d’extraction à contre-courant (6) un deuxième extrait comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique et des composés aromatiques de la charge.
- Procédé d’extraction selon la revendication 1, comprenant en outre au moins une des étapes suivantes :
- introduire le deuxième extrait dans une première zone de lavage à l’eau (9) pour extraire des eaux sales comprenant du solvant polaire et produire un deuxième extrait lavé ;
- introduire le premier raffinat dans une deuxième zone de lavage à l’eau (16) pour extraire des eaux sales comprenant du solvant polaire et produire un premier raffinat lavé.
- Procédé d’extraction selon la revendication 2, comprenant en outre au moins une des étapes suivantes :
- introduire le deuxième extrait, optionnellement lavé, dans une première zone de distillation (13) pour séparer un premier distillat comprenant au moins en partie des composés aromatiques de la charge et un premier résidu comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique ;
- introduire le premier raffinat, optionnellement lavé, dans une deuxième zone de distillation (23) pour séparer un deuxième distillat comprenant au moins en partie des composés non aromatiques de la charge et un deuxième résidu comprenant au moins en partie du solvant auxiliaire aromatique.
- Procédé d’extraction selon la revendication 3, comprenant en outre de recycler au moins une partie du premier distillat et/ou du deuxième résidu dans la première zone d’extraction à contre-courant (2).
- Procédé d’extraction selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, comprenant en outre d’introduire les eaux sales de la première zone de lavage à l’eau (9) et/ou de la deuxième zone de lavage à l’eau (16) dans une unité de distillation (20) pour récupérer au moins une partie du solvant polaire.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la charge est une coupe de distillation dont le point d’ébullition initial est compris entre 70°C et 80°C et le point d’ébullition final est compris entre 140°C et 150°C.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le solvant polaire comprend au moins une molécule dont le moment dipolaire µ exprimé en Debye a une valeur numérique supérieure ou égale à 2,00 mesurée à 25°C.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins 50% poids d’hydrocarbures aromatiques.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’écart entre le nombre moyen d’atomes de carbone des composés aromatiques constituant le solvant auxiliaire aromatique et le nombre moyen d’atomes de carbone des composés aromatiques de la charge, est supérieur ou égal à deux atomes de carbone.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque constituant du solvant auxiliaire aromatique présente une température d’ébullition supérieure à celle des constituants de la charge.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la charge à traiter est constituée de benzène en mélange avec des composés non aromatiques, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi l’éthylbenzène, un mélange de xylènes, le cumène, le n-propylbenzène, le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant entre 9 et 10 atomes de carbone.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la charge à traiter est constituée de benzène et de toluène en mélange avec des composés non aromatiques, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi le cumène, le n-propylbenzène, le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant entre 9 et 10 atomes de carbone.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la charge à traiter est constituée de benzène, de toluène et de xylènes en mélange avec des composés non aromatiques, et le solvant auxiliaire aromatique comprend au moins un composé ou un mélange de composés choisis parmi le n-butylbenzène, le para-diethylbenzène, et un mélange de composés aromatiques ayant 10 atomes de carbone.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le solvant auxiliaire aromatique est le para-diethylbenzène.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le solvant polaire introduit dans la première zone d’extraction à contre-courant (2) est additionné de 10 à 20% poids d’eau.
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2921015A (en) * | 1957-07-29 | 1960-01-12 | Shell Dev | Preparation of aromatics from a naphtha feed |
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