WO2002072739A1 - Method for producing low-sulphur petrol - Google Patents

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WO2002072739A1
WO2002072739A1 PCT/FR2002/000350 FR0200350W WO02072739A1 WO 2002072739 A1 WO2002072739 A1 WO 2002072739A1 FR 0200350 W FR0200350 W FR 0200350W WO 02072739 A1 WO02072739 A1 WO 02072739A1
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gasoline
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Quentin Debuisschert
Denis Uzio
Jean-Luc Nocca
Florent Picard
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Institut Francais Du Pretrole
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    • C10G2400/02Gasoline

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of gasoline with a low sulfur content comprising at least one step of transformation of the sulfur compounds consisting in an alkylation or adsorption of the sulfur compounds and / or in a weighting of the light sulfur compounds, at least one step treatment in the presence of an acid catalyst and at least one desulfurization treatment of at least part of the heavy fraction.
  • This process makes it possible to enhance a gasoline cut possibly comprising also hydrocarbons with two three or four carbon atoms, by reducing the total sulfur content of said cut to very low levels compatible with current or future specifications.
  • This desulfurization is moreover carried out without appreciable reduction in the gasoline yield and while minimizing the reduction in the octane number.
  • the production of reformulated gasolines meeting the new environmental standards notably requires that their concentration of olefins be reduced slightly, but significantly their concentration of aromatics (especially benzene) and sulfur.
  • the catalytic cracked gasolines which can represent 30 to 50% of the gasoline pool, have high olefin and sulfur contents.
  • the sulfur present in reformulated gasolines is attributable, to almost 90%, to catalytic cracking gasoline (FCC, "Fluid Catalytic Cracking" or catalytic cracking in a fluidized bed). Desulfurization (hydrodesulfurization) of gasolines and mainly FCC gasolines is therefore of obvious importance for the achievement of specifications.
  • hydrotreatment hydrodesulfurization
  • gasolines typically containing 100 ppm of sulfur.
  • the units for hydrotreating catalytic cracking feeds operate under severe temperature and pressure conditions, which presupposes a significant consumption of hydrogen and high investment.
  • the entire charge must be desulphurized, which entails the treatment of very large charge volumes.
  • Hydrotreating (or hydrodesulfurization) of catalytic cracking gasolines when carried out under conventional conditions known to those skilled in the art, makes it possible to reduce the sulfur content of the cut.
  • this process has the major drawback of causing a very significant drop in the octane number of the cut, due to the saturation of all of the olefins during the hydrotreatment.
  • US Pat. No. 4,131,537 teaches the advantage of dividing petrol into several cuts, preferably three, according to their boiling point, and of desulfurizing them under conditions which can be different and in the presence of a catalyst comprising at least one metal from group VIB and / or group VIII. It is stated in this patent that the greatest benefit is obtained when the gasoline is divided into three cuts, and when the cut having intermediate boiling points is treated under mild conditions.
  • Patent application EP-A-0 755 995 describes a process for desulfurization of FCC gasolines comprising at least two steps.
  • the first is a catalytic hydrodesulfurization at a temperature between 200 and 350 ° C, with a desulfurization rate between 60 and 90% and is carried out in the presence of a feed containing less than 0.1% by volume of sulfide hydrogen (H2S).
  • the second, and possibly the following ones, are also catalytic hydrodesulfurization stages carried out between 200 and 300 ° C. and in the presence of a feed comprising less than 0.05% by volume of H2S.
  • the desulfurization rate is between 60 and 90% in this step. In this process, the H2S concentration must be kept at a very low level.
  • Patent application EP-A-0 725 126 describes a process for hydrodesulfurization of a cracked gasoline in which the gasoline is separated into a plurality of fractions comprising at least a first fraction rich in compounds easy to desulfurize and a second fraction rich in compounds difficult to desulfurize. Before carrying out this separation, it is first necessary to determine the distribution of the sulfur-containing compounds by means of analyzes. These analyzes are necessary to select the apparatus and the separation conditions.
  • the gasolines to be treated generally have an initial point greater than 70 ° C., and it is necessary to treat the light gasoline separately (fraction corresponding to the compounds with a boiling point comprised between the C5 hydrocarbons with 5 atoms of carbon and 70 ° C) for example by means of a softening.
  • US-A-5 318 690 proposes a process comprising a fractionation of the gasoline and a softening of the light gasoline, while the heavy gasoline is desulphurized, then converted on a zeolite ZSM-5 and desulphurized again in mild conditions.
  • This technique is based on a separation of the crude gasoline so as to obtain a light cut preferably practically devoid of sulfur compounds other than mercaptans. This makes it possible to treat said cut only by means of a softening which removes the mercaptans.
  • the olefins present in a relatively large amount in the heavy cut, are partially saturated during the hydrotreatment.
  • the patent recommends cracking on zeolite ZSM-5 which produces olefins, but to the detriment of the yield.
  • these olefins can recombine with the H 2 S present in the medium to reform mercaptans. It is then necessary to carry out additional softening or hydrodesulfurization.
  • Patent application WO 00/15319 describes a method making it possible to simultaneously carry out the fractionation and the treatment of a light naphtha.
  • the light cut contains mercaptans generally ranging from methyl-mercaptan to hexyl-mercaptan.
  • These sulfur compounds are eliminated from the light fraction only in the case where the fractionation column contains a hydrodesulfurization section at the top of the column. In the absence of this section, it is therefore not possible to eliminate the mercaptans which are either found in the desulfurized gasoline when the light fraction is recombined with the heavy desulfurized fraction, or can be eliminated with the whole of the light fraction, which results in a loss of gasoline yield after desulphurization.
  • US Pat. No. 6,083,379 describes a process for the desulphurization and improvement of the octane number of gasolines comprising fractionation of the gasoline into at at least two cuts, the treatment of the light fraction in the presence of a zeolite, a fractionation of the light fraction thus treated, the mixing of the heavy fractions obtained during the two stages of fractionation and the hydrodesulfurization of the mixture of these fractions.
  • Patent application WO 94/22980 describes a gasoline desulfurization process comprising a fractionation into two sections, the heaviest section is desulfurized in a hydrodesulfurization reactor and then treated in the presence of an acid catalyst which makes it possible to compensate for the loss of octane.
  • the lightest cut is also desulphurized by means of a non-hydrogenating extraction of the mercaptans.
  • US Pat. No. 5,968,346 describes a process for hydroconversion of a hydrocarbon charge, making it possible to remove impurities such as compounds comprising heteroatoms.
  • This process comprises a first step of hydroconversion of the entire feed, followed by a separation of the liquid and the vapor present in the effluent from this first step and of contacting the gas with a liquid.
  • the mixture of the two liquid fractions resulting from the contacting and the fractionation is then treated in a second hydroconversion stage in the presence of a catalyst.
  • the present invention relates to a process for producing essences with a low sulfur content, which makes it possible to recover the whole of a petrol cut containing sulfur, preferably a petrol cut of catalytic cracking or coking (coking according to English terminology). , or pyrolysis, or visbreaking (visbreaking according to English terminology), and reduce the sulfur contents in said gasoline cut to very low levels, without appreciable reduction in gasoline efficiency while minimizing the decrease in the index octane due to the hydrogenation of olefins.
  • the feedstock of the process according to the invention may also optionally comprise, in addition to a gasoline cut, a C4 " cut comprising hydrocarbons with two, three or four carbon atoms.
  • the process according to the invention is a process for producing gasoline with a low sulfur content, from a gasoline cut containing sulfur (initial gasoline). It includes at least the following steps:
  • this transformation is a chemical conversion aimed at weighing down, that is to say increasing the molecular weight of said sulfur-containing compounds, preferably essentially sulfur-containing compounds having a boiling point lower than that of thiophene. It essentially consists of the addition of mercaptans to the olefins.
  • This step can possibly be carried out simultaneously with step D of selective hydrogenation and on all or part of the initial gasoline, in the same reactor or a different reactor. It can also be carried out separately on all or part of the essence. It can also be carried out simultaneously with the fractionation step described below when it is present.
  • the step of transformation of the sulfur compounds is a step of alkylation or of adsorption of the sulfur compounds chosen from the group consisting of thiophene, thiophene compounds and mercaptans, preferably mercaptans having 1 to 6 carbon atoms. It is also possible to combine said variants, that is to say to carry out both an increase in light mercaptans and an alkylation or adsorption of thiophene, thiophene compounds and mercaptans.
  • This step A is arranged before or after the step or steps B and / or D and / or E described below when they are present. It can also be carried out simultaneously, that is to say for example in a reactive column.
  • step B at least one treatment step in the presence of an acid catalyst located before or after steps A, B, C, D and / or E, or simultaneously with step C.
  • the treatment in the presence of an acid catalyst makes it possible to obtain an effluent having a higher octane number than the charge of this stage.
  • the reactions that occur during this step are essentially cracking and / or isomerization reactions which lead to branched olefins or paraffins contributing to an increase in the octane number.
  • Any type of acid catalyst can optionally be used, but a catalyst comprising an alumino-silicate and more preferably a zeolite will preferably be used.
  • elix can also further comprise:
  • step E) optionally at least one fractionation of the gasoline obtained in step A or B into at least two fractions (or cuts), a light fraction preferably practically devoid of sulfur and containing the lightest olefins of the initial gasoline (light petrol or light fraction), and a heavy fraction in which preferably the major part of the sulfur compounds initially present in the initial petrol is concentrated (petrol or heavy fraction). It is also possible to separate the gasoline obtained in step A or B or directly the untreated feed into more than two fractions, that is to say for example a light fraction, at least an intermediate fraction and a fraction heavy.
  • step F optionally a step of mixing the light fraction obtained after one of steps A, D or E and optionally at least one intermediate fraction from one of steps A, B, C or E with the heavy fraction desulfurized from one of steps A, B, C, or E.
  • this step preferably, all of said heavy desulfurized fraction is mixed with said light fraction, without separation of the liquid and the gas contained in the heavy petrol after desulfurization, optionally a simple stripping with an inert gas can be carried out to remove I éliminer2S from the heavy petrol totally desulfurized.
  • the recovery of light petrol, desulfurized heavy petrol, and possibly at least one intermediate petrol is carried out separately. It is then unnecessary to carry out this step F.
  • the charge of the process according to the invention is a gasoline cutter containing sulfur, preferably a gasoline cutter produced by a catalytic cracking, coking or visbreaking or pyrolysis unit, the range of boiling points of which extends typically from about the boiling points of hydrocarbons with 2 or 3 carbon atoms (C2 or C3) up to about 250 ° C, preferably from about the boiling points of hydrocarbons with 5 carbon atoms (C2 or C3 ) up to approximately 220 ° C.
  • the end point of the gasoline cut depends on the refinery from which it comes and market constraints, but generally remains within the limits indicated above.
  • a process is described in the present invention which makes it possible to obtain a gasoline preferably obtained from a catalytic cracking, coking or visbreaking or pyrolysis unit and having a limited sulfur content.
  • Said method comprises at least one step of transformation of the sulfur compounds consisting of an alkylation or adsorption of the sulfur compounds and / or a weighting of the light sulfur compounds, at least one step of treatment in the presence of an acid catalyst and at least one treatment desulphurization of at least part of the gasoline.
  • the process according to the invention can also optionally comprise at least one step of selective hydrogenation of the diolefins and optionally at least one fractionation of the gasoline obtained into at least two fractions: light gasoline and heavy gasoline.
  • stage C very thorough desulfurization of petrol without excessive reduction in petrol yield and while maintaining a high octane number.
  • the possible fractionation point of the gasoline is preferably limited in order to limit the presence of sulfur-containing compounds, in particular thiophene compounds in light gasoline, in particular in the case where the latter are not transformed by alkylation in step A
  • sulfur-containing compounds in particular thiophene compounds in light gasoline
  • the thiophene which forms azeotropes with a certain number of hydrocarbons cannot be easily separated from the C5 and / or C6 olefins.
  • step A In the case where a fractionation is present, to allow recovery of a light fraction comprising a significant proportion of the light olefins present in the gasoline while limiting the sulfur content of this fraction, it is preferred to treat the feed under conditions and on catalysts which make it possible to transform the sulfur-containing compounds (step A).
  • the light sulfur and / or thiophenic compounds can be transformed into sulfur compounds with higher boiling points which may be found, after the optional separation, in at least one intermediate fraction or in heavy gasoline. These intermediate and or heavy cuts can then be easily desulfurized.
  • stage A of the process according to the invention arranged after fractionation.
  • a more preferred variant consists in placing an additional fractionation section after step A and in sending at least one cut, preferably the heavy cut, resulting from this fractionation to the acid treatment step (step B). and / or desulphurization (step C).
  • the hydrotreatment of gasolines and in particular hydrodesulfurization is carried out in the presence of hydrogen under conditions such that at least some of the olefins present in the feed to be hydrotreated are hydrogenated. This leads to a more or less significant drop in the octane number of the petrol cut.
  • the method according to the invention makes it possible, by means of step A, to limit the content of sulfur-containing compounds in the light fraction of the feed. It therefore preferably allows, that is to say when a fractionation is present, to avoid hydrodesulfurization of this fraction or to carry out desulfurization under mild conditions, for example a softening. However, it is sometimes preferred not to fractionate the gasoline before desulphurization, or even to treat only certain cuts resulting from a fractionation in stage A.
  • the sulfur content of gasoline cuts produced by catalytic cracking depends on the sulfur content of the feed treated with the FCC, on the presence or not of a pretreatment of the feed of the FCC, as well as on the end point of the cut. .
  • the sulfur contents of an entire gasoline cut, in particular those originating from the FCC are greater than 100 ppm by weight and most of the time greater than 500 ppm by weight.
  • the sulfur contents are often greater than 1000 ppm by weight, they can even in certain cases reach values of the order of 4000 to 5000 ppm by weight.
  • the process according to the invention applies in particular when high rates of desulphurization of the petrol are required, that is to say when the desulphurized petrol must contain at most 10% of the sulfur of the initial petrol and possibly at most 5% or even at most 2% of the sulfur of the initial gasoline which corresponds to desulfurization rates higher than 90% or even higher than 95 or even higher than 98%.
  • the research and motor octane numbers (octane number according to English terminology and hereinafter called ON) of the gasoline obtained after treatment by means of the process according to the invention have a value generally close to or greater than that of l untreated gasoline.
  • the gasoline resulting from the process according to the invention has a research or motor octane number such as ON> (ON) 0 -1, more preferably ON> (ON) o -0.7, very preferably ON> (ON) o -0.5, and - even more preferably ON> (ON ) 0 , (ON) 0 representing the value of the research or motor octane number of the load (initial or untreated petrol).
  • the method according to the invention comprises at least the following steps:
  • This step consists of at least one step of transformation of the sulfur compounds present in the gasoline.
  • this transformation is a chemical conversion aimed at weighing down, that is to say increasing the molecular weight of said sulfur compounds, preferably essentially sulfur compounds having a boiling point lower than that of thiophene.
  • This step can possibly be carried out simultaneously with step D of selective hydrogenation and on all or part of the initial gasoline, in the same reactor or a different reactor. It can also be carried out separately on all or part of the essence. It can optionally be carried out simultaneously with the fractionation step described below when it is present. In this step, the thiophene and the thiophene compounds are little or not transformed.
  • the stage of transformation of the sulfur compounds is a stage of alkylation or of adsorption of the sulfur compounds chosen from the group consisting of thiophene, thiophene compounds and mercaptans, preferably mercaptans having 1 to 6 carbon atoms. It is also possible to combine said variants, that is to say to carry out both an increase in light mercaptans and an alkylation or adsorption of thiophene, thiophene compounds and mercaptans. Said variants can then be carried out in the same reactor or in two different reactors arranged one after the other, and between which is possibly interposed one or more other reaction sections (according to steps B, C or D) or fractionation.
  • This step A can also be arranged before or after steps B, D, and / or optionally E described below, but is preferably located before step C of desulfurization.
  • the treatment in the presence of an acid catalyst allows '' obtain an effluent having a higher octane number than the charge of this stage.
  • the reactions which take place during this stage are essentially cracking and / or isomerization reactions which lead to branched olefins or paraffins contributing to an increase in the octane number.
  • Any type of acid catalyst can optionally be used, but a catalyst comprising an alumino-silicate and more preferably a zeolite will preferably be used.
  • elix can also further comprise:
  • step E) optionally at least one fractionation of the initial gasoline, or of the gasoline obtained in step A or B or D, into at least two fractions (or cuts), a light fraction preferably practically free of sulfur and containing the lighter olefins of the initial gasoline (light gasoline or light fraction), and a heavy fraction in which preferably the major part of the sulfur compounds initially present in the initial gasoline is concentrated (gasoline or heavy fraction). It is also possible to separate the gasoline obtained in step A or B or directly the untreated filler in more than two fractions, that is to say for example a light fraction, at least an intermediate fraction and a fraction heavy.
  • step F optionally a step of mixing the light fraction obtained after one of steps A, B, C, D or E (steps A to E) preferably one of steps A, B, C or E, and more preferably from step A or C, or after an additional fractionation and optionally at least one intermediate fraction from one of steps A to E, preferably from step A or from step C or from an additional fractionation, with the desulfurized heavy fraction resulting from one of steps A to E, preferably from step A or from step C.
  • the all of said heavy desulphurized fraction is mixed with said light fraction, without separation of the liquid and of the gas contained in the heavy petrol after desulphurization, optionally a simple stripping with an inert gas can be carried out to remove I ⁇ 2S from the heavy petrol completely desulphurized .
  • a simple stripping with an inert gas can be carried out to remove I ⁇ 2S from the heavy petrol completely desulphurized .
  • the recovery of light gasoline, heavy desulfurized gasoline, and possibly at least one intermediate gasoline is carried out separately. It is then unnecessary to carry out this step F.
  • reaction section with a fractionation column according to step E.
  • Said or said reaction sections then operate on at least one fraction sampled inside the fractionation column and the effluent from the reaction section is returned to said column.
  • the reaction section or sections thus coupled to the fractionation column of step E can be chosen from the group constituted by the reaction sections of the following steps: transformation of the sulfur-containing compounds (step A), acid treatment (step B), desulfurization (step C), hydrogenation of the diolefins (step D) possibly carried out simultaneously with step A of transformation of the sulfur-containing compounds.
  • Such devices comprising a fractionation column associated with an external reactor and which can be used in the process according to the invention have for example been described for applications in the field of refining and petrochemistry in US Patents 5,1777,283, US 5,817,227 and US 5,888,355
  • a reactive column in place of the fractionation column, that is to say to place at least one of said reaction sections in the column of fractionation (reaction section internal to the column), preferably in an area where the reagent concentration is maximum.
  • the reaction section will preferably be placed in an area having the maximum concentration of these compounds.
  • the reaction section internal to the column is chosen from the group consisting of the following reaction sections: transformation of the sulfur-containing compounds (step A), acid treatment (step B), desulfurization (step C ), hydrogenation of the diolefins (step D) possibly carried out simultaneously with step A of transformation of the sulfur-containing compounds.
  • Another variant of the process according to the invention consists both in using a reactive column comprising at least one reaction section and an external reactor coupled or not to said column.
  • Such variants are for example described in patent application WO 00/15319.
  • the variants described above are only illustrations of the possible variants of the method according to the invention.
  • the method according to the invention can indeed be implemented by combining reaction sections either associated with the fractionation column, or internal to said column, or external and uncoupled to said column in the sense that the effluent from said reaction section (s) is not recycled to the fractionation column.
  • the fractionation according to step E when the fractionation according to step E is present, most of the olefins are maintained in the light fraction, possibly in at least one intermediate fraction which does not require excessive desulphurization.
  • the sulfur compound content of the light fraction obtained after fractionation is generally less than 100 ppm, preferably less than 30 ppm, more preferably less than 20 ppm and very preferably less than 10 ppm.
  • the light fraction is preferably sent to at least one additional section for processing the sulfur compounds according to step A, so as to make its sulfur compound content less than 50 ppm.
  • Another advantage lies in the fact that the residual content of sulfur-containing compounds in the desulfurized petrol by means of the process according to the invention is particularly low, and that the octane number of the petrol is maintained at a high level.
  • this step consists in transforming the light sulfur compounds. That is to say the compounds which, after a possible separation, would be found in light petrol, in heavier sulfur compounds entrained in heavy petrol. Preferably, the transformed light compounds have a lower boiling point than that of thiophene.
  • This first variant essentially consists of an addition of the mercaptans to the olefins to form heavier sulfur compounds and is preferably carried out on a catalyst comprising at least one element from group VIII (groups 8, 9 and 10 of the new periodic classification), or comprising a resin. The choice of catalyst is carried out in particular so as to promote the reaction between the light mercaptans and the olefins, which leads to heavier mercaptans.
  • This step can optionally be carried out at the same time as the hydrogenation step D, when the latter is present.
  • Another possibility is to use a catalyst based on nickel identical or different from the catalyst of stage D, such as for example the catalyst recommended in the process of patent US-A-3,691,066, which makes it possible to transform the mercaptans (butylmercaptan) into heavier sulfur compounds (sulfides).
  • Another possibility for carrying out this step consists in hydrogenating at least part of the thiophene to thiophane, the boiling point of which is higher than that of thiophene (boiling point 121 ° C).
  • This step can be carried out on a catalyst based on nickel, platinum or palladium. In this case the temperatures are generally between 100 and 300 ° C and preferably between 150 and 250 ° C.
  • the H2 / feed ratio is adjusted between 1 and 20 liters per liter, preferably between 3 and 15 liters per liter, to further promote, if possible, the desired hydrogenation of the thiophene compounds and minimize the hydrogenation of the olefins present in the feed.
  • the space velocity is generally between 1 and 10 h "1 , preferably between 2 and 4 h " 1 and the pressure between 0.5 and 5 MPa, preferably between 1 and 3 MPa.
  • this step consists in passing the feed, optionally hydrogenated in step D or possibly a cut resulting from the fractionation in step E, preferably the light fraction and / or possibly at least one intermediate fraction originating from the fractionation (step E) on an absorbent or on a catalyst having an acid function which essentially makes it possible to carry out the alkylation reaction of thiophene and thiophene derivatives with olefins the addition of sulfur-containing compounds in the form of mercaptans to the olefins.
  • the operating conditions are adjusted to carry out the desired transformation with conversion or adsorption rates of thiophene and / or thiophenics and / or light mercaptans, preferably mercaptans having from 1 to 6 carbon atoms, greater than 80% by weight, preferably greater than 90% by weight, very preferably greater than 95% by weight.
  • Other compounds such as COS or CS2 can optionally also be adsorbed or converted.
  • the essence can be added with a compound known to inhibit the oligomerizing activity of acid catalysts such as alcohols, ethers or water. This transformation can for example be carried out according to the procedures and using the diagrams described in French patent applications No. 00/08113, and No. 00/10233.
  • the optionally hydrogenated gasoline or preferably the light cut and / or the intermediate cut possibly obtained in step E is treated in a section making it possible to transform, preferably by alkylation or adsorption, the compounds selected from the group consisting of thiophene, thiophene compounds and mercaptans.
  • the thiophene compounds contained in the 60 ° C-160 ° C cut will react with conversion rates greater than 80% by weight, preferably greater than 90% by weight, with the olefins to form alkyls thiophenes according to the following reaction for thiophene:
  • benzene can also be removed by alkylation with olefins. These higher molecular weight compounds are mostly characterized by higher boiling temperatures than they had before alkylation. Thus the theoretical boiling temperature which is 80 ° C is shifted to 250 ° C for thiophene alkyls.
  • This alkylation step is carried out in the presence of an acid catalyst.
  • This catalyst can be either a resin, a zeolite, a clay, any functionalized silica or any silico-aluminate having an acidity, or any support grafted with acid functional groups.
  • the ratio of the charge volume injected over the catalyst volume is between 0.1 and 10 liters / liter / hour and preferably between 0.5 and 4 liters / liter / hour.
  • this alkylation step is carried out in the presence of at least one acid catalyst chosen from the group consisting of silicoaluminates, titanosilicates, mixed alumina titanium, clays, resins, mixed oxides obtained by grafting of at least one organosoluble organosoluble or water-soluble compound (chosen from the group consisting of alkys. and / or alkoxy.
  • at least one acid catalyst chosen from the group consisting of silicoaluminates, titanosilicates, mixed alumina titanium, clays, resins, mixed oxides obtained by grafting of at least one organosoluble organosoluble or water-soluble compound (chosen from the group consisting of alkys. and / or alkoxy.
  • metals of at least one element such as titanium, silicon zirconium, germanium, tin, tantalum, niobium ...) on at minus an oxide such as alumina (gamma, delta, eta forms, alone or as a mixture) silica, silica-aluminas, silica-titanium, silica-zirconia or any other solid having any acidity.
  • a particular embodiment of the invention may consist in using a physical mixture of at least two of the above catalysts in proportions varying from 95/5 to 5/95, preferably from 85/15 to 15/85 and very preferably from 70/30 to 30/70.
  • the temperature for this stage is generally between 10 and 350 ° C. depending on the type of catalyst or the strength of the acidity.
  • the temperature is generally between 50 and 150 ° C. preferably between 50 and 120 ° C.
  • the molar ratio of olefin to thiophene compounds is between 0.1 and 1000 mole / mole, preferably between 0.5 and 500 mole / mole.
  • the operating pressure of this step is generally between 0.1 and 3 MPa and preferably such that the charge is in liquid form under the temperature and pressure conditions, ie at a pressure greater than 0.5 MPa.
  • the effluent from step A, for the transformation of sulfur-containing compounds, preferably from alkylation or adsorption, can optionally be mixed at least in part with a heavy cut resulting from the fractionation in step E.
  • the effluent from this step of transforming sulfur compounds can also optionally be sent to a new fractionation unit to be separated into two fractions, an untreated intermediate fraction or optionally desulphurized without being mixed, and a heavy fraction which is preferably mixed with the heavy fraction resulting from stage E before being desulphurized in stage C.
  • the effluent D1 resulting from an alkylation can be separated into: - a cut 60 ° C-180 ° C or 60 ° C-100 ° C (cut D2) devoid of any thiophenic compound which is collected, - a section with boiling temperatures above 180 ° C or 100 ° C (section D3) containing thiophene compounds.
  • step A can optionally be advantageously carried out on the light fraction resulting from step E.
  • the alkylation of the light mercaptans present in this fraction then facilitates the desired elimination sulfur compounds, but also reduces the vapor pressure (RVP index or Reid Vapor Pressure according to English terminology) of the final desulfurized gasoline.
  • All of the effluent D1 from said alkylation unit or the cut D3 from fractionation after alkylation can preferably be mixed at least in part with a heavy cut (for example the cut H2) and sent to a desulphurization section according to step C.
  • a heavy cut for example the cut H2
  • step B
  • This step compensates for the loss of octane due to the step of desulfurization of the total gasoline or of a gasoline cut (step C). It is placed either before said desulfurization step C, or after said step. It can optionally be implemented on all of the gasoline before the fractionation step and before or after the step of transformation of the sulfur compounds (step A). Preferably, it is located after fractionation (step E) when it is present, and more preferably just before or just after the desulfurization step (step C).
  • step B it is finally possible to carry out step B simultaneously with step C, either by placing an acid catalyst and a hydrodesulfurization catalyst in the same reactor, or by using a bifunctional catalyst comprising an active phase in desulfurization as described in step C, dispersed on a support comprising an acid solid such as for example a zeolite.
  • the desulphurization step is carried out in two separate reactors, it is sometimes preferred to have step B of acid treatment between the two reactors of step C.
  • the second desulphurization reactor makes it possible to remove the mercaptans optionally formed in step B by recombination of the olefins formed in this step with sulfur compounds.
  • This second desulfurization step can then be a catalytic hydrodesulfurization or a softening, for example an extractive softening.
  • the acid catalyst chosen for the acid treatment step has a controlled acidity so as to limit the degree of cracking of the hydrocarbons. Therefore, the cracking reaction is essentially limited to compounds with a low octane number.
  • this acid treatment stage achieves a limited cracking of the paraffins of low octane number to form products of higher octane number.
  • the reactions involved are on the one hand the cracking of parrafines having the highest boiling points into paraffins of lower boiling point, and the cracking of paraffins of low octane number. Olefins are also formed during these reactions, as well as branched parrafins via isomerization reactions. All of these reactions therefore make it possible to compensate for the reduction in the octane number due to the desulfurization step, or even in certain cases to increase this index beyond the index of the cut or of the gasoline. before desulfurization.
  • hydrogen is generally injected into the acid treatment reactor. It is also possible to admit excess hydrogen from a previous step (for example a desulphurization step) at the entrance to this step, possibly with additional hydrogen provided by a separate supply.
  • the operating conditions for this step are generally as follows: the temperature is generally between 140 ° C and 500 ° C, preferably between 170 ° C and 480 ° C; the pressure is generally between 0.5 and 15 MPa, preferably between 1 and 10 MPa, more preferably between 2 and 8 MPa; the space velocity expressed in volume of feed per volume of catalyst and per hour is generally between 0.3 and 15 h -1, preferably between 0.5 and 10 h -1; the volume ratio of hydrogen to hydrocarbon charge is generally between 0 and 1000 liters per liter, preferably between 10 and 800 liters per liter, more preferably between 20 and 500 liters per liter.
  • silicates for this stage, mention may be made of silicates, aluminosilicate, borosillicates, gallosilicates, and generally metallosilicates.
  • aluminosilicates those belonging to the family of ZSM (for example ZSM-5, ZSM-12, ZSM 22) or MCM (for example MCM-22) are preferred, as well as the zeolite Y, the mordenite, the zeolite beta or the faujasites.
  • they can optionally be at least partially dealuminated, or synthesized in a fluoride medium.
  • the catalysts of this stage can also comprise an active metal in hydrogenation, so as to facilitate the elimination of the compounds likely to poison the catalyst and notably its acid function.
  • a metal from group VIII of the old periodic classification (groups 8, 9, 10 of the new classification) is used, for example a noble metal or nickel.
  • step C :
  • This step can for example be a hydrodesulfurization step carried out by passing heavy or intermediate gasoline, in the presence of hydrogen, over at least one catalyst comprising at least one element from group VIII and / or at least one element from group Vlb at least partly in sulphide form, at a temperature between about 210 ° C and about 350 ° C, preferably between 220 C C and 320 ° C, under a pressure generally between about 1 and about 4 MPa, preferably between 1.5 and 3 MPa.
  • the space velocity of the liquid is between approximately 1 and approximately 20 h -1 (expressed in volume of liquid per volume of catalyst and per hour), preferably between 1 and 10 h -1, very preferably between 3 and 8 h
  • the H 2 / HC ratio is between 100 to 600 liters per liter and preferably between 300 and 600 liters per liter.
  • the content of group VIII metal expressed as oxide is generally between 0.5 and 15% by weight, preferably between 1 and 10% by weight.
  • the metal content of group Vlb is generally between 1.5 and 60% by weight, preferably between 3 and 50% by weight.
  • the element of group VIII, when it is present, is preferably cobalt, and the element of group Vlb, when it is present, is generally molybdenum or tungsten. Combinations such as cobalt-molybdenum are preferred.
  • the catalyst support is usually a porous solid, such as for example an alumina, a silica-alumina or other porous solids, such as for example magnesia, silica or titanium oxide, alone or in combination. mixture with alumina or silica-alumina.
  • the catalyst according to the invention preferably has a specific surface of less than 190 m2 / g, more preferably less than 180 m2 / g, and very preferably less than 150 m2 / g.
  • the catalyst After introduction of the element (s) and possibly shaping of the catalyst (when this step is carried out on a mixture already containing the basic elements), the catalyst is in a first activated stage.
  • This activation can correspond either to an oxidation then to a reduction, or to a direct reduction, or to a calcination only.
  • the calcination step is generally carried out at temperatures ranging from approximately 100 to approximately 600 ° C. and preferably between 200 and 450 ° C., under an air flow.
  • the reduction step is carried out under conditions which make it possible to convert at least part of the oxidized forms of the base metal to metal. Generally, it consists in treating the catalyst under a stream of hydrogen at a temperature preferably at least equal to 300 ° C.
  • the reduction can also be carried out in part by means of chemical reducers.
  • the catalyst is preferably used at least in part in its sulfurized form.
  • the introduction of sulfur can occur before or after any activation step, that is to say calcination or reduction.
  • no oxidation step of the catalyst is carried out when the sulfur or a sulfur-containing compound has been introduced onto the catalyst.
  • the sulfur or a sulfur-containing compound can be introduced ex situ, that is to say outside the reactor where the process according to the invention is carried out, or in situ, that is to say same reactor or in two different reactors arranged in series.
  • said catalysts are sulfurized.
  • One of the preferred modes of desulfurization of at least one intermediate or heavy cut or of the total gasoline consists, for example, of operating in two stages: a first stage essentially carrying out the hydrogenation of the unsaturated sulfur compounds and a second stage carrying out a decomposition of the saturated sulfur compounds, according to one of the procedures taught in patent application EP-A-1 031 622.
  • the hydrogenation of dienes is an optional step which makes it possible to eliminate, before hydrodesulfurization, almost all of the dienes present in the gasoline fraction containing sulfur to be treated. It preferably takes place in the first step of the process according to the invention, or possibly on at least one of the sections obtained just after fractionation in step E. It is generally carried out in the presence of a catalyst comprising at least one metal of the group VIII, preferably chosen from the group consisting of platinum, palladium and nickel, and a support.
  • the pressure used is sufficient to maintain more than 60%, preferably 80%, and more preferably 95% by weight of the gasoline to be treated in the liquid phase in the reactor; it is most generally between approximately 0.4 and approximately 5 MPa and preferably greater than 1 MPa, more preferably between 1 and 4 MPa.
  • the hourly space velocity of the liquid to be treated is between approximately 1 and approximately 20 h ⁇ 1 (volume of charge per volume of catalyst and per hour), preferably between 2 and 10 h ⁇ 1, very preferably between 3 and 8 h " ' '.
  • the temperature is most generally between about 50 and about 250 ° C, and preferably between 80 and 220 ° C, and more preferably between 100 and 200 ° C, to ensure sufficient conversion of the diolefins Very preferably it is limited to 180 ° C.
  • the hydrogen to charge ratio expressed in liters is generally between 1 and 50 liters per per liter, preferably between 3 and 30 liters, more preferably between 8 and 25 liters.
  • the choice of operating conditions is particularly important, and will generally be carried out under pressure and in the presence of a quantity of hydrogen in slight excess relative to the stoichiometric value necessary for hydro generate the diolefins
  • the hydrogen and the feedstock to be treated are injected in ascending or descending currents into a reactor preferably comprising a fixed bed of catalyst.
  • the catalytic cracking gasoline can contain up to a few% by weight of diolefins. After hydrogenation, the content of diolefins is generally reduced to less than 3000 ppm, even less than 2500 ppm and more preferably less than 1500 ppm. In some cases it can be obtained less than 500 ppm. The content of dienes after selective hydrogenation can even be reduced to less than 250 ppm if necessary.
  • the hydrogenation step of the dienes takes place in a catalytic hydrogenation reactor which comprises a catalytic reaction zone traversed by the entire charge and the quantity of hydrogen necessary to carry out desired reactions.
  • step E separation of the gasoline into at least two fractions:
  • the gasoline is optionally divided into two fractions:
  • a light fraction containing a limited residual sulfur content preferably less than approximately 100 ppm, more preferably less than approximately 50 ppm, very preferably less than approximately 20 ppm, and allowing this cut to be used without performing any other treatment aimed at reducing its sulfur content, except possibly a transformation of the sulfur compounds according to step A, or a simple softening.
  • a heavy fraction in which preferably most of the sulfur initially present in the feed is concentrated.
  • This separation is preferably carried out by means of a conventional distillation column also called a splitter.
  • This fractionation column must make it possible to separate a light fraction of the gasoline containing a small fraction of the sulfur and a heavy fraction preferably containing the major part of the sulfur initially present in the initial gasoline.
  • This column generally operates at a pressure between 0.1 and 2 MPa and preferably between 0.2 and 1 MPa.
  • the number of theoretical plates of this separation column is generally between 10 and 100 and preferably between 20 and 60.
  • the reflux rate expressed as being the ratio of the liquid flow rate in the column divided by the distillate flow rate expressed in kg / h, is generally less than one and preferably less than 0.8.
  • the light gasoline obtained at the end of the separation generally contains at least all of the C5 olefins, preferably the C5 compounds and at least 20% of the C6 olefins.
  • this light fraction has a low sulfur content, that is to say that it is not generally necessary to treat the light cut before using it as fuel.
  • the essence is divided into at least 3 fractions: a light fraction, a heavy fraction and at least an intermediate fraction.
  • the essence is preferably fractionated into at least two cuts having the following properties:
  • the light section L is preferably injected into a liquid gas separation flask in order to separate the unconsumed hydrogen, and possibly I ⁇ 2S present, from the olefins generally having 5 to 7 carbon atoms. It can then optionally be treated according to step C, preferably by means of a simple softening.
  • the so-called heavy cut H1 that is to say the cut whose temperatures are above about 60 ° C., is sent to a distillation column or any other separation process capable of separating this cut into at least two cuts:
  • an intermediate section 12 the boiling points of which, for example, are at least 60 ° C and at most about 120 ° C or even about 160 ° C.
  • This cut can be treated in step A and optionally B and / or C of the process according to the invention. - a heavier H2 cut whose boiling points are generally higher than approximately 160 ° C or approximately 120 ° C.
  • the heavy fraction H2 is sent to stage C of desulphurization.
  • the intermediate section 12 the boiling points of which are between approximately 60 ° C and approximately 120 ° C or approximately 160 ° C can be sent to a sulfur compound transformation unit according to step A.
  • the sections 12 can again be split into an intermediate section 13 and a heavy section H3, in particular when step A is a step of alkylation of the thiophenic compounds.
  • the H3 cut thus obtained can optionally be mixed with the H2 cut, preferably before desulfurization.
  • FIGS. 1 and 2 Two possible variants of the method according to the invention are illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • the method according to the invention does not include a fractionation step.
  • the feed 1 is first of all optionally and preferably sent to the hydrogenation unit 2 according to step D.
  • This reaction section can optionally comprise a catalyst capable of both hydrogenating the diolefins (step D) and d '' weighing down sulfur compounds, in particular light mercaptans by addition to olefins (step A, first variant).
  • the effluent from this section 2 or the feed, when the section 2 is absent, is sent via line 3 to a reaction section 4 allowing the alkylation of the thiophene compounds (step A, second variant).
  • the effluent from section 4 is then sent via line 5 to a section 6 containing a hydrodesulfurization catalyst.
  • the desulphurized effluent from this section (7) is finally sent to a reaction section containing an acid catalyst (section 8) and allowing essentially a slight cracking and other reactions described according to step B, in order to increase the octane number of the desulfurized gasoline.
  • the hydrogen necessary for sections 2, 6 and 8 can be supplied respectively by lines 10, 12 and 13. It is optionally possible to supply via line 11 a hydrocarbon fraction rich in olefins from another process, to facilitate the alkylation of thiophene compounds in section 4.
  • Effluent 9 from this treatment can be used in a gasoline pool because it has a low content of sulfur compounds and a high octane number.
  • the method according to the invention comprises a fractionation step.
  • the feed 1 is first optionally and preferably sent to the hydrogenation unit 2 according to step D.
  • This reaction section can optionally comprise a catalyst capable of both hydrogenating the diolefins (step D) and d '' weighing down sulfur compounds, in particular light mercaptans (step A).
  • the effluent from this section 2 or the feed, when section 2 is absent, is sent via line 3 to a reaction section 4 allowing to carry out the alkylation of the thiophene compounds (step A).
  • the effluent from section 4 is then sent via line 5 to a fractionation section 6 (step E) in three sections: a light fraction untreated and recovered via line 12, an intermediate fraction recovered via line 13 and then treated , a heavy fraction recovered via line 7 and then treated.
  • the treatment of the intermediate fraction (13) consists first of all of an acid treatment (stage B) in section 14, then in a hydrodesulfurization in the presence of a catalyst in section 16 (stage C) of the effluent from of section 14 (effluent 15).
  • stage C hydrodesulfurization in the presence of a catalyst in section 8 (step C), then in an acid treatment of the desulfurized effluent 9 in section 10 (step B).
  • the hydrogen required for sections 2, 8, 10, 14 and 16 can be supplied respectively via lines 19, 21, 22, 23 and 24. It is also possible to supply via line 20 a hydrocarbon cut rich in olefin derived of another process, to facilitate the alkylation of the thiophene compounds in section 4.
  • the intermediate and heavy cuts thus desulphurized and having a high octane number thanks to the acid treatment are recovered respectively via lines 17 and 11 and mixed with the light cut 12 to form a desulfurized gasoline 18 having a high octane number.
  • the invention relates to a process for the production of gasoline with a low sulfur content comprising at least one stage of transformation of the sulfur-containing compounds (stage A), at least one stage of treatment in the presence of an acid catalyst (stage B ) and at least one desulfurization treatment of at least part of the gasoline (step C).
  • Said method can optionally also comprise at least one step for the selective hydrogenation of diolefins (step D). it can optionally also further comprise at least one step of fractionating the gasoline (step E) into at least two fractions. It can also optionally further comprise at least one fractionation of the gasoline into at least three fractions.
  • the stage of transformation of the sulfur-containing compounds (stage A) comprises an alkylation or an adsorption of the sulfur-containing compounds.
  • said step consists essentially of an alkylation of the thiophene compounds.
  • the stage of transformation of the sulfur-containing compounds (stage A) consists essentially of an addition of the mercaptans on the olefins.
  • the step of transformation of the sulfur-containing compounds (step A) comprises both an alkylation of the thiophene compounds and an addition of the mercaptans to the olefins carried out in two separate reaction sections.
  • the step of weighing down the sulfur-containing compounds (step A) is carried out in the same reaction section as the step of hydrogenation of the diolefins (step D).
  • the method according to the invention can also comprise a step of mixing (step F) the light fraction obtained after one of steps A to E and optionally at least one intermediate fraction from one of steps A to E with the desulfurized heavy fraction from one of steps A to E.
  • the heavy petrol is desulfurized in the presence of at least one hydrodesulfurization catalyst or of an absorbent.
  • the heavy gasoline is desulfurized in two hydrodesulfurization reactors arranged in series and comprising a hydrodesulfurization catalyst.
  • the H2S is preferably stripped between the two hydrodesulfurization reactors.
  • an acid treatment step is inserted between the two hydrodesulfurization reactors.
  • the heavy gasoline desulfurized by means of any of the variants described is stripped by means of an inert gas.
  • At least one reaction section of the process according to the invention is internal to the fractionation section and chosen from the group consisting of the following reaction sections: transformation of the sulfur-containing compounds (step A), acid treatment (step B), desulfurization (step C), hydrogenation of the diolefins (step D) possibly carried out simultaneously with step A of transformation of the sulfur-containing compounds.
  • At least one reaction section is coupled to the fractionation section and chosen from the group consisting of reaction sections following: transformation of sulfur compounds (step A), acid treatment (step B), desulfurization (step C), hydrogenation of diolefins (step D) possibly carried out simultaneously with step A of transformation of sulfur compounds.
  • At least one effluent from step A of transformation of the sulfur compounds is sent to a second fractionation section to be separated into two fractions, an untreated intermediate fraction or optionally desulfurized (step C), and a heavy fraction which is preferably mixed with the heavy fraction from the first fractionation section (step E) or from step B of acid treatment, before desulfurization in step C.

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Abstract

The invention relates to a method for producing low-sulphur petrol comprising at least one sulphur compound transformation step consisting of the alkylation or adsorption of the sulphur compounds and/or in increasing the weight of the light sulphur compounds; at least one step involving treatment in the presence of an acid catalyst; and at least one step consisting in desulphurising at least one part of the petrol. According to the invention, the method can also optionally comprise at least one step involving the selective hydrogenation of diolefins and, optionally, at least one fractionation of the petrol obtained into at least two fractions: light petrol and heavy petrol.

Description

PROCEDE DE PRODUCTION D' ESSENCE A FAIBLE TENEUR EN SOUFRE PROCESS FOR PRODUCING LOW SULFUR GASOLINE
L'invention concerne un procédé de production d'essence à faible teneur en soufre comprenant au moins une étape de transformation des composés soufrés consistant en une alkylation ou adsorption des composés soufrés et/ou en un alourdissement des composés soufrés légers, au moins une étape de traitement en présence d'un catalyseur acide et au moins un traitement de désulfuration d'au moins une partie de la fraction lourde. Ce procédé permet de valoriser une coupe essence comprenant éventuellement en outre des hydrocarbures à deux trois ou quatre atomes de carbone, en réduisant la teneur en soufre total de ladite coupe à de très faibles niveaux compatibles avec les spécifications actuelles ou à venir. Cette désulfuration est par ailleurs effectuée sans diminution sensible du rendement en essence et en minimisant la diminution de l'indice d'octane.The invention relates to a process for the production of gasoline with a low sulfur content comprising at least one step of transformation of the sulfur compounds consisting in an alkylation or adsorption of the sulfur compounds and / or in a weighting of the light sulfur compounds, at least one step treatment in the presence of an acid catalyst and at least one desulfurization treatment of at least part of the heavy fraction. This process makes it possible to enhance a gasoline cut possibly comprising also hydrocarbons with two three or four carbon atoms, by reducing the total sulfur content of said cut to very low levels compatible with current or future specifications. This desulfurization is moreover carried out without appreciable reduction in the gasoline yield and while minimizing the reduction in the octane number.
Art antérieur :Prior art:
La production d'essences reformulées répondant aux nouvelles normes d'environnement nécessite notamment que l'on diminue faiblement leur concentration en oléfines mais de façon importante leur concentration en aromatiques (surtout le benzène) et en soufre. Les essences de craquage catalytique, qui peuvent représenter 30 à 50 % du pool essence, présentent des teneurs en oléfines et en soufre élevées. Le soufre présent dans les essences reformulées est imputable, à près de 90 %, à l'essence de craquage catalytique (FCC, « Fluid Catalytic Cracking » ou craquage catalytique en lit fluidisé). La désulfuration (l'hydrodésulfuration) des essences et principalement des essences de FCC est donc d'une importance évidente pour l'atteinte des spécifications.The production of reformulated gasolines meeting the new environmental standards notably requires that their concentration of olefins be reduced slightly, but significantly their concentration of aromatics (especially benzene) and sulfur. The catalytic cracked gasolines, which can represent 30 to 50% of the gasoline pool, have high olefin and sulfur contents. The sulfur present in reformulated gasolines is attributable, to almost 90%, to catalytic cracking gasoline (FCC, "Fluid Catalytic Cracking" or catalytic cracking in a fluidized bed). Desulfurization (hydrodesulfurization) of gasolines and mainly FCC gasolines is therefore of obvious importance for the achievement of specifications.
L'hydrotraitement (hydrodésulfuration) de la charge envoyée au craquage catalytique conduit à des essences contenant typiquement 100 ppm de soufre. Les unités d'hydrotraitement de charges de craquage catalytique opèrent cependant dans des conditions sévères de température et de pression, ce qui suppose une consommation importante d'hydrogène et un investissement élevé. De plus, la totalité de la charge doit être désulfurée, ce qui entraîne le traitement de volumes de charge très importants.The hydrotreatment (hydrodesulfurization) of the feed sent to catalytic cracking leads to gasolines typically containing 100 ppm of sulfur. The units for hydrotreating catalytic cracking feeds, however, operate under severe temperature and pressure conditions, which presupposes a significant consumption of hydrogen and high investment. In addition, the entire charge must be desulphurized, which entails the treatment of very large charge volumes.
L'hydrotraitement (ou hydrodésulfuration) des essences de craquage catalytique, lorsqu'il est réalisé dans des conditions classiques connues de l'homme du métier permet de réduire la teneur en soufre de la coupe. Cependant, ce procédé présente l'inconvénient majeur d'entraîner une chute très importante de l'indice d'octane de la coupe, en raison de la saturation de l'ensemble des oléfines au cours de l'hydrotraitement.Hydrotreating (or hydrodesulfurization) of catalytic cracking gasolines, when carried out under conventional conditions known to those skilled in the art, makes it possible to reduce the sulfur content of the cut. However, this process has the major drawback of causing a very significant drop in the octane number of the cut, due to the saturation of all of the olefins during the hydrotreatment.
D'autre part, le brevet US-A- 4 131 537 enseigne l'intérêt de fractionner l'essence en plusieurs coupes, de préférence trois, en fonction de leur point d'ébullition, et de les désulfurer dans des conditions qui peuvent être différentes et en présence d'un catalyseur comprenant au moins un métal du groupe VIB et/ou du groupe VIII. Il est indiqué dans ce brevet que le plus grand bénéfice est obtenu lorsqu'on fractionne l'essence en trois coupes, et lorsque la coupe présentant des points d'ébullition intermédiaires est traitée dans des conditions douces.On the other hand, US Pat. No. 4,131,537 teaches the advantage of dividing petrol into several cuts, preferably three, according to their boiling point, and of desulfurizing them under conditions which can be different and in the presence of a catalyst comprising at least one metal from group VIB and / or group VIII. It is stated in this patent that the greatest benefit is obtained when the gasoline is divided into three cuts, and when the cut having intermediate boiling points is treated under mild conditions.
La demande de brevet EP-A-0 755 995 décrit un procédé de désulfuration d'essences de FCC comprenant au moins deux étapes. La première est une hydrodésulfuration catalytique à une température comprise entre 200 et 350°C, avec un taux de désulfuration compris entre 60 et 90 % et est effectuée en présence d'une charge contenant moins de 0,1 % en volume de sulfure d'hydrogène (H2S). La deuxième, ainsi qu'éventuellement les suivantes, sont également des étapes d'hydrodésulfuration catalytique opérées entre 200 et 300°C et en présence d'une charge comprenant moins de 0,05 % en volume d'H2S. Le taux de désulfuration est compris entre 60 et 90 % dans cette étape. Dans ce procédé, la concentration en H2S doit être maintenue à un niveau très faible. En cas de recyclage de l'hydrogène excédentaire il est donc en général nécessaire d'éliminer IΗ2S, par exemple au moyen d'une étape d'absorption aux aminés, après la deuxième étape et les suivantes, afin que le gaz de recycle contienne moins de 0,1% volume d'H2S. Il est également préféré d'éliminer IΗ2S entre la première et la deuxième étape afin de respecter la teneur maximale en H2S en entrée de la deuxième étape (0,05 % volume). Pour les essences chargées en soufre, une telle élimination est donc nécessaire compte tenu du taux de désulfuration supérieur à 60 % en première étapePatent application EP-A-0 755 995 describes a process for desulfurization of FCC gasolines comprising at least two steps. The first is a catalytic hydrodesulfurization at a temperature between 200 and 350 ° C, with a desulfurization rate between 60 and 90% and is carried out in the presence of a feed containing less than 0.1% by volume of sulfide hydrogen (H2S). The second, and possibly the following ones, are also catalytic hydrodesulfurization stages carried out between 200 and 300 ° C. and in the presence of a feed comprising less than 0.05% by volume of H2S. The desulfurization rate is between 60 and 90% in this step. In this process, the H2S concentration must be kept at a very low level. In the event of recycling of the excess hydrogen, it is therefore generally necessary to eliminate IΗ2S, for example by means of an absorption step with amines, after the second and subsequent steps, so that the recycle gas contains less 0.1% volume of H2S. It is also preferred to eliminate IΗ2S between the first and the second stage in order to respect the maximum H2S content at the input of the second stage (0.05% volume). For gasoline loaded with sulfur, such elimination is therefore necessary given the desulfurization rate greater than 60% in the first stage
La demande de brevet EP-A-0 725 126 décrit un procédé d'hydrodésulfuration d'une essence de craquage dans lequel l'essence est séparée en une pluralité de fractions comprenant au moins une première fraction riche en composés faciles à désulfurer et une seconde fraction riche en composés difficiles à désulfurer. Avant d'effectuer cette séparation, il faut au préalable déterminer la distribution des composés soufrés au moyen d'analyses. Ces analyses sont nécessaires pour sélectionner l'appareillage et les conditions de séparation.Patent application EP-A-0 725 126 describes a process for hydrodesulfurization of a cracked gasoline in which the gasoline is separated into a plurality of fractions comprising at least a first fraction rich in compounds easy to desulfurize and a second fraction rich in compounds difficult to desulfurize. Before carrying out this separation, it is first necessary to determine the distribution of the sulfur-containing compounds by means of analyzes. These analyzes are necessary to select the apparatus and the separation conditions.
Dans cette demande il est ainsi indiqué qu'une fraction légère d'essence de craquage voit sa teneur en oléfines et son indice d'octane chuter de manière importante lorsqu'elle est désulfurée sans être fractionnée. Par contre, le fractionnement de ladite fraction légère en 7 à 20 fractions suivi d'analyses des teneurs en soufre et en oléfines de ces fractions permet de déterminer la ou les fractions les plus riches en composés soufrés qui sont ensuite désulfurées simultanément ou séparément et mélangées aux autres fractions désulfurées ou non. Une telle procédure est complexe et doit être reproduite à chaque changement de la composition de l'essence à traiter.In this application it is thus indicated that a light fraction of cracked gasoline sees its olefin content and its octane number drop significantly when it is desulfurized without being fractionated. On the other hand, the fractionation of said light fraction into 7 to 20 fractions followed by analyzes of the sulfur and olefin contents of these fractions makes it possible to determine the fraction (s) richest in sulfur compounds which are then desulfurized simultaneously or separately and mixed other desulfurized or non-desulfurized fractions. Such a procedure is complex and must be repeated each time the composition of the essence to be treated is changed.
Dans le brevet français 2 785 908, il est enseigné l'intérêt de fractionner l'essence en une fraction légère et une fraction lourde puis d'effectuer un hydrotraitement spécifique de l'essence légère sur un catalyseur à base de nickel, et un hydrotraitement de l'essence lourde sur un catalyseur comprenant au moins un métal du groupe VIII et/ou au moins un métal du groupe Vlb.In French patent 2,785,908, it is taught the advantage of fractionating the gasoline into a light fraction and a heavy fraction and then carrying out a specific hydrotreatment of the light gasoline on a catalyst based on nickel, and a hydrotreatment heavy petrol on a catalyst comprising at least one metal from group VIII and / or at least one metal from group Vlb.
Il a également été proposé, par exemple dans le brevet US-A-5 290 427, des procédés d'hydrotraitement des essences consistant à fractionner l'essence, puis à introduire les fractions à différents niveaux d'un réacteur d'hydrodésulfuration et à convertir les fractions désulfurées sur une zéolithe ZSM-5, afin de compenser la perte d'octane enregistrée au moyen d'une isomérisation. Cette isomérisation est accompagnée d'un craquage de l'essence vers des composés plus légers. Dans ces procédés, les essences à traiter présentent en général un point initial supérieur à 70°C, et il est nécessaire de traiter séparément l'essence légère (fraction correspondant aux composés de point d'ébullition compris entre les C5 hydrocarbures à 5 atomes de carbone et 70°C) par exemple au moyen d'un adoucissement.It has also been proposed, for example in US Pat. No. 5,290,427, methods for hydrotreating gasolines which consists in fractionating gasoline, then in introducing the fractions at different levels of a hydrodesulfurization reactor and in converting the desulfurized fractions on a ZSM-5 zeolite, in order to compensate for the loss of octane recorded by means of isomerization. This isomerization is accompanied by a cracking of the gasoline towards lighter compounds. In these processes, the gasolines to be treated generally have an initial point greater than 70 ° C., and it is necessary to treat the light gasoline separately (fraction corresponding to the compounds with a boiling point comprised between the C5 hydrocarbons with 5 atoms of carbon and 70 ° C) for example by means of a softening.
Le brevet US-A-5 318 690 propose un procédé comprenant un fractionnement de l'essence et un adoucissement de l'essence légère, tandis que l'essence lourde est désulfurée, puis convertie sur une zéolithe ZSM-5 et désulfurée à nouveau dans des conditions douces. Cette technique est basée sur une séparation de l'essence brute de façon à obtenir une coupe légère de préférence pratiquement dépourvue de composés soufrés autres que les mercaptans. Ceci permet de traiter ladite coupe uniquement au moyen d'un adoucissement qui enlève les mercaptans.US-A-5 318 690 proposes a process comprising a fractionation of the gasoline and a softening of the light gasoline, while the heavy gasoline is desulphurized, then converted on a zeolite ZSM-5 and desulphurized again in mild conditions. This technique is based on a separation of the crude gasoline so as to obtain a light cut preferably practically devoid of sulfur compounds other than mercaptans. This makes it possible to treat said cut only by means of a softening which removes the mercaptans.
De ce fait, les oléfines, présentes en quantité relativement importante dans la coupe lourde, sont en partie saturées lors de l'hydrotraitement. Pour compenser la chute de l'indice d'octane liée à l'hydrogénation des oléfines, le brevet préconise un craquage sur zéolithe ZSM-5 qui produit des oléfines, mais au détriment du rendement. De plus, ces oléfines peuvent se recombiner avec l'H2S présent dans le milieu pour reformer des mercaptans. Il est alors nécessaire d'effectuer un adoucissement ou une hydrodésulfuration supplémentaire.As a result, the olefins, present in a relatively large amount in the heavy cut, are partially saturated during the hydrotreatment. To compensate for the fall in the octane number linked to the hydrogenation of olefins, the patent recommends cracking on zeolite ZSM-5 which produces olefins, but to the detriment of the yield. In addition, these olefins can recombine with the H 2 S present in the medium to reform mercaptans. It is then necessary to carry out additional softening or hydrodesulfurization.
La demande de brevet WO 00/15319 décrit un procédé permettant de réaliser simultanément le fractionnement et le traitement d'un naphta léger. Dans ce procédé, la coupe légère contient des mercaptans allant généralement du methyl- mercaptan aux hexyl-mercaptan. Ces composés soufrés ne sont éliminés de la fraction légère que dans le cas où la colonne de fractionnement contient une section d'hydrodésulfuration en tête de colonne. En l'absence de cette section, il n'est donc pas possible d'éliminer les mercaptans qui soit se retrouvent dans l'essence désulfurée lorsque la fraction légère est recombinée avec la fraction lourde désulfurée, soit peuvent être éliminés avec l'ensemble de la fraction légère, ce qui engendre une perte du rendement en essence après désulfuration.Patent application WO 00/15319 describes a method making it possible to simultaneously carry out the fractionation and the treatment of a light naphtha. In this process, the light cut contains mercaptans generally ranging from methyl-mercaptan to hexyl-mercaptan. These sulfur compounds are eliminated from the light fraction only in the case where the fractionation column contains a hydrodesulfurization section at the top of the column. In the absence of this section, it is therefore not possible to eliminate the mercaptans which are either found in the desulfurized gasoline when the light fraction is recombined with the heavy desulfurized fraction, or can be eliminated with the whole of the light fraction, which results in a loss of gasoline yield after desulphurization.
Le brevet US 6,083,379 décrit un procédé de déulfuration et d'amélioration de l'indice d'octane des essences comprenant un fractionnement de l'essence en au moins deux coupes, le traitement de la fraction légère en présence d'une zéolithe, un fractionnement de la fraction légère ainsi traitée, le mélange des fractions lourdes obtenues lors des deux étapes de fractionnement et l'hydrodésulfuration du mélange de ces fractions.US Pat. No. 6,083,379 describes a process for the desulphurization and improvement of the octane number of gasolines comprising fractionation of the gasoline into at at least two cuts, the treatment of the light fraction in the presence of a zeolite, a fractionation of the light fraction thus treated, the mixing of the heavy fractions obtained during the two stages of fractionation and the hydrodesulfurization of the mixture of these fractions.
La demande de brevet WO 94/22980 décrit un procédé de désulfuration d'essence comprenant un fractionnement en deux coupes, la coupe la plus lourde est désulfurée dans un réacteur d'hydrodésulfuration puis traitée en présence d'un catalyseur acide qui permet de compenser la perte d'octane. La coupe la plus légère est également désulfurée au moyen d'une extraction non-hydrogénante des mercaptans.Patent application WO 94/22980 describes a gasoline desulfurization process comprising a fractionation into two sections, the heaviest section is desulfurized in a hydrodesulfurization reactor and then treated in the presence of an acid catalyst which makes it possible to compensate for the loss of octane. The lightest cut is also desulphurized by means of a non-hydrogenating extraction of the mercaptans.
Le brevet US 5,968,346 décrit un procédé d'hydroconversion d'une charge hydrocarbonnée, permettant d'enlever des impuretés telles que des composés comprenant des héteroatomes. Ce procédé comprend une première étape d'hydroconversion de l'ensemble de la charge, suivie d'une séparation du liquide et de la vapeur présents dans l'effluent de cette première étape et d'un contactage du gaz avec un liquide. Le mélange des deux fractions liquides issues du contactage et du fractionnement est ensuite traité dans une seconde étape d'hydroconversion en présence d'un catalyseur.US Pat. No. 5,968,346 describes a process for hydroconversion of a hydrocarbon charge, making it possible to remove impurities such as compounds comprising heteroatoms. This process comprises a first step of hydroconversion of the entire feed, followed by a separation of the liquid and the vapor present in the effluent from this first step and of contacting the gas with a liquid. The mixture of the two liquid fractions resulting from the contacting and the fractionation is then treated in a second hydroconversion stage in the presence of a catalyst.
Résumé de l'invention :Summary of the invention:
La présente invention concerne un procédé de production d'essences à faible teneur en soufre, qui permet de valoriser la totalité d'une coupe essence contenant du soufre, de préférence une coupe essence de craquage catalytique ou de cokage (coking selon la terminologie anglosaxonne), ou de pyrolyse, ou encore de viscoréduction (visbreaking selon la terminologie anglosaxonne), et de réduire les teneurs en soufre dans ladite coupe essence à de très faibles niveaux, sans diminution sensible du rendement en essence tout en minimisant la diminution de l'indice d'octane due à l'hydrogénation des oléfines. La charge du procédé selon l'invention peut également éventuellement comprendre en plus d'une coupe essence, une coupe C4" comprenant des hydrocarbures à deux, trois ou quatre atomes de carbone. Le procédé selon l'invention est un procédé de production d'essence à faible teneur en soufre, à partir d'une coupe essence contenant du soufre (essence initiale). Il comprend au moins les étapes suivantes:The present invention relates to a process for producing essences with a low sulfur content, which makes it possible to recover the whole of a petrol cut containing sulfur, preferably a petrol cut of catalytic cracking or coking (coking according to English terminology). , or pyrolysis, or visbreaking (visbreaking according to English terminology), and reduce the sulfur contents in said gasoline cut to very low levels, without appreciable reduction in gasoline efficiency while minimizing the decrease in the index octane due to the hydrogenation of olefins. The feedstock of the process according to the invention may also optionally comprise, in addition to a gasoline cut, a C4 " cut comprising hydrocarbons with two, three or four carbon atoms. The process according to the invention is a process for producing gasoline with a low sulfur content, from a gasoline cut containing sulfur (initial gasoline). It includes at least the following steps:
A) au moins une étape de transformation des composés soufrés présents dans l'essence. Selon une variante, cette transformation est une conversion chimique visant à alourdir, c'est-à-dire à augmenter le poids moléculaire dédits composés soufrés, de préférence essentiellement des composés soufrés présentant un point d'ébullition inférieur à celui du thiophène. Elle consiste essentiellement en l'addition des mercaptans sur les oléfines. Cette étape peut être éventuellement réalisée simultanément à l'étape D d'hydrogénation sélective et sur tout ou partie de l'essence initiale, dans le même réacteur ou un réacteur différent. Elle peut également être effectuée de façon séparée sur tout ou partie de l'essence. Elle peut aussi être réalisée simultanément à l'étape de fractionnement décrite ci-après lorsque celle ci est présente. Dans cette étape, le thiophène et les composés thiophèniques sont peu ou pas transformés. Selon une autre variante du procédé selon l'invention, l'étape de transformation des composés soufrés est une étape d'alkylation ou d'adsorption des composés soufrés choisis dans le groupe constitué par le thiophène, les composés thiophèniques et les mercaptans, de préférence les mercaptans ayant 1 à 6 atomes de carbone. Il est également possible de combiner lesdites variantes, c'est-à-dire de réaliser à la fois un alourdissement des mercaptans légers et une alkylation ou adsorption du thiophène, des composés thiophèniques et des mercaptans. Cette étape A est disposée avant ou après le ou les étapes B et/ou D et/ou E décrites ci- après lorsqu'elles sont présentes. Elle peut également être réalisée simultanément , c'est-à-dire par exemple dans une colonne réactive.A) at least one stage of transformation of the sulfur compounds present in the gasoline. According to a variant, this transformation is a chemical conversion aimed at weighing down, that is to say increasing the molecular weight of said sulfur-containing compounds, preferably essentially sulfur-containing compounds having a boiling point lower than that of thiophene. It essentially consists of the addition of mercaptans to the olefins. This step can possibly be carried out simultaneously with step D of selective hydrogenation and on all or part of the initial gasoline, in the same reactor or a different reactor. It can also be carried out separately on all or part of the essence. It can also be carried out simultaneously with the fractionation step described below when it is present. In this step, the thiophene and the thiophene compounds are little or not transformed. According to another variant of the process according to the invention, the step of transformation of the sulfur compounds is a step of alkylation or of adsorption of the sulfur compounds chosen from the group consisting of thiophene, thiophene compounds and mercaptans, preferably mercaptans having 1 to 6 carbon atoms. It is also possible to combine said variants, that is to say to carry out both an increase in light mercaptans and an alkylation or adsorption of thiophene, thiophene compounds and mercaptans. This step A is arranged before or after the step or steps B and / or D and / or E described below when they are present. It can also be carried out simultaneously, that is to say for example in a reactive column.
B) au moins une étape de traitement en présence d'un catalyseur acide située avant ou après les étapes A, B, C, D et/ou E, ou simultanément à l'étape C. Le traitement en présence d'un catalyseur acide permet d'obtenir un effluent présentant un indice d'octane plus élevée que la charge de cette étape. Les réactions qui interviennent au cours de cette étape sont essentiellement des réactions de craquage et/ou d'isomérisation qui conduisent à des oléfines ou des paraffines branchés contribuant à une augmentation de l'indice d'octane. Tout type de catalyseur acide peut éventuellement être utilisé, mais on emploiera de préférence un catalyseur comprenant un alumino-silicate et de manière plus préférée une zéolithe.B) at least one treatment step in the presence of an acid catalyst located before or after steps A, B, C, D and / or E, or simultaneously with step C. The treatment in the presence of an acid catalyst makes it possible to obtain an effluent having a higher octane number than the charge of this stage. The reactions that occur during this step are essentially cracking and / or isomerization reactions which lead to branched olefins or paraffins contributing to an increase in the octane number. Any type of acid catalyst can optionally be used, but a catalyst comprising an alumino-silicate and more preferably a zeolite will preferably be used.
C) au moins un traitement de désulfuration d'au moins une partie de l'essence traitée à l'étape A et/ou B, et éventuellement fractionnée à l'étape E ou hydrogénée à l'étape D en présence d'au moins un catalyseur d'hydrodésulfuration ou d'un absorbant ou d'un agent permettant de réaliser un adoucissement extractif.C) at least one desulfurization treatment of at least part of the gasoline treated in step A and / or B, and optionally fractionated in step E or hydrogenated in step D in the presence of at least a hydrodesulfurization catalyst or an absorbent or an agent allowing an extractive softening to be carried out.
édé selon l'invention peut également comprendre en outre :edé according to the invention can also further comprise:
D) éventuellement au moins une hydrogénation sélective des dioléfines située avant ou après les étapes A, B, ou E.D) optionally at least one selective hydrogenation of the diolefins located before or after steps A, B, or E.
E) éventuellement au moins un fractionnement de l'essence obtenue à l'étape A ou B en au moins deux fractions (ou coupes), une fraction légère de préférence pratiquement dépourvue de soufre et contenant les oléfines les plus légères de l'essence initiale (essence légère ou fraction légère), et une fraction lourde dans laquelle de préférence la majeure partie des composés soufrés initialement présents dans l'essence initiale est concentrée (essence ou fraction lourde). Il est également possible de séparer l'essence obtenue à l'étape A ou B ou directement la charge non traitée en plus de deux fractions, c'est-à-dire par exemple une fraction légère, au moins une fraction intermédiaire et une fraction lourde.E) optionally at least one fractionation of the gasoline obtained in step A or B into at least two fractions (or cuts), a light fraction preferably practically devoid of sulfur and containing the lightest olefins of the initial gasoline (light petrol or light fraction), and a heavy fraction in which preferably the major part of the sulfur compounds initially present in the initial petrol is concentrated (petrol or heavy fraction). It is also possible to separate the gasoline obtained in step A or B or directly the untreated feed into more than two fractions, that is to say for example a light fraction, at least an intermediate fraction and a fraction heavy.
F) éventuellement une étape de mélange de la fraction légère obtenue après l'une des étapes A, D ou E et éventuellement d'au moins une fraction intermédiaire issue de l'une des étapes A, B, C ou E avec la fraction lourde désulfurée issue de l'une des étapes A, B, C,ou E. Dans cette étape, de préférence, la totalité de ladite fraction lourde désulfurée est mélangée à ladite fraction légère, sans séparation du liquide et du gaz contenu dans l'essence lourde après désulfuration, éventuellement un simple strippage par un gaz inerte peut être effectué pour éliminer IΗ2S de l'essence lourde totalement désulfurée. Dans certains cas spécifiques, la valorisation de l'essence légère, de l'essence lourde désulfurée, et éventuellement d'au moins une essence intermédiaire, s'effectue de manière séparée. Il est alors inutile de réaliser cette étape F.F) optionally a step of mixing the light fraction obtained after one of steps A, D or E and optionally at least one intermediate fraction from one of steps A, B, C or E with the heavy fraction desulfurized from one of steps A, B, C, or E. In this step, preferably, all of said heavy desulfurized fraction is mixed with said light fraction, without separation of the liquid and the gas contained in the heavy petrol after desulfurization, optionally a simple stripping with an inert gas can be carried out to remove I éliminer2S from the heavy petrol totally desulfurized. In certain specific cases, the recovery of light petrol, desulfurized heavy petrol, and possibly at least one intermediate petrol, is carried out separately. It is then unnecessary to carry out this step F.
La charge du procédé selon l'invention est une coupe essence contenant du soufre, de préférence une coupe essence issue d'une unité de craquage catalytique, de cokage ou de viscoréduction ou de pyrolyse, dont la gamme de points d'ébullition s'étend typiquement depuis environ les points d'ébullitions des hydrocarbures à 2 ou 3 atomes de carbone (C2 ou C3) jusqu'à environ 250°C, de préférence depuis environ les points d'ébullitions des hydrocarbures à 5 atomes de carbone (C2 ou C3) jusqu'à environ 220°C. Le point final de la coupe essence dépend de la raffinerie dont elle est issue et des contraintes du marché, mais reste généralement dans les limites indiquées ci-avant.The charge of the process according to the invention is a gasoline cutter containing sulfur, preferably a gasoline cutter produced by a catalytic cracking, coking or visbreaking or pyrolysis unit, the range of boiling points of which extends typically from about the boiling points of hydrocarbons with 2 or 3 carbon atoms (C2 or C3) up to about 250 ° C, preferably from about the boiling points of hydrocarbons with 5 carbon atoms (C2 or C3 ) up to approximately 220 ° C. The end point of the gasoline cut depends on the refinery from which it comes and market constraints, but generally remains within the limits indicated above.
Description détaillée l'invention : II est décrit dans la présente invention un procédé permettant l'obtention d'une essence préférentiellement issue d'une unité de craquage catalytique, de cokage ou de viscoréduction ou de pyrolyse et présentant une teneur en soufre limitée. Ledit procédé comprend au moins une étape de transformation des composés soufrés consistant en une alkylation ou adsorption des composés soufrés et/ou en un alourdissement des composés soufrés légers, au moins une étape de traitement en présence d'un catalyseur acide et au moins un traitement de désulfuration d'au moins une partie de l'essence. Le procédé selon l'invention peut également comprendre éventuellement au moins une étape d'hydrogénation sélective des dioléfines et éventuellement au moins un fractionnement de l'essence obtenue en au moins deux fractions : essence légère et essence lourde.Detailed description of the invention: A process is described in the present invention which makes it possible to obtain a gasoline preferably obtained from a catalytic cracking, coking or visbreaking or pyrolysis unit and having a limited sulfur content. Said method comprises at least one step of transformation of the sulfur compounds consisting of an alkylation or adsorption of the sulfur compounds and / or a weighting of the light sulfur compounds, at least one step of treatment in the presence of an acid catalyst and at least one treatment desulphurization of at least part of the gasoline. The process according to the invention can also optionally comprise at least one step of selective hydrogenation of the diolefins and optionally at least one fractionation of the gasoline obtained into at least two fractions: light gasoline and heavy gasoline.
La présence simultanée des étapes A de transformation des composés soufrés et B de traitement acide permet d'obtenir à l'étape C une désulfuration très poussée de l'essence sans diminution excessive du rendement en essence et tout en maintenant un indice d'octane élevé.The simultaneous presence of stages A of transformation of the sulfur-containing compounds and B of acid treatment makes it possible to obtain, in stage C, very thorough desulfurization of petrol without excessive reduction in petrol yield and while maintaining a high octane number.
Grâce à ce procédé, des taux de désulfuration importants sont atteints, dans des conditions opératoires raisonnables précisées ci-aprés.Thanks to this process, significant desulfurization rates are reached, under reasonable operating conditions specified below.
Le point de fractionnement éventuel de l'essence est de préférence limité afin de limiter la présence de composés soufrés, notamment des composés thiophèniques dans l'essence légère, notamment dans le cas où ces derniers ne sont pas transformés par alkylation à l'étape A. En particulier, le thiophène qui forme des azéotropes avec un certain nombre d'hydrocarbures, ne peut pas être facilement séparé des oléfines en C5 et/ou C6.The possible fractionation point of the gasoline is preferably limited in order to limit the presence of sulfur-containing compounds, in particular thiophene compounds in light gasoline, in particular in the case where the latter are not transformed by alkylation in step A In particular, the thiophene which forms azeotropes with a certain number of hydrocarbons cannot be easily separated from the C5 and / or C6 olefins.
Dans le cas ou un fractionnement est présent, pour permettre de recouvrer une fraction légère comprenant une proportion importante des oléfines légères présentes dans l'essence tout en limitant la teneur en soufre de cette fraction, il est préféré de traiter la charge dans des conditions et sur des catalyseurs qui permettent de transformer les composés soufrés (étape A). Ainsi, les composés soufrés légers et/ou thiophèniques peuvent être transformés en composés soufrés de point d'ébullition plus élevés se retrouvant éventuellement, après la séparation optionnelle, dans au moins une fraction intermédiaire ou dans l'essence lourde. Ces coupes intermédiaires et ou lourde peuvent ensuite être aiséments désulfurées. Il est également possible de tranformer les composés soufrés au moyen de l'étape A du procédé selon l'invention disposée après fractionnement. Dans ce cas, une variante plus préférée consiste à disposer une section de fractionnement supplémentaire après l'étape A et à envoyer au moins une coupe, de préférence la coupe lourde, issue de ce fractionnement vers l'étape de traitement acide (étape B) et/ou de désulfuration (étape C) .In the case where a fractionation is present, to allow recovery of a light fraction comprising a significant proportion of the light olefins present in the gasoline while limiting the sulfur content of this fraction, it is preferred to treat the feed under conditions and on catalysts which make it possible to transform the sulfur-containing compounds (step A). Thus, the light sulfur and / or thiophenic compounds can be transformed into sulfur compounds with higher boiling points which may be found, after the optional separation, in at least one intermediate fraction or in heavy gasoline. These intermediate and or heavy cuts can then be easily desulfurized. It is also possible to transform the sulfur-containing compounds by means of stage A of the process according to the invention arranged after fractionation. In this case, a more preferred variant consists in placing an additional fractionation section after step A and in sending at least one cut, preferably the heavy cut, resulting from this fractionation to the acid treatment step (step B). and / or desulphurization (step C).
L'hydrotraitement des essences et en particulier l'hydrodésulfuration s'effectue en présence d'hydrogène dans des conditions telles qu'au moins une partie des oléfines présentes dans la charge à hydrotraiter sont hydrogénées. Ceci entraine une chute plus ou moins importante de l'indice d'octane de la coupe essence. Le procédé selon l'invention permet au moyen de l'étape A de limiter la teneur en composés soufrés dans la fraction légère de la charge. Il permet donc de manière préférée, c'est-à-dire lorsqu'un fractionnement est présent, d'éviter l'hydrodésulfuration de cette fraction ou d'effectuer une désulfuration dans des conditions douces, par exemple un adoucissement. Toutefois, il est parfois préféré de ne pas fractionner l'essence avant désulfuration, ou encore de ne traiter que certaines coupes issues d'un fractionnement à l'étape A. De plus, il reste des oléfines dans les fractions intermédiaires et lourdes de l'essence qui peuvent être hydrogénées lors de l'étape de désulfuration. Pour toutes ces raisons, lorsqu'un indice d'octane très élevé est recherché, il est intéressant de compenser la diminution de l'indice d'octane enregistrée lors de la désulfuration au moyen d'une étape de traitement acide en présence d'un catalyseur acide, tel que par exemple une zéolithe.The hydrotreatment of gasolines and in particular hydrodesulfurization is carried out in the presence of hydrogen under conditions such that at least some of the olefins present in the feed to be hydrotreated are hydrogenated. This leads to a more or less significant drop in the octane number of the petrol cut. The method according to the invention makes it possible, by means of step A, to limit the content of sulfur-containing compounds in the light fraction of the feed. It therefore preferably allows, that is to say when a fractionation is present, to avoid hydrodesulfurization of this fraction or to carry out desulfurization under mild conditions, for example a softening. However, it is sometimes preferred not to fractionate the gasoline before desulphurization, or even to treat only certain cuts resulting from a fractionation in stage A. In addition, there remain olefins in the intermediate and heavy fractions of l gasoline which can be hydrogenated during the desulfurization stage. For all these reasons, when a very high octane number is sought, it is advantageous to compensate for the decrease in the octane number recorded during the desulfurization by means of an acid treatment step in the presence of a acid catalyst, such as for example a zeolite.
La teneur en soufre des coupes essences produites par craquage catalytique (FCC) dépend de la teneur en soufre de la charge traitée au FCC, de la présence ou non d'un prétraitement de la charge du FCC, ainsi que du point final de la coupe. Généralement, les teneurs en soufre de l'intégralité d'une coupe essence, notamment celles provenant du FCC, sont supérieures à 100 ppm en poids et la plupart du temps supérieures à 500 ppm en poids. Pour des essences ayant des points finaux supérieurs à 200°C, les teneurs en soufre sont souvent supérieures à 1000 ppm en poids, elles peuvent même dans certains cas atteindre des valeurs de l'ordre de 4000 à 5000 ppm en poids.The sulfur content of gasoline cuts produced by catalytic cracking (FCC) depends on the sulfur content of the feed treated with the FCC, on the presence or not of a pretreatment of the feed of the FCC, as well as on the end point of the cut. . Generally, the sulfur contents of an entire gasoline cut, in particular those originating from the FCC, are greater than 100 ppm by weight and most of the time greater than 500 ppm by weight. For gasolines having end points greater than 200 ° C., the sulfur contents are often greater than 1000 ppm by weight, they can even in certain cases reach values of the order of 4000 to 5000 ppm by weight.
Le procédé selon l'invention s'applique notamment lorsque des taux de désulfuration élevés de l'essence sont requis, c'est à dire lorsque l'essence désulfurée doit contenir au plus 10 % du soufre de l'essence initiale et éventuellement au plus 5 % voire au plus 2 % du soufre de l'essence initiale ce qui correspond à des taux de désulfuration supérieurs à 90 % voire supérieurs à 95 ou encore supérieur à 98 %.The process according to the invention applies in particular when high rates of desulphurization of the petrol are required, that is to say when the desulphurized petrol must contain at most 10% of the sulfur of the initial petrol and possibly at most 5% or even at most 2% of the sulfur of the initial gasoline which corresponds to desulfurization rates higher than 90% or even higher than 95 or even higher than 98%.
Il s'applique plus particulièrement lorsque ces taux de désulfuration doivent être obtenus tout en limitant la diminution des indices d'octane recherche et moteur. Ainsi, les indices d'octane recherche et moteur (octane number selon la terminologie anglosaxone et ci-après appelés ON) de l'essence obtenue après traitement au moyen du procédé selon l'invention ont une valeur généralement proche ou supérieure de celle de l'essence non-traité. De manière préférée, l'essence issue du procédé selon l'invention présente un indice d'octane recherche ou moteur tel que ON > (ON)0-1 , de manière plus préférée ON > (ON)o-0,7, de manière très préférée ON > (ON)o-0,5, et - de manière encore plus préférée ON > (ON)0, (ON)0 représentant la valeur de l'indice d'octane recherche ou moteur de la charge (essence initiale ou non-traitée). Le procédé selon l'invention comprend au moins les étapes suivantes:It applies more particularly when these desulfurization rates must be obtained while limiting the reduction in the research and motor octane indices. Thus, the research and motor octane numbers (octane number according to English terminology and hereinafter called ON) of the gasoline obtained after treatment by means of the process according to the invention have a value generally close to or greater than that of l untreated gasoline. Preferably, the gasoline resulting from the process according to the invention has a research or motor octane number such as ON> (ON) 0 -1, more preferably ON> (ON) o -0.7, very preferably ON> (ON) o -0.5, and - even more preferably ON> (ON ) 0 , (ON) 0 representing the value of the research or motor octane number of the load (initial or untreated petrol). The method according to the invention comprises at least the following steps:
A) Cette étape consiste en au moins une étape de transformation des composés soufrés présents dans l'essence. Selon une variante, cette transformation est une conversion chimique visant à alourdir, c'est-à-dire à augmenter le poids moléculaire desdits composés soufrés, de préférence essentiellement des composés soufrés présentant un point d'ébullition inférieur à celui du thiophène. Cette étape peut être éventuellement réalisée simultanément à l'étape D d'hydrogénation sélective et sur tout ou partie de l'essence initiale, dans le même réacteur ou un réacteur différent. Elle peut également être effectuée de façon séparée sur tout ou partie de l'essence. Elle peut éventuellement être réalisée simultanément à l'étape de fractionnement décrite ci-après lorsque celle ci est présente. Dans cette étape, le thiophène et les composés thiophèniques sont peu ou pas transformés. Selon une autre variante du procédé selon l'invention, l'étape de transformation des composés soufrés est une étape d'alkylation ou d'adsorption des composés soufrés choisis dans le groupe constitué par le thiophène, les composés thiophèniques et les mercaptans, de préférence les mercaptans ayant 1 à 6 atomes de carbone. Il est également possible de combiner lesdites variantes, c'est-à-dire de réaliser à la fois un alourdissement des mercaptans légers et une alkylation ou adsorption du thiophène, des composés thiophèniques et des mercaptans. Lesdites variantes peuvent alors être réalisées dans le même réacteur ou dans deux réacteurs différents disposés l'un après l'autre, et entre lesquels est éventuellement intercalé une ou plusieurs autres sections réactionnelles (selon les étapes B, C ou D) ou de fractionnement. Cette étape A peut également être disposée avant ou après les étapes B, D, et/ou éventuellement E décrites ci-après, mais est de préférence située avant l'étape C de désulfuration. B) au moins une étape de traitement en présence d'un catalyseur acide située avant ou après les étapes A, C, D et/ou E ou réalisée simultanément à l'étape C. Le traitement en présence d'un catalyseur acide permet d'obtenir un effluent présentant un indice d'octane plus élevée que la charge de cette étape. Les réactions qui interviennent au cours de cette étape sont essentiellement des réactions de craquage et/ou d'isomérisation qui conduisent à des oléfines ou des paraffines branchés contribuant à une augmentation de l'indice d'octane. Tout type de catalyseur acide peut éventuellement être utilisé, mais on emploiera de préférence un catalyseur comprenant un alumino-silicate et de manière plus préférée une zéolithe.A) This step consists of at least one step of transformation of the sulfur compounds present in the gasoline. According to a variant, this transformation is a chemical conversion aimed at weighing down, that is to say increasing the molecular weight of said sulfur compounds, preferably essentially sulfur compounds having a boiling point lower than that of thiophene. This step can possibly be carried out simultaneously with step D of selective hydrogenation and on all or part of the initial gasoline, in the same reactor or a different reactor. It can also be carried out separately on all or part of the essence. It can optionally be carried out simultaneously with the fractionation step described below when it is present. In this step, the thiophene and the thiophene compounds are little or not transformed. According to another variant of the process according to the invention, the stage of transformation of the sulfur compounds is a stage of alkylation or of adsorption of the sulfur compounds chosen from the group consisting of thiophene, thiophene compounds and mercaptans, preferably mercaptans having 1 to 6 carbon atoms. It is also possible to combine said variants, that is to say to carry out both an increase in light mercaptans and an alkylation or adsorption of thiophene, thiophene compounds and mercaptans. Said variants can then be carried out in the same reactor or in two different reactors arranged one after the other, and between which is possibly interposed one or more other reaction sections (according to steps B, C or D) or fractionation. This step A can also be arranged before or after steps B, D, and / or optionally E described below, but is preferably located before step C of desulfurization. B) at least one step of treatment in the presence of an acid catalyst located before or after steps A, C, D and / or E or carried out simultaneously with step C. The treatment in the presence of an acid catalyst allows '' obtain an effluent having a higher octane number than the charge of this stage. The reactions which take place during this stage are essentially cracking and / or isomerization reactions which lead to branched olefins or paraffins contributing to an increase in the octane number. Any type of acid catalyst can optionally be used, but a catalyst comprising an alumino-silicate and more preferably a zeolite will preferably be used.
C) au moins un traitement de désulfuration d'au moins une partie de l'essence traitée à l'étape A et/ou B, et éventuellement fractionnée à l'étape E ou hydrogénée à l'étape D en présence d'au moins un catalyseur d'hydrodésulfuration ou d'un absorbant ou d'un agent permettant de réaliser un adoucissement extractif.C) at least one desulfurization treatment of at least part of the gasoline treated in step A and / or B, and optionally fractionated in step E or hydrogenated in step D in the presence of at least a hydrodesulfurization catalyst or an absorbent or an agent allowing an extractive softening to be carried out.
édé selon l'invention peut également comprendre en outre :edé according to the invention can also further comprise:
D) éventuellement au moins une hydrogénation sélective des dioléfines située avant ou après les étapes A, B, C ou E.D) optionally at least one selective hydrogenation of the diolefins located before or after steps A, B, C or E.
E) éventuellement au moins un fractionnement de l'essence initiale, ou de l'essence obtenue à l'étape A ou B ou D, en au moins deux fractions (ou coupes), une fraction légère de préférence pratiquement dépourvue de soufre et contenant les oléfines les plus légères de l'essence initiale (essence légère ou fraction légère), et une fraction lourde dans laquelle de préférence la majeure partie des composés soufrés initialement présents dans l'essence initiale est concentrée (essence ou fraction lourde). Il est également possible de séparer l'essence obtenue à l'étape A ou B ou directement la charge non traitée en plus de deux fractions, c'est-à-dire par exemple une fraction légère, au moins une fraction intermédiaire et une fraction lourde. F) éventuellement une étape de mélange de la fraction légère obtenue après l'une des étapes A, B, C, D ou E (étapes A à E) de préférence de l'une des étapes A, B, C ou E, et de manière plus préférée de l'étape A ou C, ou à l'issue d'un fractionnement additionnel et éventuellement d'au moins une fraction intermédiaire issue de l'une des étapes A à E, de préférence de l'étape A ou de l'étape C ou d'un fractionnement additionnel, avec la fraction lourde désulfurée issue de l'une des étapes A à E, de préférence de l'étape A ou de l'étape C. Dans cette étape, de préférence, la totalité de ladite fraction lourde désulfurée est mélangée à ladite fraction légère, sans séparation du liquide et du gaz contenu dans l'essence lourde après désulfuration, éventuellement un simple strippage par un gaz inerte peut être effectué pour éliminer IΗ2S de l'essence lourde totalement désulfurée. Dans certains cas spécifiques, la valorisation de l'essence légère, de essence lourde désulfurée, et éventuellement d'au moins une essence intermédiaire, s'effectue de manière séparée. Il est alors inutile de réaliser cette étape F.E) optionally at least one fractionation of the initial gasoline, or of the gasoline obtained in step A or B or D, into at least two fractions (or cuts), a light fraction preferably practically free of sulfur and containing the lighter olefins of the initial gasoline (light gasoline or light fraction), and a heavy fraction in which preferably the major part of the sulfur compounds initially present in the initial gasoline is concentrated (gasoline or heavy fraction). It is also possible to separate the gasoline obtained in step A or B or directly the untreated filler in more than two fractions, that is to say for example a light fraction, at least an intermediate fraction and a fraction heavy. F) optionally a step of mixing the light fraction obtained after one of steps A, B, C, D or E (steps A to E) preferably one of steps A, B, C or E, and more preferably from step A or C, or after an additional fractionation and optionally at least one intermediate fraction from one of steps A to E, preferably from step A or from step C or from an additional fractionation, with the desulfurized heavy fraction resulting from one of steps A to E, preferably from step A or from step C. In this step, preferably, the all of said heavy desulphurized fraction is mixed with said light fraction, without separation of the liquid and of the gas contained in the heavy petrol after desulphurization, optionally a simple stripping with an inert gas can be carried out to remove IΗ2S from the heavy petrol completely desulphurized . In certain specific cases, the recovery of light gasoline, heavy desulfurized gasoline, and possibly at least one intermediate gasoline, is carried out separately. It is then unnecessary to carry out this step F.
Selon une variante du procédé selon l'invention, il est possible d'associer au moins une section réactionnelle à une colonne de fractionnement selon l'étape E. Ladite ou lesdites sections reactionnelles opèrent alors sur au moins une fraction prélevée à l'intérieur de la colonne de fractionnement et l'effluent de la section réactionnelle est renvoyé vers ladite colonne. La ou les sections reactionnelles ainsi couplées à la colonne de fractionnement de l'étape E peuvent être choisies dans le groupe constitué par les sections reactionnelles des étapes suivantes : transformation des composés soufrés (étape A), traitement acide (étape B), désulfuration (étape C), hydrogénation des dioléfines (étape D) éventuellement effectuée simultanément à l'étape A de transformation des composés soufrés.According to a variant of the process according to the invention, it is possible to associate at least one reaction section with a fractionation column according to step E. Said or said reaction sections then operate on at least one fraction sampled inside the fractionation column and the effluent from the reaction section is returned to said column. The reaction section or sections thus coupled to the fractionation column of step E can be chosen from the group constituted by the reaction sections of the following steps: transformation of the sulfur-containing compounds (step A), acid treatment (step B), desulfurization ( step C), hydrogenation of the diolefins (step D) possibly carried out simultaneously with step A of transformation of the sulfur-containing compounds.
De tels dispositifs comprenant une colonne de fractionnement associés à un réacteur externe et utilisables dans le procédé selon l'invention ont été par exemple décrits pour des applications dans le domaine du raffinage et de la pétrochimie dans les brevets US 5,1777,283, US 5,817,227 et US 5,888,355 Selon d'autres variantes du procédé selon l'invention, il est également possible d'utiliser une colonne réactive à la place de la colonne de fractionnement, c'est-à- dire de placer au moins une desdites sections reactionnelles dans la colonne de fractionnement (section réactionnelle interne à la colonne), de préférence dans une zone ou la concentration en réactif est maximale. Ainsi par exemple, dans le cas de l'étape A de transformation des composés soufrés légers et/ou thiophèniques, la section réactionnelle sera de préférence placée dans une zone présentant la concentration maximale en ces composés.Such devices comprising a fractionation column associated with an external reactor and which can be used in the process according to the invention have for example been described for applications in the field of refining and petrochemistry in US Patents 5,1777,283, US 5,817,227 and US 5,888,355 According to other variants of the process according to the invention, it is also possible to use a reactive column in place of the fractionation column, that is to say to place at least one of said reaction sections in the column of fractionation (reaction section internal to the column), preferably in an area where the reagent concentration is maximum. Thus, for example, in the case of stage A of transformation of light sulfur and / or thiophenic compounds, the reaction section will preferably be placed in an area having the maximum concentration of these compounds.
Selon une variante préférée du procédé selon l'invention, la section réactionnelle interne à la colonne est choisie dans le groupe constitué par les sections reactionnelles suivantes : transformation des composés soufrés (étape A), traitement acide (étape B), désulfuration (étape C), hydrogénation des dioléfines (étape D) éventuellement effectuée simultanément à l'étape A de transformation des composés soufrés.According to a preferred variant of the process according to the invention, the reaction section internal to the column is chosen from the group consisting of the following reaction sections: transformation of the sulfur-containing compounds (step A), acid treatment (step B), desulfurization (step C ), hydrogenation of the diolefins (step D) possibly carried out simultaneously with step A of transformation of the sulfur-containing compounds.
De telles colonnes réactives sont connues de l'homme du métier et ont été par exemple décrites dans les brevets ou demandes de brevet US 5,368,691 , US 5,523,062, FR 2,737 131 , FR 2,737,132, EP-A-0461 855.Such reactive columns are known to those skilled in the art and have for example been described in patents or patent applications US 5,368,691, US 5,523,062, FR 2,737 131, FR 2,737,132, EP-A-0461 855.
Une autre variante du procédé selon l'invention consiste à la fois à utiliser une colonne réactive comprenant au moins une section réactionnelle et un réacteur externe couplé ou non à la dite colonne. De telles variantes sont par exemple décrites dans la demande de brevet WO 00/15319.Another variant of the process according to the invention consists both in using a reactive column comprising at least one reaction section and an external reactor coupled or not to said column. Such variants are for example described in patent application WO 00/15319.
Les variantes décrites précédemment ne sont que des illustrations des variantes possibles du procédé selon l'invention. Le procédé selon l'invention peut en effet être mis en œuvre en combinant des sections reactionnelles soit associé(s) à la colonne de fractionnement, soit inteme(s) à ladite colonne, soit exteme(s) et non- couplée(s) à ladite colonne en ce sens que l'effluent de ladite ou desdites section(s) réactionnelle(s) n'est pas recyclé vers la colonne de fractionnement.The variants described above are only illustrations of the possible variants of the method according to the invention. The method according to the invention can indeed be implemented by combining reaction sections either associated with the fractionation column, or internal to said column, or external and uncoupled to said column in the sense that the effluent from said reaction section (s) is not recycled to the fractionation column.
Dans le procédé selon l'invention, lorsque le fractionnement selon l'étape E est présent, l'essentiel des oléfines est maintenu dans la fraction légère, éventuellement dans au moins une fraction intermédiaire ne nécessitant pas de désulfuration trop importante. La teneur en composés soufrés de la fraction légère obtenue après fractionnement est généralement inférieure à 100 ppm, de préférence inférieure à 30 ppm, de manière plus préférée inférieure à 20 ppm et de manière très préférée inférieure à 10 ppm. Lorsque tel n'est pas le cas, la fraction légère est de préférence envoyée dans au moins une section additionnelle de transformation des composés soufrés selon l'étape A, de façon à rendre sa teneur en composés soufrés inférieure à 50 ppm.In the process according to the invention, when the fractionation according to step E is present, most of the olefins are maintained in the light fraction, possibly in at least one intermediate fraction which does not require excessive desulphurization. The sulfur compound content of the light fraction obtained after fractionation is generally less than 100 ppm, preferably less than 30 ppm, more preferably less than 20 ppm and very preferably less than 10 ppm. When this is not the case, the light fraction is preferably sent to at least one additional section for processing the sulfur compounds according to step A, so as to make its sulfur compound content less than 50 ppm.
Un autre avantage réside dans le fait que la teneur résiduelle en composés soufrés de l'essence désulfurée au moyen du procédé selon l'invention est particulièrement basse, et que l'indice d'octane de l'essence est maintenu à un niveau élevé.Another advantage lies in the fact that the residual content of sulfur-containing compounds in the desulfurized petrol by means of the process according to the invention is particularly low, and that the octane number of the petrol is maintained at a high level.
Les étapes du procédé selon l'invention sont décrites plus en détail ci après.The steps of the method according to the invention are described in more detail below.
- transformation des composés soufrés (étape A):- transformation of sulfur compounds (step A):
Cette étape consiste selon une première variante à transformer les composés légers du soufre. C'est-à-dire les composés qui à l'issue d'une éventuelle séparation se trouveraient dans l'essence légère, en composés soufrés plus lourds entraînés dans l'essence lourde. De préférence, les composés légers transformés présentent un point d'ébullition inférieur à celui du thiophène. Cette première variante consiste essentiellement en une addition des mercaptans sur les oléfines pour former des composés soufrés plus lourds et s'effectue préférentiellement sur un catalyseur comprenant au moins un élément du groupe VIII (groupes 8,9 et 10 de la nouvelle classification périodique), ou comprenant une résine. Le choix du catalyseur est réalisé notamment de façon à promouvoir la réaction entre les mercaptans légers et les oléfines, qui conduit à des mercaptans plus lourds.According to a first variant, this step consists in transforming the light sulfur compounds. That is to say the compounds which, after a possible separation, would be found in light petrol, in heavier sulfur compounds entrained in heavy petrol. Preferably, the transformed light compounds have a lower boiling point than that of thiophene. This first variant essentially consists of an addition of the mercaptans to the olefins to form heavier sulfur compounds and is preferably carried out on a catalyst comprising at least one element from group VIII (groups 8, 9 and 10 of the new periodic classification), or comprising a resin. The choice of catalyst is carried out in particular so as to promote the reaction between the light mercaptans and the olefins, which leads to heavier mercaptans.
Cette étape peut être éventuellement réalisée en même temps que l'étape D d'hydrogénation, lorsque celle-ci est présente. Par exemple, il peut être particulièrement avantageux d'opérer, lors de l'hydrogénation des dioléfines, dans des conditions telles qu'au moins une partie des composés sous forme de mercaptan soient transformés. Ainsi une certaine réduction de la teneur en mercaptans est obtenue. Pour ce faire, on peut utiliser la procédure d'hydrogénation des diènes décrite dans la demande de brevet EP-A-0 832 958, qui utilise avantageusement un catalyseur à base de palladium, ou celle décrite dans le brevet FR 2 720 754.This step can optionally be carried out at the same time as the hydrogenation step D, when the latter is present. For example, it may be particularly advantageous to operate, during the hydrogenation of the diolefins, under conditions such that at least a portion of the compounds in the form of mercaptan are transformed. Thus a certain reduction in the mercaptan content is obtained. To do this, we can use the hydrogenation procedure dienes described in patent application EP-A-0 832 958, which advantageously uses a palladium-based catalyst, or that described in patent FR 2 720 754.
Une autre possibilité est d'utiliser un catalyseur à base de nickel identique ou différent du catalyseur de l'étape D, tel que par exemple le catalyseur préconisé dans le procédé du brevet US-A-3 691 066, qui permet de transformer les mercaptans (butylmercaptan) en composés soufrés plus lourds (sulfures). Une autre possibilité pour réaliser cette étape, consiste à hydrogéner au moins en partie le thiophène en thiophane dont le point d'ébullition est supérieur à celui du thiophène (point d'ébullition 121°C). Cette étape peut être réalisée sur un catalyseur à base de nickel, de platine ou de palladium. Dans ce cas les températures sont généralement comprises entre 100 et 300°C et de préférence entre 150 et 250°C. Le rapport H2/charge est ajusté entre 1 et 20 litres par litres, de préférence entre 3 et 15 litres par litres, pour favoriser si possible en sus l'hydrogénation désirée des composés thiophèniques et minimiser l'hydrogénation des oléfines présentes dans la charge. La vitesse spatiale est généralement comprise entre 1 et 10 h"1, de préférence entre 2 et 4 h"1 et la pression comprise entre 0,5 et 5 MPa, de préférence entre 1 et 3 MPa.Another possibility is to use a catalyst based on nickel identical or different from the catalyst of stage D, such as for example the catalyst recommended in the process of patent US-A-3,691,066, which makes it possible to transform the mercaptans (butylmercaptan) into heavier sulfur compounds (sulfides). Another possibility for carrying out this step consists in hydrogenating at least part of the thiophene to thiophane, the boiling point of which is higher than that of thiophene (boiling point 121 ° C). This step can be carried out on a catalyst based on nickel, platinum or palladium. In this case the temperatures are generally between 100 and 300 ° C and preferably between 150 and 250 ° C. The H2 / feed ratio is adjusted between 1 and 20 liters per liter, preferably between 3 and 15 liters per liter, to further promote, if possible, the desired hydrogenation of the thiophene compounds and minimize the hydrogenation of the olefins present in the feed. The space velocity is generally between 1 and 10 h "1 , preferably between 2 and 4 h " 1 and the pressure between 0.5 and 5 MPa, preferably between 1 and 3 MPa.
Selon une deuxième variante, cette étape consiste à faire passer la charge, éventuellement hydrogénée à l'étape D ou éventuellement une coupe issue du fractionnement à l'étape E, de préférence la fraction légère et/ou éventuellement au moins une fraction intermédiaire issue du fractionnement (étape E) sur un absorbant ou sur un catalyseur présentant une fonction acide qui permet de réaliser essentiellement la réaction d'alkylation du thiophène et des dérivés thiophèniques par les oléfines l'addition des composés soufrés sous forme de mercaptans sur les oléfines. Les conditions d'opération sont ajustées pour réaliser la transformation désirée avec des taux de conversion ou d'adsorption du thiophène et/ou des thiophèniques et/ou des mercaptans légers, de préférence des mercaptans ayant de 1 à 6 atomes de carbone, supérieurs à 80 %poids, de préférence supérieurs à 90 %poids, de manière très préférée supérieurs à 95 %poids. D'autres composés tels que COS ou CS2 peuvent éventuellement également être adsorbés ou convertis. Pour minimiser l'activité oligomérisante du catalyseur acide éventuellement utilisé, l'essence peut être additivée d'un composé connu pour inhiber l'activité oligomérisante des catalyseurs acides tel que les alcools, les éthers ou l'eau. Cette transformation peut être par exemple conduite selon les procédures et en utilisant les schémas décrits dans les demandes de brevet français n° 00/08113, et n° 00/10233.According to a second variant, this step consists in passing the feed, optionally hydrogenated in step D or possibly a cut resulting from the fractionation in step E, preferably the light fraction and / or possibly at least one intermediate fraction originating from the fractionation (step E) on an absorbent or on a catalyst having an acid function which essentially makes it possible to carry out the alkylation reaction of thiophene and thiophene derivatives with olefins the addition of sulfur-containing compounds in the form of mercaptans to the olefins. The operating conditions are adjusted to carry out the desired transformation with conversion or adsorption rates of thiophene and / or thiophenics and / or light mercaptans, preferably mercaptans having from 1 to 6 carbon atoms, greater than 80% by weight, preferably greater than 90% by weight, very preferably greater than 95% by weight. Other compounds such as COS or CS2 can optionally also be adsorbed or converted. To minimize the oligomerizing activity of the acid catalyst optionally used, the essence can be added with a compound known to inhibit the oligomerizing activity of acid catalysts such as alcohols, ethers or water. This transformation can for example be carried out according to the procedures and using the diagrams described in French patent applications No. 00/08113, and No. 00/10233.
Selon cette variante de l'étape A, l'essence éventuellement hydrogénée ou de préférence la coupe légère et/ou la coupe intermédiaire éventuellement obtenue à l'étape E est traitée dans une section permettant de transformer, de préférence par alkylation ou adsorption, les composés choisis dans le groupe constitué par le thiophène, les composés thiophèniques et les mercaptans. Dans le cas d'une alkylation, les composés thiophèniques contenus dans la coupe 60°C-160°C vont réagir avec des taux de conversion supérieurs à 80 %poids, de préférence supérieurs à 90 %poids, avec les oléfines pour former des alkyls thiophènes selon la réaction suivante pour le thiophène :According to this variant of step A, the optionally hydrogenated gasoline or preferably the light cut and / or the intermediate cut possibly obtained in step E is treated in a section making it possible to transform, preferably by alkylation or adsorption, the compounds selected from the group consisting of thiophene, thiophene compounds and mercaptans. In the case of an alkylation, the thiophene compounds contained in the 60 ° C-160 ° C cut will react with conversion rates greater than 80% by weight, preferably greater than 90% by weight, with the olefins to form alkyls thiophenes according to the following reaction for thiophene:
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Une partie ou la totalité du benzène peut également être éliminée par alkylation avec les oléfines. Ces composés de poids moléculaires plus élevés sont surtout caractérisés par des températures d'ébullition plus élevées que celles qu'ils avaient avant alkylation. Ainsi la température théorique d'ébullition qui est de 80°C se trouve déplacée vers 250°C pour les alkyls thiophènes.Some or all of the benzene can also be removed by alkylation with olefins. These higher molecular weight compounds are mostly characterized by higher boiling temperatures than they had before alkylation. Thus the theoretical boiling temperature which is 80 ° C is shifted to 250 ° C for thiophene alkyls.
Cette étape d'alkylation est effectuée en présence de catalyseur acide. Ce catalyseur peut être indifféremment une résine, une zéolithe, une argile, toute silice fonctionalisée ou tout silico-aluminate présentant une acidité, ou tout support greffé de groupes fonctionnels acides. Le rapport du volume de charge injecté sur le volume de catalyseur est compris entre 0,1 et 10 litre/litre/heure et de préférence entre 0,5 et 4 litre/litre/heure. Plus précisément, cette étape d'alkylation est effectuée en présence d'au moins un catalyseur acide choisi dans le groupe constitué par les silicoaluminates les titanosilicates, les mixtes alumine titane, les argiles, les résines, les oxydes mixtes obtenus par greffage d'au moins un composé organométallique organosoluble ou aquosoluble (choisi dans le groupe constitué par les alkys. et/ou les alcoxy. métaux d'au moins un élément tels que titane, zirconium silicium, germanium, étain, tantale, niobium...) sur au moins un oxyde tel que l'alumine (formes gamma, delta, éta, seules ou en mélange) la silice, les silices-alumines, les silices-titane, les silices-zircone ou tout autre solide présentant une acidité quelconque. Un mode particulier de l'invention peut consister à mettre en œuvre un mélange physique d'au moins deux des catalyseurs ci-avant dans des proportions variant de 95/5 à 5/95, préférentiellement de 85/15 à 15/85 et très préférentiellement de 70/30 à 30/70.This alkylation step is carried out in the presence of an acid catalyst. This catalyst can be either a resin, a zeolite, a clay, any functionalized silica or any silico-aluminate having an acidity, or any support grafted with acid functional groups. The ratio of the charge volume injected over the catalyst volume is between 0.1 and 10 liters / liter / hour and preferably between 0.5 and 4 liters / liter / hour. More specifically, this alkylation step is carried out in the presence of at least one acid catalyst chosen from the group consisting of silicoaluminates, titanosilicates, mixed alumina titanium, clays, resins, mixed oxides obtained by grafting of at least one organosoluble organosoluble or water-soluble compound (chosen from the group consisting of alkys. and / or alkoxy. metals of at least one element such as titanium, silicon zirconium, germanium, tin, tantalum, niobium ...) on at minus an oxide such as alumina (gamma, delta, eta forms, alone or as a mixture) silica, silica-aluminas, silica-titanium, silica-zirconia or any other solid having any acidity. A particular embodiment of the invention may consist in using a physical mixture of at least two of the above catalysts in proportions varying from 95/5 to 5/95, preferably from 85/15 to 15/85 and very preferably from 70/30 to 30/70.
La température pour cette étape est généralement comprise entre 10 et 350°C selon le type de catalyseur ou la force de l'acidité. Ainsi pour une résine acide de type échangeuse d'ions, la température est généralement comprise entre 50 et 150°C de préférence entre 50 et 120°C.The temperature for this stage is generally between 10 and 350 ° C. depending on the type of catalyst or the strength of the acidity. Thus for an acidic resin of ion exchange type, the temperature is generally between 50 and 150 ° C. preferably between 50 and 120 ° C.
Le rapport molaire oléfine sur composés thiophèniques est compris entre 0, 1 et 1000 mole/mole de préférence entre 0,5 et 500 mole/mole.The molar ratio of olefin to thiophene compounds is between 0.1 and 1000 mole / mole, preferably between 0.5 and 500 mole / mole.
La pression opératoire de cette étape est généralement comprise entre 0,1 et 3 MPa et de préférence telle que la charge se trouve sous forme liquide dans les conditions de température et de pression, soit à une pression supérieure à 0,5 MPa.The operating pressure of this step is generally between 0.1 and 3 MPa and preferably such that the charge is in liquid form under the temperature and pressure conditions, ie at a pressure greater than 0.5 MPa.
L'effluent issu de l'étape A, de transformation des composés soufrés, de préférence d'alkylation ou d'adsorption peut éventuellement être mélangé au moins en partie à une coupe lourde issue du fractionnement à l'étape E.The effluent from step A, for the transformation of sulfur-containing compounds, preferably from alkylation or adsorption, can optionally be mixed at least in part with a heavy cut resulting from the fractionation in step E.
L'effluent issu de cette étape de transformation des composés soufrés peut également éventuellement être envoyé dans une nouvelle unité de fractionnement pour être séparée en deux fractions, une fraction intermédiaire non traitée ou éventuellement désulfurée sans être mélangée, et une fraction lourde qui est de préférence mélangée à la fraction lourde issue de l'étape E avant d'être désulfurée à l'étape C.The effluent from this step of transforming sulfur compounds can also optionally be sent to a new fractionation unit to be separated into two fractions, an untreated intermediate fraction or optionally desulphurized without being mixed, and a heavy fraction which is preferably mixed with the heavy fraction resulting from stage E before being desulphurized in stage C.
Par exemple l'effluent D1 issu d'une l'alkylation peut être séparé en : - une coupe 60°C-180°C ou 60°C-100°C (coupe D2) dépourvue de tout composé thiophénique qui est recueillie, - une coupe dont les températures d'ébullition sont supérieures à 180°C ou 100°C (coupe D3) contenant des composés thiophèniques.For example the effluent D1 resulting from an alkylation can be separated into: - a cut 60 ° C-180 ° C or 60 ° C-100 ° C (cut D2) devoid of any thiophenic compound which is collected, - a section with boiling temperatures above 180 ° C or 100 ° C (section D3) containing thiophene compounds.
Lorsqu'il s'agit d'une alkylation, l'étape A peut éventuellement être avantageusement opérée sur la fraction légère issue de l'étape E. En effet, l'alkylation des mercaptans légers présents dans cette fraction facilite alors l'élimination désirée des composés soufrés, mais permet également de diminuer la tension de vapeur (indice RVP ou Reid Vapor Pressure selon la terminologie anglosaxonne) de l'essence finale désulfurée.When it is an alkylation, step A can optionally be advantageously carried out on the light fraction resulting from step E. In fact, the alkylation of the light mercaptans present in this fraction then facilitates the desired elimination sulfur compounds, but also reduces the vapor pressure (RVP index or Reid Vapor Pressure according to English terminology) of the final desulfurized gasoline.
La totalité de l'effluent D1 issu de ladite unité d'alkylation ou la coupe D3 issu du fractionnement après alkylation peuvent être de préférence mélangées au moins en partie avec une coupe lourde (par exemple la coupe H2) et envoyées dans une section de désulfuration selon l'étape C.All of the effluent D1 from said alkylation unit or the cut D3 from fractionation after alkylation can preferably be mixed at least in part with a heavy cut (for example the cut H2) and sent to a desulphurization section according to step C.
- traitement en présence d'un catalyseur acide (étape B) :- treatment in the presence of an acid catalyst (step B):
Cette étape permet de compenser la perte d'octane due à l'étape de désulfuration de l'essence totale ou d'une coupe essence (étape C). Elle est placée soit avant ladite étape C de désulfuration, soit après ladite étape. Elle peut éventuellement être mise en œuvre sur la totalité de l'essence avant l'étape de fractionnement et avant ou après l'étape de transformation des composés soufrés (étape A). De manière préférée, elle est située après fractionnement (étape E) lorsque celui-ci est présent, et de manière plus préférée juste avant ou juste après l'étape de désulfuration (étape C). Il est enfin possible de réaliser l'étape B simultanément à l'étape C, soit en disposant un catalyseur acide et un catalyseur d'hydrodésulfuration dans le même réacteur, soit en utilisant un catalyseur bifonctionnel comprenant une phase active en désulfuration telle que décrite à l'étape C, dispersée sur un support comprenant un solide acide tel que par exemple une zéolithe. Lorsque l'étape de désulfuration est réalisée dans deux réacteurs séparés, il est parfois préféré de disposer l'étape B de traitement acide entre les deux réacteurs de l'étape C. En effet, le second réacteur de désulfuration permet d'enlever les mercaptans éventuellement formés dans l'étape B par recombinaison des oléfines formés dans cette étape avec des composés soufrés. Cette seconde étape de désulfuration peut alors être une hydrodésulfuration catalytique ou un adoucissement, par exemple un adoucissement extractif.This step compensates for the loss of octane due to the step of desulfurization of the total gasoline or of a gasoline cut (step C). It is placed either before said desulfurization step C, or after said step. It can optionally be implemented on all of the gasoline before the fractionation step and before or after the step of transformation of the sulfur compounds (step A). Preferably, it is located after fractionation (step E) when it is present, and more preferably just before or just after the desulfurization step (step C). It is finally possible to carry out step B simultaneously with step C, either by placing an acid catalyst and a hydrodesulfurization catalyst in the same reactor, or by using a bifunctional catalyst comprising an active phase in desulfurization as described in step C, dispersed on a support comprising an acid solid such as for example a zeolite. When the desulphurization step is carried out in two separate reactors, it is sometimes preferred to have step B of acid treatment between the two reactors of step C. Indeed, the second desulphurization reactor makes it possible to remove the mercaptans optionally formed in step B by recombination of the olefins formed in this step with sulfur compounds. This second desulfurization step can then be a catalytic hydrodesulfurization or a softening, for example an extractive softening.
Lorsque l'étape de traitement acide est placée après l'étape de désulfuration, le catalyseur acide choisi pour l'étape de traitement acide présente une acidité contrôlée de manière à limiter le degré de crackage des hydrocarbures. De ce fait, la réaction de craquage est essentiellement limitée aux composés présentant un faible indice d'octane.When the acid treatment step is placed after the desulfurization step, the acid catalyst chosen for the acid treatment step has a controlled acidity so as to limit the degree of cracking of the hydrocarbons. Therefore, the cracking reaction is essentially limited to compounds with a low octane number.
De préférence, cette étape de traitement acide réalise un craquage limité des paraffines de faible indice d'octane pour former des produits d'indice d'octane plus élevé. Les réactions misent en jeu sont d'une part le craquage des parrafines présentant les points d'ébullition les plus élevés en paraffines de plus faible point d'ébullition, et le craquage des paraffines de faible indice d'octane. Des oléfines sont également formées lors de ces réactions, ainsi que des parrafines ramifiées via des réactions d'isomérisation. L'ensemble de ces réactions permet donc de compenser la diminution de l'indice d'octane due à l'étape de désulfuration, voire dans certains cas à augmenter cet indice au-delà de l'indice de la coupe ou de l'essence avant désulfuration.Preferably, this acid treatment stage achieves a limited cracking of the paraffins of low octane number to form products of higher octane number. The reactions involved are on the one hand the cracking of parrafines having the highest boiling points into paraffins of lower boiling point, and the cracking of paraffins of low octane number. Olefins are also formed during these reactions, as well as branched parrafins via isomerization reactions. All of these reactions therefore make it possible to compensate for the reduction in the octane number due to the desulfurization step, or even in certain cases to increase this index beyond the index of the cut or of the gasoline. before desulfurization.
Afin de limiter la désactivation du catalyseur par dépôt d'hydrocarbures, on injecte généralement de l'hydrogène dans le réacteur de traitement acide. Il est également possible d'admettre l'excès d'hydrogène issue d'une étape précédente (par exemple une étape de désulfuration) à l'entrée de cette étape, avec éventuellement un complément d'hydrogène apporté par une alimentation séparée.In order to limit the deactivation of the catalyst by deposition of hydrocarbons, hydrogen is generally injected into the acid treatment reactor. It is also possible to admit excess hydrogen from a previous step (for example a desulphurization step) at the entrance to this step, possibly with additional hydrogen provided by a separate supply.
Les conditions opératoires de cette étape sont généralement les suivantes : la température est généralement comprise entre 140°C et 500°C, préférentiellement entre 170°C et 480°C ; la pression est généralement comprise entre 0,5 et 15 MPa, de préférence entre 1 et 10MPa, de manière plus préférée entre 2 et 8 MPa ; la vitesse spatiale exprimée en volume de charge par volume de catalyseur et par heure est généralement comprise entre 0,3 et 15 h-1 , de préférence entre 0,5 et 10 h-1 ; le rapport volumique hydrogène sur charge hydrocarbonnée est généralement compris entre 0 et 1000 litres par litres, de préférence entre 10 et 800 litres par litres, de manière plus préférée entre 20 et 500 litres par litres.The operating conditions for this step are generally as follows: the temperature is generally between 140 ° C and 500 ° C, preferably between 170 ° C and 480 ° C; the pressure is generally between 0.5 and 15 MPa, preferably between 1 and 10 MPa, more preferably between 2 and 8 MPa; the space velocity expressed in volume of feed per volume of catalyst and per hour is generally between 0.3 and 15 h -1, preferably between 0.5 and 10 h -1; the volume ratio of hydrogen to hydrocarbon charge is generally between 0 and 1000 liters per liter, preferably between 10 and 800 liters per liter, more preferably between 20 and 500 liters per liter.
Parmi les catalyseurs préférés pour cette étape, on peut citer les silicates, aluminosilicate, les borosillicates, les gallosilicates, et d'une façon générale les metallosilicates. Parmi les aluminosilicates, ceux appartenant à la famille des ZSM (par exemple ZSM-5, ZSM-12, ZSM 22) ou MCM (par exemple MCM-22) sont préférées, ainsi que la zéolithe Y, la mordénite, la zéolithe béta ou les faujasites. Afin de régler l'acidité de ces matériaux, ils peuvent être éventuellement au moins partiellement désaluminés, ou synthétisés en milieu fluorure.Among the preferred catalysts for this stage, mention may be made of silicates, aluminosilicate, borosillicates, gallosilicates, and generally metallosilicates. Among the aluminosilicates, those belonging to the family of ZSM (for example ZSM-5, ZSM-12, ZSM 22) or MCM (for example MCM-22) are preferred, as well as the zeolite Y, the mordenite, the zeolite beta or the faujasites. In order to regulate the acidity of these materials, they can optionally be at least partially dealuminated, or synthesized in a fluoride medium.
Les catalyseurs de cette étape peuvent également comprendre un métal actif en hydrogénation, de façon à faciliter l'élimination des composés susceptibles d'empoisonner le catalyseur et notemment sa fonction acide. De préférence, un métal du groupe VIII de l'ancienne classification périodique (groupes 8,9,10 de la nouvelle classification) est employé, par exemple un métal noble ou le nickel.The catalysts of this stage can also comprise an active metal in hydrogenation, so as to facilitate the elimination of the compounds likely to poison the catalyst and notably its acid function. Preferably, a metal from group VIII of the old periodic classification (groups 8, 9, 10 of the new classification) is used, for example a noble metal or nickel.
- désulfuration (étape C):- desulphurization (step C):
Cette étape peut par exemple être une étape d'hydrodésulfuration réalisée par passage de l'essence lourde ou intermédiaire, en présence d'hydrogène, sur au moins un catalyseur comprenant au moins un élément du groupe VIII et/ou au moins un élément du groupe Vlb au moins en partie sous forme sulfure, à une température comprise entre environ 210°C et environ 350°C, de préférence entre 220CC et 320°C, sous une pression généralement comprise entre environ 1 et environ 4 MPa, de préférence entre 1 ,5 et 3 MPa. La vitesse spatiale du liquide est comprise entre environ 1 et environ 20 h"1 (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure), de préférence entre 1 et 10 h-1 , de manière très préférée entre 3 et 8 h-1. Le rapport H2/HC est compris entre 100 à 600 litres par litre et préférentiellement entre 300 et 600 litres par litre. La teneur en métal du groupe VIII exprimée en oxyde est généralement comprise entre 0,5 et 15 % poids, préférentiellement entre 1 et 10 % poids. La teneur en métal du groupe Vlb est généralement comprise entre 1 ,5 et 60 % poids, préférentiellement entre 3 et 50 % poids.This step can for example be a hydrodesulfurization step carried out by passing heavy or intermediate gasoline, in the presence of hydrogen, over at least one catalyst comprising at least one element from group VIII and / or at least one element from group Vlb at least partly in sulphide form, at a temperature between about 210 ° C and about 350 ° C, preferably between 220 C C and 320 ° C, under a pressure generally between about 1 and about 4 MPa, preferably between 1.5 and 3 MPa. The space velocity of the liquid is between approximately 1 and approximately 20 h -1 (expressed in volume of liquid per volume of catalyst and per hour), preferably between 1 and 10 h -1, very preferably between 3 and 8 h The H 2 / HC ratio is between 100 to 600 liters per liter and preferably between 300 and 600 liters per liter. The content of group VIII metal expressed as oxide is generally between 0.5 and 15% by weight, preferably between 1 and 10% by weight. The metal content of group Vlb is generally between 1.5 and 60% by weight, preferably between 3 and 50% by weight.
L'élément du groupe VIII, lorsqu'il est présent, est de préférence le cobalt, et l'élément du groupe Vlb, lorsqu'il est présent, est généralement le molybdène ou le tungstène. Des combinaisons telles que cobalt-molybdène sont préférées. Le support du catalyseur est habituellement un solide poreux, tel que par exemple une alumine, une silice-alumine ou d'autres solides poreux, tels que par exemple de la magnésie, de la silice ou de l'oxyde de titane, seuls ou en mélange avec de l'alumine ou de la silice-alumine. Le catalyseur selon l'invention présente de préférence une surface spécifique inférieure à 190 m2/g, de manière plus préférée inférieure à 180m2/g, et de manière très préférée inférieure à 150 m2/g.The element of group VIII, when it is present, is preferably cobalt, and the element of group Vlb, when it is present, is generally molybdenum or tungsten. Combinations such as cobalt-molybdenum are preferred. The catalyst support is usually a porous solid, such as for example an alumina, a silica-alumina or other porous solids, such as for example magnesia, silica or titanium oxide, alone or in combination. mixture with alumina or silica-alumina. The catalyst according to the invention preferably has a specific surface of less than 190 m2 / g, more preferably less than 180 m2 / g, and very preferably less than 150 m2 / g.
Après introduction du ou des éléments et éventuellement mise en forme du catalyseur (lorsque cette étape est réalisée sur un mélange contenant déjà les éléments de base), le catalyseur est dans une première étape activé. Cette activation peut correspondre soit à une oxydation puis à une réduction, soit à une réduction directe, soit à une calcination uniquement. L'étape de calcination est généralement réalisée à des températures allant d'environ 100 à environ 600 °C et de préférence comprises entre 200 et 450 °C, sous un débit d'air. L'étape de réduction est réalisée dans des conditions permettant de convertir au moins une partie des formes oxydées du métal de base en métal. Généralement, elle consiste à traiter le catalyseur sous un flux d'hydrogène à une température de préférence au moins égale à 300 °C. La réduction peut aussi être réalisée en partie au moyen de réducteurs chimiques.After introduction of the element (s) and possibly shaping of the catalyst (when this step is carried out on a mixture already containing the basic elements), the catalyst is in a first activated stage. This activation can correspond either to an oxidation then to a reduction, or to a direct reduction, or to a calcination only. The calcination step is generally carried out at temperatures ranging from approximately 100 to approximately 600 ° C. and preferably between 200 and 450 ° C., under an air flow. The reduction step is carried out under conditions which make it possible to convert at least part of the oxidized forms of the base metal to metal. Generally, it consists in treating the catalyst under a stream of hydrogen at a temperature preferably at least equal to 300 ° C. The reduction can also be carried out in part by means of chemical reducers.
Le catalyseur est de préférence utilisé au moins en partie sous sa forme sulfurée. L'introduction du soufre peut intervenir avant ou après toute étape d'activation, c'est- à-dire de calcination ou de réduction. De préférence, aucune étape d'oxydation du catalyseur n'est réalisée lorsque le soufre ou un composé soufré a été introduit sur le catalyseur. Le soufre ou un composé soufré peut être introduit ex situ, c'est-à-dire en dehors du réacteur où le procédé selon l'invention est réalisé, ou in situ, c'est-à-dire même réacteur ou dans deux réacteurs différents disposés en série. De préférence lesdits catalyseurs sont sulfurés.The catalyst is preferably used at least in part in its sulfurized form. The introduction of sulfur can occur before or after any activation step, that is to say calcination or reduction. Preferably, no oxidation step of the catalyst is carried out when the sulfur or a sulfur-containing compound has been introduced onto the catalyst. The sulfur or a sulfur-containing compound can be introduced ex situ, that is to say outside the reactor where the process according to the invention is carried out, or in situ, that is to say same reactor or in two different reactors arranged in series. Preferably said catalysts are sulfurized.
Un des modes préférés de désulfuration d'au moins une coupe intermédiare ou lourde ou de l'essence totale consiste par exemple à opérer en deux étapes : une première étape réalisant essentiellement l'hydrogénation des composés soufrés insaturés et une seconde étape réalisant une décomposition des composés soufrés saturés, selon l'un des modes opératoires enseignés dans la demande de brevet EP-A-1 031 622.One of the preferred modes of desulfurization of at least one intermediate or heavy cut or of the total gasoline consists, for example, of operating in two stages: a first stage essentially carrying out the hydrogenation of the unsaturated sulfur compounds and a second stage carrying out a decomposition of the saturated sulfur compounds, according to one of the procedures taught in patent application EP-A-1 031 622.
II est également possible, de préférence pour les coupes les moins riches en composés soufrés, notamment la coupe légère obtenue après l'étape optionnelle de fractionnement de réaliser un simple adoucissement au moyen de tout procédé d'adoucissement connu de l'homme du métier. Il est ainsi possible d'utiliser un procédé d'adoucissement par oxydation à l'air, éventuellement en présence de cuivre, ou encore par un procédé extractif par contact liquide/liquide, par exemple par une solution de soude. D'autres procédés de conversion catalytique des mercaptans en disulfure peuvent également être utilisés, en combinaison si nécessaire avec un fractionnement supplémentaire après adoucissement.It is also possible, preferably for cuts that are less rich in sulfur compounds, in particular the light cut obtained after the optional fractionation step, to carry out a simple softening by means of any softening process known to those skilled in the art. It is thus possible to use a softening process by air oxidation, optionally in the presence of copper, or alternatively by an extractive process by liquid / liquid contact, for example with a sodium hydroxide solution. Other processes for the catalytic conversion of mercaptans to disulfide can also be used, in combination if necessary with additional fractionation after softening.
- hydrogénation des dioléfines (étape D optionnelle):- hydrogenation of diolefins (optional step D):
L'hydrogénation des diènes est une étape optionnelle qui permet d'éliminer, avant hydrodésulfuration, la presque totalité des diènes présents dans la coupe essence contenant du soufre à traiter. Elle se déroule préférentiellement en première étape du procédé selon l'invention, ou éventuellement sur au moins l'une des coupes obtenues juste après fractionnement à l'étape E. Elle est généralement effectuée en présence d'un catalyseur comprenant au moins un métal du groupe VIII, de préférence choisi dans le groupe constitué par le platine, le palladium et le nickel, et un support. On emploiera par exemple un catalyseur à base de nickel ou de palladium déposé sur un support inerte, tel que par exemple de l'alumine, de la silice ou un support contenant au moins 50 % d'alumine.The hydrogenation of dienes is an optional step which makes it possible to eliminate, before hydrodesulfurization, almost all of the dienes present in the gasoline fraction containing sulfur to be treated. It preferably takes place in the first step of the process according to the invention, or possibly on at least one of the sections obtained just after fractionation in step E. It is generally carried out in the presence of a catalyst comprising at least one metal of the group VIII, preferably chosen from the group consisting of platinum, palladium and nickel, and a support. A catalyst based on nickel or on palladium deposited on an inert support, for example such as alumina, silica or a support containing at least 50% alumina, will be used.
La pression employée est suffisante pour maintenir plus de 60 %, de préférence 80 %, et de manière plus préférée de 95 % en poids de l'essence à traiter en phase liquide dans le réacteur ; elle est le plus généralement comprise entre environ 0,4 et environ 5 MPa et de préférence supérieure à 1 MPa, de manière plus préférée comprise entre 1 et 4 MPa. La vitesse spatiale horaire du liquide à traiter est comprise entre environ 1 et environ 20 h~1 (volume de charge par volume de catalyseur et par heure), de préférence entre 2 et 10 h~1 , de manière très préférée entre 3 et 8 h"'' . La température est comprise le plus généralement entre environ 50 et environ 250 °C, et de préférence entre 80 et 220 °C, et de manière plus préférée entre 100 et 200 °C, pour assurer une conversion suffisante des dioléfines. De façon très préférée elle est limitée à 180°C. Le rapport hydrogène sur charge exprimé en litre est généralement compris entre 1 et 50 litres par par litre, de préférence entre 3 et 30 litres, de manière plus préférée entre 8 et 25 litres par litre. Le choix des conditions opératoires est particulièrement important. On opérera le plus généralement sous pression et en présence d'une quantité d'hydrogène en faible excès par rapport à la valeur stoechiométrique nécessaire pour hydrogéner les dioléfines. L'hydrogène et la charge à traiter sont injectés en courants ascendants ou descendants dans un réacteur comprenant de préférence un lit fixe de catalyseur. Un autre métal peut être associé au métal principal pour former un catalyseur bimétallique, tel que par exemple le molybdène ou le tungstène. L'utilisation de telles formules catalytiques a par exemple été revendiquée dans le brevet FR 2 764 299. L'essence de craquage catalytique peut contenir jusqu'à quelques % poids de dioléfines. Après hydrogénation, la teneur en dioléfines est généralement réduite à moins de 3000 ppm, voire moins de 2500 ppm et de manière plus préférée moins de 1500 ppm. Dans certains cas, il peut être obtenu moins de 500 ppm. La teneur en diènes après hydrogénation sélective peut même si nécessaire être réduite à moins de 250 ppm. Selon une réalisation particulière du procédé selon l'invention, l'étape d'hydrogénation des diènes se déroule dans un réacteur catalytique d'hydrogénation qui comprend une zone réactionnelle catalytique traversée par la totalité de la charge et la quantité d'hydrogène nécessaire pour effectuer les réactions désirées.The pressure used is sufficient to maintain more than 60%, preferably 80%, and more preferably 95% by weight of the gasoline to be treated in the liquid phase in the reactor; it is most generally between approximately 0.4 and approximately 5 MPa and preferably greater than 1 MPa, more preferably between 1 and 4 MPa. The hourly space velocity of the liquid to be treated is between approximately 1 and approximately 20 h ~ 1 (volume of charge per volume of catalyst and per hour), preferably between 2 and 10 h ~ 1, very preferably between 3 and 8 h "''. The temperature is most generally between about 50 and about 250 ° C, and preferably between 80 and 220 ° C, and more preferably between 100 and 200 ° C, to ensure sufficient conversion of the diolefins Very preferably it is limited to 180 ° C. The hydrogen to charge ratio expressed in liters is generally between 1 and 50 liters per per liter, preferably between 3 and 30 liters, more preferably between 8 and 25 liters The choice of operating conditions is particularly important, and will generally be carried out under pressure and in the presence of a quantity of hydrogen in slight excess relative to the stoichiometric value necessary for hydro generate the diolefins The hydrogen and the feedstock to be treated are injected in ascending or descending currents into a reactor preferably comprising a fixed bed of catalyst. Another metal can be combined with the main metal to form a bimetallic catalyst, such as for example molybdenum or tungsten. The use of such catalytic formulas has for example been claimed in patent FR 2 764 299. The catalytic cracking gasoline can contain up to a few% by weight of diolefins. After hydrogenation, the content of diolefins is generally reduced to less than 3000 ppm, even less than 2500 ppm and more preferably less than 1500 ppm. In some cases it can be obtained less than 500 ppm. The content of dienes after selective hydrogenation can even be reduced to less than 250 ppm if necessary. According to a particular embodiment of the process according to the invention, the hydrogenation step of the dienes takes place in a catalytic hydrogenation reactor which comprises a catalytic reaction zone traversed by the entire charge and the quantity of hydrogen necessary to carry out desired reactions.
- séparation de l'essence en au moins deux fractions (étape E optionnelle): Selon une première variante du procédé selon l'invention, l'essence est éventuellement fractionnée en deux fractions :- separation of the gasoline into at least two fractions (optional step E): According to a first variant of the method according to the invention, the gasoline is optionally divided into two fractions:
- une fraction légère contenant une teneur en soufre résiduelle limitée, de préférence inférieure à environ 100 ppm, de manière plus préférée inférieure à environ 50 ppm, de manière très préférée inférieure à environ 20 ppm, et permettant d'utiliser cette coupe sans effectuer autre traitement visant à diminuer sa teneur en soufre, sauf éventuellement une transformation des composés soufrés selon l'étape A, ou un simple adoucissement. - une fraction lourde dans laquelle de préférence la majeure partie du soufre initialement présent dans la charge est concentrée.a light fraction containing a limited residual sulfur content, preferably less than approximately 100 ppm, more preferably less than approximately 50 ppm, very preferably less than approximately 20 ppm, and allowing this cut to be used without performing any other treatment aimed at reducing its sulfur content, except possibly a transformation of the sulfur compounds according to step A, or a simple softening. - A heavy fraction in which preferably most of the sulfur initially present in the feed is concentrated.
Cette séparation est réalisée de préférence au moyen d'une colonne de distillation classique appelée aussi splitter. Cette colonne de fractionnement doit permettre de séparer une fraction légère de l'essence contenant une faible fraction du soufre et une fraction lourde contenant de préférence la majeure partie du soufre initialement présent dans l'essence initiale.This separation is preferably carried out by means of a conventional distillation column also called a splitter. This fractionation column must make it possible to separate a light fraction of the gasoline containing a small fraction of the sulfur and a heavy fraction preferably containing the major part of the sulfur initially present in the initial gasoline.
Cette colonne opère généralement à une pression comprise entre 0,1 et 2 MPa et de préférence entre 0,2 et 1 MPa. Le nombre de plateaux théoriques de cette colonne de séparation est généralement compris entre 10 et 100 et de préférence entre 20 et 60. Le taux de reflux, exprimé comme étant le rapport du débit liquide dans la colonne divisé par le débit de distillât exprimé en kg/h, est généralement inférieur à l'unité et de préférence inférieur à 0,8.This column generally operates at a pressure between 0.1 and 2 MPa and preferably between 0.2 and 1 MPa. The number of theoretical plates of this separation column is generally between 10 and 100 and preferably between 20 and 60. The reflux rate, expressed as being the ratio of the liquid flow rate in the column divided by the distillate flow rate expressed in kg / h, is generally less than one and preferably less than 0.8.
L'essence légère obtenue à l'issue de la séparation contient généralement au moins l'ensemble des oléfines en C5, de préférence les composés en C5 et au moins 20 % des oléfines en C6. Généralement, cette fraction légère présente une faible teneur en soufre, c'est à dire qu'il n'est pas en général nécessaire de traiter la coupe légère avant de l'utiliser comme carburant. Selon une deuxième variante du procédé selon l'invention, l'essence est fractionnée en au moins 3 fractions : une fraction légère, une fraction lourde et au moins une fraction intermédiaire.The light gasoline obtained at the end of the separation generally contains at least all of the C5 olefins, preferably the C5 compounds and at least 20% of the C6 olefins. Generally, this light fraction has a low sulfur content, that is to say that it is not generally necessary to treat the light cut before using it as fuel. According to a second variant of the process according to the invention, the essence is divided into at least 3 fractions: a light fraction, a heavy fraction and at least an intermediate fraction.
Dans le cas où la transformation des composés thiophèniques selon l'étape A est présente dans le procédé selon l'invention, l'essence est de préférence fractionnée en au moins deux coupes présentant les propriétés suivantes :In the case where the transformation of the thiophene compounds according to step A is present in the process according to the invention, the essence is preferably fractionated into at least two cuts having the following properties:
- une coupe dite légère (coupe L) dont les points d'ébullition sont de préférence inférieurs à environ 60°C. Cette température est donnée à titre indicatif, il s'agit de préférence de la température maximale pour laquelle la teneur en thiophène est inférieure à 5 ppm,- a so-called light cut (cut L), the boiling points of which are preferably less than about 60 ° C. This temperature is given as indicative, it is preferably the maximum temperature for which the thiophene content is less than 5 ppm,
- au moins une coupe dite lourde (coupe H1) dont les points d'ébullition sont supérieurs à environ 60°C.- at least one so-called heavy cut (cut H1) whose boiling points are greater than approximately 60 ° C.
La coupe légère L est de préférence injectée dans un ballon de séparation gaz liquide afin de séparer l'hydrogène non consommé, et éventuellement IΗ2S présent, des oléfines possédant généralement de 5 à 7 atomes de carbone. Elle peut être ensuite éventuellement traitée selon l'étape C, de préférence au moyen d'un simple adoucissement.The light section L is preferably injected into a liquid gas separation flask in order to separate the unconsumed hydrogen, and possibly IΗ2S present, from the olefins generally having 5 to 7 carbon atoms. It can then optionally be treated according to step C, preferably by means of a simple softening.
La coupe dite lourde H1 c'est-à-dire la coupe dont les températures sont supérieures à environ 60°C est envoyée dans une colonne de distillation ou tout autre procédé de séparation capable de séparer cette coupe en au moins deux coupes:The so-called heavy cut H1, that is to say the cut whose temperatures are above about 60 ° C., is sent to a distillation column or any other separation process capable of separating this cut into at least two cuts:
- une coupe intermédiaire 12 dont les points d'ébullition à titre d'exemple sont au minimum de 60°C et au maximum d'environ 120°C voire environ 160°C. Cette coupe peut être traitée à l'étape A et éventuellement B et/ou C du procédé selon l'invention. - une coupe plus lourde H2 dont les points d'ébullition sont généralement supérieurs à environ 160°C ou à environ 120°C.an intermediate section 12, the boiling points of which, for example, are at least 60 ° C and at most about 120 ° C or even about 160 ° C. This cut can be treated in step A and optionally B and / or C of the process according to the invention. - a heavier H2 cut whose boiling points are generally higher than approximately 160 ° C or approximately 120 ° C.
La coupe lourde H2 dont les températures d'ébullition sont généralement supérieures à environ 150°C voire environ 180°C est envoyée l'étape C de désulfuration.The heavy fraction H2, the boiling temperatures of which are generally greater than approximately 150 ° C. or even approximately 180 ° C., is sent to stage C of desulphurization.
Dans une autre version du procédé selon l'invention, il est également possible de fractionner directement l'essence en au moins trois coupes une coupe légère (L), au moins une coupe intermédiaire (12) et au moins une coupe lourde (H2) présentant les propriétés décrites ci-avant.In another version of the process according to the invention, it is also possible to directly split the essence into at least three cuts, a light cut (L), at least one intermediate cut (12) and at least one heavy cut (H2) having the properties described above.
La coupe intermédiaire 12 dont les points d'ébullition sont compris entre environ 60°C et environ 120°C ou environ 160°C peut être envoyée dans une unité de transformation des composés soufrés selon l'étape A. Après l'étape A, les coupes 12 peuvent à nouveau être fractionnées en une coupe intermédiaire 13 et une coupe lourde H3, notamment lorsque l'étape A est une étape d'alkylation des composés thiophèniques. La coupe H3 ainsi obtenue peut éventuellement être mélangée à la coupe H2, de préférence avant désulfuration.The intermediate section 12, the boiling points of which are between approximately 60 ° C and approximately 120 ° C or approximately 160 ° C can be sent to a sulfur compound transformation unit according to step A. After step A, the sections 12 can again be split into an intermediate section 13 and a heavy section H3, in particular when step A is a step of alkylation of the thiophenic compounds. The H3 cut thus obtained can optionally be mixed with the H2 cut, preferably before desulfurization.
Deux variantes possibles du procédé selon l'invention sont illustrées par les figures 1 et 2. Dans la variante de la figure 1 , le procédé selon l'invention ne comprend pas d'étape de fractionnement. La charge 1 est tout d'abord éventuellement et de préférence envoyée dans l'unité 2 d'hydrogénation selon l'étape D. Cette section réactionnelle peut éventuellement comprendre un catalyseur capable à la fois d'hydrogéner les dioléfines (étape D) et d'alourdir les composés soufrés, notamment les mercaptans légers par addition sur les oléfines (étape A, première variante). L'effluent issu de cette section 2 ou la charge, lorsque la section 2 est absente, est envoyée par la conduite 3 vers une section réactionnelle 4 permettant de réaliser l'alkylation des composés thiophèniques (étape A, deuxième variante). L'effluent de la section 4 est ensuite envoyé via la conduite 5 vers une section 6 contenant un catalyseur d'hydrodésulfuration. L'effluent désulfuré issu de cette section (7) est enfin envoyé dans une section réactionnelle contenant un catalyseur acide (section 8) et permettant de réaliser essentiellement un léger craquage et d'autres réactions décrites selon l'étape B, afin d'augmenter l'indice d'octane de l'essence désulfurée. L'hydrogène nécessaire aux sections 2, 6 et 8, peut être ammené respectivement par les conduites 10, 12 et 13. Il est éventuellement possible d'amener via la ligne 11 une coupe hydrocarbonnée riche en oléfines issues d'un autre procédé, pour faciliter l'alkylation des composés thiophèniques dans la section 4. L'effluent 9 issu de ce traitement peut être utilisé dans un pool essence car il présente une basse teneur en composés soufrés et un indice d'octane élevé.Two possible variants of the method according to the invention are illustrated in FIGS. 1 and 2. In the variant of FIG. 1, the method according to the invention does not include a fractionation step. The feed 1 is first of all optionally and preferably sent to the hydrogenation unit 2 according to step D. This reaction section can optionally comprise a catalyst capable of both hydrogenating the diolefins (step D) and d '' weighing down sulfur compounds, in particular light mercaptans by addition to olefins (step A, first variant). The effluent from this section 2 or the feed, when the section 2 is absent, is sent via line 3 to a reaction section 4 allowing the alkylation of the thiophene compounds (step A, second variant). The effluent from section 4 is then sent via line 5 to a section 6 containing a hydrodesulfurization catalyst. The desulphurized effluent from this section (7) is finally sent to a reaction section containing an acid catalyst (section 8) and allowing essentially a slight cracking and other reactions described according to step B, in order to increase the octane number of the desulfurized gasoline. The hydrogen necessary for sections 2, 6 and 8 can be supplied respectively by lines 10, 12 and 13. It is optionally possible to supply via line 11 a hydrocarbon fraction rich in olefins from another process, to facilitate the alkylation of thiophene compounds in section 4. Effluent 9 from this treatment can be used in a gasoline pool because it has a low content of sulfur compounds and a high octane number.
Dans la variante de la figure 2, le procédé selon l'invention comprend une étape de fractionnement. La charge 1 est tout d'abord éventuellement et de préférence envoyée dans l'unité 2 d'hydrogénation selon l'étape D. Cette section réactionnelle peut éventuellement comprendre un catalyseur capable à la fois d'hydrogéner les dioléfines (étape D) et d'alourdir les composés soufrés, notamment les mercaptans légers (étape A). L'effluent issu de cette section 2 ou la charge, lorsque la section 2 est absente, est envoyé par la conduite 3 vers une section réactionnelle 4 permettant de réaliser l'alkylation des composés thiophèniques (étape A). L'effluent de la section 4 est ensuite envoyé via la conduite 5 vers une section 6 de fractionnement (étape E) en trois coupes : une fraction légère non traitée et récupérée via la conduite 12, une fraction intermédiaire récupérée via la conduite 13 puis traitée, une fraction lourde récupérée via la conduite 7 puis traitée. Le traitement de la fraction intermédiaire (13) consiste tout d'abord en un traitement acide (étape B) dans la section 14, puis en une hydrodésulfuration en présence d'un catalyseur dans la section 16 (étape C) de l'effluent issu de la section 14 (effluent 15). Le traitement de la coupe lourde consiste en une hydrodésulfuration en présence d'un catalyseur dans la section 8 (étape C), puis en un traitement acide de l'effluent désulfuré 9 dans la section 10 (étape B). L'hydrogène nécessaire aux sections 2, 8, 10, 14 et 16 peut être ammené respectivement via les conduites 19, 21 , 22, 23 et 24. Il est également possible d'amener via la ligne 20 une coupe hydrocarbonnée riche en oléfine issue d'un autre procédé, pour faciliter l'alkylation des composés thiophèniques dans la section 4. Les coupes intermédiaires et lourdes ainsi désulfurées et présentant un indice d'octane élevé grâce au traitement acide sont récupérée respectivement via les conduites 17 et 11 et mélangées à la coupe légère 12 pour former une essence désulfurée 18 présentant un haut indice d'octane.In the variant of FIG. 2, the method according to the invention comprises a fractionation step. The feed 1 is first optionally and preferably sent to the hydrogenation unit 2 according to step D. This reaction section can optionally comprise a catalyst capable of both hydrogenating the diolefins (step D) and d '' weighing down sulfur compounds, in particular light mercaptans (step A). The effluent from this section 2 or the feed, when section 2 is absent, is sent via line 3 to a reaction section 4 allowing to carry out the alkylation of the thiophene compounds (step A). The effluent from section 4 is then sent via line 5 to a fractionation section 6 (step E) in three sections: a light fraction untreated and recovered via line 12, an intermediate fraction recovered via line 13 and then treated , a heavy fraction recovered via line 7 and then treated. The treatment of the intermediate fraction (13) consists first of all of an acid treatment (stage B) in section 14, then in a hydrodesulfurization in the presence of a catalyst in section 16 (stage C) of the effluent from of section 14 (effluent 15). The heavy cut treatment consists of hydrodesulfurization in the presence of a catalyst in section 8 (step C), then in an acid treatment of the desulfurized effluent 9 in section 10 (step B). The hydrogen required for sections 2, 8, 10, 14 and 16 can be supplied respectively via lines 19, 21, 22, 23 and 24. It is also possible to supply via line 20 a hydrocarbon cut rich in olefin derived of another process, to facilitate the alkylation of the thiophene compounds in section 4. The intermediate and heavy cuts thus desulphurized and having a high octane number thanks to the acid treatment are recovered respectively via lines 17 and 11 and mixed with the light cut 12 to form a desulfurized gasoline 18 having a high octane number.
En résumé, l'invention concerne un procédé de production d'essence à faible teneur en soufre comprenant au moins une étape de transformation des composés soufrés (étape A), au moins une étape de traitement en présence d'un catalyseur acide (étape B) et au moins un traitement de désulfuration d'au moins une partie de l'essence (étape C). Ledit procédé peut éventuellement comprendre en outre au moins une étape d'hydrogénation sélective des dioléfines (étape D). il peut éventuellement également comprendre en outre au moins une étape de fractionnement de l'essence (étape E) en au moins deux fractions. Il peut aussi éventuellement comprendre en outre au moins un fractionnement de l'essence en au moins trois fractions.In summary, the invention relates to a process for the production of gasoline with a low sulfur content comprising at least one stage of transformation of the sulfur-containing compounds (stage A), at least one stage of treatment in the presence of an acid catalyst (stage B ) and at least one desulfurization treatment of at least part of the gasoline (step C). Said method can optionally also comprise at least one step for the selective hydrogenation of diolefins (step D). it can optionally also further comprise at least one step of fractionating the gasoline (step E) into at least two fractions. It can also optionally further comprise at least one fractionation of the gasoline into at least three fractions.
Selon un mode préféré du procédé selon l'invention, l'étape de transformation des composés soufrés (étape A) comprend une alkylation ou une adsorption des composés soufrés. Selon un mode plus préféré, ladite étape consiste essentiellement en une alkylation des composés thiophèniques. Selon un autre mode préféré, l'étape de transformation des composés soufrés (étape A) consiste essentiellement en une addition des mercaptans sur les oléfines. Selon un mode très préféré, l'étape de transformation des composés soufrés (étape A) comprend à la fois une alkylation des composés thiophèniques et une addition des mercaptans sur les oléfines réalisées dans deux sections reactionnelles séparées. Eventuellement, l'étape d'alourdissement des composés soufrés (étape A) est réalisée dans la même section réactionnelle que l'étape d'hydrogénation des dioléfines (étape D).According to a preferred mode of the process according to the invention, the stage of transformation of the sulfur-containing compounds (stage A) comprises an alkylation or an adsorption of the sulfur-containing compounds. According to a more preferred mode, said step consists essentially of an alkylation of the thiophene compounds. According to another mode preferred, the stage of transformation of the sulfur-containing compounds (stage A) consists essentially of an addition of the mercaptans on the olefins. According to a very preferred mode, the step of transformation of the sulfur-containing compounds (step A) comprises both an alkylation of the thiophene compounds and an addition of the mercaptans to the olefins carried out in two separate reaction sections. Optionally, the step of weighing down the sulfur-containing compounds (step A) is carried out in the same reaction section as the step of hydrogenation of the diolefins (step D).
Le procédé selon l'invention peut en outre comprendre une étape de mélange (étape F) de la fraction légère obtenue après l'une des étapes A à E et éventuellement d'au moins une fraction intermédiaire issue de l'une des étapes A à E avec la fraction lourde désulfurée issue de l'une des étapes A à E.The method according to the invention can also comprise a step of mixing (step F) the light fraction obtained after one of steps A to E and optionally at least one intermediate fraction from one of steps A to E with the desulfurized heavy fraction from one of steps A to E.
Selon une variante préférée du procédé selon l'invention, l'essence lourde est désulfurée en présence d'au moins un catalyseur d'hydrodésulfuration ou d'un absorbant. Selon une autre variante, l'essence lourde est désulfurée dans deux réacteurs d'hydrodésulfuration disposés en série et comprenant un catalyseur d'hydrodésulfuration. Dans ce cas, l'H2S est de préférence strippé entre les deux réacteurs d'hydrodésulfuration. Selon une autre variante du procédé selon l'invention, une étape de traitement acide (étape B) est intercalée entre les deux réacteurs d'hydrodésulfuration. Eventuellement, l'essence lourde désulfurée au moyen de l'une quelconque des variantes décrites est strippée au moyen d'un gaz inerte.According to a preferred variant of the process according to the invention, the heavy petrol is desulfurized in the presence of at least one hydrodesulfurization catalyst or of an absorbent. According to another variant, the heavy gasoline is desulfurized in two hydrodesulfurization reactors arranged in series and comprising a hydrodesulfurization catalyst. In this case, the H2S is preferably stripped between the two hydrodesulfurization reactors. According to another variant of the process according to the invention, an acid treatment step (step B) is inserted between the two hydrodesulfurization reactors. Optionally, the heavy gasoline desulfurized by means of any of the variants described is stripped by means of an inert gas.
Eventuellement, au moins une section réactionnelle du procédé selon l'invention est interne à la section de fractionnement et choisie dans le groupe constitué par les sections reactionnelles suivantes : transformation des composés soufrés (étape A), traitement acide (étape B), désulfuration (étape C), hydrogénation des dioléfines (étape D) éventuellement effectuée simultanément à l'étape A de transformation des composés soufrés.Optionally, at least one reaction section of the process according to the invention is internal to the fractionation section and chosen from the group consisting of the following reaction sections: transformation of the sulfur-containing compounds (step A), acid treatment (step B), desulfurization ( step C), hydrogenation of the diolefins (step D) possibly carried out simultaneously with step A of transformation of the sulfur-containing compounds.
Eventuellement, au moins une section réactionnelle est couplée à la section de fractionnement et choisie dans le groupe constitué par les sections reactionnelles suivantes : transformation des composés soufrés (étape A), traitement acide (étape B), désulfuration (étape C), hydrogénation des dioléfines (étape D) éventuellement effectuée simultanément à l'étape A de transformation des composés soufrés.Optionally, at least one reaction section is coupled to the fractionation section and chosen from the group consisting of reaction sections following: transformation of sulfur compounds (step A), acid treatment (step B), desulfurization (step C), hydrogenation of diolefins (step D) possibly carried out simultaneously with step A of transformation of sulfur compounds.
Selon l'une des variantes préférées du procédé selon l'invention, au moins un effluent issu de l'étape A de transformation des composés soufrés est envoyée dans une deuxième section de fractionnement pour être séparée en deux fractions, une fraction intermédiaire non traitée ou éventuellement désulfurée (étape C), et une fraction lourde qui est de préférence mélangée à la fraction lourde issue de la première section de fractionnement (étape E) ou de l'étape B de traitement acide, avant désulfuration à l'étape C. According to one of the preferred variants of the process according to the invention, at least one effluent from step A of transformation of the sulfur compounds is sent to a second fractionation section to be separated into two fractions, an untreated intermediate fraction or optionally desulfurized (step C), and a heavy fraction which is preferably mixed with the heavy fraction from the first fractionation section (step E) or from step B of acid treatment, before desulfurization in step C.

Claims

REVENDICATIONS : CLAIMS:
1. Procédé de production d'essence à faible teneur en soufre comprenant au moins une étape de transformation des composés soufrés (étape A), au moins une étape de traitement en présence d'un catalyseur acide (étape B) et au moins un traitement de désulfuration d'au moins une partie de l'essence (étape C)1. A process for the production of gasoline with a low sulfur content comprising at least one stage of transformation of the sulfur-containing compounds (stage A), at least one stage of treatment in the presence of an acid catalyst (stage B) and at least one treatment desulphurization of at least part of the gasoline (step C)
2. Procédé selon la revendication 1 comprenant en outre au moins une étape d'hydrogénation sélective des dioléfines (étape D)2. Method according to claim 1 further comprising at least one step of selective hydrogenation of diolefins (step D)
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 comprenant en outre au moins une étape de fractionnement de l'essence (étape E) en au moins deux fractions.3. Method according to one of claims 1 or 2 further comprising at least one step of fractionating the gasoline (step E) into at least two fractions.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 comprenant en outre au moins un fractionnement de l'essence en au moins trois fractions.4. Method according to one of claims 1 to 3 further comprising at least one fractionation of the gasoline into at least three fractions.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel l'étape de transformation des composés soufrés (étape A) comprend une alkylation ou une adsorption des composés soufrés5. Method according to one of claims 1 to 4 wherein the step of transforming the sulfur compounds (step A) comprises an alkylation or an adsorption of the sulfur compounds
6. Procédé selon la revendication 5 dans lequel ladite étape consiste essentiellement en une alkylation des composés thiophèniques.6. The method of claim 5 wherein said step consists essentially of an alkylation of thiophene compounds.
7. Procédé selon la revendication 5 dans lequel l'étape de transformation des composés soufrés (étape A) consiste essentiellement en une addition des mercaptans sur les oléfines.7. The method of claim 5 wherein the step of transforming sulfur compounds (step A) consists essentially of adding mercaptans to the olefins.
8. Procédé selon la revendication 5 dans lequel l'étape de transformation des composés soufrés (étape A) comprend à la fois une alkylation des composés thiophèniques et une addition des mercaptans sur les oléfines réalisées dans deux sections reactionnelles séparées. 8. The method of claim 5 wherein the step of transforming sulfur compounds (step A) comprises both an alkylation of thiophene compounds and an addition of mercaptans on the olefins carried out in two separate reaction sections.
9. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, 7 et 8 dans lequel l'étape d'alourdissement des composés soufrés (étape A) est réalisée dans la même section réactionnelle que l'étape d'hydrogénation des dioléfines (étape D).9. Method according to one of claims 2 to 4, 7 and 8 wherein the step of weighing down sulfur compounds (step A) is carried out in the same reaction section as the step of hydrogenation of diolefins (step D ).
10. Procédé selon l'une des revendications 3 à 9 comprenant en outre une étape de mélange (étape F) de la fraction légère obtenue après l'une des étapes A à E et éventuellement d'au moins une fraction intermédiaire issue de l'une des étapes A à E avec la fraction lourde désulfurée issue de l'une des étapes A à10. Method according to one of claims 3 to 9 further comprising a step of mixing (step F) the light fraction obtained after one of steps A to E and optionally at least one intermediate fraction from one of steps A to E with the desulfurized heavy fraction from one of steps A to
E.E.
11. Procédé selon l'une des revendications 3 à 10 dans lequel l'essence lourde est désulfurée en présence d'au moins un catalyseur d'hydrodésulfuration ou d'un absorbant.11. Method according to one of claims 3 to 10 wherein the heavy gasoline is desulfurized in the presence of at least one hydrodesulfurization catalyst or an absorbent.
12. Procédé selon l'une des revendications 11 dans lequel l'essence lourde est désulfurée dans deux réacteurs d'hydrodésulfuration disposés en série et comprenant un catalyseur d'hydrodésulfuration.12. Method according to one of claims 11 wherein the heavy gasoline is desulfurized in two hydrodesulfurization reactors arranged in series and comprising a hydrodesulfurization catalyst.
13. Procédé selon la revendication 12 dans lequel IΗ2S est strippé entre les deux réacteurs d'hydrodésulfuration.13. The method of claim 12 wherein IΗ2S is stripped between the two hydrodesulfurization reactors.
14. Procédé selon la revendication 12 dans lequel une étape de traitement acide (étape B) est intercalée entre les deux réacteurs d'hydrodésulfuration.14. The method of claim 12 wherein an acid treatment step (step B) is interposed between the two hydrodesulfurization reactors.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 dans lequel l'essence lourde désulfurée est strippée au moyen d'un gaz inerte.15. Method according to any one of claims 1 to 14 wherein the heavy desulfurized gasoline is stripped by means of an inert gas.
16. Procédé selon l'une des revendications 3 à 15 dans lequel au moins une section réactionnelle est interne à la section de fractionnement et choisie dans le groupe constitué par les sections reactionnelles suivantes : transformation des composés soufrés (étape A), traitement acide (étape B), désulfuration (étape C), hydrogénation des dioléfines (étape D) éventuellement effectuée simultanément à l'étape A de transformation des composés soufrés. 16. Method according to one of claims 3 to 15 wherein at least one reaction section is internal to the fractionation section and chosen from the group consisting of the following reaction sections: transformation of the sulfur-containing compounds (step A), acid treatment ( stage B), desulfurization (stage C), hydrogenation of the diolefins (stage D) possibly carried out simultaneously with stage A of transformation of the sulfur-containing compounds.
17. Procédé selon l'une des revendications 3 à 16 dans lequel au moins une section réactionnelle est couplée à la section de fractionnement et choisie dans le groupe constitué par les sections reactionnelles suivantes : transformation des composés soufrés (étape A), traitement acide (étape B), désulfuration (étape C), hydrogénation des dioléfines (étape D) éventuellement effectuée simultanément à l'étape A de transformation des composés soufrés.17. Method according to one of claims 3 to 16 wherein at least one reaction section is coupled to the fractionation section and chosen from the group consisting of the following reaction sections: transformation of the sulfur-containing compounds (step A), acid treatment ( stage B), desulfurization (stage C), hydrogenation of the diolefins (stage D) possibly carried out simultaneously with stage A of transformation of the sulfur-containing compounds.
18. Procédé selon l'une des revendications 3 à 17 dans lequel au moins un effluent issu de l'étape A de transformation des composés soufrés est envoyée dans une deuxième section de fractionnement pour être séparée en deux fractions, une fraction intermédiaire non traitée ou éventuellement désulfurée (étape C), et une fraction lourde qui est de préférence mélangée à la fraction lourde issue de la première section de fractionnement (étape E) ou de l'étape B de traitement acide, avant désulfuration à l'étape C. 18. Method according to one of claims 3 to 17 wherein at least one effluent from step A of transformation of the sulfur compounds is sent to a second fractionation section to be separated into two fractions, an untreated intermediate fraction or optionally desulfurized (step C), and a heavy fraction which is preferably mixed with the heavy fraction from the first fractionation section (step E) or from step B of acid treatment, before desulfurization in step C.
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