WO2013098510A1 - Method for extracting metals present in hydrocarbon fractions - Google Patents

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WO2013098510A1
WO2013098510A1 PCT/FR2012/053016 FR2012053016W WO2013098510A1 WO 2013098510 A1 WO2013098510 A1 WO 2013098510A1 FR 2012053016 W FR2012053016 W FR 2012053016W WO 2013098510 A1 WO2013098510 A1 WO 2013098510A1
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metal
reaction
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aprotic polar
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PCT/FR2012/053016
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Joëlle NOKERMAN
Vincent RIETSCH
Romain RUPPERT
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Total Raffinage Marketing
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G29/00Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
    • C10G29/20Organic compounds not containing metal atoms
    • C10G29/22Organic compounds not containing metal atoms containing oxygen as the only hetero atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201Impurities
    • C10G2300/205Metal content

Definitions

  • the invention relates to a process for extracting metals present in hydrocarbon fractions containing coordinated metals.
  • Heavy oils usually have a significant share of different petrophorphyrins or coordinated metals, from a few particles per million to a few hundred ppm. These, difficult to separate from crude oil, are metallated, mainly by vanadium (IV) and nickel (II).
  • vanadium porphyrins are typical of marine sediments, while those of nickel are mainly present in a continental environment. The high thermodynamic stability of these compounds explains their predominance in sediments vis-à-vis other metalloporphyrins.
  • the nickel and vanadium contained in the petroleum residues are mainly concentrated in the asphaltene fraction of the latter.
  • metals were also found in significant quantities in the Maltene fraction.
  • the metal compounds present in the residues are in the form of soluble organometallic complexes such as porphyrins.
  • Nickel and Vanadium may also be present in non-porphyrinic structures, which are currently poorly defined. In the particular case of vanadium, it seems that porphyrins are largely in the majority compared to other metallic structures.
  • vanadium present in heavy oils is essentially in the form of vanadylporphyrins.
  • the most common forms of vanadylporphyrins have been identified as the ETIO (etioporphyrin) form, which derives directly from Theme, and the DPEP (deoxophylloerythroetioporphyrin) form which derives from different types of chlorophylls.
  • ETIO etioporphyrin
  • DPEP deoxophylloerythroetioporphyrin
  • the catalysts are based on noble metals, and therefore expensive, it is advisable to preserve and save them by demetalling the porphyrins contained in the crude oil.
  • these metalloporphyrins are often contained in asphaltenes, a portion of these oils soluble in toluene and insoluble in alkanes.
  • colloidal aggregates which can be very stable, and thus prevent easy extraction of these metalloporphyrins.
  • Mr. F. Ali et al lists a large quantity of proposed chemical reagents for the demetallation of petroporphyrins.
  • Several of the studies described have been carried out by manufacturers (Exxon, Shell, China Petrochemical Corp., etc.). While some of the proposed reagents appear to be relatively non-destructive of organic matter, others, such as hydrofluoric acid, sulfuric acid, nitric acid and sodium hypochlorite, are not very selective towards demetallation of porphyrins.
  • deterioration of unmetallated molecules is observed by different side reactions, such as oxidation, polymerization of unsaturated compounds and incorporation of chlorine. This explains the reason why the development of these demetallation processes was not a priori led to the stage of industrialization.
  • EP 1 939 270 A1 discloses a process for the selective metalloporphyrin oxidation demetallation of a real charge and removal of the metal in a single step.
  • the oxidant used is a hydroperoxide and the oxidation is catalyzed by Fe (III).
  • Fe (III) the oxidation is catalyzed by Fe (III).
  • the use of such conditions is not without consequences, since they lead to the deterioration of heavy oil by oxidation and the formation of free radicals. Despite high demetallation rates on real load, this method is therefore not entirely satisfactory economically.
  • the SU 1403082 A1 patent describes conditions that are much milder at temperatures and pressures, and more selective, with the use of zinc as a reducing agent and acetic acid as a source of protons.
  • This document describes the possibility of demetalling Vanadium metalloporphyrins by reduction in the presence of H + ions.
  • Zinc powder is used as a reducing agent and glacial acetic acid is used as a protic solvent (ie proton donor).
  • the demetallation tests were carried out at a pressure close to atmospheric pressure and at a relatively low temperature, namely the boiling point of acetic acid (ie 1 18.1 ° C. to 1013 mbar).
  • the Russian patent discloses the recovery of demetallated porphyrins, using diethyl ether, with a yield of between 60 and 85% by weight as a function of the proportion acetic acid / zinc powder.
  • One of the aims described in this document is the search for a shortest reaction time possible (20 to 30 min) while avoiding the implementation of an inert atmosphere. This method therefore uses a reagent and inexpensive and non-toxic solvents.
  • Fuel. Chem., 2004, 49 (1), 79-80 relates to the extraction of nickel and vanadium from petroform crude petroleum crude oils.
  • the implementation there described does not use reducing metals or inert atmosphere, the reaction medium being weakly acidic.
  • the Applicant has set itself the objective of implementing a process for the demetallation of porphyrins and derivatives, simple, under non-corrosive conditions, at relatively low temperatures, from order of a hundred degrees, and at pressures close to atmospheric ones.
  • the invention relates to a process for extracting metals from a hydrocarbon fraction containing coordinated metals, comprising the following steps of:
  • nickel porphyrins have the lowest recovery rates, which can be explained by the fact that they are less reducible in the medium. due to their standard potential, E 0 , of about -1.2 V, whereas that of vanadium porphyrins has a value of about -1.0 V.
  • the method of the invention has the advantage of being implemented in a simple way, in particular on an industrial scale, by using mild conditions, in particular at pressures close to those of atmospheric pressure, and operating conditions allowing the non-degradation of the hydrocarbon fraction of starting and conventional devices implementation.
  • the hydrocarbon fraction to be treated contains coordinated metals in particular in the form of metal-based petrophorphyrines essentially representing vanadium and nickel, which does not exclude other complex structures also coordinated by these metals.
  • Such fractions are advantageously crude and have very variable levels of these metals depending on the origin thereof.
  • the average metal contents extracted from the 375 ° C + section are between 1, 2 and 135 ppm Ni and between 1 and 2300 ppm vanadium, in the 375 ° section.
  • the first step of the process (step 1) concerns a demetallation reaction of the coordinated metals present in the forms indicated above of the hydrocarbon fraction.
  • This reaction is carried out by bringing the hydrocarbon fraction into contact with an aprotic polar solvent (step 1) (i)), which is very advantageously chosen so as to be able to solubilize the porphyrins and the petroporphyrins and to be miscible with water. and especially in the acid buffer solution.
  • this solvent is selected from the group consisting of dioxane, tetrahydrofuran, acetone, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, furfural, and mixtures thereof, preferably dioxane.
  • the demetallation reaction also involves the addition of an acid buffer solution (step 1) (i)), preferably of the phosphate buffer, sulfate or nitrate buffer, the concentration of which varies advantageously between 0.10 M and 2 M, in between 0.15 M and 2 M.
  • an acid buffer solution preferably of the phosphate buffer, sulfate or nitrate buffer, the concentration of which varies advantageously between 0.10 M and 2 M, in between 0.15 M and 2 M.
  • the pH of implementation of the demetallation reaction must be between 0.8 and 2.5, preferably between 1.4 and 1.8. If necessary, the pH can be adjusted by adding an acidic or basic compound to obtain these values.
  • the aprotic polar solvent can be added first, then the acid buffer is added, or vice versa. It is also possible to add an aprotic polar solvent / acid buffer mixture.
  • the Applicant has shown that the volume ratio between the aprotic polar solvent and the acid buffer can have as much influence on the kinetics of demetallation as on the recovery rate of the metals of interest.
  • the volume ratio aprotic polar solvent / acid buffer is between 1, 5 and 16, more preferably between 4 and 8, in particular between 3 and 5.
  • this ratio which has been advantageously defined is also based advantageously on the amounts of reducing metal and the amount of hydrocarbon fraction to be treated. Therefore, it is advantageous to use 1 liter of aprotic polar solvent / acid buffer mixture, preferably in a volume ratio of between 3 and 5, of from 1 to 40 g, preferably from 9 to 40 g, of reducing metal. and between 0.7 and 1.3 kg of hydrocarbon fraction, preferably between 0.9 and 1.1 kg.
  • the reaction medium is obtained by mixing the hydrocarbon fraction, aprotic polar solvent, acid buffer solution and reducing metal, the latter having a standard potential, E 0 , between -0.7 and -0.9 V .
  • reducing metal In order for the reaction to be quantitative with regard to the standard potentials of vanadylporphyrins (E 0 of approximately -1 V) and nickelporphyrins (E 0 of approximately -1.2 V), the choice of reducing metal is governed by its E 0 .
  • the amounts of reducing metal present in the reaction medium is at least 6 equivalents for 1 equivalent of coordinated metal.
  • O VOEP
  • O VETIO
  • NiOEP and NiETIO the stoichiometry of the reaction involves 3 moles of metal to reduce 1 mole of porphyrin, with exchange of 6 electrons.
  • 100-400 mg of reducing metal preferably 200-400 mg for about 2-5.5 mg of metals (sum of Ni and V)
  • the reducing metal is usually in the form of powder or filings.
  • the amount of reducing metal present in the reaction medium and necessary for the demetallation reaction can be added all at once, or very advantageously several times during the reaction. Indeed, an addition several times, preferably at least twice, or even three times, of the amount required over the duration of the reaction substantially improves the kinetics of the reaction, which reduces the duration of the reaction of about 50%.
  • the demetallation reaction (step 1) involves maintaining the reaction medium under an inert atmosphere, such as under argon or nitrogen or other rare gas.
  • reaction under an inert atmosphere promotes the kinetics of demetallation and improves the extraction efficiencies of the metals.
  • reaction medium obtained by mixing the hydrocarbon fraction, aprotic polar solvent, acidic buffer solution and reducing metal is refluxed (stage 1) (ii) at the boiling point of the aprotic polar solvent mixture. acid buffer, until discoloration of the reaction medium.
  • the purpose of the demetallation reaction is to extract metal ions from petroporphyrins or the like.
  • a second step a further reduction by four electrons is observed, resulting in a porphyrinogenic compound (s).
  • the porphyrinogenic compound is subsequently degraded, this degradation being accompanied by the release of metal ions in the reaction medium which is noted by a loss of color, the reaction medium thus becoming colorless.
  • these metal ions stabilize in the form of salts, such as phosphate salts.
  • the loss of color is explained by a loss of aromaticity of the porphyrin-type macrocycle.
  • the duration of the demetallation step is usually between 1 and 7 hours, advantageously between 1, 5 and 6 hours.
  • the reaction medium is preferably brought to room temperature after the completion of step 1). It is thus essential to carry out the process under an inert atmosphere because the presence of oxygen in all likelihood leads to one or more reoxidation of the various intermediate compounds. We can observe a gain in metal recovery rate by a factor of two, especially for vanadium.
  • the second step of the process (step 2)) consists of an extraction of the metal salts by adding a lipophilic solvent and the acidic buffer solution, said metals being recovered in the acidic buffer phase.
  • the lipophilic solvent is added to the reaction medium, very advantageously chosen from the group consisting of chlorinated solvents, for example chloroform, trichlorethylene, tetrachlorethylene and / or methylene chloride, and benzene derivatives. , such as toluene, xylene and / or ethylbenzene, a reformate cut and their mixture.
  • chlorinated solvents for example chloroform, trichlorethylene, tetrachlorethylene and / or methylene chloride
  • benzene derivatives such as toluene, xylene and / or ethylbenzene, a reformate cut and their mixture.
  • the benzene derivatives and in particular toluene are advantageously used because they make it possible to obtain a maximum recovery rate.
  • the acidic buffer solution is added, the added volumes of lipophilic solvent and acidic buffer being preferably in the ratio of 1 to 3, and in any case adapted to the volume of the reaction medium and, according to embodiments the ratio between the sum of the solvent / acid buffer volumes and the volume of the reaction medium is preferably between 0.4 and 1.
  • the addition of acid buffer can be done at the same time as the addition of solvent.
  • This step of adding lipophilic solvent and acid buffer is implemented as a liquid-liquid extraction step in order firstly to wash the organic phase obtained with the lipophilic solvent, and secondly to extract the metal salts and thus concentrate the acidic buffer phase rich in these metal salts.
  • the yield is maximum.
  • the organic phase is preferably washed at least two more times with water which is recovered and combined with the acidic buffer phase.
  • the organic phase is enriched in coordinated metals that have not been demetallated.
  • the method may also advantageously comprise a filtration step of the reaction medium at the end of the demetallation step (step 1)).
  • This filtration step is carried out in order to eliminate particles of powder or filings of unreacted reducing metal.
  • the filtration may cause a deposit on the filter of insoluble metal salts in the reaction medium.
  • This recovery can, according to modes of For example, the metal salts with the species present in the acidic buffer may have different solubilities.
  • a cleaning of the filter for the recovery of insoluble salts can be carried out, typically by washing with a strong acid, such as the nitric acid of usual concentration for a mineralization, then by microwave treatment, in particular during 0.5-2h at a temperature between 150 ° C and 170 ° C.
  • the recovery rate and the material balances indicated above take this aspect into account.
  • a strong acid such as nitric acid
  • the method further comprises after step 1), after an optional filtration step, a step of removing the aprotic polar solvent / buffer mixture, in particular by evaporation under reduced pressure.
  • the mineralizate obtained after evaporation of the mixture undergoes the treatment of step 2) described above. Although the yields are satisfactory, this implementation is however less preferred than the previous one.
  • the percentage of metal demetallation or recovery is defined as the ratio between the content of metals in the aqueous phase and optionally that in the filter and the sum of the metal contents in the aqueous phase, in the organic phase and optionally in the the filter.
  • the process may comprise a separation step, in particular by electrolysis, and recycling of the reducing metal which has been oxidized, present in the acidic buffer phase, to step 1), and also at least one step of separating and recycling the solvents used, implemented after step 2).
  • Treatment of the acidic buffer phase containing the metal salts is possible in order to separate and recycle, for example, zinc oxidized to Zn 2+ during the reduction of the coordinated metals at the end of step 2).
  • This step can be carried out in particular by electrolysis. To do this, a prior elimination of most of the solubilized salts in it must be implemented.
  • One possibility is to promote the precipitation of salts by varying the pH of the aqueous phase.
  • the precipitated salts can then be recovered by filtration, which makes it possible to limit their presence in the aqueous effluents.
  • the zinc metal can then be introduced in step 1) of the process.
  • the process may include at least one step of separating and recycling the solvents used during the demetallation (step 1), that is to say, separating the residual hydrocarbon fraction. aprotic polar solvent, and / or extraction (step 2)), that is to say the lipophilic polar solvent relative to the apolar protic solvent, especially after their recovery during the various operations.
  • the following quantities of reagents can be envisaged, on the basis of a crude oil comprising 100 ppm of Ni and V per ton.
  • Acidic buffer 150000 L / h ⁇ 150 T / h 405000 L / h
  • vanadyloctaethylporphyrin 50 mg, 0.08 mmol, 1 eq
  • zinc 200 mg, 3.06 mmol, 38 eq
  • a solution of 80 mL of dioxane filtered over alumina: Merck 1 .01097
  • the reaction medium is then refluxed for 90 minutes still under argon. After returning to ambient temperature, the resulting solution is filtered on filter paper.
  • the filter is placed in 10 ml of nitric acid and then treated with microwaves (800 W, 50 bar, 150-170 ° C).
  • the acidic buffer phase (and water) is taken up in 10 ml of nitric acid for 1 hour in a sand bath at 80 ° C.
  • the mineralizates are then assayed at the ICP-AES, which allows to isolate the vanadium:
  • Example 1 The protocol of Example 1 was repeated by varying the pH of the phosphate acid buffer solution. Insoluble metal salts, based on phosphates, on the filter were not taken into account for the balance sheets and recovery rates.
  • Example 2 The protocol of Example 1 was repeated by varying the total amount of zinc introduced, all things being equal. Insoluble salts on the filter were not taken into account. Table 2 presents the results obtained.
  • Example 4 Influence of the volume of the acidic phosphate buffer
  • Example 1 was repeated considering 50 mg of NiOEP having a nickel content of 4.96 mg.
  • NiOEP and NiETIO have a very important structural analogy (ethyl group instead of a methyl group) and therefore a similar reduction potential (30 mV difference for free bases).
  • the demetallation rate for the same metal appears completely different. This can be explained by the concentration of the different species present.
  • Example 1 The protocol of Example 1 is carried out with a crude oil sample (10 g) containing 3.60 mg of vanadium and 0.8 mg of nickel (sample A).
  • sample A a crude oil sample (10 g) containing 3.60 mg of vanadium and 0.8 mg of nickel

Abstract

The invention relates to a method for extracting metals from a hydrocarbon fraction containing coordinated metals, comprising the following steps: demetallation of the coordinated metals by (i) bringing said hydrocarbon fraction into reaction, in an inert atmosphere, with an aprotic polar solvent and an acid buffer solution, having a pH of between 0.8 and 2.5, the reaction medium thus obtained further comprising a reducing metal having a standard potential, E0, of between -0.7 and -0.9 V, present in an amount of at least 6 equivalents per 1 equivalent of coordinated metal, (ii) reflux heating the reaction medium to a temperature matching the boiling temperature of said aprotic polar solvent, until discolouration of the reaction medium, and extraction of the metal salts by adding a lipophilic solvent and the acid buffer solution, said metals being recovered in the acid buffer phase.

Description

Procédé d'extraction de métaux présents dans des fractions d'hydrocarbures.  Process for extracting metals present in hydrocarbon fractions
L'invention concerne un procédé d'extraction de métaux présents dans des fractions d'hydrocarbures contenant des métaux coordinés. Les pétroles lourds comportent généralement une part non négligeable de différentes pétroporphyrines ou de métaux coordinés, de quelques particules par million à quelques centaines de ppm. Ceux-ci, difficilement séparables du pétrole brut, sont métallés, principalement par le vanadium(IV) et le nickel(ll). Parmi les pétroporphyrines, les porphyrines de vanadium sont typiques des sédiments marins tandis que celles de nickel sont principalement présentes dans un environnement continental. La grande stabilité thermodynamique de ces composés explique leur prédominance dans les sédiments vis-à-vis d'autres métalloporphyrines. The invention relates to a process for extracting metals present in hydrocarbon fractions containing coordinated metals. Heavy oils usually have a significant share of different petrophorphyrins or coordinated metals, from a few particles per million to a few hundred ppm. These, difficult to separate from crude oil, are metallated, mainly by vanadium (IV) and nickel (II). Of the petroporphyrins, vanadium porphyrins are typical of marine sediments, while those of nickel are mainly present in a continental environment. The high thermodynamic stability of these compounds explains their predominance in sediments vis-à-vis other metalloporphyrins.
Le Nickel et le Vanadium contenus dans les résidus pétroliers se concentrent majoritairement dans la fraction asphaltènes de ces derniers. Dans le cas particulier des bitumes de l'Athabasca, des métaux ont également été trouvés en quantités significatives dans la fraction maltènes. Les composés métalliques présents dans les résidus se trouvent sous forme de complexes organométalliques solubles comme les porphyrines. Le Nickel et le Vanadium peuvent aussi être présents dans des structures non porphyriniques, actuellement mal définies. Dans le cas particulier du vanadium, il semblerait que les porphyrines soient largement majoritaires par rapport aux autres structures métalliques.  The nickel and vanadium contained in the petroleum residues are mainly concentrated in the asphaltene fraction of the latter. In the particular case of Athabasca bitumens, metals were also found in significant quantities in the Maltene fraction. The metal compounds present in the residues are in the form of soluble organometallic complexes such as porphyrins. Nickel and Vanadium may also be present in non-porphyrinic structures, which are currently poorly defined. In the particular case of vanadium, it seems that porphyrins are largely in the majority compared to other metallic structures.
Par ailleurs, il apparaît que le vanadium présent dans les pétroles lourds soit essentiellement sous forme de vanadylporphyrines. Les formes les plus communes des vanadylporphyrines ont été identifiées comme la forme ETIO (étioporphyrine), qui dérive directement de Thème, et la forme DPEP (déoxophylloérythroétioporphyrine) qui dérive de différents types de chlorophylles. La présence du vanadium dans le pétrole lourd provient de la lente dégradation de ces systèmes.  On the other hand, it appears that the vanadium present in heavy oils is essentially in the form of vanadylporphyrins. The most common forms of vanadylporphyrins have been identified as the ETIO (etioporphyrin) form, which derives directly from Theme, and the DPEP (deoxophylloerythroetioporphyrin) form which derives from different types of chlorophylls. The presence of vanadium in heavy oil comes from the slow degradation of these systems.
L'élimination de ces métaux aussi tôt que possible dans les traitements des bruts est une nécessité, car ces métaux réduisent la durée de vie des catalyseurs qui sont utilisés dans les opérations de raffinage en aval, telles que le craquage catalytique, l'hydrocraquage et l'hydrodésulfuration (EP 1939270 A1 ). En effet, certains métaux comme le vanadium empoisonnent le catalyseur en se déposant à sa surface, tendant à en réduire l'activité, ce qui nécessite le remplacement prématuré de celui-ci. D'autres métaux, comme le nickel, génèrent des réactions secondaires comme la déshydrogénation. Dans l'industrie du raffinage, si nécessaire, les métaux présents dans les hydrocarbures d'origine pétrolière sont éliminés par hydrotraitement, et plus particulièrement par hydrodémétallation, ou par cokéfaction. Ces procédés entraînent cependant une perte importante de matière première et conduisent à la formation de vanadium pentoxyde V2O5, ce qui pose des problèmes de toxicité (L. Zychlinski et al, Arch. Environ. Con. Tox. 1991 , 20, 295-298) et de corrosion (L. F. Drbal et al, Power Plant Engineering by Black & Veatch, Springer,New York, 1996). The removal of these metals as early as possible in crude treatments is a necessity as these metals reduce the service life of the catalysts that are used in downstream refining operations, such as catalytic cracking, hydrocracking and hydrodesulfurization (EP 1939270 A1). Indeed, some metals such as vanadium poison the catalyst by depositing on its surface, tending to reduce the activity, which requires the premature replacement thereof. Other metals, such as nickel, generate side reactions such as dehydrogenation. In the refining industry, if necessary, the metals present in petroleum hydrocarbons are removed by hydrotreating, and more particularly by hydrodemetallization, or by coking. These processes, however, lead to a significant loss of raw material and lead to the formation of vanadium pentoxide V 2 O 5 , which poses problems of toxicity (L. Zychlinski et al., Arch., Environ Tox 1991, 20, 295 -298) and corrosion (LF Drbal et al, Power Plant Engineering by Black & Veatch, Springer, New York, 1996).
Les catalyseurs étant à base de métaux nobles, donc forts onéreux, il convient de les préserver et de les économiser en démétallant les porphyrines contenues dans le pétrole brut. Toutefois, ces métalloporphyrines sont souvent contenues dans les asphaltènes, portion de ces pétroles solubles dans le toluène et insolubles dans les alcanes. Dans les pétroles lourds, on y trouve des agrégats colloïdaux, qui peuvent être très stables, et ainsi empêchent d'extraire facilement ces métalloporphyrines.  The catalysts are based on noble metals, and therefore expensive, it is advisable to preserve and save them by demetalling the porphyrins contained in the crude oil. However, these metalloporphyrins are often contained in asphaltenes, a portion of these oils soluble in toluene and insoluble in alkanes. In heavy oils, there are colloidal aggregates, which can be very stable, and thus prevent easy extraction of these metalloporphyrins.
Cependant, plusieurs brevets ont été publiés pour proposer des procédés permettant l'extraction des métalloporphyrines à l'aide de solvants polaires comme la 2-pyrrolidone (US 3,052,627) ou la 2-butyrolactone (US 2,913,394). Le brevet US 4,643,821 décrit les meilleurs solvants spécifiques d'extraction de vanadylporphynnes dans les asphaltènes. C'est en employant un mélange de solvants aromatiques et polaires que les meilleurs résultats ont été obtenus dans la mesure où ce mélange permet à la fois de solubiliser les pétroles lourds et d'extraire les métalloporphyrines.  However, several patents have been published to provide methods for extracting metalloporphyrins using polar solvents such as 2-pyrrolidone (US 3,052,627) or 2-butyrolactone (US 2,913,394). US Pat. No. 4,643,821 describes the best specific solvents for extracting vanadylporphynes in asphaltenes. It is by employing a mixture of aromatic and polar solvents that the best results have been obtained insofar as this mixture makes it possible both to solubilize the heavy oils and to extract the metalloporphyrins.
Un des objectifs visés par les inventeurs est de parvenir à effectuer cette réaction de démétallation avec des rendements élevés et en utilisant les conditions les plus douces possible afin de préserver le pétrole brut. Dans ce but, de nombreuses méthodes de démétallation de diverses métalloporphyrines ont été décrites dans la littérature ou brevets comme par exemple la démétallation par oxydation (US 3,203,892 ; US 4,518,484 ; K. A. Gould, Fuel, 1980, 59, 733-736), la démétallation biologique (US 5,726,056 ; P. M. Fedorak et al, Enzyme Microb. Tech., 1993, 15, 429-437), la démétallation électrolytique (US 5,529,684 ; C. Ovalles et al, Fuel Processing Technology, 1996, 48, 241 -247) ou la photolyse (H. Kunkely et al, Inorganic Chemistry Communications, 2007, 10, 479-481 ). Toutefois, deux méthodes principales se dégagent : une voie électrochimique et une voie chimique. Les deux approches ont été envisagées et sont décrites dans la littérature, notamment par M. F. Ali et al, Fuel Processing Technology, 2006, 32, 573- 584. One of the objectives of the inventors is to achieve this demetallation reaction with high yields and using the mildest possible conditions to preserve the crude oil. For this purpose, numerous methods of demetallation of various metalloporphyrins have been described in the literature or patents such as, for example, oxidation demetallation (US Pat. (US 5,726,056, PM Fedorak et al., Enzyme Microb.Techn., 1993, 15, 429-437), electrolytic demetallation (US 5,529,684, C. Ovalles et al, Fuel Processing Technology, 1996, 48, 241-247). or photolysis (H. Kunkely et al, Inorganic Chemistry Communications, 2007, 10, 479-481). However, two main methods emerge: an electrochemical route and a chemical route. Both approaches have been considered and are described in the literature, in particular by MF Ali et al, Fuel Processing Technology, 2006, 32, 573-584.
M. F. Ali et al liste une grande quantité de réactifs chimiques proposés pour la démétallation de pétroporphyrines. Plusieurs des études décrites ont été réalisées par des industriels (Exxon, Shell, China Petrochemical Corp., etc.). Si certains des réactifs proposés semblent relativement peu destructeurs de la matière organique, d'autres, tels que l'acide fluorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide nitrique et l'hypochlorite de sodium, ne sont pas très sélectifs vis-à-vis de la démétallation des porphyrines. En plus des réactions de démétallation, une détérioration de molécules non métallées est observée par différentes réactions secondaires, telles que l'oxydation, polymérisation des composés insaturés et l'incorporation de chlore. Ceci explique la raison pour laquelle le développement de ces procédés de démétallation n'a pas été a priori mené jusqu'à l'étape d'industrialisation.  Mr. F. Ali et al lists a large quantity of proposed chemical reagents for the demetallation of petroporphyrins. Several of the studies described have been carried out by manufacturers (Exxon, Shell, China Petrochemical Corp., etc.). While some of the proposed reagents appear to be relatively non-destructive of organic matter, others, such as hydrofluoric acid, sulfuric acid, nitric acid and sodium hypochlorite, are not very selective towards demetallation of porphyrins. In addition to the demetallation reactions, deterioration of unmetallated molecules is observed by different side reactions, such as oxidation, polymerization of unsaturated compounds and incorporation of chlorine. This explains the reason why the development of these demetallation processes was not a priori led to the stage of industrialization.
La demande de brevet citée plus haut, EP 1 939 270 A1 , divulgue un procédé de démétallation par oxydation sélective de métalloporphyrines d'une charge réelle et élimination du métal en une seule étape. L'oxydant utilisé est un hydroperoxyde et l'oxydation est catalysée par du Fe(lll). Toutefois, l'emploi de telles conditions n'est pas sans conséquences, puisqu'elles entraînent la détérioration du pétrole lourd par oxydation et par la formation de radicaux libres. Malgré des taux de démétallation élevés sur charge réelle, cette méthode n'est donc pas entièrement satisfaisante économiquement.  The patent application cited above, EP 1 939 270 A1, discloses a process for the selective metalloporphyrin oxidation demetallation of a real charge and removal of the metal in a single step. The oxidant used is a hydroperoxide and the oxidation is catalyzed by Fe (III). However, the use of such conditions is not without consequences, since they lead to the deterioration of heavy oil by oxidation and the formation of free radicals. Despite high demetallation rates on real load, this method is therefore not entirely satisfactory economically.
Le demandeur a focalisé ses recherches sur la démétallation par voie chimique utilisant des conditions acides et/ou réductrices. Cette méthode est généralement représentée dans la littérature par une équation générale PM(II) + 2 HX ^ PH2 + MX2 The Applicant has focused his research on chemical demetallation using acidic and / or reducing conditions. This method is generally represented in the literature by a general equation PM (II) + 2 HX ^ PH 2 + MX 2
L'emploi de conditions acides est valable pour de nombreux ions métalliques comme par exemple l'octaéthylporphyrine métallée au zinc (Zn(ll)OEP) qui nécessite de l'acide chlorhydrique (HCI) dilué ou encore la Ni(ll)OEP pour laquelle l'acide sulfurique (H2SO4) est indispensable à la réaction de démétallation. Toutefois, l'emploi d'un acide fort, même peu destructif vis-à-vis des pétroles, n'est pas conseillé en ingénierie en raison des problèmes de corrosion. The use of acidic conditions is valid for many metal ions, for example zinc-octaethylporphyrin (Zn (II) OEP), which requires dilute hydrochloric acid (HCl) or Ni (II) OEP for which sulfuric acid (H 2 SO 4 ) is essential for the demetallation reaction. However, the use of a strong acid, even destructive vis-à-vis oils, is not recommended in engineering because of corrosion problems.
Dans le cas des vanadylporphyrines (O=V(IV)), ce sont à la fois des conditions réductrices et acides qui sont nécessaires (J. W. Buchler, The Porphyrins, Ed. D. Dolphin, 1978). Le vanadium étant paramagnétique, afin de déterminer la structure de vanadylporphyrines par RMN, des géochimistes ont mis au point une réaction de démétallation par des conditions très drastiques, telles que traitement par l'acide méthane sulfonique à 1 10°C pendant 1 h30 (US 3,190,829). Puis, les bases ainsi obtenues, sont métallées avec du nickel(ll) pour obtenir des nickelporphyrines analysables par RMN, car diamagnétiques. Toutefois, cette méthode entraîne la dégradation de 60 à 70% des porphyrines.  In the case of vanadylporphyrins (O = V (IV)), both reductive and acidic conditions are required (J. W. Buchler, The Porphyrins, Ed D. Dolphin, 1978). Vanadium being paramagnetic, in order to determine the structure of vanadylporphyrins by NMR, geochemists have developed a demetallation reaction under very stringent conditions, such as treatment with methanesulfonic acid at 110 ° C. for 1 h 30 (US 3190829). Then, the bases thus obtained, are metallized with nickel (II) to obtain nickelporphyrins analysable by NMR because diamagnetic. However, this method causes the degradation of 60 to 70% porphyrins.
Le brevet SU 1403082 A1 décrit des conditions nettement plus douces en températures et pressions, et plus sélectives, avec l'emploi de zinc comme réducteur et de l'acide acétique comme source de protons. Ce document décrit la possibilité de démétaller des métalloporphyrines de Vanadium par réduction en présence d'ions H+. De la poudre de Zinc est utilisée comme réducteur et de l'acide acétique glacial sert de solvant protique (i.e. donneur de protons). Les essais de démétallation ont été réalisés à pression proche de la pression atmosphérique et à température assez basse, à savoir la température d'ébullition de l'acide acétique (i.e. 1 18.1 °C à 1013 mbar). Le brevet russe divulgue la récupération de porphyrines démétallées, à l'aide d'éther diéthylique, avec un rendement compris entre 60 et 85% en poids en fonction de la proportion acide acétique/poudre de zinc. L'un des buts décrits dans ce document est la recherche d'une durée de la réaction la plus courte possible (20 à 30 min) tout en évitant la mise en œuvre d'une atmosphère inerte. Cette méthode utilise donc un réactif et des solvants peu chers et non toxiques. The SU 1403082 A1 patent describes conditions that are much milder at temperatures and pressures, and more selective, with the use of zinc as a reducing agent and acetic acid as a source of protons. This document describes the possibility of demetalling Vanadium metalloporphyrins by reduction in the presence of H + ions. Zinc powder is used as a reducing agent and glacial acetic acid is used as a protic solvent (ie proton donor). The demetallation tests were carried out at a pressure close to atmospheric pressure and at a relatively low temperature, namely the boiling point of acetic acid (ie 1 18.1 ° C. to 1013 mbar). The Russian patent discloses the recovery of demetallated porphyrins, using diethyl ether, with a yield of between 60 and 85% by weight as a function of the proportion acetic acid / zinc powder. One of the aims described in this document is the search for a shortest reaction time possible (20 to 30 min) while avoiding the implementation of an inert atmosphere. This method therefore uses a reagent and inexpensive and non-toxic solvents.
Sur la base de ce document, le Demandeur a tenté de mettre en œuvre une démétallation de porphyrines à base de Ni et de V, et plus généralement de fraction d'hydrocarbures comprenant de telles porphyrines ou de métaux coordinés. Toutefois, la stricte mise en œuvre de ce procédé, telle que décrite dans ce document, n'a pas fourni les résultats prévus en termes de rendements et de durées réactionnelles.  On the basis of this document, the Applicant has attempted to implement a demetallation of porphyrins based on Ni and V, and more generally on a hydrocarbon fraction comprising such porphyrins or of coordinated metals. However, the strict implementation of this process, as described in this document, did not provide the expected results in terms of yields and reaction times.
La publication de J. G. Reynolds (Prepr. Pap.-Am. Chem. Soc, Div. The publication of J. G. Reynolds (Prepr Pap-Am Chem Soc, Div.
Fuel. Chem., 2004, 49(l), 79-80) concerne l'extraction de Nickel et Vanadium à partir de pétroporphyrines de pétroles bruts lourds. La mise en œuvre y décrite n'utilise pas de métaux réducteurs, ni d'atmosphère inerte, le milieu réactionnel étant faiblement acide. Fuel. Chem., 2004, 49 (1), 79-80) relates to the extraction of nickel and vanadium from petroform crude petroleum crude oils. The implementation there described does not use reducing metals or inert atmosphere, the reaction medium being weakly acidic.
Dans le but pallier les inconvénients de l'art antérieur, le Demandeur s'est fixé pour objectif de mettre en œuvre un procédé de démétallation de porphyrines et dérivés, simple, selon des conditions non corrosives, à des températures relativement basses, de l'ordre de la centaine de degrés, et à des pressions proches de celles atmosphériques.  In order to overcome the drawbacks of the prior art, the Applicant has set itself the objective of implementing a process for the demetallation of porphyrins and derivatives, simple, under non-corrosive conditions, at relatively low temperatures, from order of a hundred degrees, and at pressures close to atmospheric ones.
Par conséquent, l'invention concerne un procédé d'extraction de métaux à partir d'une fraction d'hydrocarbures contenant des métaux coordinés, comprenant les étapes suivantes de : Accordingly, the invention relates to a process for extracting metals from a hydrocarbon fraction containing coordinated metals, comprising the following steps of:
1 ) démétallation des métaux coordinés par (i) mise en réaction, sous atmosphère inerte, de ladite fraction d'hydrocarbures avec un solvant polaire aprotique et une solution de tampon acide, de pH compris entre 0,8 et 2,5, le milieu réactionnel ainsi obtenu comprenant en outre un métal réducteur présentant un potentiel standard, E0, compris entre -0,7 et -0,9 V, présent en une quantité d'au moins 6 équivalents pour 1 équivalent de métal coordiné, (ii) chauffage à reflux du milieu réactionnel à une température correspondant à la température d'ébullition dudit solvant polaire aprotique, jusqu'à décoloration du milieu réactionnel, et 1) demetallation of the metals coordinated by (i) reacting, under an inert atmosphere, said hydrocarbon fraction with an aprotic polar solvent and an acidic buffer solution, with a pH of between 0.8 and 2.5, the medium reaction mixture thus obtained further comprising a reducing metal having a standard potential, E 0 , between -0.7 and -0.9 V, present in an amount of at least 6 equivalents for 1 equivalent of coordinated metal, (ii) refluxing the reaction medium at a temperature corresponding to the boiling point of said aprotic polar solvent, until the reaction medium is decoloured, and
2) extraction des sels de métaux par ajout d'un solvant lipophile et de la solution tampon acide, lesdits métaux étant récupérés dans la phase tampon acide. Le demandeur a ainsi montré que la mise en œuvre du procédé permettait une récupération des métaux coordinés à partir de cette fraction d'hydrocarbures, lesquels métaux représentent avantageusement le Nickel et le Vanadium, avec un taux compris entre 2% et 30% pour le vanadium de préférence entre 10% et 22%, et entre 2% et 8% en Nickel. En outre, l'extraction des métaux présente les avantages d'éviter, d'une part, l'empoisonnement des catalyseurs utilisés lors de traitement de ces fractions d'hydrocarbures et, d'autre part, la dégradation de cette fraction.  2) extraction of the metal salts by addition of a lipophilic solvent and the acidic buffer solution, said metals being recovered in the acidic buffer phase. The applicant has thus shown that the implementation of the process allows a recovery of the coordinated metals from this hydrocarbon fraction, which metals advantageously represent nickel and vanadium, with a level of between 2% and 30% for vanadium. preferably between 10% and 22%, and between 2% and 8% nickel. In addition, the extraction of metals has the advantages of avoiding, on the one hand, the poisoning of the catalysts used in the treatment of these hydrocarbon fractions and, on the other hand, the degradation of this fraction.
La mise en œuvre et l'optimisation du procédé pour atteindre de tels taux ont été effectuées par le Demandeur en considérant des porphyrines modèles contenant du vanadium et du nickel.  The implementation and the optimization of the process to achieve such levels have been carried out by the Applicant by considering model porphyrins containing vanadium and nickel.
Des telles porphyrines modèles qui ont été considérées sont la vanadyloctaéthylporphyrine (O=VOEP), la vanadylétioporphyrine (O=VETIO) existant sous quatre isomères (O=VETIO I, O=VETIO II, O=VETIO III, O=VETIO IV), la nickeloctaéthylporphyrine (NiOEP), la nickelétioporphyrine (NiETIO) existant sous quatre isomères (NiETIO I, NiETIO II, NiETIO III, NiETIO IV), car représentatives des pétroporphyrines et autres, dans les fractions pétrolières. Examples of such porphyrins that have been considered are vanadyloctaethylporphyrin (O = VOEP), vanadyletioporphyrin (O = VETIO) existing under four isomers (O = VETIO I, O = VETIO II, O = VETIO III, O = VETIO IV), Nickeloctaethylporphyrin (NiOEP), Nickeletimorphyrin (NiETIO) existing under four isomers (NiETIO I, NiETIO II, NiETIO III , NiETIO IV), because representative of petroporphyrins and others, in petroleum fractions.
Ce procédé, lorsqu'il est mis en œuvre sur ces porphyrines modèles, permet d'obtenir des taux d'extraction des métaux (V et Ni) compris entre 10% et 96%, les taux de la limite inférieure étant habituellement obtenus pour le Nickel.  This method, when used on these model porphyrins, makes it possible to obtain metal extraction rates (V and Ni) of between 10% and 96%, the levels of the lower limit being usually obtained for Nickel.
En effet, le Demandeur à donc montré que, sans pour autant être lié par une quelconque théorie, les porphyrines de nickel ont les plus faibles taux de récupération, ce qui s'expliquerait par le fait que celles-ci sont moins réductibles dans le milieu réactionnel du fait de leur potentiel standard, E0, d'environ -1 ,2 V, alors que celui des porphyrines de vanadium a pour valeur d'environ -1 ,0 V. Indeed, the Applicant has therefore shown that, without being bound by any theory, nickel porphyrins have the lowest recovery rates, which can be explained by the fact that they are less reducible in the medium. due to their standard potential, E 0 , of about -1.2 V, whereas that of vanadium porphyrins has a value of about -1.0 V.
Par ailleurs, il a été observé que les taux de récupération des métaux et le bilan matière des métaux, défini comme étant les quantités présentes dans la phase aqueuse et dans la phase organique par le solvant lipophile, sont meilleurs, par exemple respectivement d'un facteur 2 à 4 pour les taux de récupération, et d'environ 10% à 25% pour les bilans matière, pour les O=VOEP et NiOEP, par rapport aux O=VETIO et NiETIO.  Moreover, it has been observed that the metal recovery rates and the material balance of the metals, defined as being the quantities present in the aqueous phase and in the organic phase by the lipophilic solvent, are better, for example respectively from a factor 2 to 4 for recovery rates, and about 10% to 25% for material balances, for O = VOEP and NiOEP, compared to O = VETIO and NiETIO.
Le procédé de l'invention présente l'avantage d'être mis en oeuvre de façon simple notamment à l'échelle industrielle, en utilisant des conditions douces, en particulier à des pressions proches de celles de la pression atmosphérique, et des conditions opératoires autorisant la non-dégradation de la fraction d'hydrocarbures de départ et des dispositifs classiques de mise en œuvre. The method of the invention has the advantage of being implemented in a simple way, in particular on an industrial scale, by using mild conditions, in particular at pressures close to those of atmospheric pressure, and operating conditions allowing the non-degradation of the hydrocarbon fraction of starting and conventional devices implementation.
La fraction d'hydrocarbures à traiter contient des métaux coordinés en particulier sous forme de pétroporphyrines à base de métaux représentant essentiellement le vanadium et le nickel, ce qui n'exclut pas d'autres structures complexes également coordinées par ces métaux. De telles fractions sont avantageusement des bruts et présentent des taux très variables de ces métaux en fonction de l'origine de ceux-ci. A titre d'exemple, les teneurs moyennes en métaux extraites de la coupe 375°C+ (équivalent à un résidu atmosphérique) sont comprises entre 1 ,2 et 135 ppm de Ni et entre 1 et 2300 ppm en vanadium, dans la coupe 375°C-550°C (équivalente à un distillât sous vide), les teneurs moyennes en ces métaux sont compris entre 0 et 0,3 ppm et entre 0 et 0,8 ppm, et dans la coupe 550°C+ (équivalente à un résidu sous vide), les teneurs moyennes respectives sont de 5 à 175 ppm et de 4 à 3000 ppm. The hydrocarbon fraction to be treated contains coordinated metals in particular in the form of metal-based petrophorphyrines essentially representing vanadium and nickel, which does not exclude other complex structures also coordinated by these metals. Such fractions are advantageously crude and have very variable levels of these metals depending on the origin thereof. By way of example, the average metal contents extracted from the 375 ° C + section (equivalent to an atmospheric residue) are between 1, 2 and 135 ppm Ni and between 1 and 2300 ppm vanadium, in the 375 ° section. C-550 ° C (equivalent to a distillate vacuum), the average contents of these metals are between 0 and 0.3 ppm and between 0 and 0.8 ppm, and in the 550 ° C + section (equivalent to a vacuum residue), the respective average contents are at 175 ppm and from 4 to 3000 ppm.
La première étape du procédé (étape 1 )) concerne une réaction de démétallation des métaux coordinés présents sous les formes indiquées plus haut de la fraction d'hydrocarbures.  The first step of the process (step 1) concerns a demetallation reaction of the coordinated metals present in the forms indicated above of the hydrocarbon fraction.
Cette réaction est effectuée par mise en contact de la fraction d'hydrocarbures avec un solvant polaire aprotique (étape 1 )(i)), qui est très avantageusement choisi pour pouvoir solubiliser les porphyrines et les pétroporphyrines et d'être miscible à l'eau et notamment dans la solution de tampon acide. De préférence, ce solvant est choisi dans le groupe constitué par le dioxane, le tétrahydrofurane, l'acétone, l'acétonitrile, le diméthylformamide, le diméthylsulfoxyde, le furfural, et leurs mélanges, de préférence le dioxane.  This reaction is carried out by bringing the hydrocarbon fraction into contact with an aprotic polar solvent (step 1) (i)), which is very advantageously chosen so as to be able to solubilize the porphyrins and the petroporphyrins and to be miscible with water. and especially in the acid buffer solution. Preferably, this solvent is selected from the group consisting of dioxane, tetrahydrofuran, acetone, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, furfural, and mixtures thereof, preferably dioxane.
La réaction de démétallation implique également l'ajout d'une solution tampon acide (étape 1 )(i)), de préférence de type tampon phosphate, sulfate ou nitrate, dont la concentration varie avantageusement entre 0,10 M et 2 M, en particulier entre 0,15 M et 2 M.  The demetallation reaction also involves the addition of an acid buffer solution (step 1) (i)), preferably of the phosphate buffer, sulfate or nitrate buffer, the concentration of which varies advantageously between 0.10 M and 2 M, in between 0.15 M and 2 M.
Le pH de mise œuvre de la réaction de démétallation doit être compris entre 0,8 et 2,5, de préférence entre 1 ,4 et 1 ,8. Au besoin, le pH peut être ajusté par l'ajout d'un composé acide ou basique pour obtenir ces valeurs.  The pH of implementation of the demetallation reaction must be between 0.8 and 2.5, preferably between 1.4 and 1.8. If necessary, the pH can be adjusted by adding an acidic or basic compound to obtain these values.
Le solvant polaire aprotique peut être ajouté en premier, puis le tampon acide est ajouté, ou inversement. On peut également ajouter un mélange solvant polaire aprotique/tampon acide. The aprotic polar solvent can be added first, then the acid buffer is added, or vice versa. It is also possible to add an aprotic polar solvent / acid buffer mixture.
Le Demandeur a montré que le rapport volumique entre le solvant polaire aprotique et le tampon acide pouvait avoir une influence autant sur la cinétique de démétallation que sur le taux de récupération des métaux d'intérêt.  The Applicant has shown that the volume ratio between the aprotic polar solvent and the acid buffer can have as much influence on the kinetics of demetallation as on the recovery rate of the metals of interest.
Avantageusement, le rapport volumique solvant polaire aprotique/tampon acide est compris entre 1 ,5 et 16, de façon plus préférée entre 4 et 8, en particulier entre 3 et 5.  Advantageously, the volume ratio aprotic polar solvent / acid buffer is between 1, 5 and 16, more preferably between 4 and 8, in particular between 3 and 5.
En outre, ce rapport qui a été avantageusement défini est basé également de façon avantageuse sur les quantités de métal réducteur et de la quantité de fraction d'hydrocarbures à traiter. Par conséquent, on utilise de façon avantageuse pour 1 litre de mélange solvant polaire aprotique/tampon acide, de préférence selon un rapport volumique compris entre 3 et 5, de 1 à 40 g, de préférence entre 9 et 40 g, de métal réducteur, et entre 0,7 et 1 ,3 kg de fraction d'hydrocarbures, de préférence entre 0,9 et 1 ,1 kg. In addition, this ratio which has been advantageously defined is also based advantageously on the amounts of reducing metal and the amount of hydrocarbon fraction to be treated. Therefore, it is advantageous to use 1 liter of aprotic polar solvent / acid buffer mixture, preferably in a volume ratio of between 3 and 5, of from 1 to 40 g, preferably from 9 to 40 g, of reducing metal. and between 0.7 and 1.3 kg of hydrocarbon fraction, preferably between 0.9 and 1.1 kg.
Le milieu réactionnel est obtenu par mélange de la fraction d'hydrocarbures, de solvant polaire aprotique, de solution tampon acide et de métal réducteur, ce dernier présentant un potentiel standard, E0, compris entre -0,7 et -0,9 V. The reaction medium is obtained by mixing the hydrocarbon fraction, aprotic polar solvent, acid buffer solution and reducing metal, the latter having a standard potential, E 0 , between -0.7 and -0.9 V .
Afin que la réaction puisse être quantitative au regard des potentiels standards des vanadylporphyrines (E0 d'environ -1 V) et des nickelporphyrines (E0 d'environ -1 ,2 V), le choix du métal réducteur est régit par son E0. De tels métaux réducteurs sont avantageusement le chrome (E0 = - 0,74 V (Cr37Cr)) et le zinc (E0 = -0,76 V (Zn27Zn)), le zinc étant le préféré. In order for the reaction to be quantitative with regard to the standard potentials of vanadylporphyrins (E 0 of approximately -1 V) and nickelporphyrins (E 0 of approximately -1.2 V), the choice of reducing metal is governed by its E 0 . Such reducing metals are advantageously chromium (E 0 = - 0.74 V (Cr 3 7 Cr)) and zinc (E 0 = -0.76 V (Zn 2 7 Zn)), zinc being the preferred.
Les quantités de métal réducteur présentes dans le milieu réactionnel est d'au moins 6 équivalents pour 1 équivalent de métal coordiné. En effet, en considérant les porphyrines modèles, O=VOEP, O=VETIO, NiOEP et NiETIO, la stoechiométrie de la réaction implique 3 moles de métal pour réduire 1 mole de porphyrine, avec échange de 6 électrons. On peut par exemple considérer, à l'échelle laboratoire, 100-400 mg de métal réducteur, de préférence 200-400 mg pour environ 2-5,5 mg de métaux (somme de Ni et V), selon un rapport en poids de la quantité de métal réducteur sur la quantité en métaux compris entre 20 et 100. On peut extrapoler ces quantités pour une mise en œuvre à l'échelle pilote ou industrielle, à condition de respecter les proportions respectives. Le métal réducteur est habituellement sous forme de poudre ou de limaille.  The amounts of reducing metal present in the reaction medium is at least 6 equivalents for 1 equivalent of coordinated metal. Indeed, considering the model porphyrins, O = VOEP, O = VETIO, NiOEP and NiETIO, the stoichiometry of the reaction involves 3 moles of metal to reduce 1 mole of porphyrin, with exchange of 6 electrons. For example, 100-400 mg of reducing metal, preferably 200-400 mg for about 2-5.5 mg of metals (sum of Ni and V), may be considered on a laboratory scale, in a ratio by weight of the amount of reducing metal on the amount of metals between 20 and 100. These quantities can be extrapolated for implementation on a pilot or industrial scale, provided that the respective proportions are respected. The reducing metal is usually in the form of powder or filings.
La quantité de métal réducteur présent dans le milieu réactionnel et nécessaire à la réaction de démétallation peut être ajoutée en une seule fois, ou bien de façon très avantageuse en plusieurs fois durant la réaction. En effet, un ajout en plusieurs fois, de préférence au minimum en deux fois, voire trois fois, de la quantité nécessaire sur toute la durée de la réaction améliore sensiblement la cinétique de la réaction, ce qui diminue la durée de la réaction d'environ 50%. La réaction de démétallation (étape 1 )) implique de maintenir le milieu réactionnel sous atmosphère inerte, tel que sous argon ou azote ou autre gaz rare. The amount of reducing metal present in the reaction medium and necessary for the demetallation reaction can be added all at once, or very advantageously several times during the reaction. Indeed, an addition several times, preferably at least twice, or even three times, of the amount required over the duration of the reaction substantially improves the kinetics of the reaction, which reduces the duration of the reaction of about 50%. The demetallation reaction (step 1) involves maintaining the reaction medium under an inert atmosphere, such as under argon or nitrogen or other rare gas.
La réaction sous atmosphère inerte favorise la cinétique de démétallation et améliore les rendements d'extraction des métaux.  The reaction under an inert atmosphere promotes the kinetics of demetallation and improves the extraction efficiencies of the metals.
Le milieu réactionnel obtenu par mélange de la fraction d'hydrocarbures, de solvant polaire aprotique, de solution tampon acide et de métal réducteur est chauffé à reflux (étape 1 )(ii)) à la température d'ébullition du mélange solvant polaire aprotique/tampon acide, jusqu'à décoloration du milieu réactionnel. The reaction medium obtained by mixing the hydrocarbon fraction, aprotic polar solvent, acidic buffer solution and reducing metal is refluxed (stage 1) (ii) at the boiling point of the aprotic polar solvent mixture. acid buffer, until discoloration of the reaction medium.
La réaction de démétallation à pour but d'extraire les ions métalliques des pétroporphyrines ou autres.  The purpose of the demetallation reaction is to extract metal ions from petroporphyrins or the like.
Sans être lié par une quelconque théorie et sur la base de réactions de démétallation de porphyrines modèles décrites précédemment, la première étape de cette réaction correspondrait à la réduction diélectronique des métaux coordinés, par exemple de la O=VOEP en un intermédiaire réactionnel, la vanadyloctaéthylchlorine (O=VOEC), conduisant à des changements de colorations des composés obtenus, de la couleur bleu-violet initiale à la couleur verte dans le cas de la O=VOEP. Dans une seconde étape, une réduction supplémentaire par quatre électrons est observée, aboutissant en un (des) composé(s) porphyrinogène(s). Le composé porphyrinogène est par la suite dégradé, cette dégradation s'accompagnant de la libération d'ions métalliques dans le milieu réactionnel qui est constatée par une perte de coloration, le milieu réactionnel devenant ainsi incolore. En présence de la solution tampon acide, ces ions métalliques se stabilisent sous forme de sels, tels que des sels de phosphate. Selon cette seconde étape, la perte de coloration s'explique par une perte d'aromaticité du macrocycle de type porphyrine.  Without being bound by any theory and on the basis of model porphyrin demetallation reactions described above, the first step of this reaction would correspond to the dielectronic reduction of the coordinated metals, for example from O = VOEP to a reaction intermediate, vanadyloctaethylchlorin. (O = VOEC), leading to color changes of the compounds obtained, from the initial blue-violet color to the green color in the case of O = VOEP. In a second step, a further reduction by four electrons is observed, resulting in a porphyrinogenic compound (s). The porphyrinogenic compound is subsequently degraded, this degradation being accompanied by the release of metal ions in the reaction medium which is noted by a loss of color, the reaction medium thus becoming colorless. In the presence of the acidic buffer solution, these metal ions stabilize in the form of salts, such as phosphate salts. According to this second step, the loss of color is explained by a loss of aromaticity of the porphyrin-type macrocycle.
La durée de l'étape de démétallation est habituellement comprise entre 1 et 7h, avantageusement entre 1 ,5 et 6h. Le milieu réactionnel est de préférence porté à la température ambiante après l'achèvement de l'étape 1 ). II est ainsi primordial de mettre en œuvre le procédé sous atmosphère inerte car la présence d'oxygène conduit selon toute vraisemblance à une ou des réoxydations des différents composés intermédiaires. On peut observer un gain en taux de récupération des métaux d'un facteur deux, notamment pour le vanadium. The duration of the demetallation step is usually between 1 and 7 hours, advantageously between 1, 5 and 6 hours. The reaction medium is preferably brought to room temperature after the completion of step 1). It is thus essential to carry out the process under an inert atmosphere because the presence of oxygen in all likelihood leads to one or more reoxidation of the various intermediate compounds. We can observe a gain in metal recovery rate by a factor of two, especially for vanadium.
La deuxième étape du procédé (étape 2)) consiste en une extraction des sels de métaux par ajout d'un solvant lipophile et de la solution tampon acide, lesdits métaux étant récupérés dans la phase tampon acide. The second step of the process (step 2)) consists of an extraction of the metal salts by adding a lipophilic solvent and the acidic buffer solution, said metals being recovered in the acidic buffer phase.
Une fois l'étape 1 ) achevée, on ajoute au milieu réactionnel le solvant lipophile très avantageusement choisi dans le groupe constitué par les solvants chlorés, par exemple le chloroforme, le trichloroéthylène, le tétrachloroéthylène et/ou le chlorure de méthylène, les dérivés benzéniques, tels que le toluène, le xylène et/ou l'éthylbenzène, une coupe reformat et leur mélange. Les dérivés benzéniques et en particulier le toluène sont avantageusement utilisés car ils permettent l'obtention d'un taux de récupération maximal. Once step 1) has been completed, the lipophilic solvent is added to the reaction medium, very advantageously chosen from the group consisting of chlorinated solvents, for example chloroform, trichlorethylene, tetrachlorethylene and / or methylene chloride, and benzene derivatives. , such as toluene, xylene and / or ethylbenzene, a reformate cut and their mixture. The benzene derivatives and in particular toluene are advantageously used because they make it possible to obtain a maximum recovery rate.
Ensuite, on procède à un ajout de la solution tampon acide, les volumes ajoutés en solvant lipophile et tampon acide étant de préférence selon les rapports de 1 à 3, et en tout cas adaptés au volume du milieu réactionnel et, selon des modes de réalisation, le rapport entre la somme des volumes solvant/tampon acide et le volume du milieu réactionnel étant de préférence compris entre 0,4 et 1 . L'ajout de tampon acide peut être effectué en même temps que l'ajout de solvant.  Subsequently, the acidic buffer solution is added, the added volumes of lipophilic solvent and acidic buffer being preferably in the ratio of 1 to 3, and in any case adapted to the volume of the reaction medium and, according to embodiments the ratio between the sum of the solvent / acid buffer volumes and the volume of the reaction medium is preferably between 0.4 and 1. The addition of acid buffer can be done at the same time as the addition of solvent.
Cette étape d'ajout de solvant lipophile et de tampon acide est mise en œuvre comme une étape d'extraction liquide-liquide afin, d'une part, de laver la phase organique obtenue grâce au solvant lipophile, et, d'autre part, d'en extraire les sels métalliques et ainsi de concentrer la phase tampon acide riche en ces sels de métaux. Selon cette mise en œuvre, le rendement est maximal. La phase organique est de préférence lavée encore au moins deux fois par de l'eau qui est récupérée et réunie avec la phase tampon acide. La phase organique est enrichie en métaux coordinés qui n'ont pas été démétallés.  This step of adding lipophilic solvent and acid buffer is implemented as a liquid-liquid extraction step in order firstly to wash the organic phase obtained with the lipophilic solvent, and secondly to extract the metal salts and thus concentrate the acidic buffer phase rich in these metal salts. According to this implementation, the yield is maximum. The organic phase is preferably washed at least two more times with water which is recovered and combined with the acidic buffer phase. The organic phase is enriched in coordinated metals that have not been demetallated.
Le procédé peut en outre avantageusement comprendre une étape de filtration du milieu réactionnel à l'issu de l'étape de démétallation (étape 1 )). The method may also advantageously comprise a filtration step of the reaction medium at the end of the demetallation step (step 1)).
Cette étape de filtration est mise en œuvre afin d'éliminer les particules de poudre ou de limaille de métal réducteur n'ayant pas réagi. Toutefois, la filtration peut engendrer un dépôt sur le filtre de sels de métaux insolubles dans le milieu réactionnel. Cette récupération peut, selon des modes de réalisation, être relativement importante, par exemple d'au moins 30% de sel de métaux, et affecter le rendement de démétallation, car les sels de métaux avec les espèces présentes dans le tampon acide peuvent avoir des solubilités différentes. Ainsi, selon les cas, un nettoyage du filtre pour la récupération des sels insolubles peut être effectué, typiquement par lavage avec un acide fort, tel que l'acide nitrique de concentration habituelle pour une minéralisation, puis par traitement micro-ondes, notamment pendant 0,5-2h à une température comprise entre 150°C et 170°C. Le taux de récupération et les bilans matières indiqués plus haut tiennent compte de cet aspect. This filtration step is carried out in order to eliminate particles of powder or filings of unreacted reducing metal. However, the filtration may cause a deposit on the filter of insoluble metal salts in the reaction medium. This recovery can, according to modes of For example, the metal salts with the species present in the acidic buffer may have different solubilities. Thus, depending on the case, a cleaning of the filter for the recovery of insoluble salts can be carried out, typically by washing with a strong acid, such as the nitric acid of usual concentration for a mineralization, then by microwave treatment, in particular during 0.5-2h at a temperature between 150 ° C and 170 ° C. The recovery rate and the material balances indicated above take this aspect into account.
Le procédé peut comprendre une étape supplémentaire, mise en œuvre après l'étape 2), de traitement de la phase tampon acide enrichie en sels de métaux par un acide fort, tel que l'acide nitrique, à chaud (T° = 70°C-90°C), le minéralisat, obtenu après évaporation de l'ensemble de préférence sous pression réduite, étant ensuite récupéré et par exemple analysé par ICP-AES pour en déterminer la teneur des métaux.  The process may comprise an additional step, carried out after step 2), of treating the acidic buffer phase enriched in metal salts with a strong acid, such as nitric acid, while hot (T ° = 70 °). C-90 ° C), the mineralized material, obtained after evaporation of the whole, preferably under reduced pressure, is then recovered and for example analyzed by ICP-AES to determine the content of the metals.
Selon des modes de réalisation de l'invention, le procédé comprend en outre après l'étape 1 ), après une étape optionnelle de filtration, une étape d'élimination du mélange solvant polaire aprotique/tampon, notamment par évaporation sous pression réduite. According to embodiments of the invention, the method further comprises after step 1), after an optional filtration step, a step of removing the aprotic polar solvent / buffer mixture, in particular by evaporation under reduced pressure.
Le minéralisat obtenu après évaporation du mélange subit le traitement de l'étape 2) décrit plus haut. Bien que les rendements soient satisfaisants, cette mise en oeuvre est toutefois moins préférée que la précédente. Le pourcentage de démétallation ou de récupération des métaux est défini comme étant le rapport entre la teneur en métaux dans la phase aqueuse et éventuellement celle dans le filtre et la somme des teneurs en métaux dans la phase aqueuse, dans la phase organique et éventuellement celle dans le filtre.  The mineralizate obtained after evaporation of the mixture undergoes the treatment of step 2) described above. Although the yields are satisfactory, this implementation is however less preferred than the previous one. The percentage of metal demetallation or recovery is defined as the ratio between the content of metals in the aqueous phase and optionally that in the filter and the sum of the metal contents in the aqueous phase, in the organic phase and optionally in the the filter.
Le procédé peut comprendre une étape de séparation, notamment par électrolyse, et de recyclage du métal réducteur qui a été oxydé, présent dans la phase tampon acide, vers l'étape 1 ), et également au moins une étape de séparation et recyclage des solvants utilisés, mises en œuvre après l'étape 2). Un traitement de la phase tampon acide contenant les sels des métaux est envisageable afin de séparer et de recycler par exemple le zinc oxydé en Zn2+ au cours de la réduction des métaux coordinés à l'issue de l'étape 2). Cette étape peut être effectuée notamment par électrolyse. Pour ce faire, une élimination au préalable de la majeure partie des sels solubilisés dans celle-ci doit être mise en oeuvre. Une possibilité est de favoriser la précipitation des sels en faisant varier le pH de la phase aqueuse. Les sels précipités peuvent ensuite être récupérés par filtration, ce qui permet de limiter leur présence dans les effluents aqueux. Le zinc métal peut ensuite être introduit à l'étape 1 ) du procédé. The process may comprise a separation step, in particular by electrolysis, and recycling of the reducing metal which has been oxidized, present in the acidic buffer phase, to step 1), and also at least one step of separating and recycling the solvents used, implemented after step 2). Treatment of the acidic buffer phase containing the metal salts is possible in order to separate and recycle, for example, zinc oxidized to Zn 2+ during the reduction of the coordinated metals at the end of step 2). This step can be carried out in particular by electrolysis. To do this, a prior elimination of most of the solubilized salts in it must be implemented. One possibility is to promote the precipitation of salts by varying the pH of the aqueous phase. The precipitated salts can then be recovered by filtration, which makes it possible to limit their presence in the aqueous effluents. The zinc metal can then be introduced in step 1) of the process.
Par ailleurs, après l'étape 2), le procédé peut inclure au moins une étape de séparation et de recyclage des solvants utilisés lors de la démétallation (étape 1 )), c'est-à-dire séparer la fraction d'hydrocarbures résiduelle du solvant polaire aprotique, et/ou de l'extraction (étape 2)), c'est-à- dire du solvant polaire lipophile par rapport au solvant protique apolaire, notamment après leur récupération lors des diverses opérations.  Furthermore, after step 2), the process may include at least one step of separating and recycling the solvents used during the demetallation (step 1), that is to say, separating the residual hydrocarbon fraction. aprotic polar solvent, and / or extraction (step 2)), that is to say the lipophilic polar solvent relative to the apolar protic solvent, especially after their recovery during the various operations.
A titre d'exemple, sur une unité de production pétrolière, on peut envisager les quantités suivantes en réactifs, sur la base d'un pétrole brut comprenant 100 ppm de Ni et V par tonne For example, on a petroleum production unit, the following quantities of reagents can be envisaged, on the basis of a crude oil comprising 100 ppm of Ni and V per ton.
Brut: 250 T/h 675 T/h Gross: 250 T / h 675 T / h
Zinc : 2,3 T/h 6,1 T/h  Zinc: 2.3 T / h 6.1 T / h
Dioxane : 200000 L/h 540000 L/h  Dioxane: 200000 L / h 540000 L / h
Tampon acide : 150000 L/h ~ 150 T/h 405000 L/h  Acidic buffer: 150000 L / h ~ 150 T / h 405000 L / h
Toluène : 150000 L/h 405000 L/h L'invention est maintenant décrite plus en détail en références aux exemples non limitatifs qui suivent et aux dessins dans lesquels :  Toluene: 150000 L / h 405000 L / h The invention is now described in more detail with reference to the nonlimiting examples which follow and to the drawings in which:
- La figure 1 montre les structures des différentes porphyrines modèles vanadyloctaéthylporphyrine (O=VOEP), la vanadylétioporphyrine (O=VETIO) existant sous quatre isomères (O=VETIO I, O=VETIO II, O=VETIO III, O=VETIO IV), la nickeloctaéthylporphyrine (NiOEP), la nickelétioporphyrine (NiETIO) existant sous quatre isomères (NiETIO I, NiETIO II, NiETIO III, NiETIO IV),  - Figure 1 shows the structures of the various model porphyrins vanadyloctaethylporphyrin (O = VOEP), vanadyletioporphyrin (O = VETIO) existing under four isomers (O = VETIO I, O = VETIO II, O = VETIO III, O = VETIO IV) , nickeloctaethylporphyrin (NiOEP), nickeletioporphyrin (NiETIO) existing in four isomers (NiETIO I, NiETIO II, NiETIO III, NiETIO IV),
- La Figure 2 montre un schéma de la réaction de démétallation de la O=VOEP. Exemple 1 - Figure 2 shows a diagram of the demetallation reaction of O = VOEP. Example 1
Procédure générale pour la réaction de démétallation de la O=VOEP en présence de dioxane et de tampon phosphate de sodium General procedure for the demetallation reaction of O = VOEP in the presence of dioxane and sodium phosphate buffer
A température ambiante, la vanadyloctaéthylporphyrine (50 mg, 0.08 mmol, 1 éq.) et le zinc (200 mg, 3.06 mmol, 38 éq.) sont ajoutés à une solution de 80 mL de dioxane (filtré sur alumine : Merck 1 .01097) et 20 mL de solution tampon phosphate de sodium (pH = 1 ,5, 0,15 M) préalablement dégazée pendant 10 minutes à l'argon. Le milieu réactionnel est ensuite chauffé à reflux pendant 90 minutes toujours sous argon. Après retour à température ambiante, la solution résultante est filtrée sur papier-filtre. Après ajout de 30 mL de dichlorométhane et d'une quantité supplémentaire de 20 mL de solution tampon phosphate de sodium (pH = 1 ,5 et 0,15 M), les deux phases liquides obtenues sont séparées à l'aide d'une ampoule à décanter. La phase organique est ensuite lavée à l'eau (2 x 15 mL) puis concentrée sous pression réduite (25°C, 15 mm Hg). Les phases aqueuses réunies (tampon acide et eau) sont évaporées sur un bain de sable à 1 10°C pendant la nuit. Le reliquat issu de la phase organique est repris dans 10 mL d'acide nitrique de concentration permettant une minéralisation, puis cette solution est placée pendant 1 heure aux micro-ondes (800 W, 50 bar, 150-170°C). De manière identique, le filtre est placé dans 10 mL d'acide nitrique puis traité aux microondes (800 W, 50 bar, 150-170°C). La phase tampon acide (et eau) est reprise dans 10 mL d'acide nitrique pendant 1 heure au bain de sable à 80°C. Les minéralisats sont ensuite dosés à l'ICP-AES, ce qui permet d'isoler le vanadium : At room temperature, vanadyloctaethylporphyrin (50 mg, 0.08 mmol, 1 eq) and zinc (200 mg, 3.06 mmol, 38 eq) are added to a solution of 80 mL of dioxane (filtered over alumina: Merck 1 .01097 ) and 20 mL of sodium phosphate buffer solution (pH = 1.5, 0.15 M) previously degassed for 10 minutes with argon. The reaction medium is then refluxed for 90 minutes still under argon. After returning to ambient temperature, the resulting solution is filtered on filter paper. After addition of 30 ml of dichloromethane and an additional 20 ml of sodium phosphate buffer solution (pH = 1.5 and 0.15 M), the two liquid phases obtained are separated using a light bulb. to decant. The organic phase is then washed with water (2 × 15 mL) and then concentrated under reduced pressure (25 ° C., 15 mmHg). The combined aqueous phases (acid buffer and water) are evaporated on a sand bath at 110 ° C overnight. The residue from the organic phase is taken up in 10 mL of nitric acid concentration allowing mineralization, then this solution is placed for 1 hour in microwaves (800 W, 50 bar, 150-170 ° C). Similarly, the filter is placed in 10 ml of nitric acid and then treated with microwaves (800 W, 50 bar, 150-170 ° C). The acidic buffer phase (and water) is taken up in 10 ml of nitric acid for 1 hour in a sand bath at 80 ° C. The mineralizates are then assayed at the ICP-AES, which allows to isolate the vanadium:
Phase organique :136 g, taux de récupération = 4%, Organic phase: 136 g, recovery rate = 4%,
Filtre :1469 g, taux de récupération = 41 %, et Filter: 1469 g, recovery rate = 41%, and
Phase aqueuse :1988 g, taux de récupération = 55%. Aqueous phase: 1988 g, recovery rate = 55%.
Teneur en vanadium initial dans l'échantillon : 4,25 mg Initial vanadium content in the sample: 4.25 mg
Vanadium récupéré : 3,59 mg Vanadium recovered: 3.59 mg
Le bilan matière tant donc de 85% Exemple 2 : influence du pH The material balance so 85% Example 2: pH influence
Le protocole de l'Exemple 1 a été repris en faisant varier le pH de la solution tampon acide phosphate. Les sels insolubles de métaux, à base de phosphates, sur le filtre n'ont pas été pris en compte pour les bilans et taux de récupération. The protocol of Example 1 was repeated by varying the pH of the phosphate acid buffer solution. Insoluble metal salts, based on phosphates, on the filter were not taken into account for the balance sheets and recovery rates.
Le Tableau 1 présente les résultats obtenus. Tableau 1 Table 1 presents the results obtained. Table 1
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Les résultats indiquent que dans la gamme de pH selon l'invention on obtient une phase aqueuse enrichie en sels de vanadium. En dehors de cette gamme (pH = 3,5), le taux de récupération n'est pas satisfaisant. The results indicate that in the pH range according to the invention an aqueous phase enriched with vanadium salts is obtained. Outside this range (pH = 3.5), the recovery rate is not satisfactory.
Le bilan matière s'explique par le fait que les sels de métaux à base de phosphate, insolubles, n'ont pas été pris en compte.  The material balance is explained by the fact that insoluble phosphate-based metal salts have not been taken into account.
Exemple 3 : influence de la teneur en zinc Example 3: Influence of the zinc content
Le protocole de l'Exemple 1 a été repris en faisant varier la quantité globale de zinc introduite, toutes choses étant égales par ailleurs. Les sels insolubles sur le filtre n'ont pas été pris en compte. Le Tableau 2 présente les résultats obtenus. The protocol of Example 1 was repeated by varying the total amount of zinc introduced, all things being equal. Insoluble salts on the filter were not taken into account. Table 2 presents the results obtained.
Tableau 2 Table 2
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Ces résultats indiquent bien qu'il faut au minimum une quantité de 100 mg de zinc pour traiter 4,25 mg de vanadium de la O=VOEP (rapport ZnA/ porphyrine = 23,5). These results indicate that at least a quantity of 100 mg of zinc is required to treat 4.25 mg vanadium O = VOEP (ZnA / porphyrin ratio = 23.5).
Le bilan matière s'explique par le fait que les sels de métaux à base de phosphate, insolubles, n'ont pas été pris en compte.  The material balance is explained by the fact that insoluble phosphate-based metal salts have not been taken into account.
Exemple 4 : influence du volume du tampon phosphate acide Example 4: Influence of the volume of the acidic phosphate buffer
Le protocole de l'Exemple 1 a été repris en faisant varier le volume du tampon phosphate 0,15 M, toutes choses étant égales par ailleurs (pH = 1 ,5, le volume de CH2CI2 étant de 80 mL). The protocol of Example 1 was repeated by varying the volume of the 0.15 M phosphate buffer, all things being equal (pH = 1.5, the volume of CH 2 Cl 2 being 80 mL).
Le Tableau 3 présente les résultats obtenus. Table 3 presents the results obtained.
Tableau 3 Table 3
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Les résultats de ce tableau 3 montrent qu'à une concentration donnée en solution tampon acide, un volume minimal est requis, avantageusement selon le rapport indiqué plus haut. The results of this Table 3 show that at a given concentration in acidic buffer solution, a minimum volume is required, advantageously in the ratio indicated above.
Exemple 5 : influence de la concentration de tampon acide Example 5: Influence of Acid Buffer Concentration
Le protocole de l'Exemple 1 a été repris en faisant varier la concentration du tampon phosphate, à volume constant de 20 mL (pH = 1 ,5, le volume de CH2CI2 étant de 80 mL). The protocol of Example 1 was repeated by varying the concentration of the phosphate buffer at a constant volume of 20 ml (pH = 1.5, the volume of CH 2 Cl 2 being 80 ml).
Les résultats sont reportés au Tableau 4 The results are reported in Table 4
Tableau 4 Table 4
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Les résultats indiqués au Tableau 4 montrent que le taux de récupération de V ainsi que le bilan matière satisfaisant sont obtenus dans un large gamme en concentration du tampon acide. The results shown in Table 4 show that the recovery rate of V and the satisfactory material balance are obtained in a wide range in acid buffer concentration.
Exemple 6 Example 6
L'exemple 1 a été repris en considérant 50 mg de NiOEP ayant une teneur en nickel de 4,96 mg.  Example 1 was repeated considering 50 mg of NiOEP having a nickel content of 4.96 mg.
On obtient les résultats suivants :  The following results are obtained:
Taux de récupération de nickel (phase aqueuse + filtre) : 36%  Nickel recovery rate (aqueous phase + filter): 36%
Phase organique : 64%  Organic phase: 64%
Bilan matière : 81 %  Material balance: 81%
Exemple 7 Example 7
Le protocole de l'exemple 1 a été repris en considérant O=VETIO, de teneur en vanadium de 4,69 mg pour 50 mg d'échantillon, et NiVETIO, de teneur en nickel de 5,48 mg pour 50 mg d'échantillon. Le Tableau 5 regroupe les résultats obtenus. Tableau 5 The protocol of Example 1 was repeated considering O = VETIO, vanadium content of 4.69 mg for 50 mg of sample, and NiVETIO, nickel content of 5.48 mg for 50 mg of sample . Table 5 groups the results obtained. Table 5
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Alors que la O=OEP et O=VETIO, et NiOEP et NiETIO présentent une analogie structurelle très importante (groupement éthyl à la place d'un groupement méthyl) et donc un potentiel de réduction similaire (30 mV d'écart pour les bases libres), le taux de démétallation pour le même métal apparaît complètement différent. Ceci peut expliquer par la concentration des différentes espèces présentes. La O=VETIO, et également la NiETIO par analogie est en fait un mélange de quatre isomères (Figure 1 ), et la concentration des différentes espèces est donc nécessairement plus faible que celle de la O=VOEP. En se référant à une équation générale de cinétique simplifiée, on peut considérer que si la concentration des espèces est plus faible, la cinétique de la réaction diminue. Whereas O = OEP and O = VETIO, and NiOEP and NiETIO have a very important structural analogy (ethyl group instead of a methyl group) and therefore a similar reduction potential (30 mV difference for free bases). ), the demetallation rate for the same metal appears completely different. This can be explained by the concentration of the different species present. The O = VETIO, and also the NiETIO by analogy is actually a mixture of four isomers (Figure 1), and the concentration of the different species is necessarily lower than that of the O = VOEP. Referring to a general equation of simplified kinetics, it can be considered that if the concentration of the species is lower, the kinetics of the reaction decreases.
Exemple 8 Example 8
Le protocole de l'Exemple 1 est mis en œuvre avec un échantillon de pétrole brut (10 g) contenant 3,60 mg de vanadium et 0,8 mg de nickel (échantillon A). Dans cet exemple, on fait varier :  The protocol of Example 1 is carried out with a crude oil sample (10 g) containing 3.60 mg of vanadium and 0.8 mg of nickel (sample A). In this example, we vary:
- la durée de la réaction de démétallation, - la quantité de zinc ajoutée, et the duration of the demetallation reaction, the amount of zinc added, and
- le solvant lipophile d'extraction  the lipophilic extraction solvent
Le Tableau 6 présente les résultats obtenus Tableau 6 Table 6 presents the results obtained Table 6
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Les résultats indiquent que le meilleur taux de récupération des métaux est obtenu après 6 h de réaction en considérant 400 mg de zinc.
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The results indicate that the best metal recovery rate is obtained after 6 hours of reaction considering 400 mg of zinc.
Par ailleurs, le changement de solvant d'extraction, toutes autres conditions étant égales par ailleurs, est en faveur du choix des dérivés benzéniques, montrant les meilleurs taux.  Moreover, the change of extraction solvent, all other conditions being equal, is in favor of the choice of benzene derivatives, showing the best rates.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé d'extraction de métaux à partir d'une fraction d'hydrocarbures contenant des métaux coordinés, comprenant les étapes suivantes de : 1. A method of extracting metals from a hydrocarbon fraction containing coordinated metals, comprising the steps of:
1 ) démétallation des métaux coordinés par (i) mise en réaction, sous atmosphère inerte, de ladite fraction d'hydrocarbures avec un solvant polaire aprotique et une solution de tampon acide, de pH compris entre 0,8 et 2,5, le milieu réactionnel ainsi obtenu comprenant en outre un métal réducteur présentant un potentiel standard, E0, compris entre -0,7 et -0,9 V, présent en une quantité d'au moins 6 équivalents pour 1 équivalent de métal coordiné, (ii) chauffage à reflux du milieu réactionnel à une température correspondant à la température d'ébullition dudit solvant polaire aprotique, jusqu'à décoloration du milieu réactionnel, et 1) demetallation of the metals coordinated by (i) reacting, under an inert atmosphere, said hydrocarbon fraction with an aprotic polar solvent and an acidic buffer solution, with a pH of between 0.8 and 2.5, the medium reaction mixture thus obtained further comprising a reducing metal having a standard potential, E 0 , between -0.7 and -0.9 V, present in an amount of at least 6 equivalents for 1 equivalent of coordinated metal, (ii) refluxing the reaction medium at a temperature corresponding to the boiling point of said aprotic polar solvent, until the reaction medium is decoloured, and
2) extraction des sels de métaux par ajout d'un solvant lipophile et de la solution tampon acide, lesdits métaux étant récupérés dans la phase tampon acide.  2) extraction of the metal salts by addition of a lipophilic solvent and the acidic buffer solution, said metals being recovered in the acidic buffer phase.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le solvant est choisi dans le groupe constitué par le dioxane, le tétrahydrofurane, l'acétone, l'acétonitrile, le diméthylformamide, le diméthylsulfoxyde, le furfural, et leurs mélanges, de préférence le dioxane. 2. The process according to claim 1, wherein the solvent is selected from the group consisting of dioxane, tetrahydrofuran, acetone, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, furfural, and mixtures thereof, preferably dioxane. .
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la solution tampon acide est un tampon phosphate, sulfate ou nitrate, dont la concentration varie avantageusement entre 0,10 M et 2 M, en particulier entre 0,15 M et 2 M. 3. Method according to claim 1 or 2, wherein the acidic buffer solution is a phosphate, sulfate or nitrate buffer, the concentration of which varies advantageously between 0.10 M and 2 M, in particular between 0.15 M and 2 M.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le pH est compris entre 1 ,4 et 1 ,8. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le rapport volumique solvant polaire aprotique/tampon acide est compris entre 1 ,4. Method according to one of claims 1 to 3, wherein the pH is between 1, 4 and 1, 8. 5. Method according to one of claims 1 to 4, wherein the volume ratio aprotic polar solvent / acid buffer is between 1,
5 et 16, de façon plus préférée entre 4 et 8, en particulier entre 3 et 5. 5 and 16, more preferably between 4 and 8, in particular between 3 and 5.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel pour 1 litre de mélange solvant polaire aprotique/tampon acide, de préférence selon un rapport volumique compris entre 3 et 5, on utilise de 1 à 40 g de métal réducteur, et entre 0,7 et 1 ,3 kg de fraction d'hydrocarbures, de préférence entre 0,9 et 1 ,1 kg. 6. Method according to one of claims 1 to 5, wherein for 1 liter of aprotic polar solvent mixture / acid buffer, preferably in a volume ratio of between 3 and 5, is used from 1 to 40 g of metal. reducing agent, and between 0.7 and 1.3 kg of hydrocarbon fraction, preferably between 0.9 and 1.1 kg.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel il est mis en œuvre pour 100-400 mg de métal réducteur, de préférence 200-400 mg, 2-5,5 mg de métaux (somme de Ni et V), selon un rapport en poids de la quantité de métal réducteur sur la quantité en métaux compris entre 20 et 100. 7. Method according to one of claims 1 to 6, wherein it is implemented for 100-400 mg of reducing metal, preferably 200-400 mg, 2-5.5 mg of metals (sum of Ni and V ), in a ratio by weight of the amount of reducing metal to the amount of metals between 20 and 100.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le métal réducteur présent dans le milieu réactionnel est ajouté en une seule fois ou en plusieurs fois durant la réaction. 8. Method according to one of claims 1 to 7, wherein the reducing metal present in the reaction medium is added in one go or in several times during the reaction.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le solvant lipophile est choisi dans le groupe constitué par les solvants chlorés, par exemple le chloroforme, le trichloroéthylène, le tétrachloroéthylène et/ou le chlorure de méthylène, les dérivés benzéniques, tels que le toluène, le xylène et/ou l'éthylbenzène, une coupe reformat et leur mélange. 9. Method according to one of claims 1 to 8, wherein the lipophilic solvent is selected from the group consisting of chlorinated solvents, for example chloroform, trichlorethylene, tetrachlorethylene and / or methylene chloride, benzene derivatives , such as toluene, xylene and / or ethylbenzene, a reformate cut and their mixture.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel les volumes ajoutés en solvant lipophile et tampon acide sont selon les rapports de 1 à 3, et le rapport entre la somme des volumes solvant/tampon acide et le volume du milieu réactionnel étant compris entre 0,4 et 1 . The method according to one of claims 1 to 9, wherein the added volumes of lipophilic solvent and acidic buffer are in the ratio of 1 to 3, and the ratio of the sum of the solvent / acid buffer volumes and the volume of the medium. the reaction being between 0.4 and 1.
1 1 . Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant en outre, après l'étape 1 ), et après une étape optionnelle de filtration, une étape d'élimination du mélange solvant polaire aprotique/tampon. 1 1. Method according to one of claims 1 to 10, further comprising, after step 1), and after an optional filtration step, a step of removing the aprotic polar solvent / buffer mixture.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 1 1 , comprenant en outre une étape de séparation et de recyclage du métal réducteur, qui a été oxydé, présent dans la phase tampon acide, vers l'étape 1 ), mise en œuvre après l'étape 2). 12. Method according to one of claims 1 to 1 1, further comprising a step of separating and recycling the reducing metal, which has been oxidized, present in the acidic buffer phase, to step 1), implemented after step 2).
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, comprenant en outre au moins une étape de séparation et recyclage des solvants utilisés lors de la démétallation (étape 1 )) et/ou de l'extraction (étape 2)), mise en œuvre après l'étape 2). 13. Method according to one of claims 1 to 12, further comprising at least one step of separating and recycling the solvents used during the demetallation (step 1) and / or extraction (step 2)), put implemented after step 2).
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