WO2021013525A1 - Process for treating a gasoline by separation into three cuts - Google Patents

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WO2021013525A1
WO2021013525A1 PCT/EP2020/069031 EP2020069031W WO2021013525A1 WO 2021013525 A1 WO2021013525 A1 WO 2021013525A1 EP 2020069031 W EP2020069031 W EP 2020069031W WO 2021013525 A1 WO2021013525 A1 WO 2021013525A1
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gasoline
catalyst
heavy
hydrogen
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PCT/EP2020/069031
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Sophie COUDERC
Adrien Gomez
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IFP Energies Nouvelles
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Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of gasoline with low sulfur and mercaptan content.
  • FCC gasoline Fluid Catalytic Cracking according to Anglo-Saxon terminology, which the 'one can translate by catalytic cracking in a fluidized bed.
  • FCC gasolines therefore constitute the preferred feedstock for the process of the present invention.
  • the one which has been very widely adopted consists in specifically treating the sulfur-rich gasoline bases by hydrodesulfurization processes in the presence of hydrogen and of a catalyst.
  • Traditional processes desulphurize gasoline in a non-selective manner by hydrogenating a large part of the mono-olefins, which generates a high loss in octane number and a high consumption of hydrogen.
  • the most recent processes such as Prime G + process (trademark), allow desulfurization of cracked gasolines rich in olefins, while limiting the hydrogenation of mono-olefins and consequently the loss of octane and the resulting high consumption of hydrogen.
  • the residual sulfur compounds generally present in desulphurized gasoline can be separated into two distinct families: the unconverted refractory sulfur compounds present in the feed on the one hand, and the sulfur compounds formed in the reactor by secondary reactions known as recombination.
  • the majority compounds are the mercaptans resulting from the addition of the H 2 S formed in the reactor on the mono-olefins present in the feed.
  • Mercaptans with the chemical formula R-SH, where R is an alkyl group are also called recombinant mercaptans. Their formation or decomposition obeys the thermodynamic equilibrium of the reaction between mono-olefins and hydrogen sulfide to form recombinant mercaptans. An example is illustrated according to the following reaction:
  • the sulfur contained in the recombinant mercaptans generally represents between 20% and 80% by weight of the residual sulfur in the desulfurized gasolines.
  • Publication US2017 / 0101591 in particular describes a process for the production of hydrocarbons with a low sulfur and mercaptan content comprising a stage of selective hydrogenation by catalytic distillation making it possible to recover a light fraction and a heavy fraction, the heavy fraction then being subjected to hydrodesulfurization by catalytic distillation making it possible to recover a second light fraction which is subjected to a stripping section, then to a finishing hydrodesulfurization step, and a heavy fraction which is subjected to a hydrodesulfurization step.
  • the second desulfurized light fraction and the desulfurized heavy fraction are then subjected to a step of removing the H 2 S in a stabilization column.
  • the publication EP3299441 describes a process for desulphurizing a gasoline cut comprising a fractionation of the gasoline so as to recover a light gasoline cut and a first heavy gasoline cut; then a first step of desulphurizing the first heavy gasoline cut. The effluent is then condensed and the first gasoline cut is separated into an intermediate gasoline cut and a second heavy gasoline cut. A second step of desulfurization of the second heavy gasoline cut is carried out. The separation steps are carried out by stripping with a gas or by an adsorption method.
  • An object of the present invention is to provide a process for the desulfurization of an olefinic gasoline comprising a fractionation in three cuts which is capable of producing, by limiting the loss of octane number, a gasoline with a low total sulfur content, typically less than 30 ppm, or even preferably less than 10 ppm by weight and with a very low content of recombinant mercaptans.
  • the present invention relates to a process for desulphurizing a gasoline containing sulfur compounds, olefins and diolefins, comprising at least the following steps:
  • the gasoline is split so as to recover a LCN light gasoline cut and a first HCN heavy gasoline cut
  • the first heavy gasoline HCN cut is brought into contact with hydrogen and a hydrodesulfurization catalyst comprising an oxide support and an active phase comprising a metal from group VI B and a metal from group VIII, at a temperature between 210 and 320 ° C, at a pressure between 1 and 4 MPa, with a space velocity between 1 and 10 h and a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the first cut of heavy HCN gasoline to be treated, expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 100 and 600 Nm 3 / m 3 , so as to convert at least part of the sulfur compounds into H2S and to produce a first desulphurization effluent, c) the effluent from step b) is fractionated so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S, a MCN intermediate gasoline cut and a second HHCN heavy gasoline cut, the fractionation of the cut MCN intermediate gasoline and the second heavy gasoline HHCN cut being
  • the second HHCN heavy gasoline cut is brought into contact with hydrogen and a hydrodesulfurization catalyst comprising an oxide support and an active phase consisting of at least one metal from group VIII, at a temperature between 260 and 420 ° C, at a pressure between 0.5 and 5 MPa, with a space velocity between 1 and 10 h and a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the second HHCN heavy gasoline cut to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 25 and 600 Nm 3 / m 3 , said temperature of step d) being higher than the temperature of step b ), so as to produce a second desulphurized HHCN heavy gasoline cut, e) a step of separation of the H2S formed and present in the MCN intermediate gasoline cut resulting from step c) and in the second HHCN heavy gasoline cut is carried out desulphurized from step d).
  • a hydrodesulfurization catalyst comprising an oxide support and an active phase consisting of at least one metal from group
  • the process according to the invention responds to the problem of desulfurizing an olefinic gasoline while limiting the hydrogenation of the olefins and reducing the content of recombinant mercaptans in the desulfurized effluents, by virtue of the combination of the steps mentioned above.
  • step a) is carried out so as to separate a light gasoline cut with a high octane number and a reduced content of sulfur compounds without involving a reaction. hydrodesulphurization catalytic which would hydrogenate some of the olefins.
  • step b) carries out partial desulfurization of the HCN gasoline cut (complementary to the LCN cut) during which recombinant mercaptans are formed resulting from the reaction of olefins with the H 2 S formed.
  • Step c) contributes to the efficiency of the process thanks to the separation of the partially desulfurized HCN gasoline cut, judiciously carried out at high temperature, into an intermediate MCN gasoline cut with low sulfur content and a second heavy HHCN gasoline cut containing organic sulfur compounds including recombinant mercaptans which have higher boiling temperatures than those of the olefins from which they are derived.
  • Step d) of desulfurization of the second heavy HHCN gasoline cut which is carried out under more severe conditions than that of step b) insofar as the fractions richest in olefins have been separated beforehand, makes it possible to produce deep treatment to provide an effluent with a low sulfur content.
  • step d) makes it possible to hydrogenate the olefins very little or not and therefore maintain the octane number.
  • the method according to the invention further comprises a step of separating the H2S (step c)) which is produced during the desulfurization step b) and which allows a rebalancing of the thermodynamic equilibrium of the formation of the mercaptans of recombination towards decomposition and therefore elimination of recombinant mercaptans.
  • the separation of the HCN liquid hydrocarbon phase of step c) into an intermediate MCN gasoline cut and a second HHCN heavy gasoline cut is carried out with a cut point between 100 ° C and 140 ° C.
  • the operating conditions are adjusted so as to obtain an MCN fraction with a low sulfur content and a low mercaptan content, in particular a content of less than 10 ppm sulfur.
  • the choice of a point of cut between 100 ° C and 140 ° C makes it possible to obtain an intermediate MCN gasoline cut substantially free of most of the recombinant mercaptans contained in the effluent which formed during hydrodesulphurization step b).
  • the recombinant mercaptans have higher boiling temperatures than those of the olefins from which they are derived. This property is thus used in step c) to produce an intermediate MCN gasoline cut with a low content of sulfur and of recombinant mercaptans insofar as said recombinant mercaptans, the boiling point of which is higher than that of the gasoline cut intermediate MCN are entrained in the second cut heavy gasoline HHCN.
  • Another advantage of the process according to the invention comes from the fact that it makes it possible to achieve a very low mercaptan content (eg less than 10 ppm by weight of sulfur) in the final desulfurized gasoline with operating conditions for step a) much less severe hydrodesulphurization (for example significant reduction in temperature and / or operating pressure), which has the effect of limiting the loss of octane, increasing the lifetime of the catalyst of the step hydrodesulfurization and also reduce energy consumption.
  • a very low mercaptan content eg less than 10 ppm by weight of sulfur
  • hydrodesulphurization for example significant reduction in temperature and / or operating pressure
  • the fractionation of the MCN intermediate gasoline cut and of the second HHCN heavy gasoline cut of step c) is carried out with a cut point between 110 and 130 ° C.
  • the first desulfurization effluent from step b) is partially condensed so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S and a desulfurized HCN liquid phase. , then the said desulfurized HCN liquid phase is separated with a cut point of between 100 and 140 ° C. in an intermediate MCN gasoline cut and a second heavy gasoline H HCN cut.
  • step c) the effluent from step b) is separated with a cut point of between 100 and 140 ° C. into an MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H2S and in a second heavy gasoline H HCN cut, then a gas phase consisting essentially of hydrogen and H2S is separated by condensation from said MCN intermediate gasoline cut.
  • the temperature of step d) is at least 5 ° C higher than the temperature of step b).
  • step e) is carried out in a stabilization column configured to separate a C4- hydrocarbon phase containing H2S from a stabilized gasoline cut.
  • step e) the second desulfurized HHCN heavy gasoline cut from step d) and the MCN intermediate cut from step c) are mixed in a stabilization column.
  • the catalyst of step a) comprises alumina and an active phase comprising cobalt, molybdenum and optionally phosphorus, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of oxide catalyst of cobalt, in CoO form, between 0.1 and 10%, a content by weight relative to the total weight of molybdenum oxide catalyst, in M0O 3 form, between 1 and 20%, a cobalt / molybdenum molar ratio between 0.1 and 0.8, a content by weight relative to the weight total phosphorus oxide catalyst in P2O5 form of between 0.3 and 10% when phosphorus is present, said catalyst having a specific surface area of between 30 and 180 m 2 / g.
  • the catalyst of step d) consists of alumina and nickel, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of catalyst of nickel oxide, in NiO form, of between 5 and 20 %, said catalyst having a specific surface area between 30 and 180 m 2 / g.
  • step a) the gasoline is treated in the presence of hydrogen and a selective hydrogenation catalyst so as to at least partially hydrogenate the diolefins and carry out a reaction to weigh down a portion.
  • sulfur compounds step a) being carried out at a temperature between 50 and 250 ° C, at a pressure between 0.4 and 5 MPa, with a space velocity between 0.5 and 20 h and with a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the feed rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 2 Nm 3 / m 3 and 100 Nm 3 / m 3 .
  • the gasoline is obtained from a catalytic cracking unit.
  • group VIII according to the CAS classification corresponds to the metals of columns 8, 9 and 10 according to the new IU PAC classification.
  • the metal content is measured by X-ray fluorescence. Description of figures
  • FIG. 1 illustrates an embodiment according to the invention.
  • FIG. 2 illustrates another embodiment according to the invention.
  • FIG. 3 illustrates a method according to the prior art. Detailed description of the invention
  • the process according to the invention makes it possible to treat any type of gasoline cut containing sulfur compounds, olefins and diolefins, such as for example a cut obtained from a coking unit (coking according to the English terminology), visbreaking (visbreaking according to Anglo-Saxon terminology), steam cracking (steam cracking according to Anglo-Saxon terminology) or catalytic cracking (FCC, Fluid Catalytic Cracking according to Anglo-Saxon terminology).
  • This gasoline can optionally be composed of a significant fraction of gasoline from other production processes such as atmospheric distillation (gasoline resulting from direct distillation (or straight run gasoline according to the English terminology) or from gasoline processes.
  • Said feed is preferably constituted by a gasoline cut obtained from a catalytic cracking unit.
  • the feed is a gasoline cut containing sulfur compounds, olefins and diolefins, the boiling point range of which typically extends from the boiling points of hydrocarbons with 2 or 3 carbon atoms (C2 or C3) up to at 260 ° C, preferably from the boiling points of hydrocarbons with 2 or 3 carbon atoms (C2 or C3) up to 220 ° C, more preferably from the boiling points of hydrocarbons with 5 atoms of carbon up to 220 ° C.
  • the method according to the invention can also treat feeds having end points lower than those mentioned above, such as for example a C5-180 ° C cut.
  • the sulfur content of gasoline cuts produced by catalytic cracking depends on the sulfur content of the feed treated by the FCC, the presence or not of a pretreatment of the feed from the FCC, as well as the end point of the feed. chopped off.
  • the sulfur contents of an entire gasoline cut, especially those from the FCC are greater than 100 ppm by weight and most of the time greater than 500 ppm by weight.
  • the sulfur contents are often greater than 1000 ppm by weight, they can even in certain cases reach values of the order of 4000 to 5000 ppm by weight.
  • gasolines from catalytic cracking units contain, on average, between 0.5% and 5% by weight of diolefins, between 20% and 50% by weight of olefins, between 10 ppm and 0.5% weight of sulfur, generally less than 300 ppm of mercaptans.
  • an olefinic gasoline feedstock for example a catalytic cracked gasoline described above, is treated in an optional step which carries out the selective hydrogenation of the diolefins and the conversion (weighting) of part of the mercaptan compounds (RSH) present in the feed into thioethers, by reaction with mono-olefins.
  • RSH mercaptan compounds
  • the mercaptans which can react during the optional selective hydrogenation step are the following (non-exhaustive list): methyl mercaptan, ethyl mercaptan, n-propyl mercaptan, isopropyl mercaptan, iso-butyl mercaptan, tert-butyl mercaptan, n-butylmercaptan, secbutyl mercaptan, iso-amyl mercaptan, n-amyl mercaptan, alpha-methyl-butyl mercaptan, alpha-ethylpropyl mercaptan, n-hexyl mercaptan, 2-mercapto-hexane.
  • the FRCN gasoline feed is sent via line 1 to a selective hydrogenation catalytic reactor 2 containing at least one fixed or mobile bed of catalyst for the selective hydrogenation of the diolefins and the weighting of the mercaptans.
  • the reaction for the selective hydrogenation of the diolefins and the weighting down of the mercaptans is preferably carried out on a sulfurized catalyst comprising at least one element from group VIII and optionally at least one element from group VII and a support.
  • the element of group VIII is preferably chosen from nickel and cobalt and in particular nickel.
  • the element of group VI B when it is present, is preferably chosen from molybdenum and tungsten and very preferably molybdenum.
  • the catalyst support is preferably chosen from alumina, nickel aluminate, silica, silicon carbide, or a mixture of these oxides. Alumina is preferably used and even more preferably high purity alumina is used.
  • the selective hydrogenation catalyst contains nickel with a content by weight of nickel oxide (in NiO form) of between 4 and 12%, and molybdenum with a content by weight of molybdenum oxide. (in M0O 3 form) of between 6% and 18% and a nickel / molybdenum molar ratio of between 1 and 2.5, the metals being deposited on a support consisting of of alumina and in which the degree of sulfurization of the metals constituting the catalyst is greater than 80%.
  • nickel oxide in NiO form
  • molybdenum with a content by weight of molybdenum oxide in M0O 3 form
  • M0O 3 form nickel / molybdenum molar ratio of between 1 and 2.5
  • the gasoline to be treated is typically brought into contact with the catalyst at a temperature between 50 ° C and 250 ° C, and preferably between 80 ° C and 220 ° C, and even more preferably between 90 ° C and 200 ° C, with a liquid space velocity (or LHSV for “liquid hourly space velocity” according to the English terminology) of between 0.5 h and 20 h, the unit the liquid space velocity being the liter of feed per liter of catalyst and per hour (l / l / h).
  • the pressure is between 0.4 MPa and 5 MPa, preferably between 0.6 and 4 MPa and even more preferably between 1 and 3 MPa.
  • the optional selective hydrogenation step is typically carried out with a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the feed rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 2 and 100 Nm 3 / m 3 , preferably between 3 and 30 Nm 3 / m 3 .
  • the entire charge is generally injected at the inlet of the reactor. However, it may be advantageous, in certain cases, to inject a fraction or all of the feed between two consecutive catalytic beds placed in the reactor. This embodiment makes it possible in particular to continue to operate the reactor if the inlet to the reactor is blocked by deposits of polymers, particles or gums present in the charge.
  • the diolefin content determined by means of the maleic anhydride number (MAV or Maleic Anhydride Value according to the English terminology), according to the UOP 326 method, is generally reduced to less than 6 mg maleic anhydride / g, or even less than 4 mg AM / g and more preferably less than 2 mg AM / g.
  • MAV Maleic Anhydride Number
  • UOP 326 method is generally reduced to less than 6 mg maleic anhydride / g, or even less than 4 mg AM / g and more preferably less than 2 mg AM / g.
  • the gasoline feed is sent via line 1 to the selective hydrogenation reactor 2.
  • An effluent with a low content of diolefins and mercaptans is withdrawn from reactor 2 via line 3 and is sent, according to the step a), in a fractionation column 4 (or splitter according to English terminology) configured to separate the gasoline into two cuts: an LCN 5 light gasoline cut (or light gasoline) and a (first) heavy gasoline HCN cut 6 which consists of the additional heavy fraction of LCN light gasoline.
  • the cut point of the light cut is usually performed at a temperature below 100 ° C, and the cut point of the heavy cut is usually performed at a temperature above 65 ° C.
  • the final boiling point of the light cut is chosen so as to provide a low sulfur LCN light gasoline cut (total sulfur content typically less than 30 ppm by weight and preferably less than 10 ppm by weight) without requiring a step. subsequent hydrodesulfurization.
  • the LCN light gasoline cut is a C5- hydrocarbon cut (ie containing hydrocarbons having 5 and less than 5 carbon atoms per molecule).
  • the first HCN heavy gasoline cut which is preferably a C6 + cut (ie containing hydrocarbons which may have 6 and more than 6 carbon atoms per molecule), is treated in a stage b) of selective hydrodesulfurization (selective H DS).
  • the purpose of this step b) is, using a catalyst described below and hydrogen, to convert part of the sulfur compounds of the heavy gasoline HCN cut into H2S and hydrocarbons. Description of the hydrodesulfurization step b) of the HCN cut
  • the first HCN heavy gasoline cut 6 is thus brought into contact with the hydrogen supplied by line 7 and a selective HDS catalyst in at least one hydrodesulfurization unit 8 which comprises at least one fixed or moving bed reactor of catalyst.
  • Hydrodesulfurization step b) consists of contacting the first heavy gasoline HCN cut to be treated with hydrogen, in one or more hydrodesulfurization reactors, containing one or more catalysts suitable for carrying out the hydrodesulfurization.
  • step b) is carried out with the aim of carrying out a hydrodesulfurization selectively, that is to say with a degree of hydrogenation of the mono-olefins of less than 80%, preferably less than 70% and very preferably less than 60%.
  • the temperature is generally between 210 and 320 ° C and preferably between 220 and 290 ° C.
  • the temperature used must be sufficient to maintain the gasoline to be treated in the vapor phase in the reactor.
  • the temperature of each reactor is generally higher by at least 5 ° C, preferably by at least 10 ° C and very preferably at least 30 ° C at the temperature of the reactor preceding it.
  • the operating pressure for this step is generally between 1 and 4 MPa and preferably between 1, 5 and 3 M Pa.
  • the quantity of catalyst used in each reactor is generally such that the ratio between the gasoline flow rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions, per m 3 of catalyst (also called space velocity) is between 1 and 10 h and preferably between 2 and 8 h.
  • the hydrogen flow rate is generally such that the ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour (Nm 3 / h) and the flow rate of the heavy HCN gasoline cut to be treated, expressed in m 3 per hour under standard conditions (15 ° C, 0.1 MPa) is between 100 and 600 Nm 3 / m 3 , preferably between 200 and 500 Nm 3 / m 3 .
  • Normal m 3 is understood to mean the quantity of gas in a volume of 1 m 3 at 0 ° C. and 0.1 MPa.
  • the hydrogen supplied by line 7 can be either fresh hydrogen (make-up according to Anglo-Saxon terminology), or so-called “recycled” hydrogen coming from a step of the process, in particular steps c) and / or d), or else a mixture of fresh hydrogen and recycled hydrogen.
  • the hydrogen in line 7 is fresh hydrogen.
  • the mixture of the first HCN heavy gasoline cut with the hydrogen contacted with the catalyst in step b) is entirely in the vapor phase.
  • the degree of desulfurization of step b), which depends on the sulfur content of the feed to be treated, is generally greater than 50% and preferably greater than 70% so that the product resulting from step a) contains less than 100 ppm by weight of sulfur and preferably less than 50 ppm by weight of sulfur.
  • the catalyst used in step b) must exhibit good selectivity with respect to hydrodesulfurization reactions with respect to the reaction of hydrogenation of olefins.
  • the hydrodesulfurization catalyst of step b) comprises an oxide support and an active phase comprising a metal from group VI B and a metal from group VIII and optionally phosphorus and / or an organic compound as described below. .
  • the metal from group VIB present in the active phase of the catalyst is preferably chosen from molybdenum and tungsten.
  • the group VIII metal present in the active phase of the catalyst is preferably chosen from cobalt, nickel and a mixture of these two elements.
  • the active phase of the catalyst is preferably chosen from the group formed by the combination of the elements nickel-molybdenum, cobalt-molybdenum and nickel-cobalt-molybdenum and very preferably the active phase consists of cobalt and molybdenum.
  • the group VIII metal content is between 0.1 and 10% by weight of oxide of the group VIII metal relative to the total weight of the catalyst, preferably between 0.6 and 8% by weight, preferably between 2 and 7% by weight, very preferably between 2 and 6% by weight and even more preferably between 2.5 and 6% by weight.
  • the metal content of group VIB is between 1 and 20% by weight of oxide of the metal of group VIB relative to the total weight of the catalyst, preferably between 2 and 18% by weight, very preferably between 3 and 16 % weight.
  • the group VIII metal to group VIB metal molar ratio of the catalyst is generally between 0.1 and 0.8, preferably between 0.2 and 0.6.
  • the catalyst has a group VIB metal density, expressed as the number of atoms of said metal per unit area of the catalyst, which is between 0.5 and 30 atoms of group VIB metal per nm 2 of catalyst, preferably between 2 and 25, even more preferably between 3 and 15.
  • the metal density of group VIB expressed as the number of atoms of metal of group VIB per unit area of the catalyst (number of atoms of metal of group VIB per nm 2 of catalyst) is calculated for example from the following relation:
  • N A Avogadro number equal to 6,022.10 23 ;
  • M M Molar mass of the metal of group VIB (for example 95.94 g / mol for molybdenum).
  • the catalyst contains 20% by weight of molybdenum oxide M0O 3 (i.e. 13.33% by weight of Mo) and has a specific surface area of 100 m 2 / g, the density d (Mo) is equal at :
  • the catalyst may also have a phosphorus content generally between 0.3 and 10% by weight of P2O5 relative to the total weight of catalyst, preferably between 0.5 and 5% by weight, very preferably between 1 and 3% by weight.
  • the phosphorus present in the catalyst is combined with the metal of group VIB and optionally also with the metal of group VIII in the form of heteropolyanions.
  • the phosphorus / (metal of group VIB) molar ratio is generally between 0.1 and 0.7, preferably between 0.2 and 0.6, when phosphorus is present.
  • the catalyst is characterized by a specific surface area of between 5 and 400 m 2 / g, preferably between 10 and 250 m 2 / g, preferably between 20 and 200 m 2 / g, very preferably. between 30 and 180 m 2 / g.
  • the specific surface is determined in the present invention by the BET method according to the ASTM D3663 standard, as described in the work Rouquerol F .; Rouquerol J .; Singh K. “Adsorption by Powders & Porous So / ids; Princip / e, methodology and applications ”, Academy Press, 1999, for example by means of an Autopore III TM model apparatus of the brand Microméritics TM.
  • the total pore volume of the catalyst is generally between 0.4 cm 3 / g and 1.3 cm 3 / g, preferably between 0.6 cm 3 / g and 1.1 cm 3 / g.
  • the total pore volume is measured by mercury porosimetry according to standard ASTM D4284 with a wetting angle of 140 °, as described in the same book.
  • the packed fill density (DRT) of the catalyst is generally between 0.4 and 0.7 g / mL, preferably between 0.45 and 0.69 g / mL.
  • the DRT measurement consists in introducing the catalyst into a test tube whose volume has been determined beforehand and then, by vibration, in compacting it until a constant volume is obtained.
  • the bulk density of the packed product is calculated by comparing the introduced mass and the occupied volume after packing.
  • the hydrodesulphurization catalyst before sulphurization, has an average pore diameter greater than 20 nm, preferably greater than 25 nm, or even 30 nm and often between 20 and 140 nm, preferably between 20 and 100 nm, and very preferably between 25 and 80 nm.
  • the pore diameter is measured by mercury porosimetry according to ASTM D4284 with a wetting angle of 140 °.
  • the catalyst can be in the form of extrudates of small diameter, cylindrical or multilobed (trilobes, quatrefoils, etc.), or spheres.
  • the catalyst oxide support is usually a porous solid chosen from the group consisting of: aluminas, silica, alumina silicas or even titanium or magnesium oxides used alone or as a mixture with alumina or silica alumina . It is preferably chosen from the group consisting of silica, the family of transition aluminas and alumina silicas, very preferably, the oxide support consists essentially of alumina, that is to say that it comprises at least 51% by weight, preferably at least 60% by weight, very preferably at least 80% by weight, or even at least 90% by weight of alumina. It preferably consists solely of alumina.
  • the oxide support of the catalyst is a “high temperature” alumina, that is to say which contains theta, delta, kappa or alpha phase aluminas, alone or as a mixture, and an amount of less than 20. % of gamma, chi or eta phase alumina.
  • a very preferred embodiment of the invention corresponds to the implementation for step b) of a catalyst comprising alumina and an active phase comprising cobalt, molybdenum and optionally phosphorus, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of cobalt oxide catalyst, in CoO form, of between 0.1 and 10%, a content by weight relative to the total weight of molybdenum oxide catalyst, in M0O 3 form , between 1 and 20%, a cobalt / molybdenum molar ratio of between 0.1 and 0.8, a content by weight relative to the total weight of phosphorus oxide catalyst in P2O5 form between 0.3 and 10 % when phosphorus is present, said catalyst having a specific surface area between 30 and 180 m 2 / g.
  • the active phase consists of cobalt and molybdenum. According to another embodiment, the active phase consists of cobalt, molybdenum and phosphorus.
  • step c) of the process of the invention the effluent from step b) is fractionated so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S, an intermediate MCN gasoline cut and a gas phase.
  • second HHCN heavy gasoline cut the fractionation of the MCN intermediate gasoline cut and of the second HHCN heavy gasoline cut being carried out at a cut point between 100 and 140 ° C.
  • the cut point is defined as the arithmetic mean between the temperature corresponding to 95% of the distilled mass of an intermediate hydrocarbon cut and the temperature corresponding to 5% of the distilled mass of the heavy cut. The cut point is therefore defined by the equation:
  • a gaseous phase is first separated from the effluent from step b) so as to obtain a partially desulfurized HCN liquid phase, then the desulfurized HCN liquid phase is separated in MCN intermediate gasoline cut and secondly HHCN heavy gasoline cutter. More particularly, the first desulfurization effluent resulting from step b) is partially condensed so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S and a partially desulfurized HCN liquid phase. The condensation is generally carried out by cooling to a temperature between 40 and 60 ° C, preferably between 45 and 55 ° C. Then, in a separation column, with a cut point of between 100 and 140 ° C., said desulfurized HCN liquid phase is separated into an MCN intermediate gasoline cut and a second HHCN heavy gasoline cut.
  • the first desulphurization effluent from step b) discharged via line 9 then is cooled and partially condensed so as to produce two phases in separator 10 (step c)): one gas phase 1 1 rich in hydrogen and containing part of the H S produced by the desulfurization in step b) and a desulfurized HCN liquid phase 12 containing dissolved H S, unconverted sulfur compounds and mercaptans of recombination.
  • This condensation step essentially aims to eliminate most of the H S formed during step b).
  • the HCN 12 desulfurized liquid phase withdrawn from separator 10 is then subjected to separation with a cut point of between 100 and 140 ° C.
  • the desulfurized HCN liquid phase 12 which is preferably a C6 + cut (ie containing hydrocarbons which may preferably have 6 and more than 6 carbon atoms per molecule) is sent to a separation means 13 configured to separate at the top.
  • a separation means 13 configured to separate at the top.
  • an MCN intermediate petrol cut which is withdrawn via line 14 and at the bottom of a second HHCN heavy gasoline cut withdrawn via line 15.
  • This separation means can be a fractionation column (or splitter according to English terminology).
  • step b) Since step b) is carried out so as to ensure a high conversion of the light thiophenic sulfur compounds (mainly thiophene and methyl thiophenes), the MCN intermediate gasoline cut obtained after the fractionation of step c) contains only low contents of unconverted thiophenic sulfur compounds.
  • the MCN intermediate gasoline cut is, thanks to the high-temperature fractionation step c), also freed of most of the recombinant mercaptans contained in the effluent which formed during the hydrodesulfurization step b). In general, recombinant mercaptans have higher boiling temperatures than those of the olefins from which they are derived.
  • 2-methyl-2-pentene pure boiling point under normal conditions: 67 ° C
  • a recombinant mercaptan with 5 carbon atoms such as 2-methyl-2-penthanethiol (point d pure substance boiling under normal conditions: 125 ° C).
  • This property is thus used in step c) to produce an intermediate MCN gasoline cut with a low content of sulfur and of recombinant mercaptans insofar as said recombinant mercaptans, the boiling point of which is higher than that of the gasoline cut intermediate MCN are entrained in the second cut heavy gasoline HHCN.
  • the operating conditions of the separation are adjusted so as to obtain a low sulfur content MCN fraction and in particular a low content of recombinant mercaptans.
  • the operating conditions of the separation are adjusted so as to obtain a cut of hydrocarbons whose difference in temperature (DT) between the temperatures corresponding to 5% and to 95% of the distilled mass which is less than or equal to 75 ° C, preferably which is between 20 ° C and 65 ° C.
  • the temperature corresponding to 5% of the distilled mass of the MCN intermediate gasoline cut is preferably between 50 ° C and 80 ° C and the temperature corresponding to 95% of the distilled mass of the MCN intermediate gasoline cut is preferably between 88 ° C and 125 ° C.
  • the MCN intermediate gasoline cut has a temperature corresponding to 5% of the distilled mass which is equal to 65 ° C ⁇ 2 ° C, or equal to 60 ° C ⁇ 2 ° C or equal to 55 ° C ⁇ 2 ° C .
  • the MCN intermediate gasoline cut has a temperature corresponding to 95% of the distilled mass which is equal to 110 ° C ⁇ 10 ° C.
  • the MCN intermediate gasoline cut essentially contains hydrocarbons having 6 to 7 carbon atoms and predominantly hydrocarbons with 6 carbon atoms.
  • the total organic sulfur content in the MCN intermediate gasoline cut recovered at the top of the fractionation column of step c) is less than 30 ppm by weight, preferably less than 15 ppm by weight and more preferably less than 10 ppm weight of total sulfur.
  • the sulfur content from the mercaptans in the MCN intermediate gasoline cut recovered at the top of the fractionation column in step c) is less than 10 ppm by weight.
  • step c) the effluent from step b) is first separated into an MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H 2 S and into a second HHCN heavy gasoline cut, then a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S is separated from the intermediate gasoline cut
  • MCN More particularly, the effluent from step b) is separated into a gasoline cut. MCN intermediate containing a gas phase containing hydrogen and H 2 S and in a second heavy gasoline HHCN cut in a separation means, then a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S is condensed. the MCN intermediate gasoline cut, so as to obtain a cut point between the MCN cut and the HHCN cut of between 100 ° C and 140 ° C. The condensation is generally carried out by cooling to a temperature between 40 and 60 ° C, preferably between 45 and 55 ° C.
  • the first desulphurization effluent from step b) discharged via line 9 is separated in a separation means 25, for example in a separation flask, in an MCN intermediate gasoline cut. containing a gas phase containing hydrogen and H S 24 and in a second heavy gasoline HHCN 15 cut containing unconverted sulfur compounds and recombinant mercaptans.
  • the MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H S 24 is cooled and partially condensed so as to produce in the separator 10 two phases: a gas phase 11 rich in hydrogen and containing part of the H S produced by the desulfurization in step b) and the MCN intermediate gasoline cut 14.
  • This condensation step essentially aims to eliminate most of the HS formed during step b) and can be carried out in a gas / liquid separator flask. Description of the hydrodesulfurization step d) of the HHCN cut
  • step d) of the process the second HHCN heavy gasoline cut is treated by hydrodesulfurization.
  • Said gasoline cut withdrawn from the bottom of the splitter 13 in Figure 1 or from the bottom of the separation flask 25 in Figure 2 via line 15, is brought into contact with hydrogen supplied via line 16 in at least one hydrodesulfurization unit 17.
  • This selective hydrodesulfurization step d) thus makes it possible to convert the sulfur-containing compounds of the heavy HHCN gasoline cut (including the major part of the recombinant mercaptans formed in the hydrodesulfurization step b)) in H2S and hydrocarbons.
  • the hydrodesulphurization step d) is carried out at a higher temperature than that of step b) and in the presence of a very selective catalyst.
  • the hydrodesulfurization step d) consists in bringing the second HHCN heavy gasoline cut into contact with hydrogen, in one or more hydrodesulfurization reactors, containing one or more catalysts suitable for carrying out the hydrodesulfurization.
  • Hydrodesulfurization step d) is performed without significant hydrogenation of the olefins.
  • the degree of hydrogenation of the olefins in this stage is generally less than 5% and preferably less than 2%.
  • the temperature of this step is generally between 260 and 420 ° C, more preferably between 290 and 400 ° C, and very preferably between 290 and 350 ° C.
  • the temperature of this step d) is generally at least 5 ° C, preferably at least 10 ° C and very preferably at least 30 ° C above the temperature of step b).
  • the operating pressure of this step is generally between 0.5 and 5 MPa and preferably between 1 and 3 MPa.
  • the quantity of catalyst used in each reactor is generally such that the ratio between the gasoline flow rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions, per m 3 of catalyst (also called space speed) is between 1 and 10 tr 1 and preferably between 2 and 8 h -.
  • the hydrogen flow rate is generally such that the ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour (Nm 3 / h) and the flow rate of the HHCN cut to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions is included between 25 and 600 Nm 3 / m 3 , preferably between 200 and 500 Nm 3 / m 3 .
  • the hydrogen required for this step and supplied via line 16 can be fresh hydrogen or recycled hydrogen, preferably free of H 2 S.
  • fresh hydrogen will be used. This makes it possible to reduce the partial pressure of H 2 S at the inlet of step d) and therefore promotes the elimination of the mercaptans in olefins and H 2 S.
  • the hydrogen can come from a hydrogen supply dedicated to this step, for example a hydrogen compressor.
  • the hydrogen can also be withdrawn directly from the fresh hydrogen feed to unit 8 through line 18, saving a hydrogen compressor.
  • the catalyst of step d) is of a different nature and / or composition from that used in step b).
  • the catalyst of step d) is in particular a very selective hydrodesulfurization catalyst: it makes it possible to hydrodesulfurize without hydrogenating the olefins and therefore to maintain the octane number.
  • the catalyst which may be suitable for this step d) of the process according to the invention is a catalyst comprising an oxide support and an active phase consisting of at least one metal from group VIII, and of preferably chosen from the group formed by nickel, cobalt, iron. These metals can be used alone or in combination.
  • the active phase consists of a metal from group VIII, preferably nickel.
  • the active phase consists of nickel.
  • the group VIII metal content is between 1 and 60% by weight of oxide of the group VIII metal relative to the total weight of the catalyst, preferably between 5 and 30% by weight, very preferably between 5 and 20. % weight.
  • the catalyst is characterized by a specific surface area of between 5 and 400 m 2 / g, preferably between 10 and 250 m 2 / g, preferably between 20 and 200 m 2 / g, very preferably. between 30 and 180 m 2 / g.
  • the specific surface is determined in the present invention by the BET method according to the ASTM D3663 standard, as described in the work Rouquerol F .; Rouquerol J .; Singh K. “Adsorption by Powders & Porous So / ids; Princip / e, methodology and applications ”,
  • the pore volume of the catalyst is generally between 0.4 cm 3 / g and 1.3 cm 3 / g, preferably between 0.6 cm 3 / g and 1.1 cm 3 / g.
  • the total pore volume is measured by mercury porosimetry according to standard ASTM D4284 with a wetting angle of 140 °, as described in the same book.
  • the packed fill density (DRT) of the catalyst is generally between 0.4 and 0.7 g / mL, preferably between 0.45 and 0.69 g / mL.
  • the DRT measurement consists in introducing the catalyst into a test tube, the volume of which has been determined beforehand, then, by vibration, in compacting it until a constant volume is obtained.
  • the bulk density of the packed product is calculated by comparing the introduced mass and the occupied volume after packing.
  • the catalyst of step d), before sulfurization has an average pore diameter greater than 20 nm, preferably greater than 25 nm, or even 30 nm and often between 20 and 140 nm, preferably between 20 and 100 nm, and very preferably between 25 and 80 nm.
  • the pore diameter is measured by mercury porosimetry according to ASTM D4284 with a wetting angle of 140 °.
  • the catalyst can be in the form of extrudates of small diameter, cylindrical or multilobed (trilobes, quatrefoils, etc.), or spheres.
  • the catalyst oxide support is usually a porous solid chosen from the group consisting of: aluminas, silica, alumina silicas or even titanium or magnesium oxides used alone or as a mixture with alumina or silica alumina . It is preferably chosen from the group consisting of silica, the family of transition aluminas and alumina silicas, very preferably, the oxide support consists essentially of alumina, that is to say that it comprises at least 51% by weight, preferably at least 60% by weight, very preferably at least 80% by weight, or even at least 90% by weight of alumina. It preferably consists solely of alumina.
  • the oxide support of the catalyst is a “high temperature” alumina, that is to say which contains theta, delta, kappa or alpha phase aluminas, alone or as a mixture, and an amount of less than 20. % of gamma, chi or eta phase alumina.
  • a very preferred embodiment of the invention corresponds to the implementation for step d) of a catalyst consisting of alumina and nickel, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of catalyst of Nickel oxide, in NiO form, between 5 and 20%, said catalyst having a specific surface area between 30 and 180 m 2 / g.
  • the catalyst of the hydrodesulfurization step d) is characterized by a catalytic activity generally between 1% and 90%, preferably between 1% and 70%, and very preferably between 1% and 50% of the catalytic activity of the catalyst for hydrodesulfurization step b).
  • a second desulfurized HHCN heavy gasoline cut which typically has a sulfur content of less than 30 ppm by weight, preferably less than 15 ppm by weight and even more preferably less than 10 ppm by weight, of which respectively less than 10 ppm by weight of sulfur, preferably less than 8 ppm by weight and even more preferably less than 5 ppm of sulfur derived from recombinant mercaptans relative to to the total weight of the load.
  • the degree of hydrogenation of the olefins in this stage is generally less than 2%.
  • a step is carried out for separating the H 2 S formed and present in the MCN intermediate gasoline cut resulting from step c) and the second desulfurized HHCN heavy gasoline cut resulting from of step d).
  • the separation step comprises a stabilization step in order to separate therefrom a fraction of light C4- hydrocarbons mixed with the H2S formed and the hydrogen which has not reacted.
  • the MCN intermediate gasoline cut from line 14 and the second desulphurized HHCN heavy gasoline cut from line 19 are sent as a mixture via line 20 into a stabilization column 21 of which there is withdraw at the top via line 22 the C4- hydrocarbon fraction mixed with H2S and hydrogen and at the bottom, a mixture of desulphurized MCN and HHCN gasolines, stabilized, via line 23.
  • the LCN light gasoline cuts, and the mixture of desulfurized MCN and HHCN gasolines, produced by the process according to the invention, are advantageously used as bases for the formulation of a gasoline fuel.
  • the preparation of the catalysts and of the sulfurization is known and generally comprises a stage of impregnation of the metals of group VIII and of group VI B when it is present, and optionally of the phosphorus and / or of the organic compound on the oxide support, followed by drying, then by optional calcination making it possible to obtain the active phase in their oxide forms.
  • the catalysts are generally subjected to sulfurization in order to form the active species as described below.
  • the impregnation step can be carried out either by slurry impregnation, or by excess impregnation, or by dry impregnation, or by any other means known to those skilled in the art.
  • the impregnation solution is chosen so as to be able to dissolve the metal precursors in the desired concentrations.
  • the sources of molybdenum use may be made of oxides and hydroxides, molybdic acids and their salts, in particular ammonium salts such as ammonium molybdate, ammonium heptamolybdate, phosphomolybdic acid (H 3 PM0 12 O 40 ), and their salts, and optionally silicomolybdic acid (HUSiMo ⁇ CUo) and its salts.
  • the sources of molybdenum can also be any heteropolycompound such as Keggin, Lacunar Keggin, substituted Keggin, Dawson, Anderson, Strandberg, for example. Molybdenum trioxide and heteropolycoms of the Keggin, lacunar Keggin, substituted Keggin and Strandberg type are preferably used.
  • the tungsten precursors which can be used are also well known to those skilled in the art.
  • the sources of tungsten it is possible to use oxides and hydroxides, tungstic acids and their salts, in particular ammonium salts such as ammonium tungstate, ammonium metatungstate, phosphotungstic acid and theirs. salts, and optionally silicotungstic acid (hUSiW ⁇ Cho) and its salts.
  • the sources of tungsten can also be any heteropolycompound such as Keggin, Lacunar Keggin, substituted Keggin, Dawson, for example.
  • Oxides and ammonium salts, such as ammonium metatungstate or heteropolyanions of the Keggin, lacunar Keggin or substituted Keggin type, are preferably used.
  • the cobalt precursors which can be used are advantageously chosen from oxides, hydroxides, hydroxycarbonates, carbonates and nitrates, for example. Cobalt hydroxide and cobalt carbonate are preferably used.
  • the nickel precursors which can be used are advantageously chosen from oxides, hydroxides, hydroxycarbonates, carbonates and nitrates, for example.
  • the preferred phosphorus precursor is orthophosphoric acid H3PO4, but its salts and esters such as ammonium phosphates are also suitable.
  • the phosphorus can also be introduced at the same time as the element (s) of group VI B in the form of heteropolyanions of Keggin, lacunar Keggin, substituted Keggin or of Strandberg type.
  • the catalyst is generally subjected to a drying step at a temperature below 200 ° C, advantageously between 50 ° C and 180 ° C, preferably between 70 ° C and 150 ° C, of very preferably between 75 ° C and 130 ° C.
  • the drying step is preferably carried out under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen.
  • the drying step can be carried out by any technique known to those skilled in the art. It is advantageously carried out at atmospheric pressure or at reduced pressure. Preferably, this step is carried out at atmospheric pressure. It is advantageously carried out in a crossed bed using air or any other hot gas.
  • the gas used is either air or an inert gas such as argon or nitrogen.
  • the drying is carried out in a crossed bed in the presence of nitrogen and / or air.
  • the drying step has a duration of between 5 minutes and 15 hours, preferably between 30 minutes and 12 hours.
  • the catalyst has not undergone calcination during its preparation, that is to say that the impregnated catalytic precursor has not been subjected to a heat treatment step at a higher temperature. at 200 ° C under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen, in the presence of water or not.
  • the catalyst has undergone a calcination step during its preparation, that is to say that the impregnated catalytic precursor has been subjected to a heat treatment step at a temperature between 250 and 1000 ° C and preferably between 200 and 750 ° C, for a period typically between 15 minutes and 10 hours, under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen, in the presence of water or not.
  • a heat treatment step at a temperature between 250 and 1000 ° C and preferably between 200 and 750 ° C, for a period typically between 15 minutes and 10 hours, under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen, in the presence of water or not.
  • the catalysts of the process according to the invention Before coming into contact with the feed to be treated in a gasoline hydrodesulfurization process, the catalysts of the process according to the invention generally undergo a sulfurization step.
  • the sulphurization is preferably carried out in a sulforreducing medium, that is to say in the presence of H 2 S and hydrogen, in order to convert the metal oxides into sulphides such as, for example, M0S 2 , Co g S 8 or Ni 3 S 2 .
  • Sulfurization is carried out by injecting onto the catalyst a stream containing H 2 S and hydrogen, or else a sulfur compound capable of decomposing into H2S in the presence of the catalyst and hydrogen.
  • Polysulfides such as dimethyldisulfide (DM DS) are precursors of H 2 S commonly used to sulfide catalysts. Sulfur can also come from the charge. The temperature is adjusted so that the H 2 S reacts with the metal oxides to form metal sulphides.
  • This sulfurization can be carried out in situ or ex situ (inside or outside the reactor) of the reactor of the process according to the invention at temperatures of between 200 and 600 ° C, and more preferably between 300 and 500 ° C.
  • the degree of sulfurization of the metals constituting the catalysts is at least equal to 60%, preferably at least equal to 80%.
  • the sulfur content in the sulfurized catalyst is measured by elemental analysis according to ASTM D5373.
  • a metal is considered to be sulphurized when the overall sulphurization rate defined by the molar ratio between the sulfur (S) present on the catalyst and said metal is at least equal to 60% of the theoretical molar ratio corresponding to the total sulphurization of the (s) metal (s) considered.
  • the overall sulfurization rate is defined by the following equation:
  • (S / metal) catalyst is the molar ratio between sulfur (S) and metal present on the catalyst
  • Theoretical (S / metal) is the molar ratio between sulfur and metal corresponding to the total sulphurization of the metal to sulphide. This theoretical molar ratio varies according to the metal considered:
  • the molar ratio between the S present on the catalyst and all the metals must also be at least equal to 60% of the theoretical molar ratio corresponding to the total sulphurization of each metal to sulphide, the calculation being carried out in proportion to the relative mole fractions of each metal.
  • the minimum molar ratio (S / Mo + Ni) is given by the relation:
  • Example 1 Pretreatment of the FCC gasoline feed by selective hydrogenation (according to the prior art)
  • Table 1 gives the characteristics of an FCC gasoline treated by the method according to Figure 3 of the prior art (EP1077247).
  • the FCC gasoline (line 1) is treated in the selective hydrogenation reactor (2) in the presence of a catalyst A (optional step).
  • Catalyst A is a catalyst of the NiMo type on gamma alumina.
  • the metal contents are respectively 7% by weight NiO and 11% by weight MoO3 relative to the total weight of the catalyst, ie an Ni / Mo molar ratio of 1, 2.
  • the specific surface of the catalyst is 230 m 2 / g.
  • catalyst A Prior to its use, catalyst A is sulfurized at atmospheric pressure in a sulfurization bench under an H2S / H2 mixture consisting of 15% by volume of H 2 S at 1 L / gh of catalyst and at 400 ° C. for two hours. This protocol makes it possible to obtain a sulfurization rate greater than 80%.
  • FRCN gasoline (line 1) is brought into contact with hydrogen in a reactor which contains catalyst A. This stage of the process carries out the selective hydrogenation of the diolefins and the conversion (weighting down) of part of the mercaptan compounds. (RSH) present in the load.
  • the diolefin content is directly proportional to the value of the MAV (maleic anhydride index or Maleic Anhydrid Value according to English terminology). Diolefins are undesirable compounds because they are precursors of gums in gasolines.
  • the operating conditions implemented in the selective hydrogenation reactor are: Temperature: 140 ° C, Total pressure: 2.5 MPa, volume ratio H2 added / FRCN petrol charge: 5 normal liters of hydrogen per liter of petrol ( vol / vol), hourly volume speed (VVH): 3 h-1.
  • Table 1 Characteristics of the FRCN feed (1) and of the selective hydrogenation effluent (3).
  • the characteristics of LCN light gasoline and the first cut heavy gasoline HCN are shown in Table 2.
  • the LCN gasoline obtained (row 5) has a low sulfur content (10 ppm).
  • the first cut of heavy HCN gasoline which corresponds to approximately 72% by mass of FRCN gasoline, has a high sulfur content (600 ppm) and requires additional treatment before being incorporated into the gasoline pool.
  • Example 2 Hydrodesulfurization of the first heavy gasoline HCN cut
  • the first heavy gasoline HCN cut (line 6) obtained in Example 1 is mixed with hydrogen and treated in a selective hydrodesulfurization unit (8) which corresponds to a first hydrodesulfurization step.
  • the first hydrodesulfurization step is carried out in the presence of a CoMo catalyst supported on alumina.
  • the temperature is 268 ° C
  • the pressure is 2 MPa
  • the space velocity of the liquid (expressed in volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h
  • the H2 / HCN cut ratio is 250 normal m 3 per m 3 under standard conditions.
  • the reactor effluent (line 9) is then reheated in an oven (not shown in the figure) and then introduced into a second reactor (27) containing a so-called finishing catalyst.
  • This second finishing step is carried out in the presence of an Ni catalyst supported on alumina.
  • the pressure is 1.8 MPa, the space velocity of the liquid (expressed as volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h.
  • the effluent from reactor 27 (line 20) is sent to a stabilization column (21), in order to recover at the top of the column the hydrogen and H2S (line 22), optionally with light hydrocarbons and at the bottom of the column.
  • the column (line 23) is a desulphurized and HCN stabilized heavy gasoline cut from the second Polishing reactor. Characteristics of the HCN obtained after the second hydrodesulfurization step and stabilized, are illustrated in Table 3. The loss of olefins is presented in Table 4.
  • Table 4 Loss of olefins between the first cut of heavy HCN gasoline (line 6) and the gasoline obtained after the second hydrodesulfurization step (line 20)
  • Example 2 makes it possible to obtain an HCN gasoline with a low sulfur content (10 ppm by weight).
  • the loss of olefins between the first cut of heavy HCN gasoline and the stabilized gasoline obtained after the second hydrodesulfurization step is 27.3% by mass (in absolute).
  • the first heavy gasoline HCN cut (line 6) obtained in Example 1 is mixed with hydrogen and treated in a selective hydrodesulfurization unit (8) which corresponds to step b) of the present invention.
  • the first hydrodesulfurization step (step b)) is carried out in the presence of a CoMo catalyst supported on alumina.
  • the temperature is 260 ° C
  • the pressure is 2 MPa
  • the space velocity of the liquid is 3 h
  • the H2 / HCN cut ratio is 200 normal m 3 per m 3 under standard conditions.
  • the effluent from the reactor (line 9) is then reheated in an oven and then introduced into a second reactor (not shown in the figure) containing a so-called finishing catalyst. Neither supported on alumina.
  • the pressure is 1.8 MPa, the space velocity of the liquid (expressed as volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h.
  • the effluent from the finishing reactor is partially condensed to be introduced into the gas / liquid separator (10).
  • the gas phase produced (line 1 1) essentially contains hydrogen and H2S, possibly with light hydrocarbons.
  • the bottom of the separator (10) contains a partially desulfurized HCN hydrocarbon cut.
  • Table 6 Loss of olefins between the first cut of heavy HCN gasoline (line 6) and the gasoline obtained after step b) according to the invention
  • step b) The conditions of step b) are less severe than in Example 2: the loss of olefins at the end of step b) is reduced by 5.3% by weight in this example according to the invention.
  • step c) the effluent from step b) (line 12) is fractionated in a distillation column (13) so as to produce an MCN intermediate gasoline cut (line 14) and a second H HCN heavy gasoline cutter (line 15).
  • the fractionation of the intermediate MCN gasoline cut and of the second H HCN heavy gasoline cut being carried out at a temperature of 120 ° C. so as to obtain an MCN cut at less than 10 ppm sulfur.
  • the operation of the fractionation column is adjusted so as to obtain an MCN cut whose temperature at 95% of the distilled mass of the MCN intermediate gasoline cut is 120 ° C ⁇ 5 ° C (temperatures measured according to the CSD method described in Oil Gas Sci. Technol, Vol 54 (1999), No. 4, pp. 431-438).
  • the operation of the fractionation column is also adjusted so as to obtain at the bottom of the column, a second heavy gasoline H HCN cut whose temperature at 5% of distilled mass is 120 ° C ⁇ 5 ° C (temperatures measured according to the CSD method described in Oil Gas Sci. Technol, Vol. 54 (1999), No. 4, pp. 431-438).
  • step d) the second HHCN heavy gasoline cut is brought into contact in the reactor (17) with hydrogen and a Ni catalyst supported on so-called polishing alumina.
  • the temperature is 300 ° C
  • the pressure is 2 MPa
  • the space velocity of the liquid is 3 h.
  • the ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the second HHCN heavy gasoline cut to be treated, expressed in m 3 per hour at standard conditions, is 80 Nm 3 / m 3 . Under these operating conditions, the hydrogenation of the olefins is negligible.
  • Table 8 Characteristics of the second HHCN heavy gasoline cut after hydrodesulfurization step d) according to the invention
  • the desulfurized HHCN cut (line 19) is mixed with the MCN cut (line 14) and the mixture is sent (line 20) to a stabilization column (21), in order to recover the hydrogen and the hydrogen at the top of the column.
  • the characteristics of the HCN obtained after stabilization (21) according to the present invention are illustrated in Tables 9 and 10.
  • the process according to the invention makes it possible to produce a gasoline with a low sulfur content (10 ppm S) while reducing the absolute loss of olefins compared to the heavy gasoline HCN desulfurized after the second desulfurization step
  • Example 3 makes it possible to preserve 19% relative of the olefins present in the first cut of heavy HCN gasoline while producing gasoline with the same low sulfur content (10 ppm).
  • the preservation of the olefins present has a positive impact on the octane numbers of the gasoline produced.
  • the process according to the invention thus makes it possible to obtain, after stabilization, an HCN gasoline cut with a low organic sulfur content (10 ppm).
  • This gasoline can, with the light LCN gasoline obtained in Example 1, be upgraded in the gasoline pool for the formulation of fuel for vehicles.
  • Example 4 (according to an alternative mode of the present invention) with an MCN balloon
  • This example refers to an alternative mode of the present invention, according to Figure 2.
  • the first HCN heavy gasoline cut (line 6) obtained in Example 1 is mixed with hydrogen and treated in a selective hydrodesulfurization unit (8) which corresponds to step b) of the present invention.
  • step b) The conditions of step b) are strictly identical to those described in Example 3 according to the invention.
  • the first desulphurization effluent from step b) discharged via line 9 is separated in a separation means (25), for example in a separation flask at a controlled temperature of 140 ° C, in an MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H S (line 24) and in a second heavy HHCN gasoline cut (line 15) containing unconverted sulfur compounds and recombinant mercaptans.
  • a separation means for example in a separation flask at a controlled temperature of 140 ° C
  • MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H S line 24
  • a second heavy HHCN gasoline cut line 15
  • the MCN intermediate gasoline cut containing a gaseous phase containing hydrogen and H S (line 24) is cooled and partially condensed so as to produce in the separator (10) two phases: a gas phase (line 1 1 ) rich in hydrogen and containing part of the H S produced by the desulphurization in step b) and the MCN intermediate gasoline cut (line 14).
  • This condensation step is essentially aimed at eliminating most of the HS formed during step b).
  • Table 1 1 Characteristics of MCN intermediate gasoline and heavy gasoline cuts
  • step d) the second HHCN heavy gasoline cut is contacted in the reactor (17) with hydrogen and a Ni catalyst supported on so-called finishing alumina.
  • the temperature is 400 ° C
  • the pressure is 1.8 MPa
  • the space velocity of the liquid is 3 h.
  • the ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the second cut of heavy HHCN gasoline to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions is 50 Nm 3 / m 3 .
  • the reactor (17) is operated at a temperature higher than that of the same reactor in Example 3.
  • Table 12 Characteristics of the second HHCN heavy gasoline cut after step d) of hydrodesulfurization according to the invention
  • the second desulfurized HHCN heavy gasoline cut (line 19) is mixed with the MCN intermediate gasoline cut (line 14) then the mixture is sent (line 20) to a stabilization column (21), in order to recover at the top of column 1 'hydrogen and H2S (line 22), optionally with light hydrocarbons and at the bottom of the column (line 23) a stabilized desulphurized HCN hydrocarbon cut.
  • the characteristics of the HCN obtained after stabilization (23) according to the present invention are illustrated in Tables 13 and 14
  • Table 13 Characteristics of heavy gasoline after hydrodesulfurization and stabilization according to the invention
  • Table 14 Loss of olefins between the first HCN heavy gasoline cut (line 6) and gasoline (line 23) obtained after hydrodesulphurization and stabilization according to the invention
  • the process according to the alternative mode of the invention makes it possible to produce a gasoline with a low sulfur content (10 ppm S) while reducing the absolute loss of olefins compared to the heavy gasoline HCN desulfurized after the second desulfurization step (presented in comparative example 2).
  • the advantage of this alternative mode over the separation step c) is to carry out the MCN / HHCN separation using a liquid and gas phase separation drum.
  • the proportion of HHCN sent to the reactor 17 is 77%, against 44% in example 3.
  • the temperature imposed on the reactor 17 is higher in this alternative mode, because the rate of elimination of the RSH is higher than that of Example 3.
  • Example 2 the loss of olefins (in% by mass) between the first cut of heavy HCN gasoline (line 6) and the gasoline obtained after the second hydrodesulphurization step is 6.8%, and in the example 4 according to the invention, the loss of olefins between the first heavy gasoline HCN cut (line 6) and the gasoline mixture of intermediate gasoline cut MCN and second heavy gasoline H HCN desulfurized and stabilized cut (line 23) is 5, 5% (identical to Example 3).
  • Example 4 according to an alternative embodiment of the invention makes it possible to preserve 19% relative of the olefins present in the first heavy HCN gasoline cut while producing gasoline with the same low sulfur content (10 ppm). The preservation of the olefins present has a positive impact on the octane numbers of the gasoline produced.
  • the method according to the invention thus makes it possible to obtain, after stabilization, a petrol cut
  • HCN with a low organic sulfur content (10 ppm) which can be used in the gasoline pool for the formulation of vehicle fuel.

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Abstract

The present invention relates to a process for desulphurising a gasoline, comprising at least the following steps: a) fractionating the gasoline so as to recover a light gasoline cut LCN and a first heavy gasoline cut HCN, b) carrying out a first step of desulphurising the first heavy gasoline cut HCN, c) fractionating the effluent from step b) so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H2S, an intermediate gasoline cut MCN and a second heavy gasoline cut HHCN, wherein the fractionation of the intermediate gasoline cut MCN and the second heavy gasoline cut HHCN is carried out with a cutting point between 100 and 140°C, d) a second step of desulphurising the second heavy gasoline cut HHCN, e) separating H2S from the intermediate gasoline cut MCN of step c) and from the heavy gasoline cut HHCN of step d).

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT D'UNE ESSENCE PAR SEPARATION EN TROIS COUPES Domaine technique PROCESS FOR TREATMENT OF A GASOLINE BY SEPARATION IN THREE CUTS Technical field
La présente invention concerne un procédé de production d'essence à basse teneur en soufre et en mercaptans. Etat de la technique The present invention relates to a process for the production of gasoline with low sulfur and mercaptan content. State of the art
La production d'essences répondant aux nouvelles normes d'environnement nécessite que l'on diminue de façon importante leur teneur en soufre à des valeurs n'excédant généralement pas 50 ppm (mg/kg), et préférentiellement inférieures à 10 ppm. The production of gasolines meeting the new environmental standards requires that their sulfur content be significantly reduced to values generally not exceeding 50 ppm (mg / kg), and preferably less than 10 ppm.
Il est par ailleurs connu que les essences de conversion, et plus particulièrement celles provenant du craquage catalytique, qui peuvent représenter 30 à 50% du pool essence, ont des teneurs élevées en oléfines et en soufre. It is also known that the conversion gasolines, and more particularly those originating from catalytic cracking, which can represent 30 to 50% of the gasoline pool, have high olefin and sulfur contents.
Le soufre présent dans les essences est pour cette raison imputable, à près de 90%, aux essences issues des procédés de craquage catalytique, qu'on appellera dans la suite essence de FCC (Fluid Catalytic Cracking selon la terminologie anglo-saxonne, que l'on peut traduire par craquage catalytique en lit fluidisé). Les essences de FCC constituent donc la charge préférée du procédé de la présente invention. The sulfur present in gasolines is for this reason attributable, to nearly 90%, to gasolines resulting from catalytic cracking processes, which will hereinafter be called FCC gasoline (Fluid Catalytic Cracking according to Anglo-Saxon terminology, which the 'one can translate by catalytic cracking in a fluidized bed). FCC gasolines therefore constitute the preferred feedstock for the process of the present invention.
Parmi les voies possibles pour produire des carburants à faible teneur en soufre, celle qui a été très largement retenue consiste à traiter spécifiquement les bases essences riches en soufre par des procédés d’hydrodésulfuration en présence d’hydrogène et d'un catalyseur. Les procédés traditionnels désulfurent les essences de manière non sélective en hydrogénant une grande partie des mono-oléfines, ce qui engendre une forte perte en indice d'octane et une forte consommation d’hydrogène. Les procédés les plus récents, tels que le procédé Prime G+ (marque commerciale), permettent de désulfurer les essences de craquage riches en oléfines, tout en limitant l’hydrogénation des mono-oléfines et par conséquent la perte d’octane et la forte consommation d’hydrogène qui en résulte. De tels procédés sont par exemple décrits dans les demandes de brevet EP 1077247 et EP1174485. Les composés soufrés résiduels généralement présents dans l’essence désulfurée peuvent être séparés en deux familles distinctes : les composés soufrés réfractaires non convertis présents dans la charge d’une part, et les composés soufrés formés dans le réacteur par des réactions secondaires dites de recombinaison. Parmi cette dernière famille de composés soufrés, les composés majoritaires sont les mercaptans issus de l’addition de l’H2S formé dans le réacteur sur les mono-oléfines présentes dans la charge. Among the possible ways of producing fuels with a low sulfur content, the one which has been very widely adopted consists in specifically treating the sulfur-rich gasoline bases by hydrodesulfurization processes in the presence of hydrogen and of a catalyst. Traditional processes desulphurize gasoline in a non-selective manner by hydrogenating a large part of the mono-olefins, which generates a high loss in octane number and a high consumption of hydrogen. The most recent processes, such as Prime G + process (trademark), allow desulfurization of cracked gasolines rich in olefins, while limiting the hydrogenation of mono-olefins and consequently the loss of octane and the resulting high consumption of hydrogen. Such processes are for example described in patent applications EP 1077247 and EP1174485. The residual sulfur compounds generally present in desulphurized gasoline can be separated into two distinct families: the unconverted refractory sulfur compounds present in the feed on the one hand, and the sulfur compounds formed in the reactor by secondary reactions known as recombination. Among this last family of sulfur compounds, the majority compounds are the mercaptans resulting from the addition of the H 2 S formed in the reactor on the mono-olefins present in the feed.
Les mercaptans de formule chimique R-SH, où R est un groupement alkyle, sont également appelés mercaptans de recombinaison. Leur formation ou leur décomposition obéit à l’équilibre thermodynamique de la réaction entre les mono-oléfines et l’hydrogène sulfuré pour former des mercaptans de recombinaison. Un exemple est illustré selon la réaction suivante :
Figure imgf000003_0001
Mercaptans with the chemical formula R-SH, where R is an alkyl group, are also called recombinant mercaptans. Their formation or decomposition obeys the thermodynamic equilibrium of the reaction between mono-olefins and hydrogen sulfide to form recombinant mercaptans. An example is illustrated according to the following reaction:
Figure imgf000003_0001
Le soufre contenu dans les mercaptans de recombinaison représente généralement entre 20% et 80% poids du soufre résiduel dans les essences désulfurées. The sulfur contained in the recombinant mercaptans generally represents between 20% and 80% by weight of the residual sulfur in the desulfurized gasolines.
La formation des mercaptans de recombinaison est en particulier décrite dans le brevet US6231754 et la demande de brevet W001/40409 qui enseignent diverses combinaisons de conditions opératoires et de catalyseurs permettant de limiter la formation de mercaptans de recombinaison. D'autres solutions au problème de la formation des mercaptans de recombinaison sont basées sur un traitement des essences partiellement désulfurées pour en extraire les dits mercaptans de recombinaison. Certaines de ces solutions sont décrites dans les demandes de brevets WO02/28988 ou WO01/79391. Encore d’autres solutions sont décrites dans la littérature pour désulfurer les essences de craquage à l’aide de combinaison d’étapes d’hydrodésulfuration et d'élimination des mercaptans de recombinaison par réaction en thioéthers ou disulfures (aussi appelé adoucissement ou sweetening selon la terminologie anglo-saxonne) (voir par exemple US7799210, US6960291 , US2007114156, EP2861094). La publication US2017/0101591 notamment décrit un procédé de production d’hydrocarbures à faible teneur en soufre et en mercaptans comprenant une étape d’hydrogénation sélective par distillation catalytique permettant de récupérer une fraction légère et une fraction lourde, la fraction lourde étant ensuite soumise à une hydrodésulfuration par distillation catalytique permettant de récupérer une deuxième fraction légère qui est soumise à une section de stripage, puis à une étape d’hydrodésulfuration de finition, et une fraction lourde qui est soumise à une étape d’hydrodésulfuration. La deuxième fraction légère désulfurée et la fraction lourde désulfurée sont ensuite soumises à une étape d’élimination de l’H2S dans une colonne de stabilisation. The formation of recombinant mercaptans is in particular described in patent US Pat. No. 6,231,754 and patent application W001 / 40409 which teach various combinations of operating conditions and catalysts making it possible to limit the formation of recombinant mercaptans. Other solutions to the problem of the formation of recombinant mercaptans are based on a treatment of partially desulfurized gasolines to extract said recombinant mercaptans therefrom. Some of these solutions are described in patent applications WO02 / 28988 or WO01 / 79391. Still other solutions are described in the literature for desulfurizing cracked gasolines using a combination of hydrodesulfurization steps and removal of recombinant mercaptans by reaction to thioethers or disulfides (also called sweetening or sweetening according to English terminology) (see for example US7799210, US6960291, US2007114156, EP2861094). Publication US2017 / 0101591 in particular describes a process for the production of hydrocarbons with a low sulfur and mercaptan content comprising a stage of selective hydrogenation by catalytic distillation making it possible to recover a light fraction and a heavy fraction, the heavy fraction then being subjected to hydrodesulfurization by catalytic distillation making it possible to recover a second light fraction which is subjected to a stripping section, then to a finishing hydrodesulfurization step, and a heavy fraction which is subjected to a hydrodesulfurization step. The second desulfurized light fraction and the desulfurized heavy fraction are then subjected to a step of removing the H 2 S in a stabilization column.
La publication EP3299441 décrit un procédé de désulfuration d'une coupe essence comprenant un fractionnement de l'essence de façon à récupérer une coupe essence légère et une première coupe essence lourde; puis une première étape de désulfuration de la première coupe essence lourde. L’effluent est ensuite condensé et on sépare la première coupe essence en une coupe essence intermédiaire et une deuxième coupe essence lourde. On réalise une deuxième étape de désulfuration de la deuxième coupe essence lourde. Les étapes de séparation sont effectuées par stripage avec un gaz ou par une méthode d’adsorption. The publication EP3299441 describes a process for desulphurizing a gasoline cut comprising a fractionation of the gasoline so as to recover a light gasoline cut and a first heavy gasoline cut; then a first step of desulphurizing the first heavy gasoline cut. The effluent is then condensed and the first gasoline cut is separated into an intermediate gasoline cut and a second heavy gasoline cut. A second step of desulfurization of the second heavy gasoline cut is carried out. The separation steps are carried out by stripping with a gas or by an adsorption method.
L'obtention d'une essence à très basse teneur en soufre, typiquement à une teneur inférieure à 10 ppm poids, requiert donc l'élimination d'au moins une partie des mercaptans de recombinaison. La quasi-totalité des pays ont une spécification très basse en mercaptans dans les carburants (typiquement inférieure à 10 ppm soufre issu des RSH (mesure de la teneur en mercaptans par potentiométrie, méthode ASTM D 3227). D’autres pays ont adopté une mesure de "Doctor Test" pour quantifier les mercaptans avec une spécification négative à respecter (méthode ASTM D4952). Obtaining a gasoline with a very low sulfur content, typically at a content of less than 10 ppm by weight, therefore requires the elimination of at least part of the recombinant mercaptans. Almost all countries have a very low specification for mercaptans in fuels (typically less than 10 ppm sulfur from SHRs (measurement of mercaptan content by potentiometry, ASTM D 3227 method). Other countries have adopted a measurement of "Doctor Test" to quantify the mercaptans with a negative specification to be respected (method ASTM D4952).
Ainsi dans certains cas, il apparaît que la spécification la plus contraignante, car la plus difficile à atteindre sans nuire à l'indice d'octane, est la spécification en mercaptans et non celle du soufre total. Thus in some cases, it appears that the most restrictive specification, because the most difficult to achieve without harming the octane number, is the specification in mercaptans and not that of total sulfur.
Un but de la présente invention est de proposer un procédé de désulfuration d'une essence oléfinique comprenant un fractionnement en trois coupes qui soit capable de produire, en limitant la perte d'indice d'octane, une essence à basse teneur en soufre total, typiquement inférieure à 30 ppm, ou encore préférentiellement inférieure à 10 ppm poids et à très faible teneur en mercaptans de recombinaison. An object of the present invention is to provide a process for the desulfurization of an olefinic gasoline comprising a fractionation in three cuts which is capable of producing, by limiting the loss of octane number, a gasoline with a low total sulfur content, typically less than 30 ppm, or even preferably less than 10 ppm by weight and with a very low content of recombinant mercaptans.
Dans la suite du texte on emploiera pour une meilleure lisibilité les termes suivants habituellement utilisés dans ce domaine technique : In the remainder of the text, the following terms usually used in this technical field will be used for better readability:
LCN pour « light cracked naphta » selon la terminologie anglo-saxonne pour une coupe essence légère - MCN pour « medium cracked naphta » selon la terminologie anglo-saxonne pour une coupe essence intermédiaire LCN for "light cracked naphtha" according to Anglo-Saxon terminology for a light petrol cut - MCN for "medium cracked naphtha" according to Anglo-Saxon terminology for an intermediate petrol cut
- HCN pour « heavy cracked naphta » selon la terminologie anglo-saxonne pour une coupe essence lourde - H HCN pour « heavy heavy cracked naphta » selon la terminologie anglo-saxonne pour une coupe essence très lourde issue de la coupe HCN. - HCN for "heavy cracked naphtha" according to the Anglo-Saxon terminology for a heavy gasoline cut - H HCN for "heavy heavy cracked naphtha" according to the English terminology for a very heavy gasoline cut resulting from the HCN cut.
- FRCN pour « full range cracked naphta » selon la terminologie anglo-saxonne pour une coupe essence incluant toutes les coupes. - FRCN for "full range cracked naphtha" according to English terminology for a petrol cut including all cuts.
Résumé de l’invention La présente invention a pour objet un procédé de désulfuration d'une essence contenant des composés soufrés, des oléfines et des dioléfines, comprenant au moins les étapes suivantes : Summary of the invention The present invention relates to a process for desulphurizing a gasoline containing sulfur compounds, olefins and diolefins, comprising at least the following steps:
a) on fractionne l’essence de façon à récupérer une coupe essence légère LCN et une première coupe essence lourde HCN, a) the gasoline is split so as to recover a LCN light gasoline cut and a first HCN heavy gasoline cut,
b) on met en contact dans au moins un réacteur, la première coupe essence lourde HCN, de l'hydrogène et un catalyseur d'hydrodésulfuration comprenant un support d’oxyde et une phase active comprenant un métal du groupe VI B et un métal du groupe VIII, à une température comprise entre 210 et 320°C, à une pression comprise entre 1 et 4 MPa, avec une vitesse spatiale comprise entre 1 et 10 h et un rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de la première coupe essence lourde HCN à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards compris entre 100 et 600 Nm3/m3, de manière à convertir au moins une partie des composés soufrés en H2S et de produire un premier effluent de désulfuration, c) on fractionne l’effluent de l’étape b) de façon à produire une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H2S, une coupe essence intermédiaire MCN et une deuxième coupe essence lourde HHCN, le fractionnement de la coupe essence intermédiaire MCN et de la deuxième coupe essence lourde HHCN étant effectué avec un point de coupe compris entre 100 et 140°C, b) in at least one reactor, the first heavy gasoline HCN cut is brought into contact with hydrogen and a hydrodesulfurization catalyst comprising an oxide support and an active phase comprising a metal from group VI B and a metal from group VIII, at a temperature between 210 and 320 ° C, at a pressure between 1 and 4 MPa, with a space velocity between 1 and 10 h and a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the first cut of heavy HCN gasoline to be treated, expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 100 and 600 Nm 3 / m 3 , so as to convert at least part of the sulfur compounds into H2S and to produce a first desulphurization effluent, c) the effluent from step b) is fractionated so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S, a MCN intermediate gasoline cut and a second HHCN heavy gasoline cut, the fractionation of the cut MCN intermediate gasoline and the second heavy gasoline HHCN cut being performed with a cut point between 100 and 140 ° C,
d) on met en contact dans au moins un réacteur, la deuxième coupe essence lourde HHCN, de l'hydrogène et un catalyseur d'hydrodésulfuration comprenant un support d’oxyde et une phase active constituée d’au moins un métal du groupe VIII, à une température comprise entre 260 et 420°C, à une pression comprise entre 0,5 et 5 MPa, avec une vitesse spatiale comprise entre 1 et 10 h et un rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de la deuxième coupe essence lourde HHCN à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards compris entre 25 et 600 Nm3/m3, ladite température de l’étape d) étant plus élevée que la température de l’étape b), de manière à produire une seconde coupe essence lourde HHCN désulfurée, e) on effectue une étape de séparation de l'H2S formé et présent dans la coupe essence intermédiaire MCN issue de l’étape c) et dans la deuxième coupe essence lourde HHCN désulfurée issue de l’étape d). d) in at least one reactor, the second HHCN heavy gasoline cut is brought into contact with hydrogen and a hydrodesulfurization catalyst comprising an oxide support and an active phase consisting of at least one metal from group VIII, at a temperature between 260 and 420 ° C, at a pressure between 0.5 and 5 MPa, with a space velocity between 1 and 10 h and a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the second HHCN heavy gasoline cut to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 25 and 600 Nm 3 / m 3 , said temperature of step d) being higher than the temperature of step b ), so as to produce a second desulphurized HHCN heavy gasoline cut, e) a step of separation of the H2S formed and present in the MCN intermediate gasoline cut resulting from step c) and in the second HHCN heavy gasoline cut is carried out desulphurized from step d).
Le procédé selon l'invention répond à la problématique de désulfurer une essence oléfinique tout en limitant l'hydrogénation des oléfines et en réduisant la teneur en mercaptans de recombinaison dans les effluents désulfurés, grâce à la combinaison des étapes mentionnées ci-dessus. The process according to the invention responds to the problem of desulfurizing an olefinic gasoline while limiting the hydrogenation of the olefins and reducing the content of recombinant mercaptans in the desulfurized effluents, by virtue of the combination of the steps mentioned above.
Ainsi l'étape a) est opérée de manière à séparer une coupe essence légère à haut indice d'octane et à teneur réduite en composés soufrés sans faire intervenir une réaction catalytique d'hydrodésulfuration qui entraînerait une hydrogénation d'une partie des oléfines. L'étape b) réalise une désulfuration partielle de la coupe essence HCN (complémentaire de la coupe LCN) au cours de laquelle se forment des mercaptans de recombinaison issus de la réaction des oléfines avec l'H2S formé. L'étape c) participe à l'efficacité du procédé grâce à la séparation de la coupe essence HCN partiellement désulfurée, judicieusement opérée à température élevée, en une coupe essence intermédiaire MCN à faible teneur en soufre et en une deuxième coupe essence lourde HHCN contenant des composés soufrés organiques dont les mercaptans de recombinaison qui ont des températures d’ébullition plus élevées que celles des oléfines dont ils sont issus. L'étape d) de désulfuration de la deuxième coupe essence lourde HHCN, qui est opérée dans des conditions plus sévères que celle de l'étape b) dans la mesure où les fractions les plus riches en oléfines ont été préalablement séparées, permet de réaliser un traitement en profondeur afin de fournir un effluent à basse teneur en soufre. Le fait d’utiliser un catalyseur d’hydrodésulfuration très sélectif dans l’étape d) permet de ne pas ou très peu hydrogéner les oléfines et donc de maintenir l’indice d’octane. Le procédé selon l'invention comprend par ailleurs une étape de séparation de l'H2S (étape c)) qui est produit lors de l'étape b) de désulfuration et qui permet un rééquilibrage de l’équilibre thermodynamique de la formation des mercaptans de recombinaison envers la décomposition et donc l’élimination des mercaptans de recombinaison. Thus step a) is carried out so as to separate a light gasoline cut with a high octane number and a reduced content of sulfur compounds without involving a reaction. hydrodesulphurization catalytic which would hydrogenate some of the olefins. Step b) carries out partial desulfurization of the HCN gasoline cut (complementary to the LCN cut) during which recombinant mercaptans are formed resulting from the reaction of olefins with the H 2 S formed. Step c) contributes to the efficiency of the process thanks to the separation of the partially desulfurized HCN gasoline cut, judiciously carried out at high temperature, into an intermediate MCN gasoline cut with low sulfur content and a second heavy HHCN gasoline cut containing organic sulfur compounds including recombinant mercaptans which have higher boiling temperatures than those of the olefins from which they are derived. Step d) of desulfurization of the second heavy HHCN gasoline cut, which is carried out under more severe conditions than that of step b) insofar as the fractions richest in olefins have been separated beforehand, makes it possible to produce deep treatment to provide an effluent with a low sulfur content. The fact of using a very selective hydrodesulfurization catalyst in step d) makes it possible to hydrogenate the olefins very little or not and therefore maintain the octane number. The method according to the invention further comprises a step of separating the H2S (step c)) which is produced during the desulfurization step b) and which allows a rebalancing of the thermodynamic equilibrium of the formation of the mercaptans of recombination towards decomposition and therefore elimination of recombinant mercaptans.
La séparation de la phase hydrocarbure liquide HCN de l’étape c) en une coupe essence intermédiaire MCN et une deuxième coupe essence lourde HHCN est effectuée avec un point de coupe compris entre 100°C et 140°C. Les conditions opératoires sont ajustées de manière à obtenir une fraction MCN à basse teneur en soufre et basse teneur en mercaptans, notamment une teneur de moins de 10 ppm soufre. Le choix d’un point de coupe entre 100°C et 140°C permet d’obtenir une coupe essence intermédiaire MCN substantiellement débarrassée de la plupart des mercaptans de recombinaison contenus dans l’effluent qui se sont formés au cours de l’étape b) d’hydrodésulfuration. En effet de manière générale, les mercaptans de recombinaison ont des températures d’ébullition plus élevées que celles des oléfines dont ils sont issus. Cette propriété est ainsi utilisée dans l'étape c) pour produire une coupe essence intermédiaire MCN à basse teneur en soufre et en mercaptans de recombinaison dans la mesure où lesdits mercaptans de recombinaison dont la température d'ébullition est supérieure à celle de la coupe essence intermédiaire MCN sont entraînés dans la seconde coupe essence lourde HHCN. Un autre avantage du procédé selon l'invention vient du fait qu'il permet d'atteindre une teneur très basse en mercaptans (e.g. inférieure à 10 ppm poids soufre) dans l'essence désulfurée finale avec des conditions opératoires pour l'étape a) d'hydrodésulfuration beaucoup moins sévères (par exemple diminution importante de la température et/ou de la pression opératoire), ce qui a pour effet de limiter la perte d'octane, d'augmenter de la durée de vie du catalyseur de l'étape d'hydrodésulfuration et également de réduire la consommation d'énergie. The separation of the HCN liquid hydrocarbon phase of step c) into an intermediate MCN gasoline cut and a second HHCN heavy gasoline cut is carried out with a cut point between 100 ° C and 140 ° C. The operating conditions are adjusted so as to obtain an MCN fraction with a low sulfur content and a low mercaptan content, in particular a content of less than 10 ppm sulfur. The choice of a point of cut between 100 ° C and 140 ° C makes it possible to obtain an intermediate MCN gasoline cut substantially free of most of the recombinant mercaptans contained in the effluent which formed during hydrodesulphurization step b). In general, the recombinant mercaptans have higher boiling temperatures than those of the olefins from which they are derived. This property is thus used in step c) to produce an intermediate MCN gasoline cut with a low content of sulfur and of recombinant mercaptans insofar as said recombinant mercaptans, the boiling point of which is higher than that of the gasoline cut intermediate MCN are entrained in the second cut heavy gasoline HHCN. Another advantage of the process according to the invention comes from the fact that it makes it possible to achieve a very low mercaptan content (eg less than 10 ppm by weight of sulfur) in the final desulfurized gasoline with operating conditions for step a) much less severe hydrodesulphurization (for example significant reduction in temperature and / or operating pressure), which has the effect of limiting the loss of octane, increasing the lifetime of the catalyst of the step hydrodesulfurization and also reduce energy consumption.
Un autre avantage du procédé selon l'invention vient du fait qu’il peut facilement être implanté sur des unités existantes (remodelage ou revamping selon la terminologie anglo- saxonne). Selon une variante, le fractionnement de la coupe essence intermédiaire MCN et de la deuxième coupe essence lourde HHCN de l'étape c) est effectuée avec un point de coupe entre 110 et 130°C. Selon une variante, dans l'étape c), on condense partiellement le premier effluent de désulfuration issu de l'étape b) de façon à produire une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H2S et une phase liquide HCN désulfurée, puis on sépare avec un point de coupe compris entre 100 et 140°C ladite phase liquide HCN désulfurée en une coupe essence intermédiaire MCN et une deuxième coupe essence lourde H HCN. Another advantage of the method according to the invention comes from the fact that it can easily be installed on existing units (remodeling or revamping according to the English terminology). According to one variant, the fractionation of the MCN intermediate gasoline cut and of the second HHCN heavy gasoline cut of step c) is carried out with a cut point between 110 and 130 ° C. According to one variant, in step c), the first desulfurization effluent from step b) is partially condensed so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S and a desulfurized HCN liquid phase. , then the said desulfurized HCN liquid phase is separated with a cut point of between 100 and 140 ° C. in an intermediate MCN gasoline cut and a second heavy gasoline H HCN cut.
Selon une variante, dans l'étape c), on sépare avec un point de coupe compris entre 100 et 140°C l’effluent de l’étape b) en une coupe essence intermédiaire MCN contenant une phase gazeuse contenant de l’hydrogène et de l’H2S et en une deuxième coupe essence lourde H HCN, puis on sépare par condensation une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H2S de ladite coupe essence intermédiaire MCN. According to one variant, in step c), the effluent from step b) is separated with a cut point of between 100 and 140 ° C. into an MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H2S and in a second heavy gasoline H HCN cut, then a gas phase consisting essentially of hydrogen and H2S is separated by condensation from said MCN intermediate gasoline cut.
Selon une variante, la température de l’étape d) est supérieure d’au moins 5°C à la température de l’étape b). Alternatively, the temperature of step d) is at least 5 ° C higher than the temperature of step b).
Selon une variante, l'étape e) est réalisée dans une colonne de stabilisation configurée pour séparer une phase hydrocarbure C4- contenant de l'H2S d’une coupe essence stabilisée. Selon une variante, dans l’étape e) la seconde coupe essence lourde HHCN désulfurée issue de l'étape d) et la coupe intermédiaire MCN issue de l'étape c) sont envoyées en mélange dans une colonne de stabilisation. According to one variant, step e) is carried out in a stabilization column configured to separate a C4- hydrocarbon phase containing H2S from a stabilized gasoline cut. Alternatively, in step e) the second desulfurized HHCN heavy gasoline cut from step d) and the MCN intermediate cut from step c) are mixed in a stabilization column.
Selon une variante, le catalyseur de l'étape a) comprend de l’alumine et une phase active comprenant du cobalt, du molybdène et éventuellement du phosphore, ledit catalyseur contenant une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de cobalt, sous forme CoO, comprise entre 0,1 et 10%, une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de molybdène, sous forme M0O3, comprise entre 1 et 20%, un rapport molaire cobalt/molybdène compris entre 0,1 et 0,8, une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de phosphore sous forme P2O5 comprise entre 0,3 et 10% lorsque le phosphore est présent, ledit catalyseur ayant une surface spécifique entre 30 et 180 m2/g. According to one variant, the catalyst of step a) comprises alumina and an active phase comprising cobalt, molybdenum and optionally phosphorus, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of oxide catalyst of cobalt, in CoO form, between 0.1 and 10%, a content by weight relative to the total weight of molybdenum oxide catalyst, in M0O 3 form, between 1 and 20%, a cobalt / molybdenum molar ratio between 0.1 and 0.8, a content by weight relative to the weight total phosphorus oxide catalyst in P2O5 form of between 0.3 and 10% when phosphorus is present, said catalyst having a specific surface area of between 30 and 180 m 2 / g.
Selon une variante, le catalyseur de l'étape d) est constitué d’alumine et de nickel, ledit catalyseur contenant une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de nickel, sous forme NiO, comprise entre 5 et 20%, ledit catalyseur ayant une surface spécifique entre 30 et 180 m2/g. According to one variant, the catalyst of step d) consists of alumina and nickel, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of catalyst of nickel oxide, in NiO form, of between 5 and 20 %, said catalyst having a specific surface area between 30 and 180 m 2 / g.
Selon une variante, avant l'étape a), l'essence est traitée en présence d'hydrogène et d'un catalyseur d'hydrogénation sélective de manière à hydrogéner au moins partiellement les dioléfines et réaliser une réaction d'alourdissement d'une partie des composés soufrés, l'étape a) étant opérée à une température comprise entre 50 et 250°C, à une pression comprise entre 0,4 et 5 MPa, avec une vitesse spatiale comprise entre 0,5 et 20 h et avec un rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de charge à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards compris entre 2 Nm3/m3 et 100 Nm3/m3. According to a variant, before step a), the gasoline is treated in the presence of hydrogen and a selective hydrogenation catalyst so as to at least partially hydrogenate the diolefins and carry out a reaction to weigh down a portion. sulfur compounds, step a) being carried out at a temperature between 50 and 250 ° C, at a pressure between 0.4 and 5 MPa, with a space velocity between 0.5 and 20 h and with a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the feed rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 2 Nm 3 / m 3 and 100 Nm 3 / m 3 .
Selon une variante, l’essence est issue d’une unité de craquage catalytique. Alternatively, the gasoline is obtained from a catalytic cracking unit.
Dans la suite, les groupes d'éléments chimiques sont donnés selon la classification CAS (CRC Handbook of Chemistry and Physics, éditeur CRC press, rédacteur en chef D.R. Lide, 81 ème édition, 2000-2001 ). Par exemple, le groupe VIII selon la classification CAS correspond aux métaux des colonnes 8, 9 et 10 selon la nouvelle classification IU PAC. In the following, groups of chemical elements are given according to CAS Classification (CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC press publisher, editor DR Lide, 81 th Edition, 2000-2001). For example, group VIII according to the CAS classification corresponds to the metals of columns 8, 9 and 10 according to the new IU PAC classification.
La teneur en métaux est mesurée par fluorescence X. Description des figures The metal content is measured by X-ray fluorescence. Description of figures
La figure 1 illustre un mode de réalisation selon l’invention. Figure 1 illustrates an embodiment according to the invention.
La figure 2 illustre un autre mode de réalisation selon l’invention. Figure 2 illustrates another embodiment according to the invention.
La figure 3 illustre un procédé selon l’état de la technique. Description détaillée de l'invention Figure 3 illustrates a method according to the prior art. Detailed description of the invention
Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en référence aux figures annexées. Sur les figures, les éléments semblables sont généralement désignés par des signes de références identiques. Description de la charge The other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows, given by way of illustration only and not as limitation, and with reference to the appended figures. In the figures, similar elements are generally designated by identical reference signs. Description of the load
Le procédé selon l'invention permet de traiter tout type de coupe essence contenant des composés soufrés, des oléfines et des dioléfines, telle que par exemple une coupe issue d’une unité de cokéfaction (coking selon la terminologie anglo-saxonne), de viscoréduction (visbreaking selon la terminologie anglo-saxonne), de vapocraquage (steam cracking selon la terminologie anglo-saxonne) ou de craquage catalytique (FCC, Fluid Catalytic Cracking selon la terminologie anglo-saxonne). Cette essence peut éventuellement être composée d’une fraction significative d’essence provenant d’autres procédés de production telle que la distillation atmosphérique (essence issue d'une distillation directe (ou essence straight run selon la terminologie anglo-saxonne) ou de procédés de conversion (essence de cokéfaction ou de vapocraquage). La dite charge est de préférence constituée d’une coupe essence issue d’une unité de craquage catalytique. La charge est une coupe essence contenant des composés soufrés, des oléfines et des dioléfines dont la gamme de points d'ébullition s'étend typiquement depuis les points d’ébullitions des hydrocarbures à 2 ou 3 atomes de carbone (C2 ou C3) jusqu'à 260°C, de préférence depuis les points d’ébullitions des hydrocarbures à 2 ou 3 atomes de carbone (C2 ou C3) jusqu'à 220°C, de manière plus préférée depuis les points d’ébullitions des hydrocarbures à 5 atomes de carbone jusqu'à 220°C. Le procédé selon l'invention peut aussi traiter des charges ayant des points finaux inférieurs à ceux mentionnés précédemment, tel que par exemple une coupe C5-180°C. The process according to the invention makes it possible to treat any type of gasoline cut containing sulfur compounds, olefins and diolefins, such as for example a cut obtained from a coking unit (coking according to the English terminology), visbreaking (visbreaking according to Anglo-Saxon terminology), steam cracking (steam cracking according to Anglo-Saxon terminology) or catalytic cracking (FCC, Fluid Catalytic Cracking according to Anglo-Saxon terminology). This gasoline can optionally be composed of a significant fraction of gasoline from other production processes such as atmospheric distillation (gasoline resulting from direct distillation (or straight run gasoline according to the English terminology) or from gasoline processes. conversion (coking or steam cracking gasoline) Said feed is preferably constituted by a gasoline cut obtained from a catalytic cracking unit. The feed is a gasoline cut containing sulfur compounds, olefins and diolefins, the boiling point range of which typically extends from the boiling points of hydrocarbons with 2 or 3 carbon atoms (C2 or C3) up to at 260 ° C, preferably from the boiling points of hydrocarbons with 2 or 3 carbon atoms (C2 or C3) up to 220 ° C, more preferably from the boiling points of hydrocarbons with 5 atoms of carbon up to 220 ° C. The method according to the invention can also treat feeds having end points lower than those mentioned above, such as for example a C5-180 ° C cut.
La teneur en soufre des coupes essences produites par craquage catalytique (FCC) dépend de la teneur en soufre de la charge traitée par le FCC, de la présence ou non d’un prétraitement de la charge du FCC, ainsi que du point final de la coupe. Généralement, les teneurs en soufre de l'intégralité d’une coupe essence, notamment celles provenant du FCC, sont supérieures à 100 ppm en poids et la plupart du temps supérieures à 500 ppm en poids. Pour des essences ayant des points finaux supérieurs à 200°C, les teneurs en soufre sont souvent supérieures à 1000 ppm en poids, elles peuvent même dans certains cas atteindre des valeurs de l'ordre de 4000 à 5000 ppm en poids. The sulfur content of gasoline cuts produced by catalytic cracking (FCC) depends on the sulfur content of the feed treated by the FCC, the presence or not of a pretreatment of the feed from the FCC, as well as the end point of the feed. chopped off. Generally, the sulfur contents of an entire gasoline cut, especially those from the FCC, are greater than 100 ppm by weight and most of the time greater than 500 ppm by weight. For gasolines having end points greater than 200 ° C., the sulfur contents are often greater than 1000 ppm by weight, they can even in certain cases reach values of the order of 4000 to 5000 ppm by weight.
Par ailleurs les essences issues d'unités de craquage catalytique (FCC) contiennent, en moyenne, entre 0,5% et 5% poids de dioléfines, entre 20% et 50% poids d'oléfines, entre 10 ppm et 0,5% poids de soufre dont généralement moins de 300 ppm de mercaptans. Description de l’étape d'hydrogénation sélective (optionnelle) In addition, gasolines from catalytic cracking units (FCC) contain, on average, between 0.5% and 5% by weight of diolefins, between 20% and 50% by weight of olefins, between 10 ppm and 0.5% weight of sulfur, generally less than 300 ppm of mercaptans. Description of the selective hydrogenation step (optional)
En référence à la Figure 1 qui représente un mode particulier de l'invention, une charge essence oléfinique, par exemple une essence de craquage catalytique décrite ci-dessus, est traitée dans une étape optionnelle qui réalise l'hydrogénation sélective des dioléfines et la conversion (alourdissement) d'une partie des composés mercaptans (RSH) présents dans la charge en thioéthers, par réaction avec des mono-oléfines. Typiquement les mercaptans qui peuvent réagir au cours de l'étape optionnelle d'hydrogénation sélective sont les suivants (liste non exhaustive) : méthyl mercaptan, le mercaptan éthylique, n-propyl mercaptan, l'isopropyl mercaptan, l'iso-butylmercaptan, le tert-butyl mercaptan, le n-butylmercaptan, le secbutyl mercaptan, l'iso-amyle mercaptan, le n-amyle mercaptan, l'alpha-methyl-butyl mercaptan, l'alpha-éthylpropyl mercaptan, le n-hexyle mercaptan, le 2-mercapto-hexane. With reference to FIG. 1 which represents a particular embodiment of the invention, an olefinic gasoline feedstock, for example a catalytic cracked gasoline described above, is treated in an optional step which carries out the selective hydrogenation of the diolefins and the conversion (weighting) of part of the mercaptan compounds (RSH) present in the feed into thioethers, by reaction with mono-olefins. Typically the mercaptans which can react during the optional selective hydrogenation step are the following (non-exhaustive list): methyl mercaptan, ethyl mercaptan, n-propyl mercaptan, isopropyl mercaptan, iso-butyl mercaptan, tert-butyl mercaptan, n-butylmercaptan, secbutyl mercaptan, iso-amyl mercaptan, n-amyl mercaptan, alpha-methyl-butyl mercaptan, alpha-ethylpropyl mercaptan, n-hexyl mercaptan, 2-mercapto-hexane.
A cette fin, la charge essence FRCN est envoyée par la ligne 1 dans un réacteur catalytique d'hydrogénation sélective 2 contenant au moins un lit fixe ou mobile de catalyseur d'hydrogénation sélective des dioléfines et d'alourdissement des mercaptans. To this end, the FRCN gasoline feed is sent via line 1 to a selective hydrogenation catalytic reactor 2 containing at least one fixed or mobile bed of catalyst for the selective hydrogenation of the diolefins and the weighting of the mercaptans.
La réaction d'hydrogénation sélective des dioléfines et d'alourdissement des mercaptans s’effectue préférentiellement sur un catalyseur sulfuré comprenant au moins un élément du groupe VIII et éventuellement au moins un élément du groupe Vlb et un support. L'élément du groupe VIII est choisi de préférence parmi le nickel et le cobalt et en particulier le nickel. L'élément du groupe VI B, lorsqu'il est présent, est de préférence choisi parmi le molybdène et le tungstène et de manière très préférée le molybdène. Le support du catalyseur est de préférence choisi parmi l'alumine, l'aluminate de nickel, la silice, le carbure de silicium, ou un mélange de ces oxydes. On utilise, de manière préférée, de l'alumine et de manière encore plus préférée, de l'alumine de haute pureté. Selon un mode de réalisation préféré le catalyseur d'hydrogénation sélective contient du nickel à une teneur en poids d'oxyde de nickel (sous forme NiO) comprise entre 4 et 12%, et du molybdène à une teneur en poids d'oxyde de molybdène (sous forme M0O3) comprise entre 6% et 18% et un rapport molaire nickel/molybdène compris entre 1 et 2,5, les métaux étant déposés sur un support constitué d'alumine et dont le taux de sulfuration des métaux constituant le catalyseur étant supérieur à 80%. The reaction for the selective hydrogenation of the diolefins and the weighting down of the mercaptans is preferably carried out on a sulfurized catalyst comprising at least one element from group VIII and optionally at least one element from group VII and a support. The element of group VIII is preferably chosen from nickel and cobalt and in particular nickel. The element of group VI B, when it is present, is preferably chosen from molybdenum and tungsten and very preferably molybdenum. The catalyst support is preferably chosen from alumina, nickel aluminate, silica, silicon carbide, or a mixture of these oxides. Alumina is preferably used and even more preferably high purity alumina is used. According to a preferred embodiment, the selective hydrogenation catalyst contains nickel with a content by weight of nickel oxide (in NiO form) of between 4 and 12%, and molybdenum with a content by weight of molybdenum oxide. (in M0O 3 form) of between 6% and 18% and a nickel / molybdenum molar ratio of between 1 and 2.5, the metals being deposited on a support consisting of of alumina and in which the degree of sulfurization of the metals constituting the catalyst is greater than 80%.
Lors de l'étape optionnelle d'hydrogénation sélective, l'essence à traiter est typiquement, mise en contact avec le catalyseur à une température comprise entre 50°C et 250°C, et de préférence entre 80°C et 220°C, et de manière encore plus préférée entre 90°C et 200°C, avec une vitesse spatiale liquide (ou LHSV pour « liquid hourly space velocity » selon la terminologie anglo-saxonne) comprise entre 0,5 h et 20 h , l'unité de la vitesse spatiale liquide étant le litre de charge par litre de catalyseur et par heure (l/l/h). La pression est comprise entre 0,4 MPa et 5 MPa, de préférence entre 0,6 et 4 MPa et de manière encore plus préférée entre 1 et 3 MPa. L’étape optionnelle d'hydrogénation sélective est typiquement réalisée avec un rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de charge à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards compris entre 2 et 100 Nm3/m3, de manière préférée entre 3 et 30 Nm3/m3. During the optional selective hydrogenation step, the gasoline to be treated is typically brought into contact with the catalyst at a temperature between 50 ° C and 250 ° C, and preferably between 80 ° C and 220 ° C, and even more preferably between 90 ° C and 200 ° C, with a liquid space velocity (or LHSV for “liquid hourly space velocity” according to the English terminology) of between 0.5 h and 20 h, the unit the liquid space velocity being the liter of feed per liter of catalyst and per hour (l / l / h). The pressure is between 0.4 MPa and 5 MPa, preferably between 0.6 and 4 MPa and even more preferably between 1 and 3 MPa. The optional selective hydrogenation step is typically carried out with a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the feed rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 2 and 100 Nm 3 / m 3 , preferably between 3 and 30 Nm 3 / m 3 .
La totalité de la charge est généralement injectée à l'entrée du réacteur. Toutefois, il peut être avantageux, dans certains cas d'injecter une fraction ou la totalité de la charge entre deux lits catalytiques consécutifs placés dans le réacteur. Ce mode de réalisation permet notamment de continuer à opérer le réacteur si l'entrée du réacteur se trouve bouchée par des dépôts de polymères, de particules, ou de gommes présentes dans la charge. The entire charge is generally injected at the inlet of the reactor. However, it may be advantageous, in certain cases, to inject a fraction or all of the feed between two consecutive catalytic beds placed in the reactor. This embodiment makes it possible in particular to continue to operate the reactor if the inlet to the reactor is blocked by deposits of polymers, particles or gums present in the charge.
Après hydrogénation sélective, la teneur en dioléfines, déterminée par l’intermédiaire de l’indice d’anhydride maléique (MAV ou Maleic Anhydride Value selon la terminologie anglo- saxonne), selon la méthode UOP 326, est généralement réduite à moins de 6 mg anhydride maleïque/g, voire moins de 4 mgAM/g et de manière plus préférée moins de 2 mg AM/g.After selective hydrogenation, the diolefin content, determined by means of the maleic anhydride number (MAV or Maleic Anhydride Value according to the English terminology), according to the UOP 326 method, is generally reduced to less than 6 mg maleic anhydride / g, or even less than 4 mg AM / g and more preferably less than 2 mg AM / g.
Dans certains cas, il peut être obtenu moins de 1 mg AM/g. Description du fractionnement de l’étape a) en coupes LCN et HCN In some cases it can be obtained less than 1 mg AM / g. Description of the fractionation of step a) in LCN and HCN sections
Comme indiqué sur la Figure 1 , la charge essence est envoyée par la ligne 1 dans le réacteur d'hydrogénation sélective 2. Un effluent à basse teneur en dioléfines et mercaptans est soutiré du réacteur 2 par la ligne 3 et est envoyé, selon l'étape a), dans une colonne de fractionnement 4 (ou splitter selon la terminologie anglo-saxonne) configurée pour séparer l’essence en deux coupes : une coupe essence légère LCN 5 (ou essence légère) et une (première) coupe essence lourde HCN 6 qui est constituée par la fraction lourde complémentaire de l’essence légère LCN. Le point de coupe de la coupe légère est généralement effectué à une température inférieure à 100°C, et le point de coupe de la coupe lourde est généralement effectué à une température supérieure à 65°C. Le point d'ébullition final de la coupe légère est choisi de manière à fournir une coupe essence légère LCN à basse teneur en soufre (teneur en soufre total typiquement inférieure à 30 ppm poids et de préférence inférieure à 10 ppm poids) sans nécessiter une étape d'hydrodésulfuration ultérieure. Ainsi de préférence la coupe essence légère LCN est une coupe hydrocarbures C5- (i.e. contenant des hydrocarbures ayant 5 et moins de 5 atomes de carbone par molécule). La première coupe essence lourde HCN qui est de préférence une coupe C6+ (i.e. contenant des hydrocarbures pouvant avoir 6 et plus de 6 atomes de carbone par molécule), est traitée dans une étape b) d'hydrodésulfuration sélective (H DS sélective). Cette étape b) a pour but, en utilisant un catalyseur décrit ci-après et de l'hydrogène, de convertir en H2S et hydrocarbures une parties des composés soufrés de la coupe essence lourde HCN. Description de l’étape d'hydrodésulfuration b) de la coupe HCN As shown in Figure 1, the gasoline feed is sent via line 1 to the selective hydrogenation reactor 2. An effluent with a low content of diolefins and mercaptans is withdrawn from reactor 2 via line 3 and is sent, according to the step a), in a fractionation column 4 (or splitter according to English terminology) configured to separate the gasoline into two cuts: an LCN 5 light gasoline cut (or light gasoline) and a (first) heavy gasoline HCN cut 6 which consists of the additional heavy fraction of LCN light gasoline. The cut point of the light cut is usually performed at a temperature below 100 ° C, and the cut point of the heavy cut is usually performed at a temperature above 65 ° C. The final boiling point of the light cut is chosen so as to provide a low sulfur LCN light gasoline cut (total sulfur content typically less than 30 ppm by weight and preferably less than 10 ppm by weight) without requiring a step. subsequent hydrodesulfurization. Thus preferably the LCN light gasoline cut is a C5- hydrocarbon cut (ie containing hydrocarbons having 5 and less than 5 carbon atoms per molecule). The first HCN heavy gasoline cut, which is preferably a C6 + cut (ie containing hydrocarbons which may have 6 and more than 6 carbon atoms per molecule), is treated in a stage b) of selective hydrodesulfurization (selective H DS). The purpose of this step b) is, using a catalyst described below and hydrogen, to convert part of the sulfur compounds of the heavy gasoline HCN cut into H2S and hydrocarbons. Description of the hydrodesulfurization step b) of the HCN cut
La première coupe essence lourde HCN 6 est ainsi mise en contact avec de l'hydrogène apporté par la ligne 7 et un catalyseur d'HDS sélective dans au moins une unité d'hydrodésulfuration 8 qui comporte au moins un réacteur à lit fixe ou mobile de catalyseur. L’étape d’hydrodésulfuration b) consiste à mettre en contact la première coupe essence lourde HCN à traiter avec de l’hydrogène, dans un ou plusieurs réacteurs d’hydrodésulfuration, contenant un ou plusieurs catalyseurs adaptés pour réaliser l’hydrodésulfuration. The first HCN heavy gasoline cut 6 is thus brought into contact with the hydrogen supplied by line 7 and a selective HDS catalyst in at least one hydrodesulfurization unit 8 which comprises at least one fixed or moving bed reactor of catalyst. Hydrodesulfurization step b) consists of contacting the first heavy gasoline HCN cut to be treated with hydrogen, in one or more hydrodesulfurization reactors, containing one or more catalysts suitable for carrying out the hydrodesulfurization.
Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, l’étape b) est mise en œuvre dans le but de réaliser une hydrodésulfuration de façon sélective, c'est-à-dire avec un taux d’hydrogénation des mono-oléfines inférieur à 80%, de préférence inférieur à 70% et de façon très préférée inférieure à 60%. According to a preferred embodiment of the invention, step b) is carried out with the aim of carrying out a hydrodesulfurization selectively, that is to say with a degree of hydrogenation of the mono-olefins of less than 80%, preferably less than 70% and very preferably less than 60%.
La température est généralement comprise entre 210 et 320°C et de préférence comprise entre 220 et 290°C. La température employée doit être suffisante pour maintenir l’essence à traiter en phase vapeur dans le réacteur. Dans le cas où l'étape d'hydrodésulfuration b) est effectuée dans plusieurs réacteurs en série, la température de chaque réacteur est généralement supérieure d’au moins 5°C, de préférence d’au moins 10°C et de façon très préférée d’au moins 30°C à la température du réacteur qui le précède. The temperature is generally between 210 and 320 ° C and preferably between 220 and 290 ° C. The temperature used must be sufficient to maintain the gasoline to be treated in the vapor phase in the reactor. In the case where the hydrodesulfurization step b) is carried out in several reactors in series, the temperature of each reactor is generally higher by at least 5 ° C, preferably by at least 10 ° C and very preferably at least 30 ° C at the temperature of the reactor preceding it.
La pression d’opération de cette étape est généralement comprise entre 1 et 4 MPa et de préférence comprise entre 1 ,5 et 3 M Pa. The operating pressure for this step is generally between 1 and 4 MPa and preferably between 1, 5 and 3 M Pa.
La quantité de catalyseur mise en œuvre dans chaque réacteur est généralement telle que le rapport entre le débit d’essence à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards, par m3 de catalyseur (également appelé vitesse spatiale) est compris entre 1 et 10 h et de préférence entre 2 et 8 h . The quantity of catalyst used in each reactor is generally such that the ratio between the gasoline flow rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions, per m 3 of catalyst (also called space velocity) is between 1 and 10 h and preferably between 2 and 8 h.
Le débit d’hydrogène est généralement tel que le rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure (Nm3/h) et le débit de la coupe essence lourde HCN à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards (15°C, 0,1 MPa) est compris entre 100 et 600 Nm3/m3, de préférence entre 200 et 500 Nm3/m3. On entend par normaux m3 la quantité de gaz dans un volume de 1 m3 à 0°C et 0,1 MPa. The hydrogen flow rate is generally such that the ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour (Nm 3 / h) and the flow rate of the heavy HCN gasoline cut to be treated, expressed in m 3 per hour under standard conditions (15 ° C, 0.1 MPa) is between 100 and 600 Nm 3 / m 3 , preferably between 200 and 500 Nm 3 / m 3 . Normal m 3 is understood to mean the quantity of gas in a volume of 1 m 3 at 0 ° C. and 0.1 MPa.
Il est à noter que l'hydrogène apportée par la ligne 7 peut être soit de l'hydrogène frais (make-up selon terminologie anglo-saxonne), soit de l'hydrogène dit "de recycle" provenant d'une étape du procédé, en particulier des étapes c) et/ou d), ou encore un mélange d’hydrogène frais et d’hydrogène de recycle. De préférence l'hydrogène de la ligne 7 est de l'hydrogène frais. It should be noted that the hydrogen supplied by line 7 can be either fresh hydrogen (make-up according to Anglo-Saxon terminology), or so-called "recycled" hydrogen coming from a step of the process, in particular steps c) and / or d), or else a mixture of fresh hydrogen and recycled hydrogen. Preferably the hydrogen in line 7 is fresh hydrogen.
De préférence, le mélange de la première coupe essence lourde HCN avec l'hydrogène mis en contact avec le catalyseur dans l’étape b) est intégralement en phase vapeur. Le taux de désulfuration de l’étape b), qui dépend de la teneur en soufre de la charge à traiter, est généralement supérieur à 50% et de préférence supérieur à 70% de sorte que le produit issu de l’étape a) contient moins de 100 ppm poids de soufre et de façon préférée moins de 50 ppm poids de soufre. Preferably, the mixture of the first HCN heavy gasoline cut with the hydrogen contacted with the catalyst in step b) is entirely in the vapor phase. The degree of desulfurization of step b), which depends on the sulfur content of the feed to be treated, is generally greater than 50% and preferably greater than 70% so that the product resulting from step a) contains less than 100 ppm by weight of sulfur and preferably less than 50 ppm by weight of sulfur.
Le catalyseur utilisé dans l’étape b) doit présenter une bonne sélectivité vis-à-vis des réactions d’hydrodésulfuration par rapport à la réaction d'hydrogénation des oléfines. Le catalyseur d’hydrodésulfuration de l'étape b) comprend un support d’oxyde et une phase active comprenant un métal du groupe VI B et un métal du groupe VIII et optionnellement du phosphore et/ou un composé organique tel que décrit ci-après. The catalyst used in step b) must exhibit good selectivity with respect to hydrodesulfurization reactions with respect to the reaction of hydrogenation of olefins. The hydrodesulfurization catalyst of step b) comprises an oxide support and an active phase comprising a metal from group VI B and a metal from group VIII and optionally phosphorus and / or an organic compound as described below. .
Le métal du groupe VIB présent dans la phase active du catalyseur est préférentiellement choisi parmi le molybdène et le tungstène. Le métal du groupe VIII présent dans la phase active du catalyseur est préférentiellement choisi parmi le cobalt, le nickel et le mélange de ces deux éléments. La phase active du catalyseur est choisie de préférence dans le groupe formé par la combinaison des éléments nickel-molybdène, cobalt-molybdène et nickel- cobalt-molybdène et de manière très préférée la phase active est constituée de cobalt et de molybdène. The metal from group VIB present in the active phase of the catalyst is preferably chosen from molybdenum and tungsten. The group VIII metal present in the active phase of the catalyst is preferably chosen from cobalt, nickel and a mixture of these two elements. The active phase of the catalyst is preferably chosen from the group formed by the combination of the elements nickel-molybdenum, cobalt-molybdenum and nickel-cobalt-molybdenum and very preferably the active phase consists of cobalt and molybdenum.
La teneur en métal du groupe VIII est comprise entre 0,1 et 10% poids d'oxyde du métal du groupe VIII par rapport au poids total du catalyseur, de préférence comprise entre 0,6 et 8% poids, de préférence comprise entre 2 et 7% poids, de manière très préférée comprise entre 2 et 6% poids et de manière encore plus préférée comprise entre 2,5 et 6% poids. La teneur en métal du groupe VIB est comprise entre 1 et 20 % poids d'oxyde du métal du groupe VIB par rapport au poids total du catalyseur, de préférence comprise entre 2 et 18 % poids, de manière très préférée comprise entre 3 et 16% poids. The group VIII metal content is between 0.1 and 10% by weight of oxide of the group VIII metal relative to the total weight of the catalyst, preferably between 0.6 and 8% by weight, preferably between 2 and 7% by weight, very preferably between 2 and 6% by weight and even more preferably between 2.5 and 6% by weight. The metal content of group VIB is between 1 and 20% by weight of oxide of the metal of group VIB relative to the total weight of the catalyst, preferably between 2 and 18% by weight, very preferably between 3 and 16 % weight.
Le rapport molaire métal du groupe VIII sur métal du groupe VIB du catalyseur est généralement compris entre 0,1 et 0,8, de préférence compris entre 0,2 et 0,6. En outre, le catalyseur présente une densité en métal du groupe VIB, exprimée en nombre d'atomes dudit métal par unité de surface du catalyseur, qui est comprise entre 0,5 et 30 atomes de métal du groupe VIB par nm2 de catalyseur, de manière préférée comprise entre 2 et 25, de manière encore plus préférée comprise entre 3 et 15. La densité en métal du groupe VIB, exprimée en nombre d'atomes de métal du groupe VIB par unité de surface du catalyseur (nombre d'atomes de métal du groupe VIB par nm2 de catalyseur) est calculée par exemple à partir de la relation suivante :
Figure imgf000020_0001
The group VIII metal to group VIB metal molar ratio of the catalyst is generally between 0.1 and 0.8, preferably between 0.2 and 0.6. In addition, the catalyst has a group VIB metal density, expressed as the number of atoms of said metal per unit area of the catalyst, which is between 0.5 and 30 atoms of group VIB metal per nm 2 of catalyst, preferably between 2 and 25, even more preferably between 3 and 15. The metal density of group VIB, expressed as the number of atoms of metal of group VIB per unit area of the catalyst (number of atoms of metal of group VIB per nm 2 of catalyst) is calculated for example from the following relation:
Figure imgf000020_0001
avec : with:
X = % poids de métal du groupe VIB; X =% by weight of metal from group VIB;
NA = Nombre d'Avogadro égal à 6,022.1023; N A = Avogadro number equal to 6,022.10 23 ;
S = Surface spécifique du catalyseur (m2/g), mesurée selon la norme ASTM D3663 ;S = Specific surface area of the catalyst (m 2 / g), measured according to standard ASTM D3663;
M M = Masse molaire du métal du groupe VIB (par exemple 95,94 g/mol pour le molybdène). M M = Molar mass of the metal of group VIB (for example 95.94 g / mol for molybdenum).
A titre d'exemple, si le catalyseur contient 20% poids d'oxyde de molybdène M0O3 (soit 13,33% poids de Mo) et a une surface spécifique de 100 m2/g, la densité d(Mo) est égale à :
Figure imgf000020_0002
By way of example, if the catalyst contains 20% by weight of molybdenum oxide M0O 3 (i.e. 13.33% by weight of Mo) and has a specific surface area of 100 m 2 / g, the density d (Mo) is equal at :
Figure imgf000020_0002
Optionnellement, le catalyseur peut présenter en outre une teneur en phosphore généralement comprise entre 0,3 et 10% poids de P2O5 par rapport au poids total de catalyseur, de préférence entre 0,5 et 5% poids, de manière très préférée comprise entre 1 et 3% poids. Par exemple, le phosphore présent dans le catalyseur est combiné avec le métal du groupe VIB et éventuellement avec également le métal du groupe VIII sous la forme d'hétéropolyanions. 0 Par ailleurs, le rapport molaire phosphore/(métal du groupe VIB) est généralement compris entre 0,1 et 0,7, de préférence compris entre 0,2 et 0,6, lorsque le phosphore est présent. De manière préférée, le catalyseur se caractérise par une surface spécifique comprise entre 5 et 400 m2/g, de préférence comprise entre 10 et 250 m2/g, de préférence comprise entre 20 et 200 m2/g, de manière très préférée comprise entre 30 et 180 m2/g. La surface spécifique est déterminée dans la présente invention par la méthode B.E.T selon la norme ASTM D3663, telle que décrite dans l'ouvrage Rouquerol F.; Rouquerol J.; Singh K. « Adsorption by Powders & Porous So/ids ; Princip/e, methodology and applications », Academie Press, 1999, par exemple au moyen d'un appareil modèle Autopore III™ de la marque Microméritics™. Optionally, the catalyst may also have a phosphorus content generally between 0.3 and 10% by weight of P2O5 relative to the total weight of catalyst, preferably between 0.5 and 5% by weight, very preferably between 1 and 3% by weight. For example, the phosphorus present in the catalyst is combined with the metal of group VIB and optionally also with the metal of group VIII in the form of heteropolyanions. Furthermore, the phosphorus / (metal of group VIB) molar ratio is generally between 0.1 and 0.7, preferably between 0.2 and 0.6, when phosphorus is present. Preferably, the catalyst is characterized by a specific surface area of between 5 and 400 m 2 / g, preferably between 10 and 250 m 2 / g, preferably between 20 and 200 m 2 / g, very preferably. between 30 and 180 m 2 / g. The specific surface is determined in the present invention by the BET method according to the ASTM D3663 standard, as described in the work Rouquerol F .; Rouquerol J .; Singh K. “Adsorption by Powders & Porous So / ids; Princip / e, methodology and applications ”, Academie Press, 1999, for example by means of an Autopore III ™ model apparatus of the brand Microméritics ™.
Le volume poreux total du catalyseur est généralement compris entre 0,4 cm3/g et 1 ,3 cm3/g, de préférence compris entre 0,6 cm3/g et 1 ,1 cm3/g. Le volume poreux total est mesuré par porosimétrie au mercure selon la norme ASTM D4284 avec un angle de mouillage de 140°, telle que décrite dans le même ouvrage. The total pore volume of the catalyst is generally between 0.4 cm 3 / g and 1.3 cm 3 / g, preferably between 0.6 cm 3 / g and 1.1 cm 3 / g. The total pore volume is measured by mercury porosimetry according to standard ASTM D4284 with a wetting angle of 140 °, as described in the same book.
La densité de remplissage tassée (DRT) du catalyseur est généralement comprise entre 0,4 et 0,7 g/mL, de préférence comprise entre 0,45 et 0,69 g/mL. La mesure de DRT consiste à introduire le catalyseur dans une éprouvette dont on a préalablement déterminé le volume puis, par vibration, à le tasser jusqu’à obtenir un volume constant. La masse volumique apparente du produit tassé est calculée en comparant la masse introduite et le volume occupé après tassement. The packed fill density (DRT) of the catalyst is generally between 0.4 and 0.7 g / mL, preferably between 0.45 and 0.69 g / mL. The DRT measurement consists in introducing the catalyst into a test tube whose volume has been determined beforehand and then, by vibration, in compacting it until a constant volume is obtained. The bulk density of the packed product is calculated by comparing the introduced mass and the occupied volume after packing.
Avantageusement le catalyseur d'hydrodésulfuration, avant sulfuration, présente un diamètre moyen de pore supérieur à 20 nm, de manière préférée supérieur à 25 nm, voire 30 nm et souvent compris entre 20 et 140 nm, de préférence entre 20 et 100 nm, et très préférentiellement entre 25 et 80 nm. Le diamètre de pore est mesuré par porosimétrie au mercure selon la norme ASTM D4284 avec un angle de mouillage de 140°. Le catalyseur peut se trouver sous forme d'extrudés de petit diamètre, cylindriques ou multilobés (trilobés, quadrilobes,...), ou de sphères. Advantageously, the hydrodesulphurization catalyst, before sulphurization, has an average pore diameter greater than 20 nm, preferably greater than 25 nm, or even 30 nm and often between 20 and 140 nm, preferably between 20 and 100 nm, and very preferably between 25 and 80 nm. The pore diameter is measured by mercury porosimetry according to ASTM D4284 with a wetting angle of 140 °. The catalyst can be in the form of extrudates of small diameter, cylindrical or multilobed (trilobes, quatrefoils, etc.), or spheres.
Le support d’oxyde du catalyseur est habituellement un solide poreux choisi dans le groupe constitué par : les alumines, la silice, les silices alumine ou encore les oxydes de titane ou de magnésium utilisés seul ou en mélange avec l’alumine ou la silice alumine. Il est de préférence choisi dans le groupe constitué par la silice, la famille des alumines de transition et les silices alumine, de manière très préférée, le support d’oxyde est essentiellement constitué d’alumine, c'est-à-dire qu'il comprend au moins 51 % poids, de préférence au moins 60 % poids, de manière très préférée au moins 80 % poids, voire au moins 90 % poids d'alumine. Il est de préférence constitué uniquement d'alumine. De manière préférée, le support d’oxyde du catalyseur est une alumine « haute température », c'est-à-dire qui contient des alumines de phase thêta, delta, kappa ou alpha, seules ou en mélange et une quantité inférieure à 20% d'alumine de phase gamma, chi ou êta. The catalyst oxide support is usually a porous solid chosen from the group consisting of: aluminas, silica, alumina silicas or even titanium or magnesium oxides used alone or as a mixture with alumina or silica alumina . It is preferably chosen from the group consisting of silica, the family of transition aluminas and alumina silicas, very preferably, the oxide support consists essentially of alumina, that is to say that it comprises at least 51% by weight, preferably at least 60% by weight, very preferably at least 80% by weight, or even at least 90% by weight of alumina. It preferably consists solely of alumina. Preferably, the oxide support of the catalyst is a “high temperature” alumina, that is to say which contains theta, delta, kappa or alpha phase aluminas, alone or as a mixture, and an amount of less than 20. % of gamma, chi or eta phase alumina.
Un mode de réalisation très préféré de l'invention correspond à la mise en œuvre pour l'étape b) d'un catalyseur comprenant de l’alumine et une phase active comprenant du cobalt, du molybdène et éventuellement du phosphore, ledit catalyseur contenant une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de cobalt, sous forme CoO, comprise entre 0,1 et 10%, une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de molybdène, sous forme M0O3, comprise entre 1 et 20%, un rapport molaire cobalt/molybdène compris entre 0,1 et 0,8, une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de phosphore sous forme P2O5 comprise entre 0,3 et 10% lorsque le phosphore est présent, ledit catalyseur ayant une surface spécifique entre 30 et 180 m2/g.A very preferred embodiment of the invention corresponds to the implementation for step b) of a catalyst comprising alumina and an active phase comprising cobalt, molybdenum and optionally phosphorus, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of cobalt oxide catalyst, in CoO form, of between 0.1 and 10%, a content by weight relative to the total weight of molybdenum oxide catalyst, in M0O 3 form , between 1 and 20%, a cobalt / molybdenum molar ratio of between 0.1 and 0.8, a content by weight relative to the total weight of phosphorus oxide catalyst in P2O5 form between 0.3 and 10 % when phosphorus is present, said catalyst having a specific surface area between 30 and 180 m 2 / g.
Selon un mode de réalisation, la phase active est constituée de cobalt et de molybdène. Selon une autre mode de réalisation, la phase active est constituée de cobalt, de molybdène et de phosphore. According to one embodiment, the active phase consists of cobalt and molybdenum. According to another embodiment, the active phase consists of cobalt, molybdenum and phosphorus.
Description de l’étape de fractionnement c) Description of the fractionation step c)
Selon l’étape c) du procédé de l’invention, on fractionne l’effluent de l’étape b) de façon à produire une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H2S, une coupe essence intermédiaire MCN et une deuxième coupe essence lourde HHCN, le fractionnement de la coupe essence intermédiaire MCN et de la deuxième coupe essence lourde HHCN étant effectué à un point de coupe compris entre 100 et 140°C. Le point de coupe est défini comme la moyenne arithmétique entre la température correspondant à 95% de la masse distillée d’une coupe intermédiaire d'hydrocarbures et la température correspondant à 5% de la masse distillée de la coupe lourde. Le point de coupe est donc défini par l’équation :
Figure imgf000023_0001
According to step c) of the process of the invention, the effluent from step b) is fractionated so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S, an intermediate MCN gasoline cut and a gas phase. second HHCN heavy gasoline cut, the fractionation of the MCN intermediate gasoline cut and of the second HHCN heavy gasoline cut being carried out at a cut point between 100 and 140 ° C. The cut point is defined as the arithmetic mean between the temperature corresponding to 95% of the distilled mass of an intermediate hydrocarbon cut and the temperature corresponding to 5% of the distilled mass of the heavy cut. The cut point is therefore defined by the equation:
Figure imgf000023_0001
La méthode utilisée pour déterminer les températures correspondant à 5% et 95% de la masse distillée est décrite dans le document OU Gas Sci. Technol. Vol. 54 (1999), No. 4, pp. 431-438 sous le nom « CSD method » (abréviation de "Conventional Simulated Distillation" selon la terminologie anglo-saxonne) et qui peut être traduite par "Distillation Simulée Conventionnelle". The method used to determine the temperatures corresponding to 5% and 95% of the distilled mass is described in the document OU Gas Sci. Technol. Flight. 54 (1999), No. 4, pp. 431-438 under the name “CSD method” (abbreviation of “Conventional Simulated Distillation” according to Anglo-Saxon terminology) and which can be translated as “Conventional Simulated Distillation”.
Selon un premier mode, on sépare d’abord une phase gazeuse de l’effluent de l’étape b) de manière à obtenir une phase liquide HCN partiellement désulfurée, puis on sépare la phase liquide HCN désulfurée en coupe essence intermédiaire MCN et en deuxième coupe essence lourde HHCN. Plus particulièrement, on condense partiellement le premier effluent de désulfuration issu l'étape b) de façon à produire une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H2S et une phase liquide HCN partiellement désulfurée. La condensation est généralement effectuée par refroidissement à une température comprise entre 40 et 60°C, de préférence entre 45 et 55°C. Ensuite on sépare au sein d’une colonne de séparation, avec un point de coupe compris entre 100 et 140°C ladite phase liquide HCN désulfurée en une coupe essence intermédiaire MCN et une deuxième coupe essence lourde HHCN. According to a first embodiment, a gaseous phase is first separated from the effluent from step b) so as to obtain a partially desulfurized HCN liquid phase, then the desulfurized HCN liquid phase is separated in MCN intermediate gasoline cut and secondly HHCN heavy gasoline cutter. More particularly, the first desulfurization effluent resulting from step b) is partially condensed so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S and a partially desulfurized HCN liquid phase. The condensation is generally carried out by cooling to a temperature between 40 and 60 ° C, preferably between 45 and 55 ° C. Then, in a separation column, with a cut point of between 100 and 140 ° C., said desulfurized HCN liquid phase is separated into an MCN intermediate gasoline cut and a second HHCN heavy gasoline cut.
Selon ce mode, illustré à la figure 1 , le premier effluent de désulfuration issu de l’étape b) évacué par la ligne 9 puis est refroidi et partiellement condensé de manière à produire dans le séparateur 10 (étape c)) deux phases : une phase gazeuse 1 1 riche en hydrogène et contenant une partie de l’H S produit par la désulfuration dans l’étape b) et une phase liquide HCN désulfurée 12 contenant de l’H S dissous, des composés soufrés non convertis et des mercaptans de recombinaison. According to this mode, illustrated in FIG. 1, the first desulphurization effluent from step b) discharged via line 9 then is cooled and partially condensed so as to produce two phases in separator 10 (step c)): one gas phase 1 1 rich in hydrogen and containing part of the H S produced by the desulfurization in step b) and a desulfurized HCN liquid phase 12 containing dissolved H S, unconverted sulfur compounds and mercaptans of recombination.
Cette étape de condensation vise essentiellement l’élimination de la plus grande partie de H S formé lors de l’étape b). This condensation step essentially aims to eliminate most of the H S formed during step b).
Comme représenté sur la figure 1 , la phase liquide désulfurée HCN 12 soutirée du séparateur 10 est ensuite soumise à une séparation avec un point de coupe compris entre 100 et 140°C. As shown in FIG. 1, the HCN 12 desulfurized liquid phase withdrawn from separator 10 is then subjected to separation with a cut point of between 100 and 140 ° C.
La phase liquide HCN désulfurée 12 qui est de préférence une coupe C6+ (i.e. contenant des hydrocarbures pouvant, de préférence, avoir 6 et plus de 6 atomes de carbone par molécule) est, envoyée dans un moyen de séparation 13 configurée pour séparer en tête une coupe essence intermédiaire MCN qui est soutirée par la ligne 14 et en fond une seconde coupe essence lourde HHCN soutirée par la ligne 15. Ce moyen de séparation peut être une colonne de fractionnement (ou splitter selon la terminologie anglo-saxonne). The desulfurized HCN liquid phase 12 which is preferably a C6 + cut (ie containing hydrocarbons which may preferably have 6 and more than 6 carbon atoms per molecule) is sent to a separation means 13 configured to separate at the top. an MCN intermediate petrol cut which is withdrawn via line 14 and at the bottom of a second HHCN heavy gasoline cut withdrawn via line 15. This separation means can be a fractionation column (or splitter according to English terminology).
Etant donné que l'étape b) est opérée de manière à assurer une conversion élevée des composés soufrés thiophéniques légers (majoritairement thiophène et méthyl thiophènes), la coupe essence intermédiaire MCN obtenue après le fractionnement de l’étape c) ne contient que de faibles teneurs en composés soufrés thiophéniques non convertis. La coupe essence intermédiaire MCN est, grâce à l’étape c) de fractionnement à haute température, également débarrassée de la plupart des mercaptans de recombinaison contenus dans l’effluent qui se sont formés au cours de l’étape b) d’hydrodésulfuration. En effet de manière générale, les mercaptans de recombinaison ont des températures d’ébullition plus élevées que celles des oléfines dont ils sont issus. Par exemple le 2-méthyl-2-pentène (point d’ébullition en corps pur dans les conditions normales : 67°C) peut former un mercaptan de recombinaison avec 5 atomes de carbone comme le 2-méthyl-2-penthanethiol (point d’ébullition en corps pur dans les conditions normales : 125°C). Cette propriété est ainsi utilisée dans l'étape c) pour produire une coupe essence intermédiaire MCN à basse teneur en soufre et en mercaptans de recombinaison dans la mesure où lesdits mercaptans de recombinaison dont la température d'ébullition est supérieure à celle de la coupe essence intermédiaire MCN sont entraînés dans la seconde coupe essence lourde HHCN. Les conditions opératoires de la séparation sont ajustées de manière à obtenir une fraction MCN basse teneur en soufre et notamment basse teneur en mercaptans de recombinaison. Since step b) is carried out so as to ensure a high conversion of the light thiophenic sulfur compounds (mainly thiophene and methyl thiophenes), the MCN intermediate gasoline cut obtained after the fractionation of step c) contains only low contents of unconverted thiophenic sulfur compounds. The MCN intermediate gasoline cut is, thanks to the high-temperature fractionation step c), also freed of most of the recombinant mercaptans contained in the effluent which formed during the hydrodesulfurization step b). In general, recombinant mercaptans have higher boiling temperatures than those of the olefins from which they are derived. For example 2-methyl-2-pentene (pure boiling point under normal conditions: 67 ° C) can form a recombinant mercaptan with 5 carbon atoms such as 2-methyl-2-penthanethiol (point d pure substance boiling under normal conditions: 125 ° C). This property is thus used in step c) to produce an intermediate MCN gasoline cut with a low content of sulfur and of recombinant mercaptans insofar as said recombinant mercaptans, the boiling point of which is higher than that of the gasoline cut intermediate MCN are entrained in the second cut heavy gasoline HHCN. The operating conditions of the separation are adjusted so as to obtain a low sulfur content MCN fraction and in particular a low content of recombinant mercaptans.
Pour obtenir la coupe essence intermédiaire MCN basse teneur en soufre et notamment basse teneur en mercaptan de recombinaison, les conditions opératoires de la séparation sont ajustées de manière à obtenir une coupe d'hydrocarbures dont la différence de température (DT) entre les températures correspondant à 5% et à 95% de la masse distillée qui soit inférieure ou égale à 75°C, de manière préférée qui soit comprise entre 20°C et 65°C. La température correspondant à 5% de la masse distillée de la coupe essence intermédiaire MCN est de préférence comprise entre 50°C et 80°C et la température correspondant à 95% de la masse distillée de la coupe essence intermédiaire MCN est de préférence comprise entre 88°C et 125°C. Par exemple la coupe essence intermédiaire MCN présente une température correspondant à 5% de la masse distillée qui est égale à 65°C ± 2°C, ou égale à 60°C ± 2°C ou égale à 55°C ± 2°C. De préférence la coupe essence intermédiaire MCN a une température correspondant à 95% de la masse distillée qui est égale à 110°C ± 10°C. Dans un mode de réalisation préféré, la coupe essence intermédiaire MCN contient essentiellement des hydrocarbures ayant de 6 à 7 atomes de carbone et majoritairement des hydrocarbures avec 6 atomes de carbone. To obtain the MCN intermediate gasoline cut low in sulfur and in particular low in recombinant mercaptan, the operating conditions of the separation are adjusted so as to obtain a cut of hydrocarbons whose difference in temperature (DT) between the temperatures corresponding to 5% and to 95% of the distilled mass which is less than or equal to 75 ° C, preferably which is between 20 ° C and 65 ° C. The temperature corresponding to 5% of the distilled mass of the MCN intermediate gasoline cut is preferably between 50 ° C and 80 ° C and the temperature corresponding to 95% of the distilled mass of the MCN intermediate gasoline cut is preferably between 88 ° C and 125 ° C. For example, the MCN intermediate gasoline cut has a temperature corresponding to 5% of the distilled mass which is equal to 65 ° C ± 2 ° C, or equal to 60 ° C ± 2 ° C or equal to 55 ° C ± 2 ° C . Preferably, the MCN intermediate gasoline cut has a temperature corresponding to 95% of the distilled mass which is equal to 110 ° C ± 10 ° C. In a preferred embodiment, the MCN intermediate gasoline cut essentially contains hydrocarbons having 6 to 7 carbon atoms and predominantly hydrocarbons with 6 carbon atoms.
Typiquement la teneur en soufre organique total dans la coupe essence intermédiaire MCN récupérée en tête de la colonne de fractionnement de l’étape c) est inférieure à 30 ppm poids, de préférence inférieure à 15 ppm poids et de manière plus préférée inférieure à 10 ppm poids de soufre total. La teneur en soufre issu des mercaptans dans la coupe essence intermédiaire MCN récupérée en tête de la colonne de fractionnement de l’étape c) est inférieure à 10 ppm poids. Typically the total organic sulfur content in the MCN intermediate gasoline cut recovered at the top of the fractionation column of step c) is less than 30 ppm by weight, preferably less than 15 ppm by weight and more preferably less than 10 ppm weight of total sulfur. The sulfur content from the mercaptans in the MCN intermediate gasoline cut recovered at the top of the fractionation column in step c) is less than 10 ppm by weight.
Selon un deuxième mode de l’étape c), on sépare d’abord l’effluent de l’étape b) en une coupe essence intermédiaire MCN contenant une phase gazeuse contenant de l’hydrogène et de l’H2S et en une deuxième coupe essence lourde HHCN, puis on sépare une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H2S de la coupe essence intermédiaireAccording to a second embodiment of step c), the effluent from step b) is first separated into an MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H 2 S and into a second HHCN heavy gasoline cut, then a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S is separated from the intermediate gasoline cut
MCN. Plus particulièrement, l’effluent de l’étape b) est séparé en une coupe essence intermédiaire MCN contenant une phase gazeuse contenant de l’hydrogène et de l’H2S et en une deuxième coupe essence lourde HHCN dans un moyen de séparation, puis on condense une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H2S de la coupe essence intermédiaire MCN, de manière à obtenir un point de coupe entre la coupe MCN et la coupe HHCN compris entre 100°C et 140°C. La condensation est généralement effectuée par refroidissement à une température comprise entre 40 et 60°C, de préférence entre 45 et 55°C. MCN. More particularly, the effluent from step b) is separated into a gasoline cut. MCN intermediate containing a gas phase containing hydrogen and H 2 S and in a second heavy gasoline HHCN cut in a separation means, then a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S is condensed. the MCN intermediate gasoline cut, so as to obtain a cut point between the MCN cut and the HHCN cut of between 100 ° C and 140 ° C. The condensation is generally carried out by cooling to a temperature between 40 and 60 ° C, preferably between 45 and 55 ° C.
Selon ce mode, illustré à la figure 2, le premier effluent de désulfuration issu de l’étape b) évacué par la ligne 9 est séparé dans un moyen de séparation 25, par exemple dans un ballon de séparation, en une coupe essence intermédiaire MCN contenant une phase gazeuse contenant de l’hydrogène et de l’H S 24 et en une deuxième coupe essence lourde HHCN 15 contenant des composés soufrés non convertis et des mercaptans de recombinaison. Puis la coupe essence intermédiaire MCN contenant une phase gazeuse contenant de l’hydrogène et de l’H S 24 est refroidie et partiellement condensée de manière à produire dans le séparateur 10 deux phases : une phase gazeuse 11 riche en hydrogène et contenant une partie de l’H S produit par la désulfuration dans l’étape b) et la coupe essence intermédiaire MCN 14. Cette étape de condensation vise essentiellement l’élimination de la plus grande partie de H S formé lors de l’étape b) et peut être réalisé dans un ballon séparateur gaz/liquide. Description de l’étape d’hydrodésulfuration d) de la coupe HHCN According to this mode, illustrated in FIG. 2, the first desulphurization effluent from step b) discharged via line 9 is separated in a separation means 25, for example in a separation flask, in an MCN intermediate gasoline cut. containing a gas phase containing hydrogen and H S 24 and in a second heavy gasoline HHCN 15 cut containing unconverted sulfur compounds and recombinant mercaptans. Then the MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H S 24 is cooled and partially condensed so as to produce in the separator 10 two phases: a gas phase 11 rich in hydrogen and containing part of the H S produced by the desulfurization in step b) and the MCN intermediate gasoline cut 14. This condensation step essentially aims to eliminate most of the HS formed during step b) and can be carried out in a gas / liquid separator flask. Description of the hydrodesulfurization step d) of the HHCN cut
Conformément à l'étape d) du procédé, la seconde coupe essence lourde HHCN est traitée par hydrodésulfuration. Ladite coupe essence, soutirée du fond du splitter 13 dans la figure 1 ou du fond du ballon de séparation 25 dans la figure 2 par la ligne 15, est mise en contact avec de l'hydrogène apporté par la ligne 16 dans au moins une unité d'hydrodésulfuration 17. Cette étape d) d'hydrodésulfuration sélective permet ainsi de convertir les composés soufrés de la coupe essence lourde HHCN (dont la majeure partie des mercaptans de recombinaison formés à l'étape d'hydrodésulfuration b)) en H2S et hydrocarbures. L’étape d’hydrodésulfuration d) est effectuée à une température plus élevée que celle de l’étape b) et en présence d’un catalyseur très sélectif. En utilisant une température plus élevée dans cette étape par rapport à la température de l’étape b) la formation d’oléfines et d’H2S va être favorisée par l’équilibre thermodynamique des mercaptans de recombinaison ce qui permet d’autant plus d’éliminer les mercaptans de recombinaison. L’étape d’hydrodésulfuration d) consiste à mettre en contact la seconde coupe essence lourde HHCN avec de l’hydrogène, dans un ou plusieurs réacteurs d’hydrodésulfuration, contenant un ou plusieurs catalyseurs adaptés pour réaliser l’hydrodésulfuration. In accordance with step d) of the process, the second HHCN heavy gasoline cut is treated by hydrodesulfurization. Said gasoline cut, withdrawn from the bottom of the splitter 13 in Figure 1 or from the bottom of the separation flask 25 in Figure 2 via line 15, is brought into contact with hydrogen supplied via line 16 in at least one hydrodesulfurization unit 17. This selective hydrodesulfurization step d) thus makes it possible to convert the sulfur-containing compounds of the heavy HHCN gasoline cut (including the major part of the recombinant mercaptans formed in the hydrodesulfurization step b)) in H2S and hydrocarbons. The hydrodesulphurization step d) is carried out at a higher temperature than that of step b) and in the presence of a very selective catalyst. By using a higher temperature in this step compared to the temperature of step b) the formation of olefins and H 2 S will be favored by the thermodynamic equilibrium of the recombinant mercaptans which allows even more to eliminate the recombinant mercaptans. The hydrodesulfurization step d) consists in bringing the second HHCN heavy gasoline cut into contact with hydrogen, in one or more hydrodesulfurization reactors, containing one or more catalysts suitable for carrying out the hydrodesulfurization.
L’étape d’hydrodésulfuration d) est réalisée sans hydrogénation importante des oléfines. Le taux d'hydrogénation des oléfines de cette étape est généralement inférieur à 5% et de préférence inférieur à 2%. Hydrodesulfurization step d) is performed without significant hydrogenation of the olefins. The degree of hydrogenation of the olefins in this stage is generally less than 5% and preferably less than 2%.
La température de cette étape est généralement comprise entre 260 et 420°C, de manière plus préférée entre 290 et 400°C, et de manière très préférée entre 290 et 350°C. La température de cette étape d) est généralement supérieure d’au moins 5°C, de préférence d’au moins 10°C et de façon très préférée d’au moins 30°C à la température de l’étape b). La pression d’opération de cette étape est généralement comprise entre 0,5 et 5 MPa et de préférence comprise entre 1 et 3 MPa. La quantité de catalyseur mise en œuvre dans chaque réacteur est généralement telle que le rapport entre le débit d’essence à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards, par m3 de catalyseur (également appelé vitesse spatiale) est compris entre 1 et 10 tr1 et de préférence entre 2 et 8 h - . Le débit d’hydrogène est généralement tel que le rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure (Nm3/h) et le débit de la coupe HHCN à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards est compris entre 25 et 600 Nm3/m3, de préférence entre 200 et 500 Nm3/m3. The temperature of this step is generally between 260 and 420 ° C, more preferably between 290 and 400 ° C, and very preferably between 290 and 350 ° C. The temperature of this step d) is generally at least 5 ° C, preferably at least 10 ° C and very preferably at least 30 ° C above the temperature of step b). The operating pressure of this step is generally between 0.5 and 5 MPa and preferably between 1 and 3 MPa. The quantity of catalyst used in each reactor is generally such that the ratio between the gasoline flow rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions, per m 3 of catalyst (also called space speed) is between 1 and 10 tr 1 and preferably between 2 and 8 h -. The hydrogen flow rate is generally such that the ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour (Nm 3 / h) and the flow rate of the HHCN cut to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions is included between 25 and 600 Nm 3 / m 3 , preferably between 200 and 500 Nm 3 / m 3 .
L’hydrogène nécessaire à cette étape et apporté par la ligne 16 peut être de l’hydrogène frais ou de hydrogène recyclé, de préférence débarrassé de l’H2S. The hydrogen required for this step and supplied via line 16 can be fresh hydrogen or recycled hydrogen, preferably free of H 2 S.
De préférence on utilisera de l’hydrogène frais. Ceci permet de diminuer la pression partielle d’H2S en entrée de l’étape d) et favorise donc l’élimination des mercaptans en oléfines et H2S. Preferably, fresh hydrogen will be used. This makes it possible to reduce the partial pressure of H 2 S at the inlet of step d) and therefore promotes the elimination of the mercaptans in olefins and H 2 S.
Selon un mode de réalisation, l’hydrogène peut provenir d’une alimentation d’hydrogène dédiée à cette étape, par exemple un compresseur d’hydrogène. According to one embodiment, the hydrogen can come from a hydrogen supply dedicated to this step, for example a hydrogen compressor.
Selon un autre mode de réalisation, l’hydrogène peut également être soutiré directement de l’alimentation d’hydrogène frais de l’unité 8 par la ligne 18 ce qui permet d’économiser un compresseur d’hydrogène. In another embodiment, the hydrogen can also be withdrawn directly from the fresh hydrogen feed to unit 8 through line 18, saving a hydrogen compressor.
Le catalyseur de l'étape d) est de nature et/ou de composition différente de celui utilisé dans l'étape b). Le catalyseur de l'étape d) est notamment un catalyseur d’hydrodésulfuration très sélectif : il permet d’hydrodésulfurer sans hydrogéner les oléfines et donc de maintenir l’indice d’octane. Le catalyseur qui peut convenir à cette étape d) du procédé selon l’invention, sans que cette liste soit limitative, est un catalyseur comprenant un support d’oxyde et une phase active constituée d’au moins un métal du groupe VIII, et de préférence choisi dans le groupe formé par le nickel, le cobalt, le fer. Ces métaux peuvent être utilisés seuls ou en combinaison. De préférence, la phase active est constituée d’un métal du groupe VIII, de préférence du nickel. De façon particulièrement préférée, la phase active est constituée de nickel. The catalyst of step d) is of a different nature and / or composition from that used in step b). The catalyst of step d) is in particular a very selective hydrodesulfurization catalyst: it makes it possible to hydrodesulfurize without hydrogenating the olefins and therefore to maintain the octane number. The catalyst which may be suitable for this step d) of the process according to the invention, without this list being limiting, is a catalyst comprising an oxide support and an active phase consisting of at least one metal from group VIII, and of preferably chosen from the group formed by nickel, cobalt, iron. These metals can be used alone or in combination. Preferably, the active phase consists of a metal from group VIII, preferably nickel. Particularly preferably, the active phase consists of nickel.
La teneur en métal du groupe VIII est comprise entre 1 et 60% poids d'oxyde du métal du groupe VIII par rapport au poids total du catalyseur, de préférence comprise entre 5 et 30% poids, de manière très préférée comprise entre 5 et 20% poids. De manière préférée, le catalyseur se caractérise par une surface spécifique comprise entre 5 et 400 m2/g, de préférence comprise entre 10 et 250 m2/g, de préférence comprise entre 20 et 200 m2/g, de manière très préférée comprise entre 30 et 180 m2/g. La surface spécifique est déterminée dans la présente invention par la méthode B.E.T selon la norme ASTM D3663, telle que décrite dans l'ouvrage Rouquerol F.; Rouquerol J.; Singh K. « Adsorption by Powders & Porous So/ids ; Princip/e, methodology and applications »,The group VIII metal content is between 1 and 60% by weight of oxide of the group VIII metal relative to the total weight of the catalyst, preferably between 5 and 30% by weight, very preferably between 5 and 20. % weight. Preferably, the catalyst is characterized by a specific surface area of between 5 and 400 m 2 / g, preferably between 10 and 250 m 2 / g, preferably between 20 and 200 m 2 / g, very preferably. between 30 and 180 m 2 / g. The specific surface is determined in the present invention by the BET method according to the ASTM D3663 standard, as described in the work Rouquerol F .; Rouquerol J .; Singh K. “Adsorption by Powders & Porous So / ids; Princip / e, methodology and applications ”,
Academie Press, 1999, par exemple au moyen d'un appareil modèle Autopore III™ de la marque Microméritics™. Academie Press, 1999, for example by means of an Autopore III ™ model apparatus of the brand Microméritics ™.
Le volume poreux du catalyseur est généralement compris entre 0,4 cm3/g et 1 ,3 cm3/g, de préférence compris entre 0,6 cm3/g et 1 ,1 cm3/g. Le volume poreux total est mesuré par porosimétrie au mercure selon la norme ASTM D4284 avec un angle de mouillage de 140°, telle que décrite dans le même ouvrage. The pore volume of the catalyst is generally between 0.4 cm 3 / g and 1.3 cm 3 / g, preferably between 0.6 cm 3 / g and 1.1 cm 3 / g. The total pore volume is measured by mercury porosimetry according to standard ASTM D4284 with a wetting angle of 140 °, as described in the same book.
La densité de remplissage tassée (DRT) du catalyseur est généralement comprise entre 0,4 et 0,7 g/mL, de préférence comprise entre 0,45 et 0,69 g/mL. La mesure de DRT consiste à introduire le catalyseur dans une éprouvette dont on a préalablement déterminé le volume puis, par vibration, à le tasser jusqu’à obtenir un volume constant. La masse volumique apparente du produit tassé est calculée en comparant la masse introduite et le volume occupé après tassement. Avantageusement le catalyseur de l’étape d), avant sulfuration, présente un diamètre moyen de pore supérieur à 20 nm, de manière préférée supérieur à 25 nm, voire 30 nm et souvent compris entre 20 et 140 nm, de préférence entre 20 et 100 nm, et très préférentiellement entre 25 et 80 nm. Le diamètre de pore est mesuré par porosimétrie au mercure selon la norme ASTM D4284 avec un angle de mouillage de 140°. Le catalyseur peut se trouver sous forme d'extrudés de petit diamètre, cylindriques ou multilobés (trilobés, quadrilobes,...), ou de sphères. The packed fill density (DRT) of the catalyst is generally between 0.4 and 0.7 g / mL, preferably between 0.45 and 0.69 g / mL. The DRT measurement consists in introducing the catalyst into a test tube, the volume of which has been determined beforehand, then, by vibration, in compacting it until a constant volume is obtained. The bulk density of the packed product is calculated by comparing the introduced mass and the occupied volume after packing. Advantageously, the catalyst of step d), before sulfurization, has an average pore diameter greater than 20 nm, preferably greater than 25 nm, or even 30 nm and often between 20 and 140 nm, preferably between 20 and 100 nm, and very preferably between 25 and 80 nm. The pore diameter is measured by mercury porosimetry according to ASTM D4284 with a wetting angle of 140 °. The catalyst can be in the form of extrudates of small diameter, cylindrical or multilobed (trilobes, quatrefoils, etc.), or spheres.
Le support d’oxyde du catalyseur est habituellement un solide poreux choisi dans le groupe constitué par : les alumines, la silice, les silices alumine ou encore les oxydes de titane ou de magnésium utilisés seul ou en mélange avec l’alumine ou la silice alumine. Il est de préférence choisi dans le groupe constitué par la silice, la famille des alumines de transition et les silices alumine, de manière très préférée, le support d’oxyde est essentiellement constitué d’alumine, c'est-à-dire qu'il comprend au moins 51 % poids, de préférence au moins 60 % poids, de manière très préféré au moins 80 % poids, voire au moins 90 % poids d'alumine. Il est de préférence constitué uniquement d'alumine. De manière préférée, le support d’oxyde du catalyseur est une alumine « haute température », c'est-à-dire qui contient des alumines de phase thêta, delta, kappa ou alpha, seules ou en mélange et une quantité inférieure à 20% d'alumine de phase gamma, chi ou êta. Un mode de réalisation très préféré de l'invention correspond à la mise en œuvre pour l'étape d) d'un catalyseur constitué d’alumine et de nickel, ledit catalyseur contenant une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de nickel, sous forme NiO, comprise entre 5 et 20%, ledit catalyseur ayant une surface spécifique entre 30 et 180 m2/g. Le catalyseur de l'étape d’hydrodésulfuration d) est caractérisé par une activité catalytique généralement comprise entre 1 % et 90%, préférentiellement comprise entre 1 % et 70%, et de manière très préférée comprise entre 1 % et 50% de l'activité catalytique du catalyseur de l'étape d’hydrodésulfuration b). The catalyst oxide support is usually a porous solid chosen from the group consisting of: aluminas, silica, alumina silicas or even titanium or magnesium oxides used alone or as a mixture with alumina or silica alumina . It is preferably chosen from the group consisting of silica, the family of transition aluminas and alumina silicas, very preferably, the oxide support consists essentially of alumina, that is to say that it comprises at least 51% by weight, preferably at least 60% by weight, very preferably at least 80% by weight, or even at least 90% by weight of alumina. It preferably consists solely of alumina. Preferably, the oxide support of the catalyst is a “high temperature” alumina, that is to say which contains theta, delta, kappa or alpha phase aluminas, alone or as a mixture, and an amount of less than 20. % of gamma, chi or eta phase alumina. A very preferred embodiment of the invention corresponds to the implementation for step d) of a catalyst consisting of alumina and nickel, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of catalyst of Nickel oxide, in NiO form, between 5 and 20%, said catalyst having a specific surface area between 30 and 180 m 2 / g. The catalyst of the hydrodesulfurization step d) is characterized by a catalytic activity generally between 1% and 90%, preferably between 1% and 70%, and very preferably between 1% and 50% of the catalytic activity of the catalyst for hydrodesulfurization step b).
A l'issue de l'étape d) on soutire de l'unité d'hydrodésulfuration sélective, par la ligne 19, une seconde coupe essence lourde HHCN désulfurée qui présente typiquement une teneur en soufre inférieure à 30 ppm poids, de préférence inférieure à 15 ppm poids et de manière encore plus préférée inférieure à 10 ppm poids, dont respectivement moins de 10 ppm poids soufre, de préférence moins de 8 ppm poids et de manière encore plus préférée moins de 5 ppm de soufre issus de mercaptans de recombinaison par rapport au poids total de la charge. Le taux d'hydrogénation des oléfines de cette étape est en règle générale inférieur à 2%. At the end of step d) is withdrawn from the selective hydrodesulfurization unit, via line 19, a second desulfurized HHCN heavy gasoline cut which typically has a sulfur content of less than 30 ppm by weight, preferably less than 15 ppm by weight and even more preferably less than 10 ppm by weight, of which respectively less than 10 ppm by weight of sulfur, preferably less than 8 ppm by weight and even more preferably less than 5 ppm of sulfur derived from recombinant mercaptans relative to to the total weight of the load. The degree of hydrogenation of the olefins in this stage is generally less than 2%.
Description de l’étape de stabilisation e) Description of the stabilization step e)
Selon l’étape e) du procédé selon l’invention, on effectue une étape de séparation de l'H2S formé et présent dans la coupe essence intermédiaire MCN issue de l’étape c) et la deuxième coupe essence lourde HHCN désulfurée issue de l’étape d). De préférence, l’étape de séparation comprend une étape de stabilisation afin d'en séparer une fraction d’hydrocarbures légers C4- en mélange avec l'H2S formé et l'hydrogène qui n’a pas réagi. Selon le mode de réalisation de la Figure 1 ou 2, la coupe essence intermédiaire MCN de la ligne 14 et la seconde coupe essence lourde HHCN désulfurée de la ligne 19 sont envoyées en mélange par la ligne 20 dans une colonne de stabilisation 21 de laquelle on soutire en tête par la ligne 22 la fraction hydrocarbures C4- en mélange avec de l'H2S et de l’hydrogène et en fond, un mélange d'essences MCN et HHCN désulfurées, stabilisé, par la ligne 23. According to step e) of the process according to the invention, a step is carried out for separating the H 2 S formed and present in the MCN intermediate gasoline cut resulting from step c) and the second desulfurized HHCN heavy gasoline cut resulting from of step d). Preferably, the separation step comprises a stabilization step in order to separate therefrom a fraction of light C4- hydrocarbons mixed with the H2S formed and the hydrogen which has not reacted. According to the embodiment of FIG. 1 or 2, the MCN intermediate gasoline cut from line 14 and the second desulphurized HHCN heavy gasoline cut from line 19 are sent as a mixture via line 20 into a stabilization column 21 of which there is withdraw at the top via line 22 the C4- hydrocarbon fraction mixed with H2S and hydrogen and at the bottom, a mixture of desulphurized MCN and HHCN gasolines, stabilized, via line 23.
Les coupes essence légère LCN, et le mélange d’essences MCN et HHCN désulfurées, produites par le procédé selon l'invention, sont avantageusement utilisées comme bases pour la formulation d'un carburant essence. The LCN light gasoline cuts, and the mixture of desulfurized MCN and HHCN gasolines, produced by the process according to the invention, are advantageously used as bases for the formulation of a gasoline fuel.
Description de la préparation des catalyseurs et de la sulfuration La préparation des catalyseurs des étapes b) ou d) est connue et comprend généralement une étape d’imprégnation des métaux du groupe VIII et du groupe VI B lorsqu’il est présent, et éventuellement du phosphore et/ou du composé organique sur le support d’oxyde, suivie d’un séchage, puis d’une calcination optionnelle permettant d’obtenir la phase active sous leurs formes oxydes. Avant son utilisation dans un procédé d’hydrodésulfuration d’une coupe essence oléfinique contenant du soufre, les catalyseurs sont généralement soumis à une sulfuration afin de former l’espèce active telle que décrite ci-dessous. Description of the preparation of the catalysts and of the sulfurization The preparation of the catalysts of stages b) or d) is known and generally comprises a stage of impregnation of the metals of group VIII and of group VI B when it is present, and optionally of the phosphorus and / or of the organic compound on the oxide support, followed by drying, then by optional calcination making it possible to obtain the active phase in their oxide forms. Before its use in a hydrodesulfurization process of an olefinic gasoline cut containing sulfur, the catalysts are generally subjected to sulfurization in order to form the active species as described below.
L’étape d’imprégnation peut être effectuée soit par imprégnation en slurry, soit par imprégnation en excès, soit par imprégnation à sec, soit par tout autre moyen connu de l'Homme du métier. La solution d’imprégnation est choisie de manière à pouvoir solubiliser les précurseurs de métaux dans les concentrations désirées. The impregnation step can be carried out either by slurry impregnation, or by excess impregnation, or by dry impregnation, or by any other means known to those skilled in the art. The impregnation solution is chosen so as to be able to dissolve the metal precursors in the desired concentrations.
A titre d'exemple, parmi les sources de molybdène, on peut utiliser les oxydes et hydroxydes, les acides molybdiques et leurs sels en particulier les sels d'ammonium tels que le molybdate d'ammonium, l'heptamolybdate d'ammonium, l'acide phosphomolybdique (H3PM012O40), et leurs sels, et éventuellement l'acide silicomolybdique (HUSiMo^CUo) et ses sels. Les sources de molybdène peuvent être également tout hétéropolycomposé de type Keggin, Keggin lacunaire, Keggin substitué, Dawson, Anderson, Strandberg, par exemple. On utilise de préférence le trioxyde de molybdène et les hétéropolycom posés de type Keggin, Keggin lacunaire, Keggin substitué et Strandberg. By way of example, among the sources of molybdenum, use may be made of oxides and hydroxides, molybdic acids and their salts, in particular ammonium salts such as ammonium molybdate, ammonium heptamolybdate, phosphomolybdic acid (H 3 PM0 12 O 40 ), and their salts, and optionally silicomolybdic acid (HUSiMo ^ CUo) and its salts. The sources of molybdenum can also be any heteropolycompound such as Keggin, Lacunar Keggin, substituted Keggin, Dawson, Anderson, Strandberg, for example. Molybdenum trioxide and heteropolycoms of the Keggin, lacunar Keggin, substituted Keggin and Strandberg type are preferably used.
Les précurseurs de tungstène qui peuvent être utilisés sont également bien connus de l'homme du métier. Par exemple, parmi les sources de tungstène, on peut utiliser les oxydes et hydroxydes, les acides tungstiques et leurs sels en particulier les sels d'ammonium tels que le tungstate d'ammonium, le métatungstate d'ammonium, l'acide phosphotungstique et leurs sels, et éventuellement l'acide silicotungstique (hUSiW^Cho) et ses sels. Les sources de tungstène peuvent également être tout hétéropolycomposé de type Keggin, Keggin lacunaire, Keggin substitué, Dawson, par exemple. On utilise de préférence les oxydes et les sels d'ammonium tel que le métatungstate d'ammonium ou les hétéropolyanions de type Keggin, Keggin lacunaire ou Keggin substitué. Les précurseurs de cobalt qui peuvent être utilisés sont avantageusement choisis parmi les oxydes, les hydroxydes, les hydroxycarbonates, les carbonates et les nitrates, par exemple. L'hydroxyde de cobalt et le carbonate de cobalt sont utilisés de manière préférée. The tungsten precursors which can be used are also well known to those skilled in the art. For example, among the sources of tungsten, it is possible to use oxides and hydroxides, tungstic acids and their salts, in particular ammonium salts such as ammonium tungstate, ammonium metatungstate, phosphotungstic acid and theirs. salts, and optionally silicotungstic acid (hUSiW ^ Cho) and its salts. The sources of tungsten can also be any heteropolycompound such as Keggin, Lacunar Keggin, substituted Keggin, Dawson, for example. Oxides and ammonium salts, such as ammonium metatungstate or heteropolyanions of the Keggin, lacunar Keggin or substituted Keggin type, are preferably used. The cobalt precursors which can be used are advantageously chosen from oxides, hydroxides, hydroxycarbonates, carbonates and nitrates, for example. Cobalt hydroxide and cobalt carbonate are preferably used.
Les précurseurs de nickel qui peuvent être utilisés sont avantageusement choisis parmi les oxydes, les hydroxydes, les hydroxycarbonates, les carbonates et les nitrates, par exemple. Le précurseur de phosphore préféré est l'acide orthophosphorique H3PO4, mais ses sels et esters comme les phosphates d'ammonium conviennent également. Le phosphore peut également être introduit en même temps que le(s) élément(s) du groupe VI B sous la forme d'hétéropolyanions de Keggin, Keggin lacunaire, Keggin substitué ou de type Strandberg. Après l’étape d’imprégnation, le catalyseur est généralement soumis à une étape de séchage à une température inférieure à 200°C, avantageusement comprise entre 50°C et 180°C, de préférence entre 70°C et 150°C, de manière très préférée entre 75°C et 130°C. L’étape de séchage est préférentiellement réalisée sous une atmosphère inerte ou sous une atmosphère contenant de l’oxygène. L’étape de séchage peut être effectuée par toute technique connue de l’Homme du métier. Elle est avantageusement effectuée à pression atmosphérique ou à pression réduite. De manière préférée, cette étape est réalisée à pression atmosphérique. Elle est avantageusement effectuée en lit traversé en utilisant de l'air ou tout autre gaz chaud. De manière préférée, lorsque le séchage est effectué en lit fixe, le gaz utilisé est soit l'air, soit un gaz inerte comme l'argon ou l'azote. De manière très préférée, le séchage est réalisé en lit traversé en présence d'azote et/ou d’air. De préférence, l’étape de séchage a une durée comprise entre 5 minutes et 15 heures, de préférence entre 30 minutes et 12 heures. The nickel precursors which can be used are advantageously chosen from oxides, hydroxides, hydroxycarbonates, carbonates and nitrates, for example. The preferred phosphorus precursor is orthophosphoric acid H3PO4, but its salts and esters such as ammonium phosphates are also suitable. The phosphorus can also be introduced at the same time as the element (s) of group VI B in the form of heteropolyanions of Keggin, lacunar Keggin, substituted Keggin or of Strandberg type. After the impregnation step, the catalyst is generally subjected to a drying step at a temperature below 200 ° C, advantageously between 50 ° C and 180 ° C, preferably between 70 ° C and 150 ° C, of very preferably between 75 ° C and 130 ° C. The drying step is preferably carried out under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen. The drying step can be carried out by any technique known to those skilled in the art. It is advantageously carried out at atmospheric pressure or at reduced pressure. Preferably, this step is carried out at atmospheric pressure. It is advantageously carried out in a crossed bed using air or any other hot gas. Preferably, when the drying is carried out in a fixed bed, the gas used is either air or an inert gas such as argon or nitrogen. Very preferably, the drying is carried out in a crossed bed in the presence of nitrogen and / or air. Preferably, the drying step has a duration of between 5 minutes and 15 hours, preferably between 30 minutes and 12 hours.
Selon une variante de l’invention, le catalyseur n’a pas subi de calcination lors de sa préparation, c'est-à-dire que le précurseur catalytique imprégné n'a pas été soumis à une étape de traitement thermique à une température supérieure à 200°C sous une atmosphère inerte ou sous une atmosphère contenant de l’oxygène, en présence d’eau ou non. According to a variant of the invention, the catalyst has not undergone calcination during its preparation, that is to say that the impregnated catalytic precursor has not been subjected to a heat treatment step at a higher temperature. at 200 ° C under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen, in the presence of water or not.
Selon une autre variante de l’invention, préférée, le catalyseur a subi une étape de calcination lors de sa préparation, c'est-à-dire que le précurseur catalytique imprégné a été soumis à une étape de traitement thermique à une température comprise entre 250 et 1000°C et de préférence entre 200 et 750°C, pendant une durée typiquement comprise entre 15 minutes et 10 heures, sous une atmosphère inerte ou sous une atmosphère contenant de l’oxygène, en présence d’eau ou non. Avant la mise en contact avec la charge à traiter dans un procédé d’hydrodésulfuration d’essences, les catalyseurs du procédé selon l'invention subissent généralement une étape de sulfuration. La sulfuration est de préférence réalisée en milieu sulforéducteur, c'est-à-dire en présence d'H2S et d'hydrogène, afin de transformer les oxydes métalliques en sulfures tels que par exemple, le M0S2, le CogS8 ou le Ni3S2. La sulfuration est réalisée en injectant sur le catalyseur un flux contenant de l'H2S et de l'hydrogène, ou bien un composé soufré susceptible de se décomposer en H2S en présence du catalyseur et de l'hydrogène. Les polysulfures tel que le diméthyldisulfure (DM DS) sont des précurseurs d'H2S couramment utilisés pour sulfurer les catalyseurs. Le soufre peut aussi provenir de la charge. La température est ajustée afin que l'H2S réagisse avec les oxydes métalliques pour former des sulfures métalliques. Cette sulfuration peut être réalisée in situ ou ex situ (en dedans ou dehors du réacteur) du réacteur du procédé selon l’invention à des températures comprises entre 200 et 600°C, et plus préférentiellement entre 300 et 500°C. According to another variant of the invention, which is preferred, the catalyst has undergone a calcination step during its preparation, that is to say that the impregnated catalytic precursor has been subjected to a heat treatment step at a temperature between 250 and 1000 ° C and preferably between 200 and 750 ° C, for a period typically between 15 minutes and 10 hours, under an inert atmosphere or under an atmosphere containing oxygen, in the presence of water or not. Before coming into contact with the feed to be treated in a gasoline hydrodesulfurization process, the catalysts of the process according to the invention generally undergo a sulfurization step. The sulphurization is preferably carried out in a sulforreducing medium, that is to say in the presence of H 2 S and hydrogen, in order to convert the metal oxides into sulphides such as, for example, M0S 2 , Co g S 8 or Ni 3 S 2 . Sulfurization is carried out by injecting onto the catalyst a stream containing H 2 S and hydrogen, or else a sulfur compound capable of decomposing into H2S in the presence of the catalyst and hydrogen. Polysulfides such as dimethyldisulfide (DM DS) are precursors of H 2 S commonly used to sulfide catalysts. Sulfur can also come from the charge. The temperature is adjusted so that the H 2 S reacts with the metal oxides to form metal sulphides. This sulfurization can be carried out in situ or ex situ (inside or outside the reactor) of the reactor of the process according to the invention at temperatures of between 200 and 600 ° C, and more preferably between 300 and 500 ° C.
Le taux de sulfuration des métaux constituants les catalyseurs est au moins égal à 60%, de préférence au moins égal à 80%. La teneur en soufre dans le catalyseur sulfuré est mesurée par analyse élémentaire selon ASTM D5373. Un métal est considéré comme sulfuré lorsque le taux de sulfuration global défini par le rapport molaire entre le soufre (S) présent sur le catalyseur et ledit métal est au moins égal à 60% du rapport molaire théorique correspondant à la sulfuration totale du(des) métal(aux) considéré(s). Le taux de sulfuration global est défini par l’équation suivante :
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The degree of sulfurization of the metals constituting the catalysts is at least equal to 60%, preferably at least equal to 80%. The sulfur content in the sulfurized catalyst is measured by elemental analysis according to ASTM D5373. A metal is considered to be sulphurized when the overall sulphurization rate defined by the molar ratio between the sulfur (S) present on the catalyst and said metal is at least equal to 60% of the theoretical molar ratio corresponding to the total sulphurization of the (s) metal (s) considered. The overall sulfurization rate is defined by the following equation:
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dans laquelle : (S/métal)cataiyseur est le rapport molaire entre le soufre (S) et du métal présents sur le catalyseur in which : (S / metal) catalyst is the molar ratio between sulfur (S) and metal present on the catalyst
(S/métal)théorique est le rapport molaire entre le soufre et du métal correspondant à la sulfuration totale du métal en sulfure. Ce rapport molaire théorique varie selon le métal considéré: Theoretical (S / metal) is the molar ratio between sulfur and metal corresponding to the total sulphurization of the metal to sulphide. This theoretical molar ratio varies according to the metal considered:
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Lorsque le catalyseur comprend plusieurs métaux, le rapport molaire entre le S présent sur le catalyseur et l’ensemble des métaux doit également être au moins égal à 60% du rapport molaire théorique correspondant à la sulfuration totale de chaque métal en sulfure, le calcul étant effectué au prorata des fractions molaires relatives de chaque métal. Par exemple, pour un catalyseur comprenant du molybdène et du nickel avec une fraction molaire respective de 0,7 et 0,3, le rapport molaire minimal (S/ Mo + Ni) est donné par la relation :
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Exemples
When the catalyst comprises several metals, the molar ratio between the S present on the catalyst and all the metals must also be at least equal to 60% of the theoretical molar ratio corresponding to the total sulphurization of each metal to sulphide, the calculation being carried out in proportion to the relative mole fractions of each metal. For example, for a catalyst comprising molybdenum and nickel with a respective molar fraction of 0.7 and 0.3, the minimum molar ratio (S / Mo + Ni) is given by the relation:
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Examples
Exemple 1 : Prétraitement de la charge essence de FCC par hydrogénation sélective (selon l’art antérieur) Example 1: Pretreatment of the FCC gasoline feed by selective hydrogenation (according to the prior art)
Le Tableau 1 donne les caractéristiques d’une essence de FCC traitée par le procédé selon la Figure 3 de l’art antérieur (EP1077247). Table 1 gives the characteristics of an FCC gasoline treated by the method according to Figure 3 of the prior art (EP1077247).
L’essence de FCC (ligne 1) est traitée dans le réacteur d’hydrogénation sélective (2) en présence d'un catalyseur A (étape optionnelle). Le catalyseur A est un catalyseur de type NiMo sur alumine gamma. Les teneurs en métaux sont respectivement 7% poids NiO et 1 1 % poids Mo03 par rapport au poids total du catalyseur, soit un rapport molaire Ni/Mo de 1 ,2. La surface spécifique du catalyseur est de 230 m2/g. Préalablement à son utilisation, le catalyseur A est sulfuré à pression atmosphérique en banc de sulfuration sous mélange H2S/H2 constitué de 15% volumique d'H2S à 1 L/g-h de catalyseur et à 400°C durant deux heures. Ce protocole permet d’obtenir un taux de sulfuration supérieur à 80%. The FCC gasoline (line 1) is treated in the selective hydrogenation reactor (2) in the presence of a catalyst A (optional step). Catalyst A is a catalyst of the NiMo type on gamma alumina. The metal contents are respectively 7% by weight NiO and 11% by weight MoO3 relative to the total weight of the catalyst, ie an Ni / Mo molar ratio of 1, 2. The specific surface of the catalyst is 230 m 2 / g. Prior to its use, catalyst A is sulfurized at atmospheric pressure in a sulfurization bench under an H2S / H2 mixture consisting of 15% by volume of H 2 S at 1 L / gh of catalyst and at 400 ° C. for two hours. This protocol makes it possible to obtain a sulfurization rate greater than 80%.
L’essence FRCN (ligne 1) est mise en contact avec de l’hydrogène dans un réacteur qui contient le catalyseur A. Cette étape du procédé réalise l’hydrogénation sélective des dioléfines et la conversion (alourdissement) d'une partie des composés mercaptans (RSH) présents dans la charge. La teneur en dioléfines est directement proportionnelle à la valeur de la MAV (indice d’anhydride maleique ou Maleic Anhydrid Value selon la terminologie anglo-saxonne). Les dioléfines sont des composés indésirables car ils sont des précurseurs de gommes dans les essences. FRCN gasoline (line 1) is brought into contact with hydrogen in a reactor which contains catalyst A. This stage of the process carries out the selective hydrogenation of the diolefins and the conversion (weighting down) of part of the mercaptan compounds. (RSH) present in the load. The diolefin content is directly proportional to the value of the MAV (maleic anhydride index or Maleic Anhydrid Value according to English terminology). Diolefins are undesirable compounds because they are precursors of gums in gasolines.
Les conditions opératoires mises en œuvre dans le réacteur d’hydrogénation sélective sont : Température : 140°C, Pression totale : 2,5 MPa, rapport volumique H2 ajouté/charge essence FRCN : 5 normaux litres d’hydrogène par litre d’essence (vol/vol), vitesse volumique horaire (VVH) : 3 h-1. The operating conditions implemented in the selective hydrogenation reactor are: Temperature: 140 ° C, Total pressure: 2.5 MPa, volume ratio H2 added / FRCN petrol charge: 5 normal liters of hydrogen per liter of petrol ( vol / vol), hourly volume speed (VVH): 3 h-1.
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Tableau 1 : Caractéristiques de la charge FRCN (1) et de l’effluent d’hydrogénation sélective (3). Table 1: Characteristics of the FRCN feed (1) and of the selective hydrogenation effluent (3).
L’effluent de l’étape d’hydrogénation sélective (3) à faible teneur en dioléfines conjuguées (MAV=0,6 mg/g) et faible teneur en composés soufrés légers (alourdis dans l’étape d’hydrogénation sélective) est envoyé dans une colonne de fractionnement (4) selon l’étape a) de la présente invention afin de séparer en tête une essence légère LCN (ligne 5) et en fond de la colonne une première coupe essence lourde HCN (ligne 6). Les caractéristiques de l’essence légère LCN et de la première coupe essence lourde HCN sont indiquées sur le Tableau 2. Comme indiqué dans le tableau 2, l’essence LCN obtenue (ligne 5) a une faible teneur en soufre (10 ppm). La première coupe essence lourde HCN qui correspond à environ 72 % massique de l’essence FRCN, a une teneur élevée en soufre (600 ppm) et nécessite un traitement supplémentaire avant d’être incorporée au pool essence. The effluent from the selective hydrogenation stage (3) with a low content of conjugated diolefins (MAV = 0.6 mg / g) and low content of light sulfur compounds (weighed down in the selective hydrogenation stage) is sent in a fractionation column (4) according to step a) of the present invention in order to separate a light LCN gasoline at the top (line 5) and at the bottom of the column a first heavy gasoline HCN cut (line 6). The characteristics of LCN light gasoline and the first cut heavy gasoline HCN are shown in Table 2. As shown in Table 2, the LCN gasoline obtained (row 5) has a low sulfur content (10 ppm). The first cut of heavy HCN gasoline, which corresponds to approximately 72% by mass of FRCN gasoline, has a high sulfur content (600 ppm) and requires additional treatment before being incorporated into the gasoline pool.
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Tableau 2 : Caractéristiques des coupes : Essence légère LCN et première coupe essence lourde HCN Table 2: Cut characteristics: LCN light gasoline and first cut HCN heavy gasoline
Exemple 2 (comparatif) : Hydrodésulfuration de la première coupe essence lourde HCN Cet exemple fait référence à l’art antérieur (brevet EP 1077247) et à la figure 3. La première coupe essence lourde HCN (ligne 6) obtenue dans l’exemple 1 est mélangée avec de l’hydrogène et traitée dans une unité d’hydrodésulfuration sélective (8) qui correspond à une première étape d’hydrodésulfuration. La première étape d’hydrodésulfuration est conduite en présence d’un catalyseur CoMo supporté sur alumine. La température est de 268°C, la pression est de 2 MPa, la vitesse spatiale du liquide (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure) est de 3 h , le rapport H2/coupe HCN est de 250 normaux m3 par m3 dans les conditions standards. L’effluent du réacteur (ligne 9) est ensuite réchauffé dans un four (non représenté sur la figure) puis introduit dans un deuxième réacteur (27) contenant un catalyseur dit de finition. Cette deuxième étape de finition est conduite en présence d’un catalyseur Ni supporté sur alumine. La pression est de 1 ,8 MPa, la vitesse spatiale du liquide (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure) est de 3 h . Example 2 (comparative): Hydrodesulfurization of the first heavy gasoline HCN cut This example refers to the prior art (patent EP 1077247) and to FIG. 3. The first heavy gasoline HCN cut (line 6) obtained in Example 1 is mixed with hydrogen and treated in a selective hydrodesulfurization unit (8) which corresponds to a first hydrodesulfurization step. The first hydrodesulfurization step is carried out in the presence of a CoMo catalyst supported on alumina. The temperature is 268 ° C, the pressure is 2 MPa, the space velocity of the liquid (expressed in volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h, the H2 / HCN cut ratio is 250 normal m 3 per m 3 under standard conditions. The reactor effluent (line 9) is then reheated in an oven (not shown in the figure) and then introduced into a second reactor (27) containing a so-called finishing catalyst. This second finishing step is carried out in the presence of an Ni catalyst supported on alumina. The pressure is 1.8 MPa, the space velocity of the liquid (expressed as volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h.
L’effluent du réacteur 27 (ligne 20) est envoyé vers une colonne de stabilisation (21), afin de récupérer en tête de la colonne l’hydrogène et l’H2S (ligne 22), éventuellement avec des hydrocarbures légers et en fond de la colonne (ligne 23) une coupe essence lourde désulfurée et stabilisée HCN issue du deuxième réacteur de Polishing. Les caractéristiques de l’HCN obtenue après la deuxième étape d’hydrodésulfuration et stabilisée, sont illustrées dans le Tableau 3. La perte d’oléfines est présentée dans le Tableau 4. The effluent from reactor 27 (line 20) is sent to a stabilization column (21), in order to recover at the top of the column the hydrogen and H2S (line 22), optionally with light hydrocarbons and at the bottom of the column. the column (line 23) is a desulphurized and HCN stabilized heavy gasoline cut from the second Polishing reactor. Characteristics of the HCN obtained after the second hydrodesulfurization step and stabilized, are illustrated in Table 3. The loss of olefins is presented in Table 4.
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Tableau 3 : Caractéristiques de l’essence lourde HCN après la première et la deuxième étape d’hydrodésulfuration Table 3: Characteristics of heavy HCN gasoline after the first and second hydrodesulfurization stages
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Tableau 4 : Perte d’oléfines entre la première coupe essence lourde HCN (ligne 6) et l’essence obtenue après la deuxième étape d’hydrodésulfuration (ligne 20) Table 4: Loss of olefins between the first cut of heavy HCN gasoline (line 6) and the gasoline obtained after the second hydrodesulfurization step (line 20)
Le procédé selon l’exemple 2 permet d’obtenir, une essence HCN à basse teneur en soufre (10 ppm poids). La perte d’oléfines entre la première coupe essence lourde HCN et l’essence stabilisée obtenue après la deuxième étape d’hydrodésulfuration est de 27,3% massique (en absolu). The process according to Example 2 makes it possible to obtain an HCN gasoline with a low sulfur content (10 ppm by weight). The loss of olefins between the first cut of heavy HCN gasoline and the stabilized gasoline obtained after the second hydrodesulfurization step is 27.3% by mass (in absolute).
Exemple 3: (selon la présente invention) avec Splitter Example 3: (according to the present invention) with Splitter
Cet exemple fait référence à la présente invention, selon la Figure 1. La première coupe essence lourde HCN (ligne 6) obtenue dans l’exemple 1 est mélangée avec de l’hydrogène et traitée dans une unité d’hydrodésulfuration sélective (8) qui correspond à l’étape b) de la 5 présente invention. La première étape d’hydrodésulfuration (étape b)) est conduite en présence d’un catalyseur CoMo supporté sur alumine. La température est de 260°C, la pression est de 2 MPa, la vitesse spatiale du liquide (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure) est de 3 h , le rapport H2/coupe HCN est de 200 normaux m3 par m3 dans les conditions standards. L’effluent du réacteur (ligne 9) est ensuite réchauffé dans un four puis introduit dans un deuxième réacteur (non représenté sur la figure) contenant un catalyseur dit de finition. Ni supporté sur alumine. La pression est de 1 ,8 MPa, la vitesse spatiale du liquide (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure) est de 3 h . This example refers to the present invention, according to Figure 1. The first heavy gasoline HCN cut (line 6) obtained in Example 1 is mixed with hydrogen and treated in a selective hydrodesulfurization unit (8) which corresponds to step b) of the present invention. The first hydrodesulfurization step (step b)) is carried out in the presence of a CoMo catalyst supported on alumina. The temperature is 260 ° C, the pressure is 2 MPa, the space velocity of the liquid (expressed in volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h, the H2 / HCN cut ratio is 200 normal m 3 per m 3 under standard conditions. The effluent from the reactor (line 9) is then reheated in an oven and then introduced into a second reactor (not shown in the figure) containing a so-called finishing catalyst. Neither supported on alumina. The pressure is 1.8 MPa, the space velocity of the liquid (expressed as volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h.
L’effluent du réacteur de finition est partiellement condensé pour être introduite dans le séparateur gaz/liquide (10). La phase gaz produite (ligne 1 1) contient essentiellement l’hydrogène et l’H2S, éventuellement avec des hydrocarbures légers. Le fond du séparateur (10) contient une coupe hydrocarbure HCN partiellement désulfurée. The effluent from the finishing reactor is partially condensed to be introduced into the gas / liquid separator (10). The gas phase produced (line 1 1) essentially contains hydrogen and H2S, possibly with light hydrocarbons. The bottom of the separator (10) contains a partially desulfurized HCN hydrocarbon cut.
Les caractéristiques de l’HCN obtenue après l’étape b) de la présente invention sont illustrées dans le Tableau 5. La perte d’oléfines après l’étape b) est présentée dans le Tableau 6. The characteristics of the HCN obtained after step b) of the present invention are shown in Table 5. The loss of olefins after step b) is shown in Table 6.
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Tableau 5 : Caractéristiques de la première coupe essence lourde HCN après l’étape b) d’hydrodésulfuration selon l’invention
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Table 5: Characteristics of the first HCN heavy gasoline cut after hydrodesulfurization step b) according to the invention
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Tableau 6: Perte d’oléfines entre la première coupe essence lourde HCN (ligne 6) et l’essence obtenue après l’étape b) selon l’invention Table 6: Loss of olefins between the first cut of heavy HCN gasoline (line 6) and the gasoline obtained after step b) according to the invention
Les conditions de l’étape b) sont moins sévères que dans l’exemple 2 : la perte en oléfines à l’issue de l’étape b) est réduite de 5,3 % poids dans cet exemple selon l’invention. Dans l’étape c) selon l’invention, on fractionne l’effluent de l’étape b) (ligne 12) dans une colonne à distiller (13) de façon à produire une coupe essence intermédiaire MCN (ligne 14) et une deuxième coupe essence lourde H HCN (ligne 15). Le fractionnement de la coupe essence intermédiaire MCN et de la deuxième coupe essence lourde H HCN étant effectué à une température de 120°C de façon à obtenir une coupe MCN à moins de 10 ppm soufre. Le fonctionnement de la colonne de fractionnement est réglé de manière à obtenir une coupe MCN dont la température à 95% de la masse distillée de la coupe essence intermédiaire MCN est de 120°C±5°C (températures mesurées selon la méthode CSD décrite dans le document Oil Gas Sci. Technol. Vol. 54(1999), No. 4, pp. 431-438). Le fonctionnement de la colonne de fractionnement est aussi réglé de manière à obtenir en fond de la colonne, une deuxième coupe essence lourde H HCN dont la température à 5% de masse distillée est de 120°C±5°C (températures mesurés selon la méthode CSD décrite dans le document Oil Gas Sci. Technol. Vol. 54(1999), No. 4, pp. 431-438). The conditions of step b) are less severe than in Example 2: the loss of olefins at the end of step b) is reduced by 5.3% by weight in this example according to the invention. In step c) according to the invention, the effluent from step b) (line 12) is fractionated in a distillation column (13) so as to produce an MCN intermediate gasoline cut (line 14) and a second H HCN heavy gasoline cutter (line 15). The fractionation of the intermediate MCN gasoline cut and of the second H HCN heavy gasoline cut being carried out at a temperature of 120 ° C. so as to obtain an MCN cut at less than 10 ppm sulfur. The operation of the fractionation column is adjusted so as to obtain an MCN cut whose temperature at 95% of the distilled mass of the MCN intermediate gasoline cut is 120 ° C ± 5 ° C (temperatures measured according to the CSD method described in Oil Gas Sci. Technol, Vol 54 (1999), No. 4, pp. 431-438). The operation of the fractionation column is also adjusted so as to obtain at the bottom of the column, a second heavy gasoline H HCN cut whose temperature at 5% of distilled mass is 120 ° C ± 5 ° C (temperatures measured according to the CSD method described in Oil Gas Sci. Technol, Vol. 54 (1999), No. 4, pp. 431-438).
Les caractéristiques de la MCN et de la deuxième coupe essence lourde H HCN obtenues après l’étape c) de la présente invention sont illustrées dans le Tableau 7. The characteristics of the MCN and of the second heavy gasoline H HCN cut obtained after step c) of the present invention are illustrated in Table 7.
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Tableau 7 : Caractéristiques des coupes essence intermédiaire MCN et essence lourde Table 7: Characteristics of MCN intermediate gasoline and heavy gasoline cuts
HHCN obtenue après l’étape c) selon l’invention HHCN obtained after step c) according to the invention
Dans l’étape d) selon l’invention, la deuxième coupe essence lourde HHCN est mise en contact dans le réacteur (17) avec de l’hydrogène et un catalyseur Ni supporté sur alumine dit de Polishing. La température est de 300 °C, la pression est de 2 MPa, la vitesse spatiale du liquide (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure) est de 3 h . Le rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de la deuxième coupe essence lourde HHCN à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards est de 80 Nm3/m3. Dans ces conditions de fonctionnement, l’hydrogénation des oléfines est négligeable. In step d) according to the invention, the second HHCN heavy gasoline cut is brought into contact in the reactor (17) with hydrogen and a Ni catalyst supported on so-called polishing alumina. The temperature is 300 ° C, the pressure is 2 MPa, the space velocity of the liquid (expressed in volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h. The ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the second HHCN heavy gasoline cut to be treated, expressed in m 3 per hour at standard conditions, is 80 Nm 3 / m 3 . Under these operating conditions, the hydrogenation of the olefins is negligible.
Les caractéristiques de la HHCN obtenue après l’étape d) de la présente invention est illustrée sur le Tableau 8. The characteristics of the HHCN obtained after step d) of the present invention are shown in Table 8.
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Tableau 8 : Caractéristiques de la deuxième coupe essence lourde HHCN après l’étape d) d’hydrodésulfuration selon l’invention La coupe HHCN désulfurée (ligne 19) est mélangée avec la coupe MCN (ligne 14) et le mélange est envoyé (ligne 20) vers une colonne de stabilisation (21 ), afin de récupérer en tête de la colonne l’hydrogène et l’H2S (ligne 22), éventuellement avec des hydrocarbures légers et en fond de la colonne (ligne 23) une coupe hydrocarbures HCN désulfurée. Les caractéristiques de la HCN obtenue après stabilisation (21 ) selon la présente invention est illustrée dans les Tableaux 9 et 10. Table 8: Characteristics of the second HHCN heavy gasoline cut after hydrodesulfurization step d) according to the invention The desulfurized HHCN cut (line 19) is mixed with the MCN cut (line 14) and the mixture is sent (line 20) to a stabilization column (21), in order to recover the hydrogen and the hydrogen at the top of the column. H2S (line 22), optionally with light hydrocarbons and at the bottom of the column (line 23) a desulfurized HCN hydrocarbon cut. The characteristics of the HCN obtained after stabilization (21) according to the present invention are illustrated in Tables 9 and 10.
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Tableau 9 : Caractéristiques du mélange d’essences MCN et HHCN après Table 9: Characteristics of the mixture of MCN and HHCN gasoline after
hydrodésulfuration et stabilisation selon l’invention hydrodesulfurization and stabilization according to the invention
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Tableau 10 : Perte d’oléfines entre la première coupe essence lourde HCN (6) et l’essence Table 10: Loss of olefins between the first cut of heavy HCN gasoline (6) and gasoline
(ligne 23) obtenue après hydrodésulfuration selon l’invention (line 23) obtained after hydrodesulfurization according to the invention
De manière très avantageuse, le procédé selon l’invention permet de produire une essence à faible teneur en soufre (10 ppm S) tout en diminuant la perte absolue d’oléfines par comparaison à l’essence lourde HCN désulfurée après la deuxième étape de désulfuration Very advantageously, the process according to the invention makes it possible to produce a gasoline with a low sulfur content (10 ppm S) while reducing the absolute loss of olefins compared to the heavy gasoline HCN desulfurized after the second desulfurization step
(présentée dans l’exemple 2 comparatif). En effet dans l’exemple 2 la perte d’oléfines (en % massique) entre la première coupe essence lourde HCN (ligne 6) et l’essence obtenue après la deuxième étape d’hydrodésulfuration est de 6,8% et dans l’exemple 3 selon l’invention la perte d’oléfines entre la première coupe essence lourde HCN (ligne 6) et le mélange d’essences coupe essence intermédiaire MCN et seconde coupe essence lourde H HCN désulfurée et stabilisée (ligne 23) est de 5,3%. Ainsi, l’exemple 3 selon l’invention permet de faire préserver 19% relatif des oléfines présentes dans la première coupe essence lourde HCN tout en produisant une essence à même basse teneur en soufre (10 ppm). La préservation des oléfines présentes a un impact positif sur les indices d’octane de l’essence produite. Le procédé selon l'invention permet ainsi d’obtenir, après stabilisation une coupe essence HCN à basse teneur en soufre organique (10 ppm). Cette essence peut, avec l’essence légère LCN obtenue dans l’exemple 1 , être valorisée dans le pool essence pour la formulation de carburant pour véhicules. (presented in comparative example 2). In example 2, the loss of olefins (in% by mass) between the first cut of heavy HCN gasoline (line 6) and the gasoline obtained after the second hydrodesulphurization step is 6.8% and in the example 3 according to the invention, the loss of olefins between the first heavy gasoline HCN cut (line 6) and the gasoline mixture of intermediate gasoline cut MCN and second heavy gasoline cut H HCN desulfurized and stabilized (line 23) is 5, 3%. Thus, Example 3 according to the invention makes it possible to preserve 19% relative of the olefins present in the first cut of heavy HCN gasoline while producing gasoline with the same low sulfur content (10 ppm). The preservation of the olefins present has a positive impact on the octane numbers of the gasoline produced. The process according to the invention thus makes it possible to obtain, after stabilization, an HCN gasoline cut with a low organic sulfur content (10 ppm). This gasoline can, with the light LCN gasoline obtained in Example 1, be upgraded in the gasoline pool for the formulation of fuel for vehicles.
Exemple 4: (selon un mode alternatif de la présente invention) avec ballon MCN Cet exemple fait référence à un mode alternatif de la présente invention, selon la Figure 2. La première coupe essence lourde HCN (ligne 6) obtenue dans l’exemple 1 est mélangée avec de l’hydrogène et traitée dans une unité d’hydrodésulfuration sélective (8) qui correspond à l’étape b) de la présente invention. Example 4: (according to an alternative mode of the present invention) with an MCN balloon This example refers to an alternative mode of the present invention, according to Figure 2. The first HCN heavy gasoline cut (line 6) obtained in Example 1 is mixed with hydrogen and treated in a selective hydrodesulfurization unit (8) which corresponds to step b) of the present invention.
Les conditions de l’étape b) sont strictement identiques à celles décrites dans l’exemple 3 selon l’invention. The conditions of step b) are strictly identical to those described in Example 3 according to the invention.
Selon un deuxième mode de l’étape c), le premier effluent de désulfuration issu de l’étape b) évacué par la ligne 9 est séparé dans un moyen de séparation (25), par exemple dans une ballon de séparation à une température contrôlée de 140°C, en une coupe essence intermédiaire MCN contenant une phase gazeuse contenant de l’hydrogène et de l’H S (ligne 24) et en une deuxième coupe essence lourde HHCN (ligne 15) contenant des composés soufrés non convertis et des mercaptans de recombinaison. Puis la coupe essence intermédiaire MCN contenant une phase gazeuse contenant de l’hydrogène et de l’H S (ligne 24) est refroidie et partiellement condensée de manière à produire dans le séparateur (10) deux phases : une phase gazeuse (ligne 1 1) riche en hydrogène et contenant une partie de l’H S produit par la désulfuration dans l’étape b) et la coupe essence intermédiaire MCN (ligne 14). Cette étape de condensation vise essentiellement l’élimination de la plus grande partie de H S formé lors de l’étape b). According to a second mode of step c), the first desulphurization effluent from step b) discharged via line 9 is separated in a separation means (25), for example in a separation flask at a controlled temperature of 140 ° C, in an MCN intermediate gasoline cut containing a gas phase containing hydrogen and H S (line 24) and in a second heavy HHCN gasoline cut (line 15) containing unconverted sulfur compounds and recombinant mercaptans. Then the MCN intermediate gasoline cut containing a gaseous phase containing hydrogen and H S (line 24) is cooled and partially condensed so as to produce in the separator (10) two phases: a gas phase (line 1 1 ) rich in hydrogen and containing part of the H S produced by the desulphurization in step b) and the MCN intermediate gasoline cut (line 14). This condensation step is essentially aimed at eliminating most of the HS formed during step b).
Les caractéristiques de la MCN et de la HHCN obtenue après l’étape c) de la présente inventions ont illustrées dans le Tableau 7. The characteristics of MCN and HHCN obtained after step c) of the present inventions are shown in Table 7.
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Tableau 1 1 : Caractéristiques des coupes essence intermédiaire MCN et essence lourde Table 1 1: Characteristics of MCN intermediate gasoline and heavy gasoline cuts
HHCN après l’étape c). Dans l’étape d) selon l’invention la deuxième coupe essence lourde HHCN est mise en contact dans le réacteur (17) avec de l’hydrogène et un catalyseur Ni supporté sur alumine dit de finition. La température est de 400°C, la pression est de 1 ,8 MPa, la vitesse spatiale du liquide (exprimée en volume de liquide par volume de catalyseur et par heure) est de 3 h . HHCN after step c). In step d) according to the invention, the second HHCN heavy gasoline cut is contacted in the reactor (17) with hydrogen and a Ni catalyst supported on so-called finishing alumina. The temperature is 400 ° C, the pressure is 1.8 MPa, the space velocity of the liquid (expressed in volume of liquid per volume of catalyst and per hour) is 3 h.
Le rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de la deuxième coupe essence lourde HHCN à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards est de 50 Nm3/m3. Pour assurer une conversion élevée des RSH, le réacteur (17) est opéré à une température supérieure à celle du même réacteur dans l’exemple 3. The ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the second cut of heavy HHCN gasoline to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions is 50 Nm 3 / m 3 . To ensure a high conversion of the RSHs, the reactor (17) is operated at a temperature higher than that of the same reactor in Example 3.
Dans ces conditions de fonctionnement, l’hydrogénation des oléfines est négligeable. Les caractéristiques de la HHCN obtenue après l’étape d) de la présente invention est illustrée dans le Tableau 12. Under these operating conditions, the hydrogenation of the olefins is negligible. The characteristics of the HHCN obtained after step d) of the present invention are shown in Table 12.
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Tableau 12 : Caractéristiques de la deuxième coupe essence lourde HHCN après l’étape d) d’hydrodésulfuration selon l’invention Table 12: Characteristics of the second HHCN heavy gasoline cut after step d) of hydrodesulfurization according to the invention
La deuxième coupe essence lourde HHCN désulfurée (ligne 19) est mélangée avec la coupe essence intermédiaire MCN (ligne 14) puis le mélange est envoyé (ligne 20) vers une colonne de stabilisation (21 ), afin de récupérer en tête de la colonne l’hydrogène et l’H2S (ligne 22), éventuellement avec des hydrocarbures légers et en fond de la colonne (ligne 23) une coupe hydrocarbures HCN désulfurée stabilisée. Les caractéristiques de la HCN obtenue après stabilisation (23) selon la présente invention est illustrée dans les Tableaux 13 et 14
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The second desulfurized HHCN heavy gasoline cut (line 19) is mixed with the MCN intermediate gasoline cut (line 14) then the mixture is sent (line 20) to a stabilization column (21), in order to recover at the top of column 1 'hydrogen and H2S (line 22), optionally with light hydrocarbons and at the bottom of the column (line 23) a stabilized desulphurized HCN hydrocarbon cut. The characteristics of the HCN obtained after stabilization (23) according to the present invention are illustrated in Tables 13 and 14
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Tableau 13 : Caractéristiques de l’essence lourde après hydrodésulfuration et stabilisation selon l’invention Table 13: Characteristics of heavy gasoline after hydrodesulfurization and stabilization according to the invention
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Tableau 14 : Perte d’oléfines entre la première coupe essence lourde HCN (ligne 6) et l’essence (ligne 23) obtenue après hydrodésulfuration et stabilisation selon l’invention De manière très avantageuse, le procédé selon le mode alternatif de l’invention permet de produire une essence à faible teneur en soufre (10 ppm S) tout en diminuant la perte absolue d’oléfines par comparaison à l’essence lourde HCN désulfurée après la deuxième étape de désulfuration (présentée dans l’exemple 2 comparatif). Table 14: Loss of olefins between the first HCN heavy gasoline cut (line 6) and gasoline (line 23) obtained after hydrodesulphurization and stabilization according to the invention Very advantageously, the process according to the alternative mode of the invention makes it possible to produce a gasoline with a low sulfur content (10 ppm S) while reducing the absolute loss of olefins compared to the heavy gasoline HCN desulfurized after the second desulfurization step (presented in comparative example 2).
L’avantage de ce mode alternatif sur l’étape de séparation c) est de réaliser la séparation MCN/HHCN à l’aide d’un ballon de séparation des phases liquide et gazeuse. Dans ce mode alternatif, la proportion de HHCN envoyée au réacteur 17 est de 77 %, contre 44 % dans l’exemple 3. La température imposée au réacteur 17 est plus élevée dans ce mode alternatif, car le taux d’élimination des RSH est plus élevé que celui de l’exemple 3. Dans l’exemple 2, la perte d’oléfines (en % massique) entre la première coupe essence lourde HCN (ligne 6) et l’essence obtenue après la deuxième étape d’hydrodésulfuration est de 6,8%, et dans l’exemple 4 selon l’invention la perte d’oléfines entre la première coupe essence lourde HCN (ligne 6) et le mélange d’essences coupe essence intermédiaire MCN et seconde coupe essence lourde H HCN désulfurée et stabilisée (ligne 23) est de 5,5% (identique à l’exemple 3). Ainsi, l’exemple 4 selon une mode alternatif de l’invention permet de faire préserver 19% relatif des oléfines présentes dans la première coupe essence lourde HCN tout en produisant une essence à même basse teneur en soufre (10 ppm). La préservation des oléfines présentes a un impact positif sur les indices d’octane de l’essence produite. The advantage of this alternative mode over the separation step c) is to carry out the MCN / HHCN separation using a liquid and gas phase separation drum. In this alternative mode, the proportion of HHCN sent to the reactor 17 is 77%, against 44% in example 3. The temperature imposed on the reactor 17 is higher in this alternative mode, because the rate of elimination of the RSH is higher than that of Example 3. In Example 2, the loss of olefins (in% by mass) between the first cut of heavy HCN gasoline (line 6) and the gasoline obtained after the second hydrodesulphurization step is 6.8%, and in the example 4 according to the invention, the loss of olefins between the first heavy gasoline HCN cut (line 6) and the gasoline mixture of intermediate gasoline cut MCN and second heavy gasoline H HCN desulfurized and stabilized cut (line 23) is 5, 5% (identical to Example 3). Thus, Example 4 according to an alternative embodiment of the invention makes it possible to preserve 19% relative of the olefins present in the first heavy HCN gasoline cut while producing gasoline with the same low sulfur content (10 ppm). The preservation of the olefins present has a positive impact on the octane numbers of the gasoline produced.
Le procédé selon l'invention permet ainsi d’obtenir, après stabilisation une coupe essenceThe method according to the invention thus makes it possible to obtain, after stabilization, a petrol cut
HCN à basse teneur en soufre organique (10 ppm) valorisable dans le pool essence pour la formulation de carburant pour véhicules. HCN with a low organic sulfur content (10 ppm) which can be used in the gasoline pool for the formulation of vehicle fuel.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de désulfuration d'une essence contenant des composés soufrés, des oléfines et des dioléfines, comprenant au moins les étapes suivantes : a) on fractionne l’essence de façon à récupérer une coupe essence légère LCN et une première coupe essence lourde HCN, b) on met en contact dans au moins un réacteur, la première coupe essence lourde1. Process for desulphurizing a gasoline containing sulfur compounds, olefins and diolefins, comprising at least the following steps: a) gasoline is fractionated so as to recover an LCN light gasoline cut and a first HCN heavy gasoline cut , b) in at least one reactor, the first heavy gasoline cut is brought into contact
HCN, de l'hydrogène et un catalyseur d'hydrodésulfuration comprenant un support d’oxyde et une phase active comprenant un métal du groupe VI B et un métal du groupe VIII, à une température comprise entre 210 et 320°C, à une pression comprise entre 1 et 4 MPa, avec une vitesse spatiale comprise entre 1 et 10 h et un rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de la première coupe essence lourde HCN à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards compris entre 100 et 600 Nm3/m3, de manière à convertir au moins une partie des composés soufrés en H2S et de produire un premier effluent de désulfuration, c) on fractionne l’effluent de l’étape b) de façon à produire une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H2S, une coupe essence intermédiaire MCN et une deuxième coupe essence lourde H HCN, le fractionnement de la coupe essence intermédiaire MCN et de la deuxième coupe essence lourde H HCN étant effectué avec un point de coupe compris entre 100 et 140°C, d) on met en contact dans au moins un réacteur, la deuxième coupe essence lourde H HCN, de l'hydrogène et un catalyseur d'hydrodésulfuration comprenant un support d’oxyde et une phase active constituée d’au moins un métal du groupe VIII, à une température comprise entre 260 et 420°C, à une pression comprise entre 0,5 et 5 MPa, avec une vitesse spatiale comprise entre 1 et 10 tr1 et un rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de la deuxième coupe essence lourde HHCN à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards compris entre 25 et 600 Nm3/m3, ladite température de l’étape d) étant plus élevée que la température de l’étape b), de manière à produire une seconde coupe essence lourde HHCN désulfurée, e) on effectue une étape de séparation de l'H S formé et présent dans la coupe essence intermédiaire MCN issue de l’étape c) et dans la deuxième coupe essence lourde HHCN désulfurée issue de l’étape d). HCN, hydrogen and a hydrodesulfurization catalyst comprising an oxide support and an active phase comprising a group VI B metal and a group VIII metal, at a temperature between 210 and 320 ° C, at a pressure between 1 and 4 MPa, with a space velocity between 1 and 10 h and a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the first heavy HCN gasoline cut to be treated, expressed in m 3 per hour at standard conditions between 100 and 600 Nm 3 / m 3 , so as to convert at least part of the sulfur compounds into H2S and to produce a first desulphurization effluent, c) the effluent from step b) is fractionated so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H 2 S, an intermediate gasoline cut MCN and a second heavy gasoline H HCN cut, the fractionation of the intermediate gasoline MCN cut and the second heavy gasoline H HCN cut being performed with a point d e cut between 100 and 140 ° C, d) in at least one reactor, the second heavy gasoline H HCN cut is brought into contact with hydrogen and a hydrodesulphurization catalyst comprising an oxide support and an active phase consisting of at least one metal from group VIII, to a temperature between 260 and 420 ° C, at a pressure between 0.5 and 5 MPa, with a space velocity between 1 and 10 tr 1 and a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m 3 per hour and the flow rate of the second HHCN heavy gasoline cut to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 25 and 600 Nm 3 / m 3 , said temperature of step d) being higher than the temperature of step b) , so as to produce a second desulfurized HHCN heavy gasoline cut, e) a step of separation of the H S formed and present in the MCN intermediate gasoline cut resulting from step c) and in the second HHCN heavy gasoline cut is carried out desulphurized from step d).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel dans l'étape c), on condense partiellement le premier effluent de désulfuration issu de l'étape b) de façon à produire une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H S et une phase liquide HCN désulfurée, puis on sépare avec un point de coupe compris entre 100 et 140°C ladite phase liquide HCN désulfurée en une coupe essence intermédiaire MCN et une deuxième coupe essence lourde HHCN. 2. Method according to claim 1, wherein in step c), the first desulfurization effluent from step b) is partially condensed so as to produce a gas phase consisting essentially of hydrogen and H S and a desulfurized HCN liquid phase, then the said desulfurized HCN liquid phase is separated with a cut point of between 100 and 140 ° C. in an intermediate MCN gasoline cut and a second HHCN heavy gasoline cut.
3. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel dans l'étape c), on sépare avec un point de coupe compris entre 100 et 140°C l’effluent de l’étape b) en une coupe essence intermédiaire MCN contenant une phase gazeuse contenant de l’hydrogène et de l’H S et en une deuxième coupe essence lourde HHCN, puis on sépare par condensation une phase gazeuse constituée essentiellement d’hydrogène et d’H S de ladite coupe essence intermédiaire MCN. 3. The method of claim 1, wherein in step c), separating with a cut point between 100 and 140 ° C the effluent from step b) in an intermediate gasoline MCN cut containing a gas phase. containing hydrogen and H S and in a second heavy HHCN gasoline cut, then a gas phase consisting essentially of hydrogen and H S is separated by condensation from said MCN intermediate gasoline cut.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape c) est effectuée avec un point de coupe entre 1 10 et 130°C. 4. Method according to one of the preceding claims, wherein step c) is carried out with a cut point between 110 and 130 ° C.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la température de l’étape d) est supérieure d’au moins 5°C à la température de l’étape b). 5. Method according to one of the preceding claims, wherein the temperature of step d) is at least 5 ° C higher than the temperature of step b).
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'étape e) est réalisée dans une colonne de stabilisation configurée pour séparer une phase hydrocarbure C4~ contenant de l'H2S d’une coupe essence stabilisée. 6. Method according to one of the preceding claims, wherein step e) is carried out in a stabilization column configured to separate a C4 ~ hydrocarbon phase containing H 2 S from a stabilized gasoline cut.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel dans l’étape e) la seconde coupe essence lourde HHCN désulfurée issue de l'étape d) et la coupe intermédiaire MCN issue de l'étape c) sont envoyées en mélange dans une colonne de stabilisation. 7. Method according to one of the preceding claims, wherein in step e) the second desulphurized HHCN heavy gasoline cut from step d) and the MCN intermediate cut from step c) are mixed into a stabilization column.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le catalyseur de l'étape a) comprend de l’alumine et une phase active comprenant du cobalt, du molybdène et éventuellement du phosphore, ledit catalyseur contenant une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de cobalt, sous forme CoO, comprise entre 0,1 et 10%, une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de molybdène, sous forme M0O3, comprise entre 1 et 20%, un rapport molaire cobalt/molybdène compris entre 0,1 et 0,8, une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de phosphore sous forme P2O5 comprise entre 0,3 et 10% lorsque le phosphore est présent, ledit catalyseur ayant une surface spécifique entre 30 et 180 m2/g. 8. Method according to one of the preceding claims, wherein the catalyst of step a) comprises alumina and an active phase comprising cobalt, molybdenum and optionally phosphorus, said catalyst containing a content by weight relative to to the total weight of cobalt oxide catalyst, in CoO form, between 0.1 and 10%, a content by weight relative to the total weight of molybdenum oxide catalyst, in M0O 3 form, between 1 and 20%, a cobalt / molybdenum molar ratio of between 0.1 and 0.8, a content by weight relative to the total weight of phosphorus oxide catalyst in P2O5 form of between 0.3 and 10% when the phosphorus is present, said catalyst having a specific surface area between 30 and 180 m 2 / g.
9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le catalyseur de l'étape d) est constitué d’alumine et de nickel, ledit catalyseur contenant une teneur en poids par rapport au poids total de catalyseur d'oxyde de nickel, sous forme NiO, comprise entre 5 et 20%, ledit catalyseur ayant une surface spécifique entre 30 et 180 m2/g. 9. Method according to one of the preceding claims, wherein the catalyst of step d) consists of alumina and nickel, said catalyst containing a content by weight relative to the total weight of nickel oxide catalyst, in NiO form, between 5 and 20%, said catalyst having a specific surface area between 30 and 180 m 2 / g.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel avant l'étape a), l'essence est traitée en présence d'hydrogène et d'un catalyseur d'hydrogénation sélective de manière à hydrogéner au moins partiellement les dioléfines et réaliser une réaction d'alourdissement d'une partie des composés soufrés, l'étape a) étant opérée à une température comprise entre 50 et 250°C, à une pression comprise entre 0,4 et 5 MPa, avec une vitesse spatiale comprise entre 0,5 et 20 h et avec un rapport entre le débit d’hydrogène exprimé en normaux m3 par heure et le débit de charge à traiter exprimé en m3 par heure aux conditions standards compris entre 2 Nm3/m3 et 100 Nm3/m3. 10. Method according to one of the preceding claims, wherein before step a), the gasoline is treated in the presence of hydrogen and a selective hydrogenation catalyst so as to at least partially hydrogenate the diolefins and achieve a reaction to make some of the sulfur compounds heavier, step a) being carried out at a temperature between 50 and 250 ° C, at a pressure between 0.4 and 5 MPa, with a space speed between 0 , 5 and 20 h and with a ratio between the hydrogen flow rate expressed in normal m3 per hour and the feed rate to be treated expressed in m 3 per hour at standard conditions of between 2 Nm 3 / m 3 and 100 Nm 3 / m 3 .
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l’essence est issue d’une unité de craquage catalytique. 11. Method according to one of the preceding claims, wherein the gasoline is obtained from a catalytic cracking unit.
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