WO2023104925A1 - Solvants aromatiques et naphteniques a partir d'ethanol - Google Patents

Solvants aromatiques et naphteniques a partir d'ethanol Download PDF

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WO2023104925A1
WO2023104925A1 PCT/EP2022/084869 EP2022084869W WO2023104925A1 WO 2023104925 A1 WO2023104925 A1 WO 2023104925A1 EP 2022084869 W EP2022084869 W EP 2022084869W WO 2023104925 A1 WO2023104925 A1 WO 2023104925A1
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hydrocarbon
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Benjamin Swoboda
Amine BENGHALEM
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Totalenergies Onetech
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Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of an aromatic or naphthenic hydrocarbon-based solvent from a hydrocarbon-based feedstock of the ethanol type and a hydrocarbon-based solvent obtained from an ethanol-type feedstock.
  • Special fluids are liquids used as industrial fluids, agricultural fluids, and fluids for domestic use generally obtained from fossil hydrocarbons transformed by refining routes but also from numerous products resulting from the oligomerization of olefins from 2 to 4 carbons and also synthetic hydrocarbons resulting from the transformation of natural gas or synthetic gas from biomass and/or coal.
  • drilling fluids lubricants for industry, fluids for automotive formulations, phytosanitary products, base fluids for ink formulations, fuels for domestic applications, oils extenders for mastics, viscosity reducers for resin-based formulations, pharmaceutical compositions and compositions for food contact, fluids intended for cosmetic formulations, heat transfer fluids, dielectric fluids, lubricating base fluids, degreasing fluids.
  • the document WO2016185047 describes a heavy hydrocarbon fluid having more than 95% by mass of isoparaffins and less than 100 ppm of aromatics, obtained by a method of hydrodeoxygenation and hydroisomerization of a biomass.
  • the object of the present invention is to provide a process for the preparation of a biosourced hydrocarbon solvent of the aromatic or naphthenic type and a hydrocarbon solvent Aromatic or naphthenic-type biosourced product with a composition and properties suited to the targeted applications.
  • the invention relates to a method for preparing hydrocarbon cuts, said method comprising: a) providing a hydrocarbon feedstock derived from ethanol comprising:
  • step b hydrogenated hydrocarbon feedstock according to step b), in order to obtain at least one hydrocarbon fraction having a difference between its final boiling point and its initial boiling point of less than 100°C.
  • step a) comprises a step for preparing the hydrocarbon feedstock, said preparation step preferably comprising a step for converting ethanol into ethylene and a step for oligomerizing ethylene, ethanol preferably being bioethanol.
  • the hydrocarbon feed from step a) has one or more of the following characteristics:
  • - a content of aromatic compounds ranging from 30 to 60% by mass, preferably from 35 to 55% by mass, relative to the total mass of the hydrocarbon charge, and/or
  • non-cyclic paraffins ranging from 20 to 60% by mass, preferably from 30 to 40% by mass, relative to the total mass of the hydrocarbon charge, and/or
  • the hydrocarbon charge from step a) has an initial boiling point and a final boiling point in the range from 20 to 250°C, preferably from 30 to 230°C and has a difference between its final boiling point and its initial boiling point greater than or equal to 150°C.
  • the hydrogenation step b) is present and is implemented at a temperature ranging from 60 to 180° C. and at a pressure ranging from 20 to 160 bars.
  • the method further comprises recycling part of the hydrogenated hydrocarbon feedstock obtained at the end of step b) of hydrogenation in order to be mixed with the hydrocarbon feedstock made available in step a), preferably the mixing is carried out with a mass ratio of hydrocarbon feedstock made available in step a)/hydrogenated hydrocarbon feedstock obtained at the end of step b) ranging from 50/50 to 90/10.
  • the hydrogenated hydrocarbon feedstock obtained at the end of the hydrogenation stage comprises less than 500 ppm by mass of aromatics, preferably less than 300 ppm by mass of aromatics, preferably even less than 100 ppm by mass of aromatics, relative to the total mass of the hydrogenated hydrocarbon feedstock.
  • step b) of hydrogenation at least two hydrocarbon cuts are prepared, preferably said hydrocarbon cuts are:
  • a CA1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 150 to 190°C, preferably from 155 to 185°C, said CA1 cut having a range width d boiling preferably ranging from 10 to 30°C, preferably ranging from 15 to 25°C;
  • a CA2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 185 to 250°C, preferably from 190 to 240°C, said CA2 cut having a range width of boiling point preferably ranging from 20 to 70°C, preferably ranging from 30 to 50°C.
  • step b) when step b) is not implemented, the distillation step is implemented directly on the hydrocarbon feed from step a) and at least two hydrocarbon cuts are prepared, preferably at least three hydrocarbon cuts are prepared, more preferably said cuts are:
  • a CN1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range ranging from 30 to 100°C, preferably ranging from 40 to 90°C, said CN1 cut having a boiling range width preferably ranging from 10 to 50°C, preferably ranging from 20 to 40°C;
  • a CN2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 90 to 165°C, preferably from 95 to 160°C, said CN2 cut having a range width of boiling preferably ranging from 30 to 70° C., preferably ranging from 40 to 60° C.;
  • a CN3 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 160 to 250°C, preferably from 165 to 230°C, said CN3 cut having a range width of boiling point preferably ranging from 30 to 70°C, preferably ranging from 40 to 60°C.
  • the invention also relates to a hydrocarbon cut having a difference between the final boiling point and the initial boiling point of less than 100° C., said hydrocarbon cut comprising: a) a biocarbon content greater than or equal to 90% by mass, preferably greater than or equal to 95% by mass, relative to the total mass of the carbon atoms, b) a content of naphthenes and aromatics chosen from: b1) a content of naphthenes ranging from 2 to 20% by mass and an aromatics content ranging from 30 to 60% by mass, relative to the total mass of the hydrocarbon cut or b2) a naphthenes content ranging from 40 to 80% by mass and an aromatics content less than or equal to 500 ppm by mass, relative to the total mass of the hydrocarbon cut, c) a content of non-cyclic paraffins ranging from 20 to 60% by mass.
  • the hydrocarbon cut according to the invention is chosen from the following cuts:
  • a CA1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 150 to 190°C, preferably from 155 to 185°C, said CA1 cut having a range width d boiling preferably ranging from 10 to 30° C., preferably ranging from 15 to 25° C., said CA1 cut having an aromatic content ranging from 30 to 60% by mass, preferably from 35 to 55% by mass, by relative to the total mass of the section CA1;
  • a CN2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 90 to 165°C, preferably from 95 to 160°C, said CN2 cut having a range width of boiling preferably ranging from 30 to 70° C., preferably ranging from 40 to 60° C., said CN2 cut having an aromatic content less than or equal to 500 ppm, preferably less than or equal to 300 ppm, preferably less than or equal to 100 ppm by mass, relative to the total mass of the CN2 cut;
  • a CN3 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 160 to 250°C, preferably from 165 to 230°C, said CN3 cut having a range width of boiling preferably ranging from 30 to 70° C., preferably ranging from 40 to 60° C., said CN3 cut having an aromatic content of less than or equal to 500 ppm, preferably less than or equal to 300 ppm, preferably.
  • the hydrocarbon cut according to the invention is capable of being obtained by the process according to the invention.
  • the invention also relates to the use of a hydrocarbon fraction according to the invention, as a solvent or as a thermal fluid or as an additive in the fuel formulation, for example as a solvent for the chemical industry, as an extraction solvent , as a solvent in an ink formulation, in an adhesive formulation, in a paint, material coating, material treatment, sealant, curing, aerosol, cleaning or water treatment composition 'water.
  • the invention makes it possible to provide an aromatic or naphthenic solvent from a biosourced hydrocarbon feedstock resulting from the transformation of ethanol.
  • the invention relates to a method for preparing a hydrocarbon solvent, said method comprising: a) providing a hydrocarbon feedstock derived from ethanol having an initial boiling point and a final boiling point in the range ranging from 20 to 250°C and comprising: - from 20 to 60% by mass of aromatic compounds;
  • step b hydrogenated hydrocarbon feedstock according to step b), in order to obtain at least one hydrocarbon fraction having a difference between its final boiling point and its initial boiling point of less than 100°C.
  • the method comprises a step of distilling the hydrocarbon feedstock made available in step a).
  • the process comprises: a) a step of hydrogenating the hydrocarbon feed, and b) a step of distilling the hydrogenated hydrocarbon feed from step a).
  • paraffins denotes branched alkanes (also called iso-paraffins or iso-alkanes) and unbranched alkanes (also called n-paraffins or n-alkanes).
  • isoparaffins denotes non-cyclic branched alkanes.
  • n-paraffins denotes non-cyclic linear alkanes.
  • naphthenes denotes cyclic alkanes or cycloalkanes (non-aromatic), typically containing from 5 to 11 carbon atoms.
  • the boiling point is determined according to the ASTM D86 standard.
  • the process of the invention uses a hydrocarbon feedstock, said hydrocarbon feedstock is preferably derived from ethanol.
  • the hydrocarbon charge has a boiling range having a width greater than or equal to 100°C, preferably greater than or equal to 120°C, more preferably greater than or equal to 150°C.
  • the hydrocarbon charge has a boiling range with a width ranging from 100 to 350°C, preferably from 120 to 300°C, more preferably from 150 to 250°C.
  • the width of the boiling range refers to the difference between the final boiling point and the initial boiling point.
  • the initial boiling point of the hydrocarbon charge is in the range from 20 to 250°C, preferably from 30 to 200°C.
  • the final boiling point of the hydrocarbon charge is in the range from 150 to 400°C, preferably from 180 to 390°C.
  • the hydrocarbon feedstock is chosen from gasolines, jet fuels or gas oils.
  • gasolines typically have an initial boiling point and a final boiling point in the range of 20 to 250°C, preferably 30 to 230°C.
  • jet fuels typically have an initial boiling point and an end boiling point in the range of 100 to 300°C, preferably 150 to 250°C.
  • gas oils typically have an initial boiling point and a final boiling point in the range of 120 to 400°C, preferably 150 to 390°C.
  • the hydrocarbon feedstock is chosen from gasoline cuts.
  • the hydrocarbon charge has a boiling range having a width greater than or equal to 100° C. and comprises: a) from 20 to 60% by mass, preferably from 30 to 55% by mass, of compounds aromatic; b) from 20 to 60% by mass, preferably from 30 to 50% by mass, of non-cyclic paraffins; and c) from 2 to 20% by mass, preferably from 5 to 15% by mass, of naphthenes, relative to the total mass of the hydrocarbon feedstock.
  • the hydrocarbon feed comprises: a) from 35 to 55% by mass of aromatic compounds; b) from 30 to 50% by mass of non-cyclic paraffins containing at least 5 carbon atoms; and c) from 5 to 15% by mass of naphthenes.
  • the content of aromatic compounds, paraffins and/or naphthenes can be determined by gas chromatography.
  • the aromatic compound(s) a) are preferably chosen from alkylbenzenes comprising from 7 to 12 carbon atoms.
  • alkyl-benzenes is meant in a manner known per se benzene derivatives in which one or more hydrogen atoms are replaced by one or more alkyl groups.
  • the aromatic compound(s) may in particular be chosen from toluene, ethylbenzene, xylenes (and in particular 1,2-dimethylbenzene or ortho-xylene, 1,3-dimethylbenzene or meta-xylene and 1,4- dimethylbenzene or para-xylene), 1-ethyl-3-methylbenzene, mesitylene (1,3,5-trimethylbenzene), 1-ethyl-3,5-dimethylbenzene, and mixtures of these compounds.
  • Aromatures of aromatic compounds, and more particularly mixtures of alkyl-benzenes comprising from 8 to 10 carbon atoms such as ethylbenzene, xylenes (and in particular 1,2-dimethylbenzene or ortho-xylene, 1,3-dimethylbenzene or meta-xylene and 1,4-dimethylbenzene or para-xylene), 1-ethyl-3-methylbenzene, mesitylene (1,3,5-trimethylbenzene), and 1-ethyl- 3,5-dimethylbenzene.
  • the content of aromatic compounds a) ranges from 40 to 53% by mass, preferably from 45 to 52% by mass, relative to the mass of the hydrocarbon charge.
  • the hydrocarbon feedstock defined in the invention also contains non-cyclic paraffins b) containing at least 4 carbon atoms.
  • the paraffins are preferably chosen from those comprising from 5 to 12 carbon atoms, more preferably from 5 to 9 carbon atoms, and better still from 5 to 8 carbon atoms.
  • the paraffins can be chosen from n-paraffins (or normal-paraffins, that is to say linear alkanes) and iso-paraffins (that is to say branched alkanes).
  • mixtures of n-paraffins and iso-paraffins chosen from those described above, preferably comprising a major proportion of iso-paraffins, with a mass ratio of the amount of iso-paraffins on the quantity of n-paraffins greater than or equal to 3, preferably greater than or equal to 4 and better still comprised in the range going from 4 to 5.
  • the hydrocarbon charge advantageously contains from 5 to 10% by mass of n-paraffins and from 20 to 45% by mass of iso-paraffins, relative to the total mass of the hydrocarbon charge.
  • the content of paraffins b) ranges from 32 to 45% by mass, more preferably from 35 to 42% by mass, relative to the total mass of the hydrocarbon charge.
  • the hydrocarbon feedstock defined in the invention additionally contains naphthenes c).
  • the naphthenes are chosen from cyclic alkanes containing from 5 to 10 carbon atoms, and more preferably from 6 to 9 carbon atoms.
  • the content of naphthenes c) ranges from 7 to 13% by mass, more preferably from 8 to 12% by mass, relative to the total mass of the hydrocarbon charge.
  • the hydrocarbon feed comes from vegetable raw materials. We will then talk about bioethanol.
  • Bioethanol can for example be produced from the fermentation of sugars, mainly glucose, using conventional or genetically modified yeast strains.
  • sugars mainly glucose
  • yeast strains Different vegetable raw materials can be used for the production of bioethanol, such as sugar cane, corn, barley, potato waste, sugar beet, wine residues such as grape marc.
  • the hydrocarbon feed used in the invention typically comprises a biocarbon content greater than or equal to 90% by mass, preferably greater than or equal to 95% by mass, advantageously is equal to 100% by mass. This characteristic is generally the consequence of the choice of the origin of the raw material. Thus, in the case where the hydrocarbon feedstock comes from ethanol of plant origin, the hydrocarbon feedstock will then have a high biocarbon content.
  • the method according to the invention may optionally comprise a step of preparing the hydrocarbon charge.
  • the hydrocarbon feed used in the invention can be prepared by catalytic conversion of ethanol, preferably by catalytic conversion of bioethanol.
  • Catalytic conversion of ethanol can include:
  • the process of the invention may optionally comprise a stage of hydrogenation of the hydrocarbon feedstock. This step makes it possible to reduce the aromatics content of the hydrocarbon feedstock. This step can also be called dearomatization or hydrodearomatization.
  • the hydrogen used in the hydrogenation unit is typically highly purified hydrogen.
  • the term “highly purified” means hydrogen of a purity for example greater than 99%, even if other grades can also be used. According to one embodiment, this hydrogenation step is carried out at a temperature ranging from 60 to 180° C. and at a pressure ranging from 20 to 160 bars.
  • this hydrogenation step is implemented with an hourly volume rate ranging from 0.2 to 2 h′ 1 , preferably from 0.5 to 1.0 h′ 1 .
  • the hydrogenation conditions are as follows:
  • -Temperature 60 to 180° C., preferably 70 to 160° C. and more preferably 90 to 150° C.;
  • WH Hourly volume velocity
  • Typical hydrogenation catalysts can be either bulk or supported and can include the following metals: nickel, platinum, palladium, rhenium, rhodium, nickel tungstate, nickel-molybdenum, molybdenum, cobalt-molybdenum.
  • the supports can be silica, alumina, silica-alumina or zeolites.
  • a preferred catalyst is a catalyst based on nickel on an alumina support whose specific surface area varies between 100 and 200 m2/g of catalyst or a mass catalyst based on nickel.
  • Hydrogenation can take place in one or more reactors in series.
  • the reactors can comprise one or more catalytic beds.
  • the catalytic beds are generally fixed catalytic beds.
  • the hydrogenation step can be implemented in two or three reactors, preferably three reactors and is more preferably carried out in three reactors in series.
  • the first reactor allows the trapping of sulfur compounds and the hydrogenation of essentially all the unsaturated compounds and up to around 90% of the aromatic compounds.
  • the product from the first reactor contains substantially no sulfur compound.
  • the hydrogenation of the aromatics continues and up to 99% of the aromatics are therefore hydrogenated.
  • the third stage in the third reactor is a finishing stage making it possible to obtain aromatics contents less than or equal to 500 ppm, preferably less than or equal to 300 ppm, preferably less than or equal to 100 ppm, more preferably less than or equal to 50 ppm, and ideally less than or equal to 20 ppm even in the case of products with a high boiling point, for example greater than 300°C. It is possible to use a reactor which comprises two or three or more catalytic beds.
  • the catalysts may be present in varying or substantially equal amounts in each reactor; for three reactors, the quantities according to the mass can for example be 0.05-0.5/0.10-0.70/0.25-0.85, preferably 0.07-0.25/ 0.15-0.35/0.4-0.78 and more preferably 0.10-0.20/0.20-0.32/0.48-0.70.
  • the first reactor is composed of twin reactors implemented in an alternative way. This mode of operability allows in particular easy loading and unloading of the catalysts: when the first reactor includes the saturated catalyst first (substantially all the sulfur is trapped on and/or in the catalyst) it must be changed often.
  • a single reactor can also be used in which two, three or more catalytic beds are installed.
  • quench boxes in the English sense of "reaction quenching"
  • reaction quenching it may be necessary to insert quench boxes (in the English sense of "reaction quenching") in the recycling system or between the reactors to cool the effluents from one reactor to another or from a catalytic bed to another to control the temperatures and hydrothermal equilibrium of each reaction.
  • quench boxes in the English sense of "reaction quenching"
  • the product resulting from stage b) of hydrogenation and/or the separated gases are at least partly recycled in the supply system of the hydrogenation reactors. This dilution helps to keep the exothermicity of the reaction within controlled limits, especially in the early stage. Recycling further allows heat exchange prior to the reaction and also better temperature control.
  • the process of the invention further comprises recycling part of the hydrogenated hydrocarbon feedstock obtained at the end of stage b) of hydrogenation in order to be mixed with the hydrocarbon feedstock available in stage a) upstream of stage b) of hydrogenation.
  • part of the hydrogenated hydrocarbon feed should be understood as a proportion of the volume of hydrogenated hydrocarbon feed, it will not be a question of carrying out a separation or a specific treatment on this recycle.
  • the mixture of the hydrogenated feedstock and the non-hydrogenated feedstock defined in the invention is carried out with a hydrocarbon feedstock mass ratio made available in step a)/hydrogenated hydrocarbon feedstock obtained at from step b) ranging from 50/50 to 90/10, preferably from 50/50 to 80/20.
  • the effluent from the hydrogenation unit mainly contains hydrogenated product and hydrogen. Flash separators are used to separate the effluents in the gas phase, mainly the residual hydrogen, and in the liquid phase, mainly the hydrogenated hydrocarbon cuts.
  • the process can be carried out using three flash separators, one at high pressure, one at intermediate pressure and one at low pressure very close to atmospheric pressure.
  • the hydrogen gas that is collected at the top of the flash separators can be recycled into the hydrogenation unit feed system or at various levels in the hydrogenation units between the reactors.
  • the hydrogenation step is carried out until a hydrogenated hydrocarbon feedstock with a very low aromatic content is obtained, preferably less than 500 ppm by mass, preferably less than 300 ppm by mass and more preferably less at 100 ppm by mass.
  • the hydrogenated hydrocarbon feedstock has an aromatics content which is lower than the aromatics content of the feedstock (before step a)).
  • the hydrogenation is carried out under the conditions mentioned above until a degree of conversion of the aromatic compounds of between 95 and 100%, preferably between 98 and 99.99%, is obtained.
  • Hydrogenation transforms aromatic compounds into naphthenic compounds.
  • the hydrogenation step can be followed by a measurement of the aromatic content by UV spectrometry or by high performance liquid chromatography (HPLC).
  • HPLC is preferably used when the amount of aromatics is greater than 0.1% by mass, but samples can also be diluted in order to be able to measure the aromatics content by UV spectrometry when the aromatics content of the samples is too high .
  • the hydrogenated hydrocarbon feedstock preferably comprises: a) less than 500 ppm by mass, preferably less than 300 ppm by mass and more preferentially less than 100 ppm by mass; b) from 20 to 60% by mass of paraffins; c) from 40 to 80% by mass of naphthenes, relative to the total mass of the hydrogenated hydrocarbon feedstock.
  • the hydrogenated hydrocarbon feed has substantially the same initial boiling point and the same final boiling point as the hydrocarbon feed (before hydrogenation).
  • substantially the same boiling point means a boiling point equal to or differing only from a temperature less than or equal to 10°C.
  • the hydrogenated hydrocarbon feed has a boiling range having a width greater than or equal to 100°C, preferably greater than or equal to 120°C, more preferably greater than or equal to 150°C.
  • the initial boiling point of the hydrogenated hydrocarbon feed is in the range from 20 to 250°C, preferably from 30 to 200°C.
  • the final boiling point of the hydrogenated hydrocarbon feed is in the range from 150 to 400°C, preferably from 180 to 390°C.
  • the hydrogenated hydrocarbon feed will also be a gasoline cut.
  • the process of the invention comprises at least one stage of distillation of a hydrocarbon feedstock, said hydrocarbon feedstock optionally having been hydrogenated according to the hydrogenation process described in the invention.
  • the distillation step is implemented at a temperature ranging from 60 to 180° C. and at a pressure ranging from 50 to 1000 mbar.
  • the distillation step is implemented in order to obtain, at the end of the distillation, one or more hydrocarbon cuts each having a boiling range narrower than the boiling range of the hydrocarbon feed at the end of the distillation. entrance to the distillation.
  • the width of the boiling range of the hydrocarbon cuts at the end of the distillation is less than or equal to 100° C., preferably less than or equal to 80° C., more preferably less than or equal to 70°C.
  • the width of the boiling range of the hydrocarbon cuts resulting from the distillation ranges from 10 to 100°C, preferably from 15 to 80°C, more preferably from 20 to 70°C.
  • At least two hydrocarbon cuts or even at least three hydrocarbon cuts are obtained at the end of the distillation according to the invention, these hydrocarbon cuts having different boiling ranges, the width of the boiling ranges possibly be identical or different between the different cuts.
  • the distillation is carried out so that it is possible to simultaneously withdraw various hydrocarbon cuts from the distillation column and so that their boiling temperature can be predetermined.
  • the hydrocarbon charge is hydrogenated, by adapting the charge through its initial and final boiling points, the hydrogenation reactors, the separators and the distillation unit can therefore be directly connected without it is necessary to use intermediate tanks.
  • This integration of hydrogenation and distillation allows an optimized thermal integration associated with a reduction in the number of devices and energy savings.
  • the distillation step is implemented on a gasoline-type hydrocarbon charge defined in the invention without a hydrogenation step.
  • the distillation according to the invention preferably makes it possible to obtain at least two hydrocarbon cuts:
  • a CA1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 150 to 190°C, preferably from 155 to 185°C, said CA1 cut having a range width d boiling preferably ranging from 10 to 30°C, preferably ranging from 15 to 25°C;
  • a CA2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 185 to 250°C, preferably from 190 to 240°C, said CA2 cut having a range width of boiling point preferably ranging from 20 to 70°C, preferably ranging from 30 to 50°C.
  • the distillation step is implemented on a gasoline-type hydrocarbon charge defined in the invention after a hydrogenation step.
  • the distillation according to the invention preferably makes it possible to obtain at least three hydrocarbon cuts:
  • a CN1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range ranging from 30 to 100°C, preferably ranging from 40 to 90°C, said CN1 cut having a range width d boiling preferably ranging from 10 to 50° C., preferably ranging from 20 to 40° C.;
  • a CN2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 90 to 165°C, preferably from 95 to 160°C, said CN2 cut having a range width of boiling preferably ranging from 30 to 70° C., preferably ranging from 40 to 60° C.;
  • a CN3 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 160 to 250°C, preferably from 165 to 230°C, said CN3 cut having a range width of boiling point preferably ranging from 30 to 70°C, preferably ranging from 40 to 60°C.
  • the method of the invention comprises: a) a provision of a hydrocarbon feedstock derived from ethanol having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 20 to 250° C. and comprising:
  • step b) optionally a stage of hydrogenation of the hydrocarbon feed resulting from ethanol made available in stage a) in order to obtain a hydrogenated hydrocarbon feed; c) a distillation step (i) of the hydrocarbon feedstock derived from ethanol from step a) or (ii) of the hydrogenated hydrocarbon feedstock according to step b), in order to obtain at least one hydrocarbon cut having a difference between its final boiling point and its initial boiling point below 100°C.
  • the process of the invention comprises: a) providing a hydrocarbon feedstock derived from ethanol having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 20 to 250°C and comprising:
  • step b) optionally a stage of hydrogenation of the hydrocarbon feed resulting from ethanol made available in stage a) in order to obtaining a hydrogenated hydrocarbon feedstock; c) a distillation step (i) of the hydrocarbon feedstock derived from ethanol from step a) or (ii) of the hydrogenated hydrocarbon feedstock according to step b), in order to obtain at least one hydrocarbon cut having a difference between its final boiling point and its initial boiling point below 100°C.
  • the process of the invention comprises: a) providing a hydrocarbon feedstock derived from ethanol having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 20 to 250°C and comprising:
  • the feedstock hydrocarbon having a biocarbon content of at least 90% by mass, relative to the total mass of carbon of the hydrocarbon feedstock, b) optionally a stage of hydrogenation of the hydrocarbon feedstock derived from ethanol made available to the step a) in order to obtain a hydrogenated hydrocarbon feedstock; c) a distillation step (i) of the hydrocarbon feedstock derived from ethanol from step a) or (ii) of the hydrogenated hydrocarbon feedstock according to step b), in order to obtain at least one hydrocarbon cut having a difference between its final boiling point and its initial boiling point below 100°C.
  • the present invention also relates to a solvent or hydrocarbon fraction as such as well as a solvent or hydrocarbon fraction that can be obtained according to the process of the invention.
  • the solvent also called hydrocarbon fraction, according to the invention typically has a biocarbon content of at least 90% by mass, relative to the total carbon mass of the solvent.
  • bio-carbon indicates that the carbon is of natural origin and comes from a biomaterial.
  • Bio-carbon content and bio-material content are expressions indicating the same value.
  • a material of renewable origin or biomaterial is an organic material in which the carbon comes from the CO2 fixed recently (on a human scale) by photosynthesis from the atmosphere.
  • a biomaterial Carbon 100% of natural origin
  • the isotopic 14 C formed in the atmosphere is then integrated by photosynthesis, according to a time scale of a few decades at most. The half-life of 14 C is 5730 years.
  • materials resulting from photosynthesis namely plants in general, necessarily have a maximum content of 14 C isotope.
  • the determination of the biomaterial or bio-carbon content is given in accordance with standard ASTM D 6866, the sample being prepared for this test according to standard ASTM D7026.
  • the solvent according to the invention has a biomaterial content of at least 90% by mass relative to the mass of the solvent. This content is advantageously higher, in particular greater than or equal to 95%, preferably greater than or equal to 98% and advantageously equal to 100%.
  • the solvent according to the invention has particularly good biodegradability.
  • Biodegradation of an organic chemical refers to the reduction in complexity of chemical compounds through the metabolic activity of microorganisms. Under aerobic conditions, microorganisms transform organic substances into carbon dioxide, water and biomass.
  • the OECD 306 method is used for the evaluation of the biodegradability of individual substances in seawater.
  • the solvent according to the invention preferably has a biodegradability at 28 days of at least 60%, of preferably at least 70%, more preferably at least 75% and more preferably at least 80%.
  • the hydrocarbon cut according to the invention comprises: a) a biocarbon content greater than or equal to 90% by mass, preferably greater than or equal to 95% by mass, relative to the total carbon mass of the hydrocarbon cut b) a naphthenes and aromatics content chosen from: b1) a naphthenes content ranging from 2 to 20% by mass and an aromatics content ranging from 30 to 60% by mass, relative to the total mass of the hydrocarbon cut, or b2 ) a naphthenes content ranging from 40 to 80% by mass and an aromatics content less than or equal to 500 ppm by mass, relative to the total mass of the hydrocarbon cut, c) a non-cyclic paraffin content ranging from 20 to 60% by mass.
  • the width of the boiling range of the hydrocarbon cuts according to the invention is less than or equal to 100° C., preferably less than or equal to 80° C., more preferably less than or equal to 70° C. . According to one embodiment, the width of the boiling range of the hydrocarbon cuts according to the invention ranges from 10 to 100°C, preferably from 15 to 80°C, more preferably from 20 to 70°C.
  • the solvent according to the invention is chosen from a CA1 cut, a CA2 cut, a CN1 cut, a CN2 cut, a CN3 cut and a combination of one or more of these cuts:
  • a CA1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range ranging from 150 to 190°C, preferably ranging from 155 to 185°C, said CA1 cut having a boiling range width preferably ranging from 10 to 30°C, preferably ranging from 15 to 25°C;
  • a CA2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 185 to 250°C, preferably from 190 to 240°C, said CA2 cut having a range width of boiling preferably ranging from 20 to 70° C., preferably ranging from 30 to 50° C.;
  • a CN 1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range ranging from 30 to 100°C, preferably ranging from 40 to 90°C, said CN1 cut having a width of range boiling point preferably ranging from 10 to 50° C., preferably ranging from 20 to 40° C.;
  • a CN2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 90 to 165°C, preferably from 95 to 160°C, said CN2 cut having a range width of boiling preferably ranging from 30 to 70° C., preferably ranging from 40 to 60° C.;
  • a CN3 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 160 to 250°C, preferably from 165 to 230°C, said CN3 cut having a range width of boiling point preferably ranging from 30 to 70°C, preferably ranging from 40 to 60°C.
  • the solvent according to the invention is chosen from an aromatic cut and a naphthenic cut.
  • the naphthenic cut has an aromatic content of less than or equal to 500 ppm, preferably less than or equal to 300 ppm, preferably less than or equal to 100 ppm by mass, relative to the total mass of the naphthenic cut.
  • the aromatic cut has an aromatic content ranging from 30 to 60% by mass, preferably from 35 to 55% by mass, relative to the total mass of the aromatic cut.
  • the solvent according to the invention comprises: a) from 30 to 60% by mass, preferably from 35 to 55% by mass, of aromatic compounds; b) from 20 to 60% by mass, preferably from 30 to 50% by mass, of non-cyclic paraffins; and c) from 2 to 20% by mass, preferably from 5 to 15% by mass, of naphthenes, relative to the total mass of the solvent.
  • the solvent according to the invention comprises: a) less than 300 ppm by mass, preferably less than 100 ppm by mass, of aromatic compounds; b) from 20 to 60% by mass, preferably from 30 to 50% by mass, of non-cyclic paraffins; and c) from 40 to 80% by mass, preferably from 5 to 15% by mass, of naphthenes, relative to the total mass of the solvent.
  • the solvent according to the invention has an initial point and a final boiling point in the range going from 100 to 250° C. and a boiling range width of less than 100° C., preferably below 80° C., and the solvent comprises: a) from 30 to 60% by mass, preferably from 35 to 55% by mass, of aromatic compounds; b) from 20 to 60% by mass, preferably from 30 to 50% by mass, of non-cyclic paraffins; and c) from 2 to 20% by mass, preferably from 5 to 15% by mass, of naphthenes, relative to the total mass of the solvent.
  • the solvent according to the invention has an initial point and a final boiling point in the range going from 30 to 240° C. and a boiling range width of less than 100° C., from preferably less than 80°C, and the solvent comprises: a) less than 300 ppm by mass, preferably less than 100 ppm by mass, of aromatic compounds; b) from 20 to 60% by mass, preferably from 30 to 50% by mass, of non-cyclic paraffins; and c) from 40 to 80% by mass, preferably from 5 to 15% by mass, of naphthenes, relative to the total mass of the solvent.
  • the solvent according to the invention is chosen from a CA1 cut, a CA2 cut, a CN1 cut, a CN2 cut, a CN3 cut and a combination of one or more of these cuts:
  • a CA1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 150 to 190°C, preferably from 155 to 185°C, said CA1 cut having a range width d boiling preferably ranging from 10 to 30° C., preferably ranging from 15 to 25° C., said CA1 cut having an aromatic content ranging from 30 to 60% by mass, preferably from 35 to 55% by mass, by relative to the total mass of the section CA1;
  • a CA2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 185 to 250°C, preferably from 190 to 240°C, said CA2 cut having a range width of boiling point preferably ranging from 20 to 70°C, preferably ranging from 30 at 50° C., said CA2 cut having an aromatic content ranging from 30 to 60% by mass, preferably from 35 to 55% by mass, relative to the total mass of the CA2 cut;
  • a CN 1 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range ranging from 30 to 100°C, preferably ranging from 40 to 90°C, said CN1 cut having a width of range boiling point preferably ranging from 10 to 50°C, preferably ranging from 20 to 40°C, said CN1 cut having an aromatic content of less than or equal to 500 ppm, preferably less than or equal to 300 ppm, preferably less or equal to 100 ppm by mass, relative to the total mass of the CN1 cut;
  • a CN2 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 90 to 165°C, preferably from 95 to 160°C, said CN2 cut having a range width of boiling preferably ranging from 30 to 70° C., preferably ranging from 40 to 60° C., said CN2 cut having an aromatic content less than or equal to 500 ppm, preferably less than or equal to 300 ppm, preferably less than or equal to 100 ppm by mass, relative to the total mass of the CN2 cut;
  • a CN3 cut having an initial boiling point and a final boiling point in the range from 160 to 250°C, preferably from 165 to 230°C, said CN3 cut having a range width of preferably ranging from 30 to 70° C., preferably ranging from 40 to 60° C., said CN3 cut having an aromatic content of less than or equal to 500 ppm, preferably less than or equal to 300 ppm, preferably less than or equal to 100 ppm by mass, relative to the total mass of the CN3 cut.
  • the solvent according to the invention has a pour point less than or equal to -80°C, preferably less than or equal to -100°C, more preferably less than or equal to -110°C. Pour point can be measured according to ASTM D97.
  • hydrocarbon fraction according to the invention is a solvent or as a thermal fluid or as an additive in the fuel formulation, for example as a solvent for the chemical industry, as an extraction solvent, as solvent in an ink formulation, in an adhesive formulation, in a paint composition, material coating (e.g. wood), material treatment (e.g. wood), putty, curing, d aerosol, cleaning or water treatment.
  • the hydrocarbon cuts according to the invention can be used: as drilling fluids, in hydraulic fracturing, in mining, in water treatment, as industrial solvents, in the composition of paints, for coatings decorative, in coating fluids, in the automotive industry, in the textile industry, in metal mining, in explosives, in oil dispersants, in concrete release formulations, in adhesives, in printing inks, in metalworking fluids, in coating fluids, in rolling oils, especially for aluminum, as cutting fluids, as rolling oils, as EDM machining fluids (EDM), as antirust, as industrial lubricants, as extender oils, in sealing products such as sealants or polymers, in particular silicone-based, as viscosity reducers in plasticized polyvinyl chloride formulations, in resins, in varnishes, in polymers used in water treatment, papermaking or printing pastes, in particular as thickeners, cleaning and/or degreasing solvents, for suspension polymerization, in the food processing industry, for food grade applications, home care, heat transfer media, shock absorb
  • Table 1 groups together the physico-chemical properties of the hydrocarbon feedstock.
  • the hydrocarbon feed was obtained by a catalytic treatment from ethanol, a first stage of transformation of ethanol into ethylene and a second stage of oligomerization of ethylene.
  • a distillation was implemented to remove the gas and the very heavy black background at the end of the oligomerization, and obtain a gasoline-like charge.
  • the hydrocarbon feedstock in Table 1 was hydrogenated under the following conditions: - temperature: 100°C
  • the aromatic content can be measured by UV spectrometry.
  • the hydrogenated hydrocarbon feed has an aromatics content of less than 50 ppm by mass.
  • the hydrocarbon cuts described in Table 2 are then obtained.
  • the cuts Ex. CA1 and Ex. CA2 are cuts obtained directly by distillation of the hydrocarbon feed from Table 1 and the cuts Ex. CN1, Ex. CN2 and Ex. CN3 are cuts obtained by distillation after the hydrogenation step .
  • IBP and FBP boiling point ASTM D86 kinematic viscosity at 40°C: ASTM D445 pour point: ASTM D97
  • the cuts Ex. CA1 and Ex. CA2 are aromatic cuts and the cuts Ex. CN1, Ex. CN2 and Ex. CN3 are naphthenic cuts.
  • Table 2 show that the hydrocarbon cuts according to the invention have properties making them suitable for use as a solvent.
  • the present invention therefore makes it possible to have a solvent of the aromatic or naphthenic type from a biomaterial, such as bioethanol.
  • a hydrocarbon fluid of fossil origin HCF (having a biocarbon content of less than 90% by weight of the total weight of the carbon atoms and a biodegradability at 28 days of less than 60% according to the OECD 301 B standard) was compared with the fluid of the invention.
  • This fluid has the characteristics described in Table 3 below.
  • This HCF fluid was compared to the fluid of the invention Ex. CN3 for use as a solvent in an acrylic paint formulation, the formula of which is described in Table 4.
  • the evaluations consist of a measurement of the drying time, an evaluation of the appearance of the film and an evaluation of the stability.
  • the tests are applied to contrast maps.
  • the thickness of wet paint applied, using a handcoater is 300 ⁇ m. Drying is carried out in the open air, under a hood, in a laboratory at 23°C. Movie appearance:
  • the gloss and opacity measurements are carried out on a dry film. 300 ⁇ m of wet paint is applied via handcoater on a contrast card, then left to air dry for 4 hours. Measurements are taken using a gloss meter and a colorimeter. The results are given at an angle of 60°.
  • the viscosity of the paints is measured on the day of their manufacture, at 24°C and a relative humidity of 60%. Then they are left to rest in a laboratory at 20°C. One month later, their viscosities are measured at a temperature of 22° C. and a relative humidity of 60%.
  • Example 4 The HCF fluid described in Example 4 was compared with the fluid of the invention Ex. CN3 for use as a solvent in an alkyd paint formulation, the formula of which is described in Table 6.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de préparation de coupes hydrocarbonées, ledit procédé comprenant : a) une mise à disposition d'une charge hydrocarbonée issue d'éthanol présentant un point initial d'ébullition et un point final d'ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C et comprenant : - de 20 à 60% en masse de composés aromatiques; - de 20 à 60% en masse de paraffines non cycliques; et - de 2 à 20% en masse de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, b) éventuellement une étape d'hydrogénation de la charge hydrocarbonée issue d'éthanol mise à disposition à l'étape a) afin d'obtenir une charge hydrocarbonée hydrogénée; c) une étape de distillation (i) de la charge hydrocarbonée issue d'éthanol de l'étape a) ou (ii) de la charge hydrocarbonée hydrogénée selon l'étape b), afin d'obtenir au moins une coupe hydrocarbonée présentant une différence entre son point final d'ébullition et son point initial d'ébullition inférieure à 100°C.

Description

DESCRIPTION
TITRE : SOLVANTS AROMATIQUES ET NAPHTENIQUES A PARTIR D’ETHANOL
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
L’invention concerne un procédé de préparation d’un solvant hydrocarboné aromatique ou naphténique à partir d’une charge hydrocarbonée de type éthanol et un solvant hydrocarboné obtenu à partir d’une charge de type éthanol.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les fluides spéciaux sont des liquides utilisés comme fluides industriels, fluides agricoles, et fluides à usage domestique obtenus généralement à partir d'hydrocarbures fossiles transformés par voies de raffinage mais aussi à partir de nombreux produits issus de l'oligomérisation d'oléfines de 2 à 4 carbones et également d'hydrocarbures de synthèse résultant de la transformation du gaz naturel ou du gaz de synthèse issu de la biomasse et/ou du charbon. Parmi ceux-ci, nous trouvons des fluides de forage, des lubrifiants pour l'industrie, des fluides pour formulations destinées à l'automobile, des produits phytosanitaires, des fluides de base pour formulations des encres, des combustibles pour applications domestiques, des huiles d'extension pour les mastics, des abaisseurs de viscosité pour formulations à base de résine, des compositions pharmaceutiques et des compositions pour contact alimentaire, des fluides destinés aux formulations cosmétiques, des fluides caloporteurs, des fluides diélectriques, des fluides de base lubrifiant, des fluides dégraissants.
Les industriels cherchent de plus en plus à remplacer les produits d’origine fossile par des produits biosourcés (qui ne sont pas d’origine fossile).
Le document WO2016185047 décrit un fluide hydrocarboné lourd présentant plus de 95% en masse d’isoparaffines et moins de 100 ppm d’aromatiques, obtenu par un procédé d’hydrodésoxygénation et hydroisomérisation d’une biomasse.
Le document WO 03/074634 décrit des fluides hydrocarbonés obtenus à partir de coupes diesel obtenues par hydrocraquage d’un gazole sous vide (VGO pour « vacuum gas oil »).
Le document WO 2011/061575 décrit des fluides hydrocarbonés obtenus par hydrogénation d’une charge peu soufrée.
Aucun de ces documents de l’état de la technique ne propose un procédé de préparation d’un fluide à partir d’une charge hydrocarbonée telle que définie dans la présente invention.
La présente invention a pour objectif de fournir un procédé de préparation d’un solvant hydrocarboné biosourcé de type aromatique ou naphténique et un solvant hydrocarboné biosourcé de type aromatique ou naphténique ayant une composition et des propriétés adaptées aux applications visées.
RESUME DE L’INVENTION
L’invention concerne un procédé de préparation de coupes hydrocarbonées, ledit procédé comprenant : a) une mise à disposition d’une charge hydrocarbonée issue d’éthanol comprenant :
- de 20 à 60% en masse de composés aromatiques ;
- de 20 à 60% en masse de paraffines non cycliques ; et
- de 2 à 20% en masse de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, b) éventuellement une étape d’hydrogénation de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol mise à disposition à l’étape a) afin d’obtenir une charge hydrocarbonée hydrogénée ; c) une étape de distillation
(i) de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol de l’étape a) ou
(ii) de la charge hydrocarbonée hydrogénée selon l’étape b), afin d’obtenir au moins une coupe hydrocarbonée présentant une différence entre son point final d’ébullition et son point initial d’ébullition inférieure à 100°C.
Selon un mode de réalisation, l’étape a) comprend une étape de préparation de la charge hydrocarbonée, ladite étape de préparation comprenant de préférence une étape de transformation de l’éthanol en éthylène et une étape d’oligomérisation de l’éthylène, l’éthanol étant de préférence du bioéthanol.
De préférence, la charge hydrocarbonée de l’étape a) présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- une teneur en composés aromatiques allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, et/ou
- une teneur en paraffines non cycliques allant de 20 à 60% en masse, de préférence de 30 à 40% en masse, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, et/ou
- une teneur en naphtènes allant de 2 à 20% en masse, de préférence de 5 à 15% en masse, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, et/ou
- un point initial d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C, de préférence de 30 à 200°C, et/ou
- un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 400°C, de préférence de 180 à 390°C, et/ou - une gamme d’ébullition ayant une largeur supérieure ou égale à 100°C, de préférence supérieure ou égale à 120°C, de préférence encore supérieure ou égale à 150°C.
De préférence, la charge hydrocarbonée de l’étape a) présente un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C, de préférence de 30 à 230°C et présente une différence entre son point final d’ébullition et son point initial d’ébullition supérieure ou égale à 150°C.
Selon un mode de réalisation, l’étape d’hydrogénation b) est présente et est mise en œuvre à une température allant de 60 à 180°C et à une pression allant de 20 à 160 bars.
Selon un mode de réalisation lorsque l’étape b) d’hydrogénation est présente, le procédé comprend en outre un recyclage d’une partie de la charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’étape b) d’hydrogénation afin d’être mélangée avec la charge hydrocarbonée mise à disposition à l’étape a), de préférence le mélange est effectué avec un ratio massique charge hydrocarbonée mise à disposition à l’étape a)/charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’étape b) allant de 50/50 à 90/10.
Selon un mode de réalisation lorsque l’étape b) d’hydrogénation est présente, la charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’étape d’hydrogénation comprend moins de 500 ppm en masse d’aromatiques, de préférence moins de 300 ppm en masse d’aromatiques, de préférence encore moins de 100 ppm en masse d’aromatiques, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée hydrogénée.
Selon un mode de réalisation lorsque l’étape b) d’hydrogénation est présente, au moins deux coupes hydrocarbonées sont préparées, de préférence lesdites coupes hydrocarbonées sont :
(i) une coupe CA1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 190°C, de préférence allant de 155 à 185°C, ladite coupe CA1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 30°C, de préférence allant de 15 à 25°C ;
(ii) une coupe CA2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 185 à 250°C, de préférence allant de 190 à 240°C, ladite coupe CA2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 20 à 70°C, de préférence allant de 30 à 50°C.
Selon un mode de réalisation lorsque l’étape b) n’est pas mise en œuvre, l’étape de distillation est mise en œuvre directement sur la charge hydrocarbonée de l’étape a) et au moins deux coupes hydrocarbonées sont préparées, de préférence au moins trois coupes hydrocarbonées sont préparées, de préférence encore lesdites coupes sont :
(i) une coupe CN1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 100°C, de préférence allant de 40 à 90°C, ladite coupe CN1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 50°C, de préférence allant de 20 à 40°C ;
(ii) une coupe CN2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 90 à 165°C, de préférence allant de 95 à 160°C, ladite coupe CN2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C ;
(iii) une coupe CN3 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 160 à 250°C, de préférence allant de 165 à 230°C, ladite coupe CN3 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C.
L’invention a également pour objet une coupe hydrocarbonée présentant une différence entre le point final d’ébullition et le point initial d’ébullition inférieure à 100°C, ladite coupe hydrocarbonée comprenant: a) une teneur en biocarbone supérieure ou égale à 90% en masse, de préférence supérieure ou égale à 95% en masse, par rapport à la masse totale des atomes de carbone, b) une teneur en naphtènes et en aromatiques choisies parmi : b1) une teneur en naphtènes allant de 2 à 20% en masse et une teneur en aromatiques allant de 30 à 60% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe hydrocarbonée ou b2) une teneur en naphtènes allant de 40 à 80% en masse et une teneur en aromatiques inférieure ou égale à 500 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe hydrocarbonée, c) une teneur en paraffines non cycliques allant de 20 à 60% en masse.
De préférence, la coupe hydrocarbonée selon l’invention est choisie parmi les coupes suivantes :
(i) une coupe CA1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 190°C, de préférence allant de 155 à 185°C, ladite coupe CA1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 30°C, de préférence allant de 15 à 25°C, ladite coupe CA1 ayant une teneur en aromatique allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CA1 ;
(ii) une coupe CA2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 185 à 250°C, de préférence allant de 190 à 240°C, ladite coupe CA2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 20 à 70°C, de préférence allant de 30 à 50°C, ladite coupe CA2 ayant une teneur en aromatique allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CA2 ; (iii) une coupe CN1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 100°C, de préférence allant de 40 à 90°C, ladite coupe CN1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 50°C, de préférence allant de 20 à 40°C, ladite coupe CN1 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CN1 ;
(iv) une coupe CN2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 90 à 165°C, de préférence allant de 95 à 160°C, ladite coupe CN2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C, ladite coupe CN2 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CN2 ;
(v) une coupe CN3 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 160 à 250°C, de préférence allant de 165 à 230°C, ladite coupe CN3 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C, ladite coupe CN3 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence.
De préférence, la coupe hydrocarbonée selon l’invention est susceptible d’être obtenue par le procédé selon l’invention.
L’invention a également pour objet l’utilisation d’une coupe hydrocarbonée selon l’invention, comme solvant ou comme fluide thermique ou comme additif dans la formulation de carburant, par exemple comme solvant pour l’industrie chimique, comme solvant d’extraction, comme solvant dans une formulation d’encre, dans une formulation d’adhésif, dans une composition de peinture, de revêtement de matériau, de traitement de matériau, de mastic, de polymérisation, d’aérosol, de nettoyage ou de traitement de l’eau.
L’invention permet de fournir un solvant aromatique ou naphténique à partir d’une charge hydrocarbonée biosourcée issue de la transformation de l’éthanol.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
L’invention concerne un procédé de préparation d’un solvant hydrocarboné, ledit procédé comprenant : a) une mise à disposition d’une charge hydrocarbonée issue d’éthanol présentant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C et comprenant : - de 20 à 60% en masse de composés aromatiques ;
- de 20 à 60% en masse de paraffines non cycliques ; et
- de 2 à 20% en masse de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, b) éventuellement une étape d’hydrogénation de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol mise à disposition à l’étape a) afin d’obtenir une charge hydrocarbonée hydrogénée ; c) une étape de distillation :
(i) de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol de l’étape a) ou
(ii) de la charge hydrocarbonée hydrogénée selon l’étape b), afin d’obtenir au moins une coupe hydrocarbonée présentant une différence entre son point final d’ébullition et son point initial d’ébullition inférieure à 100°C.
Ainsi, selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de distillation de la charge hydrocarbonée mise à disposition à l’étape a).
Selon un autre mode de réalisation, le procédé comprend : a) une étape d’hydrogénation de la charge hydrocarbonée, et b) une étape de distillation de la charge hydrocarbonée hydrogénée issue de l’étape a).
A titre préliminaire on notera que, dans la description et les revendications suivantes, l’expression « compris entre » doit s’entendre comme incluant les bornes citées.
Au sens de la présente invention, le mot « paraffines » désigne les alcanes ramifiés (également dénommés iso-paraffines ou iso-alcanes) et les alcanes non ramifiés (également dénommés n-paraffines ou n-alcanes).
Au sens de la présente invention, le mot « isoparaffines » désigne des alcanes ramifiés non-cycliques.
Au sens de la présente invention, le mot « n-paraffines » désigne des alcanes linéaires non-cycliques.
Au sens de la présente invention, le mot « naphtènes » désigne des alcanes cycliques ou cycloalcanes (non aromatiques), contenant typiquement de 5 à 11 atomes de carbone.
Dans le cadre de la présente invention, le point d’ébullition est déterminé selon la norme ASTM D86.
Charge hydrocarbonée
Le procédé de l’invention met en œuvre une charge hydrocarbonée, ladite charge hydrocarbonée est de préférence issue d’éthanol. Selon un mode de réalisation, la charge hydrocarbonée présente une gamme d’ébullition ayant une largeur supérieure ou égale à 100°C, de préférence supérieure ou égale à 120°C, de préférence encore supérieure ou égale à 150°C. Selon un mode de réalisation, la charge hydrocarbonée présente une gamme d’ébullition d’une largeur allant de 100 à 350°C, de préférence de 120 à 300°C, de préférence encore de 150 à 250°C.
La largeur de la gamme d’ébullition désigne la différence entre le point final d’ébullition et le point initial d’ébullition.
Selon un mode de réalisation, le point initial d’ébullition de la charge hydrocarbonée se situe dans la gamme allant de 20 à 250°C, de préférence de 30 à 200°C.
Selon un mode de réalisation, le point final d’ébullition de la charge hydrocarbonée se situe dans la gamme allant de 150 à 400°C, de préférence de 180 à 390°C.
Selon un mode de réalisation, la charge hydrocarbonée est choisie parmi les essences, les carburants jet ou les gazoles.
Typiquement, les essences ont un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C, de préférence de 30 à 230°C.
Typiquement, les carburants jet ont un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 100 à 300°C, de préférence de 150 à 250°C.
Typiquement, les gazoles ont un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 120 à 400°C, de préférence de 150 à 390°C.
Selon un mode de réalisation préféré, la charge hydrocarbonée est choisie parmi les coupes essences.
Selon un mode de réalisation, la charge hydrocarbonée présente une gamme d’ébullition ayant une largeur supérieure ou égale à 100°C et comprend : a) de 20 à 60% en masse, de préférence de 30 à 55% en masse, de composés aromatiques ; b) de 20 à 60% en masse, de préférence de 30 à 50% en masse, de paraffines non cycliques ; et c) de 2 à 20% en masse, de préférence de 5 à 15% en masse, de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée.
Selon un mode de réalisation particulier, la charge hydrocarbonée comprend : a) de 35 à 55% en masse de composés aromatiques ; b) de 30 à 50% en masse de paraffines non cycliques contenant au moins 5 atomes de carbone ; et c) de 5 à 15% en masse de naphtènes. La teneur en composés aromatiques, en paraffines et/ou en naphtènes peut être déterminée par chromatographie gazeuse.
Le ou les composés aromatiques a) sont, de préférence, choisis parmi les alkyle- benzènes comprenant de 7 à 12 atomes de carbone. Par alkyle-benzènes on désigne de manière connue en soi les dérivés du benzène dans lesquels un ou plusieurs atomes d’hydrogène sont remplacés par un ou plusieurs groupes alkyles.
Le ou les composés aromatiques peuvent en particulier être choisis parmi le toluène, l’éthylbenzène, les xylènes (et notamment le 1 ,2-diméthylbenzène ou ortho-xylène, le 1 ,3- diméthylbenzène ou méta-xylène et le 1 ,4-diméthylbenzène ou para-xylène), le 1-éthyl-3- méthylbenzène, le mésitylène (1 ,3,5-triméthylbenzène), le 1-éthyl-3,5-diméthylbenzène, et les mélanges de ces composés.
On préfère tout particulièrement les mélanges de composés aromatiques, et plus particulièrement les mélanges d’alkyle-benzènes comprenant de 8 à 10 atomes de carbone tels que l’éthylbenzène, les xylènes (et notamment le 1 ,2-diméthylbenzène ou ortho-xylène, le 1 ,3-diméthylbenzène ou méta-xylène et le 1 ,4-diméthylbenzène ou para-xylène), le 1-éthyl- 3-méthylbenzène, le mésitylène (1 ,3,5-triméthylbenzène), et le 1-éthyl-3,5-diméthylbenzène.
De préférence, la teneur des composés aromatiques a) va de 40 à 53% en masse, de préférence de 45 à 52% en masse, par rapport à la masse de la charge hydrocarbonée.
Selon un mode de réalisation particulier, la charge hydrocarbonée définie dans l’invention contient en outre des paraffines non cycliques b) contenant au moins 4 atomes de carbone.
Les paraffines sont de préférences choisies parmi celles comprenant de 5 à 12 atomes de carbone, plus préférentiellement de 5 à 9 atomes de carbone, et mieux encore de 5 à 8 atomes de carbone.
Les paraffines peuvent être choisies parmi les n-paraffines (ou normal-paraffines, c’est-à-dire les alcanes linéaires) et les iso-paraffines (c’est-à-dire les alcanes ramifiés).
On préfère tout particulièrement les mélanges de n-paraffines et d’iso-paraffines choisies parmi celles décrites ci-avant, comprenant de préférence une proportion majeure d’iso-paraffines, avec un ratio en masse de la quantité d’iso-paraffines sur la quantité de n- paraffines supérieur ou égal à 3, de préférence supérieur ou égal à 4 et mieux encore compris dans la gamme allant de 4 à 5.
La charge hydrocarbonée contient avantageusement de 5 à 10% en masse de n- paraffines et de 20 à 45% en masse d’iso-paraffines, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée.
De préférence, la teneur des paraffines b) va de 32 à 45% en masse, plus préférentiellement de 35 à 42% en masse, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée. Typiquement, la charge hydrocarbonée définie dans l’invention contient en outre des naphtènes c).
De préférence, les naphtènes sont choisis parmi les alcanes cycliques contenant de 5 à 10 atomes de carbone, et plus préférentiellement de 6 à 9 atomes de carbone.
De préférence, la teneur des naphtènes c) va de 7 à 13% en masse, plus préférentiellement de 8 à 12% en masse, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée.
Selon un mode de réalisation préféré, la charge hydrocarbonée est issue de matières premières végétales. On parlera alors de bioéthanol.
Le bioéthanol peut être par exemple produit à partir de la fermentation de sucres, principalement du glucose, à l'aide de souches de levures classiques ou génétiquement modifiées. Différentes matières premières végétales peuvent être utilisées pour la production de bioéthanol, telles que la canne à sucre, le maïs, l'orge, les déchets de pomme de terre, la betterave sucrière, les résidus viniques tels que le marc de raisin.
La charge hydrocarbonée mise en œuvre dans l’invention comprend typiquement une teneur en biocarbone supérieure ou égale à 90% en masse, de préférence supérieure ou égale à 95% en masse, avantageusement est égale à 100% en masse. Cette caractéristique est généralement la conséquence du choix de l’origine de la matière première. Ainsi, dans le cas où la charge hydrocarbonée est issue d’éthanol d’origine végétale, la charge hydrocarbonée présentera alors une forte teneur en biocarbone.
Le procédé selon l’invention peut éventuellement comprendre une étape de préparation de la charge hydrocarbonée.
Ainsi, la charge hydrocarbonée mise en œuvre dans l’invention peut être préparée par conversion catalytique de l’éthanol, de préférence par conversion catalytique de bioéthanol.
La conversion catalytique de l’éthanol peut comprendre :
(i) une étape de transformation de l’éthanol en éthylène,
(ii) une étape d’oligomérisation de l’éthylène en hydrocarbures.
Hydrogénation de la charge hydrocarbonée
Le procédé de l’invention peut éventuellement comprendre une étape d’hydrogénation de la charge hydrocarbonée. Cette étape permet de réduire la teneur en aromatiques de la charge hydrocarbonée. Cette étape peut également être dénommée déaromatisation ou hydrodéaromatisation.
L’hydrogène utilisé dans l’unité d’hydrogénation est typiquement de l’hydrogène hautement purifié. On entend par hautement purifié, de l’hydrogène d’une pureté par exemple supérieure à 99%, même si d’autres grades peuvent également être utilisés. Selon un mode de réalisation, cette étape d’hydrogénation est mise en œuvre à une température allant de 60 à 180°C et à une pression allant de 20 à 160 bars.
Selon un mode de réalisation, cette étape d’hydrogénation est mise en œuvre avec une vitesse volumique horaire allant de 0,2 à 2 h’1, de préférence de 0,5 à 1 ,0 h’1.
Selon un mode de réalisation, les conditions d’hydrogénation sont les suivantes :
- Pression : 20 à 160 bars, de préférence 30 à 150 bars et plus préférentiellement 50 à 120 bars ;
-Température : 60 à 180°C, de préférence 70 à 160°C et plus préférentiellement 90 à 150°C ;
- Vitesse volumique horaire (WH) : 0,2 à 5 hr1, de préférence 0,4 à 3 hr1 et plus préférentiellement 0,5 à 0,8 hr1 ;
- Taux de traitement par l’hydrogène : adapté aux conditions mentionnées ci-dessus et pouvant aller jusqu’à 200 Nm3/tonnes de charge à traiter.
Lorsqu’elle est présente, l’étape d’hydrogénation généralement est effectuée grâce à des catalyseurs. Les catalyseurs d’hydrogénation typiques peuvent être soit massiques soit supportés et peuvent comprendre les métaux suivants : nickel, platine, palladium, rhénium, rhodium, tungstate de nickel, nickel-molybdène, molybdène, cobalt-molybdène. Les supports peuvent être de la silice, de l’alumine, de la silice-alumine ou des zéolithes.
Un catalyseur préféré est un catalyseur à base de nickel sur support d’alumine dont l’aire de surface spécifique varie entre 100 et 200 m2/g de catalyseur ou un catalyseur massique à base de nickel.
L’hydrogénation peut avoir lieu dans un ou plusieurs réacteurs en série. Les réacteurs peuvent comprendre un ou plusieurs lits catalytiques. Les lits catalytiques sont généralement des lits catalytiques fixes.
L’étape d’hydrogénation peut être mise en œuvre dans deux ou trois réacteurs, de préférence trois réacteurs et est plus préférentiellement réalisé dans trois réacteurs en série.
Le premier réacteur permet le piégeage des composés soufrés et l’hydrogénation d’essentiellement tous les composés insaturés et jusqu’à environ 90% des composés aromatiques. Le produit issu du premier réacteur ne contient substantiellement aucun composé soufré. Au second stade c'est-à-dire dans le second réacteur, l’hydrogénation des aromatiques se poursuit et jusqu’à 99 % des aromatiques sont de ce fait hydrogénés.
Le troisième stade dans le troisième réacteur est un stade de finition permettant d’obtenir des teneurs en aromatiques inférieures ou égales à 500 ppm, de préférence inférieures ou égales à 300 ppm, préférentiellement inférieures ou égales à 100 ppm, plus préférentiellement inférieures ou égales à 50 ppm, et idéalement inférieures ou égales à 20 ppm même dans le cas de produits à haut point d’ébullition par exemple supérieur à 300°C. Il est possible d’utiliser un réacteur qui comporte deux ou trois lits catalytiques ou plus. Les catalyseurs peuvent être présents à des quantités variables ou essentiellement égales dans chaque réacteur ; pour trois réacteurs, les quantités en fonction de la masse peuvent par exemple être de 0,05-0,5/0,10-0,70/0,25-0,85, de préférence 0,07-0,25/0,15-0,35/0,4- 0,78 et plus préférentiellement de 0,10-0,20/0,20-0,32/0,48-0,70.
Il est également possible d’utiliser un ou deux réacteurs d’hydrogénation au lieu de trois.
Il est également possible que le premier réacteur soit composé de réacteurs jumeaux mis en œuvre de manière alternative. Ce mode d’opérabilité permet notamment un chargement et un déchargement facilité des catalyseurs : lorsque le premier réacteur comprend le catalyseur saturé en premier (substantiellement tout le soufre est piégé sur et/ou dans le catalyseur) il doit être changé souvent.
Un seul réacteur peut également être utilisé dans lequel deux, trois lits catalytiques ou plus sont installés.
Il peut être nécessaire d’insérer des boîtes de quench (au sens anglais « d’étouffement de la réaction ») dans le système de recycle ou entre les réacteurs pour refroidir les effluents d’un réacteur à un autre ou d’un lit catalytique à un autre afin de contrôler les températures et l’équilibre hydrothermique de chaque réaction. Selon un mode de réalisation préféré, il n’y a pas d’intermédiaires de refroidissement ou d’étouffement.
Selon un mode de réalisation, le produit issu de l’étape b) d’hydrogénation et/ou les gaz séparés sont au moins en partie recyclé(s) dans le système d’alimentation des réacteurs d’hydrogénation. Cette dilution contribue à maintenir l’exothermicité de la réaction dans des limites contrôlées, en particulier au premier stade. Le recyclage permet en outre un échange de chaleur avant la réaction et aussi un meilleur contrôle de la température.
Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention comprend en outre un recyclage d’une partie de la charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’étape b) d’hydrogénation afin d’être mélangée avec la charge hydrocarbonée mise à disposition à l’étape a) en amont de l’étape b) d’hydrogénation.
Au sens de la présente invention, il convient de comprendre par « une partie de la charge hydrocarbonée hydrogénée », une proportion du volume de charge hydrocarbonée hydrogénée, il ne s’agira pas d’effectuer une séparation ou un traitement spécifique sur ce recycle.
De préférence, le mélange de la charge hydrogénée et de la charge non hydrogénée définie dans l’invention (étape a)) est effectué avec un ratio massique charge hydrocarbonée mise à disposition à l’étape a)/charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’étape b) allant de 50/50 à 90/10, de préférence de 50/50 à 80/20. L’effluent de l’unité d’hydrogénation contient principalement le produit hydrogéné et de l’hydrogène. Des séparateurs flash sont utilisés pour séparer les effluents en phase gazeuse, principalement l’hydrogène résiduel, et en phase liquide, principalement les coupes hydrocarbonées hydrogénées. Le procédé peut être effectué en utilisant trois séparateurs flash, un à pression élevée, un à pression intermédiaire et un à basse pression très proche de la pression atmosphérique.
L’hydrogène gazeux qui est recueilli en haut des séparateurs flash peut être recyclé dans le système d’alimentation de l’unité d’hydrogénation ou à différents niveaux dans les unités d’hydrogénation entre les réacteurs.
Avantageusement, l'étape d’hydrogénation est réalisée jusqu'à l'obtention d’une charge hydrocarbonée hydrogénée à très faible teneur en aromatiques, de préférence inférieure à 500 ppm en masse, de préférence inférieure à 300 ppm en masse et plus préférentiellement inférieure à 100 ppm en masse.
La charge hydrocarbonée hydrogénée a une teneur en aromatiques qui est inférieure à la teneur en aromatiques de la charge (avant l'étape a)). Avantageusement, l’hydrogénation est réalisée dans les conditions mentionnées ci-dessus jusqu'à l'obtention d'un taux de conversion des composés aromatiques compris entre 95 et 100%, de préférence entre 98 et 99,99%.
L’hydrogénation permet de transformer les composés aromatiques en composés naphténiques.
L'étape d’hydrogénation peut être suivie d'une mesure de la teneur en aromatiques par spectrométrie UV ou par chromatographie liquide haute performance (HPLC). La HPLC est de préférence utilisée lorsque la quantité d'aromatiques est supérieure à 0,1 % en masse, mais les échantillons peuvent aussi être dilués afin de pouvoir mesurer la teneur en aromatiques par spectrométrie UV lorsque la teneur en aromatiques des échantillons est trop élevée.
Charge hydrocarbonée hydrogénée
La charge hydrocarbonée hydrogénée comprend de préférence : a) moins de 500 ppm en masse, de préférence moins de 300 ppm en masse et plus préférentiellement moins de 100 ppm en masse ; b) de 20 à 60% en masse de paraffines ; c) de 40 à 80% en masse de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée hydrogénée. La charge hydrocarbonée hydrogénée a sensiblement le même point d'ébullition initial et le même point d'ébullition final que la charge hydrocarbonée (avant hydrogénation).
Par « sensiblement le même point d’ébullition », il convient d’entendre un point d’ébullition égale ou qui ne diffère que d’une température inférieure ou égale à 10°C.
Ainsi, la charge hydrocarbonée hydrogénée présente une gamme d’ébullition ayant une largeur supérieure ou égale à 100°C, de préférence supérieure ou égale à 120°C, de préférence encore supérieure ou égale à 150°C.
Selon un mode de réalisation, le point initial d’ébullition de la charge hydrocarbonée hydrogénée se situe dans la gamme allant de 20 à 250°C, de préférence de 30 à 200°C.
Selon un mode de réalisation, le point final d’ébullition de la charge hydrocarbonée hydrogénée se situe dans la gamme allant de 150 à 400°C, de préférence de 180 à 390°C.
Ainsi, si la charge hydrocarbonée à hydrogéner est une coupe essence, la charge hydrocarbonée hydrogénée sera également une coupe essence.
Distillation de la charge hydrocarbonée hydrogénée
Le procédé de l’invention comprend au moins une étape de distillation d’une charge hydrocarbonée, ladite charge hydrocarbonée ayant éventuellement été hydrogénée selon le procédé d’hydrogénation décrit dans l’invention.
Selon un mode de réalisation, l’étape de distillation est mise en œuvre à une température allant de 60 à 180°C et à une pression allant de 50 à 1000 mbars.
De préférence, l’étape de distillation est mise en œuvre afin d’obtenir à l’issue de la distillation une ou plusieurs coupes hydrocarbonées ayant chacune une gamme d’ébullition plus étroite que la gamme d’ébullition de la charge hydrocarbonée à l’entrée de la distillation.
Selon un mode de réalisation, la largeur de la gamme d’ébullition des coupes hydrocarbonées à l’issue de la distillation est inférieure ou égale à 100°C, de préférence inférieure ou égale à 80°C, de préférence encore inférieure ou égale à 70°C. Selon un mode de réalisation, la largeur de la gamme d’ébullition des coupes hydrocarbonées issues de la distillation va de 10 à 100°C, de préférence de 15 à 80°C, de préférence encore de 20 à 70°C.
Selon un mode de réalisation, au moins deux coupes hydrocarbonées voire au moins trois coupes hydrocarbonées sont obtenues à l’issue de la distillation selon l’invention, ces coupes hydrocarbonées ayant des gammes d’ébullition différentes, la largeur des gammes d’ébullition pouvant être identiques ou différentes entre les différentes coupes.
Selon un mode de réalisation, la distillation est effectuée de façon à ce qu’il soit possible de retirer simultanément diverses coupes hydrocarbonées de la colonne de distillation et à ce que leur température d’ébullition puisse être prédéterminée. Selon le mode de réalisation où la charge hydrocarbonée est hydrogénée, en adaptant la charge au travers de ses points d’ébullition initiaux et finaux, les réacteurs d’hydrogénation, les séparateurs et l’unité de distillation peuvent donc être directement connectés sans qu’il soit nécessaire d’utiliser des cuves intermédiaires. Cette intégration de l’hydrogénation et de la distillation permet une intégration thermique optimisée associée à une réduction du nombre d’appareils et à une économie d’énergie.
Selon un mode de réalisation, l’étape de distillation est mise en œuvre sur une charge hydrocarbonée de type essence définie dans l’invention sans étape d’hydrogénation. Selon ce mode de réalisation, de préférence, la distillation selon l’invention permet d’obtenir au moins deux coupes hydrocarbonées :
(i) une coupe CA1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 190°C, de préférence allant de 155 à 185°C, ladite coupe CA1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 30°C, de préférence allant de 15 à 25°C ;
(ii) une coupe CA2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 185 à 250°C, de préférence allant de 190 à 240°C, ladite coupe CA2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 20 à 70°C, de préférence allant de 30 à 50°C.
Selon un mode de réalisation, l’étape de distillation est mise en œuvre sur une charge hydrocarbonée de type essence définie dans l’invention après une étape d’hydrogénation. Selon ce mode de réalisation, de préférence, la distillation selon l’invention permet d’obtenir au moins trois coupes hydrocarbonées :
(i) une coupe CN1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 100°C, de préférence allant de 40 à 90°C, ladite coupe CN1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 50°C, de préférence allant de 20 à 40°C ;
(ii) une coupe CN2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 90 à 165°C, de préférence allant de 95 à 160°C, ladite coupe CN2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C ;
(iii) une coupe CN3 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 160 à 250°C, de préférence allant de 165 à 230°C, ladite coupe CN3 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C.
Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention comprend : a) une mise à disposition d’une charge hydrocarbonée issue d’éthanol présentant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C et comprenant :
- de 20 à 60% en masse de composés aromatiques ;
- de 20 à 60% en masse de paraffines non cycliques ; et
- de 2 à 20% en masse de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, le ratio en masse de la quantité d’iso-paraffines sur la quantité de n-paraffines étant supérieur ou égal à 3, b) éventuellement une étape d’hydrogénation de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol mise à disposition à l’étape a) afin d’obtenir une charge hydrocarbonée hydrogénée ; c) une étape de distillation (i) de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol de l’étape a) ou (ii) de la charge hydrocarbonée hydrogénée selon l’étape b), afin d’obtenir au moins une coupe hydrocarbonée présentant une différence entre son point final d’ébullition et son point initial d’ébullition inférieure à 100°C.
Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention comprend : a) une mise à disposition d’une charge hydrocarbonée issue d’éthanol présentant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C et comprenant :
- de 20 à 60% en masse de composés aromatiques ;
- de 5 à 10% en masse de n-paraffines ;
- de 20 à 45% en masse d’iso-paraffines ; et
- de 2 à 20% en masse de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, b) éventuellement une étape d’hydrogénation de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol mise à disposition à l’étape a) afin d’obtenir une charge hydrocarbonée hydrogénée ; c) une étape de distillation (i) de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol de l’étape a) ou (ii) de la charge hydrocarbonée hydrogénée selon l’étape b), afin d’obtenir au moins une coupe hydrocarbonée présentant une différence entre son point final d’ébullition et son point initial d’ébullition inférieure à 100°C.
Selon un mode de réalisation, le procédé de l’invention comprend : a) une mise à disposition d’une charge hydrocarbonée issue d’éthanol présentant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C et comprenant :
- de 20 à 60% en masse de composés aromatiques ; - de 20 à 60% en masse de paraffines non cycliques ; et
- de 2 à 20% en masse de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, le ratio en masse de la quantité d’iso-paraffines sur la quantité de n-paraffines étant supérieur ou égal à 3, la charge hydrocarbonée présentant une teneur en biocarbone d’au moins 90% en masse, par rapport à la masse totale de carbone de la charge hydrocarbonée, b) éventuellement une étape d’hydrogénation de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol mise à disposition à l’étape a) afin d’obtenir une charge hydrocarbonée hydrogénée ; c) une étape de distillation (i) de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol de l’étape a) ou (ii) de la charge hydrocarbonée hydrogénée selon l’étape b), afin d’obtenir au moins une coupe hydrocarbonée présentant une différence entre son point final d’ébullition et son point initial d’ébullition inférieure à 100°C.
Figure imgf000017_0001
La présente invention concerne également un solvant ou coupe hydrocarbonée en tant que telle ainsi qu’un solvant ou coupe hydrocarbonée susceptible d’être obtenu selon le procédé de l’invention.
Le solvant, aussi dénommé coupe hydrocarbonée, selon l’invention présente typiquement une teneur en biocarbone d’au moins 90% en masse, par rapport à la masse totale de carbone du solvant.
Le terme de « bio-carbone » indique que le carbone est d'origine naturelle et vient d'un biomatériau. La teneur en bio-carbone et la teneur en biomatériau sont des expressions indiquant la même valeur. Un matériau d'origine renouvelable ou biomatériau est un matériau organique dans lequel le carbone est issu du CO2 fixé récemment (sur une échelle humaine) par photosynthèse à partir de l’atmosphère. Un biomatériau (Carbone 100% d’origine naturel) présente un rapport isotopique 14C /12C supérieure à 10-12, typiquement environ 1 ,2 x 10-12, tandis qu'un matériau fossile a un rapport nul. En effet, le 14C isotopique formé dans l'atmosphère est alors intégré par photosynthèse, selon une échelle de temps de quelques dizaines d'années au maximum. La demi-vie du 14C est 5730 années. Ainsi, les matériaux issus de la photosynthèse, à savoir les plantes d'une manière générale, ont nécessairement un contenu maximum en isotope 14C.
La détermination de la teneur en biomatériau ou en bio-carbone est donnée conformément à la norme ASTM D 6866, l’échantillon étant préparé pour ce test selon la norme ASTM D7026. Le solvant selon l’invention présente une teneur en biomatériau d'au moins 90% en masse par rapport à la masse du solvant. Cette teneur est avantageusement plus élevée, en particulier supérieure ou égale à 95%, préférablement supérieure ou égale à 98 % et avantageusement égale à 100%.
En plus d’une teneur particulièrement élevée en biomatériau, le solvant selon l’invention possède une biodégradabilité particulièrement bonne. La biodégradation d'un produit chimique organique se réfère à la réduction de la complexité des composés chimiques grâce à l'activité métabolique de micro-organismes. Dans des conditions aérobies, les microorganismes transforment les substances organiques en dioxyde de carbone, eau et biomasse. La méthode OCDE 306, est utilisée pour l'évaluation de la biodégradabilité des substances individuelles dans l'eau de mer. Selon cette méthode, le solvant selon l’invention a de préférence une biodégradabilité à 28 jours d'au moins 60%, de préférence d’au moins 70%, plus préférablement d’au moins 75% et avantageusement d’au moins 80%.
La coupe hydrocarbonée selon l’invention comprend : a) une teneur en biocarbone supérieure ou égale à 90% en masse, de préférence supérieure ou égale à 95% en masse, par rapport à la masse totale de carbone de la coupe hydrocarbonée b) une teneur en naphtènes et en aromatiques choisies parmi : b1) une teneur en naphtènes allant de 2 à 20% en masse et une teneur en aromatiques allant de 30 à 60% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe hydrocarbonée, ou b2) une teneur en naphtènes allant de 40 à 80% en masse et une teneur en aromatiques inférieure ou égale à 500 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe hydrocarbonée, c) une teneur en paraffines non cycliques allant de 20 à 60% en masse.
Selon un mode de réalisation, la largeur de la gamme d’ébullition des coupes hydrocarbonées selon l’invention est inférieure ou égale à 100°C, de préférence inférieure ou égale à 80°C, de préférence encore inférieure ou égale à 70°C. Selon un mode de réalisation, la largeur de la gamme d’ébullition des coupes hydrocarbonées selon l’invention va de 10 à 100°C, de préférence de 15 à 80°C, de préférence encore de 20 à 70°C.
Selon un mode de réalisation, le solvant selon l’invention est choisi parmi une coupe CA1 , une coupe CA2, une coupe CN1 , une coupe CN2, une coupe CN3 et une combinaison d’une ou plusieurs de ces coupes :
(i) une coupe CA1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 190°C, de préférence allant de 155 à 185°C, ladite coupe CA1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 30°C, de préférence allant de 15 à 25°C ;
(ii) une coupe CA2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 185 à 250°C, de préférence allant de 190 à 240°C, ladite coupe CA2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 20 à 70°C, de préférence allant de 30 à 50°C ;
(iii) une coupe CN 1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 100°C, de préférence allant de 40 à 90°C, ladite coupe CN1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 50°C, de préférence allant de 20 à 40°C ;
(iv) une coupe CN2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 90 à 165°C, de préférence allant de 95 à 160°C, ladite coupe CN2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C ;
(v) une coupe CN3 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 160 à 250°C, de préférence allant de 165 à 230°C, ladite coupe CN3 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C.
Selon un mode de réalisation, le solvant selon l’invention est choisi parmi une coupe aromatique et une coupe naphténique.
De préférence, la coupe naphténique présente une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe naphténique.
De préférence, la coupe aromatique présente une teneur en aromatique allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe aromatique.
Selon un mode de réalisation particulier, le solvant selon l’invention comprend : a) de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, de composés aromatiques ; b) de 20 à 60% en masse, de préférence de 30 à 50% en masse, de paraffines non cycliques ; et c) de 2 à 20% en masse, de préférence de 5 à 15% en masse, de naphtènes, par rapport à la masse totale du solvant.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le solvant selon l’invention comprend : a) moins de 300 ppm en masse, de préférence moins de 100 ppm en masse, de composés aromatiques ; b) de 20 à 60% en masse, de préférence de 30 à 50% en masse, de paraffines non cycliques ; et c) de 40 à 80% en masse, de préférence de 5 à 15% en masse, de naphtènes, par rapport à la masse totale du solvant.
Selon un mode de réalisation particulier, le solvant selon l’invention présente un point initial et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 100 à 250°C et une largeur de gamme d’ébullition inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 80°C, et le solvant comprend : a) de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, de composés aromatiques ; b) de 20 à 60% en masse, de préférence de 30 à 50% en masse, de paraffines non cycliques ; et c) de 2 à 20% en masse, de préférence de 5 à 15% en masse, de naphtènes, par rapport à la masse totale du solvant.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le solvant selon l’invention présente un point initial et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 240°C et une largeur de gamme d’ébullition inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 80°C, et le solvant comprend : a) moins de 300 ppm en masse, de préférence moins de 100 ppm en masse, de composés aromatiques; b) de 20 à 60% en masse, de préférence de 30 à 50% en masse, de paraffines non cycliques ; et c) de 40 à 80% en masse, de préférence de 5 à 15% en masse, de naphtènes, par rapport à la masse totale du solvant.
Selon un mode de réalisation, le solvant selon l’invention est choisi parmi une coupe CA1 , une coupe CA2, une coupe CN1 , une coupe CN2, une coupe CN3 et une combinaison d’une ou plusieurs de ces coupes :
(i) une coupe CA1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 190°C, de préférence allant de 155 à 185°C, ladite coupe CA1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 30°C, de préférence allant de 15 à 25°C, ladite coupe CA1 ayant une teneur en aromatique allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CA1 ;
(ii) une coupe CA2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 185 à 250°C, de préférence allant de 190 à 240°C, ladite coupe CA2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 20 à 70°C, de préférence allant de 30 à 50°C, ladite coupe CA2 ayant une teneur en aromatique allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CA2 ;
(iii) une coupe CN 1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 100°C, de préférence allant de 40 à 90°C, ladite coupe CN1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 50°C, de préférence allant de 20 à 40°C, ladite coupe CN1 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CN1 ;
(iv) une coupe CN2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 90 à 165°C, de préférence allant de 95 à 160°C, ladite coupe CN2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C, ladite coupe CN2 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CN2 ;
(v) une coupe CN3 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 160 à 250°C, de préférence allant de 165 à 230°C, ladite coupe CN3 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C, ladite coupe CN3 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CN3.
Selon un mode de réalisation, le solvant selon l’invention présente un point d’écoulement inférieur ou égal à -80°C, de préférence inférieur ou égal à -100°C, de préférence encore inférieur ou égal à -110°C. Le point d’écoulement peut être mesuré selon la norme ASTM D97.
Utilisation de la
Figure imgf000021_0001
L’invention a encore pour objet l’utilisation de la coupe hydrocarbonée selon l’invention comme solvant ou comme fluide thermique ou comme additif dans la formulation de carburant, par exemple comme solvant pour l’industrie chimique, comme solvant d’extraction, comme solvant dans une formulation d’encre, dans une formulation d’adhésif, dans une composition de peinture, de revêtement de matériau (par ex. bois), de traitement de matériau (par ex. bois), de mastic, de polymérisation, d’aérosol, de nettoyage ou de traitement de l’eau.
Les coupes hydrocarbonées selon l’invention peuvent être utilisées: comme fluides de forage, dans la fracturation hydraulique, dans l'exploitation minière, dans le traitement des eaux, comme solvants industriels, dans la composition des peintures, pour les revêtements décoratifs, dans les fluides de revêtement, dans l'industrie automobile, dans l'industrie textile, dans l'extraction des métaux, dans les explosifs, dans les dispersants d'huile, dans les formulations de démoulage du béton, dans les adhésifs, dans les encres d'impression, dans les fluides de travail des métaux, dans les fluides de revêtement, dans les huiles de laminage, notamment pour l'aluminium, comme fluides de coupe, comme huiles de laminage, comme fluides d'usinage par électroérosion (EDM), comme antirouille, comme lubrifiants industriels, comme huiles de dilution, dans les produits d'étanchéité tels que les mastics ou les polymères, notamment à base de silicone, comme dépresseurs de viscosité dans les formulations de polychlorure de vinyle plastifié, dans les résines, dans les vernis, dans les polymères utilisés dans le traitement de l'eau, la fabrication du papier ou les pâtes d'impression notamment comme épaississant, solvants de nettoyage et/ou de dégraissage, pour la polymérisation en suspension, dans l'industrie de la transformation des aliments, pour les applications de qualité alimentaire, les soins à domicile, les milieux de transfert de chaleur, les amortisseurs, les huiles d'isolation, les huiles hydrauliques, les huiles pour engrenages, les huiles pour turbines, les huiles textiles et les fluides de transmission tels que les fluides de transmission automatique ou les formulations pour boîtes de vitesses manuelles, et comme solvants dans les réactions chimiques, y compris la cristallisation, l'extraction et la fermentation, comme fluide diélectrique ou fluide de refroidissement.
EXEMPLES
Dans la suite de la présente description, des exemples sont donnés à titre illustratif de la présente invention et ne visent en aucun cas à en limiter la portée.
Figure imgf000022_0001
Le tableau 1 regroupe les propriétés physico chimiques de la charge hydrocarbonée.
La charge hydrocarbonée a été obtenue par un traitement catalytique à partir d’éthanol, une première étape de transformation d’éthanol en éthylène et une seconde étape d’oligomérisation de l’éthylène. Une distillation a été mise en œuvre pour retirer le gaz et le fond noir très lourd à l’issue de l’oligomérisation, et obtenir une charge de type essence.
[Tableau 1]
Figure imgf000023_0001
Les normes et méthodes suivantes ont été utilisées pour mesurer les propriétés ci-dessus :
- densité à 15°C : EN ISO 1185 ;
- Point d’ébullition : ASTM D86 ;
- biodégradabilité : méthode OCDE 306 ; - carbone d’origine biologique : la norme ASTM D 6866, l’échantillon étant préparé pour ce test selon la norme ASTM D7026 ;
- teneur en isoparaffines, naphtènes, n-paraffines, oléfines, aromatiques, teneur en oxygène, distribution des composés hydrocarbonés : NF EN ISO 22854 ;
- Volume évaporé : ASTM D7345.
Exemple 2 : hydrogénation
La charge hydrocarbonée du tableau 1 a été hydrogénée dans les conditions suivantes : - température : 100°C
- pression : 50 bars
- excès stoechiométrique entre 2 et 3
- WH : 1 ,0 h’1
L’hydrogénation est suivie jusqu’à obtenir une teneur en aromatique souhaitée. La teneur en aromatique peut être mesurée par spectrométrie UV.
Dans le cadre de cet exemple, la charge hydrocarbonée hydrogénée présente une teneur en aromatiques inférieure à 50 ppm en masse.
Exemple 3 : Distillation selon l’invention
Une étape de distillation est mise en œuvre dans les conditions suivantes : pression : 100 mmHg facteur de Watson (KW) : Kw=12 i) sur la charge hydrocarbonée du tableau 1, et ii) sur la charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’exemple 2.
Les coupes hydrocarbonées décrites dans le tableau 2 sont alors obtenues. Les coupes Ex. CA1 et Ex. CA2 sont des coupes obtenues directement par distillation de la charge hydrocarbonée du tableau 1 et les coupes Ex. CN1, Ex. CN2 et Ex. CN3 sont des coupes obtenues par distillation après l’étape d’hydrogénation.
[Tableau 2]
Figure imgf000025_0001
Les méthodes et normes suivantes sont utilisées : point d’ébullition IBP et FBP : ASTM D86 viscosité cinématique à 40°C : ASTM D445 point d’écoulement : ASTM D97
- densité à 15°C : ASTD D4052 point aniline : ASTM D611 teneur en benzène : ASTM D6229 teneur en eau : ASTM D6304
Les coupes Ex. CA1 et Ex. CA2 sont des coupes aromatiques et les coupes Ex. CN1, Ex. CN2 et Ex. CN3 sont des coupes naphténiques.
Les caractéristiques du tableau 2 montrent que les coupes hydrocarbonées selon l’invention ont des propriétés les rendant adaptées pour une utilisation comme solvant.
La présente invention permet donc de disposer d’un solvant de type aromatique ou naphténique à partir d’un biomatériau, tel que le bioéthanol.
Exemple 4 : Formulation de peinture acrylique
Dans cet exemple, un fluide hydrocarboné d’origine fossile HCF (présentant une teneur en biocarbone inférieur à 90% en poids du poids total des atomes de carbone et une biodégradabilité à 28 jours inférieure à 60% selon la norme OCDE 301 B) a été comparé au fluide de l’invention. Ce fluide présente les caractéristiques décrites dans le tableau 3 ci- dessous.
[Tableau 3]
Figure imgf000026_0001
Ce fluide HCF a été comparé au fluide de l’invention Ex. CN3 pour une utilisation comme solvant dans une formulation de peinture acrylique dont la formule est décrite dans le tableau 4.
[Tableau 4]
Figure imgf000026_0002
Deux formulations de peinture ont ainsi été préparées et évaluées : Formulation PC1 avec le solvant HCF de l’état de la technique et formulation P11 avec le solvant Ex. CN3 de l’invention.
Les évaluations consistent en une mesure du temps de séchage, une évaluation de l’aspect du film et une évaluation de la stabilité.
Test temps de séchage :
Les essais sont appliqués sur des cartes de contrastes. L’épaisseur de peinture humide appliquée, à l’aide d’un handcoater, est de 300 pm. Le séchage s’effectue à l’air libre, sous hotte, dans un laboratoire à 23°C. Aspect du film :
Les mesures de brillance et d’opacité sont réalisées sur film sec. 300 pm de peinture humide sont appliqués via handcoater sur carte de contraste, puis laissé sécher à l’air libre pendant 4 heures. Les mesures sont prises à l’aide d’un brillancemètre et d’un colorimètre. Les résultats sont donnés à un angle de 60°.
Stabilité :
La viscosité des peintures est mesurée le jour de leur fabrication, à 24°C et une humidité relative de 60%. Puis elles sont posées au repos dans un laboratoire à 20°C. Un mois plus tard leurs viscosités sont mesurées à une température de 22°C et une humidité relative de 60 %.
Les résultats de ces évaluations sont indiqués dans le tableau 5.
[Tableau 5]
Figure imgf000027_0001
Les résultats du tableau 5 montrent que le fluide de l’invention (Ex. CN3) permet d’avoir un temps de séchage plus court et une meilleure stabilité de la formule que le solvant de l’état de la technique (HCF) présentant une gamme d’ébullition similaire.
Exemple 5 : Formulation de peinture alkyde
Le fluide HCF décrit à l’exemple 4 a été comparé au fluide de l’invention Ex. CN3 pour une utilisation comme solvant dans une formulation de peinture alkyde dont la formule est décrite dans le tableau 6.
[Tableau 6]
Figure imgf000028_0001
Deux formulations de peinture ont ainsi été préparées et évaluées : Formulation PC2 avec le solvant HCF de l’état de la technique et formulation PI2 avec le solvant Ex. CN3 de l’invention. Les évaluations consistent en une mesure du temps de séchage, une évaluation de l’aspect du film et une évaluation de la stabilité, conformément aux protocoles décrits dans l’exemple 4.
Les résultats de ces évaluations sont indiqués dans le tableau 7. [Tableau ?]
Figure imgf000028_0002
Les résultats du tableau 7 montrent que le fluide de l’invention (Ex. CN3) permet d’avoir un temps de séchage plus court que le solvant de l’état de la technique (HCF) présentant une gamme d’ébullition similaire.

Claims

28
REVENDICATIONS Procédé de préparation de coupes hydrocarbonées, ledit procédé comprenant : a) une mise à disposition d’une charge hydrocarbonée issue d’éthanol comprenant :
- de 20 à 60% en masse de composés aromatiques ;
- de 20 à 60% en masse de paraffines non cycliques ; et
- de 2 à 20% en masse de naphtènes, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, b) éventuellement une étape d’hydrogénation de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol mise à disposition à l’étape a) afin d’obtenir une charge hydrocarbonée hydrogénée ; c) une étape de distillation (i) de la charge hydrocarbonée issue d’éthanol de l’étape a) ou (ii) de la charge hydrocarbonée hydrogénée selon l’étape b), afin d’obtenir au moins une coupe hydrocarbonée présentant une différence entre son point final d’ébullition et son point initial d’ébullition inférieure à 100°C, la charge hydrocarbonée de l’étape a) présentant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel l’étape a) comprend une étape de préparation de la charge hydrocarbonée, ladite étape de préparation comprenant de préférence une étape de transformation de l’éthanol en éthylène et une étape d’oligomérisation de l’éthylène, l’éthanol étant de préférence du bioéthanol. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel la charge hydrocarbonée de l’étape a) présente une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : une teneur en composés aromatiques allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, et/ou une teneur en paraffines non cycliques allant de 20 à 60% en masse, de préférence de 30 à 40% en masse, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, et/ou une teneur en naphtènes allant de 2 à 20% en masse, de préférence de 5 à 15% en masse, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée, et/ou un point initial d’ébullition dans la gamme allant de 20 à 250°C, de préférence de 30 à 200°C, et/ou un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 400°C, de préférence de 180 à 390°C, et/ou une gamme d’ébullition ayant une largeur supérieure ou égale à 100°C, de préférence supérieure ou égale à 120°C, de préférence encore supérieure ou égale à 150°C. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la charge hydrocarbonée de l’étape a) présente un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 230°C et présente une différence entre son point final d’ébullition et son point initial d’ébullition supérieure ou égale à 150°C. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la charge hydrocarbonée de l’étape a) présente une teneur en biocarbone supérieure ou égale à 90% en masse, de préférence supérieure ou égale à 95% en masse, par rapport à la masse totale de carbone de la charge hydrocarbonée. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’étape d’hydrogénation b) est présente et dans lequel elle est mise en œuvre à une température allant de 60 à 180°C et à une pression allant de 20 à 160 bars. Procédé selon la revendication 6, comprenant un recyclage d’une partie de la charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’étape b) d’hydrogénation afin d’être mélangée avec la charge hydrocarbonée mise à disposition à l’étape a), de préférence le mélange est effectué avec un ratio massique charge hydrocarbonée mise à disposition à l’étape a)/charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’étape b) allant de 50/50 à 90/10. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la charge hydrocarbonée hydrogénée obtenue à l’issue de l’étape d’hydrogénation comprend moins de 500 ppm en masse d’aromatiques, de préférence moins de 300 ppm en masse d’aromatiques, de préférence encore moins de 100 ppm en masse d’aromatiques, par rapport à la masse totale de la charge hydrocarbonée hydrogénée. Procédé selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel au moins deux coupes hydrocarbonées sont préparées, de préférence lesdites coupes hydrocarbonées sont : (i) une coupe CA1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 190°C, de préférence allant de 155 à 185°C, ladite coupe CA1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 30°C, de préférence allant de 15 à 25°C ;
(ii) une coupe CA2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 185 à 250°C, de préférence allant de 190 à 240°C, ladite coupe CA2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 20 à 70°C, de préférence allant de 30 à 50°C. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’étape de distillation est mise en œuvre directement sur la charge hydrocarbonée, sans hydrogénation, et dans lequel au moins deux coupes hydrocarbonées sont préparées, de préférence au moins trois coupes hydrocarbonées sont préparées, de préférence encore lesdites coupes sont :
(i) une coupe CN1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 100°C, de préférence allant de 40 à 90°C, ladite coupe CN1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 50°C, de préférence allant de 20 à 40°C ;
(ii) une coupe CN2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 90 à 165°C, de préférence allant de 95 à 160°C, ladite coupe CN2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C ;
(iii) une coupe CN3 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 160 à 250°C, de préférence allant de 165 à 230°C, ladite coupe CN3 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C. Coupe hydrocarbonée présentant une différence entre le point final d’ébullition et le point initial d’ébullition inférieure à 100°C, ladite coupe hydrocarbonée comprenant: a) une teneur en biocarbone supérieure ou égale à 90% en masse, de préférence supérieure ou égale à 95% en masse, par rapport à la masse totale des atomes de carbone, b) une teneur en naphtènes et en aromatiques choisies parmi : b1) une teneur en naphtènes allant de 2 à 20% en masse et une teneur en aromatiques allant de 30 à 60% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe hydrocarbonée, ou b2) une teneur en naphtènes allant de 40 à 80% en masse et une teneur en aromatiques inférieure ou égale à 500 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe hydrocarbonée, c) une teneur en paraffines non cycliques allant de 20 à 60% en masse. Coupe hydrocarbonée selon la revendication 11 , choisie parmi les coupes suivantes :
(i) une coupe CA1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 150 à 190°C, de préférence allant de 155 à 185°C, ladite coupe CA1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 30°C, de préférence allant de 15 à 25°C, ladite coupe CA1 ayant une teneur en aromatique allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CA1 ;
(ii) une coupe CA2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 185 à 250°C, de préférence allant de 190 à 240°C, ladite coupe CA2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 20 à 70°C, de préférence allant de 30 à 50°C, ladite coupe CA2 ayant une teneur en aromatique allant de 30 à 60% en masse, de préférence de 35 à 55% en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CA2 ;
(iii) une coupe CN1 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 30 à 100°C, de préférence allant de 40 à 90°C, ladite coupe CN1 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 10 à 50°C, de préférence allant de 20 à 40°C, ladite coupe CN1 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CN1 ;
(iv) une coupe CN2 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 90 à 165°C, de préférence allant de 95 à 160°C, ladite coupe CN2 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C, ladite coupe CN2 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence inférieure ou égale à 100 ppm en masse, par rapport à la masse totale de la coupe CN2 ;
(v) une coupe CN3 ayant un point initial d’ébullition et un point final d’ébullition dans la gamme allant de 160 à 250°C, de préférence allant de 165 à 230°C, ladite coupe CN3 ayant une largeur de gamme d’ébullition de préférence allant de 30 à 70°C, de préférence allant de 40 à 60°C, ladite coupe CN3 ayant une teneur en aromatique inférieure ou égale à 500 ppm, de préférence inférieure ou égale à 300 ppm, de préférence. 32 Coupe hydrocarbonée selon la revendication 11 ou 12, susceptible d’être obtenue par le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10. Utilisation d’une coupe hydrocarbonée selon l’une quelconque des revendications 11 à 13, comme solvant ou comme fluide thermique ou comme additif dans la formulation de carburant, par exemple comme solvant pour l’industrie chimique, comme solvant d’extraction, comme solvant dans une formulation d’encre, dans une formulation d’adhésif, dans une composition de peinture, de revêtement de matériau, de traitement de matériau, de mastic, de polymérisation, d’aérosol, de nettoyage ou de traitement de l’eau.
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