Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2013098523A1 - Procédé pour maximiser la production de composés aromatiques - Google Patents

Procédé pour maximiser la production de composés aromatiques Download PDF

Info

Publication number
WO2013098523A1
WO2013098523A1 PCT/FR2012/053084 FR2012053084W WO2013098523A1 WO 2013098523 A1 WO2013098523 A1 WO 2013098523A1 FR 2012053084 W FR2012053084 W FR 2012053084W WO 2013098523 A1 WO2013098523 A1 WO 2013098523A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aromatic compounds
paraffins
benzene
unit
fraction
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/053084
Other languages
English (en)
Inventor
Béatrice BASSET
Laurent Mariette
César VERGEL
Original Assignee
Total Raffinage Marketing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Total Raffinage Marketing filed Critical Total Raffinage Marketing
Publication of WO2013098523A1 publication Critical patent/WO2013098523A1/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G35/00—Reforming naphtha
    • C10G35/04—Catalytic reforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G61/00—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one process of refining in the absence of hydrogen
    • C10G61/02—Treatment of naphtha by at least one reforming process and at least one process of refining in the absence of hydrogen plural serial stages only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G69/00—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process
    • C10G69/02—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only
    • C10G69/08—Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one other conversion process plural serial stages only including at least one step of reforming naphtha

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a benzene-enriched aromatic petroleum fraction and an installation for carrying out this process.
  • One of the main aims of the invention is to produce almost pure benzene (about 99.9% by weight).
  • Benzene is a molecule with a high value, which requires finding new processes and / or devices to increase production.
  • the methods typically used today are very energy intensive, since they involve successive distillations.
  • benzene is mainly produced in catalytic reforming units whose primary purpose, in a refining process, is the production of a high octane gasoline base from a C6-C8 hydrocarbon cut.
  • the effluent from catalytic reforming is often fractionated to obtain a benzene-rich fraction which is then sent to a unit allowing the production of high purity benzene and which is generally based on liquid-liquid extraction technologies.
  • New processes are proposed commercially to increase the yield of benzene from a C6 (P6) paraffins, C6 (N6) naphthenes which are essential benzene precursors, and C6 (A6) aromatic with the use of a specific catalyst and appropriate operating conditions which impose a particular arrangement of the C6 (N6) units. production.
  • U.S. Patent 4,648,961 discloses a process for increasing the aromatic content of a naphtha feedstock by a contact step in a reaction unit with a hydrodecyclization catalyst to produce an aromatic feedstock and a gaseous feed, wherein Aromatic charge is then separated from the gas stream. This document then describes a step of separating the paraffins from the aromatics feed, while the gas stream and the paraffins are recycled to the hydrodecyclization reaction unit.
  • the patent application WO2008 / 092232 discloses a method for recovering aromatic compounds from naphtha feeds comprising the steps of desulphurizing said feeds, separating a hydrocarbon fraction at C 6 -C 1, recovering from the C 6 fraction -C1 1 of an aromatic fraction, an aromatic precursor fraction and a raffinate fraction in an aromatics extraction unit, conversion of the precursors to aromatic compounds and recovery of the aromatic compounds.
  • the precursor fraction comprises naphthenes and C6-C8 paraffins, which paraffins are then separated.
  • the specifications on the pollutant content of the feed are very severe, which requires the implementation of complex and expensive load pretreatment units. The investment cost to build a new unit of this type is therefore high.
  • the invention thus relates to a process for producing an aromatic petroleum fraction comprising at least 95% by weight of benzene, from at least one naphtha section comprising paraffins, aromatic compounds and precursors of said aromatic compounds, comprising the steps of:
  • step b) catalytically reforming the paraffin-free fraction obtained in step a) in a catalytic reforming unit to form a reformate enriched with aromatic compounds
  • step c) separating the aromatic compounds derived from said reformate of step b) in a separation unit of the aromatic compounds, to obtain the aromatic petroleum fraction comprising at least 95% by weight of benzene.
  • the cutting points of the feed are preferably selected so that the concentration and recovery of benzene precursors (mainly cyclohexane and methyl-cyclopentane) are maximized.
  • benzene precursors mainly cyclohexane and methyl-cyclopentane
  • HDA toluene hydrodealkylation
  • the aromatic compounds also referred to herein as benzene derivatives, comprise mainly benzene, toluene and their mixture, toluene being a by-product from which more benzene can be produced by means of an HDA unit.
  • benzene derivatives comprise mainly benzene, toluene and their mixture, toluene being a by-product from which more benzene can be produced by means of an HDA unit. This does not exclude the possible presence of other compounds, such as xylene and others.
  • the aromatic petroleum fraction comprises at least 95% by weight of benzene, therefore with a purity greater than 95%, advantageously greater than 98% by weight, in particular between 98 and 99.9% by weight, and, particularly preferably, about 99.9% by weight.
  • the aromatic oil fraction obtained thus contains benzene, toluene or their mixture, toluene then being in this case a minor compound.
  • the process of the invention comprising an upstream paraffin separation step, has many advantages, such as: increasing the yield of benzene derivatives and preferably benzene-enriched aromatic petroleum fraction, and hydrogen relative to the yields typically achieved in conventional refining petrochemical schemes;
  • the feedstocks are naphtha cuts more or less rich in paraffins, such as a petroleum cut extracted by direct distillation ("straight-run" naphtha or SR naphtha), or a cut chosen from conversion naphthas, such as than those resulting from cracking, in particular those resulting from catalytic cracking, coking, visbreaking, hydrocracking, pyrolysis naphthas (steam cracking) or those of a bottom effluent from a de-iso-hexanizer column of isomerization unit.
  • naphtha cuts more or less rich in paraffins, such as a petroleum cut extracted by direct distillation ("straight-run" naphtha or SR naphtha), or a cut chosen from conversion naphthas, such as than those resulting from cracking, in particular those resulting from catalytic cracking, coking, visbreaking, hydrocracking, pyrolysis naphthas (steam cracking) or those of a bottom effluent from
  • These cuts have variable contents in paraffins and precursors of benzene derivatives. Depending on their composition, their point of entry into the device of the invention may also vary.
  • naphtha cuts are those which may have C5-C12 carbon chains.
  • the paraffin contents in the naphtha cuts are between about 25% and 60% by weight, relative to the total weight of the section, without being limiting.
  • the precursor contents of the benzene derivatives can be between 8% and 50% by weight, or between 8% and 40% by weight, or between 8% and 30% by weight. relative to the total weight of the cut, depending on the origin of the cuts, without being limiting.
  • fillers should preferably be of a quality compatible with the process, in particular with regard to the content of sulfur and nitrogen, typically less than 0.5 ppm by weight, and to olefins. These fillers must, if necessary, undergo a hydrotreatment or other appropriate purification process, known to those skilled in the art.
  • the precursors of said benzene derivatives are naphthenes, that is to say cyclic alkanes with 5 or 6 carbon atoms. Cyclohexane or methylcyclopentane may be mentioned.
  • the first step of the process (step a)) consists of separating paraffins from the naphtha section in a paraffin separation unit.
  • the Applicant has thus found that the upstream paraffin separation step makes it possible to selectively separate the paraffins which are the molecules which have the lowest reactivity for the production of benzene derivatives in the catalytic reforming unit. Paraffins are also the molecules that have the greatest tendency to crack during the catalytic reforming stage, which leads to a devaluation due to the transformation of the naphtha molecules into C1-C4 gas, but also because cracking consumes hydrogen, which decreases the efficiency H 2 in the reforming unit.
  • Paraffins comprise linear n-paraffins and branched paraffins (iso- or i-paraffins) conventionally present in the naphtha cuts mentioned, and have carbon atoms ranging from C5 to C8.
  • the paraffin contents in the feedstock are illustrated in the examples described further in this specification.
  • the contents are as follows: Paraffin, naphthenes and aromatics content in the C5-145 ° C crude cut
  • the paraffin separation unit of step a) is based on known technologies and used in refining and petrochemistry for neighboring purposes, advantageously using suitable adsorbents, such as molecular sieve type.
  • the paraffins are introduced into the pores of the adsorbent and are retained there, while the larger molecules, the precursors of the benzene derivatives and the said derivatives, cross the bed of the adsorbent.
  • the separated molecules are n-paraffins and at least some of the less branched paraffins, such as mono-methyl paraffins, the most branched paraffins being not separated. precursors and benzene derivatives.
  • the paraffin fraction is then recovered in a desorption stage, for example using a stream of light hydrocarbons, such as n-butane, operating at high temperature and low pressure to extract the pores.
  • the implementation of this technology can be done easily with at least two beds working in parallel, one in adsorption and the other in desorption with alternation at the end of each cycle.
  • Another form of implementation uses so-called "simulated moving bed” technologies in which a multi-way rotary valve of appropriate technology allows different areas of the same column to work simultaneously with each other. adsorption and the others in desorption.
  • Typical examples of this latter technology are the processes known under the trade name Molex® (Company UOP) for the separation of linear light paraffins from branched paraffins, and Parex® (Company UOP) or Eluxyl® (Company Axens, a subsidiary of IFPEN) which allow separation of paraxylene from a mixture of the three different isomers of xylene.
  • Molex® Company UOP
  • Parex® Company UOP
  • Eluxyl® Company Axens, a subsidiary of IFPEN
  • paraffin-free fraction or dewaxed fraction
  • a catalytic reforming step in a suitable unit (step b), to form a reformate rich in aromatic compound.
  • the fraction resulting from step a) may contain, depending on the case and without being limiting, a few percent by weight of paraffins, typically of the order of 1% -10% or 1%. at 5% by weight.
  • the objective of catalytic reforming is to convert the precursors of benzene derivatives into these derivatives.
  • the paraffins present in the feedstock may also undergo hydrodecyclization reactions to produce more aromatic compounds, but these reactions are much slower and less complete than those of dehydrogenation of naphthenes (benzene precursors).
  • Paraffins can be cracked to produce C1-C4 light hydrocarbons (cracking gas) but these reactions are far less economically attractive, and in addition, each cracked paraffin molecule consumes one molecule of H 2 which decreases the hydrogen yield in the reforming unit.
  • the separation of paraffins upstream of this step b) limits the loss of H 2 linked to the cracking of these molecules (light C1-C4 hydrocarbons) and makes it possible to more efficiently recover the paraffins obtained, for example, in charge of a steam cracker.
  • the paraffins also undergo isomerization reactions during the catalytic reforming step. These reactions are governed by thermodynamic equilibrium. In the reforming or reformate product, the branched paraffins which have not been separated in the paraffin separation unit and unreacted in the catalytic reforming unit will be at thermodynamic equilibrium. Typically, under the typical conditions of catalytic reforming operation, the content of n-hexane in an equilibrium paraffin C6 mixture is of the order of 30-40%. This means that n-paraffins and poorly branched paraffins will be formed from the highly branched paraffins when the former are absent from the feed sent to the reforming unit since they have been removed in the paraffin separation unit.
  • the naphtha section is a section comprising a large majority of C6 compounds (A6, P6, N6) so as to optimize the concentration of precursors to benzene derivatives, such as cyclohexane and methyl-cyclopentane.
  • Typical cutting points are of the order of 60-90 ° C (TBP distillation or "True Boiling Point"), but cutting points above 90 ° C, for example 100-1 10 ° C, can also be considered to increase the toluene production.
  • the end point of this naphtha fraction used according to the invention is typically lower than that of a typical naphtha fraction supplying a catalytic reforming unit, generally 140-160 ° C, which leads to deactivation of the catalyst. lower by much less coke formation.
  • This advantage can be taken advantage of for example by increasing the severity of the reaction and thus promote the production of benzene derivatives.
  • a lower end point also implies less cracking from the heavy molecules, which avoids the hydrogen consumption associated with this cracking.
  • the reforming unit conventionally comprises at least one reactor containing a suitable catalyst conventionally used in reforming. Such catalysts may be those available from Axens or UOP Companies, in particular on their website.
  • the reforming unit also comprises a fractionation unit for separating the different products at the outlet of the reactor.
  • This catalyst is very sensitive to the presence of sulfur and nitrogen products, so the reforming feedstock must have limited levels of sulfur, nitrogen and their derivatives, or not affecting the activity of the catalyst.
  • the reaction is usually carried out under a pressure of 3 to 20 bar typically and at high temperature, typically of the order of 450 to 550 ° C, with production of hydrogen from the naphthenic molecules.
  • Such operating conditions are known to those skilled in the art and for example detailed in the technical manuals published in the name of Jean-Pierre Wauquier (Oil Refining - Technip Editions) and Pierre Wuithier (Refining and Chemical Engineering - Technip Editions). In a general manner, reference can be made to the contents of these manuals whenever for the implementation of the invention, it is necessary to determine operating conditions which are not specific to the invention and which are not specified in the following.
  • step b) The reformate thus obtained (step b)) is then sent to a separation unit of the aromatic compounds to obtain the aromatic petroleum fraction comprising at least 95% by weight of benzene (step c)).
  • the aromatic compound-rich feedstocks (content of aromatic compounds greater than about 20-30% by weight of aromatics, preferably greater than 30% by weight, and having a paraffin content lower than that of naphtha cups introduced in steps a), will enter the scheme of the invention directly to the aromatic compounds separation unit (step c)), which allows on the one hand to reduce the flow rates to other units with obvious consequences in the size and in the energy consumption of these, but also to improve the production of aromatic compounds in the reformer related to the fact that the reduction of the aromatic content in the feed favors its production by the effect of thermodynamic equilibria .
  • the raffinate from the aromatic compound separation unit (step c)), rich in aromatic compound precursors and containing residual paraffins, is recycled to the catalytic reforming unit (step b)) or, preferably according to the invention.
  • invention to the paraffin separation unit (step a)), depending on the paraffin content of this raffinate.
  • Specific devices, such as washes, traps, and hydrotreatments, must be in place to remove traces of the solvent used in the separation of aromatic compounds that may adversely affect the adsorbent, such as molecular sieves, put into preferably in the paraffin separation unit or catalytic reforming catalysts.
  • the aromatic compound separation unit of step c) is based on extraction technologies, such as liquid-liquid extraction or extractive distillation amply known in the industry.
  • the solvent used having a high affinity for the aromatic molecules, thus obtaining an aromatic petroleum fraction enriched in benzene, but which may also contain toluene and / or other aromatics already contained in the fresh feedstock or formed in the catalytic reformer.
  • fractionation columns are expected upstream or downstream of the unit of separation of aromatic compounds.
  • step b) The separation of the aromatic compounds after the catalytic reforming (step b)) makes it possible to obtain a product which is concentrated in benzene compounds and, advantageously, a raffinate rich in precursors of the benzene compounds.
  • step a) makes it possible to reduce the quantities to be recycled and to obtain a raffinate more concentrated in precursors of aromatic compounds, which, on the one hand, appreciably improves the productivity of these derivatives and, on the one hand, on the other hand, reduces energy consumption.
  • the process comprises a further preferred step, step d), of recycling a raffinate from the aromatic compound separation unit (step c) to the paraffin separation unit of step a).
  • This step d) is implemented by means of specific devices, including in particular washes, traps, hydrotreatments, which must be very advantageously arranged to remove traces of the solvent used in the separation of aromatic compounds and which may affect the functionality of the adsorbent for example as implemented at the paraffins separation unit (step a)) or that of the catalysts preferentially used in the catalytic reforming step (step b)).
  • step d) no longer necessarily requires a purge system on the raffinate from the separation step (step c), which prevents the loss of a part of the precursors of aromatic compounds, the flow of the concentrated paraffin fraction from step a) serving as a "selective" purge.
  • the amount of raffinate recycled to the reformer is much lower than that of the raffinate obtained by conventional methods, not implementing step a) upstream, since it is depleted in paraffins. This will have a significant impact on the size required for the different units but also on the energy balance of the process.
  • the method of the invention may furthermore comprise, to provide an integrated refinery-petrochemical scheme, a step e) of recycling the fraction of paraffins from step a) to a steam-cracking unit where it is very advantageously used for the production of olefins and at least one pyrolysis gasoline fraction, called "pygas" fraction, rich in aromatic compounds.
  • a step e) of recycling the fraction of paraffins from step a) to a steam-cracking unit where it is very advantageously used for the production of olefins and at least one pyrolysis gasoline fraction, called "pygas" fraction, rich in aromatic compounds.
  • the recycling of certain paraffins to an inlet steam cracker makes it possible to increase the production yield of benzene but also of olefins such as ethylene, propylene and butadiene which are valued products.
  • the production of aromatic compounds of the overall process is thus increased.
  • This steam reforming or steam-cracking unit can also receive other feeds from other naphth
  • the process comprises, after step e), a step f) of sending the fraction of pyrolysis gasoline produced to the steam cracker to step c) of the process, in addition to the reformate resulting from the step b), advantageously concomitantly with the treatment of a naphtha cut starting with step a).
  • this implementation is advantageous because the pyrolysis gasoline fraction is depleted of paraffins and rich in precursors of benzene derivatives and benzene compounds.
  • a first naphtha fraction as feedstock contains an amount of aromatic compounds greater than at least 30% by weight relative to the total weight of the cup and a paraffin content lower than that of the naphtha section which is sent to the aromatic compound separation unit, such as an ex-vaporeformer naphtha section
  • said first naphtha section is introduced directly into stage c) of the process, concomitantly with the treatment of a naphtha cut beginning with step a).
  • This latter embodiment offers the advantage, on the one hand, of reducing the flow rates of the feedstock to be treated to the other units (paraffin separation and / or benzene derivatives) with beneficial consequences in the dimensions of the units and in the energy consumption which will be reduced, and, secondly, to improve the production of benzene derivatives in the reforming unit, which is related to the fact that the reduction of the content of benzene derivatives in the feedstock promotes its production thanks to the thermodynamic equilibrium.
  • a naphtha fraction which comprises a high content of benzene derivative precursors and a negligible paraffin content can be available as feedstock, that is, less than that which is sent to step a
  • Such a section is, for example, the hydrocracking type naphtha cut. This variant has the same advantages as those described above.
  • the invention also relates to a device or set of processes (or also called integrated scheme (or sequence of processes) refining petrochemical) for the implementation of the method of the invention.
  • This device is designed for the production of an aromatic petroleum fraction comprising at least 95% by weight of benzene, from a naphtha section comprising paraffins, aromatic compounds and precursors of said aromatic compounds, comprising successively the production units. and / or treatment:
  • a paraffin separation unit arranged to separate the paraffins from the naphtha section
  • step b) a catalytic reforming unit shaped to treat the paraffin-free fraction obtained in step a), to form a reformate rich in aromatic compounds, and
  • step b) a unit for separating aromatic compounds shaped to separate the aromatic compounds derived from said reformate of step b), to obtain the aromatic petroleum fraction comprising at least 95% by weight of benzene.
  • the device for producing benzene-enriched petroleum cutter comprising the linking of the three units according to the invention makes it possible to increase the production performances, in particular the increase of the yield of aromatic compounds and preferably of the benzene-enriched aromatic petroleum fraction, and also in H 2 ;
  • the device further comprises a vapor reforming unit coupled at the outlet of the paraffin separation unit and whose "pygas" cut produced is treated in the aromatic compound separation unit and then in the separation unit. paraffins, to finally be sent extra feed to the catalytic reforming unit.
  • the device further comprises a hydrodealkylation unit coupled at the outlet of the aromatic compound separation unit and designed to convert toluene to benzene.
  • a hydrodealkylation unit coupled at the outlet of the aromatic compound separation unit and designed to convert toluene to benzene.
  • FIG. 1 is a simplified schematic view of a device for producing a high purity benzene section, and a related method, according to a preferred embodiment, that is to say that this figure represents the overall integrated scheme according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic view with material, hydrogen and energy balances of a device according to the state of the art of the reformer type centered on a charge C6, coupled to a steam cracker and an extraction or separation (extractor or separator) of aromatic compounds treating pyrolysis gasoline and reformate;
  • FIG. 3 is a schematic view according to a variant with material, hydrogen and energy balances of a reformer type device centered on a charge C6, coupled to a steam cracker and an extraction or separation (extractor or separator) of aromatics processing the reformate and the pyrolysis gasoline, with recycling of the ex-separation raffinate (ex-extraction) of aromatic compounds to the reformer;
  • FIG. 4 is a schematic view with material, hydrogen, and energy balances of a device according to the invention of the reformer type centered on a charge C6 previously separated from the paraffins it contains, coupled with a steam cracker and an extraction or separation (extractor or separator) of aromatics processing reformate and pyrolysis gasoline, with recycling of the ex-separation raffinate (ex-extraction) of aromatic compounds upstream of paraffin separation; and
  • FIG. 5 is a schematic view with material, hydrogen, and energy balances of a device according to the invention of the reformer type centered on a charge C6 previously separated from the paraffins it contains, coupled with a steam cracker and an extraction or separation (extractor or separator) of aromatics treating the reformate and the pyrolysis gasoline, with recycling of the ex-separation raffinate (ex-extraction) of aromatic compounds upstream of paraffin separation, to which a toluene hydrodealkylation unit has been added, this figure 5 corresponding to the simplified diagram of FIG.
  • Fig.1 shows a diagram of a preferred embodiment of the invention.
  • the separated paraffins (n-paraffins, certain branched paraffins) 11 are sent to the steam reforming or steam-cracking unit (e) 40, generally a petrochemical unit, producing olefins such ethylene, propylene and the like, and a pyrolysis gasoline fraction 41, or "pygas" fraction rich in aromatics and naphthenes, which is then sent to the aromatic compound separation unit (c). to extract benzene and toluene.
  • a naphtha section which comprises a high content of aromatic compound precursors, such as cyclohexane, and a low content of n-paraffins and / or branched paraffins, this is advantageously introduced directly into the naphtha section.
  • step b) of the process This case is not shown in FIG. 1 but is illustrated in FIG. 3. In other words, on this occasion, step a) of paraffin separation is omitted.
  • the paraffin-depleted fraction C6 12 ex-separation unit (a) is then sent to the reforming unit (b) 20. This stage allows the production of a reformate 23, hydrogen 21 and cracking gas. 22.
  • the reformate 23 then undergoes extraction in the aromatic compound separation unit (c) 30 so that a benzene-enriched petroleum fraction 31 is recovered.
  • the unit (c) 30 comprises, depending on the case, charges or fractions entering and leaving this unit 30, upstream or downstream of the appropriate fractionation units. These are shown in Figure 4.
  • This step c) also allows the production of a raffinate 32 rich in precursors of aromatic compounds and including, where appropriate, varying amounts of paraffins.
  • This raffinate 32 (d) is recycled to the paraffin separation unit (a) 10.
  • a purge system 33 to evacuate if necessary, part of the raffinate 32.
  • step c) at the outlet of the unit (c) 30, toluene 35 is also produced, to a lesser extent, that it is possible, for the purpose of the invention to produce benzene, to maximize and direct to a hydrodealkylation unit called HDA, 50, design and operation known to those skilled in the art.
  • HDA hydrodealkylation unit
  • the steam reforming unit (e) 40 also receives other naphtha feeds 43 for processing in this unit, primarily.
  • Other products 42 from this stage, of mainly olefinic type, are then recovered for their recovery separately.
  • the naphtha section 2 of the example is sent to the paraffin separation unit (a) 10 at a rate of 60 m.sup.- 1 .
  • the naphtha fraction contains 2% by weight of benzene and 8.6% by weight of precursor. C6 naphthenic, and 27.5% by weight of C6 paraffins.
  • the paraffin-depleted fraction 12 no longer contains C6 paraffins, or, at the very least, small amounts.
  • the paraffin-depleted fraction 12 is then sent to the reforming unit (b) 20.
  • This step allows the production of the reformate 23 comprising 4.3% by weight of C 6 naphthenes and 21.2% by weight of benzene.
  • 1, 2 Th- 1 of hydrogen 21 is recovered.
  • the reformate 23 is then subjected to extraction in the benzene separation unit (c) 30 so that a benzene fraction 31 is recovered at a flow rate of 24.8 Th -1, the raffinate 32 comprising 20, 5% by weight of C 6 naphthenes This raffinate 32 is recycled (d) to the paraffin separation unit (a) 10.
  • the reformate 23 then contains 1.9% by weight of C6 naphthenes, 13.4% by weight of benzene and 24.5% by weight of C6 paraffins. In addition, 1, 5 Th -1 of hydrogen 21 and 26.5 Th -1 of cracking gas are recovered.
  • the reformate 23 then undergoes an extraction in the benzene separation unit (c) 30 so that a benzene fraction 31 is recovered at a level of 24.2 Th- 1, whereas the raffinate 32 comprises 8.2%. weight of C6 naphthenes and 38.9% by weight of C6 paraffins, for a flow rate of 53.6 Th -1 .
  • Part of the raffinate 32 can be purged by a purge system 33 to limit the amount recycled (d) to the paraffin separation unit (a) 10.
  • FIG. 2 represents a state of the art, that of FIG. 3 an intermediate diagram, and that of FIG. 4, the preferred embodiment of the invention.
  • a C6-centered reformer charge is produced.
  • the feed contains more or less paraffins.
  • This cup is reformer treated.
  • the reformate thus produced is sent to the aromatic separation, carried out in particular by extraction, like the pyrolytic gasoline steam cracker.
  • This extraction includes a first fractionation step to remove the C5- and a second step to produce a C6 cut and a C7 + cut.
  • the toluene content in the C6 cut is adjusted in this second step to satisfy the toluene market of the complex.
  • Cut C5- is sent as a charge to the steam cracker. From the C6 cut are separated aromatics and non-aromatics (raffinate). The aromatics are distilled to produce the benzene and toluene specifications. The C7 + cut, which contains a certain amount of toluene, is sent to the gasoline pool.
  • the amount that is recycled increases with the situation of the base case. This causes an increase in the quantities of energy to be used, on the one hand for the reformer, but also on the fractionation and the extraction. At the steam cracker, the charge is decreased which leads to lower energy consumption.
  • the increase of the reformer treatment increases the production of hydrogen and benzene by 34% and 9% respectively, but by devoting much more energy and increasing the C7 + cut to the gasoline pool, but also the cracking paraffins in the reformer, producing C1-C4 of lesser value.
  • Paraffins By adding a paraffin separation unit upstream of the reformer, a "Paraffin" section is produced which will be treated with the steam cracker and a "Naphthalene and Aromatic” section directed towards the reformer. Paraffins very branched remain in the cup “Naphtènes et Aromatics". Thus, it avoids the cracking of paraffins reformer (which consumes ⁇ 2 ), while recovering the naphthenic potential of the raffinate of the extraction of aromatics.
  • the raffinate needs to be fractionated to remove the C8 + fraction that will crack at the reformer.
  • the C8 + fraction will be sent to the gasoline pool.
  • benzene is produced by limiting the cracking of impurities.
  • the HDA treatment of toluene consumes H 2 .
  • the process according to the invention avoids the recycling and the systematic presence of paraffins during the treatment, which makes it possible to optimize the overall yield of the integrated process or scheme.
  • the raffinate is fully recycled to the paraffin separation unit.
  • a major advantage of the device scheme as described by the Applicant is the flexibility conferred for the injection of the charges which is possible at different entry points of the scheme chosen according to the composition of said initial loads.
  • the invention provides a method and apparatus for optimizing refinery benzene production from a feedstock, which comprises means for:
  • paraffin separation unit separating paraffins, n-paraffins and branched paraffins, in a paraffin separation unit
  • this device being designed so that the n-paraffins and branched paraffins from the paraffin separation unit are recycled as feedstock a steam cracker whose pyrolysis gasoline cut produced is sent to the aromatic compounds separation unit and that the naphthene stream from the aromatic compounds separation unit which has not reacted in the unit Catalytic reforming is recycled to a feedstock complementary to the paraffin separation unit.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de production d'une coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène (31), à partir d'au moins une coupe naphta (2) comprenant des paraffines, des composés aromatiques et des précurseurs desdits composés aromatiques, comprenant les étapes consistant à : a) séparer les paraffines à partir de la coupe naphta (2) dans une unité de séparation des paraffines (10), b) traiter par reformage catalytique la fraction dépourvue en paraffines obtenue à l'étape a) dans une unité de reformage catalytique (20), pour former un reformat (23) riche en composés aromatiques, et c) séparer les composés aromatiques issus dudit reformat de l'étape b) dans une unité de séparation des composés aromatiques (30), pour l'obtention de la coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène (31).

Description

Procédé pour maximiser la production de composés aromatiques
La présente invention concerne un procédé de production d'une coupe pétrolière aromatique enrichie en benzène et une installation pour la mise en œuvre de ce procédé. Un des buts principaux de l'invention est de produire du benzène quasiment pur (à environ 99,9% en poids).
Le benzène est une molécule ayant une valorisation élevée, ce qui nécessite de trouver de nouveaux procédés et/ou dispositifs pour en accroître la production. De plus, les méthodes typiquement utilisées aujourd'hui sont très consommatrices d'énergie, puisqu'elles font appel à des distillations successives.
Pour ce qui concerne le raffinage de coupes pétrolières, le benzène est produit essentiellement dans les unités de reformage catalytique qui ont pour but primaire, dans un procédé de raffinage, la production d'une base essence à haut indice d'octane, à partir d'une coupe en hydrocarbures C6-C8. L'incorporation de benzène dans le pool essence étant limitée, on fractionne souvent l'effluent issu du reformage catalytique pour obtenir une coupe riche en benzène qui est ensuite envoyée dans une unité permettant la production de benzène de haute pureté et qui est basée généralement sur des technologies d'extraction liquide-liquide.
L'évolution des marchés et les équilibres production-demande d'essence amènent parfois à réduire, voire arrêter des unités de reformage catalytique, ce qui, entre autres, provoque un impact négatif sur la production de benzène mais aussi d'hydrogène. D'un autre côté, une unité de reformage catalytique opérant dans les conditions typiques pour la production d'essence présente un rendement relativement faible en benzène et un craquage relativement important des molécules de la charge, telles que les paraffines, produisant des gaz de craquage (de C1 à C4), ce qui affecte négativement la rentabilité économique. Par conséquent, envoyer directement dans une unité de reformage des charges contenant des teneurs élevées en paraffines est pénalisant.
De nouveaux procédés sont proposés commercialement permettant d'accroître le rendement du benzène à partir d'une charge majoritaire en paraffines en C6 (P6), naphtènes en C6 (N6) qui sont des précurseurs en benzène essentiels, et aromatiques en C6 (A6) avec l'utilisation d'un catalyseur spécifique et des conditions opératoires appropriées qui imposent un agencement particulier des unités de production.
Le brevet US 4,648,961 décrit un procédé pour accroître la teneur en aromatiques d'une charge naphta par une étape de contact dans une unité de réaction avec un catalyseur d'hydrodécyclisation afin de produire une charge d'aromatiques et un flux gazeux, dans lequel la charge d'aromatiques est ensuite séparée du flux gazeux. Ce document décrit ensuite une étape de séparation des paraffines à partir de la charge d'aromatiques, alors que le flux gazeux et les paraffines sont recyclés vers l'unité de réaction d'hydrodécyclisation. La demande de brevet WO2008/092232 divulgue un procédé de récupération de composés aromatiques à partir de charges naphtas comprenant les étapes de désulfurisation desdites charges, séparation d'une fraction d'hydrocarbures en C6-C1 1 , récupération à partir de la fraction en C6-C1 1 d'une fraction d'aromatiques, d'une fraction de précurseurs d'aromatiques et d'une fraction de raffinât dans une unité d'extraction d'aromatiques, conversion des précurseurs en des composés aromatiques et récupération des composés aromatiques. La fraction de précurseurs comprend des naphtènes et des paraffines en C6-C8, lesquelles paraffines sont ensuite séparées. Par ailleurs, dans ces nouveaux procédés d'hydrodécyclisation, les spécifications sur la teneur en polluants de la charge sont très sévères, ce qui nécessite la mise en œuvre d'unités de prétraitement de charge complexes et coûteuses. Le coût d'investissement pour construire une nouvelle unité de ce type est donc élevé.
Il existe un besoin de production de coupes aromatiques riches en benzène à rendement amélioré, par un procédé et une installation le mettant en œuvre, tout en minimisant l'impact des produits de craquage, lesquels affectent le rendement et l'efficacité de cette production.
L'invention concerne donc un procédé de production d'une coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène, à partir d'au moins une coupe naphta comprenant des paraffines, des composés aromatiques et des précurseurs desdits composés aromatiques, comprenant les étapes consistant à :
a) séparer les paraffines à partir de la coupe naphta dans une unité de séparation des paraffines,
b) traiter par reformage catalytique la fraction dépourvue de paraffines obtenue à l'étape a) dans une unité de reformage catalytique, pour former un reformat enrichi en composés aromatiques, et
c) séparer les composés aromatiques issus dudit reformat de l'étape b) dans une unité de séparation des composés aromatiques, pour l'obtention de la coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène.
Dans le but de maximiser la production de benzène, les points de coupe de la charge sont choisis préférentiellement de manière que la concentration et la récupération de précurseurs de benzène (principalement cyclohexane et methyl-cyclopentane) soient maximisées. Ces points de coupe peuvent être élargis pour récupérer aussi le toluène et les précurseurs de toluène qui peuvent postérieurement être utilisés pour produire plus de benzène à partir de technologies d'hydrodéalkylation (HDA) de toluène comme cela sera décrit plus loin.
Avantageusement, les composés aromatiques, également appelés dans la présente description dérivés benzéniques, comprennent principalement le benzène, le toluène et leur mélange, le toluène étant un sous-produit à partir duquel on peut produire plus de benzène au moyen d'une unité HDA. Ceci n'exclut pas la présence éventuelle d'autres composés, tels que le xylène et autres.
Au sens de l'invention, la coupe pétrolière aromatique comprend au moins 95% en poids de benzène, donc de pureté supérieure à 95%, avantageusement supérieure à 98% en poids, en particulier comprise entre 98 et 99,9% en poids, et, de façon particulièrement préférée, d'environ 99,9% en poids.
La coupe pétrolière aromatique obtenue contient donc du benzène, du toluène ou leur mélange, le toluène étant alors dans ce cas un composé minoritaire. Le procédé de l'invention, comportant une étape amont de séparation de paraffines, présente de nombreux avantages, tels que : l'augmentation du rendement en dérivés benzéniques et de préférence en coupe pétrolière aromatique enrichie en benzène, et en hydrogène par rapport aux rendements typiquement atteints dans les schémas classiques de Raffinage-Pétrochimie ;
- la réduction des gaz de craquage et production à leur place d'un flux de paraffines (n-paraffines et certaines paraffines ramifiées) qui peut être efficacement valorisé, par exemple comme charge dans une unité de vapocraquage ;
l'absence de surcoûts d'investissement liés à la possibilité de mise en œuvre d'unités existantes ;
l'amélioration de l'efficacité énergétique, car la séparation de paraffines, préférentiellement par tamis moléculaire, outre sa sélectivité, présente l'avantage de ne requérir que de faibles consommations énergétiques. En comparaison, une colonne de distillation présenterait des sélectivités largement inférieures avec des consommations énergétiques très importantes ; et
la flexibilité d'adaptation aux unités existantes et la possibilité de traiter des charges naphta d'origines variées, avec un impact limité sur les modes opératoires et la sévérité. Les charges de départ sont des coupes naphta plus ou moins riches en paraffines, telles qu'une coupe pétrolière extraite par distillation directe (naphta dit « straight-run » ou naphta SR), ou bien une coupe choisie parmi les naphtas de conversion, telles que ceux issus de craquage, en particulier ceux provenant d'un craquage catalytique, d'une cokéfaction, d'une viscoréduction, d'un hydrocraquage, les naphtas de pyrolyse (de vapocraquage) ou ceux d'un effluent du fond d'une colonne de dé-iso-hexaniseur d'unité d'isomérisation. Ces coupes, selon leur origine et leur point de coupe, ont des teneurs variables en paraffines et en précurseurs de dérivés benzéniques. Selon leur composition, leur point d'entrée dans le dispositif de l'invention peut varier également. Des exemples de coupes naphtas sont celles pouvant présenter des chaînes carbonées en C5-C12. Typiquement, les teneurs en paraffines dans les coupes naphtas sont comprises entre environ 25% et 60% en poids, par rapport au poids total de la coupe, sans être limitatives. Les teneurs en précurseurs des dérivés benzéniques peuvent être compris entre 8% et 50% en poids, ou entre 8% et 40% en poids, ou encore entre 8% et 30% en poids par rapport au poids total de la coupe, en fonction de la provenance des coupes, sans toutefois être limitatives.
Ces charges doivent de préférence être d'une qualité compatible avec le procédé, en particulier pour ce qui concerne la teneur en soufre et azote, typiquement inférieure à 0,5 ppm poids, et en oléfines. Ces charges doivent, au besoin, subir un hydrotraitement ou autre procédé de purification adéquat, connu de l'homme du métier.
Les précurseurs desdits dérivés benzéniques sont les naphtènes, c'est-à-dire des alcanes cycliques à 5 ou 6 atomes de carbone On peut citer le cyclohexane ou le méthyl-cyclopentane.
La première étape du procédé (étape a)) consiste en une séparation de paraffines à partir de la coupe naphta dans une unité de séparation des paraffines. Le Demandeur a ainsi trouvé que l'étape amont de séparation de paraffines permet de séparer sélectivement les paraffines qui sont les molécules qui présentent la plus faible réactivité de production de dérivés benzéniques dans l'unité de reformage catalytique. Les paraffines sont aussi les molécules qui présentent la plus grande tendance au craquage au cours de l'étape de reformage catalytique, ce qui entraîne une dévalorisation du fait de la transformation des molécules de naphta en gaz C1 -C4, mais aussi parce que le craquage consomme de l'hydrogène, ce qui diminue le rendement H2 dans l'unité de reformage. Les paraffines comprennent les n-paraffines linéaires et les paraffines ramifiées (iso- ou i-paraffines) classiquement présentes dans les coupes naphtas citées, et ont des atomes de carbone allant de C5 à C8. Les teneurs en paraffines dans la charge de départ sont illustrées dans les exemples décris plus avant dans cette description. Typiquement, pour quelques exemples de pétroles bruts à l'origine des coupes naphta de l'invention, les teneurs sont les suivantes : Teneurs en paraffines, naphtènes et aromatiqu dans la coupe C5-145°C selon le brut
Figure imgf000008_0001
L'unité de séparation de paraffines de l'étape a) est basée sur des technologies connues et utilisées dans le raffinage et la pétrochimie pour des objectifs voisins, utilisant avantageusement des adsorbants appropriés, tels que de type tamis moléculaires.
Au cours de cette étape, les paraffines s'introduisent dans les pores de l'adsorbant et y sont retenues, tandis que les molécules de plus grosse taille, les précurseurs des dérivés benzéniques et lesdits dérivés, traversent le lit de l'adsorbant. En fonction de l'adsorbant utilisé et des conditions opératoires, les molécules séparées sont les n-paraffines et au moins une partie des paraffines les moins ramifiées, telles que les mono-méthyl-paraffines, les paraffines les plus ramifiées n'étant pas séparées des précurseurs et des dérivés benzéniques. La fraction des paraffines est ensuite récupérée dans une étape de désorption par exemple à l'aide d'un flux d'hydrocarbures légers, comme le n-butane, en opérant à température élevée et à faible pression permettant de l'extraire des pores. La mise en œuvre de cette technologie peut se faire de manière aisée avec au moins deux lits travaillant en parallèle, l'un en adsorption et l'autre en désorption avec alternance à la fin de chaque cycle. Une autre forme de mise en œuvre fait appel aux technologies dites de « lit mobile simulé » dans la quelle une vanne rotative multivoies de technologie appropriée permet à des différentes zones de la même colonne de travailler simultanément les unes en adsorption et les autres en désorption. Des exemples typiques de cette dernière technologie sont les procédés connus sous le nom commercial de Molex® (Société UOP) permettant la séparation de paraffines légères linéaires des paraffines ramifiées, et de Parex® (Société UOP) ou Eluxyl® (Société Axens, filiale de IFPEN) qui permettent la séparation de paraxylène à partir d'un mélange des trois isomères différents du xylène.
La séparation de paraffines par tamis moléculaire, outre sa sélectivité, présente l'avantage de ne requérir que de faibles consommations énergétiques. En comparaison, une colonne de distillation présenterait des sélectivités largement inférieures avec des consommations énergétiques très importantes.
Les conditions opératoires de mise en œuvre de tels procédés sont typiques, connues de l'homme du métier du raffinage et de la pétrochimie, et d'une manière générale non spécifiques à l'invention.
La fraction dépourvue en paraffines, ou déparaffinée, est ensuite traitée par une étape de reformage catalytique dans une unité appropriée (étape b)), pour former un reformat riche en composé aromatiques. Dans le contexte de l'invention, la fraction issue de l'étape a) peut contenir, selon les cas et sans être limitatif, quelques pourcents en poids de paraffines, typiquement de l'ordre de 1 %-10% ou de 1 % à 5% en poids.
D'une manière générale, le reformage catalytique a pour objectif de transformer les précurseurs des dérivés benzéniques en ces dérivés. Les paraffines présentes dans la charge de départ peuvent aussi subir des réactions d'hydrodécyclisation pour produire davantage de composés aromatiques, mais ces réactions sont bien plus lentes et moins complètes que celles de dé-hydrogénation de naphtènes (précurseurs du benzène). Les paraffines peuvent subir un craquage pour produire des hydrocarbures légers du type C1 -C4 (gaz de craquage) mais ces réactions sont bien moins intéressantes du point de vue économique, et, de surcroît, chaque molécule de paraffine craquée consomme une molécule de H2, ce qui diminue le rendement d'hydrogène dans l'unité de reformage. Par conséquent, la séparation de paraffines en amont de cette étape b), limite la perte en H2 liée au craquage de ces molécules (hydrocarbures légers C1 - C4) et permet de valoriser plus efficacement les paraffines obtenues par exemple en charge d'un vapocraqueur.
En effet, lorsque la charge de départ est concentrée en précurseurs de dérivés benzéniques, la sévérité requise pour une conversion donnée est plus faible, ce qui permet de réduire les réactions de craquage et maximiser le rendement en dérivés benzéniques et en H2. En même temps, une opération à plus faible sévérité permet d'utiliser des catalyseurs qui peuvent par exemple être moins stables du point de vue désactivation mais qui seront plus sélectifs et actifs au regard de la production de dérivés benzéniques.
Comme indiqué plus haut, on obtient un meilleur rendement en H2 dans l'unité de reformage. En outre, avec moins de craquage, la pureté du gaz hydrogéné produit est plus importante.
Les paraffines subissent aussi des réactions d'isomérisation au cours de l'étape de reformage catalytique. Ces réactions sont régies par l'équilibre thermodynamique. Dans le produit du reformage ou reformat, les paraffines ramifiées n'ayant pas été séparées dans l'unité de séparation de paraffines et n'ayant pas réagi dans l'unité de reformage catalytique seront à l'équilibre thermodynamique. Typiquement, aux conditions typiques d'opération d'un reformage catalytique, la teneur de n-hexane dans un mélange de paraffines C6 à l'équilibre est de l'ordre de 30-40%. Ceci signifie que des n-paraffines et les paraffines peu ramifiées seront formées à partir des paraffines très ramifiées lorsque les premières sont absentes de la charge envoyée à l'unité de reformage puisqu'elles ont été retirées dans l'unité de séparation de paraffines.
Selon des formes de réalisation très préférées, la coupe naphta est une coupe comprenant une grande majorité de composés en C6 (A6, P6, N6) de manière à optimiser la concentration de précurseurs en dérivés benzéniques, tels que le cyclohexane et le méthyl-cyclopentane. Les points de coupe typiques sont de l'ordre de 60-90°C (Distillation TBP ou « True Boiling Point »), mais des points de coupe supérieurs à 90°C, par exemple 100-1 10°C, peuvent aussi être considérés pour augmenter la production de toluène. Dans tous les cas, le point final de cette coupe naphta utilisée selon l'invention est typiquement inférieur à celui d'une coupe naphta typique alimentant une unité de reformage catalytique, généralement 140- 160°C, ce qui conduit à une désactivation du catalyseur plus faible par formation de coke beaucoup moins importante. On peut tirer profit de cet avantage par exemple en augmentant la sévérité de la réaction et favoriser ainsi la production de dérivés benzéniques. Un point final moins élevé implique aussi moins de craquage provenant des molécules lourdes, ce qui évite la consommation d'hydrogène liée à ce craquage. L'unité de reformage comprend classiquement au moins un réacteur contenant un catalyseur approprié classiquement utilisé en reformage. De tels catalyseurs peuvent être ceux disponibles auprès des Sociétés Axens ou UOP notamment sur leur site internet. L'unité de reformage comprend également une unité de fractionnement servant à séparer les différents produits à la sortie du réacteur. Ce catalyseur est très sensible à la présence de produits sulfurés et azotés, aussi la charge de reformage doit présenter des teneurs limitées en soufre, azote et leurs dérivés, ou n'affectant pas l'activité du catalyseur.
La réaction est effectuée habituellement sous pression de 3 à 20 bars typiquement et à haute température, typiquement de l'ordre de 450 à 550°C, avec production d'hydrogène venant des molécules naphténiques. De telles conditions opératoires sont connues de l'homme du métier et par exemple détaillées dans les manuels techniques édités au nom de Jean-Pierre Wauquier (Le Raffinage du Pétrole- Editions Technip) et Pierre Wuithier (Raffinage et Génie chimique - Editions Technip). D'une manière générale, on peut se référer aux contenus de ces manuels chaque fois que pour la mise en œuvre de l'invention, on a besoin de déterminer des conditions opératoires qui ne sont pas spécifiques à l'invention et qui ne sont pas spécifiées dans ce qui suit.
Le reformat ainsi obtenu (étape b)) est ensuite envoyé dans une unité de séparation des composés aromatiques pour l'obtention de la coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène (étape c)). La séparation ou extraction des composés aromatiques avec pour charge le reformat obtenu à l'étape b), le cas échéant en mélange avec des charges d'autres origines, notamment des essences de pyrolyse riches en précurseurs de benzène, permet d'obtenir un produit concentré en aromatiques et un raffinât plus ou moins riche en précurseurs de benzène (essentiellement molécules naphténiques).
De préférence, les charges de départ riches en composés aromatiques (teneur en composés aromatiques supérieure à environ 20-30% en poids d'aromatiques, de préférence supérieures à 30% en poids, et ayant une teneur en paraffines inférieure à celle des coupes naphtas introduites à l'étapes a), entreront dans le schéma de l'invention directement à l'unité de séparation des composés aromatiques (étape c)), ce qui permet d'une part de diminuer les débits aux autres unités avec conséquences évidentes dans la taille et dans la consommation énergétique de celles-ci, mais aussi d'améliorer la production de composés aromatiques dans le reformeur liée au fait que la réduction de la teneur d'aromatiques dans la charge favorise sa production par l'effet des équilibres thermodynamiques.
Le raffinât provenant de l'unité de séparation des composés aromatiques (étape c)), riche en précurseurs de composés aromatiques et contenant des paraffines résiduelles, est recyclé vers l'unité de reformage catalytique (étape b)) ou, préférentiellement selon l'invention, vers l'unité de séparation de paraffines (étape a)), selon la teneur en paraffines de ce raffinât. Des dispositifs spécifiques, tels que des lavages, des pièges, et des hydrotraitements, doivent être mis en place pour retirer les traces du solvant utilisé dans la séparation des composés aromatiques qui peuvent nuire à l'adsorbant, tel que les tamis moléculaires, mis en œuvre de préférence dans l'unité de séparation de paraffines ou aux catalyseurs du reformage catalytique.
L'unité de séparation de composés aromatiques de l'étape c) est basée sur des technologies d'extraction, telles que extraction liquide-liquide ou de distillation extractive amplement connues dans l'industrie. Le solvant utilisé ayant une grande affinité pour les molécules aromatiques, on obtient ainsi une coupe pétrolière aromatique enrichie en benzène, mais qui peut aussi contenir du toluène et/ou autres aromatiques déjà contenus dans la charge de départ fraîche ou formés dans le reformeur catalytique. Selon les compositions des charges et fractions entrant et sortant selon le procédé et des composés à produire, des colonnes de fractionnement sont à prévoir en amont ou en aval de l'unité de séparation des composés aromatiques.
La séparation des composés aromatiques après le reformage catalytique (étape b)) permet d'obtenir un produit concentré en composés benzéniques et, avantageusement, un raffinât riche en précurseurs des composés benzéniques.
La séparation de paraffines selon l'étape a) permet de réduire les quantités à recycler et d'obtenir un raffinât plus concentré en précurseurs de composés aromatiques, ce qui, d'une part, améliore sensiblement la productivité de ces dérivés et, d'autre part, réduit la consommation énergétique.
Selon une forme de réalisation optimisée, le procédé comprend une étape supplémentaire préférentielle, étape d), de recyclage d'un raffinât provenant de l'unité de séparation des composés aromatiques (étape c)), vers l'unité de séparation des paraffines de l'étape a).
Cette étape d) est mise en œuvre par le biais de dispositifs spécifiques, incluant notamment des lavages, des pièges, des hydrotraitements, lesquels doivent être très avantageusement agencés pour éliminer les traces du solvant utilisé dans la séparation des composés aromatiques et qui peuvent affecter la fonctionnalité de l'adsorbant par exemple tel que mis en œuvre à l'unité de séparation de paraffines (étape a)) ou celle des catalyseurs préférentiellement mis en œuvre à l'étape de reformage catalytique (étape b)).
La mise en œuvre de cette étape d) ne requiert plus nécessairement un système de purge sur le raffinât issu de l'étape de séparation (étape c), ce qui empêche la perte d'une partie des précurseurs de composés aromatiques, le flux de la fraction de paraffines concentré issu de l'étape a) faisant office de purge « sélective ».
La quantité de raffinât recyclé au reformeur est bien inférieure à celle du raffinât obtenu par les procédés classiques, ne mettant pas en œuvre l'étape a) amont, puisqu'elle est appauvrie en paraffines. Ceci aura un impact important sur la taille requise pour les différentes unités mais aussi sur le bilan énergétique du procédé.
Le procédé de l'invention peut comprendre en outre, pour fournir un schéma intégré de raffinage-pétrochimie, une étape e) de recyclage de la fraction des paraffines issue de l'étape a) vers une unité de vapocraquage où elle est très avantageusement utilisée pour la production d'oléfines et d'au moins une coupe d'essence de pyrolyse, dite fraction « pygas », riche en composés aromatiques. En effet, grâce à l'invention, le recyclage de certaines paraffines vers un vapocraqueur, en entrée, permet d'augmenter le rendement de la production en benzène mais aussi en oléfines telles que l'éthylène, le propylène et le butadiène qui sont des produits valorisâmes. Par ailleurs, la production de composés aromatiques du procédé global est ainsi accrue. Cette unité de vaporeformage ou vapocraquage peut également recevoir d'autres charges provenant d'autres coupes naphtas en vue de leur traitement.
En variante avantageuse, le procédé comprend après l'étape e), une étape f) d'envoi de la coupe d'essence de pyrolyse produite au vapocraqueur vers l'étape c) du procédé, en complément du reformat issu de l'étape b), avantageusement de façon concomitante avec le traitement d'une coupe naphta débutant par l'étape a).
Dans ce cas, cette mise en œuvre est avantageuse, car la coupe d'essence de pyrolyse est appauvrie en paraffines et riche en précurseurs de dérivés benzéniques et en composés benzéniques.
Selon des formes de réalisation préférées, lorsqu'une première coupe naphta, en tant que charge de départ contient une quantité en composés aromatiques supérieure à au moins 30% en poids par rapport au poids total de la coupe et une teneur en paraffines inférieure à celle de la coupe naphta qu'on envoie à l'unité de séparation des composés aromatiques, telle qu'une coupe naphta ex-vaporeformateur, ladite première coupe naphta est introduite directement à l'étape c) du procédé, concomitamment avec le traitement d'une coupe naphta débutant par l'étape a). Ce dernier mode de réalisation offre l'avantage, d'une part, de diminuer les débits des charges de départ à traiter aux autres unités (de séparation des paraffines et/ou des dérivés benzéniques) avec des conséquences bénéfiques dans les dimensions des unités et dans la consommation énergétique qui seront diminuées, et, d'autre part, d'améliorer la production des dérivés benzéniques dans l'unité de reformage, ce qui est lié au fait que la réduction de la teneur des dérivés benzéniques dans la charge de départ favorise sa production grâce aux équilibres thermodynamiques. En variante, lorsqu'on peut disposer en tant que charge de départ d'une coupe naphta qui comprend une teneur élevée en précurseurs de dérivés benzéniques et une teneur négligeable en paraffines (n-paraffines et/ou paraffines ramifiées), c'est-à-dire inférieure à celle qu'on envoie à l'étape a), celle-ci est avantageusement introduite directement à l'étape b) du procédé, également concomitamment avec le traitement d'une coupe naphta débutant par l'étape a). Une telle coupe est par exemple la coupe naphta de type hydrocraquage. Cette variante présente les mêmes avantages que ceux décrits précédemment.
L'invention concerne également un dispositif ou ensemble de procédés (ou encore appelé schéma (ou enchaînement de procédés) intégré de raffinage- pétrochimie) pour la mise en œuvre du procédé de l'invention.
Ce dispositif est agencé pour la production d'une coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène, à partir d'une coupe naphta comprenant des paraffines, des composés aromatiques et des précurseurs desdits composés aromatiques, comprenant successivement les unités de production et/ou traitement suivants :
a) une unité de séparation des paraffines agencée pour séparer les paraffines à partir de la coupe naphta,
b) une unité de reformage catalytique conformée pour traiter la fraction dépourvue en paraffines obtenue à l'étape a), pour former un reformat riche en composés aromatiques, et
c) une unité de séparation des composés aromatiques conformée pour séparer les composés aromatiques issus dudit reformat de l'étape b), pour l'obtention de la coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène.
Le dispositif de production de coupe pétrolière enrichie en benzène comportant l'enchaînement des trois unités selon l'invention permet d'augmenter les performances de production, notamment l'augmentation du rendement en composés aromatiques et de préférence en coupe pétrolière aromatique enrichie en benzène, et également en H2 ;
l'absence de surcoûts d'investissement liés par la possibilité de mise en œuvre d'unités existantes (pas de nouvelle technologie nécessaire) ; l'amélioration de l'efficacité énergétique comme cela a déjà été décrit précédemment, et
la flexibilité d'adaptation aux capacités des unités existantes, en mettant à profit leur adaptabilité à des variations de composition des coupes naphta en entrée ou à un élargissement de la provenance desdites coupes, avec un impact limité sur les modes opératoires et la sévérité.
Cet enchaînement permet d'optimiser la taille des unités, les coûts d'investissement ainsi que l'efficacité énergétique du schéma. Avantageusement, le dispositif comprend en outre une unité de vapo- reformage couplée en sortie de l'unité de séparation des paraffines et dont la coupe « pygas » produite est traitée dans l'unité de séparation de composés aromatiques puis dans l'unité de séparation des paraffines, pour finalement être envoyée en alimentation supplémentaire à l'unité de reformage catalytique.
De préférence, le dispositif comprend en outre une unité d'hydrodéalkylation couplée en sortie de l'unité de séparation des composés aromatiques et conçue pour transformer le toluène en benzène. Cet agencement permet la récupération et le traitement de la fraction des paraffines séparées à l'étape (a) dans l'unité de vapo-reformage (ou vapo- craquage), où elle est très avantageusement utilisée pour la production d'une coupe d'essence de pyrolyse, fraction « pygas », riche en dérivés benzéniques, et d'oléfines valorisâmes avec un meilleur rendement.
La production de dérivés benzéniques, et notamment des composés aromatiques, et avantageusement de la coupe pétrolière aromatique enrichie en benzène, du schéma global est ainsi accrue.
L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels :
- la Fig. 1 est une vue schématique simplifiée d'un dispositif de production d'une coupe benzène de grande pureté, et un procédé associé, selon une forme préférée de mise en œuvre, c'est-à-dire que cette figure représente le schéma intégré global selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique avec bilans matière, hydrogène, et énergétique d'un dispositif selon l'état de la technique de type reformeur centré sur une charge C6, couplé à un vapocraqueur et une extraction ou séparation (extracteur ou séparateur) de composés aromatiques traitant l'essence de pyrolyse et le reformat ;
- la Fig. 3 est une vue schématique selon une variante avec bilans matière, hydrogène, et énergétique d'un dispositif de type reformeur centré sur une charge C6, couplé à un vapocraqueur et une extraction ou séparation (extracteur ou séparateur) de composés aromatiques traitant le reformat et l'essence de pyrolyse, avec recyclage du raffinât ex-séparation (ex-extraction) de composés aromatiques au reformeur ;
- la Fig. 4 est une vue schématique avec bilans matière, hydrogène, et énergétique d'un dispositif selon l'invention de type reformeur centré sur une charge C6 préalablement séparée des paraffines qu'elle contient, couplé à un vapocraqueur et une extraction ou séparation (extracteur ou séparateur) de composés aromatiques traitant le reformat et l'essence de pyrolyse, avec recyclage du raffinât ex-séparation (ex-extraction) de composés aromatiques en amont de la séparation des paraffines ; et
- la Fig. 5 est une vue schématique avec bilans matière, hydrogène, et énergétique d'un dispositif selon l'invention de type reformeur centré sur une charge C6 préalablement séparée des paraffines qu'elle contient, couplé à un vapocraqueur et une extraction ou séparation (extracteur ou séparateur) de composés aromatiques traitant le reformat et l'essence de pyrolyse, avec recyclage du raffinât ex-séparation (ex-extraction) de composés aromatiques en amont de la séparation des paraffines, auquel on a ajouté une unité d'hydrodéalkylation du toluène, cette figure 5 correspondant au schéma simplifié de la figure 1 .
La Fig.1 montre un schéma d'une forme de réalisation préférée de l'invention. On envoie une charge naphta de départ 2 correspondant à une coupe C6 d'un naphta typique de distillation directe, dit naphta SR, comprenant du benzène (A6), du cyclohexane (N6) en tant que précurseur de benzène et de type naphtène, et des paraffines en C6 (P6) vers l'unité de séparation des paraffines (a) 10. Les paraffines séparées (n-paraffines, certaines paraffines ramifiées) 1 1 sont envoyées vers l'unité de vaporeformage ou vapocraquage (e) 40, généralement une unité de pétrochimie, produisant des oléfines telles que de l'éthylène, du propylène et analogue, et une coupe d'essence de pyrolyse 41 , ou fraction « pygas » riche en aromatiques et en naphtènes, qui est ensuite envoyée vers l'unité de séparation des composés aromatiques (c) 30 pour extraire le benzène et le toluène. Lorsqu'on dispose d'une coupe naphta qui comprend une teneur élevée en précurseurs de composés aromatiques, tel que du cyclohexane, et une faible teneur en n-paraffines et/ou en paraffines ramifiées, celle-ci est avantageusement introduite directement à l'étape b) du procédé. Ce cas n'est pas représenté à la figure 1 mais est illustré à la figure 3. Autrement dit, à cette occasion, l'étape a) de séparation de paraffines est omise.
La fraction appauvrie en paraffines C6 12 ex-unité de séparation (a) 10 est ensuite envoyée vers l'unité de reformage (b) 20. Cette étape permet la production d'un reformat 23, d'hydrogène 21 et de gaz de craquage 22.
Le reformat 23 subit ensuite dans l'unité de séparation de composés aromatiques (c) 30, une extraction de sorte que l'on récupère une coupe pétrolière enrichie en benzène 31 . L'unité (c) 30 comprend, selon les cas, des charges ou fractions entrant vers et sortant de cette unité 30, en amont ou en aval des unités de fractionnement appropriées. Celles-ci sont représentées à la figure 4. Cette étape c) permet également la production d'un raffinât 32 riche en précurseurs de composés aromatiques et comprenant, le cas échéant, des quantités variables de paraffines. Ce raffinât 32 (d) est recyclé vers l'unité de séparation des paraffines (a) 10. Dans le schéma représenté, en sortie de l'unité de séparation des composés aromatiques 30, est placé un système de purge 33 afin d'évacuer, au besoin, une partie du raffinât 32.
A l'étape c), en sortie de l'unité (c) 30, on produit aussi du toluène 35, en moindre mesure, que l'on peut, dans le but visé par l'invention de produire du benzène, maximiser et diriger vers une unité d'hydrodéalkylation dite HDA, 50, de conception et d'opération connues de l'homme du métier. En sortie de l'unité 50, on récupère du benzène quasiment pur et également un peu d'essence qu'on envoie au « pool » essence 60.
L'unité de vaporeformage (e) 40 reçoit également d'autres charges naphta 43 en vue de leur traitement dans cette unité, à titre principal. Les autres produits 42 issus de cette étape, de type majoritairement oléfiniques, sont ensuite récupérés en vue de leur valorisation de manière distincte.
Lorsque la coupe naphta 3 contient déjà une quantité de composés aromatiques de départ importante (environ au moins 30% en poids), celle-ci est envoyée directement (f) vers l'unité de séparation des composés aromatiques (c) 30 en même temps que la coupe pygas 41 .
Exemple 1 en référence aux figures 1 et 4 :
La coupe naphta 2 de l'exemple est envoyée vers l'unité de séparation des paraffines (a) 10, à raison de 60 T. h"1. La coupe naphta contient 2% poids de benzène, 8,6% poids de précurseur naphténique en C6, et 27,5% poids de paraffines en C6.
La fraction appauvrie en paraffines 12 ne contient plus de paraffines en C6, ou, à tout le moins, des quantités faibles.
La fraction appauvrie en paraffines 12 est ensuite envoyée vers l'unité de reformage (b) 20. Cette étape permet la production du reformat 23 comprenant 4,3% poids de naphtènes en C6 et 21 ,2% poids de benzène. En outre, il est récupéré 1 ,2 T.h-1 d'hydrogène 21 .
Le reformat 23 subit ensuite, dans l'unité de séparation de benzène (c) 30, une extraction de sorte que l'on récupère une coupe benzène 31 , pour un débit de 24,8 T.h"1. Le raffinât 32 comprend 20,5% poids de naphtènes en C6. Ce raffinât 32 est recyclé (d) vers l'unité de séparation des paraffines (a) 10.
Par comparaison, une telle coupe naphta est traitée sans l'étape amont de séparation de paraffines.
Le reformat 23 contient alors 1 ,9% poids de naphtènes en C6, 13,4% poids de benzène et 24,5% poids de paraffines en C6. En outre, il est récupéré 1 ,5 T.h"1 d'hydrogène 21 et 26,5 T.h"1 de gaz de craquage.
Le reformat 23 subit ensuite dans l'unité de séparation de benzène (c) 30, une extraction de sorte que l'on récupère une coupe benzène 31 , à hauteur de 24,2 T.h"1. Le raffinât 32 comprend 8,2% poids de naphtènes en C6 et 38,9% poids de paraffines en C6, pour un débit de 53,6 T.h"1. Une partie du raffinât 32 peut être purgé par un système de purge 33 pour limiter la quantité recyclée (d) vers l'unité de séparation des paraffines (a) 10.
Exemple 2 en référence à la figure 5:
L'intérêt des trois schémas représentés aux figures 2 à 4, et notamment de la figure 5 qui illustre une variante de réalisation de la figure 4 (ajout de l'unité d'HDA 50 selon figure 1 ), est d'illustrer les variations des bilans matières (ou encore flux de matières dans chaque schéma) pour ce qui concerne le benzène et l'hydrogène produits, ainsi que les variations des bilans énergétiques associés. Le schéma de la figure 2 représente un état de la technique, celui de la figure 3 un schéma intermédiaire, et celui de la figure 4, la forme de réalisation préférée de l'invention.
Ces schémas sont explicites, car ils sont directement lisibles et compréhensibles pour l'homme du métier. Ils ne seront pas décrits en détail. D'une manière générale, certains avantages de l'invention peuvent être tempérés par les tailles relatives des unités, par exemple le vapocraqueur est une unité prépondérante en matière de consommation énergétique et le Demandeur n'a pas cherché à optimiser la taille de cette unité.
La comparaison du schéma de production formant dispositif global intégré, selon l'invention, tel qu'illustré à la figure 5, avec celui de l'art antérieur tel que celui illustré à la figure 2, montre principalement :
- un gain de 62% en récupération de benzène ;
- une diminution de 8% de la consommation en énergie, repérée par « duty » sur le schéma de la figure 5.
Exemple de base de la figure 2 : Etat de la technique
Dans un site comprenant un reformeur et un vapocraqueur et une extraction d'aromatiques, on dispose de deux sources de benzène : l'essence de pyrolyse ex-vapocraqueur (pygas) et le naphta reformé.
Dans le but de maximiser la production de benzène, on produit une charge reformeur centrée sur les C6. En fonction de la nature des bruts traités à la distillation, la charge contient plus ou moins de paraffines. Cette coupe est traitée au reformeur. Le reformât ainsi produit est envoyé à la séparation d'aromatiques, réalisée notamment par extraction, à l'instar de l'essence de pyrolyse du vapocraqueur. Cette extraction comprend une première étape de fractionnement pour enlever les C5- et une seconde étape pour produire une coupe C6 et une coupe C7+. La teneur en toluène dans la coupe C6 est ajustée dans cette seconde étape pour satisfaire le marché toluène du complexe.
La coupe C5- est envoyée comme charge au vapocraqueur. De la coupe C6 sont séparés les aromatiques et les non-aromatiques (raffinât). Les aromatiques sont traités en distillation pour produire le benzène et le toluène aux spécifications. La coupe C7+ qui contient quant à elle une certaine quantité de toluène est envoyée dans le pool essence. Exemple avec recyclage du raffinât de la figure 3
Si on s'intéresse au raffinât issu de la séparation de composés aromatiques, on constate qu'il contient une quantité non négligeable de naphtènes en C6 (cyclohexane et méthylcyclopentane) qui sont envoyés au vapocraqueur. L'intérêt est de récupérer ce potentiel en envoyant cette coupe au reformeur. On maintient la même production de toluène pour satisfaire les besoins du marché en ce composant.
Par l'effet du recyclage, la quantité qui est recyclée augmente par rapport à la situation du cas de base. Cela engendre une augmentation des quantités d'énergie à mettre en œuvre, d'une part pour le reformeur, mais également pour le fractionnement et l'extraction. Au vapocraqueur, la charge est diminuée ce qui entraîne une moindre consommation d'énergie.
L'augmentation du traitement au reformeur permet d'augmenter la production d'hydrogène et benzène de respectivement 34% et 9%, mais en y consacrant beaucoup plus d'énergie et en augmentant la coupe C7+ vers le pool essence, mais également le craquage des paraffines dans le reformeur, produisant des C1 -C4 de moindre valeur.
Exemple avec recyclage du raffinât et séparation des paraffines de la figure 4
En adjoignant une unité de séparation des paraffines en amont du reformeur, on produit une coupe « Paraffines » qui sera traitée au vapocraqueur et une coupe « Naphtènes et Aromatiques » dirigée vers le reformeur. Les paraffines très ramifiées restent dans la coupe « Naphtènes et Aromatiques ». Ainsi, on s'affranchit du craquage des paraffines au reformeur (qui consomme de ΙΉ2), tout en récupérant le potentiel naphténique du raffinât de l'extraction des aromatiques.
Par rapport au cas précédent de la figure 3, on augmente encore la production de benzène, tout en consommant beaucoup moins d'énergie. La place libérée au reformeur peut permettre de traiter une charge riche en naphtènes et pauvre en paraffines. Le recyclage vers le vapocraqueur (coupe C5- et Paraffines) permet d'augmenter la production des oléfines, qui avait baissé dans le cas précédent.
Exemple avec recyclage du raffinât, séparation des naphtènes et des aromatiques et hvdrodéalkylation (HDA) du toluène de la figure 5 qui représente la forme de réalisation très préférée de l'invention
Afin d'optimiser la production du benzène, on peut s'intéresser au potentiel du toluène. Lors de la séparation coupe C6/coupe C7, on contrôle la quantité de toluène qui sera traitée au niveau de la séparation des composés aromatiques. Si on ajuste le point de coupe pour récupérer la totalité du toluène, on envoie une partie des C8 non aromatiques vers la séparation par extraction. Il faut prendre garde à ne pas laisser passer les xylènes qui risquent de poser problème lors de la séparation benzène/toluène pour atteindre les spécifications de pureté du toluène, car ils ne seront pas séparés.
Le raffinât nécessite d'être fractionné pour en éliminer la fraction C8+ qui craquera au reformeur. La fraction C8+ sera envoyée au pool essence. En traitant le toluène pur en hydrodéalkylation on produit du benzène en limitant le craquage des impuretés. Le traitement HDA du toluène consomme cependant de l'H2.
Au final, on augmente beaucoup la production de benzène, tout en baissant la dépense énergétique ainsi que la quantité de molécule destinée au pool essence.
Le procédé selon l'invention évite le recyclage et la présence systématique de paraffines au cours du traitement ce qui permet d'optimiser le rendement global du procédé ou schéma intégré. Le raffinât est entièrement recyclé vers l'unité de séparation des paraffines. Un intérêt majeur du schéma formant dispositif tel que décrit par le Demandeur est la flexibilité conférée pour l'injection des charges qui est possible en différents points d'entrée du schéma choisi selon la composition desdites charges de départ. En résumé, l'invention propose un procédé et un dispositif pour optimiser la production de benzène en raffinerie, à partir d'une charge de départ, qui comprend des moyens pour :
- séparer les paraffines, n-paraffines et les paraffines ramifiées, dans une unité de séparation des paraffines,
- envoyer la coupe issue de cette séparation qui est riche en composés aromatiques et en naphtènes dans une unité de reformage catalytique,
- envoyer la coupe aromatique issue de cette unité de reformage catalytique dans une unité de séparation des composés aromatiques, ce dispositif étant conçu pour que les n-paraffines et les paraffines ramifiées issus de l'unité de séparation des paraffines soient recyclées comme charge d'un vapocraqueur dont la coupe d'essence de pyrolyse produite est envoyée dans l'unité de séparation des composés aromatiques et pour que le flux de naphtènes issu de l'unité de séparation des composés aromatiques, qui n'a pas réagi dans l'unité de reformage catalytique soit recyclé en charge complémentaire de l'unité de séparation des paraffines.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de production d'une coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène (31 ), à partir d'au moins une coupe naphta (2) comprenant des paraffines, des composés aromatiques et des précurseurs desdits composés aromatiques, comprenant les étapes consistant à :
a) séparer les paraffines à partir de la coupe naphta (2) dans une unité de séparation des paraffines (10),
b) traiter par reformage catalytique la fraction dépourvue en paraffines obtenue à l'étape a) dans une unité de reformage catalytique (20), pour former un reformat (23) riche en composés aromatiques, et
c) séparer les composés aromatiques issus dudit reformat de l'étape b) dans une unité de séparation des composés aromatiques (30), pour l'obtention de la coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène (31 ).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel la coupe pétrolière aromatique (31 ) contient du benzène, du toluène ou un mélange de ces deux composants.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la coupe naphta (2) est une coupe pétrolière produite par distillation directe, par conversion, un naphta de pyrolyse issu d'un vapocraquage, ou l'effluent du fond d'un dé-iso- hexaniseur d'une unité d'isomérisation.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'étape a) de séparation des paraffines met en œuvre des adsorbants du type tamis moléculaire.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d) supplémentaire de recyclage d'un raffinât (32) provenant de l'unité de séparation des aromatiques (30) (étape c)), vers l'entrée de l'unité de séparation des paraffines (10) de l'étape a).
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape e) de recyclage de la fraction (1 1 ) des paraffines issue de l'étape a) vers une unité de vapocraquage (40) pour la production d'au moins une coupe d'essence de pyrolyse (41 ).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on produit complémentairement des oléfines (42) en sortie du vapocraqueur (40).
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend après l'étape e), une étape f) d'envoi de la coupe d'essence de pyrolyse (41 ) vers l'étape c), en complément du reformat (23) issu de l'unité de reformage catalytique (20).
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel, lorsqu'une première coupe naphta (3) contient une quantité en composés aromatiques supérieure à au moins 30% en poids par rapport au poids total de la coupe et une teneur en paraffines inférieure à celle de la coupe naphta qu'on envoie à l'unité (10) de séparation des composés aromatiques ladite première coupe naphta (3) est introduite directement à l'étape c) du procédé, concomitamment avec le traitement d'une coupe naphta (2) débutant par l'étape a).
10. Dispositif pour la production d'une coupe pétrolière aromatique comprenant au moins 95% en poids de benzène (31 ), à partir d'au moins une coupe naphta (2) comprenant des paraffines, des composés aromatiques et des précurseurs desdits composés aromatiques, comprenant successivement les unités de production et/ou de traitement suivantes :
a) une unité de séparation des paraffines (10) agencée pour séparer les paraffines à partir de la coupe naphta (2),
b) une unité de reformage catalytique (20) conformée pour traiter la fraction dépouvue en paraffines obtenue à l'étape a), pour former un reformat (23) riche en composés aromatiques, et
c) une unité de séparation des composés aromatiques (30) conformée pour séparer les composés aromatiques issus dudit reformat (23) de l'étape b), pour l'obtention de la coupe pétrolière comprenant au moins 95% en poids de benzène (31 ).
1 1 . Dispositif selon la revendication 10, comprenant en outre une unité de vapocraquage (40) couplée en sortie de l'unité de séparation des paraffines (10).
12. Dispositif selon l'une des revendications 10 et 1 1 , comprenant en outre une unité d'hydrodéalkylation (50) couplée en sortie de l'unité de séparation des composés aromatiques (30) et conçue pour transformer le toluène (35) en benzène (31 ).
PCT/FR2012/053084 2011-12-27 2012-12-26 Procédé pour maximiser la production de composés aromatiques WO2013098523A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1162477A FR2984914A1 (fr) 2011-12-27 2011-12-27 Procede pour maximiser la production d'aromatiques
FR1162477 2011-12-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013098523A1 true WO2013098523A1 (fr) 2013-07-04

Family

ID=47716093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2012/053084 WO2013098523A1 (fr) 2011-12-27 2012-12-26 Procédé pour maximiser la production de composés aromatiques

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2984914A1 (fr)
WO (1) WO2013098523A1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4648961A (en) 1982-09-29 1987-03-10 Chevron Research Company Method of producing high aromatic yields through aromatics removal and recycle of remaining material
US5401365A (en) * 1992-10-28 1995-03-28 Chevron Research & Technology High purity benzene production using extractive distillation
US5672265A (en) * 1994-08-15 1997-09-30 Uop Catalytic reforming process with increased aromatics yield
WO2008092232A1 (fr) 2007-02-02 2008-08-07 William George Rhodey Procédé et système pour récupérer des produits aromatiques à partir d'une charge d'alimentation de naphta
FR2925065A1 (fr) * 2007-12-17 2009-06-19 Inst Francais Du Petrole Nouveau schema permettant d'optimiser la production d'essence a haut indice d'octane et la coproduction de bases aromatiques

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4648961A (en) 1982-09-29 1987-03-10 Chevron Research Company Method of producing high aromatic yields through aromatics removal and recycle of remaining material
US5401365A (en) * 1992-10-28 1995-03-28 Chevron Research & Technology High purity benzene production using extractive distillation
US5672265A (en) * 1994-08-15 1997-09-30 Uop Catalytic reforming process with increased aromatics yield
WO2008092232A1 (fr) 2007-02-02 2008-08-07 William George Rhodey Procédé et système pour récupérer des produits aromatiques à partir d'une charge d'alimentation de naphta
FR2925065A1 (fr) * 2007-12-17 2009-06-19 Inst Francais Du Petrole Nouveau schema permettant d'optimiser la production d'essence a haut indice d'octane et la coproduction de bases aromatiques

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JEAN-PIERRE WAUQUIER: "Le Raffinage du Pétrole"
PIERRE WUITHIER: "Raffinage et Génie chimique"

Also Published As

Publication number Publication date
FR2984914A1 (fr) 2013-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2256179B1 (fr) Procédé de production d'une coupe hydrocarbonnée à haut indice d'octane et faible teneur en soufre
EP1487768B1 (fr) Procede de conversion en plusieurs etapes d'une charge comprenant des olefines a quatre, cinq atomes de carbone et plus, en vue de produire du propylene
EP2930226B1 (fr) Procede de production d'olefines legeres et de btx faisant appel a une unite de craquage catalytique ncc traitant une charge de type naphta, a une unite de reformage catalytique et a un complexe aromatique
FR2925065A1 (fr) Nouveau schema permettant d'optimiser la production d'essence a haut indice d'octane et la coproduction de bases aromatiques
WO2003078547A2 (fr) Procede de production conjointe de propylene et d'essence a partir d'une charge relativement lourde
EP1777284B1 (fr) Procédé de conversion directe d'une charge comprenant des oléfines à quatre, et/ou cinq atomes de carbone, pour la production de propylène avec une co-production d'essence désulfurée à haut indice d'octane
EP2636661B1 (fr) Procédé de conversion d'une charge lourde, mettant en oeuvre une unité de craquage catalytique et une étape d'hydrogénation sélective de l'essence issue du craquage catalytique
FR3014894A1 (fr) Procede de reformage catalytique
FR2635112A1 (fr) Procede de fractionnement et d'extraction d'hydrocarbures permettant l'obtention d'une essence a indice d'octane ameliore et d'un kerosene a point de fumee ameliore
EP1640436B1 (fr) Procédé d'isomérisation d'une coupe C7 avec coproduction d'une coupe cycliques riche en méthylcyclohexane
CA2738541C (fr) Procede ameliore de reduction selective de la teneur en benzene et en composes insatures legers de differentes coupes hydrocarbures
EP3312260B1 (fr) Procede d'hydrodesulfuration d'une essence olefinique
FR2847260A1 (fr) Procede de desulfuration comprenant une etape d'hydrogenation selective des diolefines et une etape d'extraction des composes soufres
EP1640435A1 (fr) Procédé d'isomérisation d'une coupe C7 avec coproduction d'une coupe aromatique riche en toluène
WO2013098523A1 (fr) Procédé pour maximiser la production de composés aromatiques
EP2277980B1 (fr) Procédé de réduction sélective de la teneur en benzène et en composés insatures legers de differentes coupes hydrocarbures
EP1496099B1 (fr) Procédé amélioré d'isomérisation d'une coupe C7 avec ouverture des cycles naphténiques
FR2895417A1 (fr) Procede de desulfurisation comprenant une etape de transformation et une etape d'extraction des composes soufres
CA2440188C (fr) Procede de production d'essence a faible teneur en soufre
WO2023117594A1 (fr) Unité de production et de séparation des aromatiques avec valorisation d'un extrait et/ou d'un raffinat provenant d'un procédé d'extraction liquide-liquide
CA2440189C (fr) Procede de production d'une essence desulfuree a partir d'une coupe essence contenant de l'essence de craquage
FR3014895A1 (fr) Procede de reformage catalytique
WO2024208767A1 (fr) Procédé de reformage catalytique avec valorisation des effluents non-aromatiques
FR2948380A1 (fr) Procede de reduction selective de la teneur en benzene et en composes insatures legers de differentes coupes hydrocarbures
FR2858981A1 (fr) Procede de traitement d'une fraction intermediaire issue d'effluents de vapocraquage

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12824697

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12824697

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12824697

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1