Brevet FR3080857A1 — publié le 20191108

Domaine technique La présente invention s'inscrit dans le domaine des procédés et dispositifs de séparation de composés aromatiques. L'objet de la présente invention s'applique en particulier au cas d'un complexe aromatique faisant appel à une séparation par distillation entre du benzène et/ou du toluène et des composés plus lourds à 8 atomes de carbones ou plus (notés ci-après composés 08+). Etat de l'art Le brevet FR2998301B1 décrit une méthode permettant un gain énergétique global sur la consommation de combustible et d'électricité d'un complexe aromatique pour la séparation par distillation entre du benzène, du toluène et des composés 08+. Spécifiquement, le principe de ladite méthode réside dans la récupération de la chaleur considérée comme perdue en raison de son faible niveau de température (autour de 100°C à 180°C) en générant de la vapeur basse pression au niveau de certaines colonnes, la vapeur basse pression ainsi générée étant utilisée comme fluide caloporteur dans les rebouilleurs de certaines colonnes et/ou certains préchauffeurs utilisés dans ladite méthode. Ceci permet pour un complexe aromatique, un gain énergétique global substantiel sur la consommation de combustible et d'électricité. Un inconvénient du brevet FR2998301B1 est que la recompression de la vapeur basse pression avant utilisation comme fluide caloporteur dans les rebouilleurs est requise sur l'immense majorité des colonnes. En effet, selon la Table 2 du brevet FR2998301B1, cinq colonnes utilisent la vapeur basse pression produite à l'intérieur du complexe mais uniquement le stripeur le fait sans recompression. Résumé Dans le contexte précédemment décrit, un premier objet de la présente invention est de permettre la réduction de la quantité d'énergie requise pour réaliser la séparation entre du benzène et/ou du toluène et des composés 08+. Spécifiquement, le premier objet consiste à opérer sous vide des colonnes d'un complexe aromatique habituellement opérées sous pression. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, il est possible de procéder à un échange direct entre les colonnes productrices et consommatrices d'énergie basse température. L'échange direct peut-être substitué par une génération de vapeur d'eau basse pression par les colonnes productrices de chaleur basse température et utilisation par les colonnes opérées sous vide, sans recompression de cette vapeur d'eau. 2 Selon un premier aspect, l'objet précité, ainsi que d'autres avantages, sont obtenus par un procédé de séparation d'une charge comprenant du benzène et/ou du toluène et des composés à 8 atomes de carbone ou plus, dans un dispositif de séparation comprenant au 5 moins une colonne à distiller dite de reformat, une unité d'extraction des aromatiques, une unité de séparation du paraxylène, une unité d'isomérisation des xylènes et une unité de transalkylation, les effluents desdites unités étant séparés dans les colonnes à distiller suivantes : colonne de purification, déheptaniseur et colonne de toluène, dans lequel on opère sous vide au moins une desdites colonnes à distiller de sorte 10 que - la majorité des composés à 7 atomes de carbones ou moins sont récupérés dans le produit de tête de la colonne à distiller opérée sous vide, et la majorité des composés à 8 atomes de carbone ou plus sont récupérés dans le produit de fond de la colonne à distiller opérée sous vide. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le produit de fond de la colonne à distiller opérée sous vide a une teneur supérieure à 25% poids (de façon préférée 35% poids et encore plus préférée 50% poids) en composés à 8 atomes de carbones et/ou composés dont la température normale d'ébullition est inférieure à 150°C. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la pression en tête de colonne de la colonne à distiller opérée sous vide est comprise entre 0,03 MPa et 0,095 MPa (de façon préférée entre 0,04 MPa et 0,085 MPa et encore plus préférée entre 0,05 et 0,075 MPa). 25 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le rebouilleur de la colonne à distiller opérée sous vide est opéré à une température inférieure à 180°C (de façon préférée inférieure à 165°C et encore plus préférée inférieure à 150°C). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, une chaleur basse température est apportée au 30 rebouilleur de la colonne à distiller opérée sous vide à partir d'énergie basse température disponible dans le dispositif de séparation, soit par échange direct, soit par l'intermédiaire de génération de vapeur d'eau utilisée sans recompression. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la teneur en 04- dans le produit de tête de la 35 colonne à distiller opérée sous vide est inférieure à 1% mol (de façon préférée inférieure à 0,5% mol et encore plus préférée inférieure à 0,1% mol). 15 20 3 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le produit de tête de la colonne à distiller opérée sous vide est dirigé vers une colonne additionnelle comportant en tête de colonne un flux vapeur purgé en dehors du procédé de séparation (de façon préférée pour purger de l'oxygène avec le flux vapeur purgé en tête de colonne de la colonne additionnelle). 5 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, on opère le rebouilleur de la colonne additionnelle à une température inférieure à 180°C (de façon préférée par échange direct ou en utilisant un fluide caloporteur intermédiaire ne nécessitant pas de recompression). 10 Selon un deuxième aspect, l'objet précité, ainsi que d'autres avantages, sont obtenus par un dispositif de séparation d'une charge comprenant du benzène, du toluène et des composés à 8 atomes de carbone ou plus, comprenant au moins une colonne à distiller dite de reformat, une unité d'extraction des aromatiques, une unité de séparation du paraxylène, une unité d'isomérisation des xylènes et une unité de transalkylation, le dispositif de 15 séparation comprenant en outre les colonnes suivantes pour la distillation des effluents desdites unités : colonne de purification, déheptaniseur et colonne de toluène, dans lequel au moins une desdites colonnes à distiller est adaptée pour être opérée sous vide de sorte que : la majorité des composés à 7 atomes de carbones ou moins sont récupérés dans le 20 produit de tête de la colonne à distiller opérée sous vide, et la majorité des composés à 8 atomes de carbone ou plus sont récupérés dans le produit de fond de la colonne à distiller opérée sous vide. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l'au moins une desdites colonnes à distiller est 25 adaptée de sorte que le produit de fond de la colonne à distiller opérée sous vide ait une teneur supérieure à 25% poids (de façon préférée 35% poids et encore plus préférée 50% poids) en composés à 8 atomes de carbones et/ou composés dont la température normale d'ébullition est inférieure à 150°C. 30 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l'au moins une desdites colonnes à distiller est adaptée de sorte que la pression en tête de colonne de la colonne à distiller opérée sous vide soit comprise entre 0,03 MPa et 0,095 MPa (de façon préférée entre 0,04 MPa et 0,085 MPa et encore plus préférée entre 0,05 et 0,075 MPa). 35 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l'au moins une desdites colonnes à distiller est adaptée de sorte que le rebouilleur de la colonne à distiller opérée sous vide soit opéré à une température inférieure à 180°C (de façon préférée inférieure à 165°C et encore plus préférée inférieure à 150°C). 4 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l'au moins une desdites colonnes à distiller est adaptée de sorte le rebouilleur de la colonne à distiller opérée sous vide puisse être alimenté par une chaleur basse température provenant d'énergie basse température disponible dans le complexe, soit par échange direct, soit par l'intermédiaire de génération de vapeur d'eau 5 utilisée sans recompression. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l'au moins une desdites colonnes à distiller est adaptée de sorte que la teneur en 04- (composés à 4 atomes de carbones ou moins) dans le produit de tête de la colonne à distiller opérée sous vide soit inférieure à 1% mol (de façon 10 préférée inférieure à 0,5% mol et encore plus préférée inférieure à 0,1% mol). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif de séparation comprend en outre une colonne additionnelle, en aval de la sortie de tête de la colonne à distiller opérée sous vide, pour purger un flux vapeur en tête de colonne en dehors du dispositif de séparation (de 15 façon préférée pour purger de l'oxygène avec le flux vapeur purgé en tête de colonne de la colonne additionnelle). Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la colonne additionnelle est adaptée de sorte que le rebouilleur de la colonne additionnelle soit opéré à une température inférieure à 20 180°C (de façon préférée par échange direct ou en utilisant un fluide caloporteur intermédiaire ne nécessitant pas de recompression). Des modes de réalisation du procédé et du dispositif référencés ci-dessus ainsi que d'autres caractéristiques et avantages vont apparaître à la lecture de la description qui va suivre, 25 donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en référence au dessin suivant. Brève description du dessin La figure 1 décrit un schéma d'un complexe aromatique selon la présente invention pour la 30 séparation de benzène et/ou de toluène et de composés 08+ dans lequel on opère sous vide au moins une des colonnes à distiller. Description détaillée 35 La présente invention concerne le domaine des procédés et dispositifs pour la séparation d'une charge comprenant du benzène et/ou du toluène et des composés 08+ (e.g. 08 à 01 0) pouvant notamment comprendre du paraxylène. 5 Le procédé et dispositif de séparation selon la présente invention peut être défini comme une série d'étapes et sections de conversion et de séparation destinée à séparer benzène et toluène de composés 08+ et notamment des composés aromatiques à huit atomes de carbone, appelé xylènes, et plus particulièrement le paraxylène, à partir d'une charge riche 5 en composés aromatiques allant du benzène à des composés aromatiques à plus de 10 atomes de carbone (notés 010+), provenant par exemple d'une unité de reformage catalytique. La charge riche en composés aromatiques présente typiquement des teneurs en composés soufrés, azotés et oléfines très faible à nulle (e.g. teneur en soufre REVENDICATIONS1. Procédé de séparation d'une charge comprenant du benzène et/ou du toluène et des composés à 8 atomes de carbone ou plus, dans un dispositif de séparation comprenant au moins une colonne à distiller dite de reformat (Cl), une unité d'extraction des aromatiques 5 (P1), une unité de séparation du paraxylène (P2), une unité d'isomérisation des xylènes (P3) et une unité de transalkylation (P4), les effluents desdites unités étant séparés dans les colonnes à distiller suivantes : colonne de purification (06), déheptaniseur (C7) et colonne de toluène (010), dans lequel on opère sous vide au moins une desdites colonnes à distiller (C1, C6, C7 10 et C10) de sorte que : la majorité des composés à 7 atomes de carbones ou moins sont récupérés dans le produit de tête de la colonne à distiller opérée sous vide, et la majorité des composés à 8 atomes de carbone ou plus sont récupérés dans le produit de fond de la colonne à distiller opérée sous vide. 15 2. Procédé de séparation selon la revendication 1, dans lequel la pression en tête de colonne de la colonne à distiller opérée sous vide est comprise entre 0,03 MPa et 0,095 MPa. 3. Procédé de séparation selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel on opère le rebouilleur de la colonne à distiller opérée sous vide à une température inférieure à 20 180°C. 4. Procédé de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le produit de tête de la colonne à distiller opérée sous vide est dirigé vers une colonne additionnelle comportant en tête de colonne un flux vapeur purgé en dehors du procédé de séparation. 25 5. Procédé de séparation selon la revendication 4, dans lequel on opère le rebouilleur de la colonne additionnelle à une température inférieure à 180°C. 22 6. Procédé de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une chaleur basse température est apportée au rebouilleur de la colonne à distiller opérée sous vide à partir d'énergie basse température disponible dans le dispositif de séparation, soit par échange direct, soit par l'intermédiaire de génération de vapeur d'eau 5 utilisée sans recompression.