Brevet FR3080852A1 — publié le 20191108

Domaine technique La présente invention s'inscrit dans le domaine des procédés et dispositifs de séparation de composés aromatiques. L'objet selon l'invention s'applique en particulier au cas d'un complexe aromatique faisant appel à une séparation par distillation entre du benzène, 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 génération de vapeur basse pression au niveau de certaines colonnes, la vapeur basse pression ainsi générée étant utilisée comme fluide caloporteur, avec ou sans compression intermédiaire, par exemple pour le rebouillage à plus basse température d'autres colonnes ayant subi un abaissement de pression. 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 le benzène, le toluène et des composés 08+. 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, du toluène et des composés à 8 atomes de carbone ou plus, dans un dispositif de séparation comprenant au moins une colonne de reformat, une unité d'extraction des aromatiques et une unité de transalkylation, les effluents desdites unités étant séparés dans les colonnes à distiller suivantes : colonne de benzène, colonne de toluène et colonne de stabilisation, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : on alimente directement la colonne de toluène avec une coupe 07+ issue du fond de la colonne de stabilisation disposée en aval de l'unité de transalkylation pour soutirer un produit de tête de la colonne de toluène enrichi en benzène et en toluène et un produit de 35 fond de la colonne de toluène enrichi en composés à 8 atomes de carbone ou plus, on alimente la colonne de benzène avec le produit de tête de la colonne de toluène pour soutirer un produit de tête de la colonne de benzène enrichi en benzène et un produit de fond de la colonne de benzène enrichi en toluène, et 2 on alimente l'unité de transalkylation avec le produit de fond de la colonne de benzène enrichi en toluène, dans lequel on alimente la colonne de toluène avec une coupe essentiellement aromatique issue de l'unité d'extraction des aromatiques, l'alimentation de la colonne de 5 toluène issue de l'unité d'extraction des aromatiques étant effectuée séparément et au-dessus de l'alimentation de la colonne de toluène issue du fond de la colonne de stabilisation, ou dans lequel on alimente la colonne de benzène avec la coupe essentiellement aromatique issue de l'unité d'extraction des aromatiques en mélange avec ou séparément 10 du produit de tête de la colonne de toluène. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, on alimente en outre la colonne de toluène avec un produit de tête de la colonne de purification en mélange avec ou séparément de la coupe 07+ issue du fond d'une colonne de stabilisation. 15 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, on alimente en outre l'unité de transalkylation avec un produit de tête d'une colonne de purification en mélange avec ou séparément du produit de fond de la colonne de benzène. 20 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif de séparation comprend en outre une unité de séparation du paraxylène et une unité d'isomérisation des xylènes, lesdits effluents étant séparés dans les colonnes à distiller additionnelles suivantes : colonne des xylènes, colonne des aromatiques lourds, colonne de raffinat, colonne d'extrait, colonne de purification, déheptaniseur et stripeur. 25 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, seulement la colonne des xylènes et la colonne des aromatiques lourds alimentent l'unité de transalkylation en composés aromatiques en C9+. 30 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, on alimente la colonne de reformat avec la charge pour produire une coupe 07- en tête de la colonne de reformat, et on alimente l'unité d'extraction des aromatiques avec la coupe 07- pour extraire des composés paraffiniques de la coupe 07- et produire la coupe essentiellement aromatique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires de la colonne de benzène 09 sont les suivantes température de 130°C à 180°C au rebouilleur, de 70°C à 130°C au condenseur ; pression : entre 0,1 Mpa et 0,5 Mpa ; et 3 entre 35 et 55 plateaux théoriques. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires de la colonne de toluène Cl 0 sont les suivantes : 5 température de 130°C à 260°C au rebouilleur, de 50°C à 200°C au condenseur ; pression : entre 0,05 Mpa et 1 Mpa ; et entre 30 et 55 plateaux théoriques. Selon un deuxième aspect, l'objet précité, ainsi que d'autres avantages, sont obtenus par un 10 dispositif de séparation d'une charge comprenant du benzène, du toluène et des composés à 8 atomes de carbone ou plus, le dispositif de séparation comprenant au moins une colonne de reformat, une unité d'extraction des aromatiques et une unité de transalkylation, le dispositif de séparation comprenant en outre les colonnes suivantes pour la distillation des effluents desdites unités : colonne de benzène, colonne de toluène et colonne de 15 stabilisation, la colonne de toluène étant adaptée pour être alimentée avec une coupe C7+ issue du fond de la colonne de stabilisation disposée en aval de l'unité de transalkylation et pour distribuer un produit de tête de la colonne de toluène enrichi en benzène et en toluène et un produit de fond de la colonne de toluène enrichi en composés à 8 atomes de carbone ou 20 plus, - la colonne de benzène étant adaptée pour être alimentée avec le produit de tête de la colonne de toluène et pour distribuer un produit de tête de la colonne de benzène enrichi en benzène et un produit de fond de la colonne de benzène enrichi en toluène, - l'unité de transalkylation étant adaptée pour traiter le produit de fond de la colonne de 25 benzène enrichi en toluène, dans lequel la colonne de toluène est adaptée pour être alimentée avec une coupe essentiellement aromatique issue de l'unité d'extraction des aromatiques, l'alimentation de la colonne de toluène issue de l'unité d'extraction des aromatiques étant effectuée séparément et au-dessus de l'alimentation de la colonne de toluène issue du fond de la colonne de 30 stabilisation, ou dans lequel la colonne de benzène est adaptée pour être alimentée avec la coupe essentiellement aromatique issue de l'unité d'extraction des aromatiques en mélange avec ou séparément du produit de tête de la colonne de toluène. 35 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la colonne de toluène est adaptée pour être alimentée avec un produit de tête d'une colonne de purification en mélange avec ou séparément de la coupe C7+ issue du fond de la colonne de stabilisation. 4 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l'unité de transalkylation est adaptée pour être alimentée avec un produit de tête d'une colonne de purification en mélange avec ou séparément du produit de fond de la colonne de benzène. 5 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif de séparation comprend en outre une unité de séparation du paraxylène, une unité d'isomérisation des xylènes et les colonnes additionnelles suivantes pour la distillation desdits effluents : colonne des xylènes, colonne des aromatiques lourds, colonne de raffinat, colonne d'extrait, colonne de purification, déheptaniseur et stripeur. 10 Selon un ou plusieurs modes de réalisation, le dispositif de séparation est adapté pour alimenter la colonne de reformat avec la charge pour produire une coupe 07- en tête de la colonne de reformat, et alimenter l'unité d'extraction des aromatiques avec la coupe 07-pour extraire des composés paraffiniques de la coupe 07- et produire la coupe 15 essentiellement aromatique. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires de la colonne de benzène 09 sont les suivantes : température de 130°C à 180°C au rebouilleur, de 70°C à 130°C au condenseur ; 20 pression : entre 0,1 Mpa et 0,5 Mpa ; et entre 35 et 55 plateaux théoriques. Selon un ou plusieurs modes de réalisation, les conditions opératoires de la colonne de toluène Cl 0 sont les suivantes : 25 température de 130°C à 260°C au rebouilleur, de 50°C à 200°C au condenseur ; pression : entre 0,05 Mpa et 1 Mpa ; et entre 30 et 55 plateaux théoriques. Des modes de réalisation du procédé et du dispositif référencés ci-dessus ainsi que d'autres 30 caractéristiques et avantages vont apparaître à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en référence aux dessins suivants. Brève description des dessins 35 La figure 1 décrit un schéma d'un complexe aromatique comprenant une section de séparation F de référence pour la séparation de benzène, de toluène et des composés 08+. 5 La figure 2 décrit un schéma d'un complexe aromatique comprenant une section de séparation F selon l'invention pour la séparation de benzène, de toluène et de composés C8+. 5 Description détaillée L'invention concerne le domaine des procédés et dispositifs pour la séparation d'une charge comprenant du benzène, du toluène et des composés 08+ (e.g. 08 à 010) pouvant notamment comprendre du paraxylène. 10 Le procédé et dispositif de séparation selon l'invention peut être défini comme une série d'étapes et sections de conversion et de séparation destinée à séparer benzène/toluène/xylènes et/ou convertir du toluène en composés 08+ et notamment des composés aromatiques à huit atomes de carbone, appelé xylènes, et plus particulièrement le 15 paraxylène, à partir d'une charge riche 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 REVENDICATIONS(avec modifications apparentes) 1. Procédé de séparation d'une charge comprenant du benzène, du toluène et des composés à 8 atomes de carbone ou plus, dans un dispositif de séparation comprenant au moins une colonne de reformat (Cl), une unité d'extraction des aromatiques (P1) et une unité de transalkylation (P4), les effluents desdites unités étant séparés dans les colonnes à distiller suivantes : colonne de benzène (09), colonne de toluène (C10) et colonne de stabilisation (C11), ledit procédé comprenant les étapes suivantes : on alimente directement la colonne de toluène (C10) avec une coupe C7+ issue du fond de la colonne de stabilisation (C11) disposée en aval de l'unité de transalkylation (P4) pour soutirer un produit de tête de la colonne de toluène (C10) enrichi en benzène et en toluène et un produit de fond de la colonne de toluène (C10) enrichi en composés à 8 atomes de carbone ou plus, on alimente la colonne de benzène (09) avec le produit de tête de la colonne de 15 toluène (010) pour soutirer un produit de tête de la colonne de benzène (09) enrichi en benzène et un produit de fond de la colonne de benzène (09) enrichi en toluène, et on alimente l'unité de transalkylation (P4) avec le produit de fond de la colonne de benzène (09) enrichi en toluène, dans lequel on alimente la colonne de toluène (010) avec une coupe essentiellement 20 aromatique issue de l'unité d'extraction des aromatiques (P1), l'alimentation de la colonne de toluène (010) issue de l'unité d'extraction des aromatiques (P1) étant effectuée séparément et au-dessus de l'alimentation de la colonne de toluène (010) issue du fond de la colonne de stabilisation (C11), ou dans lequel on alimente la colonne de benzène (09) avec la coupe essentiellement 25 aromatique issue de l'unité d'extraction des aromatiques (P1) en mélange avec ou séparément du produit de tête de la colonne de toluène (010). 2. Procédé de séparation selon la revendication 1, dans lequel on alimente en outre la colonne de toluène (010) avec un produit de tête d'une colonne de purification (06) en 30 mélange avec ou séparément de la coupe 07+ issue du fond de la colonne de stabilisation (C11). 22 3. Procédé de séparation selon la revendication 1, dans lequel on alimente en outre l'unité de transalkylation (P4) avec un produit de tête d'une colonne de purification (C6) en mélange avec ou séparément du produit de fond de la colonne de benzène (C9). 5 4. Procédé de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de séparation comprend en outre une unité de séparation du paraxylène (P2) et une unité d'isomérisation des xylènes (P3), lesdits effluents étant séparés dans les colonnes à distiller additionnelles suivantes : colonne des xylènes (C2), colonne des aromatiques lourds (C3), colonne de raffinat (C4), colonne d'extrait (C5), colonne de 10 purification (C6), déheptaniseur (C7) et stripeur (C8). 5. Procédé de séparation selon la revendication 4 dans lequel seulement la colonne des xylènes (C2) et la colonne des aromatiques lourds (C3) alimentent l'unité de transalkylation (P4) en composés aromatiques en C9+. 6. Procédé de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : on alimente la colonne de reformat (Cl) avec la charge pour produire une coupe 07-en tête de la colonne de reformat (C1), et on alimente l'unité d'extraction des aromatiques (P1) avec la coupe 07- pour extraire des composés paraffiniques de la coupe C7- et produire la coupe essentiellement aromatique. 7. Procédé de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, les conditions opératoires de la colonne de benzène C9 sont les suivantes : température de 130°C à 180°C au rebouilleur, de 70°C à 130°C au condenseur ; pression : entre 0,1 Mpa et 0,5 Mpa ; et la colonne de benzène C9 comprenant entre 35 et 55 plateaux théoriques. 8. Procédé de séparation selon l'une quelconque des revendications précédentes, les conditions opératoires de la colonne de toluène 010 sont les suivantes : température de 130°C à 260°C au rebouilleur, de 50°C à 200°C au condenseur ; pression : entre 0,05 Mpa et 1 Mpa ; et la colonne de toluène 010 comprenant entre 30 et 55 plateaux théoriques. 23 9. Dispositif de séparation d'une charge comprenant du benzène, du toluène et des composés à 8 atomes de carbone ou plus, le dispositif de séparation comprenant au moins une colonne de reformat (Cl), une unité d'extraction des aromatiques (P1) et une unité de transalkylation (P4), le dispositif de séparation comprenant en outre les colonnes suivantes 5 pour la distillation des effluents desdites unités : colonne de benzène (09), colonne de toluène (010) et colonne de stabilisation (C11), la colonne de toluène (010) étant adaptée pour être alimentée avec une coupe 07+ issue du fond de la colonne de stabilisation (C11) disposée en aval de l'unité de transalkylation (P4) et pour distribuer un produit de tête de la colonne de toluène (C10) 10 enrichi en benzène et en toluène et un produit de fond de la colonne de toluène (C10) enrichi en composés à 8 atomes de carbone ou plus, - la colonne de benzène (C9) étant adaptée pour être alimentée avec le produit de tête de la colonne de toluène (010) et pour distribuer un produit de tête de la colonne de benzène (C9) enrichi en benzène et un produit de fond de la colonne de benzène (09) 15 enrichi en toluène, et - l'unité de transalkylation (P4) étant adaptée pour traiter le produit de fond de la colonne de benzène (09) enrichi en toluène, dans lequel la colonne de toluène (C10) est adaptée pour être alimentée avec une coupe essentiellement aromatique issue de l'unité d'extraction des aromatiques (P1), 20 l'alimentation de la colonne de toluène (010) issue de l'unité d'extraction des aromatiques (P1) étant effectuée séparément et au-dessus de l'alimentation de la colonne de toluène (010) issue du fond de la colonne de stabilisation (C11), ou dans lequel la colonne de benzène (09) est adaptée pour être alimentée avec la coupe essentiellement aromatique issue de l'unité d'extraction des aromatiques (P1) en mélange 25 avec ou séparément du produit de tête de la colonne de toluène (010). 10. Dispositif de séparation selon la revendication 9, dans lequel la colonne de toluène (010) est adaptée pour être alimentée avec un produit de tête d'une colonne de purification (C6) en mélange avec ou séparément de la coupe 07+ issue du fond de la colonne de 30 stabilisation (C11). 11. Dispositif de séparation selon la revendication 9, dans lequel l'unité de transalkylation (P4) est adaptée pour être alimentée avec un produit de tête d'une colonne de purification (06) en mélange avec ou séparément du produit de fond de la colonne de benzène (09). 24 12. Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, comprenant en outre une unité de séparation du paraxylène (P2), une unité d'isomérisation des xylènes (P3) et les colonnes additionnelles suivantes pour la distillation desdits effluents : colonne des xylènes (02), colonne des aromatiques lourds (C3), colonne de raffinat (C4), colonne 5 d'extrait (05), colonne de purification (06), déheptaniseur (07) et stripeur (C8). 13. Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, dans lequel la colonne de reformat (Cl) est adaptée pour être alimentée colonne do reformat (CI) avec la charge pour produire une coupe 07- en tête de la colonne de reformat (Cl), et l'unité d'extraction des aromatiques (P1) est adaptée pour être alimentée avec la coupe 07- pour extraire des composés paraffiniques de la coupe 07- et produire la coupe essentiellement aromatique. 14. Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, dans lequel la colonne de benzène 09 est adaptée pour être utilisée dans les conditions opératoires-de la colonne de bcnzènc 09 sont Ics suivantes : température de 130°C à 180°C au rebouilleur, de 70°C à 130°C au condenseur ; pression : entre 0,1 Mpa et 0,5 Mpa ; et la colonne de benzène 09 comprenant entre 35 et 55 plateaux théoriques. 15. Dispositif de séparation selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, la colonne de de toluène 010 étant adaptée pour être utilisée dans les conditions opératoires de la suivantes : e - '" e" e - 25 température de 130°C à 260°C au rebouilleur, de 50°C à 200°C au condenseur ; pression : entre 0,05 Mpa et 1 Mpa ; et la colonne de toluène C10 comprenant entre 30 et 55 plateaux théoriques. 10 15 20