Brevet FR3119398A1 — publié le 20220805

L'invention concerne un procédé de purification d’une huile de pyrolyse issue de la pyrolyse de déchets comprenant des plastiques par extraction liquide/liquide. Cette extraction est réalisée au moyen d’un solvant polaire non miscible avec l’huile de pyrolyse, pour lequel on obtient un taux de récupération supérieur ou égal à 0.95, ce taux de récupération étant défini comme le rapport du volume d’extrait sur le volume de solvant initial, cet extrait étant une phase contenant le solvant, non miscible avec l’huile de pyrolyse, récupérée après agitation puis décantation d’un mélange d’une partie par volume de solvant avec vingt cinq parties par volume de l’huile de pyrolyse à pression atmosphérique et à une température de 20°C. PROCEDE DE PURIFICATION D’UNE HUILE DE PYROLYSE EN VUE DE SA VALORISATION PAR VAPOCRAQUAGE Domaine de l’invention L’invention concerne la valorisation d’huiles provenant de la pyrolyse de déchets, en particulier en tant que charge d’un procédé de vapocraquage. Le procédé selon l’invention permet en particulier de purifier l’huile de pyrolyse issue de déchets plastiques de toutes sortes, quelle que soit leur origine. Ces déchets plastiques peuvent contenir en proportions variables d’autres types de déchets comme par exemple la biomasse lignocellulosique et/ou des élastomères. Art antérieur La pyrolyse est une décomposition endothermique en atmosphère réductrice (atmosphère dépourvue en oxygène ou pauvre en oxygène ou atmosphère de gaz inertes) sous l’effet de la chaleur (à partir de 300°C). Ce procédé permet la décomposition de matière organique solide en trois phases : solide (coke de pyrolyse ou char), liquide (constituée de condensables lourds, huiles de pyrolyse ou goudrons ou légers, H 2 O) et gazeuse (CO, H 2 , CO 2 , oléfines et paraffines courtes). Cette matière organique solide peut comprendre des matières plastiques, de la biomasse, des déchets agricoles, des déchets ménagers. Avec l’augmentation du volume des déchets, la pyrolyse permet d’envisager de valoriser ces déchets en les convertissant en produits liquides pouvant ensuite être traités pour produire des produits à haute valeur ajoutée. Les produits liquides de la pyrolyse, aussi appelés huiles de pyrolyse, peuvent cependant présenter des teneurs élevées en composés indésirables en particulier pour une utilisation en charge d’un traitement de vapocraquage. Ces composés indésirables (ou contaminants) comprennent des hétéroatomes, en particulier oxygène, azote, soufre, mais aussi halogènes et métaux de transition. D’autres composés indésirables comprennent les composés hydrocarbonés insaturés, notamment les aromatiques et les diènes. Le document WO2020/212315 décrit un procédé de récupération des hydrocarbures aliphatiques à partir d’un produit liquide de la pyrolyse de déchets plastiques, notamment d’un mélange de plastiques. Ce produit liquide est soumis à une extraction par un solvant permettant d’obtenir un raffinat à teneur réduite en hydrocarbures aromatiques et /ou en composés polaires par rapport au produit liquide. Ces composés polaires sont des composés organiques contenant des hétéroatomes (N, S, O) ou des sels pouvant comprendre un cation, tel que le cation ammonium, un cation de métal alcalin, un cation d’élément alcalino terreux, un cation d’un métal de transition, et un anion, tel qu’un ion carboxylate, sulfate, phosphate ou halogénure. Le raffinat résultant de l’extraction liquide-liquide subit ensuite à nouveau une extraction par l’eau afin d’éliminer le solvant présent dans le raffinat, ce qui est coûteux en ressources. Le document WO2020/178599A1 décrit un procédé de valorisation d'une huile de pyrolyse issue de la pyrolyse de plastique ou de caoutchouc, ou d’une combinaison de ceux-ci. L’huile de pyrolyse est traitée avec une solution d’extraction comprenant un solvant organique polaire pour fournir un mélange comprenant un extrait et un raffinat. Le raffinat obtenu par ce procédé d’extraction est une huile de pyrolyse présentant une teneur réduite en composés indésirables tels que résidus solides, oléfines et composés comprenant des hétéroatomes (soufre, azote et halogène). Les composés oxygénés sont considérés comme des composés désirables. La solution de valorisation peut en outre comprendre un fluide hydrocarboné (alcanes ou alcènes, ou mélange des deux) pour favoriser la séparation du raffinat et de l’extrait. Ces documents ne décrivent pas le traitement d’huiles de pyrolyse provenant de la pyrolyse de déchets plastiques en mélange avec d’autres types de déchets. Procédé de purification d’une huile de pyrolyse issue de la pyrolyse de déchets contenant des plastiques, comprenant : - la fourniture d’une huile de pyrolyse contenant des composés hydrocarbonés saturés et insaturés et des composés polaires comprenant au moins un hétéroatome choisi parmi l’oxygène, le soufre, l’azote, un métal de transition, un métal alcalin, un métal alcalino-terreux, un halogène, - la mise en contact de l’huile de pyrolyse avec un solvant d’extraction polaire non miscible avec l’huile de pyrolyse, - la récupération d’un extrait et d’un raffinat non miscibles, l’extrait contenant le solvant d’extraction et au moins une partie des composés polaires, et optionnellement au moins une partie des composés hydrocarbonés insaturés, initialement contenus dans l’huile de pyrolyse, le raffinat contenant une huile de pyrolyse traitée à teneur réduite en composés polaires et optionnellement en composés hydrocarbonés insaturés, dans lequel le solvant d’extraction polaire non miscible avec l’huile de pyrolyse est un solvant pour lequel on obtient un taux de récupération supérieur ou égal à 0,95, ce taux de récupération étant défini comme le rapport du volume d’un extrait sur un volume de solvant initial, et cet extrait est une phase contenant le solvant, non miscible avec l’huile de pyrolyse, récupérée après agitation puis décantation d’un mélange d’une partie par volume de solvant avec vingt cinq parties par volume de l’huile de pyrolyse à pression atmosphérique et à une température de 20°C. Procédé de purification selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’huile de pyrolyse fournie est une phase organique liquide ou un mélange de phases organiques liquides résultant de la pyrolyse de déchets choisis parmi les plastiques et d’au moins un autre déchet choisi parmi la biomasse et un élastomère. Procédé de purification selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’huile de pyrolyse fournie est une phase organique liquide résultant de la pyrolyse de déchets comprenant 50%m ou plus de plastiques, optionnellement de 50%m à 99%m. Procédé de purification selon à la revendication 3, caractérisé en ce que l’huile de pyrolyse fournie est une phase organique liquide résultant de la pyrolyse de déchets comprenant au moins 1%m/m, optionnellement de 1 à 50%m/m d’au moins un autre déchet choisi parmi un élastomère et une biomasse, optionnellement une biomasse choisie parmi la biomasse ligno-cellulosique, le papier et le carton. Procédé de purification selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’huile de pyrolyse fournie est un mélange d’au moins deux phases organiques liquides résultant de la pyrolyse de déchets et comprend 50%m ou plus, optionnellement de 50%m à 99%m d’au moins une phase organique liquide résultant de la pyrolyse de plastiques. Procédé de purification selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’huile de pyrolyse fournie est un mélange d’au moins une phase organique résultant de la pyrolyse de plastiques et d’au moins une phase organique résultant de la pyrolyse d’au moins un autre déchet choisi parmi un élastomère et une biomasse, optionnellement une biomasse choisie parmi la biomasse ligno-cellulosique, le papier et le carton, et comprend au moins 1%m/m, optionnellement de 1 à 50% m/m, d’une phase organique résultant de la pyrolyse dudit au moins un autre déchet. Procédé de purification selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le solvant d’extraction polaire est choisi parmi le carbonate de propylène, le carbonate d’éthylène, le polyéthylène glycol de formule chimique HO-(CH 2 -CH 2 -O) n -H de masse molaire moyenne en masse de 90 à 800g/mol, le polypropylène glycol de formule chimique H[OCH(CH 3 )CH 2 ] n OH de masse molaire moyenne en masse de 130 à 800g/mol et leurs mélanges. Procédé de purification selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant : - une deuxième étape de mise en contact au cours de laquelle le raffinat récupéré est mis en contact avec un nouveau lot du même solvant d’extraction que celui utilisé lors de la première étape de mise en contact mentionnée, - suivie d’une deuxième étape de récupération d’un deuxième extrait et d’un deuxième raffinat non miscibles, optionnellement, on réitère n fois ces deux étapes sur le raffinat récupéré lors de l’étape de récupération de l’itération précédente, où n est un entier non nul. Procédé de vapocraquage comprenant une étape de vapocraquage d’un raffinat d’huile de pyrolyse récupéré lors de la mise en œuvre du procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.