INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
On peut également ajouter moins que la quantité maximale susceptible de se dissoudre dans le mélange C. De préférence, on peut ajouter au moins 95%, en particulier au moins 99% de la quantité de BF3 contenue dans la composition A susceptible de se dissoudre dans le mélange C dans les conditions de mise en œuvre de l’étape c), sans atteindre ou dépasser les 100%. Si on introduit plus de 100% de la quantité maximale, du BF3 gazeux sera présent dans la phase gazeuse G1 en sus des composés additionnels volatils F1 et F2 . La concentration en BF3 dans la phase gazeuse G1 serait dans ce cas très faible. Cette phase gazeuse G1 pourrait être recyclé à l’étape a) pour ne pas perdre du BF3.
Ceci est particulièrement mis en œuvre lorsque le trifluorure de bore contenu dans la composition A n’est pas du trifluorure de bore gazeux, plus particulièrement lorsque le trifluorure de bore est un hydrate (liquide éventuellement en solution aqueuse) . En effet, une partie de l’oléum réagira avec l’eau provenant du trifluorure de bore.
Selon un autre mode de réalisation, lorsque le trifluorure de bore de la composition A est du (BF3)2,H2O, on introduit 14% de la quantité de BF3 contenue dans la composition A susceptible de se dissoudre dans le mélange C dans les conditions de mise en œuvre de l’étape c).
Selon un autre mode de réalisation, lorsque le trifluorure de bore de la composition A est du
BF3,H2O, on introduit 25% de la quantité de BF3 contenue dans la composition A susceptible de se dissoudre dans le mélange C dans les conditions de mise en œuvre de l’étape c).
BF3,1,5H2O, on introduit 33% de la quantité de BF3 contenue dans la composition A susceptible de se dissoudre dans le mélange C dans les conditions de mise en œuvre de l’étape c).
BF3,2H2O, on introduit 40% de la quantité de BF3 contenue dans la composition A susceptible de se dissoudre dans le mélange C dans les conditions de mise en œuvre de l’étape c).
Ce rapport molaire théorique varie selon le métal considéré :
- (S/Fe) théorique = 1 - (S/Co) théorique = 1 - (S/Ni) théorique = 1 - (S/Mo) théorique =2/1 - (S/W) théorique =2/1
Différents schémas peuvent être mis en œuvre afin de produire, à moindre coût, une essence désulfurée et à teneur réduite en mercaptans. Le choix du schéma optimal dépend des caractéristiques des essences à traiter et à produire ainsi que des contraintes propres à chaque raffinerie.
En référence à la et selon un mode de réalisation du procédé selon l'invention, on envoie par la ligne 1 l'essence à traiter et de l'hydrogène par la ligne 3 dans une unité d’hydrogénation sélective 2 (étape a)) afin d’hydrogéner sélectivement les dioléfines et d’alourdir les mercaptans légers. L’effluent à basse teneur en dioléfines et mercaptans est soutiré du réacteur 2 par la ligne 4 et est envoyé, dans une colonne de fractionnement 5 (étape b)) configurée pour séparer l’effluent et obtenir trois coupes distinctes : une fraction gazeuse 8 qui est constituée principalement de l’hydrogène en excès et éventuellement des hydrocarbures légers C1 à C4, une coupe essence légère 10 (ou essence légère) et une coupe essence lourde 11 qui est constituée par la fraction lourde complémentaire de l’essence légère.
Un condenseur (non représenté) puis un séparateur gaz/liquide 7 permet de condenser et séparer les composés C5+ entraînés par stripage dans la phase gazeuse évacuée via la ligne 6 pour créer un reflux liquide 9 qui est réinjecté en totalité en tête de colonne. La coupe essence légère 10 est soutirée dans la partie supérieure de la colonne afin de limiter sa tension de vapeur, à l’étage théorique 27 ; la colonne comportant 30 étages théoriques, l’étage théorique 1 étant le rebouilleur et l’étage 30 étant le condenseur. La teneur en soufre de la coupe essence légère est inférieure à 10 ppm poids, par rapport au poids total de la coupe essence légère. La coupe essence légère obtenue peut être directement envoyée au pool essence en tant que carburant.
On envoie ensuite par la ligne 11 la coupe essence lourde et de l'hydrogène par la ligne 12 dans l’unité d'hydrodésulfuration 13 (étape c)). L'unité d'hydrodésulfuration 13 de l’étape c) est par exemple un réacteur contenant un catalyseur d'hydrodésulfuration supporté à base d’un métal du groupe VIII et VIB en lit fixe ou en lit fluidisé, de préférence on utilise un réacteur en lit fixe. Le réacteur est opéré dans des conditions opératoires et en présence d'un catalyseur d'hydrodésulfuration, comme décrit plus haut pour décomposer les composés soufrés et former du sulfure d'hydrogène (H 2 S). Lors de l’hydrodésulfuration dans l’étape c), des mercaptans de recombinaison se forment par addition d’H 2 S formé sur les oléfines. L’effluent de l’unité d’hydrodésulfuration 13 est ensuite introduit dans l’unité d’hydrodésulfuration dite de finition 15 (étape d) par la ligne 14 sans élimination de l’H 2 S formé. L'unité d'hydrodésulfuration 15 de l’étape d) est par exemple un réacteur contenant un catalyseur d'hydrodésulfuration en lit fixe ou en lit fluidisé, de préférence on utilise un réacteur en lit fixe. L’unité 15 est opérée à une température plus élevée que l’unité 13 et en présence d’un catalyseur sélectif comprenant un support d’oxyde et une phase active constituée d’au moins un métal du groupe VIII pour décomposer au moins en partie les mercaptans de recombinaison en oléfines et en H 2 S. Elle permet également d’hydrodésulfurer les composés soufrés plus réfractaires.
La coupe essence lourde désulfurée est envoyée par la ligne 16 dans un ballon de séparation 17 (étape e)) afin de soutirer une phase gaz contenant de l’H 2 S et de l’hydrogène via la ligne 18 et une fraction liquide via la ligne 19. La fraction liquide qui contient l’essence lourde désulfurée ainsi qu’une fraction de l’H 2 S dissous est envoyée via la ligne 19, éventuellement en mélange avec la coupe essence légère provenant de la ligne 10, vers une colonne de stabilisation ou débutaniseur 20 afin de séparer en tête de la colonne via la ligne 21 un flux contenant des hydrocarbures en C 4- et l'H 2 S résiduel et en fond de la colonne par la ligne 22 soit l’essence lourde désulfurée et stabilisée, soit le mélange d'essences des coupes légères et lourde désulfurées et stabilisées.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre de multiples compresseurs. Dans de tels exemples, la température à la sortie du compresseur peut être définie comme étant la température à la sortie du compresseur à la plus haute pression.
Le compresseur peut comprendre au moins un rotor, chaque rotor ayant un bord d’attaque et un bord de fuite. La température à la sortie du compresseur peut être définie comme étant la température à la position axiale du bord de fuite du rotor le plus en arrière du compresseur.
Le procédé peut en outre comprendre la détection d’une réponse au changement de carburant.
L’au moins une caractéristique de carburant peut comprendre au moins l’une des caractéristiques de carburant énumérées ci-dessus pour le premier aspect.
Selon un sixième aspect, il est prévu un procédé de détermination d’au moins une caractéristique d’un carburant fourni à un moteur à turbine à gaz d’un aéronef. Le moteur à turbine à gaz fait partie d’un système de propulsion de l’aéronef et comprend :
une chambre de combustion agencée pour brûler le carburant et ayant une sortie, et où une pression à la sortie de la chambre de combustion - P40 - est définie comme étant la pression totale à la sortie de la chambre de combustion dans des conditions de croisière ;
une turbine comprenant un rotor ayant un bord d’attaque et un bord de fuite, et où une pression à l’entrée du rotor de la turbine - P41 - est définie comme étant la pression totale au niveau du bord d’attaque du rotor de la turbine dans des conditions de croisière ; et
un compresseur ayant une sortie, où une pression à la sortie du compresseur - P30 - est définie comme étant la pression totale à la sortie du compresseur dans des conditions de croisière.
le changement d’un carburant fourni au moteur à turbine à gaz ; et
la détermination de l’au moins une caractéristique de carburant du carburant sur la base d’un changement d’au moins l’une de P30, P40 et P41.
La détermination peut être effectuée en utilisant au moins deux des pressions, par exemple en évaluant un changement d’une relation entre P30 et l’une de P40 et P41.
La relation sélectionnée entre les pressions peut être un rapport de pression.
Toute caractéristique telle que décrite par rapport au cinquième aspect peut s’appliquer à ce sixième aspect et, dans certains cas, on peut utiliser les deux ensemble - en examinant à la fois les pressions et les températures afin de déterminer ou de vérifier une ou plusieurs caractéristiques de carburant.
Le moteur à turbine à gaz peut comprendre de multiples compresseurs. Dans de tels exemples, la pression à la sortie du compresseur peut être définie comme étant la pression à la sortie du compresseur à la plus haute pression.
Le compresseur peut comprendre au moins un rotor, chaque rotor ayant un bord d’attaque et un bord de fuite. La pression à la sortie du compresseur peut être définie comme étant la pression à la position axiale du bord de fuite du rotor le plus en arrière du compresseur.
- teneur en mercaptans selon la méthode ASTM D3227 ;
- teneur en dioléfines, déterminée par l’intermédiaire de l’indice d’anhydride maléique (MAV ou « Maleic Anhydride Value » selon la terminologie anglo-saxonne), selon la méthode UOP 326 ;
Exemple 1 (non conforme à l’invention) Le tableau 1 donne les caractéristiques d’une essence de FCC traitée par le procédé selon la . L’essence de FCC (ligne 1) est traitée dans le réacteur d’hydrogénation sélective 2 en présence d'un catalyseur A. Le catalyseur A est un catalyseur de type NiMo sur alumine. Les teneurs en métaux sont respectivement 7% poids NiO et 11% poids MoO 3 par rapport au poids total du catalyseur, soit un rapport molaire Ni/Mo de 1,2. La surface spécifique du catalyseur est de 230 m²/g. Préalablement à son utilisation, le catalyseur A est sulfuré à pression atmosphérique en banc de sulfuration sous mélange H 2 S/H 2 constitué de 15% volumique d'H 2 S à 1 L/g·h de catalyseur et à 400°C durant deux heures. Ce protocole permet d’obtenir un taux de sulfuration supérieur à 80%.
L’essence (ligne 1) est mise en contact avec de l’hydrogène (ligne 3) dans un réacteur qui contient le catalyseur A. Cette étape du procédé réalise l’hydrogénation sélective des dioléfines et la conversion (alourdissement) d'une partie des composés mercaptans légers (RSH) en C5- présents dans la charge. La teneur en dioléfines est directement proportionnelle à la valeur de la MAV (indice d’anhydride maléique ou Maleic Anhydrid Value selon la terminologie anglo-saxonne). Les dioléfines sont des composés indésirables car ils sont des précurseurs de gommes dans les essences.
Les conditions opératoires mises en œuvre dans le réacteur d’hydrogénation sélective sont : Température : 150°C, Pression totale : 2,5 MPa, rapport volumique H 2 ajouté/charge essence : 5 normaux m 3 d’hydrogène par m 3 d’essence aux conditions standard (vol/vol), vitesse volumique horaire (VVH) : 3 h -1 .
Ligne 1 Charge Ligne 4 Effluent d’hydrogénation sélective Teneur en soufre organique (ppm poids S) 518 512 MAV (mg/g) 13,3 2,1 Teneur en oléfines (% poids) 50,4% 49,1% Teneur en mercaptans légers C5- (ppm poids) 27 1,55 Distillation simulée (ASTM D2887) 5% masse distillée (°C) 23 23 50% masse distillée (°C) 73 73 95% masse distillée (°C) 145 145
Tableau 1 : Caractéristiques de la charge (1) et de l’effluent d’hydrogénation sélective (4).
L’effluent de l’étape d’hydrogénation sélective (ligne 4) à faible teneur en dioléfines conjuguées (MAV= 2,1 mg/g) et faible teneur en mercaptans légers (alourdis dans l’étape d’hydrogénation sélective) est envoyé dans une colonne de fractionnement 5 afin de produire une essence légère (ligne 10) soutirée au niveau du ballon de reflux de la colonne, une coupe essence lourde (ligne 11) en fond de colonne et un flux gazeux (ligne 8) contenant essentiellement l’hydrogène et les hydrocarbures légers C1-C4. La colonne opère à une pression de 0,6 MPa et comporte 30 plateaux théoriques. Le flux gazeux est obtenu par condensation à une température de 65°C de la phase gaz produite en tête de la colonne de fractionnement (ligne 6) puis par séparation gaz/liquide qui permet l’élimination des hydrocarbures légers et de l’hydrogène en excès provenant de l’étape a), et la production d’une phase liquide (ligne 9) constituée des hydrocarbures C5 entraînés par stripage en tête de colonne qui est renvoyée en partie en tant que reflux dans la colonne.
Les caractéristiques de la coupe essence légère et de la coupe essence lourde sont indiquées dans le Tableau 2. L’essence légère obtenue (ligne 10) a une faible teneur en soufre (moins de 10 ppm poids). La coupe essence lourde correspond à environ 90 % massique de l’essence, a une teneur élevée en soufre et nécessite un traitement supplémentaire avant d’être incorporée au pool essence.
Ligne 10 Essence légère Ligne 11 Essence lourde Ligne 8 Purge gaz Pourcentage massique de la coupe (%) 7,7 91,6 0,7 Teneur en soufre organique (ppm poids S) 7 558 - Teneur en oléfines (% poids) 56,2% 48,5% - Perte en C5+ dans la purge (% mol) - - 0,45 Distillation simulée (ASTM D2887) 5% masse distillée (°C) -25,8 11,0 N/A* 30% masse distillée (°C) 4,4 52,0 N/A* 50% masse distillée (°C) 25,6 71,6 N/A* 70% masse distillée (°C) 32,6 100,3 95% masse distillée (°C) 43,0 158,3 N/A*
*N/A = Non Applicable
Tableau 2 : Caractéristiques des coupes essence légère et essence lourde après l’étape de fractionnement de l’essence
L’essence légère (ligne 10) produite selon l’exemple non conforme à l’invention se vaporise à la pression atmosphérique et à 20°C (70% poids de vaporisation). Une colonne supplémentaire pour éliminer l’hydrogène dissout est donc nécessaire avant d’alimenter un stockage de cette coupe essence légère.
En particulier, si elle en contient, ladite solution B peut comprendre de 10 ppm à 0,5 %, de préférence de 10 ppm à 0,1% en mole de CO2 sur base de la solution totale.
En particulier, si elle en contient, ladite solution B peut comprendre de 10 ppm à 1 %, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole de SO2 sur base de la solution totale.
En particulier, si elle en contient, ladite solution B peut comprendre de 10 ppm à 1 %, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole de SO3 libre sur base de la solution totale.
Ladite solution B peut contenir au moins un, deux, trois, quatre ou l’ensemble desdits un ou plusieurs composés additionnels volatils F2 . De préférence, ladite solution B comprend au moins SO3 libre et SO2. En particulier, ladite solution B comprend l’ensemble des composés additionnels volatils F2 .
Ainsi, de préférence, ladite solution B peut donc comprendre :
de 10 ppm à 5 %, de préférence de 100 ppm à 1% en mole de N2 sur base de la solution totale ; et/ou de 10 ppm à 1 % en mole, de préférence de 100 ppm à 0,5% en mole de O2 sur base de la solution totale ; et/ou de 10 ppm à 0,5 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,1% de CO2 sur base de la solution totale ; et/ou de 10 ppm à 1 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole de SO2 sur base de la solution totale ; de 10 ppm à 5 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole, de SO3 libre sur base de la solution totale.
Après la mise en œuvre de l’étape b), lesdits composés additionnels volatils F2 sont contenus dans ledit mélange C . Ledit mélange C peut contenir également un ou plusieurs composés volatils F2 sélectionnés parmi le groupe consistant en SO2, SO3 libre, CO2, N2 et O2. En particulier, si elle en contient, ledit mélange C peut comprendre de 10 ppm à 5 %, de préférence de 100 ppm à 1% en mole de N2 sur base de la solution totale.
En particulier, si elle en contient, ledit mélange C peut comprendre de 10 ppm à 1 %, de préférence de 100 ppm à 0,5% en mole de O2 sur base de la solution totale.
En particulier, si elle en contient, ledit mélange C peut comprendre de 10 ppm à 0,5 %, de préférence de 10 ppm à 0,1% en mole de CO2 sur base de la solution totale.
En particulier, si elle en contient, ledit mélange C peut comprendre de 10 ppm à 1 %, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole de SO2 sur base de la solution totale.
En particulier, si elle en contient, ledit mélange C peut comprendre de 10 ppm à 1 %, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole de SO3 libre sur base de la solution totale.
Ledit mélange C peut contenir au moins un, deux, trois, quatre ou l’ensemble desdits un ou plusieurs composés additionnels volatils F2 . De préférence, ledit mélange C comprend au moins SO3 libre et SO2. En particulier, ledit mélange C comprend l’ensemble des composés additionnels volatils F2 .
Ainsi, ledit mélange C à un titre en acide sulfurique supérieur à 100%, avantageusement supérieur à 101%, de préférence supérieur à 102%, plus préférentiellement supérieur à 103%, en particulier supérieur à 104%, plus particulièrement supérieur à 105%. Avantageusement, la solution C ainsi formée à un titre en acide sulfurique supérieur à 106%, de préférence supérieur à 107%, plus préférentiellement supérieur à 108%, en particulier supérieur à 109%, plus particulièrement supérieur à 110%, de manière privilégiée supérieur à 111%, de manière avantageusement privilégiée supérieur à 112%, de manière préférentiellement privilégiée supérieur à 113%, de manière plus préférentiellement privilégiée supérieur à 114% et comprend :
La température et la pression ne sont pas des paramètres critiques pour la mise en œuvre de l’étape b). Cependant, l’étape b) est généralement mise en œuvre à une température de 10°C à 50°C, de préférence l’étape b) est mise en œuvre à température ambiante. La mise en œuvre de l’étape b) aux températures mentionnées ici évite la décomposition de l’oléum et un dégagement de SO3 potentiellement dangereux. De préférence, l’étape b) est mise en œuvre à pression atmosphérique.
Ledit réacteur peut contenir de l’air avant l’introduction de la solution B dans l’acide sulfurique. Alternativement, ledit réacteur peut être mis sous vide avant l’introduction de la solution B ou de l’acide sulfurique pour éliminer l’oxygène ou l’azote présent.
Le système de propulsion peut en outre comprendre un dispositif d’ajustement de profil de vol agencé pour changer le profil de vol planifié sur la base de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant du carburant.
Le système de propulsion peut en outre comprendre un dispositif de commande de système de propulsion agencé pour ajuster la commande du système de propulsion sur la base de la ou des plusieurs caractéristiques de carburant du carburant.
Le système de propulsion peut être agencé pour mettre en œuvre le procédé du troisième aspect.
Selon un cinquième aspect, il est prévu un procédé de détermination d’au moins une caractéristique de carburant d’un carburant fourni à un moteur à turbine à gaz d’un aéronef. Le moteur à turbine à gaz fait partie d’un système de propulsion de l’aéronef et comprend :
une chambre de combustion agencée pour brûler le carburant et ayant une sortie, et où une température à la sortie de la chambre de combustion - T40 - est définie comme une température moyenne de flux à la sortie de la chambre de combustion dans des conditions de croisière ;
une turbine comprenant un rotor ayant un bord d’attaque et un bord de fuite, et où une température à l’entrée du rotor de la turbine - T41 - est définie comme une température moyenne de flux au niveau du bord d’attaque du rotor de la turbine dans des conditions de croisière ; et
un compresseur ayant une sortie, où une température à la sortie du compresseur - T30 - est définie comme une température moyenne de flux à la sortie du compresseur dans des conditions de croisière.
la détermination de l’au moins une caractéristique de carburant du carburant sur la base d’un changement d’au moins l’une de T30, T40 et T41.
La ou les plusieurs caractéristiques de carburant peuvent être déterminées en termes de changement pour la ou chaque caractéristique de carburant par rapport au carburant précédent, et/ou en tant que valeurs absolues.
La détermination de l’au moins une caractéristique de carburant du carburant peut être basée sur un changement d’une relation entre T30 et l’une de T40 et T41. Au moins deux des températures peuvent donc être détectées et utilisées.
La relation entre les températures peut être une différence entre les températures. La différence entre T30 et l’une de T40 et T41 peut indiquer une élévation de température à travers la chambre de combustion.
Le système de propulsion peut comprendre au moins une aube directrice d’entrée orientable - VIGV.
Aucun changement de la position de VIGV ne peut être réalisé lors du changement de carburant, au moins jusqu’après la détermination de l’au moins une caractéristique de carburant du carburant (ou au moins jusqu’à la capture des données nécessaires à cette détermination à réaliser).
Le changement du carburant fourni au moteur à turbine à gaz peut être effectué en croisière.
En particulier, si elle en contient, ladite composition A peut comprendre de 10 ppm à 70 % en poids, de préférence de 100 ppm à 55% en poids de H2O sur base du poids total de la composition totale A . La teneur en eau dans ladite composition A varie largement dans la gamme mentionnée ici en fonction du BF3 utilisé pour former ladite composition A . Ainsi, si de l’hydrate de trifluorure de bore est utilisé pour former la composition A , la teneur massique en eau dans celle-ci sera plus particulièrement comprise entre 34% et 65% sur base du poids total de la composition A . Si un grade plus pur est utilisé pour former la composition A , par exemple du trifluorure de bore ayant une pureté entre 98% et 99,5%, alors la teneur massique en eau dans celle-ci sera plus particulièrement comprise entre 10 ppm et 1 %, de préférence compris entre 10 ppm et 1000 ppm sur base du poids total de la composition A .
En particulier, si elle en contient, ladite composition A peut comprendre de 10 ppm à 5 %, de préférence de 100 ppm à 1% en mole de N2 sur base de la composition totale.
En particulier, si elle en contient, ladite composition A peut comprendre de 10 ppm à 1 % en mole, de préférence de 100 ppm à 0,5% en mole de O2 sur base de la composition totale.
En particulier, si elle en contient, ladite composition A peut comprendre de 10 ppm à 0,5 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,1% de CO2 sur base de la composition totale.
En particulier, si elle en contient, ladite composition A peut comprendre de 10 ppm à 0,5 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,1% en mole de SiF4 sur base de la composition totale.
En particulier, si elle en contient, ladite composition A peut comprendre de 10 ppm à 1 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole, de H2 sur base de la composition totale.
En particulier, si elle en contient, ladite composition A peut comprendre de 10 ppm à 2 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole de HCl sur base de la composition totale.
Ainsi ladite composition A peut donc comprendre :
de 30% à 99,5% en poids, de préférence de 45% à 99,5% en poids sur base du poids total de la composition A ; et de 10 ppm à 70 % en poids, de préférence de 100 ppm à 55% en poids de H2O sur base du poids total de la composition totale A ; et/ou de 10 ppm à 5 %, de préférence de 100 ppm à 1% en mole de N2 sur base de la composition totale ; et/ou de 10 ppm à 1 % en mole, de préférence de 100 ppm à 0,5% en mole de O2 sur base de la composition totale ; et/ou de 10 ppm à 0,5 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,1% de CO2 sur base de la composition totale ; et/ou de 10 ppm à 0,5 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,1% en mole de SiF4 sur base de la composition totale ; et/ou de 10 ppm à 1 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole, de H2 sur base de la composition totale ; et/ou de 10 ppm à 2 % en mole, de préférence de 10 ppm à 0,5% en mole de HCl sur base de la composition totale ;
La teneur molaire totale en composés additionnels volatils F 1 étant supérieure à 0.04%, de préférence à 0,1%, de préférence supérieure à 0,2%, en particulier supérieure à 0,3%.