FR2813076A1

FR2813076A1 - Procede de separation d'hydrocarbures olefiniques

Info

Publication number: FR2813076A1
Application number: FR0010772A
Authority: FR
Inventors: Stephen W Sohn; Santi Kulprathipanja
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 1998-12-29
Filing date: 2000-08-21
Publication date: 2002-02-22
Anticipated expiration: 2020-08-21
Also published as: US6106702A; FR2813076B1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de séparation d'un premier hydrocarbure d'un courant d'alimentation comprenant ledit premier hydrocarbure et au moins un autre hydrocarbure dans une zone de séparation dans laquelle le courant d'alimentation est mis en contact avec une matière de type tamis moléculaire et dans laquelle la matière de type tamis moléculaire est mise en contact avec un désorbant, comprend le passage d'au moins une partie du courant d'alimentation à travers le tamis moléculaire, la régénération périodique du lit de garde (4, 21) de tamis moléculaire utilisé dans le procédé d'abord par une purge du courant d'alimentation du lit de garde (4, 21) à l'aide d'un courant du désorbant utilisé dans la zone de séparation et le passage de l'effluent du lit de garde (4, 21) dans une première colonne de fractionnement (26) utilisée dans le procédé pour séparer le désorbant des composés raffinats.

Description

<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne un procédé de séparation par adsorption d'hydrocarbures à partir d'un mélange d'alimentation comprenant les hydrocarbures et un type différent d'hydrocarbures, tel que la séparation d'oléfines à partir de paraffines. L'invention concerne plus spécifiquement un procédé de régénération d'un tamis moléculaire utilisé comme lit de garde dans ce procédé de séparation chimique.

Les tamis moléculaires sont largement utilisés pour séparer des hydrocarbures. Par exemple, il est connu dans la technique que la séparation par adsorption utilisant un adsorbant jouant le rôle de tamis moléculaire représente un procédé efficace pour séparer des hydrocarbures oléfiniques linéaires d'un mélange d'alimentation comprenant des hydrocarbures oléfiniques linéaires et une autre catégorie d'hydrocarbures ayant une volatilité similaire, tels que les paraffines ou des oléfines non linéaires de même masse moléculaire générale. Un tel procédé est notamment décrit dans un article intitulé Olex : A Process for Producing High Purity Olefins présenté par J.A. Johnson, S. Raghuram et P.R. Pujado à la conférence nationale d'été d'août 1987 de l'American Institute of Chemical Engineers à Minneapolis, Minnesota. Cet article décrit un procédé de séparation par adsorption à contre courant dans un lit mobile simulé (SMB) pour la séparation d'oléfines linéaires à chaîne droite de paraffines similaires. Une description similaire mais plus détaillée d'un procédé mobile simulé pour la séparation d'oléfines linéaires est fournie dans le brevet US 3,510,423 délivré à R.W. Neuzil et al.

US-A-5,276,246 délivré à B. McCulloch et al. décrit un procédé de séparation par adsorption d'oléfines normales à partir d'un mélange d'oléfines normales et d'oléfines à chaîne ramifiée à l'aide d'un tamis moléculaire à base de silice de faible acidité tel qu'un tamis moléculaire de type silicate ou ZSM.

US-A-5,300,715 délivré à B.V. Vora décrit un procédé général de conversion de paraffines en oléfines. Le procédé comprend la déshydrogénation des paraffines et la séparation par adsorption des oléfines provenant d'un mélange paraffines/oléfines récupéré à partir de l'effluent de la zone de déshydrogénation. Le brevet décrit une zone utilisée pour éliminer sélectivement les hydrocarbures aromatiques d'un mélange paraffines/oléfines pour empêcher la désactivation par les hydrocarbures aromatiques d'un tamis moléculaire utilisé dans la séparation par. adsorption du mélange paraffines/oléfines. L'élimination des composés aromatiques permet aussi d'améliorer la performance de la zone de déshydrogénation du procédé. La zone d'élimination des composés aromatiques est également décrite comme contenant éventuellement un tamis moléculaire, qui est régénéré le cas échéant.

De façon spécifique, l'invention concerne un procédé de séparation d'oléfines à partir de paraffines à l'aide d'une séparation par adsorption, caractérisé par le procédé utilisé pour régénérer un lit de garde contenant un tamis moléculaire employé pour éliminer des contaminants de type hydrocarbures aromatiques du courant d'alimentation du procédé. L'utilisation d'un courant interne existant en tant que purge et matière régénérante permet l'intégration de la régénération dans le procédé de séparation préféré éliminant la nécessité de fluides extérieurs tout en permettant une récupération aisée de

l'agent de régénération et des composants d'alimentation remplacés. Un mode de réalisation général de l'invention peut être caractérisé comme un procédé de séparation d'un premier hydrocarbure au sein d'un courant d'alimentation comprenant le premier hydrocarbure et au moins un autre hydrocarbure, le procédé utilisant une zone de séparation dans laquelle le courant d'alimentation entre en contact avec une matière de type tamis moléculaire et dans laquelle le tamis moléculaire entre en contact avec un désorbant. Le procédé régénère périodiquement le lit de garde contenant un tamis moléculaire utilisé dans le procédé en purgeant d'abord le courant d'alimentation du lit de garde à l'aide d'un courant d'un désorbant utilisé dans la zone de séparation et en faisant passer l'effluent du lit de garde dans une colonne de fractionnement utilisée dans le procédé pour séparer le désorbant et les composés du raffinat, et en faisant ensuite encore passer un courant du désorbant dans le lit de garde mais en .en envoyant l'effluent du lit de garde vers une colonne de fractionnement de récupération du désorbant utilisée dans le procédé pour récupérer le désorbant.

Le dessin est un schéma de principe simplifié du procédé représentant des lits de garde parallèles 4 et 21 en amont d'une chambre d'adsorption 7 et représentant aussi les colonnes de fractionnement 12, 26 et 29 employées dans le procédé.

Les hydrocarbures oléfiniques sont des composés chimiques très utiles. Il réagissent sur eux-mêmes pour former des polymères ou avec d'autres molécules dans des réactions d'alkylation dans des industries à la fois pétrochimiques et de raffinage du pétrole pour produire une large variété de produits chimiques. I1 est souvent nécessaire que les oléfines aient une pureté relativement

élevée afin d'employer le plus efficacement possible les oléfines et de minimiser la formation de sous-produits. Dans d'autres cas, il est indésirable que des hydrocarbures non oléfiniques soient présents dans un courant contenant des oléfines en raison de la formation de sous-produits indésirables à partir de celles-ci. Dans les deux cas, il est nécessaire, ou tout au moins souhaitable, de séparer les oléfines des hydrocarbures non oléfiniques, tels que les paraffines. Dans d'autres cas, l'oléfine recherchée est simplement un type particulier d'oléfine, telle qu'une oléfine normale ou une (x-oléfine qui est présente dans un mélange comprenant d'autres types d'oléfines, telles que des oléfines ramifiées. Lorsqu'une oléfine particulière recherchée est mélangée avec une espèce chimique de volatilité relative différenté, l'oléfine est habituellement récupérée du mélange simplement à l'aide d'une distillation fractionnée. Toutefois, dans de nombreux cas, l'oléfine est présente dans un mélange contenant un ou plusieurs hydrocarbures différents ayant des volatilités relativement similaires, ce qui rend la séparation difficile ou impossible par distillation fractionnée. Un exemple typique est observé lorsque les oléfines sont produites par déshydrogénation d'une paraffine ou d'un mélange de paraffines. Lorsque la réaction de déshydrogénation n'est pas complète en raison de contraintes d'équilibre, le courant de produit de la zone de déshydrogénation est un mélange homogène de paraffines et d'oléfines de structure chimique générale identique. Ces composés auront des points d'ébullition très similaires et sont très difficiles à séparer par distillation fractionnée. Dans ce cas, la séparation par adsorption est souvent le procédé de séparation le plus

économique, la séparation utilisant un adsorbant qui est sélectif vis-à-vis d'une espèce, telle que les oléfines, par rapport à l'autre.

Les oléfines récupérées dans la zone de séparation principale des oléfines du présent procédé peuvent être des oléfines à chaîne droite ou ramifiée,ou les deux, selon l'application du procédé. Les hydrocarbures non récupérés dans le courant d'alimentation peuvent être un type différent d'oléfines ou de paraffines ou un mélange. Le procédé peut donc être spécifique à la récupération d'une ou de plusieurs oléfines normales d'un mélange comprenant des isooléfines et/ou des paraffines. Le produit oléfinique peut comprendre une seule molécule, telle que l'isopentène, ou un mélange, tel que des n- - hexènes et des n-heptènes. Le produit oléfinique peut aussi comprendre une gamme d'homologues ayant plusieurs nombres d'atome de carbone, telle que. les oléfines linéaires en Clo à C14 recherchées pour une utilisation dans la production d'alkylbenzènes linéaires utilisés en tant que précurseurs de détergent.

Une séparation par adsorption peut être réalisée à l'aide d'une variété de techniques différentes, telles qu'une opération à lits alternés utilisant deux lits fixes ou plus avec des étapes d'adsorption et de régénération insérées entre ceux-ci, une opération à lit mobile dans laquelle l'adsorbant est transporté entre des zones d'adsorption et de désorption et une opération à lit mobile simulé (SMB), telle que décrite dans US-A- 3,510,423 ; 3,720,604 ;3,723,302 et 3,755,153. Ces brevets sont cités ici pour leur enseignement de fond concernant les techniques de séparation par adsorption à lit mobile simulé, leur nomenclature et leur description d'adsorbants utiles pour des séparations par adsorption. Bien que les séparations à lit mobile simulé, telles que

décrites dans les références citées ci-dessus, soient préférées, la façon dont l'adsorbant est mis en contact avec le courant d'alimentation n'est pas un facteur limitant dans la présente invention. Le mode opératoire de régénération de l'adsorbant indiqué ici est applicable à l'une quelconque de ces différentes techniques d'adsorption et à tout procédé employant des lits de garde, désorbants et colonnes de fractionnement pouvant être convenablement adaptés.

Un procédé de séparation par adsorption comprend fondamentalement une étape d'adsorption réalisée dans des conditions d'adsorption dans laquelle l'adsorbant est mis en contact avec la charge contenant les oléfines et une étape de désorption dans laquelle les oléfines sélectivement adsorbées sont séparées de l'adsorbant dans des conditions de désorption. On préfère que l'étape de désorption soit favorisée par mise en contact de l'adsorbant avec un composé désorbant dans des conditions relativement similaires à celles employées dans l'étape d'adsorption. Toutefois, les oléfines adsorbées peuvent être séparées de l'adsorbant par l'intermédiaire d'un changement de température ou de pression, ou des deux. De façon plus précise, une séparation par adsorption à température alternée ou une séparation par adsorption à pression alternée peut être utilisée, le cas échéant. Les systèmes à pression alternée fonctionnent en phase vapeur et l'étape de séparation des oléfines du présent procédé peut employer des conditions d'adsorption et de désorption en phase vapeur. Ces variantes de procédé de désorption n'emploient typiquement pas de désorbant, ce qui peut limiter le domaine d'application du présent procédé.

L'étape de désorption produit un courant opératoire contenant un mélange des oléfines désorbées et du

désorbant utilisé dans le procédé. Ce courant opératoire, qui est appelé courant d'extrait, est de préférence envoyé dans une zone de séparation et de récupération du désorbant qui permet de recycler le désorbant au sein du procédé. Cette zone comprend typiquement une colonne de distillation fractionnée appelée dans la technique colonne d'extrait afin de récupérer le désorbant. Les composants non adsorbés du courant d'alimentation sont éliminés dans un courant opératoire appelé ici courant de raffinat. Le cas échéant, ce courant est aussi envoyé dans une colonne de distillation fractionnée, appelée ici colonne de raffinat.

Les hydrocarbures aromatiques présents dans le courant d'alimentation du procédé sont recueillis par l'adsorbant préféré utilisé pour séparer les oléfines normales et le courant d'alimentation. Ceci engendre plusieurs effets négatifs au niveau de la performance du procédé. D'abord, les hydrocarbures aromatiques occupent des sites actifs sur l'adsorbant, ce qui empêche que ces sites soient employés dans la séparation. La capacité du tamis et, par conséquent, du procédé est alors réduite. Si les composés aromatiques continuent à s'accumuler, ils atteignent une concentration d'équilibre. A l'équilibre, les composés aromatiques ne sont plus récupérés par l'adsorbant et ils traversent à la place la zone d'adsorption et sortent dans les courants d'extrait et de raffinat. Les hydrocarbures aromatiques sont habituellement considérés comme une impureté dans les oléfines normales récupérées dans le courant d'extrait. Les hydrocarbures aromatiques présents dans le courant de raffinat sont concentrés dans les paraffines. Ils sont souvent recyclés dans une zone de production d'oléfines, telle qu'une zone de déshydrogénation. Le passage des hydrocarbures aromatiques dans la zone de

déshydrogénation catalytique est habituellement considéré comme étant indésirable étant donné que les composés aromatiques peuvent alkyler les oléfines et ainsi produire des sous-produits. La présence de composés aromatiques dans la charge ou dans le produit de la zone de déshydrogénation peut présenter d'autres effets indésirables comme décrit dans le brevet US-A-5,300,715 cité précédemment. Par conséquent, il n'est pas souhaitable de permettre le passage d'hydrocarbures aromatiques, y compris le benzène, dans la zone d'adsorption principale.

Les adsorbants employés dans le présent procédé sont de préférence des tamis moléculaires formés à partir d'oxydes minéraux, tels que la silice et l'alumine, et notamment les aluminosilicates. Ces matériaux englobent les zéolites connues de l'état de la technique et disponibles dans le commerce, telles que la zéolite Y et la zéolite X. La structure microcristalline de tamis fournie par de nombreuses zéolites est importante au niveau de la sélectivité de l'adsorbant vis-à-vis de l'hydrocarbure oléfinique. Toutefois, on pense que la présente invention peut être aussi employée pour régénérer un matériau à base d'oxyde minéral qui n'est pas une zéolite, mais qui est utilisé comme adsorbant dans un lit de garde situé en amont de la zone de séparation principale des oléfines. L'expression tamis moléculaire est censée englober une large variété d'oxydes minéraux qui conviennent comme adsorbants de lit de garde et/ou comme adsorbants pour la séparation d'oléfines, y compris des matériaux de type silicalite décrits dans les références cités ci-dessus. Les silicalites sont des tamis moléculaires caractérisés par des rapports de la silice à l'alumine très élevés, qui ne sont pas des zéolites en raison de leur manque de

capacité d'échange d'ions. Les silicalites sont décrits plus en détail dans les brevets US-A-4,061,724 ; 4,073,865 et 4,104,294. Un autre type de tamis moléculaire à base d'oxyde minéral qui peut être utilisé dans l'adsorbant est la zéolite de type ZSM, telle que celle décrite dans le brevet US-A-3,702,886 (ZSM-5), 3,832,449 (ZSM-12), 4,016,245 (ZSM-35) ou 4,046,859 (ZSM- 38). L'adsorbant préféré destiné à une utilisation dans la zone de séparation est une particule résistant au frottement d'une taille d'environ 20 à 40 mesh (U.S.), formée par extrusion ou par séchage par atomisation d'un mélange d'un liant, tel que l'argile ou l'alumine, et d'une zéolite de type X ou de type Y. La zéolite de type X est décrite dans US-A-2,822,244 et la zéolite de type Y est décrite dans US-A-3,130,007. Les zéolites peuvent avoir subi un échange d'ions pour remplacer le sodium de départ par un ou plusieurs autres cations choisis parmi les métaux alcalins, les métaux alcalino-terreux et les métaux monétaires. Les métaux préférés englobent le lithium, le potassium, le calcium, le strontium et le baryum. Des combinaisons de deux de ces métaux ou plus peuvent être employées. Le niveau préféré d'échange d'ions de ces matériaux est relativement faible. Un adsorbant hautement préféré est une zéolite 13X sous forme sodium. Un tamis moléculaire identique ou différent peut être utilisé pour adsorber les poisons de tamis dans le lit de garde. Le tamis moléculaire utilisé dans le lit de garde a subi de préférence un échange d'ions important par le cation souhaité. Un tamis moléculaire préféré destiné à une utilisation dans le lit de garde est une zéolite X à ions échangés par du lithium.

Un problème opérationnel associé à la séparation par adsorption d'oléfines est l'accumulation de certains

composés présents dans le courant d'alimentation sur les sites actifs de l'adsorbant. Ces composés tendent à se lier si fortement aux sites que le mode opératoire de désorption utilisé pour la récupération des oléfines n'élimine pas. Ils rendent dont ces sites inutilisables pour l'adsorption de l'oléfine recherchée. Ces composés sont souvent appelés poisons d'adsorbant. Lorsque les effets préjudiciables augmentent en raison de l'accumulation d'une quantité supplémentaire de poison provenant du courant d'alimentation, la capacité de l'adsorbant et, par conséquent, du procédé global diminue. La composition de ces poisons peut varier, les poisons les plus courants rencontrés dans le présent procédé étant des dioléfines et des hydrocarbures aromatiques. Ceux-ci englobent les hydrocarbures aromatiques contenant un hétéroatome, tel que le soufre ou l'oxygène, dans leur structure de noyau ou dans les chaînes alkyle latérales. Les composés aromatiques de masse moléculaire plus élevée sont des poisons plus puissants. Des exemples spécifiques de composés qui sont considérés comme étant des poisons dans le mode de réalisation préféré de l'invention englobent le benzène, le toluène, d'autres benzènes alkylés, le butadiène, les xylènes, l'éthylbenzène, les tétralines, les indanes, les dinaphtalènes alkylés et les biphényles. D'autres poisons .

englobent l'aniline, les crésols, la pyridine, la décaline et la tétraline ; les produits d'oxygénation, tels que les phénols, les naphténophénols, les naphtols, les benzofuranes et les dibenzofuranes ; les composés azotés, tels que les pyroles, les pyridines, les indoles, les naphténopyridènes et les carbazoles ; et les composés soufrés, tels que le benzothiophène, le sulfolane, le diméthylbenzothiophène, le thiophène et le benzènethiol.

Un but de l'invention est de proposer un procédé d'élimination des hydrocarbures aromatiques des adsorbants de type tamis moléculaire utilisés dans un lit de garde dans un procédé de séparation par adsorption. Un but est aussi de proposer un tel procédé qui est hautement compatible avec les désorbants et l'équipement déjà utilisés dans un procédé à lit mobile simulé pour la séparation d'oléfines.

Il est connu de l'état de la technique qu'il est souhaitable d'empêcher les poisons-de désactiver les tamis moléculaires utilisés pour séparer des oléfines, comme indiqué dans le procédé décrit dans US-A-5,300,715 cité précédemment. Dans ce procédé, une zone d'élimination sélective des composés aromatiques est employée pour empêcher l'entrée des composés aromatiques dans la zone de séparation par adsorption. I1 est indiqué, dans le brevet, que la zone d'élimination des composés aromatiques peut employer un adsorbant régénérable, tel .qu'un tamis moléculaire. La référence décrit aussi en termes généraux que l'adsorbant de cette zone peut être régénéré à l'aide de benzène liquide. Il est souhaitable de ne pas utiliser le benzène en tant qu'agent de régénération dans le présent procédé, dans la mesure où de faibles quantités de benzène resteront inévitablement dans le lit de garde et migreront en aval .

dans la zone de séparation par adsorption principale entraînant une désactivation des tamis dans cette zone. Le présent mode opératoire de régénération comprend d'abord la séparation du courant d'alimentation contenant les oléfines du volume de vide du tamis moléculaire dans le lit de garde, du volume interne des conduites de transfert et des parties associées du récipient. A ce stade, le flux de courant d'alimentation sera envoyé vers une autre quantité de tamis moléculaire dans un récipient

différent ou éventuellement arrêté si le procédé n'emploie qu'un seul lit de garde. Ceci est réalisable si le courant d'alimentation s'écoule dans une cuve de stockage plutôt que directement dans une zone de séparation. Le courant d'alimentation est purgé du tamis par passage d'un courant de désorbant à travers le lit de désorbant. Ce courant est essentiellement dépourvu de composés aromatiques et est déjà disponible au sein du procédé. Cette étape est de préférence réalisée dans des conditions similaires aux conditions de fonctionnement habituelles du lit de garde traité. Cette étape de purge n'est réalisée que le temps nécessaire pour séparer essentiellement le courant d'alimentation résiduel du lit de garde. Le courant d'effluent du lit de garde formé dans cette étape est envoyé dans une colonne de raffinat déjà employée dans des unités de séparation par adsorption du type SMB. Cette colonne est utilisée dans le procédé pour séparer le raffinat (non adsorbé) et les composés désorbants présents dans le courant de raffinat retiré de la zone d'adsorption. Le désorbant récupéré peut être ensuite recyclé et les composés de raffinat déchargés de la zone de séparation sans équipement supplémentaire. Dans la mesure où tous les composés dans le volume de vide du lit de garde seront typiquement dans la même gamme de points d'ébullition que les composés de raffinat, toute la matière du volume de vide sera concentrée dans le courant de raffinat. Les oléfines présentes dans la matière de volume de vide seront perdues pour le procédé d'adsorption, mais ne seront pas éliminer du procédé global. Souvent, le raffinat récupéré est recyclé dans l'unité opératoire, telle que l'unité de déshydrogénation, qui produit le courant d'alimentation de l'unité de séparation par adsorption. Aucun des composés présents dans les volumes de vide du lit de

garde n'est perdu par élimination vers une destination extérieure. L'étape de purge comprend de préférence le passage d'environ 1 à 3 volumes de lit de liquide par le lit de garde.

Dans l'étape suivante du procédé, l'adsorbant dans le lit de garde est réellement régénéré par élimination par entraînement des hydrocarbures aromatiques, qui se sont accumulés depuis la charge dans l'unité de séparation, du désorbant. On réalise ceci en continuant à envoyer le courant de désorbant à -travers le lit de garde. Toutefois, l'effluent du lit de garde est détourné et ne s'écoule pas dans la colonne de raffinat. L'effluent peut être envoyé vers une zone de séparation et de récupération externe, mais il est de préférence envoyé dans une colonne de distillation fractionnée ajoutée au procédé dans le but de séparer les composés désorbants des composés aromatiques éliminés. Cette étape de régénération peut être réalisée dans les conditions d'adsorption habituelles employées dans le lit de garde qui comprennent de préférence une température comprise entre environ 30 et 170 C. L'étape de régénération est réalisée pendant une durée suffisante pour permettre à au moins 2 et, de préférence, entre 5 et 12, volumes de liquide de désorbant de traverser le lit de garde. A ce stade, l'écoulement du courant d'alimentation dans le lit de garde peut être repris. Ceci souligne un autre avantage de l'invention qui est qu'il n'y a pas besoin de retirer l'agent de régénération du lit de garde après l'étape de régénération. En revanche, il serait fortement indésirable de reprendre l'utilisation d'un lit de garde rempli de benzène, qui est suggérée dans la référence citée en tant que milieu de régénération convenable. Le benzène est un poison modéré de l'adsorbant qui s'accumule sur l'adsorbant et affecte de façon

préjudiciable la performance du procédé de séparation. Dans le présent procédé, il n'est pas utile de purger l'agent de régénération du lit de garde. Toutefois, dans la mesure où le volume de vide du lit de garde est rempli de désorbant, l'écoulement initial du lit de garde (lorsqu'il est situé en amont) contiendra une forte concentration en désorbant. Les quelques premiers volumes de lit de liquide éliminés du lit de garde régénéré peuvent être par conséquent envoyés dans la colonne de raffinat pour permettre la récupération du désorbant. Ceci élimine l'entrée d'une grande quantité de désorbant dans la chambre principale et la perturbation du procédé. L'effluent initial du lit de garde nouvellement régénéré peut être envoyé dans toute colonne de fractionnement dans le procédé qui récupère le désorbant.

L'utilisation du courant de désorbant en tant que milieu de régénération est rendue possible par l'utilisation d'un adsorbant de lit de garde de force appropriée. Un adsorbant puissant nécessite l'utilisation d'un désorbant fort, tel que le benzène, ou un certain ajustement des conditions opératoires, telles qu'une température plus élevée. Dans le présent procédé, on préfère utiliser un tamis moléculaire de type aluminosilicate comme composant actif de l'absorbant du lit de garde. Un adsorbant différent peut être employé dans la zone d'adsorption principale du procédé de séparation. Or. préfère utiliser un adsorbant de lit de garde comprenant une zéolite X, une zéolite X à ions échangés par du lithium étant hautement préférée en raison du fait qu'elle convient bien au présent procédé. Une telle zéolite peut contenir d'environ 0,5 à environ 3,0 % en poids de lithium.

Le fonctionnement du présent procédé peut être décrit en référence au dessin, qui est un schéma de

principe simplifié du procédé représentant l'utilisation de deux lits de garde alternés pour purifier le courant d'alimentation d'un procédé à lit mobile simulé. En se référant maintenant au dessin, un courant d'alimentation produit dans un procédé de déshydrogénation et comprenant un mélange de paraffines normales et d'oléfines normales ayant une masse moléculaire identique aux paraffines normales est introduit par la conduite 1. Le courant d'alimentation est envoyé dans un des deux lits de garde 4 ou 21, par un système de distribution. A ce stade décrit sur le dessin, le courant d'alimentation de la conduite 1 s'écoule par la conduite 3 dans l'extrémité supérieure du lit de garde 4, puis traverse un lit d'adsorbant de type tamis moléculaire maintenu à l'intérieur du lit de garde. Le lit de garde adsorbe sélectivement les hydrocarbures aromatiques possédant un ou deux noyaux. Ces hydrocarbures aromatiques sont présents dans le courant d'alimentation typiquement en une faible concentration inférieure à environ 4000 à 6000 ppm et éventuellement inférieure à 100 ppm. Par conséquent, pratiquement tout le courant d'alimentation entrant traverse le lit de garde et sort par la conduite 5. Le courant d'alimentation est ensuite transféré vers la conduite 6 qui le transporte vers une chambre de séparation par adsorption principale 7, beaucoup plus grande.

La chambre de séparation par adsorption principale 7 représente les systèmes à plusieurs lits typiquement utilisés dans des opérations à lit mobile simulé. Ces systèmes comprennent d'environ 10 à environ 30 lits secondaires divisés en grilles de récupération et de points de distribution de fluide qui jouent aussi le rôle de points d'alimentation des courants opératoires de la zone et de séparation des courants opératoires de la zone

d'adsorption. I1 existe par conséquent au moins un point séparé pour l'addition ou le soutirage du fluide pour chacun des multiples lits secondaires de ce système. L'emplacement auquel le courant d'alimentation est envoyé dans la chambre d'adsorption 7 et les divers autres courants sont chargés ou retirés de la chambre d'adsorption est successivement déplacé sur la longueur de la chambre de la manière décrite en détail dans les références citées. Ce déplacement progressif de ces points d'alimentation et de soutirage, couplé à l'utilisation d'un courant de recirculation réalisé par la conduite 11, conduit à une simulation hautement efficace du passage continu à contre courant du courant d'alimentation à travers un lit d'adsorbant et la séparation continue des courants de raffinat et d'extrait. Le courant de raffinat comprend les composants non adsorbés du courant d'alimentation plus une quantité variable de matières désorbantes ramassées en raison de leur présence dans le volume de vide des lits d'adsorbant de la zone 7. Le courant de raffinat est retiré de la zone d'adsorption 7 par la conduite 10 et est envoyé par l'intermédiaire de la conduite 25 dans une colonne de raffinat 26, qui sépare les composants de type raffinat et les composants de type désorbant. Le désorbant est récupéré sous forme d'un courant de tête par la conduite 27 et les composants de type raffinat sont récupérés sous forme d'un courant de fond par la conduite 28. Le courant de raffinat de la conduite 28 peut être recyclé vers la zone de déshydrogénation qui produit le courant d'alimentation de la conduite 1.

Dans un procédé de séparation par adsorption, le courant de raffinat ou le courant d'extrait peut contenir des composés qui sont considérés comme étant le produit important du procédé. Dans le présent procédé, les

hydrocarbures oléfiniques du courant d'alimentation sont dans le produit recherché et sont retenus par l'adsorbant situé dans la chambre d'adsorption 7. Ces oléfines adsorbées sont séparées de l'adsorbant par un courant de matière désorbante alimenté en un point différent de la zone d'adsorption 7 par la conduite 8. Le passage du courant de désorption par le tamis moléculaire chargé ou par un autre adsorbant de la zone d'adsorption 7 entraîne la formation d'un courant d'extrait transporté par la conduite 9. Ce courant est séparé -en un autre point encore de la chambre d'adsorption 7. Le courant d'extrait comprend un mélange des hydrocarbures oléfiniques séparés du courant d'alimentation plus une quantité variable de composés désorbants. Ce mélange est envoyé par la conduite 9 dans la colonne d'extrait 12. Dans la colonne d'extrait, le mélange entrant de matière désorbante et d'hydrocarbures oléfiniques est séparé par distillation fractionnée en un courant de fond qui comprend les hydrocarbures oléfiniques produits qui sont soutirés par la conduite 13 et un courant de tête comprenant les composés désorbants. De préférence, les composés désorbants sont une oléfine de masse moléculaire plus faible. Les désorbants récupérés de cette manière sont soutirés par la conduite 14 et divisés entre une partie envoyée dans la conduite 16 pour une régénération du lit de garde et une partie plus importante soutirée par la conduite 15. La matière dans la conduite 15, avec celle de la conduite 27, peuvent être typiquement envoyées dans la conduite 8 en tant que désorbant du procédé, mais sont représentées comme étant dirigées vers une source externe pour représenter le passage de la matière de tête vers des systèmes de stockage et de distribution nécessaires au fonctionnement du procédé.

Pendant que l'adsorbant dans le lit de garde 4 est utilisé pour traiter le courant d'alimentation, l'adsorbant dans le lit de garde 21 peut être régénéré. On pense que la durée nécessaire à la régénération est beaucoup plus courte que la durée pendant laquelle le lit d'adsorbant peut être employé pour traiter le courant d'alimentation. La longueur de cycle utile du lit d'adsorbant dans l'un des lits de garde 4 et 21 peut être ajustée par modification de la quantité de tamis moléculaire dans le lit de garde. La-taille des lits de garde et les débits des courants d'agent de régénération peuvent être par conséquent ajustés de façon à optimiser la rentabilité de la régénération. Pendant la régénération, un courant de matière désorbante est envoyé par la conduite 16 dans le même système de distribution qui répartit le courant d'alimentation. Le courant de désorbant de la conduite 16 peut s'écouler par les conduites de distribution 20 dans le lit de garde 21. Le passage de la matière désorbante par le tamis moléculaire tendra d'abord à purger le liquide du volume de vide du lit de tamis moléculaire et d'autres volumes de vide du récipient et des conduites associés. Cet opération formera un courant de purge transporté par les conduites 22 dans la conduite 23. Le courant d'effluent du lit de garde qui est régénéré comprendra initialement un mélange de la matière désorbante utilisée comme agent de régénération plus la matière retenue dans le volume de vide du lit de garde. Etant donné que la matière dans le lit de garde est la matière du courant d'alimentation, elle présente une valeur significative puisqu'elle contient les oléfines recherchées. Elle contient aussi des paraffines qui peuvent être recyclées dans la zone de déshydrogénation. I1 est par conséquent indésirable de rejeter cette matière et elle est envoyée dans la

conduite 24 qui la transporte jusqu'à la conduite 25 pour un passage dans la colonne de raffinat 26. Essentiellement tout le courant d'alimentation contenu à l'intérieur du lit de garde qui est régénéré peut être ainsi piégé. La séparation par adsorption telle que réalisée dans le présent procédé est typiquement employée lorsqu'une séparation par distillation fractionnée est incommode en raison de la variété des composés ou de la proximité des points d'ébullition. Dans le présent exemple, les oléfines et les paraffines du courant d'alimentation ont des points d'ébullition similaires et sont toutes deux envoyées dans le courant de raffinat de la conduite 28.

L'étape de purge qui permet la récupération des composants du courant d'alimentation comme décrit juste ci-dessus est uniquement réalisée pendant un court laps de temps. Le passage maintenu du désorbant à travers le lit de garde commencera à séparer les composés aromatiques retenus accumulés sur le lit d'adsorbant. On ne souhaite pas faire passer ces matières dans la colonne de raffinat. Par conséquent, le courant d'effluent du lit de garde régénéré est détourné de la conduite 24 vers la conduite 30. L'effluent du lit de garde subissant l'étape de régénération est par conséquent envoyé par la conduite 30 vers une colonne de distillation fractionnée supplémentaire 29 conçue et fonctionnant dans des conditions qui permettent la séparation des hydrocarbures entrants en un courant de matière désorbante séparée sous forme d'un courant de tête dans la conduite 31 et un courant de fond net comprenant les impuretés aromatiques transporté par la conduite 32. Après que le lit de garde a atteint un degré suffisant de régénération, déterminé par une analyse du courant d'effluent ou par un simple chronométrage et une mesure du débit de la matière

désorbante, l'écoulement de la matière désorbante à travers le lit de garde peut être arrêté. La quantité de matière chargée dans la colonne de fractionnement 29 est par conséquent censée être relativement faible. La composition de la matière chargée dans la colonne 29 et aussi dans les colonnes 12 et 26 tendra à varier au cours du temps en raison de l'entraînement de la matière du volume de vide. Il est par conséquent habituel d'employer des réservoirs tampons et des tambours de mélange qui tendent à stabiliser la composition du courant d'alimentation dans les colonnes. Ces articles facultatifs ne sont pas représentés sur le dessin.

Le procédé représenté sur le dessin peut varier considérablement. Par exemple, la zone ou la chambre d'adsorption 7 peut comprendre deux chambres séparées à plusieurs lits ou plus employées dans une opération à lit mobile simulé. En variante, la chambre d'adsorption 7 peut comprendre une pluralité de lits d'adsorbant fonctionnant selon un mode de lit alterné. En outre, il n'y a pas d'exigence quant au fait que deux lits de garde soient employés dans le procédé. Le présent procédé peut être employé avec un seul lit de garde ou avec trois lits de garde ou plus. La chambre d'adsorption 7 peut aussi comprendre différentes formes de mise en contact adsorbant -charge, telles que des systèmes à lit mobile réels ou même un système de séparation par adsorption à lit fluidité.

Le présent procédé a été décrit comme s'appliquant à un procédé de séparation par adsorption d'oléfines et de paraffines. La technique de séparation des oléfines et des paraffines n'est pas censée dicter l'application du présent procédé, étant donné qu'il concerne de façon basique des procédés de régénération des lits de garde qui préparent un courant d'alimentation à une étape de

séparation. La zone de séparation ou la chambre d'adsorption 7 peut être par conséquent remplacée par d'autres formes de séparation, telles qu'une zone de cristallisation, ou une zone de séparation liquide- liquide.

Un mode de réalisation préféré peut être par conséquent caractérisé comme étant un procédé à lit mobile simulé pour la séparation d'hydrocarbures oléfiniques linéaires d'un courant d'alimentation comprenant des hydrocarbures oléfiniques linéaires et d'autres types d'hydrocarbures, procédé qui comprend la mise en contact du courant d'alimentation avec un lit de tamis moléculaire dans des conditions qui entraînent la rétention sélective des hydrocarbures oléfiniques sur le tamis moléculaire et la formation résultante d'un courant de raffinat qui est envoyé dans une colonne de raffinat, la récupération des hydrocarbures oléfiniques retenus du tamis moléculaire par mise en contact du tamis moléculaire avec un désorbant, caractérisé en ce qu'un lit de garde qui est utilisé pour séparer les hydrocarbures aromatiques du courant d'alimentation est périodiquement régénéré par un mode opératoire qui comprend d'abord la purge du lit de garde par passage d'un courant de régénération comprenant le désorbant à travers le lit de garde, tout en faisant passer l'effluent du lit de garde dans la colonne de raffinat pour récupérer les composants du courant d'alimentation, puis la poursuite du passage du courant de régénération à travers le lit de garde et le passage de l'effluent du lit de garde dans une colonne de récupération du désorbant. Un certain temps après la fin de la régénération de ce lit de garde, le lit de garde est remis en service afin de traiter des quantités supplémentaires de courant d'alimentation. L'écoulement

du courant d'alimentation est repris et l'écoulement du lit de garde nouvellement régénéré est envoyé dans la colonne de raffinat et est ensuite transféré vers le lit principal de tamis moléculaire.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation d'un premier hydrocarbure au sein d'un courant d'alimentation comprenant ledit premier hydrocarbure et au moins un autre hydrocarbure, dans une zone de séparation dans laquelle le courant d'alimentation est mis en contact avec un matériau jouant le rôle de tamis moléculaire et dans laquelle le matériau jouant le rôle de tamis moléculaire -est mis en contact avec un désorbant, ledit procédé comprenant les étapes consistant à faire passer au moins une partie du courant d'alimentation à travers le tamis moléculaire, à régénérer périodiquement le lit de garde de tamis moléculaire utilisé dans le procédé d'abord par une purge du courant d'alimentation du lit de garde à l'aide d'un courant du désorbant utilisé dans la zone de séparation et le passage de l'effluent du lit de garde dans une première colonne de fractionnement utilisée dans le procédé pour séparer le désorbant des composés du raffinat, puis par la poursuite du passage d'un courant du désorbant à travers le lit de garde mais en dirigeant l'effluent du lit de garde vers une seconde colonne de fractionnement utilisée dans le procédé pour récupérer le désorbant.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tamis moléculaire utilisé dans le lit de garde est un aluminosilicate de composition différente de celle d'un désorbant utilisé pour réaliser la séparation.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le désorbant comprend un hydrocarbure oléfinique.

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4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de séparation est une zone de séparation par adsorption continue, en ce que la charge contient un poison du tamis moléculaire de la zone de séparation par adsorption continue et en ce que la mise en contact du mélange d'alimentation avec le lit de garde permet l'adsorption du poison de l'adsorbant.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé sépare les hydrocarbures oléfiniques linéaires au sein d'un courant d'alimentation comprenant des hydrocarbures oléfiniques linéaires et d'autres types d'hydrocarbures, en ce que le courant d'alimentation entre en contact avec le lit de tamis moléculaire dans la zone de séparation dans des conditions qui entraînent une rétention sélective des hydrocarbures oléfiniques sur le tamis moléculaire et la formation résultante d'un courant de raffinat qui est envoyé dans la première colonne de fractionnement qui fonctionne comme une colonne de _ raffinat, en ce que les hydrocarbures oléfiniques retenus sur le tamis moléculaire sont récupérés par la mise en contact du tamis moléculaire avec un désorbant, et en ce que le lit de garde est utilisé pour séparer les hydrocarbures aromatiques.
6. Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tamis moléculaire utilisé dans le lit de garde est une zéolite de type X à ions échangés par du lithium.
7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'à la fin de la régénération du lit de garde, l'écoulement du courant d'alimentation vers le lit de garde régénéré est repris et en ce que le l'effluent

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initial du lit de garde régénéré est envoyé dans la colonne de raffinat.
8. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le désorbant comprend un hydrocarbure oléfinique de masse moléculaire plus faible que l'hydrocarbure oléfinique retenu.