FR2953733A1 - Lit mobile simule reactif avec catalyseur liquide ou soluble - Google Patents

Lit mobile simule reactif avec catalyseur liquide ou soluble Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide constitué par les réactifs et les produits, permettant de produire un isomère désiré A, à un rendement amélioré par rapport à une séparation seule sur le même solide adsorbant, à partir d'un mélange d'isomères liés par une réaction catalytique équilibrée de type A <=> B ou une suite de réactions équilibrées A <=> B <=> C <=> ..., le catalyseur étant confiné dans une zone délimitée par l'injection de charge et le soutirage de raffinat.

Description

Domaine de l'invention: La présente invention concerne un procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide constitué par les réactifs et les produits, permettant de produire un isomère désiré A, avec un rendement amélioré par rapport à une séparation seule, utilisant le même solide adsorbant que dans la présente invention, à partir d'un mélange d'isomères liés par une réaction catalytique équilibrée de type A a B ou une suite de réactions équilibrées ABraCe>....
Examen de l'art antérieur: L'intégration d'une réaction équilibrée conduisant à un ou plusieurs produits (par ex. A q B ou A(+B) a C+D), catalysée par un catalyseur hétérogène, au sein d'une unité de séparation par adsorption en lit mobile simulée est bien connue de l'art antérieur. Ganetsos et al. (1993, Preparative and Production Scale Chromatography, P.E., Eds., Marcel Dekker Inc.) et Kulprathipanja (2002, Reactive separation processes, New York (N.Y.), Taylor & Francis, pages 115-153) fournissent de nombreuses informations sur le principe du lit mobile simulé réactif, sur la mise en oeuvre générale de réaction û séparation en lit mobile simulé réactif suivant le type de réaction mise en jeu et sur le type d'outils expérimentaux permettant d'étudier cette mise en oeuvre.
Dans le cas d'une réaction de type A(+B) « C+D donnant deux produits séparés par adsorption, on peut par exemple mentionner l'article publié par Lode et al. (2001, Chem. Eng. Sci., vol. 56, pages 269-291) qui décrit la mise en oeuvre d'un lit mobile simulé à l'échelle du laboratoire appliqué à l'estérification d'acide acétique et de méthanol pour produire de l'acétate de méthyle. Dans ce cas de figure, catalyseur et adsorbant sont mélangés dans les colonnes de l'unité. Le brevet US 5,744,684 illustre également un procédé d'isomérisation d'alcanes de 5 à 8 atomes de carbone par chromatographie réactive mise en oeuvre en lit mobile simulé avec l'utilisation d'un catalyseur hétérogène et d'un désorbant réactif. Des documents de l'art antérieur décrivent également la mise en oeuvre de procédés en lit mobile simulé réactif employant des catalyseurs en phase liquide ou solubles dans la charge pour des réaction de type A c=> B+C, les colonnes n'étant alors remplies que de solide adsorbant. Par exemple, Ganetsos et al. (1993, Batch and Continuous chromatographic systems as combined bioreactor-separators, in: G. Ganetsos, P.E. Barker (Eds.), Preparative and Production Scale Chromatography, Marcel Dekker, New York, pages 375-394) étudient l'inversion du sucrose, réaction de type A a B+C, en employant un catalyseur soluble dans la charge (enzyme invertase). Plusieurs solutions de procédé en lit mobile simulé réactif sont donc présentées dans l'art antérieur pour des séparations réactives dans lesquelles la réaction est du type A <=> B+C. Ces procédés sont cependant systématiquement basés sur la séparation des produits B et C afin d'interdire la réaction inverse de celle recherchée. Ils ne peuvent donc être appliqués aux réactions d'isomérisation de type A <=> B ou A a B a C pour lesquelles l'obtention d'un isomère à haute pureté nécessite, contrairement aux cas où la réaction est du type A B+C, la présence d'au moins une zone du lit mobile simulé dans laquelle il n'y a pas de catalyseur, qu'il soit homogène ou hétérogène.
Des exemples de lit mobile simulé réactif ont également été proposés dans l'art antérieur dans le cas d'une réaction de type A C=> B. On peut par exemple citer les articles publiés par Hashimoto et al. (1983, Biotechnology and Bioengineering, vol. 25, pages 2371-2393) et Zhang et al. (2007, Biochemical Engineering Journal, vol. 35, pages 341-351) qui ont appliqué la mise en oeuvre du lit mobile simulé réactif à l'isomérisation du glucose en fructose, ainsi que l'article de Minceva et al. (2008, Chemical Engineering Journal 140, 1-3, 305-323) qui ont appliqué la mise en oeuvre du lit mobile simulé réactif à l'isomérisation et séparation du para-xylène. Dans ces cas de figure, la réaction doit être localisée au sein d'une partie du volume de l'unité, afin d'éviter qu'il y ait réaction à l'endroit où l'on souhaite récupérer avec une haute pureté le produit d'intérêt (fructose et paraxylène dans les références citées ci-dessus). C'est pourquoi un catalyseur hétérogène et un solide adsorbant sont placés dans des colonnes distinctes. Alors que Hashimoto et al. proposent de placer les lits de catalyseurs hétérogène en série avec les lits d'adsorbant en zone 3, Zhang et al. proposent de placer les lits de catalyseur hétérogène en parallèle à certains lits d'adsorbant en zone 3. Ces exemples présentent l'inconvénient de séparer les lits de catalyseurs hétérogène et d'adsorbant, et de nécessiter une mise en oeuvre complexe pour la gestion des interconnections au cours du temps entre les différents lits.
Baur et Krishna (2005, Chem. Eng. Journal, vol. 109, pages 107-113) ainsi que Ray et Carr (1995, Chem. Eng. Sci., vol. 50, pages 2195-2202 & 1995, Chem. Eng. Sci., vol. 50, pages 3033-3041) proposent une autre mise en oeuvre du lit mobile simulé réactif appliquée aux réactions A a B, présentant deux zones dans lesquelles adsorbant et catalyseur hétérogène sont mélangés. Ce type de mise en oeuvre est très limitée dans la mesure où elle n'est applicable qu'aux réactions présentant un équilibre largement en faveur de la formation du produit B. De plus, la pureté du produit B obtenu est faible.
La présente invention vise à proposer un nouveau procédé en lit mobile simulé réactif permettant d'obtenir un isomère désiré A, avec un rendement amélioré par rapport à une séparation seule utilisant le même solide adsorbant que dans la présente invention, à partir d'un mélange d'isomères liés par une réaction catalytique d'isomérisation équilibrée de type A a B ou une suite de réactions équilibrées A a B p C e>.... Ladite suite peut comprendre par exemple au moins 10 réactions équilibrées successives, et généralement 5 réactions équilibrées successives. Le procédé selon la présente invention utilise un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, dans les réactifs et les produits de la réaction. Lorsque le catalyseur est liquide il peut être miscible ou former une phase liquide distincte de celle des réactifs et des produits (c'est à dire être non miscible).
Le procédé selon l'invention est opéré de manière à stabiliser le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, dans la zone III du lit mobile simulé.
Description sommaire des figures: La figure 1 représente un schéma de fonctionnement du procédé selon l'invention 30 dans le cas où la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide est réalisée en amont de la séparation du désorbant.
La figure 2 représente un schéma de fonctionnement du procédé selon l'invention dans le cas où la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide est réalisée en aval de la séparation du désorbant.
Description sommaire de l'invention: L'invention concerne plus précisément un procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide constitué par les réactifs et les produits, permettant de produire un isomère désiré A à partir d'un mélange d'isomères liés par une réaction catalytique équilibrée de type A a B ou une suite de réactions équilibrées A B a C a. A titre d'exemple de telle réaction équilibrée on peut citer le cas de l'équilibre des xylènes: PX.e> MXBOX dans lequel PX désigne le paraxylène, MX le méta xylène, et OX l'orthoxylène.
Le procédé de séparation réactive en lit mobile simulé selon l'invention fait appel à une colonne divisée en 4 zones repérées par rapport aux points d'alimentation et de soutirage selon la définition suivante: - la zone I de désorption du produit A est comprise entre l'injection du désorbant (2) et le prélèvement de l'extrait (4a), - la zone Il de désorption des isomères est comprise entre le prélèvement de l'extrait (4a) et l'injection de la charge (1 a), - la zone III est la zone réactionnelle comprise entre le point d'injection de charge (la) et le point de soutirage de raffinat (4b), - la zone IV est comprise entre le soutirage de raffinat (4b) et l'injection de désorbant 25 (2),
Le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, est confiné dans la zone III. Dans une première variante de la présente invention, le catalyseur, liquide ou soluble dans le milieu liquide, est généralement moins adsorbable que le produit 30 désiré A, et de manière préférée, moins adsorbable que les produits non désirés. Dans une seconde variante de la présente invention, le catalyseur, liquide ou soluble dans le milieu liquide, est non adsorbable sur le solide adsorbant.
Le dit catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, est injecté soit avec la charge, soit entre le point d'injection de charge et le soutirage de raffinat. Dans une autre variante du procédé selon l'invention, la zone III est subdivisée en deux zones, a) la zone IIIR qui est une zone de réaction des isomères en produit A, comprise entre l'injection du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(1 b) et le soutirage du raffinat (4b) et b) la zone IIINR comprise entre l'injection de charge (1a) et l'injection du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(1 b) qui est une zone non réactive dans laquelle a lieu uniquement l'adsorption du produit A.
La séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, peut se faire en amont ou en aval de la séparation du désorbant utilisé dans la colonne d'adsorption réactive. Dans le cas où la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide est réalisée en amont de la séparation du désorbant, l'unité de séparation (5b) est utilisée pour la séparation du flux de soutirage de raffinat (4b) en deux flux, l'un contenant essentiellement le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(6b2), et l'autre flux (6b1) contenant essentiellement un mélange de désorbant et un résidu de produits non désirés, ledit flux (6b1) alimentant l'unité de séparation (5c) qui permet d'obtenir d'une part un flux (6c2) contenant essentiellement du désorbant, et d'autre part un flux résiduel (6c1) constitué essentiellement d'un mélange de produits non désirés.
Dans le cas où la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide est réalisée en aval de la séparation du désorbant, l'unité de séparation (5b) est utilisée pour la séparation du flux de soutirage (4b) en deux flux, le flux (6b2) contenant essentiellement le désorbant, et l'autre flux (6b1) contenant essentiellement un mélange de catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, et un résidu de produits non désirés, ledit flux (6b1) alimentant l'unité de séparation (5c) qui permet d'obtenir d'une part un flux (6c2) contenant essentiellement le catalyseur liquide ou soluble, et d'autre part un flux résiduel (6c1) constitué essentiellement d'un mélange de produits non désirés.
Le procédé selon la présente peut avoir plusieurs applications parmi lesquelles on peut citer: - la séparation des xylènes dans une charge contenant les autres isomères, la colonne de séparation réactive étant divisée selon la répartition suivante: 5 lits en 5 zone 1, 9 lits en zone 2, 7 lits en zone 3, et 3 lits en zone 4. ou bien encore la colonne de séparation réactive étant divisée selon la répartition suivante: 4 lits en zone 1, 10 lits en zone 2, 7 lits en zone 3, et 3 lits en zone 4. - la production d'un sirop riche en fructose à partir d'un mélange équimolaire de glucose et de fructose, le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide utilisé 10 pouvant être un adsorbant sélectif au fructose, comme par exemple une zéolithe de type CaY, et de l'eau comme désorbant, le catalyseur soluble dans le milieu liquide pouvant être également une enzyme de type glucose isomérase soluble dans le milieu réactionnel.
15 Exposé détaillé de l'invention: L'invention concerne un nouveau procédé de séparation réactive, qui concerne les réactions équilibrées d'isomérisation de type A a B ou une suite de réactions équilibrées A <=> B C , et qui, par séparation des produits de réaction, permet de produire le produit désiré A avec un rendement amélioré par rapport à une 20 séparation en lit mobile simulé non réactif, utilisant le même solide adsorbant que dans la présente invention. L'avantage de ce nouveau procédé de séparation réactive appliquée aux réactions équilibrées d'isomérisation est de limiter, voire d'éviter, un important recyclage des quantités d'isomères non désirés en couplant la séparation avec une réaction 25 catalysée favorisant la conversion des isomères non désirés en produit désiré A. Le procédé selon l'invention fait appel à une colonne chromatographique ou colonne d'adsorption, travaillant en lit mobile simulé et permettant l'extraction du produit A, et à un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, injecté dans la colonne de séparation réactive et favorisant la conversion des isomères non désirés en produit 30 A. Dans la suite du texte, on parle d'étape pour désigner une opération ou un groupe d'opérations similaires effectuées sur un flux donné en un certain point du procédé.
On décrit le procédé dans ses différentes étapes prises dans l'ordre d'écoulement des flux ou des produits, et on parle de colonne de séparation réactive pour désigner la colonne d'adsorption réactive en lit mobile simulé réactif de laquelle est extrait le produit A.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé de production de produit A à partir d'une charge contenant ledit produit A et un ou plusieurs de ses isomères, le procédé consistant en un couplage d'une séparation par adsorption en lit mobile simulé, et d'une réaction de conversion du ou des isomères non désiré(s) en produit désiré A par l'ajout d'un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, injecté dans la colonne de séparation réactive. Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes selon le schéma présenté sur la figure 1 : a) Une étape de couplage séparation/réaction de la charge (1a) en lit mobile simulé, réalisée dans au moins une colonne de séparation réactive (3) contenant une pluralité de lits d'un solide adsorbant, interconnectés en boucle fermée, et ayant une sélectivité différente pour le produit A et ses isomères (A désigne le composé désiré le plus adsorbable sur le solide adsorbant), en présence d'un catalyseur de conversion des isomères non désirés en produit A. Ledit catalyseur est sous forme liquide ou soluble. II est adsorbable ou non adsorbable dans le lit d'adsorbant, mais de préférence non adsorbable. Dans le cas où le catalyseur est adsorbable, il est généralement moins adsorbable que le produit recherché A, et de préférence moins adsorbable que l'ensemble des autres composés adsorbables présents dans la colonne de séparation réactive. II est miscible ou non miscible dans la charge et le désorbant, mais de préférence miscible. Ladite colonne comprend au moins quatre zones délimitées d'une part par les injections de la charge (la), du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(1 b) et du désorbant (2), et d'autre part par les soutirages d'un extrait (4a) contenant le produit désiré A, et d'au moins un raffinat (4b) contenant le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, et éventuellement les isomères non convertis. - La zone I de désorption du produit A est comprise entre l'injection du désorbant (2) et le prélèvement de l'extrait (4a). - La zone Il de désorption des isomères est comprise entre le prélèvement de l'extrait (4a) et l'injection de la charge (la). - La zone III est la zone d'adsorption du produit A et également la zone active pour le catalyseur liquide ou soluble. Dans le cas où l'injection de la charge (la) et l'injection du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(1 b) se font en des points différents, la dite zone III comporte deux zones, la zone IIIR et la zone IIINR . - La zone IIIR est une zone de réaction des isomères en produit A, comprise entre l'injection du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(1 b) et le soutirage du raffinat (4b). - La zone IIINR est une zone non réactive optionnelle dans laquelle a lieu uniquement l'adsorption du produit A, et qui n'existe que dans le cas où l'injection de la charge (1a) et l'injection du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(1 b) se font en des points différents de la colonne. Dans ce cas, la zone IIINR est alors comprise entre l'injection de la charge (1a) et l'injection du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(l b). - La zone IV est comprise entre le soutirage de raffinat (4b) et l'injection de désorbant (2). Le fonctionnement optimal de cette étape de couplage séparation/réaction de la charge (1a) en lit mobile simulé nécessite un réglage précis des débits de chaque zone, et notamment le débit en zone IV, de façon à contraindre le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, à n'être présent qu'en zone IIIR, dans laquelle ont lieu à la fois l'adsorption du produit A et la réaction de conversion des isomères en produit A. b) Une étape de séparation des flux (4a) et (4b) réalisée au moyen de trois unités de séparation (5a) et (5b)-(5c) dont la nature dépend du catalyseur employé (séparation par cristallisation, distillation, membrane, absorption, adsorption...), et qui permettent de récupérer d'une part le désorbant, et d'autre part le catalyseur liquide ou soluble.
Cette étape de séparation fait appel à une combinaison d'unités de séparation choisies parmi les procédés de séparation par cristallisation, distillation, membrane, absorption ou adsorption.
Le soutirage de l'extrait (4a) constitué essentiellement d'un mélange de désorbant, de produit désiré A, (et éventuellement, selon la pureté désirée, des isomères de A non convertis), est envoyé en entrée de l'unité de séparation (5a) afin d'obtenir deux flux, le flux (6a1) contenant essentiellement le produit désiré A à haute pureté, et l'autre flux (6a2) contenant essentiellement du désorbant qui est renvoyé dans la colonne de séparation réactive (3) au niveau du flux d'entrée (2). Le soutirage du raffinat (4b) constitué essentiellement de désorbant et de catalyseur liquide ou soluble, et en faible proportion de produits non désirés, est envoyé vers les unités de séparation (5b) et (5c) dont l'action combinée consiste à séparer le flux de raffinat (4b) en trois flux, à savoir (i) un flux contenant essentiellement du désorbant qui est renvoyé dans la colonne de séparation réactive (3) au niveau du flux d'entrée (2), (ii) un flux constitué essentiellement de catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide qui peut être éventuellement renvoyé dans la colonne de séparation réactive 15 (3) au niveau du flux d'entrée (1 b), et (iii) un flux résiduel constitué essentiellement d'un mélange de produits non désirés. L'opération unitaire des unités de séparation (5b) et (5c) dépend de l'ordre dans lequel est réalisée la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu 20 liquide, et la séparation du désorbant. L'opération de séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide peut être réalisée indifféremment en amont ou en aval de l'opération de séparation du désorbant. 1) Dans le cas où la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide est réalisée en amont de la séparation du désorbant, l'unité de séparation 25 (5b) est utilisée pour la séparation du flux de soutirage de raffinat (4b) en deux flux, l'un contenant essentiellement le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide (6b2), et l'autre flux (6b1) contenant essentiellement un mélange de désorbant et un résidu de produits non désirés, ledit flux alimentant l'unité de séparation (5c) qui permet d'obtenir d'une part un flux (6c2) contenant essentiellement du désorbant, et 30 d'autre part un flux résiduel (6c1) constitué essentiellement d'un mélange de produits non désirés. 2) Dans le cas où la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide est réalisée en aval de la séparation du désorbant, l'unité de séparation (5b) est utilisée pour la séparation du flux de soutirage de raffinat (4b) en deux flux, le flux (6b2) contenant essentiellement le désorbant, et l'autre flux (6b1) contenant essentiellement un mélange de catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide, et un résidu de produits non désirés, ledit flux (6b1) alimentant l'unité de séparation (5c) qui permet d'obtenir d'une part un flux (6c2) contenant essentiellement du catalyseur liquide ou soluble, et d'autre part un flux résiduel (6c1) constitué essentiellement d'un mélange de produits non désirés.
Les avantages du procédé selon l'invention sont les suivants: o Le produit A extrait du flux de soutirage de l'extrait (4a) peut être obtenu à un très haut niveau de pureté grâce à la localisation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide en zone IIIR (ladite pureté pouvant être supérieure à 99%). o Le rendement défini par le rapport entre le flux de produit A extrait et le flux de produit A contenu dans la charge injectée est très élevé (supérieur à 100%) du fait de la conversion des produits non désirés présents dans la charge. o La quantité de produits non désirés extraits du flux de soutirage de raffinat (4b) est inférieure au flux que l'on soutirerait d'une unité de séparation seule en lit mobile simulé non réactif, et par conséquent le recyclage de ces produits non désirés est faible, et peut même dans certains cas être évité.
L'invention pourra par exemple être employée pour la séparation / production de paraxylène. Pour cela, on peut employer un adsorbant sélectif au paraxylène, comme par exemple une zéolithe de type faujasite échangée au baryum et/ou au potassium, et comme désorbant soit du toluène soit du diéthylbenzène. Le catalyseur selon l'invention est alors un catalyseur homogène avec une fonction acide permettant l'isomérisation les xylènes. Ce catalyseur pourra être un catalyseur homogène acide traditionnel tel que par exemple AICI3, FeCl3.
Une famille particulière de catalyseur pouvant également être utilisée est constituée des catalyseurs acides de Lewis à base de métaux de transition tels que par exemple W(CO)5(C6H5)3P.
On peut également utiliser avantageusement l'acide trifluoromethanesulfonique (ou acide triflique ) CF3SO3H où un de ses dérivés.
Une autre application possible du procédé selon l'invention concerne la production de sirop concentré en fructose (55 % à 70 % de fructose en mélange avec du glucose), à partir d'une charge contenant un mélange équimolaire de fructose et de glucose. Pour cela, on peut employer un adsorbant sélectif au fructose, comme par exemple une zéolithe de type CaY, et de l'eau comme désorbant. On peut également employer une enzyme de type glucose isomérase comme 10 catalyseur soluble dans le milieu réactionnel. Le sirop concentré en fructose est alors soutiré dans l'extrait. Pour ce type de séparation, on peut considérer soit un procédé selon l'invention à 4 zones, soit un procédé selon l'invention à 3 zones dans lequel l'ensemble du débit obtenu en sortie du dernier lit de la zone 3 est soutiré dans le raffinat. 15 En aval du procédé selon l'invention, le catalyseur soluble dans le milieu liquide peut-être séparé du flux de raffinat, par exemple par filtration sur membrane.
Exemple : L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exemple suivant qui illustre 20 l'invention sans toutefois en limiter la portée. Dans cet exemple, on considère la production de paraxylène à partir d'une charge aromatique à 8 atomes de carbone dépourvue d'éthylbenzène sur un dispositif LMSR selon l'invention, équipé de 24 lits d'adsorbant contenant une zéolithe de type KBaY, et utilisant le toluène comme désorbant. 25 Le catalyseur employé est un acide dialkylphenyldifluoromethane sulfonique. II est injecté en phase liquide avec la charge à une teneur de 1,5% poids. Ce dispositif LMSR comprend 24 lits d'adsorbant de longueur 1,13m et de section interne 3,5x104 m2, avec une injection de charge, une injection de désorbant, un soutirage d'extrait et un soutirage de raffinat. 30 La configuration des zones est la suivante : • 5 lits d'adsorbant en zone 1 • 9 lits d'adsorbant en zone 2 • 7 lits d'adsorbant en zone 3 • 3 lits d'adsorbant en zone 4.
La température est de 200°C, et la pression de 2,0 MPa (soit 20 bars; 1 bar = 105 5 pascals). La charge F est composée de 21,05 % de PX, de 28 % d'OX et de 50,95 % de MX. Les pourcentages sont des pourcents molaires. Le temps de permutation employé est de 71 secondes. Les débits de liquide dans les différentes zones sont les suivants : 10 • 199,9 cm3/min en zone 1 • 146,9 cm3/min en zone 2 • 158,0 cm3/min en zone 3 • 98,2 cm3/min en zone 4. On obtient alors par simulation un rendement en xylène, défini comme la quantité de 15 PX soutiré dans l'extrait sur l'ensemble des xylènes (PX+MX+OX) injecté dans la charge, de 52,5 %. La pureté de PX dans l'extrait est de 99,7 % poids. 12

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1) Procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide constitué par les réactifs et les produits, permettant de produire un isomère désiré A à partir d'un mélange d'isomères liés par une réaction catalytique équilibrée de type A <=> B ou une suite de réactions équilibrées A a B e>C r->, dans lequel la colonne est divisée en 4 zones repérées par rapport aux points d'alimentation et de soutirage selon la définition suivante: - la zone I de désorption du produit A est comprise entre l'injection du désorbant (2) et le prélèvement de l'extrait (4a), - la zone II de désorption des isomères est comprise entre le prélèvement de l'extrait (4a) et l'injection de la charge (la), - la zone III est la zone réactionnelle comprise entre le point d'injection de charge (la) et le point de soutirage de raffinat (4b), - la zone IV est comprise entre le soutirage de raffinat (4b) et l'injection de désorbant (2), le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide étant confiné dans la zone III, et le dit catalyseur étant injecté soit avec la charge, soit entre le point d'injection de charge et le soutirage de raffinat.
  2. 2) Procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 1, dans lequel le catalyseur est moins adsorbable que le produit désiré A, et de manière préférée, moins adsorbables que les produits non désirés.
  3. 3) Procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 1, dans lequel le catalyseur est non adsorbable sur le solide adsorbant.
  4. 4) Procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 1, dans lequel la zone III est subdivisée en deux zones,a) la zone IHR qui est une zone de réaction des isomères en produit A, comprise entre l'injection du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide(1 b) et le soutirage du raffinat (4b) et, b) la zone IIINR comprise entre l'injection de charge (la) et l'injection du catalyseur 5 liquide ou soluble dans le milieu liquide(1 b) qui est une zone non réactive dans laquelle a lieu uniquement l'adsorption du produit A.
  5. 5) Procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 1, dans lequel dans le 10 cas où la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide est réalisée en amont de la séparation du désorbant, l'unité de séparation (5b) est utilisée pour la séparation du flux de soutirage de raffinat (4b) en deux flux, l'un contenant essentiellement le catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide (6b2), et l'autre flux (6b1) contenant essentiellement un mélange de désorbant et un 15 résidu de produits non désirés, ledit flux (6b1) alimentant l'unité de séparation (5c) qui permet d'obtenir d'une part un flux (6c2) contenant essentiellement du désorbant, et d'autre part un flux résiduel (6c1) constitué essentiellement d'un mélange de produits non désirés. 20
  6. 6) Procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 1, dans le cas où la séparation du catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide est réalisée en aval de la séparation du désorbant, l'unité de séparation (5b) est utilisée pour la séparation du flux de soutirage (4b) en deux flux, le flux (6b2) contenant 25 essentiellement le désorbant, et l'autre flux (6b1) contenant essentiellement un mélange de catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide et un résidu de produits non désirés, ledit flux (6b1) alimentant l'unité de séparation (5c) qui permet d'obtenir d'une part un flux (6c2) contenant essentiellement le catalyseur liquide ou soluble, et d'autre part un flux résiduel (6c1) constitué essentiellement d'un mélange 30 de produits non désirés.
  7. 7) Application du procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 1, à la séparation des xylènes dans une charge contenant les autres isomères, la colonne de séparation réactive étant divisée selon la répartition suivante: 5 lits en zone 1, 9 lits en zone 2, 7 lits en zone 3 et 3 lits en zone 4.
  8. 8) Application du procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 1, à la séparation des xylènes dans une charge les contenant ainsi que de l'éthylbenzène, la colonne de séparation réactive étant divisée selon la répartition suivante: 4 lits en zone 1, 10 lits en zone 2, 7 lits en zone 3, et 3 lits en zone 4.
  9. 9) Application du procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon les revendication 5 ou 6, dans lequel le catalyseur soluble dans le milieu liquide utilisé est le trifluoromethanesulfonique (ou acide triflique) CF3SO3H ou l'un de ses dérivés.
  10. 10) Application du procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 1, à la production d'un sirop riche en fructose à partir d'un mélange équimolaire de glucose et de fructose.
  11. 11) Application du procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 8, dans lequel le catalyseur soluble dans le milieu liquide utilisé est un adsorbant sélectif au fructose, comme par exemple une zéolithe de type CaY, et de l'eau comme désorbant.
  12. 12) Application du procédé de séparation réactive en lit mobile simulé utilisant un catalyseur liquide ou soluble dans le milieu liquide selon la revendication 8, dans lequel le catalyseur soluble dans le milieu liquide utilisé est une enzyme de type glucose isomérase soluble dans le milieu réactionnel.
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