Procédé de production de paraxylène à haute pureté à partir d'une coupe xylènes, utilisant deux unités de séparation en lit mobile simulé

fonctionnant en série et deux unités d'isomérisation. DOMAINE DE L'INVENTION

La production de paraxylène est en constante augmentation depuis trente ans. Les utilisations du paraxylène sont les productions d'acide téréphtalique et de résines polyéthylène téréphtalate, pour fournir des textiles synthétiques, des bouteilles, et plus généralement des matières plastiques.

Pour satisfaire la demande toujours croissante en paraxylène, les pétrochimistes ont le choix entre pratiquer des augmentations de capacité sur des unités existantes (appelé dégoulottage dans la suite du texte), ou construire des unités neuves.

La présente invention permet de répondre à ces deux cas de figure, et plus particulièrement au dégoulottage d'unités existantes, car les modifications impliquées sont relativement modestes.

Dans la suite du texte on parle d'unité de séparation en lit mobile simulé (en abrégé SMB), ou d'unité de séparation (SMB). Une unité de séparation (SMB) peut contenir un ou plusieurs adsorbeurs.

EXAMEN DE L'ART ANTERIEUR La production de paraxylène haute pureté par séparation par adsorption est bien connue de l'art antérieur. De manière industrielle, cette opération est réalisée au sein d'un enchaînement de procédés dit « boucle C8-aromatique ». Cette « boucle C8-aromatique » inclut une étape d'élimination des composés lourds (c'est-à-dire à plus de 9 atomes de carbone, notés C9+) dans une colonne de distillation appelée « colonne des xylènes ».

Le flux de tête de cette colonne, qui contient les isomères en C8-aromatiques, est ensuite envoyé dans le procédé de séparation du paraxylène qui est généralement un procédé de séparation par adsorption en lit mobile simulé. L'extrait, qui contient le paraxylène est ensuite distillé au moyen d'une colonne d'extrait puis d'une colonne toluène, pour obtenir du paraxylène de haute pureté.

Le raffinât, riche en métaxylène, orthoxylène et éthylbenzène, après une étape d'élimination du solvant par distillation, est traité dans une unité catalytique d'isomérisation qui redonne un mélange d'aromatiques en C8, dans lequel la proportion des xylènes (ortho-, méta-, para- xylènes) est pratiquement à l'équilibre thermodynamique, et la quantité d' éthylbenzène amoindrie. Ce mélange est à nouveau envoyé dans la « colonne des xylènes » avec la charge fraîche.

L'art antérieur propose de nombreuses variantes de ce schéma de base mettant en œuvre une ou plusieurs unités de séparation (par adsorption, cristallisation, distillation ou par membrane) et/ou une ou plusieurs unités d'isomérisation en phase gazeuse (convertissant éthylbenzène par isomérisation en xylènes ou par désalkylation en benzène), ou en phase liquide (ne convertissant pas éthylbenzène).

En particulier, Le brevet FR2862638 décrit un procédé de production de paraxylène à partir d'une charge d'hydrocarbures, dans une colonne d'adsorption travaillant en lit mobile simulé à au moins cinq zones et délivrant un extrait, un raffinat-2 et un raffinât intermédiaire. Le raffinat-2 est envoyé dans une isomérisation fonctionnant préférentiellement en phase liquide et à basse température. Le raffinât intermédiaire à teneur enrichie en éthylbenzène est isomérisé en phase vapeur.

De manière alternative, le brevet US8273934 décrit un procédé de production de paraxylène comprenant :

(a) une séparation d'une charge contenant des hydrocarbures en C8 pour produire un flux riche en hydrocarbures en C8,

(b) une séparation d'une première partie du flux riche en hydrocarbures en C8 pour produire un premier flux riche en paraxylène et un premier raffinât pauvre en paraxylène,

(c) une isomérisation d'au moins en partie du raffinât pour obtenir un isomérat,

(d) une séparation d'une deuxième partie du flux riche en hydrocarbures en C8 pour produire un deuxième flux riche en paraxylène et un deuxième raffinât pauvre en paraxylène, (e) une isomérisation au moins partiellement en phase liquide d'au moins une partie du deuxième raffinât pour produire un isomérat,

(f) la récupération d'au moins une partie d'au moins un des deux flux riches en paraxylène pour faire du paraxylène à haute pureté via une séparation par adsorption,

(g) l'envoi d'au moins une partie du premier isomérat et d'au moins une partie du deuxième isomérat à l'unité de séparation (a).

Il est à noter que, lorsque l'unité de séparation du paraxylène est un procédé de séparation par adsorption, la teneur en C9+ doit être très faible dans la charge (typiquement inférieure à quelques centaines de ppm pds) afin d'éviter l'accumulation de ces composés dans la boucle de recyclage du solvant. Industriellement et dans les brevets ci-dessus, on a donc de manière systématique un traitement d'au moins une partie de la charge alimentant la ou les unité(s) de séparation par adsorption par distillation avec une spécification très sévère sur la teneur en C9-aros. Or, cette séparation est très coûteuse en énergie. Il existe donc un besoin d'optimisation de l'enchaînement des procédés au sein de la boucle C8-aromatique afin de limiter les coûts opératoires, notamment ceux liés à la séparation des C9-aromatiques. Une telle problématique se pose également lors du remodelage d'unités existantes afin d'augmenter la quantité de paraxylène produite. On appelle cette opération dégoulottage, terme qui sera utilisé dans la suite du texte.

Il s'agit alors de limiter au maximum, les coûts d'investissement liés aux modifications à apporter à la boucle C8-aromatique, ainsi que les coûts opératoires de fonctionnement de l'enchaînement de procédés après remodelage. La présente invention utilise deux séparations par adsorption en LMS, et deux isomérisations, combinée avec l'injection de la charge fraîche sur une seule des deux séparation par adsorption. Elle permet de limiter voire d'éliminer le traitement de la charge en amont d'une des unités de séparation, contrairement aux solutions proposées par l'art antérieur. L'utilisation de deux unités de séparation par adsorption en LMS permet de plus de traiter plus de charge que l'enchaînement proposé dans le brevet FR2862638, ce qui permet de maximiser l'utilisation d'adsorbant de nouvelle génération très performant et de répondre aux besoins actuels de production de paraxylène supérieure à 1 million de tonnes par an sur un seul site.

La mutualisation des colonnes en aval des deux unités de séparation par adsorption permet également de ne pas multiplier les colonnes de distillation et de minimiser ainsi l'investissement. Ceci permet en outre une utilisation optimale des colonnes à distiller existantes dans le cas du remodelage d'une unité de séparation existante à 24 lits en deux unités de séparation à 12 lits. Enfin, le mélange des deux raffinais intermédiaires (enrichis en éthylbenzène) issus des deux unités de séparation par adsorption permet l'optimisation de la conversion de ΕΒ dans l'isomérisation en phase gazeuse.

Dans la suite du texte on parle d'unité de séparation pour désigner les unités de séparation en lit mobile simulé, d'adsorbeurs pour désigner des ensembles de lits d'adsorbant, une unité pouvant contenir un ou plusieurs adsorbeurs. On parle d'unité d'isomérisation et de colonnes à distiller pour désigner les autres équipements du procédé.

DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES La figure 1 représente le schéma du procédé selon la présente invention avec les deux unités de séparation en lit mobile simulé notées SMB-1 et SMB-2 et les deux unités d'isomérisation notées ISOM-1 et ISOM-2.

La figure 2 représente une variante du procédé selon l'invention qui conduit à utiliser des colonnes à parois internes dite « divided wall column » dans la terminologie anglo-saxonne.

La figure 3 représente un schéma du procédé selon l'art antérieur qui est utilisée pour l'exemple 1. DESCRIPTION SOMMAIRE DE L'INVENTION

La présente invention peut se définir comme un procédé de production de paraxylène à haute pureté, à partir d'une coupe xylènes contenant de l'éthylbenzène et des composés en C9+, procédé utilisant deux unités de séparation en lit mobile simulé (SMB-1 et SMB-2) fonctionnant en série, et deux unités d'isomérisation (ISOM-1 et ISOM-2).

Par fonctionnement en série des unités de séparation en lit mobile simulé (SMB-1 et SMB-2), on entend que l'effluent de l'unité de séparation (SMB-1) est utilisée indirectement comme charge de l'unité de séparation (SMB-2), indirectement signifiant que des unités de séparation ou d'isomérisation peuvent s'intercaler sur le trajet de l'effluent de l'unité de séparation (SMB-1). Plus précisément, le procédé selon la présente invention consiste en la suite d'étapes suivantes :

- on envoie la charge (2) dans une colonne de distillation (S-l) d'où l'on soutire en tête un mélange (3) comprenant la majeure partie du métaxylène, du paraxylène, de l'éthylbenzène, et au moins une partie de l'orthoxylène, et d'où l'on soutire en fond un flux (4) d'hydrocarbures en C9-C10 et la partie restante d'orthoxylène,

- on effectue une séparation du mélange de tête (3) dans l'unité de séparation (SMB-1) comportant au moins un adsorbeur contenant une pluralité de lits interconnectés et travaillant en boucle fermée, ledit adsorbeur comprenant au moins cinq zones délimitées par les injections du flux (3) et du désorbant (16), et les soutirages d'un premier extrait (5) contenant du paraxylène, d'un premier raffinât intermédiaire (7) contenant de l'éthylbenzène, et d'un premier raffinat-2 (8) contenant de l'orthoxylène et du métaxylène,

- on effectue une séparation dans l'unité de séparation (SMB-2) de l'isomérat (11) issu de l'unité d'isomérisation (ISOM-1), ladite unité de séparation (SMB-2) étant constituée d'au moins un adsorbeur contenant une pluralité de lits interconnectés et travaillant préférentiellement en boucle fermée, et ladite unité de séparation comprenant au moins cinq zones délimitées par les injections du flux (11) et du désorbant (17), et les soutirages d'un deuxième extrait (12) contenant du paraxylène, d'un deuxième raffinât intermédiaire (14) contenant de l'éthylbenzène, et d'un deuxième raffinat-2 (15) contenant de l'orthoxylène et du métaxylène, - on distille le premier extrait (5) issu de la colonne (SMB-1) dans une colonne (EXT-1), pour récupérer une première fraction (6) enrichie en paraxylène,

- on mélange les deux raffinats-2, flux (8) et (15), pour former le flux (9) qui est distillé dans une colonne (RAF-2) de manière à éliminer sensiblement tout le désorbant et pour soutirer une première fraction distillée (10),

- on alimente par le flux (10) une première unité d'isomérisation (ISOM-1) pour obtenir le premier isomérat (11),

- on mélange les deux raffinais intermédiaires, flux (7) et (14), pour former le flux (18) qui est distillé dans une colonne (RAFINTER) pour éliminer sensiblement tout le désorbant et pour soutirer une deuxième fraction distillée (19), - on alimente par le flux (19) une deuxième unité d'isomérisation (ISOM-2) pour obtenir un deuxième isomérat (20) qui est recyclé en entrée de la colonne de séparation (S-l).

La présente invention peut présenter plusieurs variantes dont certaines sont décrites ci- dessous.

Toutes ces variantes sont compatibles entre elles.

Selon une variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention,

- on distille le premier extrait (5) issu de l'unité de séparation (SMB-1) dans une colonne (EXT-1), pour récupérer une première fraction (6) enrichie en paraxylène,

- on distille le deuxième extrait (12) dans une colonne (EXT-2), pour récupérer une deuxième fraction (13) enrichie en paraxylène.

Dans une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, les deux extraits (5) et (12) sont distillés dans une seule colonne d'extrait commune pour récupérer une seule fraction enrichie en paraxylène. Selon une variante préférée du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, l'unité d'isomérisation (ISOM1) fonctionne en phase liquide aux conditions suivantes :

- Température inférieure à 300°C, de préférence comprise entre 200 et 260°C,

- Pression inférieure à 4 MPa, de préférence comprise entre 2 et 3 MPa,

- Vitesse spatiale inférieure à 10 h ^"1 , de préférence comprise entre 2 h ^"1 et 4 h ^"1 ,

- Catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d'oxygène (10 MR ou 12 MR), préférentiellement un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 atomes d'oxygène (10 MR), et de manière encore plus préférée, un catalyseur comportant une zéolithe de type ZSM-5.

Selon une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, l 'unité d'isomérisation (ISOM-2) fonctionne en phase gazeuse aux conditions suivantes :

- température supérieure à 300°C, de préférence de 360°C à 480°C,

- pression inférieure à 2,5 MPa et de préférence de 0,5 à 0,8 MPa,

- vitesse spatiale inférieure à 10 h ^"1 , de préférence comprise entre 0,5 h ^"1 et 6 h ^"1 ,

- rapport molaire hydrogène sur hydrocarbure inférieur à 10, et de préférence compris entre 3 et 6.

Selon une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, le catalyseur utilisé pour l'unité d'isomérisation ISOM-2 contient une zéolithe acide, par exemple de type structural MFI, MOR, MAZ, MTW, FAU et/ou EUO, et de manière préférée, contient une zéolithe de type structural EUO, et au moins un métal du groupe Vm de la classification périodique des éléments.

Selon une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, le catalyseur utilisé pour l'unité d'isomérisation ISOM-2 comporte au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d'oxygène (10 MR ou 12 MR), et au moins un métal du groupe VIII de teneur comprise entre 0,1 et 0,3% poids, bornes incluses. Selon une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, l'unité de séparation (SMB-1) utilise comme désorbant le PDEB.

Dans une variante du procédé selon la présente invention, l'unité de séparation (SMB-2) utilise comme désorbant le toluène.

Dans une variante du procédé selon la présente invention, les unités de séparation (SMB-1) et (SMB-2) contiennent de 6 à 24 lits, et de manière préférée de 8 à 15 lits, répartis sur un ou plusieurs adsorbeurs, le nombre de lits étant ajusté de manière à ce que chaque lit ait de préférence une hauteur comprise entre 0,70 m et 1,40 m.

Dans une autre variante du procédé selon la présente invention, la répartition de la quantité de solide adsorbant dans les unités de séparation (SMB-1) et (SMB-2) est la suivante :

• la quantité de solide adsorbant en zone 1 est de 16%±5%,

· la quantité de solide adsorbant en zone 2 est de 40 ±5 ,

• la quantité de solide adsorbant en zone 3A est de 16%±5%,

• la quantité de solide adsorbant en zone 3B est de 16%±5%,

• la quantité de solide adsorbant en zone 4 est de 12%±5%, Dans une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, le rapport volumétrique désorbant sur charge est d'au plus 1,7/1 et de manière préférée compris entre 1,5/1 et 0,4/1, bornes comprises.

Dans une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon la présente invention, le rapport des débits de raffinât intermédiaire et de raffinât 2 est compris entre 0,3/1 et 5/1, et de manière préférée compris entre 0,4/1 et 1/1 bornes comprises.

Dans une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, pour l'unité de séparation (SMB-2), le rapport volumétrique désorbant sur charge est d'au plus 1,7/1 et de manière préférée compris entre 1,5/1 et 0,4/1 bornes comprises. Dans une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté à partir d'une coupe xylènes contenant de l'éthylbenzène et des composés en C9+ selon la revendication 1, dans lequel pour l'unité de séparation (SMB-2), le rapport des débits de raffinât intermédiaire et de raffinât 2 est compris entre 0,3/1 et 5/1, et de manière préférée compris entre 0,4/1 et 1/1 bornes comprises.

Dans une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, on peut procéder au dégoulotage d'une unité de séparation existante, constituée de deux adsorbeurs en série, de la manière suivante :

- on connecte le dernier lit du premier adsorbeur au premier lit du premier adsorbeur via une ligne contenant au moins une pompe de recirculation, ce premier adsorbeur servant d'unité de séparation (SMB-1)

- on connecte le dernier lit du deuxième adsorbeur au premier lit du deuxième adsorbeur via une ligne contenant au moins une pompe de recirculation, ce deuxième adsorbeur servant d'unité de séparation (SMB-2).

De manière générale, la configuration des deux adsorbeurs peut être à nombre de lits fixe dans chacun des adsorbeurs, ou à nombre de lits fixe dans l'un des adsorbeurs et variable dans l'autre, ou encore variable pour les deux adsorbeurs.

De manière préférée, les deux adsorbeurs sont à nombre de lits fixes dans chacune des zones chromato graphiques .

Enfin, dans une autre variante du procédé de production de paraxylène à haute pureté selon l'invention, la configuration des deux adsorbeurs en lit mobile simulé est à nombre de lits fixes dans chacune des zones chromato graphiques de chacun des deux adsorbeurs.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION On envoie la charge (2) dans une colonne de distillation (S-l) d'où l'on soutire en tête un mélange (3) comprenant la majeure partie du métaxylène, du paraxylène, de l'éthylbenzène, et au moins une partie de l'orthoxylène, et d'où l'on soutire en fond un flux (4) d'hydrocarbures en C9-C10 et la partie restante d'orthoxylène. On effectue une première séparation du mélange de tête (3) dans l'unité de séparation (SMB- 1) constituée d'une pluralité de lits interconnectés et travaillant en boucle fermée, ladite unité de séparation comprenant au moins cinq zones délimitées par les injections du flux (3) constituant la première charge de la colonne et du désorbant (16), et les soutirages d'un premier extrait (5) contenant du paraxylène, d'un premier raffinât intermédiaire (7) contenant de l'éthylbenzène, et d'un premier raffinat-2 (8) contenant de l'orthoxylène et du métaxylène.

Les cinq zones de l'unité de séparation (SMB-1) sont les suivantes :

- la zone 1 comprise entre l'injection du désorbant (16) et le soutirage de l'extrait (5),

- la zone 2 comprise entre le soutirage de l'extrait (5) et l'injection de la charge (3),

- la zone 3A comprise entre l'injection de la charge (3) et le soutirage du raffinât intermédiaire (7),

- la zone 3B comprise entre le soutirage du raffinât intermédiaire (7) et le soutirage du raffinat-2 (8),

- la zone 4 comprise entre le soutirage du raffinat-2 (8) et l'injection du désorbant (16).

On effectue une deuxième séparation en lit mobile simulé (SMB-2) de l'isomérat (11) issu de l'isomérisation (ISOM-1), dont on a optionnellement retiré tout ou partie des composés lourds en C9 et C10 par distillation (soit dans une colonne dédiée, soit dans la colonne S-l). De manière préférée, l'isomérat (11) est envoyé à l'unité de séparation en lit mobile simulé (SMB-2) sans étape intermédiaire d'élimination des composés en C9+. L'unité de séparation (SMB-2) est constituée d' une pluralité de lits interconnectés et travaillant en boucle fermée, ladite unité de séparation comprenant au moins cinq zones délimitées par les injections du flux (11) constituant la deuxième charge de la colonne et du désorbant (17), et les soutirages d'un deuxième extrait (12) contenant du paraxylène, d'un deuxième raffinât intermédiaire (14) contenant de l'éthylbenzène, et d'un deuxième raffinat-2 (15) contenant de l'orthoxylène et du métaxylène. Les cinq zones de la colonne SMB-2 sont les suivantes :

- La zone 1 comprise entre l'injection du désorbant (17) et le soutirage de l'extrait (12), - La zone 2 comprise entre le soutirage de l'extrait (12) et l'injection de la deuxième charge (H),

- La zone 3 A comprise entre l'injection de la deuxième charge (11) et le soutirage du deuxième raffinât intermédiaire (14),

- La zone 3B comprise entre le soutirage du deuxième raffinât intermédiaire (14) et le soutirage du deuxième raffinat-2 (15),

- La zone 4 comprise entre le soutirage du deuxième raffinat-2 (15) et l'injection du désorbant (17). On distille préférentiellement un premier extrait (5) dans une colonne de distillation (EXT-1), pour récupérer une première fraction (6) enrichie en paraxylène.

On distille préférentiellement un deuxième extrait (12) dans une colonne de distillation (EXT- 2), pour récupérer une deuxième fraction (13) enrichie en paraxylène. Les deux extraits (5) et (12) peuvent également être distillés dans une seule colonne d'extrait commune pour récupérer une seule fraction enrichie en paraxylène.

Les deux raffinats-2 flux (8) et (15) sont préférentiellement mélangés pour former le flux (9) qui est distillé dans une colonne de distillation (RAF-2) pour éliminer sensiblement tout le désorbant et pour soutirer une première fraction distillée (9) pauvre en éthylbenzène.

Les deux raffinats-2 flux (8) et (15) peuvent également être distillés dans deux colonnes différentes, puis on mélange les deux fractions distillées pauvres en éthylbenzène. La ou les fraction(s) distillée(s) obtenue(s) alimente(nt) une première unité d'isomérisation (ISOM-1) pour obtenir un premier isomérat (11) alimentant préférentiellement l'unité de séparation (SMB-2), mais pouvant être en partie recyclé en entrée de la colonne de distillation (S-l).

Les deux raffinais intermédiaires flux (7) et (14) sont préférentiellement mélangés pour former le flux (18) et distillés dans une colonne (RAFINTER) pour éliminer sensiblement tout le désorbant et pour soutirer une deuxième fraction distillée (19) riche en éthylbenzène. Les deux raffinais intermédiaires flux (7) et (14) peuvent également être distillés dans deux colonnes différentes puis on mélange les deux fractions distillées riches en éthylbenzène. La ou les fraction(s) distillée(s) obtenue(s) alimente(nt) une deuxième unité d'isomérisation (ISOM-2) pour obtenir un deuxième isomérat (20) recyclé en entrée de la colonne de séparation (S-l).

La première unité d'isomérisation (ISOM-1) travaillant de préférence en phase liquide, est généralement opérée dans les conditions suivantes :

Température inférieure à 300°C, de préférence 200°C à 260°C

- Pression inférieure à 4 MPa, de préférence 2 à 3 MPa

Vitesse spatiale horaire (VVH) inférieure à 10h ^_1 (10 litres par litre et par heure), de préférence comprise entre 2 et 4 h ^"1 .

Catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d'oxygène (10 MR ou 12 MR), préférentiellement un catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 atomes d'oxygène (10 MR), et de manière encore plus préférée, un catalyseur comportant une zéolithe de type ZSM-5. La deuxième unité d'isomérisation (ISOM-2) travaillant en phase gazeuse est généralement opérée dans les conditions suivantes :

Température supérieure à 300°C, de préférence 350°C à 480°C

Pression inférieure à 4 MPa, de préférence comprise entre 0,5 et 2 MPa

Vitesse spatiale horaire (VVH) inférieure à 10h ^_1 (10 litres par litre et par heure), de préférence comprise entre 0,5 et 6 h ^"1 .

Catalyseur comportant au moins une zéolithe présentant des canaux dont l'ouverture est définie par un anneau à 10 ou 12 atomes d'oxygène (10 MR ou 12 MR), préférentiellement un catalyseur comportant une zéolithe de type structural EUO, MTW ou MOR, et au moins un métal du groupe Vin,

- Rapport molaire H ₂ /hydrocarbures inférieur à 10, de préférence compris entre 3 et

6. Le catalyseur de l'unité d'isomérisation en phase gazeuse (ISOM-2) peut comprendre une zéolithe de type structural EUO, MTW ou MOR, et au moins un métal du groupe VIII de la classification périodique des éléments dans un proportion pondérale de 0,01% à 2% par rapport au catalyseur. Le catalyseur de l'unité d'isomérisation en phase gazeuse (ISOM-2) peut contenir dans certains cas une zéolithe EU-1 et du platine.

Les désorbants utilisés dans les unités de séparation en lit mobile simulé (SMB-1 et SMB-2) sont généralement choisis parmi le paradiéthylbenzène, le toluène, le paradifluorobenzène ou des diéthylbenzènes en mélange.

Le rapport volumique du désorbant sur la charge dans les unités de séparation en lit mobile simulé (SMB-1 et SMB-2) est compris entre 0,5 et 2,5, et de préférence compris entre 0,8 et 2.

Les unités de séparation en lit mobile simulé (SMB-1 et SMB-2) sont opérées à une température comprise entre 20°C et 250°C, de préférence entre 90°C et 210°C, et de manière encore préférée entre 140°C et 180°C, et sous une pression comprise entre la pression de bulle de xylènes à la température opératoire et 2 MPa.

La teneur en éthylbenzène de la seconde fraction distillée issue du raffinat-2 (flux (8) et (14)) est inférieure à celle de la charge et atteint de préférence au plus 10% poids.

Le fonctionnement du procédé selon l'invention, et en particulier la composition des différents flux, est précisé ci-après avec référence à la figure 1. La charge fraîche est introduite par la ligne (1) dans une colonne à distiller (S-l). Cette charge fraîche contient majoritairement des composés C8-aromatiques, xylènes et éthylbenzène, en proportion variable selon l'origine de la coupe. Elle peut contenir éventuellement des impuretés en quantité variable selon l'origine de la charge qui seront essentiellement des composés C9 et C10 aromatiques et des composés paraffiniques et naphténiques. La teneur en impuretés naphténiques ou paraffiniques est avantageusement inférieure à 1 % poids. De manière préférée, cette teneur est inférieure à 0,3 % poids, et de manière encore préférée cette teneur est inférieure à 0,1 % poids. La charge peut être issue, soit d'une unité de reformage, soit d'une unité de dismutation du toluène, soit d'une unité de transalkylation du toluène et des C9 aromatiques.

On ajoute à la charge fraîche un isomérat véhiculé par une ligne (20). L'effluent de fond (4) de la colonne (S-1) est constitué essentiellement de composés en C9 et C10 aromatiques, et éventuellement d'orthoxylène.

Optionnellement, le mélange (4) d'orthoxylène et d'hydrocarbures aromatiques en C9-C10 soutiré en fond de la colonne de distillation (SI), peut être envoyé dans une autre colonne de distillation d'où l'on extrait en tête un flux d'orthoxylène de haute pureté (au moins 98,5 ), et en fond un flux contenant des hydrocarbures en C9-C10.

L'effluent de tête (3) de la colonne (S-1), constitue la charge d'une unité de séparation en lit mobile simulé (SMB-1). L'unité de séparation en lit mobile simulé (SMB-1) est alimentée d'une part par la charge véhiculée par la ligne (3), et d'autre part par du désorbant véhiculé par une ligne (16).

Tout type de désorbant peut être utilisé. Le désorbant préféré est le paradiéthylbenzène, cependant d'autres désorbants tels que le toluène, le paradifluorobenzène ou des diéthylbenzènes en mélange peuvent également convenir.

Les effluents de l'unité (SMB-1) sont un extrait (5), un raffinât intermédiaire (7) et un raffinat- 2 noté (8), ladite unité de séparation comprenant au moins cinq zones délimitées par les injections de charge et de désorbant, et les soutirages de raffinât intermédiaire, de raffinat-2 et d'extrait. Le nombre total de lits de l'unité de séparation (SMB-1) selon l'invention est de préférence compris entre 6 et 24 lits, et de manière encore plus préférée entre 8 et 15 lits répartis sur un ou plusieurs adsorbeurs. Le nombre de lits sera ajusté de manière à ce que chaque lit ait de préférence une hauteur comprise entre 0,70 m et 1,40 m.

La répartition de la quantité de solide adsorbant dans chaque zone est la suivante :

• la quantité de solide adsorbant en zone 1 est de 16%±5%,

· la quantité de solide adsorbant en zone 2 est de 40 ±5 ,

• la quantité de solide adsorbant en zone 3A est de 16%±5%,

• la quantité de solide adsorbant en zone 3B est de 16%±5%,

• la quantité de solide adsorbant en zone 4 est de 12%±5%, Selon une caractéristique préférée de l'invention, on peut injecter le désorbant et la charge dans l'unité de séparation (SMB-1) dans un rapport volumétrique désorbant sur charge d'au plus 1,7/1, et de manière préférée compris entre 1,5/1 et 0,4/1, bornes incluses.

Selon une caractéristique préférée de l'invention, le rapport des débits de raffinât intermédiaire et de raffinât 2 est compris entre 0,3/1 et 5/1 bornes incluses, et de manière préférée entre 0,4/1 et 1/1 bornes incluses.

L'extrait (5) est constitué essentiellement de toluène, de paraxylène et de désorbant. Le raffinât intermédiaire (7) est constitué essentiellement de toluène, de métaxylène et d'orthoxylène, d'éthylbenzène, de paraxylène pour la partie non récupéré dans l'extrait, et de désorbant.

Le raffinat-2 (8) est constitué essentiellement de métaxylène et d'orthoxylène et de désorbant. Il est substantiellement exempt de paraxylène et appauvri en éthylbenzène. L'extrait (5) est envoyé dans une colonne à distiller (EXT-1). On soutire de la colonne à distiller (EXT-1) le désorbant qui est renvoyé dans l'unité de séparation (SMB-1) par la ligne (16), et un mélange de paraxylène et de toluène par la ligne (6). Le raffinat-2 (8) est envoyé dans une colonne à distiller (RAF-2).

On soutire de la colonne à distiller (RAF-2) du désorbant qui est renvoyé vers la ligne (16), et un mélange de métaxylène et d'orthoxylène par une ligne (9), que l'on envoie vers l'unité d'isomérisation (ISOM-1).

L'unité d'isomérisation (ISOM-1), préférentiellement en phase liquide, travaille préférentiellement dans les conditions suivantes:

- température inférieure à 300°C, de préférence comprise entre 200 et 260°C,

- pression inférieure à 4 MPa, de préférence comprise entre 2 et 3 MPa,

- vitesse spatiale inférieure à 10 h ^"1 , de préférence comprise entre 2 h ^"1 et 4 h ^"1 .

Tous les catalyseurs susceptibles d'isomériser les hydrocarbures à 8 atomes de carbone conviennent pour l'unité d'isomérisation (ISOM-2) de la présente invention. De préférence, on utilisera un catalyseur contenant une zéolithe de type ZSM-5

L' effluent de l'unité d'isomérisation (ISOM-1) est renvoyé par la ligne (11), soit vers la colonne à distiller (S-l), soit directement à l'entrée de l'unité de séparation (SMB-2) dans le cas où la teneur en composés autres que les C8-aromatiques est très faible, typiquement de l'ordre de 1% poids. La teneur en C9 est typiquement inférieure à 1000 ppm poids.

Tout type de désorbant peut être utilisé. Le désorbant préféré est le paradiéthylbenzène, cependant d'autres désorbants tels que le toluène, le paradifluorobenzène ou des diéthylbenzènes en mélange peuvent également convenir.

Les effluents de l'unité de séparation (SMB-2) sont un extrait (12), un raffinât intermédiaire (14) et un raffinat-2 (15), ladite unité de séparation comprenant au moins cinq zones délimitées par les injections de charge et de désorbant, et les soutirages de raffinât intermédiaire, de raffinat-2 et d'extrait. Le nombre total de lits de l'unité de séparation (SMB- 2) selon l'invention est de préférence compris entre 6 et 24 lits, et de manière encore plus préférée compris entre 8 et 15 lits répartis sur un ou plusieurs adsorbeurs.

Le nombre de lits sera ajusté de manière à ce que chaque lit ait de préférence une hauteur comprise entre 0,70 m et 1,40 m.

La répartition de la quantité de solide adsorbant dans chaque zone est la suivante :

· la quantité de solide adsorbant en zone 1 est de 16%±5%,

• la quantité de solide adsorbant en zone 2 est de 40 ±5 ,

• la quantité de solide adsorbant en zone 3A est de 16%±5%,

• la quantité de solide adsorbant en zone 3B est de 16%±5%,

• la quantité de solide adsorbant en zone 4 est de 12%±5%,

Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, on peut injecter le désorbant et la charge dans l'unité de séparation(SMB-2) dans un rapport volumétrique désorbant sur charge d'au plus 1,7/1, et de manière préférée compris entre 1,5/1 et 0,4/1, bornes incluses. Selon une caractéristique préférée de l'invention, le rapport des débits de raffinât intermédiaire et de raffinât 2 est compris entre 0,3/1 et 5/1 bornes incluses, et de manière préférée, entre 0,4/1 et 1/1 bornes incluses.

La configuration (nombre moyen de lits par zone) des deux unités en lit mobile simulé (SMB- 1 et SMB-2) peut être :

à nombre de lits fixes dans chacune des zones chromatographiques (mode « lit mobile simulé » tel que défini dans le brevet FR 2 976 501),

à nombre de lits variable pour un adsorbeur (mode « VARICOL » tel que défini dans le brevet FR 2 976 501) et fixe pour l'autre,

- à nombre de lits variable pour les deux adsorbeurs.

L'extrait (12) est constitué essentiellement de toluène, de paraxylène et de désorbant. Le raffinât intermédiaire (14) est constitué essentiellement de toluène, de métaxylène et d'orthoxylène, d'éthylbenzène, de paraxylène pour la partie non récupéré dans l'extrait, et de désorbant.

Le raffinat-2 (15) est constitué essentiellement de métaxylène et d'orthoxylène et de désorbant. Il est substantiellement exempt de paraxylène et appauvri en éthylbenzène. L'extrait (12) est envoyé dans une colonne à distiller (EXT-2). On soutire de la colonne à distiller (EXT-2) le désorbant qui est renvoyé dans la zone 1 de la colonne (SMB-2) par la ligne (17) et un mélange de paraxylène et de toluène par la ligne (13).

Le raffinât intermédiaire est envoyé par une ligne (14) avec le raffinât intermédiaire (7) dans la colonne à distiller (RAFINTER). On soutire de la colonne à distiller (RAFINTER) du désorbant qui est réintroduit par la ligne (17) dans l'unité de séparation (SMB-2), et un mélange de xylènes et d'éthylbenzène par une ligne (19). Les effluents de la ligne (19) sont envoyés vers l'unité d'isomérisation (ISOM-2) fonctionnant à haute température en phase vapeur. L'unité d'isomérisation (ISOM-2) est opérée de préférence dans les conditions suivantes :

- température supérieure à 300°C, de préférence de 360°C à 480°C,

- pression inférieure à 2,5 MPa, et de préférence de 0,5 à 0,8 MPa,

- vitesse spatiale inférieure à 10 h ^"1 de préférence comprise entre 0,5 h ^"1 et 6 h ^"1 ,

- rapport molaire hydrogène sur hydrocarbure inférieur à 10, et de préférence compris entre 3 et 6.

Tous les catalyseurs susceptibles d'isomériser les hydrocarbures à 8 atomes de carbone, zéolithiques ou non, conviennent pour l'unité d'isomérisation (ISOM-2) de la présente invention. De préférence, on utilise un catalyseur contenant une zéolithe acide, par exemple de type structural MFI, MOR, MAZ, FAU et/ou EUO. De manière encore plus préférée, on utilise un catalyseur contenant une zéolithe de type structural EUO et au moins un métal du groupe Vm de la classification périodique des éléments. De manière préférée, le catalyseur de l'unité d'isomérisation (ISOM-2) renferme de 1 à 70% poids d'une zéolithe de type structural EUO (EU-1 par exemple) comprenant du silicium et au moins un élément T choisi de préférence parmi l'aluminium et le bore dont le rapport Si/T est compris entre 5 et 100. La dite zéolithe est sous forme hydrogène au moins en partie, et la teneur en sodium est telle que le ratio atomique Na/T est inférieur à 0,1. Eventuellement le catalyseur de l'unité d'isomérisation peut contenir entre 0,01 et 2% poids d'étain ou d'indium, et du soufre à raison de 0,5 à 2 atomes par atome de métal du groupe Vin. L'effluent de l'unité d'isomérisation (ISOM-2) est envoyé dans un train de séparations qui permet de récupérer une partie de l'hydrogène que l'on recycle à l'unité d'isomérisation (ISOM-2). La partie d'hydrogène non recyclé est compensée par un appoint d'hydrogène frais. On récupère à l'issue du train de séparation un isomérat constitué des fractions les plus lourdes qui est renvoyé vers la colonne à distiller (S-l) par la ligne (20).

Le procédé selon l'invention est particulièrement bien adapté à une modification d'une unité existante en vue d'une augmentation de la quantité de paraxylène produite, opération appelée dégoulottage. Dans le cas d'un dégoulottage d'une boucle aromatique existante, l'invention consiste à augmenter de manière significative le débit de charge fraîche et le débit de paraxylène produit tout en continuant à utiliser les équipements principaux de la boucle soit :

1) la colonne de distillation des xylènes (S-l)

2) l'unité de séparation des xylènes en lit mobile simulé fonctionnant typiquement en 24 lits 3) l'unité d'isomérisation (ISOM-2) alimenté par le raffinât soutiré de la colonne de séparation convertissant l'éthylbenzène utilisant par exemple un catalyseur à base de zéolithe de type structural EUO comportant un réacteur, un compresseur de recyclage, une colonne de stabilisation et une colonne permettant de récupérer les naphtènes en C8 et C9 de manière à les recycler à la charge,

4) la colonne de raffinât (RAFINTER)

5) la colonne d'extrait (EXT-1) Pour réaliser ce dégoulottage selon l'invention, on transforme un lit mobile simule à 24 lits contenant deux adsorbeurs de 12 lits en série en un procédé en deux adsorbeurs de douze lits chacun connecté en parallèle. Pour se faire :

On connecte le douzième lit du premier adsorbeur au premier lit dudit premier adsorbeur via une ligne contenant au moins une pompe de recirculation, on connecte le douzième lit du deuxième adsorbeur au premier lit dudit deuxième adsorbeur via une ligne contenant au moins une pompe de recirculation.

Le système de contrôle et de régulation des débits d'injection de charge et de désorbant et des débits de soutirage de l'extrait et du raffinât de l'étape d'adsorption en 24 lits est adapté de manière à pouvoir gérer indépendamment les débits d'injection et de soutirage dans chacun des deux adsorbeurs du procédé remodelé selon l'invention.

Pour les dispositifs d'injection, cette opération pourra être réalisée soit en doublant le système pompe + organe de mesure pour réguler le débit injecté dans chacun des adsorbeurs, soit, dans le but de minimiser les coûts, en utilisant la pompe et l'organe de mesure préexistants qui géreront l'ensemble des deux flux à injecter et en ajoutant un système de mesure et de régulation du débit alimentant l'un des deux adsorbeurs. Lorsque l'alimentation ou le soutirage des fluides sur l'ensemble des plateaux du procédé existant en 24 lits est assurée par une pluralité de vannes commandées tout ou rien, il n'y a pas de modifications supplémentaires à apporter aux réseaux d'alimentation et de soutirage.

Lorsque l'alimentation ou le soutirage des fluides sur l'ensemble des plateaux du procédé existant en 24 lits est assurée par l'emploi d'une vanne rotative multi-voies, ces fonctions seront de manière préférée assurées par l'utilisation de deux vannes rotatives multi-voies 15 (en recyclant éventuellement la vanne préexistante sur l'une des deux voies après adaptation).

Dans le cas d'une unité existante en 24 lits constituée de deux fois douze lits en série, le flux principal circule du fond du premier adsorbeur vers la tête du second adsorbeur, et du fond du second adsorbeur vers la tête du premier adsorbeur. Les flux issus des fonds des deux adsorbeurs sont alors réorientés pour circuler vers la tête de l'adsorbeur dont ils sont issus en réalisant les modifications de vannes et de conduites. Le flux de fond du premier adsorbeur est recyclé vers la tête dudit adsorbeur et le flux de fond du deuxième adsorbeur est recyclé vers la tête dudit adsorbeur.

La configuration (nombre moyen de lits par zone) des deux adsorbeurs peut être selon l'une des 3 variantes exposées plus haut c'est-à-dire :

A nombre de lits fixes dans chacune des zones chromatographiques pour les deux adsorbeurs,

- à nombre de lits variable pour un adsorbeur et fixe pour l'autre,

à nombre de lits variable pour les deux adsorbeurs.

De manière à séparer les raffinat-2 du désorbant, une nouvelle colonne à distiller (RAF-2) devra également être mise en place. La tête de la colonne à distiller (RAF-2) sera isomérisée dans l'unité d'isomérisation préférentiellement en phase liquide (ISOM-1) telle que décrite plus haut.

On ajoute une deuxième unité d'isomérisation en phase liquide (ISOM-1) dont l'effluent alimentera le lit mobile simulé (SMB-2) préférentiellement sans passer par la colonne de séparation (S-l) pour éviter l'ajout d'une deuxième colonne de séparation des xylènes.

D'autre part, il faut rajouter une colonne d'extrait (EXT-2) alimentée par l'extrait (12) de l'unité de séparation (SMB-2). La figure 2 représente une variante du schéma de procédé selon l'invention qui diffère de celui de la figure 1 par le fait que l'unité de séparation (SMB-1) utilise le PDEB comme désorbant et l'unité de séparation (SMB-2) le toluène. Les flux raffinât-intermédiaire (flux (7) et (14)) sont mélangés avant l'entrée de la colonne à distiller (RAFINTER). Pour sortir le toluène en tête de la colonne à distiller (RAFINTER), le PDEB en fond et le raffinât-intermédiaire débarrassé de ces désorbants sur le côté, on a besoin d'une colonne à division longitudinale dite colonne à parois internes (« dividing wall column » dans la terminologie anglo-saxonne). Une colonne de distillation à parois internes permet de séparer 3 composés à haute pureté via une seule colonne.

Il en est optionnellement de même pour la colonne à distiller (RAF-2) qui est alimentée par les flux raffinat-2 (flux (8) et (14)). Dans le cas où la colonne à distiller n'est pas du type à paroi interne, seul le paradiéthylbenzène est sorti en fond de la colonne pour être recyclé, le toluène étant envoyé à l'isomérisation avec la coupe C8-aromatiques.

Le fait d'utiliser deux désorbants différents dans les deux unités de séparation (SMB-1 et SMB-2) présente l'avantage d'éviter l'accumulation des impuretés aromatiques telles que le benzène et les composés aromatiques lourds en C9 et C10.

Utiliser deux désorbants différents dans les deux unités de séparation (SMB-1 et SMB-2) permet également de réaliser une intégration thermique entre les colonnes à distiller (EXT- 1 et EXT-2). En effet, la tête de colonne à distiller (EXT-1) peut potentiellement rebouillir tout ou partie de la colonne à distiller (EXT-2).

EXEMPLES Exemple 1 selon l'art antérieur :

Cet exemple illustre l'art antérieur et décrit un complexe aromatique constitué de deux boucles C8-aromatique en parallèle, typiques des complexes industriels où la quantité de paraxylène produite est supérieure à la capacité acceptable par une boucle C8-aromatique unique, tel que schématisé sur la figure 3 et comportant :

- deux colonne des xylènes (S- 10 et S-20) permettant d'extraire les aromatiques en C9 et C10 (flux 104 et 113) et d'envoyer aux unités d'adsorption (SMB-10 et SMB-20) un flux (103) et un flux (112) constitué essentiellement d'aromatiques en C8,

- une première unité d'adsorption en lit mobile simulé (SMB-10) à 4 zones de laquelle on soutire un extrait (105) et un unique raffinât (107),

- une première unité d'isomérisation (ISOM-10) alimentée par une partie (108) du raffinât (107) après élimination du désorbant (109) au moyen de la colonne à distiller (RAF-10), - une première colonne d'extrait du paraxylène (EXT- 10) dont on soutire en fond le désorbant qu'on recycle à adsorption (SMB-1) via le flux (109) et en tête une coupe riche en paraxylène (106),

- une deuxième unité d'adsorption en lit mobile simulé (SMB-20) à 4 zones de laquelle on soutire un extrait (114) et un unique raffinât (116),

- une deuxième unité d'isomérisation (ISOM-20) alimentée par une partie (117) du raffinât (116) après élimination du désorbant (118) au moyen de la colonne à distiller (RAF-20),

- une deuxième colonne d'extrait du paraxylène (EXT-20) dont on soutire en fond le désorbant qu'on recycle à l'adsorption (SMB-2) via le flux (118) et en tête une coupe riche en paraxylène (115).

Le bilan matière du procédé est décrit dans le tableau 1 ci-dessous.

Seuls les composés C8-aromatiques et C9+ sont décrits en négligeant les autres composés et la formation de C9+ dans les unités d'isomérisation. On utilise comme unité de débit le millier de tonnes par an (kt/an).

TABLEAU 1 La charge (101) qui alimente la boucle aromatique (mélange du réformat lourd et du fond de la colonne de toluène) présente un débit de 120,6 kt/an. Cette charge est divisée en deux flux égaux de 60,3 kt/an. On adjoint à une première partie de la charge (101) 168 kt/an d'isomérat (110) recyclés de l'unité d'isomérisation (ISOM-10) de manière à isomériser l'éthylbenzène. Le flux résultant (102) est distillé dans la colonne de xylènes (S- 10).

On soutire en fond de la colonne (S- 10) 6,9 kt/an d'un mélange de C9 et C10 aromatiques (104) et en tête 221,4 kt/an d'une coupe C8 aromatiques (103) dont la teneur en paraxylène est de 22.6%, la teneur en éthylbenzène est de 10,3%, la teneur en orthoxylène et métaxylène est de 67,1%.

Cette coupe est envoyée dans une unité d'adsorption en lit mobile simulé à quatre zones (SMB-10) et quatre flux principaux : la charge (103), le désorbant (109), l'extrait (105) et le raffinât (107). Cette unité est composée de 12 lits contenant une zéolithe X échangée au baryum. La température est de 175°C. La configuration est : 2 lits en zone 1, 5 lits en zone 2, 3 lits en zone 3 et 2 lits en zone 4. Le solvant utilisé est le paradiéthylbenzène.

L'extrait (105) en sortie de l'unité d'adsorption (SMB-10) est envoyé dans une colonne à distiller (EXT- 10) de laquelle on tire en fond le désorbant recyclé vers l'unité d'adsorption (SMB-10), et en tête 50 kt/an d'un mélange (106), essentiellement constitué de toluène et de paraxylène.

Le raffinât est envoyé dans une colonne à distiller (RAF- 10) de laquelle on tire en fond le désorbant recyclé vers l'unité d'adsorption (SMB-10), et en tête 171,4 kt/an d'un mélange (108). Ce flux est envoyé dans une unité d'isomérisation (ISOM-10).

L'unité d'isomérisation (ISOM-10) travaille en phase gazeuse aux conditions suivantes :

Température : 385°C

Catalyseur : contient du platine et de la zéolithe EU-1

Vitesse spatiale : 3,5 h ^"1

Rapport H2/hydrocarbures : 4,4 : 1

Pression : 0,9 MPa La teneur en éthylbenzène du mélange introduit dans l'unité d'isomérisation (ISOM-10) est de 13,4%. On observe 2% de perte par craquage dans cette isomérisation soit un débit de 3,4 kt/an. L' éthylbenzène est isomérisé en partie, il en reste 9% dans le flux de sortie (110). Cet isomérat (110) présente un débit de 168 kt/an, il est recyclé en entrée de la colonne S- 10 où il est mélangé avec une partie de la charge fraîche (101) qui présente un débit de 60,3 kt/an.

On adjoint à une première partie de la charge (101) 168 kt/an d'isomérat (119) recyclés de l'unité d'isomérisation (ISOM-20) de manière à isomériser éthylbenzène. Le flux résultant (111) est distillé dans la colonne de xylènes (S-20).

On soutire en fond de la colonne (S-20) 6,9 kt/an d'un mélange de C9 et C10 aromatiques (flux 113) et en tête 221,4 kt/an de coupe C8 aromatiques (flux 112) dont la teneur en paraxylène est de 22,6%, et la teneur en éthylbenzène de 10,4%.

Cette coupe est envoyée dans une unité d' adsorption en lit mobile simulé à quatre zones (SMB-20) et quatre flux principaux : la charge (flux 112), le désorbant (flux 118), l'extrait (flux 114) et le raffinât (flux 116). Cette unité est composée de 12 lits contenant une zéolithe X échangée au baryum. La température est de 175°C. La configuration est : 2 lits en zone 1, 5 lits en zone 2, 3 lits en zone 3 et 2 lits en zone 4. Le solvant utilisé est le paradiéthylbenzène.

L'extrait (114) en sortie de l'unité d'adsorption (SMB-20) est envoyé dans une colonne à distiller (EXT-20) de laquelle on tire en fond le désorbant recyclé vers l'unité d'adsorption (SMB-20), et en tête 50 kt/an d'un mélange (115) essentiellement constitué de toluène et de paraxylène.

Le raffinât est envoyé dans une colonne à distiller (RAF-20) de laquelle on tire en fond le désorbant recyclé vers l'unité d'adsorption (SMB-20), et en tête 171,4 kt/an d'un mélange (117). Ce flux est envoyé dans une unité d'isomérisation (ISOM-20). L'isomérat obtenu (119) est recyclé en entrée de la colonne S-20 où il est mélangé avec une partie de la charge fraîche (101). L'unité d'isomérisation (ISOM-20) travaille en phase gazeuse aux conditions suivantes :

Température : 385°C

Catalyseur : contient du platine et de la zéolithe EU-1

Vitesse spatiale : 3,5 h ^"1

Rapport H2/hydrocarbures : 4,4 : 1

Pression : 0,9 MPa

La teneur en éthylbenzène du mélange introduit dans l'unité d'isomérisation (ISOM-20) est de 13,4%. On observe 2% de perte par craquage dans cette isomérisation soit un débit de 3,4 kt/an. L' éthylbenzène est isomérisé en partie. Il en reste 9% dans le flux de sortie (119).

Cet isomérat (119) présente un débit de 168 kt/an. Il est recyclé en entrée de la colonne S-20 où il est mélangé avec une partie de la charge fraîche (101) qui présente un débit de 60,3 kt/an.

Exemple 2 selon l'invention :

Cet exemple illustre le procédé selon l'invention et décrit la boucle aromatique schématisée sur la figure 1 et comportant :

- une colonne des xylènes (S-l) permettant d'extraire les aromatiques en C9 et C10 (4) et d'envoyer à l'unité d' adsorption (SMB-1) un flux (3) constitué essentiellement d'aromatiques en C8,

- une première unité d'adsorption en lit mobile simulé (SMB-1) à 5 zones de laquelle on soutire un extrait (5), un raffinât intermédiaire (7) et un raffinat-2 (8),

- une première colonne d'extrait du paraxylène (EXT-1) dont on soutire en fond le désorbant qu'on recycle aux unités d'adsorption (SMB-1 et SMB-2) via les flux (16) et (17) et en tête une coupe riche en paraxylène (flux 6),

- une deuxième unité d'adsorption en lit mobile simulé (SMB-2) à 5 zones de laquelle on soutire un extrait (12), un raffinât intermédiaire (14) et un raffinat-2 (15), - une deuxième colonne d'extrait du paraxylène (EXT-2) dont on soutire en fond le désorbant qu'on recycle aux unités d'adsorption (SMB-1 et SMB-2) via les flux (16) et (17) et en tête une coupe riche en paraxylène (flux 13),

- une première unité d'isomérisation (ISOM-1) alimentée par une partie (10) du raffinat-2 (9) constitué par le mélange des flux (8) et (15) après élimination du désorbant au moyen de la colonne à distiller (RAF-2),

- une deuxième unité d'isomérisation (ISOM-2) alimentée par une partie (19) du raffinât intermédiaire (18) constitué par le mélange des flux (7) et (14) après élimination du désorbant au moyen de la colonne à distiller (RAFINTER).

Le bilan matière du procédé est décrit dans le tableau 2 ci-dessous. Seuls les composés C8- aromatiques et C9+ sont décrits, on néglige les autres composés et la formation de C9+ dans les unités d'isomérisation. On utilise comme unité de débit le millier de tonnes par an (kt/an).

TABLEAU 2 La charge fraîche (1) qui alimente la boucle aromatique présente un débit de 115,8 kt/an.

On adjoint à cette charge 125,4 kt/an d'isomérat (20) recyclés de l'unité d'isomérisation (ISOM-2) isomérisant l'éthylbenzène. Le flux résultant (2) est distillé dans la colonne de xylènes (S-l).

On soutire en fond de la colonne (S-l) 13,2 kt/an d'un mélange de C9 et C10 aromatiques (4), et, en tête, 228 kt/an de coupe C8 aromatiques (3) dont la teneur en paraxylène est environ 22,4%, la teneur en éthylbenzène environ 11,6%, la teneur en orthoxylène et métaxylène environ 65,9%.

Cette coupe est envoyée dans une unité d'adsorption en lit mobile simulé à cinq zones (SMB- 1) et cinq flux principaux : la charge (3), le désorbant (16), l'extrait (5), le raffinât intermédiaire (7) et le raffinat-2 (8). Cette unité est composée de 12 lits contenant une zéolithe X échangée au baryum. La température est de 175°C. La configuration est : 2 lits en zone 1, 5 lits en zone 2, 2 lits en zone 3A, 2 lits en zone 3B et un lit en zone 4. Le solvant utilisé est le paradiéthylbenzène.

L'extrait (5) en sortie de l'unité d'adsorption (SMB-1) est envoyé dans une colonne à distiller (EXT-1) de laquelle on tire en fond le désorbant recyclé vers l'unité d'adsorption (SMB-1), et en tête 51,1 kt/an d'un mélange (6) essentiellement constitué de toluène et de paraxylène.

L'isomérat (11) issu de l'unité d'isomérisation (ISOM-1) alimente une deuxième unité d'adsorption en lit mobile simulé à cinq zones (SMB-2) et cinq flux principaux : la charge (11), le désorbant (17), l'extrait (12), le raffinât intermédiaire (14) et le raffinat-2 (15). Cette unité est composée de 12 lits contenant une zéolithe X échangée au baryum.

La température est de 175°C. La configuration est : 2 lits en zone 1, 5 lits en zone 2, 2 lits en zone 3 A, 2 lits en zone 3B et un lit en zone 4. Le solvant utilisé est le paradiéthylbenzène. L'extrait (12) en sortie de l'unité d'adsorption (SMB-2) est envoyé dans une colonne à distiller (EXT-2) de laquelle on tire en fond le désorbant recyclé vers l'unité d'adsorption (SMB-2), et en tête 48,9 kt/an d'un mélange (13) essentiellement constitué de toluène et de paraxylène. Les raffinat-2 notés (8) et (15), sont mélangés et envoyés dans une colonne à distiller (RAF-2) de laquelle on tire en fond le désorbant recyclé vers les unités d'adsorption (SMB-1 et SMB- 2), et en tête 213,3 kt/an d'un mélange (10).

Ce flux est envoyé dans une unité d'isomérisation (ISOM-1).

L'unité d'isomérisation (ISOM-1) travaille en phase liquide aux conditions suivantes :

Température : 240°C

Catalyseur : contient de la zéolithe ZSM-5

Vitesse spatiale : 3 h ^"1

Pression : 1,9 MPa

La teneur en éthylbenzène du mélange introduit dans l'unité d'isomérisation (ISOM-1) est environ 8,3%. L' éthylbenzène n'est pas converti, sa quantité est donc la même dans le flux de sortie (11). Cet isomérat (11) présente un débit de 213,3 kt/an, il est recyclé en entrée de l'unité d'adsorption (SMB-2) sans passer par la colonne (S-l).

Les raffinât intermédiaires (7) et (14) sont mélangés et envoyés dans une colonne à distiller (RAFINTER) de laquelle on tire en fond le désorbant recyclé vers les unités d'adsorption (SMB-1 et SMB-2), et en tête 128 kt/an d'un mélange (19).

Ce flux est envoyé dans une unité d'isomérisation (ISOM-2).

L'unité d'isomérisation (ISOM-2) travaille en phase gaz aux conditions suivantes :

Température : 385°C

Catalyseur : contient du platine et de la zéolithe EU-1

Vitesse spatiale : 3,5 h ^"1

Pression : 0,9 MPa La teneur en éthylbenzène du mélange introduit dans l'unité d'isomérisation (ISOM-2) est de 20,7%. On observe 2% de perte par craquage dans cette isomérisation soit un débit de 2,6 kt/an. L' éthylbenzène est isomérisé en partie, il en reste 9% dans le flux de sortie (20). Cet isomérat (20) présente un débit de 125,4 kt/an, il est recyclé en entrée de la colonne S-1 où il est mélangé avec la charge fraîche (1) qui présente un débit de 115,8 kt/an.

L'invention présente plusieurs avantages par rapport à l'art antérieur. Tout d'abord isomérisation en phase liquide est moins consommatrice d'énergie que isomérisation en phase gaz. En effet, elle travaille à température plus faible. Elle travaille également sans recycle d'hydrogène, donc sans compresseur de recycle. Enfin, elle produit beaucoup moins de sous-produits, notamment des aromatiques en C9 ce qui permet de court-circuiter la colonne d'élimination des aromatiques en C9 (S-1) induisant une très forte baisse de l'énergie nécessaire à cette séparation.