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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR SEPARATING BENZOTHIOPHENE COMPOUNDS FROM A HYDROCARBON MIXTURE CONTAINING THEM, AND HYDROCARBON MIXTURE OBTAINED BY SAID METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/056875
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method for separating at least a benzothiophene compound from a hydrocarbon mixture, for instance gas oil, consisting in: (a) contacting said mixture or a fraction obtained therefrom, with a reagent comprising an acceptor complexing agent $g(p), to obtain a donor-acceptor complex between the acceptor complexing agent and said benzothiophene compound; (b) separating said complex from said mixture, or from said fraction, to obtain a fraction depleted or purified in said benzothiophene compound.

Inventors:
LEMAIRE MARC (FR)
MONNET MICHELE (FR)
VRINAT MICHEL (FR)
LAMURE VALERIE (FR)
SANSON EMMANUELLE (FR)
MILENKOVIC ALEXANDRA (FR)
Application Number:
PCT/FR1998/001218
Publication Date:
December 17, 1998
Filing Date:
June 11, 1998
Export Citation:
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Assignee:
CENTRE NAT RECH SCIENT (FR)
LEMAIRE MARC (FR)
MONNET MICHELE (FR)
VRINAT MICHEL (FR)
LAMURE VALERIE (FR)
SANSON EMMANUELLE (FR)
MILENKOVIC ALEXANDRA (FR)
International Classes:
C10G29/20; (IPC1-7): C10G29/20
Foreign References:
US5454933A1995-10-03
US4171260A1979-10-16
EP0670361A11995-09-06
EP0739972A21996-10-30
Attorney, Agent or Firm:
CABINET GERMAIN & MAUREAU (Lyon Cedex 06, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. 1/Procédé de séparation d'au moins un compose benzothiophénique d'un mélange d'hydrocarbures le contenant, caractérisé en ce que : (a) on met en contact ledit mélange ou une fraction obtenue a partir de ce dernier, avec un réactif comprenant un agent complexant accepteur x, pour obtenir un complexe donneuraccepteur entre 1'agent complexant accepteur et ledit compose benzothiophenique; (b) on sépare ledit complexe dudit mélange, ou de ladite fraction, pour obtenir une fraction appauvrie ou epuree en ledit compose benzothiophenique. 2/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est effectue en phase homogene. 3/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est effectue en phase heterogene. 4/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fraction appauvrie en compose benzothiophénique est soumise a une hydrodésulfuration catalytique. 5/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre a regenerer le réactif, en séparant le complexe en compose benzothiophénique et agent complexant. 6/Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la séparation du complexe se fait par voie chimique. 7/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le compose benzothiophénique est un compose dibenzothiophenique. 8/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'agent complexant accepteur X comprend un compose aromatique substitue par au moins un groupement electroattracteur, et de préférence choisi dans le groupe constitue par les groupements sulfo, nitro, fluoro, trifluoromethyle, cyano, carbonyle, carboxyle, amido, carbamido. 9/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'agent complexant accepteur Z comprend une quinone, et de préférence une quinone substituée par au moins un groupement electroattracteur.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'agent complexant accepteur # est choisi dans un groupe consistant en les quinones, substituées ou non, et les fluorenones, substituees ou non.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1'agent complexant accepteur # est choisi dans le groupe consistant en la dichlorodicyanobenzoquinone, 1'anthraquinone, la benzoquinone, le tetracyanoquinodimethane, la tetranitrofluorenone ou la dinitrofluorenone. 12/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on sépare le complexe du mélange par extraction avec un solvant organique, par exemple le chloroforme.
4. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le réactif est régénéré : en réduisant le complexe séparé du mélange, pour former un sel de 1'agent accepteur; et en reoxydant le sel pour régénérer 1'agent complexant accepteur #.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif comprend un support sur lequel est fixe 1'agent complexant accepteur x, ledit support étant sous forme divisée ou non, et choisi dans le groupe consistant en les oxydes inorganiques, tels que l'alumine et la silice, le charbon active, les résines d'échange d'ions et les zeolithes. 15/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif est constitue essentiellement par 1'agent complexant accepteur z. 16/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réactif est constitue essentiellement par un polymère de 1'agent complexant accepteur7t. 17/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'hydrocarbures est mis en contact avec le réactif pendant une période comprise entre environ 10 minutes et 150 heures, et de préférence entre 2,5 heures à 115 heures. 18/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'hydrocarbures est mis en contact avec le réactif à une température comprise entre 10°C et 60°C, et de préférence entre 15°C et 30°C. 19/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est effectue en continu. 20/Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'hydrocarbures est mis en contact à contrecourant avec le réactif, dans une colonne, à un débit compris entre 0,5 ml/min à 50 ml/min par cm3 de volume de colonne, et de préférence entre 0,5 ml/min à 10 ml/min par cm3 de volume de colonne.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange d'hydrocarbures est mis en contact sous agitation avec le réactif.
7. Procédé selon 1'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange d'hydrocarbures est un gasoil, et de préférence un carburant pour moteur diesel. 23/Melange d'hydrocarbures désulfuré, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'etre obtenu par le procédé selon 1'une quelconque des revendications 1 à 22.
8. Utilisation d'un agent complexant accepteur # pour 1'obtention d'un réactif de complexation d'un compose benzothiophenique.
Description:
PROCEDE DE SEPARATION DE COMPOSES BENZOTHIOPHENIQUES D'UN MELANGE D'HYDROCARBURES LES CONTENANT, ET MELANGE D'HYDROCARBURES OBTENU PAR CE PROCEDE La présente invention concerne la séparation de composes benzothiophéniques d'un mélange d'hydrocarbures les contenant, par exemple d'un carburant comme le gas-oil. L'importance d'une telle séparation a augmente ces dernières années suite a 1'introduction ou 1'application envisagés de différentes législations dans le monde entier visant à faire baisser le taux de produits soufres dans le gas-oil.

Dans la description qui suit, ainsi que dans les revendications, les expressions donnees ci-dessous ont les significations respectives suivantes : -par"composes benzothiopheniques", on entend aussi bien le benzothiophene, que ses homologues, par exemple le dibenzothiophene, et les dérivés mono-, di-, ou trisubstitués de ceux-ci, par exemple dialkyle, trialkyle, alkenyle, et aryle ; -par"electro-attracteur", on entend tout compose organique déficient ou pauvre en electrons, et notamment substitue par des groupements eux-memes electro-attracteurs, par exemple les groupements sulfo, nitro, halogeno, halogenoalkyle, par exemple trifluoromethyle, cyano, carbonyle, carboxyle, amido, carbamido ou une combinaison de ceux-ci; -par"gas-oil"on entend par exemple un carburant pour moteur diesel, un kerosene, un mazout, et autres fiouls présentant une température d'ebullition généralement comprise entre environ 175°C à environ 400°C.

Parmi les molécules contenues dans de tels mélanges d'hydrocarbures, par exemple dans le gas-oil, les composes benzothiopheniques, notamment les dialkyldibenzothiophenes, par exemple le 4,6-dimethyl- dibenzothiophène (DMDBT), sont connus comme étant parmi les plus résistants aux procédés catalytiques habituels

d'hydrodésulfuration profonde. De ce fait, la présente invention sera plus particulièrement décrite et explicitée par rapport à la séparation de cette molécule.

Le procédé classique d'hydrodésulfuration précédemment mentionne, et qui est en soi bien connu, nécessite des conditions opératoires assez drastiques et onéreuses pour eliminer ou seulement réduire la teneur en dérivés du dibenzothiophene dans des mélanges d'hydrocarbures, par exemple les gas-oils, ce qui limite son application industrielle. On a par conséquent cherche a trouver un procédé permettant de séparer de manière sélective et effective ce groupe de molécules des autres constituants de tels mélanges.

Le brevet américain US-A-5 454 933 décrit une approche de réduction de la teneur ou separation sélective du dibenzothiophène (DBT), ou de ses dérivés, dans une alimentation en gas-oil, par adsorption des molécules de dibenzothiophene sur des supports solides tels que du carbone active, des zeolithes, des silice-alumine, etc. La sélection opérée est basée essentiellement sur la forme de la molécule à eliminer, c'est-a-dire que seules les facteurs stériques rentrent en ligne de compte pour 1'application de ce procédé. Cette méthode s'est avérée efficace, mais son intérêt pratique et économique est limite par deux caractéristiques des matériaux utilises comme adsorbants. D'une part, leur capacité d'adsorption du dibenzothiophene ne depasse pas 12% en poids, et d'autre part leur sélectivité vis-a-vis de composants aromatiques tels que le 1-methyl-naphtalene (MN), mesurée par le facteur de séparation aDBT/MN = [DBT/MN] ads/ [DBT/MN] sol) n'est que de 7 dans le meilleur des cas cites.

La présente invention s'est pose le problème de séparer au moins partiellement, voire complètement, et ceci de manière peu onéreuse, les composes benzothiopheniques tels que définis précédemment, d'un

mélange d'hydrocarbures les contenant, par exemple le gas-oil, par 1'application d'une autre voie de traitement qui est indépendante des seuls facteurs stériques evoques précédemment pour le brevet américain précité.

Ce problème a été résolu de manière surprenante, par 1'application, non pas d'un principe de sélectivité de forme comme décrit dans le brevet précité, mais par 1'application du principe d'une interaction de type donneur-accepteur (ou de transfert de charge), pour effectuer la séparation des composes benzothiophéniques.

Par conséquent, un objet de la présente invention est un procédé de séparation d'au moins un compose benzothiophénique d'un mélange d'hydrocarbures le contenant, le procédé étant plus particulièrement caractérisé en ce qu'on met en contact ledit mélange, ou une fraction obtenue à partir de ce dernier, avec un réactif comprenant un agent complexant accepteur x, pour obtenir un complexe donneur-accepteur entre 1'agent complexant accepteur et ledit compose benzothiophenique, et en ce qu'on sépare ledit complexe dudit mélange, ou de ladite fraction, pour obtenir une fraction appauvrie ou épurée en ledit compose benzothiophénique.

L'application du principe donne ci-dessus permet une séparation très sélective (a supérieure à 100) vis-a-vis des composes aromatiques non soufrés, et beaucoup plus efficace (capacité par exemple, de 1'ordre de 30% à 50%), que selon le procédé décrit dans le brevet américain précité.

Un procédé selon la présente invention permet d'obtenir un mélange d'hydrocarbures désulfuré présentant une teneur en soufre comprise entre 0 ppm et 2000 ppm, de préférence entre 0 ppm et 500 ppm.

Un procédé selon la présente invention permet de diminuer la charge en composes benzothiopheniques, à une valeur comprise entre 0% et 75%, et de préférence entre 0% et 15%, par rapport au poids initial desdits composés.

Dans un mode préféré de 1'invention. le procédé est effectue en phase homogene, c'est-a-dire sans 1'intervention d'une phase solide de fixation ou support de 1'agent complexant accepteur z.

Dans un autre mode préféré de 1'invention le procédé est effectue en phase hétérogène, c'est-a-dire avec 1'intervention d'une phase solide telle que définie précédemment.

Le procédé de séparation des composes benzothiophéniques peut également être effectue avant ou après une étape d'hydrodésulfuration catalytique profonde, connue en soi. Avantageusement, et de manière à rendre le procédé de séparation plus intéressant d'un point de vue économique, celui-ci est effectue avant une etape d'hydrodésulfuration catalytique profonde, auquel cas la fraction appauvrie en compose benzothiophénique est soumise à une hydrodésulfuration catalytique profonde. En effet, le procédé selon 1'invention permet en particulier d'éliminer les composes dibenzothiophenes, et permet ainsi d'effectuer l'étape d'hydrodésulfuration catalytique profonde dans des conditions plus douces de température et de pression, et de prolonger ainsi la durée de vie du catalyseur.

Préférentiellement, on sépare le complexe du mélange, par extraction avec un solvant organique, par exemple le chloroforme.

Par ailleurs, il est préférable de régénérer le réactif, en séparant le complexe en composes benzothiophéniques et agent complexant. De préférence, la séparation du complexe se fait par voie chimique, mais peut également se faire par application de moyens physico- chimiques.

Le réactif peut être régénéré : -en réduisant le complexe séparé du mélange, pour former un sel de 1'agent accepteur X;

-et en reoxydant le sel pour régénérer 1'agent complexant accepteur s.

Conformément a la presente invention, 1'agent complexant accepteur X comprend un compose electro-attracteur, ou pauvre en électrons. Cet agent est dit"accepteur z"parce que de maniere generale il possède un système d'électrons X ou de type s. De préférence, 1'agent complexant accepteur Z comprend un compose aromatique substitue par au moins un groupement electro-attracteur, et plus préférentiellement choisi dans le groupe constitue par les groupements sulfo, nitro, fluoro, trifluoromethyle, cyano, carbonyle, carboxyle, amido, carbamido. Un exemple préféré d'un tel agent complexant accepteur Z est choisi dans un groupe consistant en la famille des quinones, substituées ou non, plus préférentiellement la dichloro-dicyano-benzoquinone, l'anthraquinone, la benzoquinone, ou le tetracyanoquinodimethane, ou en la famille des fluorenones, substituées ou non, plus préférentiellement la tetranitro-fluorenone ou la dinitrofluorénone. Parmi ces composes, la tétranitrofluorénone et la tétracyanodiquinodiméthane sont encore plus préférées pour constituer 1'agent complexant accepteur x, à cause de leurs capacités et leurs facteurs de séparation accrus.

Selon un mode d'exécution préféré de 1'invention, le réactif comprend un support sur lequel est fixe 1'agent complexant accepteur x, qui est sous forme divisée ou non, et qui est choisi dans le groupe consistant en les oxydes inorganiques, tels que l'alumine et la silice, le charbon active, les résines d'échange d'ions, et les zéolithes.

Par"sous forme divisée", on entend que le support peut être notamment sous forme de billes, par exemple en verre, ou de granules. L'agent complexant accepteur X peut être supporte et sur le réactif par tout moyen approprie, par exemple par adsorption, absorption, liaison covalente.

Selon un autre mode d'exécution préféré de 1'invention. le réactif est constitue essentiellement par 1'agent complexant accepteur , et est plus préférentiellement dans ce cas un polymère de ce dernier.

Par polymere, on entend aussi bien des homopolymeres constitues uniquement à partir de monomères de 1'agent complexant accepteur x, que des copolymères de celui-ci avec d'autres polymères.

Selon le degré de séparation des composes benzothiophéniques souhaite, le mélange ou fraction d'hydrocarbures à traiter, et le débit d'application du mélange ou de la fraction, le temps de mise en contact du mélange d'hydrocarbures avec 1'agent complexant peut varier assez largement. De manière avantageuse, la période de mise en contact peut être comprise entre environ 10 minutes et 150 heures, et de préférence entre 2,5 heures à 115 heures.

La mise en contact entre le mélange d'hydrocarbures comprenant les composes benzothiopheniques, et le réactif, peut être effectuée en continu, de manière méthodique ou fractionnée, par exemple dans une colonne.

En pareil cas, le débit d'application du mélange ou de la fraction contenant les composes benzothiophéniques à séparer peut être compris entre 0,5 ml/min à 50 ml/min par cm3 de volume de colonne, et de préférence entre 0,5 ml/min à 10 ml/min par cm3 de volume de colonne.

Par ailleurs, la température de mise en contact peut être comprise entre 10°C et 60°C, et de préférence entre 15°C et 30°C.

Le procédé de séparation selon la présente invention peut être effectuée de manière discontinue, en semi-continu ou en continu. De préférence toutefois, et notamment pour des raisons d'économie, il est effectue en continu.

Avantageusement, le mélange d'hydrocarbures est mis en contact sous agitation avec le réactif.

De préférence, le mélange d'hydrocarbures est un gas-oil, comme défini précédemment, et plus préférentiellement un carburant pour moteur diesel.

La présente invention sera mieux explicitée par les exemples suivants, servant uniquement à illustrer 1'invention, ainsi que par référence aux figures, dans lesquelles : -la Figure 1 représente un spectre UV visible d'un complexe donneur-accepteur en solution, à savoir entre la dichlorodicyanobenzoquinone, en tant qu'agent complexant accepteur x, et le 4,6-dimethyl- dibenzothiophene, en tant que compose benzothiophenique; -la Figure 2 représente un spectre UV visible d'un autre complexe donneur-accepteur en solution, à savoir entre la dichlorodicyanobenzoquinone, en tant qu'agent complexant accepteur, et le 1-methylnaphtalene; -la Figure 3 représente un graphique montrant 1'evolution de la concentration en 4,6-dimethyl-dibenzothiophene dans une solution constituée de celui-ci et d'heptane, en fonction du volume d'éluant, lorsqu'on applique le procédé de 1'invention à une telle solution; -la Figure 4 représente les spectres obtenus par chromatographie en phase gazeuse (par détecteur à ionisation de flamme (FID) et détecteur à photométrie de flamme (FDP), permettant une détection spécifique au soufre), indiquant essentiellement la presence de dérivés de la famille du dibenzothiophene, d'un gazole contenant 360 ppm de soufre. La partie a. correspond à un FPD d'un gazole avec une teneur en soufre de 360 ppm.

La partie b. correspond à un FPD d'un même gazole après complexation-filtration avec de la TNF (320 ppm résiduels). La partie c. correspond à un FID des composes aromatiques piégés par la TNF. La partie d.

correspond à un FPD des composes aromatiques piégés par la TNF; -la Figure 5 représente les analyses de chromatographie en phase gazeuse (FID et FDP) d'un gazole contenant 860 ppm de soufre. La partie a. correspond à un FID d'un gazole avec une teneur en soufre de 860 ppm. La partie b. correspond a un FPD du même gazole. La partie c. correspond a un FPD du gazole apres complexation-filtration avec de la TNF (720 ppm résiduels). La partie d. correspond à un FID des composes aromatiques piégés par la TNF. La partie e. correspond à un FPD des composes aromatiques piégés par la TNF; -la Figure 6 représente les analyses de chromatographie en phase gazeuse (FID et FDP) d'un gazole contenant 11300 ppm de soufre. La partie a. correspond à un FID d'un gazole avec une teneur en soufre de 11300 ppm. La partie b. correspond à un FPD du meme gazole. La partie c. correspond à un FPD du gazole après complexation- filtration avec de la TNF (9700 ppm résiduels). La partie d. correspond à un FPD des composes aromatiques piégés par la TNF. La partie e. correspond à la FID des composes aromatiques piégés par la TNF.

Dans les exemples qui suivent, le compose benzothiophenique 4,6-dimethyl-dibenzothiophene a été choisi, car comme dit précédemment, celui-ci est parmi les composes les plus résistants aux procédés connus de désulfuration d'un mélange d'hydrocarbures.

Exemple 1 : Détermination des constantes d'association entre la dichlorodicyanobenzoquinone, (DDQ), le 4, 6-dimethyl-dibenzothiophene (DMDBT), et un produit mimant les aromatiques contenus dans le gas-oil.

Dans un souci de simplicité, la dichloro- dicyanobenzoquinone (DDQ) a été choisie comme agent complexant accepteur 71 :. Ce compose commercial est connu pour former facilement des complexes donneur-accepteur (CDA) avec les aromatiques riches en électrons. Le mélange de solutions de DDQ et de DMDBT dans le chloroforme conduit à 1'apparition d'une intense coloration bleue (max de la bande de transfert de charge = 633 nm, voir Fig. 1). La constante d'association a été évaluée à 25°C, à 33 l. mol-1, soit AG°=15 KJ/mol, en utilisant la méthode de FOSTER, HAMMICK et WARDLEY (R. Foster, D. LL. Hammick et A. A. Wardley, J. Am. Chem. Soc., 3817 (1953)).

Pour simuler les composes aromatiques condenses pouvant entrer en compétition avec le DMDBT et ses isomères pour une complexation avec la DDQ, le 1-methylnaphtalene (MN) a été choisi, de manière analogue à ce qui a été présenté dans le brevet américain précédemment discute. La constante d'association a été déterminée dans les mêmes conditions que pour le DMDBT, le Bmax de la bande du complexe donneur-accepteur (CDA) étant de 654 nm (coloration verte et son AG°= 7, 3 KJ/mol (cf. Fig. 2).

Les mesures des constantes d'association montrent que la DDQ, accepteur x, forme un complexe avec le DMDBT et le MN, mais que 1'association avec le DMDBT est deux fois plus forte que celle avec le MN. Bien que la structure de 1'accepteur n n'ait pas été optimisée, une sélectivité notable est observée.

Exemple 2 : Separation de traces de DMDBT d'une solution d'alcanes.

Une solution de DMDBT à 2,64 g/1 (0,06% en soufre) dans 1'heptane a été filtrée sur une colonne contenant de la silice chargée à 10% en DDQ (560 mg). Des fractions de 7 ml ont été collectées et 1'apparition du DMDBT a été suivie par chromatographie en phase vapeur (CPV) capillaire par la méthode d'étalon interne, en présence de dodécane (colonne apolaire, JW DB-5, injecteur 3000C, detecteur :320°C, programmation du four 60°C a 300°C (10°C/min). La figure 3 montre l'évolution de la concentration en DMDBT en fonction du volume d'eluant.

Compte tenu de la quantité de DMDBT fixée lors de 1'elution, on remarque que plus de 90% des molécules de DDQ avaient forme un complexe de stoechiométrie 1/1 avec le DMDBT contenu dans 1'heptane.

Pour que le procédé de séparation sélective selon 1'invention soit intéressant d'un point de vue économique, il est préférable de regenerer le réactif ou recuperer 1'agent complexant accepteur re. Il existe de très nombreuses méthodes, notamment thermiques, de récupération du complexe de transfert de charge. La voie chimique a été choisie de manière préférentielle car elle est très facile d'acces, et elle permet d'évaluer facilement le taux de récupération potentiel du réactif.

Le complexe DDQ/DMDBT a été extrait par du chloroforme, puis cette solution lavée par une solution aqueuse de bisulfite de sodium (10%) et de carbonate de sodium. Cette solution a pour effet de reduire la DDQ en DDHQ (hydroquinone), ce qui permet d'extraire cette hydroquinone sous forme de phénate. La DDHQ a été récupérée par neutralisation de la solution aqueuse, et le DMDBT par évaporation de la solution chloroformique. Dans

les deux cas, les rendements de régénération sont supérieurs à 90%.

L'exemple 2 montre qu'il est possible de separer totalement le DMDBT contenu dans une solution d'alcanes, par simple filtration de la solution d'alcanes sur de la silice supportant la DDQ. La quasi-totalité de la DDQ est utilisée pour former un complexe 1/1 avec le DMDBT, qui est ainsi éliminé du mélange d'hydrocarbures. Le complexe peut être séparé par exemple par réduction de la DDQ en DDHQ. Les deux composants peuvent être récupérés, sépares, et la DDHQ peut être recyclée en DDQ par oxydation selon des méthodes connues.

Exemple 3 : Cet exemple décrit la séparation du DMDBT d'une solution d'alcanes contenant aussi un produit"mimant"les dérivés aromatiques contenus dans le gazole.

100 ml d'une solution à 0,04% de soufre dans 1'heptane ont été préparés, contenant des quantités equimolaires de DMDBT (196 mg), de MN (131 mg) et de dodécane (157 mg) comme étalon interne. Une quantité équimolaire de réactif a été ajoutée et le mélange agite à 20°C. Le facteur de séparation mesure entre le DMDBT et le MN est défini comme : aDMDBT/MN = [DMDBT/MN] complexe/[DMDBT/MN] soln D'autres composes accepteurs potentiels ont également été testes; les résultats obtenus, quant aux facteurs de séparation et aux capacités, sont résumés dans le Tableau 1 suivant.

TABLEAU 1 Valeurs de la capacité et du facteur de separation mesurées entre le DMDBT et le MN en fonction de la durée d'agitation pour différents accepteurs Temps 4h30 21 h 29 h 45 h 96 h Capacité d'agitation(gDMDBT/gcomplexe (Tamb)précipité) -Benzoquinone- Dinitro-0 0--0 fluorénone Anthraquinone 0 0, 5 - - 2,5 50% DDQ 28 42 35 90 > 48% 1000 Tetranitro-137 > > > > 37% fluorenone 1000 1000 1000 1000 Tetracyano-9, 5-132 391 191 51% quinodiméthane Le complexe forme entre la tétranitrofluorénone et le DMDBT donne les meilleurs résultats en terme de specificite. La valeur très élevée (non mesurable) de la sélectivité est très rapidement atteinte, indiquant que le MN est reste en solution alors que le DMDBT a été totalement complexe par la tetranitrofluorenone. La capacité de ces réactifs, définie comme le pourcentage en masse de DMDBT dans le complexe forme, est de 37% pour la tétranitrofluorénone et de 51% pour le tetracyanoquinodimethane.

Exemple 4: Complexation compétitive du DMDBT et du fluorene dans 1'heptane.

Dans les gazoles partiellement désulfurés, il existe des molécules aromatiques telles que le fluorene.

Ce compose pourrait entrer en compétition avec des molécules de DMDBT pour former un complexe donneur-accepteur, comme décrit dans le brevet US 5 454 933.

Ce test est donc beaucoup plus sévère et représentatif du gas-oil"reel". I1 a été effectue dans les mêmes conditions que dans 1'exemple 3, mais avec 1 équivalent de fluorene à la place du 1-methylnaphtalene. Les résultats obtenus sont regroupes dans le tableau 2 ci-dessous.

TABLEAU 2 Complexation compétitive du DMDBT et du fluorene avec la TNF Temps DMDBT adsorbe Fluorene Facteur de d'agitation (%) adsorbé (%) séparation (h) 1 27, 1 3, 7 9 2,5 37, 4 1, 9 30 17,25 65, 7 7, 3 24 24 78, 3 13, 7 19 40,5 87, 8 10,60 67,25 92, 6 12, 9 84 115 92, 2 13, 2 78

La complexation était plus lente et moins specifique qu'entre Ie DMDBT et le MN, mais on a obtenu, dans ce cas encore, un coefficient de sélectivité bien supérieur a ceux décrits dans le brevet américain précite.

Exemple 5 : Elimination du DMDBT contenu dans un gazole industriel.

Un gas-oil désulfuré de manière classique par catalyse hétérogène a été dilue à raison de 15 ml dans 200 ml d'heptane. La solution obtenue présentait une teneur en soufre (mesurée par fluorescence X) de 214 ppm, dont la moitie environ était constituée de DMDBT et d'autres composes benzothiopheniques, et 1'autre moitie de composes soufres non ou faiblement aromatiques. On a ajoute 328 mg de tetranitrofluorenone, ce qui correspondait à un équivalent de tétranitrofluorénone par rapport à la quantité de DMDBT et d'autres composes benzothiophéniques contenus dans cette solution. Des prélèvements de cette suspension ont été réalises, puis après filtration la teneur en soufre a été dosée par fluorescence X. Les résultats sont donnes ci-apres dans le Tableau 3.

TABLEAU 3 Evolution de la teneur en soufre d'une solution de gazole diluee dans 1'heptane en fonction du temps au contact de tetranitrofluorenone Temps d'agitation Taux de soufre mesure (ppm) 24h 184 49h 137 74h 119 146h 112 Les résultats décrits dans le tableau 3 montrent que 1'ensemble des composes benzothiophéniques de type DMDBT sont séparés du mélange d'hydrocarbures par complexation avec la tetranitrofluorenone. Après filtration, le précipité a été analyse par RMN et IR, et était constitue de tétranitrofluorénone et de DMDBT.

Exemple 6 : Séparation du DMDBT et autres composes benzothiopheniques du gas-oil sans dilution.

Pour cet exemple, on a utilise 100 ml de gas-oil contenant 1920 ppm de soufre, dont 50% au moins était sous forme de DMDBT et d'autres composes benzothiophéniques analogues. On a introduit 961 mg de tétranitrofluorénone dans ce gas-oil, et différents prélèvements ont été effectues après filtration. Le soufre de ce gas-oil a été dose par fluorescence X. Les résultats sont donnes ci-apres dans le Tableau 4.

TABLEAU 4 Evolution de la teneur en soufre lors de la complexation du DMDBT contenu dans le gazole industriel Temps d'agitation Taux de soufre mesure (ppm) 92h 840 116h 820 140h 820 Dans cet exemple, on remarque qu'après 92 h de contact 60% environ du soufre contenu dans le gazole a été complexe. Cette valeur correspond sensiblement à la teneur en DMDBT dans le gazole initial, ce qui montre que le procédé de séparation selon la présente invention est particulièrement sélectif et efficace vis-a-vis du DMDBT.

Exemple 7 : Elimination selective des composes de la famille du dibenzothiophene d'un gazole contenant 360 ppm de soufre.

50 g d'un gazole à 360 ppm de soufre (mesure par fluorescence X) désulfuré de manière classique par catalyse hétérogène, sont agites pendant 6 jours avec 222 mg de TNF, par agitation magnétique. Le nombre de moles de TNF ajoute est identique au nombre de moles totales de soufre présent, en considérant la masse moléculaire du 4,6-dimethyldibenzothiophene (212 g/mol) comme masse représentative moyenne. Il y a formation d'un précipité brun qui est filtre. Le filtrat présente, par mesure de fluorescence X, une teneur résiduelle en soufre de 320 ppm. Le résidu, contenant de la TNF, et les

molécules complexées, sont passes sur colonne de silice (elution au toluène) pour les séparer. On en déduit que 70% de la TNF introduite a servi à la formation de complexes de transfert de charge. Des analyses de chromatographie en phase gazeuse (FID et FPD), sont données en figure 4.

Les différences entre les chromatogrammes a. et b. montrent que la quantité de 4,6-dimethyldibenzothiophene présent dans ce gazole a considérablement diminue. Le chromatogramme du complexe d. révèle la présence de dibenzothiophene non substitue alors que ce compose n'était pas identifiable dans le chromatogramme a. du gazole. Par comparaison des surfaces de chaque pic du chromatogramme c. ou sont répertoriés tous les composes aromatiques complexes (hétérocycliques ou non), et en considérant que les coefficients de réponse sont similaires, on peut conclure que les molécules soufrées représentent environ 5% en poids des composes aromatiques complexes.

Exemple 8 Elimination selective des composes de la famille du dibenzothiophene d'un gazole contenant 860 ppm de soufre.

De manière identique à la procédure décrite dans 1'exemple 7,50 g d'un gazole à 860 ppm de soufre sont agites pendant 6 jours avec 483 mg de TNF. Après filtration du résidu, le filtrat présente, par mesure de fluorescence X, une teneur résiduelle en soufre de 720 ppm. Après décomplexation des molécules aromatiques, on en déduit que 50% de la TNF introduite a servi à la formation de complexes donneur-accepteur. Des analyses de chromatographie en phase gazeuse sont donnees figure 5.

Ce gazole contient majoritairement des dérivés mono-ou poly-alkyles du dibenzothiophene (chromatogramme b.). Une analyse précise du gazole après filtration (chromatogramme c.) indique clairement que la procédure est spécifique pour la complexation d'alkyldibenzothiophenes. Une nette diminution des concentrations en 4-MDBT, 4,6-DMDBT et 2,8-DMDBT est observée entre les chrommatogrammes b. et c.. Cependant, on trouve deux familles de produits dans le domaine d'elution des dibenzothiophenes tri-substitues : certains d'entre-eux forment des complexes donneur-accepteur avec la TNF (*, figure 5), alors que d'autres (&num , figure 5) ne sont pas élimines. Les premiers composes (*) sont des dérivés du dibenzothiphene tri-alkyles. En ce qui concerne les molécules complexées (chromatogramme d. et e.), les aromatiques soufres représentent 25% en poids de la masse totale des composes retenus. Une analyse en spectrométrie de masse indique que la structure de ces aromatiques qui entrent en compétition pour la complexation avec la TNF sont le fluorene, l'anthracène, le phénanthrène et les dérivés alkyles correspondants. La masse moléculaire des composes aromatiques piégés varie entre 166 et 220 mol/g.

Exemple 9 Elimination selective des composes de la famille du dibenzothiophene d'un gazole contenant 11300 ppm de soufre, n'ayant pas subi d'etape prealable d'hydrodesulfuration catalytique classique.

De manière identique à la procédure décrite dans 1'exemple 7,50 g d'un gazole à 11300 ppm de soufre sont agites pendant 6 jours avec 6,4 g de TNF. Après filtration du résidu, le filtrat présente, par mesure de fluorescence X, une teneur résiduelle en souffre de 9700 ppm. Après

décomplexation des molécules aromatiques, on en déduit que 20% de la TNF introduite a servi à la formation de complexes donneur-accepteur. Des analyses de chromatographie en phase gazeuse sont données en figure 6.

Ce gazole contient des dérivés de la famille des benzothiophenes et des dibenzothiophenes (chromatogramme b.). Le gazole obtenu après complexation avec la TNF et filtration (chromatogramme s) ne contient plus que des benzothiophenes : tous les pics correspondant aux derives du dibenzothiophene ont disparu. En revanche, tous les aromatiques contenant du soufre qui ont été piégés sont des derives du dibenzothiophene (chromatogramme d.). La procédure de complexation-filtration décrite est donc dans ce cas totalement selective des derives du dibenzothiophene par rapport a ceux du benzothiophene. A partir du chrommatogramme e., on calcule que les derives soufres représentent 55% en poids de la masse totale des aromatiques complexes.