Présentation
English
Auteur(s)
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Fabio ALARIO : Ingénieur ESCIL (École supérieure de chimie industrielle de Lyon) - Docteur de l’Université Pierre et Marie Curie - Ingénieur de recherche à l’Institut français du pétrole (IFP)
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Michel BARRAQUÉ : Ingénieur IGC (Institut du génie chimique de Toulouse) - Expert à la Direction stratégie-économie-programme de l’IFP
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Christian MARCILLY : Ingénieur ENSPM (École nationale supérieure du pétrole et des moteurs) - Docteur d’État - Directeur de recherche associé - Institut français du pétrole (IFP)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les hydrocarbures aromatiques, qui sont principalement obtenus par reformage catalytique, ont pour principal débouché la production de carburants.
Dans une moindre mesure, ils doivent aussi répondre à la demande en matières premières aromatiques de l’industrie pétrochimique, principalement orientée vers le benzène, l’orthoxylène et surtout le paraxylène, isomère le plus recherché parmi les trois xylènes. L’unité de vapocraquage ne produit, en quantités significatives, que du benzène et du toluène qui peut être converti en benzène puis en éthylbenzène.
Les essences de reformage et de vapocraquage subissent toute une série de traitements permettant la séparation physique du benzène (B), du toluène (T) et des xylènes (X). Ces derniers étant obtenus dans des proportions non adaptées à la demande, il est alors nécessaire de procéder à des transformations complémentaires :
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conversion des aromatiques par hydrodésalkylation du toluène en benzène ;
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isomérisation des xylènes et de l’éthylbenzène ;
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désalkylation de l’éthylbenzène ;
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dismutation/transalkylation du toluène, etc.
Les principaux débouchés du benzène sont, par ordre d’importance décroissante, les fabrications de l’éthylbenzène (conduisant au styrène et au polystyrène), du cumène, du cyclohexane et du nitrobenzène, qui font l’objet d’articles séparés dans le présent traité.
Le toluène est essentiellement transformé par désalkylation ou dismutation-transalkylation, utilisé comme solvant, comme constituant d’essences, ou bien converti en toluènediisocyanate ou en caprolactame.
Quant aux xylènes, l’isomère méta a pour seul débouché la production d’acide isophtalique. La quasi-totalité de l’orthoxylène sert à la fabrication d’anhydride phtalique. L’isomère para, le plus recherché, est l’intermédiaire de synthèse conduisant pour plus des 2/3 à l’acide téréphtalique et pour le reste au téréphtalate de diméthyle essentiellement, précurseurs des résines polyesters. Les mélanges de xylènes contenant également de l’éthylbenzène sont employés comme solvant ou comme constituant d’essence.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 1985 par Alain CHAUVEL
- Version courante de mars 2011 par Emmanuelle GUILLON, Philibert LEFLAIVE
DOI (Digital Object Identifier)
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Modes physiques de séparation
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1. Schéma global d’un « complexe aromatique »
La figure 2 présente l’ensemble des étapes de séparation et de purification en vue de la production de BTX à partir de charges aromatiques provenant essentiellement du reformage catalytique et de la pyrolyse (vapocraquage) de naphtas. Cette « essence aromatique » subit un traitement préliminaire par fractionnement et/ou par hydrogénations sélectives (surtout pour l’essence de pyrolyse). Les produits non aromatiques sont ensuite éliminés par extraction par solvant. Le benzène et le toluène purs sont obtenus par distillation. La production de benzène peut être optimisée par hydrodésalkylation du toluène.
Lorsque la coupe aromatique provient d’un reformat, et si l’on souhaite produire de l’orthoxylène (oX), ce dernier est obtenu par distillation des aromatiques en C8 (par superfractionnement ). Le pX est séparé ensuite par cristallisation, ou bien et surtout par adsorption. Le raffinat, riche en métaxylène (mX), est enfin traité par isomérisation catalytique qui redonne un mélange d’aromatiques en C8 , dans lequel la proportion des xylènes est pratiquement celle de l’équilibre thermodynamique, et d’où il faut à nouveau séparer les produits recherchés. On crée de cette manière une véritable « boucle aromatique » qui permet en définitive d’épuiser la totalité du mX ou, le cas échéant, d’effectuer un soutirage de C8 en mélange, pour des usages déterminés.
Les coupes aromatiques à traiter par la boucle pour produire des xylènes doivent être d’une pureté suffisante. Le reformage catalytique à basse sévérité et le vapocraquage fournissant des essences contenant des paraffines, celles-ci doivent être extraites par un solvant. En revanche, le reformage catalytique à haute sévérité (tel le procédé Aromizing de l’IFP) produit directement par distillation une coupe « de cœur » pratiquement exempte de paraffines, et qui peut être utilisée telle quelle. Après séparation du benzène et du toluène, les coupes aromatiques riches en C8 ont la composition moyenne donnée dans le tableau 1.
La répartition en 1994 des différentes sources d’aromatiques pour les besoins de la chimie était la suivante :
- ...
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