Bibliographie & annexes
Présentation
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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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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Procédés de conversion des aromatiques3. Traitement de la coupe C8 aromatique
3.1 Caractéristiques des composants
Le reformage catalytique, le vapocraquage et les techniques associées (extraction par solvant ou distillation extractive et distillation classique) fournissent le benzène et le toluène purs, ainsi qu’une coupe C8 aromatique (oX, mX, pX, EB) et également une coupe C9+ aromatique.
La séparation et la purification des divers éléments de la coupe C8 aromatique soulèvent un certain nombre de difficultés que fait apparaître immédiatement l’examen des propriétés physico-chimiques de ces composés (tableau 2).
HAUT DE PAGE3.2 Séparation de l’éthylbenzène et de l’orthoxylène
Alors qu’il n’est pas possible de séparer par distillation le mX du pX puisque leurs températures d’ébullition ne diffèrent que de 0,8 oC, cette opération peut s’appliquer pour isoler l’oX et l’EB ; encore s’agit-il alors d’effectuer des superfractionnements, c’est-à-dire de faire appel à un nombre de plateaux réels et un taux de reflux élevés. Ainsi, pour récupérer plus de 95 % de l’EB contenu dans une coupe C8 aromatique avec une pureté supérieure à 99,8 (en masse), faut-il utiliser environ 390 plateaux réels et des taux de reflux atteignant 80 à 90. La récupération de l’oX est moins difficile, bien qu’elle nécessite deux colonnes en série, la première assurant le superfractionnement (80 à 150 plateaux et des taux de reflux de 7 à 15), la seconde l’élimination des C 9 aromatiques en fond de colonne (40 à 60 plateaux et des taux de reflux de 1 à 2).
HAUT DE PAGE3.3 Séparation du paraxylène
Industriellement, le pX est obtenu par cristallisation et par adsorption. On peut également envisager une combinaison de ces deux opérations.
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