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FR3060558A1 - PROCESS FOR PRODUCING BUTADIENE COMPRISING IMPROVED SEPARATION STEPS - Google Patents

PROCESS FOR PRODUCING BUTADIENE COMPRISING IMPROVED SEPARATION STEPS Download PDF

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FR3060558A1
FR3060558A1 FR1662968A FR1662968A FR3060558A1 FR 3060558 A1 FR3060558 A1 FR 3060558A1 FR 1662968 A FR1662968 A FR 1662968A FR 1662968 A FR1662968 A FR 1662968A FR 3060558 A1 FR3060558 A1 FR 3060558A1
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Beatrice Fischer
Rejane Dastillung
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Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Abstract

L'invention concerne l'utilisation d'une colonne à cloison pour séparer une charge comprenant de l'éthanol, de l'acétaldéhyde, du butadiène et de l'eau ainsi qu'un procédé de production de butadiène à partir d'éthanol mettant en œuvre des étapes de séparation comprenant des colonnes à cloison.The invention relates to the use of a bulkhead column for separating a feedstock comprising ethanol, acetaldehyde, butadiene and water and a process for the production of butadiene from ethanol implementing separation steps comprising partition columns.

Description

Titulaire(s) : IFP ENERGIES NOUVELLES Etablissement public,COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN Société en commandite par actions, MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE S.A. Société anonyme.Holder (s): IFP ENERGIES NOUVELLES Public establishment, COMPAGNIE GENERALE DES ETABLISSEMENTS MICHELIN Limited partnership with shares, MICHELIN RECHERCHE ET TECHNIQUE S.A. Société anonyme.

Mandataire(s) : IFP ENERGIES NOUVELLES.Agent (s): IFP ENERGIES NOUVELLES.

Pty PROCEDE DE PRODUCTION DE BUTADIENE COMPRENANT DES ETAPES DE SEPARATION AMELIOREES.Pty PROCESS FOR PRODUCING BUTADIENE COMPRISING IMPROVED SEPARATION STEPS.

L'invention concerne l'utilisation d'une colonne à cloison pour séparer une charge comprenant de l'éthanol, de l'acétaldéhyde, du butadiène et de l'eau ainsi qu'un procédé de production de butadiène à partir d'éthanol mettant en oeuvre des étapes de séparation comprenant des colonnes à cloison.The invention relates to the use of a partition column for separating a feed comprising ethanol, acetaldehyde, butadiene and water as well as a process for producing butadiene from ethanol using implementing separation steps comprising partition columns.

FR 3 060 558 - A1FR 3 060 558 - A1

Figure FR3060558A1_D0001

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

L’invention concerne un procédé de production de butadiène à partir d’éthanol opérant en deux étapes réactionnelles : une première étape réactionnelle produisant de l’acétaldéhyde, et une seconde étape produisant du butadiène à partir d’un mélange d’éthanol et d’acétaldéhyde.The invention relates to a process for the production of butadiene from ethanol, operating in two reaction stages: a first reaction stage producing acetaldehyde, and a second stage producing butadiene from a mixture of ethanol and acetaldehyde.

ART ANTÉRIEURPRIOR ART

Le procédé de production de 1,3-butadiène à partir d’éthanol a un taux de conversion par passe limité. Le(s) réactif(s) non consommé(s) doivent donc passer plusieurs fois dans un enchaînement d’opération unitaires de séparation ainsi que dans le(s) réacteur(s) avant d’être convertis en 1,3butadiène. Chaque perte dans les opérations unitaires se traduit par une perte globale au sein du procédé qui devient rapidement inacceptable d’un point de vue économique.The process for producing 1,3-butadiene from ethanol has a limited pass conversion rate. The unconsumed reagent (s) must therefore pass several times in a sequence of unitary separation operations as well as in the reactor (s) before being converted into 1,3butadiene. Each loss in unit operations results in an overall loss within the process which quickly becomes unacceptable from an economic point of view.

De plus le catalyseur permettant de produire du 1,3-butadiène génère de très nombreux sous-produits en faible quantité :In addition, the catalyst used to produce 1,3-butadiene generates numerous by-products in small quantities:

• des hydrocarbures comprenant de 1 à 16 atomes de carbone, saturés ou insaturés, voire aromatiques, • des produits oxygénés (tels que des alcools, des phénols, des aldéhydes, des eétones, des acides, des esters, des éthers, des acétals,...), saturés ou insaturés, voire aromatiques.• hydrocarbons comprising from 1 to 16 carbon atoms, saturated or unsaturated, or even aromatic, • oxygenated products (such as alcohols, phenols, aldehydes, eetones, acids, esters, ethers, acetals, ...), saturated or unsaturated, even aromatic.

Certains de ces sous-produits sont générés en quantités significatives, notamment le diéthyléther ou l’acétate d’éthyle.Some of these by-products are generated in significant quantities, in particular diethyl ether or ethyl acetate.

Par ailleurs, la réaction de conversion de l’éthanol ou d’un mélange éthanol/acétaldéhyde en 1,3butadiène produit de l’eau (2 moles d’eau environ par mole de 1,3-butadiène), qui doit être éliminée du procédé.Furthermore, the reaction for converting ethanol or an ethanol / acetaldehyde mixture to 1,3butadiene produces water (approximately 2 moles of water per mole of 1,3-butadiene), which must be eliminated from the process.

Enfin de l’hydrogène est produit en grande quantité dans la première zone réactionnelle de conversion de l’éthanol en acétaldéhyde (1 mole d’hydrogène environ par mole d’acétaldéhyde) ainsi que, de manière plus faible, dans la seconde zone réactionnelle de conversion du mélange éthanol / acétaldéhyde en 1,3 butadiène. Cet hydrogène peut être brûlé pour être valorisé en énergie thermique, ou bien purifié pour être vendu.Finally, hydrogen is produced in large quantities in the first reaction zone for converting ethanol into acetaldehyde (approximately 1 mole of hydrogen per mole of acetaldehyde) as well as, in a weaker manner, in the second reaction zone of conversion of the ethanol / acetaldehyde mixture to 1.3 butadiene. This hydrogen can be burned to be used as thermal energy, or purified to be sold.

Une partie de ces sous-produits sont gazeux dans les conditions opératoires du procédé en aval des réacteurs au niveau des séparateurs et sont problématiques pour la purification du 1,3-butadiène. Une autre partie de ces sous-produits sont liquides dans les conditions opératoires du procédé en aval des réacteurs au niveau des séparateurs. Il n’est pas aisé d’éliminer ces sous-produits liquides de l’éthanol et de l’acétaldéhyde non converti avant de recycler ces derniers vers le réacteur catalytique produisant le 1,3-butadiène. En particulier, une part importante (environ 70%pds) des sous-produits liquides ont une volatilité intermédiaire entre celle de l’éthanol et de l’acétaldéhyde. Une fraction de ces sous-produits liquides de volatilité intermédiaire entre celle de l’éthanol et de l’acétaldéhyde peut être éliminée par simple distillation, mais avec une perte en éthanol et acétaldéhyde. Cette perte en réactifs rend le procédé peu attractif d’un point de vue économique.Part of these by-products are gaseous under the operating conditions of the process downstream of the reactors at the level of the separators and are problematic for the purification of 1,3-butadiene. Another part of these by-products is liquid under the operating conditions of the process downstream of the reactors at the level of the separators. It is not easy to remove these liquid by-products from ethanol and unconverted acetaldehyde before recycling them to the catalytic reactor producing 1,3-butadiene. In particular, a large proportion (around 70% by weight) of liquid by-products have an intermediate volatility between that of ethanol and acetaldehyde. A fraction of these liquid by-products with volatility intermediate between that of ethanol and acetaldehyde can be eliminated by simple distillation, but with a loss of ethanol and acetaldehyde. This loss of reagents makes the process unattractive from an economic point of view.

D’autres sous-produits sont générés en quantité infimes. On qualifie d’« huiles brunes » ces milliers de composés hydrocarbures et oxygénés produits dans les sections réactionnelles. Ces « huiles brunes » ont la particularité d’être solubles dans l’éthanol, mais insolubles dans l’eau. Elles peuvent encrasser et boucher les équipements partout où elles ne sont pas diluées par une grande quantité d’éthanol.Other byproducts are generated in minute quantities. These thousands of hydrocarbon and oxygenated compounds produced in the reaction sections are called "brown oils". These "brown oils" have the particularity of being soluble in ethanol, but insoluble in water. They can clog and clog equipment wherever they are not diluted with a large amount of ethanol.

En outre, l’éthanol et l’acétaldéhyde peuvent réagir ensemble pour former du diéthylacétal et de l’eau. La réaction de formation de diéthylacétal est équilibrée : la réaction vers le diéthylacétal est favorisée par une température basse, et la réaction inverse par une température élevée. La cinétique est évidemment favorisée par une température élevée, mais également par la présence d’acide, en particulier l’acide acétique qui est une des impuretés produites dans le deuxième réacteur. C’est pourquoi le diéthylacétal revenant vers le réacteur va être transformé à nouveau en acétaldéhyde et éthanol. La production de diéthylacétal peut par contre se produire au sein des opérations unitaires de séparation qui sont mises en œuvre pour purifier et recycler l’éthanol et l’acétaldéhyde. Suivant l’enchaînement d’opérations unitaires qui est mis en œuvre, ce diéthylacétal peut être éliminé avec les sous-produits, ce qui représente alors une perte indirecte en éthanol et acétaldéhyde. Cette perte en réactifs, si elle avait lieu, diminuerait l’intérêt économique du procédé.In addition, ethanol and acetaldehyde can react together to form diethylacetal and water. The reaction for the formation of diethylacetal is balanced: the reaction towards diethylacetal is favored by a low temperature, and the reverse reaction by a high temperature. The kinetics are obviously favored by a high temperature, but also by the presence of acid, in particular acetic acid which is one of the impurities produced in the second reactor. This is why the diethylacetal returning to the reactor will be transformed again into acetaldehyde and ethanol. On the other hand, the production of diethylacetal can occur within unitary separation operations which are used to purify and recycle ethanol and acetaldehyde. Depending on the sequence of unit operations that is implemented, this diethylacetal can be eliminated with the by-products, which then represents an indirect loss in ethanol and acetaldehyde. This loss of reagents, if it occurred, would decrease the economic benefit of the process.

Enfin, une partie importante des sous-produits liquides est instable (oléfines, aldéhydes,...), et réagit dans les conditions de température et pression des opérations unitaires de séparation qui sont mises en œuvre pour purifier et recycler l’éthanol et l’acétaldéhyde. Ces réactions génèrent des sousproduits plus lourds qui peuvent précipiter et ainsi encrasser les différents équipements.Finally, a significant part of the liquid by-products is unstable (olefins, aldehydes, ...), and reacts under the conditions of temperature and pressure of the unitary separation operations which are used to purify and recycle ethanol and l acetaldehyde. These reactions generate heavier byproducts which can precipitate and thus foul the various equipment.

Dans le procédé CARBIDE de production de 1,3-butadiène en deux étapes, présenté dans le livre « Synthetic rubber », chapitre 4 (W.J. Toussaint et J. Lee Marah), un effluent liquide contenant l’éthanol et l’acétaldéhyde non convertis, l’eau produite par la réaction et introduite dans le procédé pour purifier les effluents gazeux, ainsi que les nombreux sous-produits liquides, est traité par un enchaînement de trois colonnes à distiller. Des soutirages latéraux, suivis d’un lavage et de recyclages partiels étaient prévus, et même dans ces conditions, l’opération était souvent interrompue pour laver l’unité avant de redémarrer.In the CARBIDE process for the production of 1,3-butadiene in two stages, presented in the book "Synthetic rubber", chapter 4 (WJ Toussaint and J. Lee Marah), a liquid effluent containing ethanol and acetaldehyde not converted , the water produced by the reaction and introduced into the process to purify the gaseous effluents, as well as the numerous liquid by-products, is treated by a sequence of three columns to be distilled. Lateral racking, followed by partial washing and recycling were planned, and even under these conditions, the operation was often interrupted to wash the unit before restarting.

Le brevet français FR 3 026 100 présente une solution par lavage aux hydrocarbures et contre-lavage à l’eau pour éliminer une grande partie des impuretés avant de distiller le mélange résiduel en deux colonnes pour le recycler vers les deux réacteurs. Un inconvénient de cette méthode est que lors de l’opération de lavage/contre lavage une précipitation peut se produire, qui conduirait alors à la formation d’un dépôt sur la colonne de lavage, ce qui peut être gênant pour l’opération. L’eau résiduelle de la distillation, utilisée normalement pour le contre lavage, garderait alors également une partie de ce dépôt. En utilisant un autre solvant que les hydrocarbures on pourrait éviter ce dépôt, mais ce solvant est plus visqueux, et nécessiterait une température d’opération plus élevée qui rend la présence d’acétaldéhyde, très volatil, gênante.French patent FR 3,026,100 presents a solution by washing with hydrocarbons and backwashing with water to remove a large part of the impurities before distilling the residual mixture in two columns for recycling to the two reactors. A disadvantage of this method is that during the washing / backwashing operation precipitation can occur, which would then lead to the formation of a deposit on the washing column, which can be troublesome for the operation. The residual distillation water, normally used for backwashing, would also keep part of this deposit. By using a solvent other than hydrocarbons, this deposit could be avoided, but this solvent is more viscous, and would require a higher operating temperature which makes the presence of acetaldehyde, very volatile, annoying.

De plus, la présence de diéthylacétal formé par la réaction de l’éthanol avec l’acétaldéhyde, engendre des pertes, car ce composé est partiellement extrait par les hydrocarbures.In addition, the presence of diethylacetal formed by the reaction of ethanol with acetaldehyde causes losses, because this compound is partially extracted by hydrocarbons.

Un autre problème du procédé est le très grand nombre de colonnes, qui ne facilite pas l’opération et le démarrage, et la grande quantité d’énergie nécessaire, à la fois dans les sections réactionnelles et dans les sections de séparation, aboutissant à un coût de transformation élevé.Another problem with the process is the very large number of columns, which does not facilitate operation and start-up, and the large amount of energy required, both in the reaction sections and in the separation sections, resulting in a high processing cost.

L’objet du présent brevet est de pallier à ces inconvénients par un arrangement du procédé différent, diminuant les risques de perte de produit et d’encrassement, diminuant le nombre d’étapes de séparation, et diminuant l’énergie nécessaire à la purification des différents composés.The object of this patent is to overcome these drawbacks by an arrangement of the different process, reducing the risk of product loss and fouling, reducing the number of separation steps, and reducing the energy required for the purification of different compounds.

OBJET ET INTÉRÊT DE L’INVENTIONOBJECT AND INTEREST OF THE INVENTION

Un avantage du procédé selon l’invention, ou de l’utilisation d’une colonne à cloison selon l’invention, est d’empêcher, ou au moins de limiter fortement la formation du diéthylacétal, en séparant de manière efficace l’acétaldéhyde de l’éthanol, de façon à ce que le temps de séjour en commun de ces deux composés soit le plus réduit possible.An advantage of the process according to the invention, or of the use of a partition column according to the invention, is to prevent, or at least greatly limit the formation of diethylacetal, by effectively separating the acetaldehyde from ethanol, so that the joint residence time of these two compounds is as short as possible.

La demanderesse a également identifié un agencement d'opérations unitaires permettant de séparer très tôt l’éthanol et l’acétaldéhyde, ce qui permet de traiter séparément et de manière spécifique les coupes comprenant ces composés.The Applicant has also identified an arrangement of unit operations making it possible to separate ethanol and acetaldehyde very early on, which makes it possible to treat separately and in a specific manner the sections comprising these compounds.

En particulier, la demanderesse a découvert qu’une utilisation judicieuse de colonnes à cloison dans les étapes D2) de première purification du butadiène et E3) de traitement de l’éthanol permet non seulement d’améliorer le rendement global du procédé, notamment en diminuant les pertes de réactifs, mais également de réduire sa consommation énergétique tout en réduisant le nombre d’équipements nécessaires et les problèmes opératoires liés à des encrassements.In particular, the Applicant has discovered that judicious use of partition columns in steps D2) of first purification of butadiene and E3) of ethanol treatment not only makes it possible to improve the overall yield of the process, in particular by reducing the loss of reagents, but also to reduce its energy consumption while reducing the number of necessary equipment and the operational problems linked to fouling.

Les colonnes à cloison (dividing wall column selon la dénomination anglaise) sont décrites dans de nombreux brevets tels que le brevet US 5,914,012.Dividing wall columns are described in many patents such as US patent 5,914,012.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

L’invention porte sur l’utilisation d’une colonne à cloison pour séparer une alimentation comprenant du butadiène, de l’éthanol, de l’acétaldéhyde et de l’eau en un effluent butadiène brut en tête comprenant plus de 90%poids de butadiène, un effluent acétaldéhyde brut en tant que soutirage latéral et un effluent éthanol brut en fond, ladite colonne étant également alimentée par un flux d’eau, ladite cloison de la colonne à cloison partitionnant une section centrale de la colonne en deux compartiments, le compartiment central dans lequel est réalisé l’alimentation étant appelé compartiment d’entrée, le compartiment central duquel est soutiré l’effluent acétaldéhyde brut étant appelé compartiment de soutirage et les parties supérieures et inférieures de la colonne ne comprenant pas de cloison étant appelées respectivement compartiment de tête et compartiment de fond, ledit compartiment d’entrée comprenant entre 8 et 15 plateaux théoriques, avantageusement entre 10 et 12, ledit compartiment de soutirage comprend entre 8 et 15 plateaux théoriques, avantageusement entre 10 et 12, ledit compartiment de tête comprenant de 5 à 20 plateaux théoriques, avantageusement de 10 à 15 et ledit compartiment de fond comprenant entre 5 et 10 plateaux théoriques, avantageusement entre 6 et 10.The invention relates to the use of a partition column for separating a feed comprising butadiene, ethanol, acetaldehyde and water into a raw butadiene effluent at the top comprising more than 90% by weight of butadiene, a raw acetaldehyde effluent as a side draw-off and a raw ethanol effluent at the bottom, said column also being supplied by a flow of water, said partition of the partition column partitioning a central section of the column into two compartments, the central compartment in which the supply is carried out being called the inlet compartment, the central compartment from which the raw acetaldehyde effluent is withdrawn being called the withdrawal compartment and the upper and lower parts of the column not comprising a partition being called respectively compartment head and bottom compartment, said inlet compartment comprising between 8 and 15 theo trays risks, advantageously between 10 and 12, said withdrawal compartment comprises between 8 and 15 theoretical plates, advantageously between 10 and 12, said head compartment comprising from 5 to 20 theoretical plates, advantageously from 10 to 15 and said bottom compartment comprising between 5 and 10 theoretical platforms, advantageously between 6 and 10.

L’alimentation de ladite colonne à cloison comprend avantageusement de 20 à 30% de butadiène, de 50 à 60 % d’éthanol, de 3 à 8 % d’acétaldéhyde et de l’eau, les pourcentages étant des pourcentages molaires.The supply to said partition column advantageously comprises from 20 to 30% of butadiene, from 50 to 60% of ethanol, from 3 to 8% of acetaldehyde and of water, the percentages being molar percentages.

Un dispositif spécial connu de l’Homme du métier permet de répartir le liquide issu du compartiment de tête entre les compartiments d’entrée et de soutirage. Avantageusement, entre 40 et 70% molaire du liquide issu du compartiment de tête est dirigé vers le compartiment d’entrée, préférentiellement entre 50 et 60% et très préférentiellement entre 55 et 60%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment de soutirage.A special device known to those skilled in the art distributes the liquid from the head compartment between the inlet and withdrawal compartments. Advantageously, between 40 and 70 mol% of the liquid coming from the head compartment is directed towards the inlet compartment, preferably between 50 and 60% and very preferentially between 55 and 60%, the residual fraction feeding the racking compartment.

Un dispositif spécial connu de l’Homme du métier permet de répartir le gaz issu du compartiment de fond entre les compartiments d’entrée et de soutirage. Avantageusement, entre 50 et 80% molaire du gaz issu du compartiment de fond est dirigé vers le compartiment d’entrée, préférentiellement entre 60 et 70%, et très préférentiellement entre 65 et 70%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment de soutirage.A special device known to those skilled in the art distributes the gas from the bottom compartment between the inlet and withdrawal compartments. Advantageously, between 50 and 80 mol% of the gas coming from the bottom compartment is directed towards the inlet compartment, preferably between 60 and 70%, and very preferably between 65 and 70%, the residual fraction feeding the withdrawal compartment.

Ladite alimentation de ladite colonne à cloison est alimenté à un plateau situé dans le tiers central dudit compartiment d’entrée. Ainsi, si par exemple le compartiment d’entrée comprend 9 étages théoriques, ledit mélange est alimenté entre les plateaux 4 et 6.Said supply to said partition column is supplied to a tray located in the central third of said inlet compartment. Thus, if for example the entry compartment comprises 9 theoretical stages, said mixture is supplied between the plates 4 and 6.

Ledit flux d’eau alimentant ladite colonne à cloison est alimenté à un plateau situé dans le tiers supérieur dudit compartiment d’entrée.Said flow of water supplying said partition column is supplied to a tray located in the upper third of said inlet compartment.

Le compartiment de tête reçoit les phases gaz issues des compartiments d’entrée et de soutirage, qui sont mélangées et mises en contact avec le liquide dans le plateau du compartiment de tête situé immédiatement au-dessus de la cloison.The head compartment receives the gas phases from the inlet and withdrawal compartments, which are mixed and brought into contact with the liquid in the head compartment tray located immediately above the partition.

Aucune alimentation n’est réalisée dans le compartiment de soutirage. La configuration de la colonne à cloison selon l’invention permet de former un ventre de concentration d’acétaldéhyde dans le compartiment de soutirage, de telle sorte que l’effluent acétaldéhyde brut soutiré comprend plus de 70% molaire d’acétaldéhyde.No feeding is carried out in the racking compartment. The configuration of the partition column according to the invention makes it possible to form a stomach for the concentration of acetaldehyde in the withdrawal compartment, so that the raw acetaldehyde effluent withdrawn comprises more than 70 mol% of acetaldehyde.

De plus, la configuration selon l’invention permet de diminuer considérablement la concentration en acétaldéhyde dans le compartiment de fond de ladite colonne et de n’avoir que des traces de ce composé dans le rebouilleur. Dans la configuration selon l’invention, la petite quantité de diéthylacétal produite en amont du procédé par réaction de l’éthanol et de l’acétaldéhyde dans les différentes opérations de séparation à basse température se retrouve dans le compartiment de fond de colonne et dans le rebouilleur, avec un temps de séjour voisin de 8 à 10 minutes, à une température plus élevée, et sans acétaldéhyde. Il va donc pouvoir se redécomposer en éthanol et acétaldéhyde. Ce dernier, plus léger, remonte alors dans la colonne pour être soutiré dans l’effluent acétaldéhyde brut.In addition, the configuration according to the invention makes it possible to considerably reduce the concentration of acetaldehyde in the bottom compartment of said column and to have only traces of this compound in the reboiler. In the configuration according to the invention, the small amount of diethylacetal produced upstream of the process by reaction of ethanol and acetaldehyde in the various separation operations at low temperature is found in the bottom of the column compartment and in the reboiler, with a residence time of 8 to 10 minutes, at a higher temperature, and without acetaldehyde. It will therefore be able to redecompose into ethanol and acetaldehyde. The latter, lighter, then rises in the column to be withdrawn in the raw acetaldehyde effluent.

On injecte avantageusement en tête de ladite colonne à cloison un débit d’eau correspondant à 15 à 20% molaire du débit de butadiène soutiré en tête de ladite colonne. Ce débit d’eau permet de réduire la quantité d’acétaldéhyde présente dans l’effluent butadiène brut.Advantageously, a water flow corresponding to 15 to 20 mol% of the flow of butadiene withdrawn at the head of said column is injected at the head of said partition column. This flow of water reduces the amount of acetaldehyde present in the crude butadiene effluent.

L’invention porte également sur un procédé de production de butadiène à partir d’une charge éthanol comprenant au moins 80% poids d’éthanol comprenant au moins :The invention also relates to a process for the production of butadiene from an ethanol feedstock comprising at least 80% by weight of ethanol comprising at least:

A) une étape de conversion de l’éthanol en acétaldéhyde comprenant au moins :A) a step for converting ethanol into acetaldehyde comprising at least:

une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction de l’effluent riche en éthanol issu de l’étape E3), opérée à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa et à une température comprise entre 200 et 500°C en présenced’un catalyseur, et une section de séparation permettant de séparer l’effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent hydrogène et un effluent éthanol/acétaldéhyde ;a reaction section fed at least with a fraction of the ethanol-rich effluent from step E3), operated at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa and at a temperature between 200 and 500 ° C. presence of a catalyst, and a separation section making it possible to separate the effluent from said reaction section into at least one hydrogen effluent and one ethanol / acetaldehyde effluent;

B) une étape de conversion en butadiène comprenant au moins :B) a butadiene conversion stage comprising at least:

une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), par un effluent de lavage issu de l’étape C1), par une fraction de l’effluent riche en acétaldéhyde issu de l’étape E1), opérée en présence d’un catalyseur, à une température comprise entre 300 et 400°C, et à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, les débits d’alimentation étant réglés de telle sorte que le rapport molaire éthanol/acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, et une section de séparation permettant de séparer l’effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent gazeux et un effluent liquide ;a reaction section fed at least with a fraction of said ethanol / acetaldehyde effluent from step A), with a washing effluent from step C1), with a fraction of the acetaldehyde-rich effluent from step E1), operated in the presence of a catalyst, at a temperature between 300 and 400 ° C, and at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, the feed rates being adjusted so that the ratio ethanol / acetaldehyde molar at the inlet of said reaction section is between 1 and 5, and a separation section for separating the effluent from said reaction section into at least one gaseous effluent and one liquid effluent;

C1) une étape de traitement de l’hydrogène comprenant au moins :C1) a hydrogen treatment step comprising at least:

une section de compression comprimant ledit effluent hydrogène issu de l'étape A) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, et une section de lavage gaz-liquide alimentée à une température comprise entre 25 et 60°C par ledit effluent hydrogène issu de la section de compression, à une température comprise entre 15°C et -30°C par une fraction dudit effluentriche en éthanol issu de l’étape E3), et par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), et produisant au moins un effluent de lavage et un effluent hydrogène purifié ;a compression section compressing said hydrogen effluent from step A) at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, and a gas-liquid washing section supplied at a temperature between 25 and 60 ° C by said hydrogen effluent from the compression section, at a temperature between 15 ° C and -30 ° C by a fraction of said ethanol effluentrich from step E3), and by a fraction of said ethanol / acetaldehyde effluent from step A), and producing at least one washing effluent and one purified hydrogen effluent;

D1) une étape d'extraction du butadiène comprenant au moins :D1) a butadiene extraction step comprising at least:

une section de compression comprimant ledit effluent gazeux issu de l’étape B) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, une section de lavage gaz-liquide comprenant une colonne de lavage alimentée en tête à une température comprise entre 20 et -20°C par un lux éthanol constitué de ladite charge éthanol du procédé et/ou d’une fraction de l’effluent riche en éthanol issu de l’étape E3) et en fond par ledit effluent gazeux issue de l’étape B) comprimé et refroidi, et produisant au moins un effluent sous-produits gazeux et un effluent butadiène de lavage ;a compression section compressing said gaseous effluent from step B) at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, a gas-liquid washing section comprising a washing column supplied at the head at a temperature between 20 and -20 ° C. with an ethanol lux consisting of said ethanol feedstock of the process and / or of a fraction of the effluent rich in ethanol coming from step E3) and at the bottom by said gaseous effluent coming from step B ) compressed and cooled, and producing at least one effluent by-product gas and one butadiene washing effluent;

D2) une étape de première purification du butadiène comprenant au moins :D2) a step of first purification of butadiene comprising at least:

une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par l’effluent liquide issu de ladite étape B) en mélange avec l’effluent butadiène de lavage issu de l’étape D1) et par l’effluent eau de contre-lavage issu de l’étape E1) et produisant un effluent butadiène brut, un effluent acétaldéhyde brut et un effluent éthanol brut ; une section de lavage gaz-liquide alimentée en fond par ledit effluent butadiène brut et en tête par un flux d'eau, et produisant en tête un effluent butadiène pré-purifié et en fond un effluent eau usée ;a distillation section comprising a partition column supplied at least with the liquid effluent from said step B) mixed with the butadiene washing effluent from step D1) and by the backwashing water effluent from from step E1) and producing a crude butadiene effluent, a crude acetaldehyde effluent and a crude ethanol effluent; a gas-liquid washing section fed at the bottom with said raw butadiene effluent and at the head with a flow of water, and producing at the head a pre-purified butadiene effluent and at the bottom with a waste water effluent;

D3) une étape ultérieure de purification du butadiène, alimentée au moins par ledit effluent butadiène pré-purifié issu de ladite étape D2), et produisant au moins un effluent butadiène purifié ;D3) a subsequent butadiene purification step, fed at least with said pre-purified butadiene effluent from said step D2), and producing at least one purified butadiene effluent;

E1) une étape de lavage de l’acétaldéhyde alimenté par l’effluent acétaldéhyde brut issu de l’étape D2) et par une fraction de l’effluent eau usée issu de l’étape D2), et produisant un effluent eau de contre-lavage, un effluent riche en acétaldéhyde et un effluent diéthyléther ;E1) a step of washing the acetaldehyde supplied by the raw acetaldehyde effluent from step D2) and by a fraction of the wastewater effluent from step D2), and producing a counter-water effluent washing, an effluent rich in acetaldehyde and a diethyl ether effluent;

E2) une étape de traitement des effluents, alimentée au moins par l’effluent éthanol brut issu de l’étape D2), et par une fraction de l’effluent riche en eau issu de l’étape E3), et produisant au moins un raffinât éthanol, un effluent huiles brunes légères et un effluent huiles brunes lourdes ;E2) an effluent treatment step, fed at least with the raw ethanol effluent from step D2), and with a fraction of the water-rich effluent from step E3), and producing at least one ethanol raffinate, a light brown oil effluent and a heavy brown oil effluent;

E3) une étape de séparation de l’éthanol comprenant une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par le raffinât éthanol issu de l’étape E2), et produisant au moins un effluent riche en éthanol, un effluent riche en eau et un effluent eau sale ;E3) a step for separating the ethanol comprising a distillation section comprising a partition column supplied at least with the ethanol raffinate from step E2), and producing at least one effluent rich in ethanol, an effluent rich in water and a dirty water effluent;

F) une étape de lavage à l’eau, alimentée par l'effluent sous-produits gazeux issu de l’étape D1), ainsi que par une fraction de l’effluent riche en eau issu de ladite étape E3) et produisant au moins un effluent eau alcoolisée.F) a step of washing with water, supplied with the gaseous by-product effluent from step D1), as well as by a fraction of the water-rich effluent from said step E3) and producing at least an alcoholic water effluent.

ChargeCharge

La charge éthanol utilisée dans le procédé selon l’invention peut provenir de toute origine, fossile, végétale ou animale, et en particulier des procédés de production d’éthanol à partir de ressources végétale. Ladite charge comprend au moins 80% poids d’éthanol, préférentiellement au moins 90% poids, et de manière préférée au moins 93 % poids. De manière très préférée, ladite charge éthanol répond aux spécifications d’éthanol carburant EN 15376.The ethanol feedstock used in the process according to the invention can come from any origin, fossil, plant or animal, and in particular from processes for the production of ethanol from plant resources. Said charge comprises at least 80% by weight of ethanol, preferably at least 90% by weight, and preferably at least 93% by weight. Very preferably, said ethanol charge meets the specifications for fuel ethanol EN 15376.

Étape A) de conversion de l’éthanol en acétaldéhydeStep A) of converting ethanol to acetaldehyde

Le procédé selon l’invention comprend une étape A) de conversion de l’éthanol en acétaldéhyde comprenant au moins :The process according to the invention comprises a step A) of converting ethanol into acetaldehyde comprising at least:

- une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction de l’effluent riche en éthanol issu de l’étape E3), ladite fraction constituant de préférence au moins 10% du débit dudit effluent riche en éthanol issu de l’étape E3), et avantageusement par au moins une fraction de ladite charge éthanol, opérée à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa et à une température comprise entre 200 et 500°C en présence d’un catalyseur, eta reaction section fed at least with a fraction of the ethanol-rich effluent from step E3), said fraction preferably constituting at least 10% of the flow rate of said ethanol-rich effluent from step E3), and advantageously with at least a fraction of said ethanol feed, operated at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa and at a temperature between 200 and 500 ° C in the presence of a catalyst, and

- une section de séparation permettant de séparer l’effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent hydrogène et un effluent éthanol/acétaldéhyde.- A separation section for separating the effluent from said reaction section into at least one hydrogen effluent and one ethanol / acetaldehyde effluent.

Dans les conditions d’opération, ledit effluent hydrogène est sous forme gazeuse et ledit effluent éthanol/acétaldéhyde est sous forme liquide.Under operating conditions, said hydrogen effluent is in gaseous form and said ethanol / acetaldehyde effluent is in liquid form.

Ladite section réactionnelle permet de convertir l’éthanol en acétaldéhyde en présence d’un catalyseur consistant de préférence en un mélange d’oxyde de chrome et d’oxyde de cuivre, ou de tout autre catalyseur adapté. Ces catalyseurs sont bien connus de l’Homme du métier.Said reaction section makes it possible to convert ethanol into acetaldehyde in the presence of a catalyst preferably consisting of a mixture of chromium oxide and copper oxide, or of any other suitable catalyst. These catalysts are well known to those skilled in the art.

Ladite section réactionnelle est opérée à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, de préférence entre 0,1 et 0,5 MPa, de manière préférée entre 0,1 et 0,3 MPa, et à une température comprise entre 200 et 500°C, préférentiellement comprise ente 250 et 300°C.Said reaction section is operated at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, preferably between 0.1 and 0.5 MPa, preferably between 0.1 and 0.3 MPa, and at a temperature between 200 and 500 ° C, preferably between 250 and 300 ° C.

La conversion de l’éthanol est comprise entre 20 et 40%, avec une sélectivité comprise entre 85 et 100% vers l’acétaldéhyde, de manière préférée comprise entre 90 et 95% vers l’acétaldéhyde.The conversion of ethanol is between 20 and 40%, with a selectivity between 85 and 100% towards acetaldehyde, preferably between 90 and 95% towards acetaldehyde.

L’effluent de ladite section réactionnelle comprend également des sous-produits tels que le crotonaldéhyde, butyraldéhyde, le diethylacetal, l'éthyl acétate et l'acide acétique.The effluent from said reaction section also includes by-products such as crotonaldehyde, butyraldehyde, diethylacetal, ethyl acetate and acetic acid.

Ladite section de séparation met en œuvre des moyens de séparation gaz-liquide connus de l’Homme du métier. De manière préférée, on utilisera un séparateur gaz-liquide opéré à une pression comprise entre 0,1 et 0,3 MPa, et une température comprise entre 25 et 60°C.Said separation section implements gas-liquid separation means known to those skilled in the art. Preferably, a gas-liquid separator operated at a pressure between 0.1 and 0.3 MPa and a temperature between 25 and 60 ° C. will be used.

Étape B) de conversion en butadièneStep B) conversion to butadiene

Le procédé selon l’invention comprend une étape B) de conversion en butadiène comprenant au moins :The method according to the invention comprises a step B) of conversion to butadiene comprising at least:

- une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), par un effluent de lavage issu de l’étape C1), et par une fraction de l’effluent riche en acétaldéhyde issu de l’étape E1), opérée en présence d’un catalyseur, à une température comprise entre 300 et 400°C, et à une pression complse entre 0,1 et 1,0 MPa, les débits d’alimentation étant réglés de telle sorte que le rapport molaire éthanol/acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, eta reaction section fed at least with a fraction of said ethanol / acetaldehyde effluent from step A), with a washing effluent from step C1), and with a fraction of the acetaldehyde-rich effluent from l 'step E1), operated in the presence of a catalyst, at a temperature between 300 and 400 ° C, and at a complete pressure between 0.1 and 1.0 MPa, the feed rates being adjusted so that the ethanol / acetaldehyde molar ratio at the inlet of said reaction section is between 1 and 5, and

- une section de séparation permettant de séparer l’effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent gazeux et un effluent liquide.- A separation section for separating the effluent from said reaction section into at least one gaseous effluent and one liquid effluent.

Le débit des différentes alimentations de la section réactionnelle de ladite étape B) est ajusté de telle sorte que le rapport molaire éthanol sur acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, de manière préférée compris entre 2 et 4 de manière encore plus préférée entre 2,3 et 3,6.The flow rate of the various feeds to the reaction section of said step B) is adjusted so that the ethanol to acetaldehyde molar ratio at the inlet of said reaction section is between 1 and 5, preferably between 2 and 4 so again more preferred between 2.3 and 3.6.

Ladite section réactionnelle permet de convertir une partie du mélange éthanol/acétaldéhyde en au moins du butadiène. La sélectivité de la transformation du mélange éthanol/acétaldéhyde est de préférence supérieure à 60%, de manière préférée supérieure à 70%, de manière très préférée supérieure à 80%. Par sélectivité, on entend le rapport molaire du débit de butadiène dans l’effluent de ladite section réactionnelle sur le débit d’éthanol et d’acétaldéhyde consommé dans ladite section réactionnelle. La conversion de la transformation du mélange éthanol/acétaldéhyde est de préférence supérieure à 20%, de manière préférée supérieure à 30%, de manière préférée supérieure à 40%. Par conversion, on entend le rapport molaire du débit d’éthanol et d’acétaldéhyde dans l’effluent de ladite section réactionnelle sur le débit d’éthanol et d’acétaldéhyde dans l’alimentation de ladite section réactionnelle. Ladite section réactionnelle est opérée en présence d’un catalyseur, avantageusement un catalyseur supporté sur silice choisi dans le groupe constitué par les catalyseurs comprenant de l’oxyde de tantale, de zirconium ou de colombium, préférentiellement comprenant 2% d'oxyde de Tantale (voir par exemple Corson, Jones, Welling, Hincbley, Stahly, Ind. Eng Chem. 1950, 42, 2, 359373). Ladite section réactionnelle est opérée à une température comprise entre 300 et 400°C, de manière préférée entre 320 et 370°C et à une pressbn comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, de préférence entre 0,1 et 0,5 MPa, de manière préférée entre 0,1 et 0,3 MPa.Said reaction section makes it possible to convert part of the ethanol / acetaldehyde mixture into at least butadiene. The selectivity of the transformation of the ethanol / acetaldehyde mixture is preferably greater than 60%, preferably more than 70%, very preferably more than 80%. By selectivity is meant the molar ratio of the flow of butadiene in the effluent from said reaction section to the flow of ethanol and acetaldehyde consumed in said reaction section. The conversion of the conversion of the ethanol / acetaldehyde mixture is preferably greater than 20%, preferably more than 30%, more preferably more than 40%. By conversion is meant the molar ratio of the flow rate of ethanol and acetaldehyde in the effluent from said reaction section to the flow rate of ethanol and acetaldehyde in the feed to said reaction section. Said reaction section is operated in the presence of a catalyst, advantageously a catalyst supported on silica chosen from the group consisting of catalysts comprising tantalum, zirconium or columbium oxide, preferably comprising 2% of tantalum oxide ( see for example Corson, Jones, Welling, Hincbley, Stahly, Ind. Eng Chem. 1950, 42, 2, 359373). Said reaction section is operated at a temperature between 300 and 400 ° C, preferably between 320 and 370 ° C and at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, preferably between 0.1 and 0.5 MPa, preferably between 0.1 and 0.3 MPa.

De préférence, environ 65 à 90% de l'acétaldéhyde est converti dans ladite section réactionnelle ainsi qu’environ 20 à 60 % de l’éthanol. L’effluent de ladite section réactionnelle comprend donc encore de l’éthanol et de l’acétaldéhyde. De nombreuses impuretés peuvent être produites avec le butadiène, parmi lesquelles de l’éthylène, du propylène, du diéthyl ether (DEE), de l'acétate d'éthyle, du butanol, de l'hexanol, des butènes, des pentènes, des pentadiènes, des hexènes, et des hexadiènes.Preferably, approximately 65 to 90% of the acetaldehyde is converted in said reaction section as well as approximately 20 to 60% of the ethanol. The effluent from said reaction section therefore also comprises ethanol and acetaldehyde. Many impurities can be produced with butadiene, including ethylene, propylene, diethyl ether (DEE), ethyl acetate, butanol, hexanol, butenes, pentenes, pentadienes, hexènes, et hexadiènes.

Ladite section réactionnelle étant alimentée par une fraction de l’effluent riche en acétaldéhyde issu de l’étape E1), le ratio éthanol sur acétaldéhyde à l'entrée cette section est ajusté en contrôlant la fraction de l’effluent riche en éthanol issu de ladite étape E3) alimentant l’étape A), et donc produisant de l'acétaldéhyde. En effet, la fraction restante de l'effluent riche en éthanol issu de ladite étape E3) alimente l’étape C1) de traitement de l’hydrogène et forme, après lavage de l’effluent hydrogène, ledit effluent de lavage issu de ladite étape C1) qui alimente ladite étape B). Or, cet effluent de lavage issu de ladite étape C1) ne contient que très peu d’acétaldéhyde. Le contrôle du ratio éthanol sur acétaldéhyde à l’entrée de ladite section réactionnelle est donc aisé avec le procédé selon l’invention.Said reaction section being supplied with a fraction of the effluent rich in acetaldehyde from step E1), the ethanol to acetaldehyde ratio at the inlet to this section is adjusted by controlling the fraction of the effluent rich in ethanol coming from said step E3) feeding step A), and therefore producing acetaldehyde. Indeed, the remaining fraction of the ethanol-rich effluent from said step E3) feeds step C1) of hydrogen treatment and forms, after washing the hydrogen effluent, said washing effluent from said step C1) which feeds said step B). However, this washing effluent from said step C1) contains very little acetaldehyde. The control of the ethanol to acetaldehyde ratio at the inlet of said reaction section is therefore easy with the process according to the invention.

La réaction de conversion en butadiène étant conduite à haute température, une pratique connue de l’Homme du métier consiste à chauffer l’alimentation de ladite section réactionnelle avec l’effluent de cette section. Or un tel échange, appelé communément échange charge/effluent, ne permet pas de préchauffer l’alimentation de ladite section réactionnelle à une température supérieure à environ 100°C. En effet, la température de condensâion de l’effluent de ladite section réactionnelle est comprise entre 90 et 110°C. La plus grande parte de la chaleur nécessaire à la chauffe de ladite alimentation doit donc être fournie par des utilités extérieures au procédé.The butadiene conversion reaction being carried out at high temperature, a practice known to a person skilled in the art consists in heating the feed to said reaction section with the effluent from this section. However, such an exchange, commonly called charge / effluent exchange, does not allow the feed to said reaction section to be preheated to a temperature above about 100 ° C. Indeed, the condensate temperature of the effluent from said reaction section is between 90 and 110 ° C. The greater part of the heat necessary for heating said supply must therefore be supplied by utilities external to the process.

Il est donc particulièrement avantageux de mettre en place une pompe à chaleur entre l’effluent et l’alimentation de ladite section réactionnelle. Dans cet arrangement particulier, un fluide frigorigène est vaporisé par échange avec l’effluent de ladite section réactionnelle, comprimé puis au moins partiellement condensé par échange de chaleur avec l’alimentation de ladite section réactionnelle. Le fluide frigorigène au moins partiellement condensé est ensuite totalement condensé puis détendu avant d’être de nouveau vaporisé lors de l’échange avec l’effluent de ladite section réactionnelle. Ledit fluide frigorigène est avantageusement un mélange d’hydrocarbures, très avantageusement au moins un mélange d’hydrocarbures à 3, 4 ou 5 atomes de carbone, et de manière très préférée un mélange de 40 à 50% molaire de n-butane, de 40 à 50% molaire de i-butane, et de 0 à 20% molaire de npentène ou pentane.It is therefore particularly advantageous to set up a heat pump between the effluent and the supply to said reaction section. In this particular arrangement, a refrigerant is vaporized by exchange with the effluent from said reaction section, compressed and then at least partially condensed by heat exchange with the supply to said reaction section. The at least partially condensed refrigerant is then completely condensed and then expanded before being vaporized again during the exchange with the effluent from said reaction section. Said refrigerant is advantageously a mixture of hydrocarbons, very advantageously at least a mixture of hydrocarbons with 3, 4 or 5 carbon atoms, and very preferably a mixture of 40 to 50 mol% of n-butane, of 40 at 50 mol% of i-butane, and from 0 to 20 mol% of npentene or pentane.

Ladite section de séparation met en œuvre des moyens de séparation gaz-liquide connus de l'Homme du métier. De manière préférée, on utilisera un séparateur gaz-liquide opéré à une pression comprise entre 0,1 et 0,3 MPa, et une température comprise entre 25 et 60°C.Said separation section implements gas-liquid separation means known to those skilled in the art. Preferably, a gas-liquid separator operated at a pressure between 0.1 and 0.3 MPa and a temperature between 25 and 60 ° C. will be used.

Étape C1) de traitement de l’hydrogèneStep C1) of hydrogen treatment

Le procédé selon l’invention comprend une étape C1) de traitement de l’hydrogène comprenant au moins :The method according to the invention comprises a step C1) of hydrogen treatment comprising at least:

- une section de compression comprimant ledit effluent hydrogène issu de l’étape A) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, eta compression section compressing said hydrogen effluent from step A) at a pressure of between 0.1 and 1.0 MPa, and

- une section de lavage gaz-liquide alimentée à une température comprise entre 25 et 60°C par ledit effluent hydrogène issu de la section de compression, à une température comprise entre 15°C et -30°C par une fraction dudit effluent riche en âhanol issu de l’étape E3), et par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), et produisant au moins un effluent de lavage et un effluent hydrogène purifié.a gas-liquid washing section supplied at a temperature between 25 and 60 ° C with said hydrogen effluent from the compression section, at a temperature between 15 ° C and -30 ° C with a fraction of said effluent rich in âhanol from step E3), and by a fraction of said ethanol / acetaldehyde effluent from step A), and producing at least one washing effluent and one purified hydrogen effluent.

De préférence, ladite étape C1) n’est alimentée par aucun autre flux.Preferably, said step C1) is not fed by any other flow.

Ladite fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A) est comprise entre 0 et 100%. L’utilisation d’une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde permet de diminuer le débit de la fraction dudit effluent riche en éthanol issu de ladite étape E3).Said fraction of said ethanol / acetaldehyde effluent from step A) is between 0 and 100%. The use of a fraction of said ethanol / acetaldehyde effluent makes it possible to reduce the flow rate of the fraction of said ethanol-rich effluent obtained from said step E3).

Ladite étape C1) permet d’obtenir un effluent hydrogène purifié très pur, c'est-à-dire comprenant au moins 90% molaire d'hydrogène, de préférence 99% molaire d'hydrogène, de préférence 99,8% molaire d’hydrogène. Cette pureté est ajustée par les débits des fractions de l’effluent riche en éthanol et de l’effluent éthanol/acétaldéhyde. L’effluent hydrogène purifié comprend également des traces d'eau et d'éthanol. Cette étape permet également de récupérer l’éthanol et l'acétaldéhyde compris dans l’effluent hydrogène issu de ladite étape A), permettant ainsi leur recyclage et maximisant le rendement global du procédé.Said step C1) makes it possible to obtain a very pure purified hydrogen effluent, that is to say comprising at least 90 mol% of hydrogen, preferably 99 mol% of hydrogen, preferably 99.8 mol% of hydrogen. This purity is adjusted by the flow rates of the fractions of the ethanol-rich effluent and of the ethanol / acetaldehyde effluent. The purified hydrogen effluent also includes traces of water and ethanol. This step also makes it possible to recover the ethanol and acetaldehyde included in the hydrogen effluent obtained from said step A), thus allowing their recycling and maximizing the overall yield of the process.

L’effluent hydrogène issu de l’étape A) est comprimé dans une section de compression à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, avantageusement entre 0,1 et 0,7 MPa, et de manière préférée entre 0,4 et 0,68 MPa. L’effet de cette compression est d’une part de diminuer le débit volumique de gaz, et d’autre part d’améliorer l’efficacité du lavage en aval.The hydrogen effluent from step A) is compressed in a compression section at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, advantageously between 0.1 and 0.7 MPa, and preferably between 0, 4 and 0.68 MPa. The effect of this compression is on the one hand to decrease the volume flow of gas, and on the other hand to improve the efficiency of the downstream washing.

L’effluent hydrogène comprimé est ensuite refroidi à une température comprise entre 25 et 60°C, préférentiellement entre 30°C et 40°C, puis alimenè en fond la colonne de lavage de la section de lavage dans laquelle il est mis en contact avec ladite fraction de l’effluent éthanol issu de l’étape E3) et ladite fraction de l’effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), lesdites fractions étant respectivement alimentées en tête et en un point intermédiaire de ladite colonne de lavage. Ces deux fractions sont refroidies chacune à une température comprise entre 15°C et -30°C, préférentiellement entre 0°C et -15°C avant d’être alimentées dans ladte colonne de lavage. Avantageusement, l'effluent riche en éthanol issu de l’étape E3) sera alimenté à une température inférieure à celle de ladite fraction de l’effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), créant ainsi un gradient thermique entre la tête et le fond et limitant les pertes en solvant dans l'effluent hydrogène purifié. La colonne de lavage gaz-liquide de la section de lavage est munie de plateaux ou de garnissage vrac ou structurés.The compressed hydrogen effluent is then cooled to a temperature between 25 and 60 ° C, preferably between 30 ° C and 40 ° C, then fed into the washing column of the washing section in which it is brought into contact with said fraction of the ethanol effluent from step E3) and said fraction of the ethanol / acetaldehyde effluent from step A), said fractions being fed respectively at the top and at an intermediate point of said washing column. These two fractions are each cooled to a temperature between 15 ° C and -30 ° C, preferably between 0 ° C and -15 ° C before being fed into the said washing column. Advantageously, the ethanol-rich effluent from step E3) will be supplied at a temperature lower than that of said fraction of the ethanol / acetaldehyde effluent from step A), thus creating a thermal gradient between the head and the bottom and limiting solvent losses in the purified hydrogen effluent. The gas-liquid washing column of the washing section is provided with trays or loose or structured packing.

La présence d’une forte quantité d’éthanol par rapport à l’eau dans ladite section de lavage permet de fonctionner à de basses températures sans risque de former des hydrates dans cette colonne. La température basse des liquides de lavage et le gradient de température entre la tête et le fond permettent d’obtenir une très bonne récupération de l’acétaldéhyde présent dans l’effluent hydrogène comprimé, et une très bonne pureté de l'effluent hydrogène purifié, soutiré en tête de ladite section de lavage. Ainsi, la perte en acétaldéhyde dans l’effluent hydrogène purifié est nulle. De plus, la perte en éthanol dans l’hydrogène purifié est très faible du fait de la faible température de l’éthanol introduit en tête de la section de lavage, qui est autorisée par l'absence de formation d’hydrates.The presence of a large amount of ethanol relative to the water in said washing section makes it possible to operate at low temperatures without the risk of forming hydrates in this column. The low temperature of the washing liquids and the temperature gradient between the head and the bottom make it possible to obtain a very good recovery of the acetaldehyde present in the compressed hydrogen effluent, and a very good purity of the purified hydrogen effluent, withdrawn at the head of said washing section. Thus, the loss of acetaldehyde in the purified hydrogen effluent is zero. In addition, the loss of ethanol in purified hydrogen is very low due to the low temperature of the ethanol introduced at the top of the washing section, which is authorized by the absence of formation of hydrates.

Étape D1) d'extraction du butadièneStep D1) extraction of butadiene

Le procédé selon l’invention comprend une étape D1) d'extraction du butadiène comprenant au moins :The method according to the invention comprises a step D1) of extraction of butadiene comprising at least:

une section de compression comprimant ledit effluent gazeux issu de l’étape B) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa ;a compression section compressing said gaseous effluent from step B) at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa;

une section de lavage gaz-liquide comprenant une colonne de lavage alimentée en tête à une température comprise entre 20 et -20°C par un flux éthanol constitué de ladite charge éthanol du procédé et/ou d’une fraction de l’effluent riche en éthanol issu de l’étape E3) et en fond par ledit effluent gazeux issue de l’étape B) comprimé et refroidi, et produisant au moins un effluent sousproduits gazeux et un effluent butadiène de lavage.a gas-liquid washing section comprising a washing column supplied at the head at a temperature between 20 and -20 ° C. by an ethanol stream consisting of said ethanol feedstock of the process and / or of a fraction of the effluent rich in ethanol from step E3) and at the bottom with said gaseous effluent from step B) compressed and cooled, and producing at least one gaseous byproduct effluent and one butadiene washing effluent.

L’effluent gazeux issu de l’étape B) est comprimé dans ladite section de compression à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, préférentiellement entre 0,1 et 0,7 MPa, et de manière préférée entre 0,2 et 0,5 MPa. L’effet de cette compression est d’une part de diminuer le débit volumique de gaz, et d’autre part d’améliorer l’efficacité du lavage en aval. De préférence, l’effluent gazeux comprimé est ensuite refroidi à une température comprise entre 25 et 60°C, préférentiellement entre 30°C et 40°C.The gaseous effluent from step B) is compressed in said compression section at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, preferably between 0.1 and 0.7 MPa, and preferably between 0, 2 and 0.5 MPa. The effect of this compression is on the one hand to decrease the volume flow of gas, and on the other hand to improve the efficiency of the downstream washing. Preferably, the compressed gaseous effluent is then cooled to a temperature between 25 and 60 ° C, preferably between 30 ° C and 40 ° C.

Ledit flux éthanol alimentant la section de lavage gaz-liquide de l’étape D1) comprend de préférence au moins 80% poids d’éthanol, préférentiellement au moins 90% poids, et de manière préférée au moins 93 % poids. Ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) peut contenir du méthanol, de l'eau, de l'acétate d'éthyle, du butanol et de l’hexanol. De préférence, ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) comprend moins de 10% poids d'acétaldéhyde, de préférence moins de 5% poids, et de manière préférée moins de 1% poids. De préférence, ledit flux éthanol alimentant l'étape D1) comprend moins de 20% poids d'eau, de préférence moins de 5% poids, de manière préférée moins de 1% poids.Said ethanol stream supplying the gas-liquid washing section of step D1) preferably comprises at least 80% by weight of ethanol, preferably at least 90% by weight, and preferably at least 93% by weight. Said ethanol stream feeding step D1) may contain methanol, water, ethyl acetate, butanol and hexanol. Preferably, said ethanol stream supplying step D1) comprises less than 10% by weight of acetaldehyde, preferably less than 5% by weight, and preferably less than 1% by weight. Preferably, said ethanol stream supplying step D1) comprises less than 20% by weight of water, preferably less than 5% by weight, preferably less than 1% by weight.

Dans un arrangement préféré, ledit flux éthanol alimentant l’étape D1) est constitué de ladite charge éthanol du procédé. Un avantage de cet arrangement est que ladite charge est exempte des sousproduits des réactions formés dans les étapes A) et B) et qui peuvent se trouver concentrés par le biais des recyclages. En particulier, cette charge éthanol ne contient pas d’acétaldéhyde, ou seulement à l'état de traces.In a preferred arrangement, said ethanol stream supplying step D1) consists of said ethanol feedstock of the process. An advantage of this arrangement is that said charge is free from the reaction byproducts formed in steps A) and B) and which can be concentrated by recycling. In particular, this ethanol charge does not contain acetaldehyde, or only in trace amounts.

Dans un autre arrangement préféré, ledit flux éthanol est constitué d’une fraction de l’effluent éthanol issu de l'étape E3) de séparation de l’éthanol.In another preferred arrangement, said ethanol stream consists of a fraction of the ethanol effluent from step E3) of separation of ethanol.

L'utilisation d'un flux éthanol contenant peu ou pas d'acétaldéhyde minimise l’entraînement d'acétaldéhyde dans ledit effluent sous-produits gazeux soutiré en tête de ladite section de lavage gaz-liquide réduisant les pertes en rendement global du procédé, ainsi que le débit d’eau de lavage nécessaire dans l’étape F).The use of an ethanol stream containing little or no acetaldehyde minimizes the entrainment of acetaldehyde in said effluent by-product gas withdrawn at the top of said gas-liquid washing section reducing the losses in overall process yield, thus than the wash water flow required in step F).

Ledit flux éthanol alimentant l’étape D1) est refroidi avant d'être alimenté en tête de ladite colonne de lavage gaz-liquide de la section de lavage à une température comprise entre 20 et -20°C, préférentiellement entre 15°C et 5°C. L'intérêt de refroidir ledit flux éthanol est d'améliorer la performance de l'opération de lavage en minimisant l’entraînement d'éthanol et d'acétaldéhyde dans ledit effluent sous-produits gazeux. Ainsi, la totalité du butadiène présent dans l'effluent gazeux issu de l'étape B) comprimé et refroidi est abattue, et l'effluent sous-produits gazeux soutiré en tête de ladite section de lavage gaz-liquide est exempt de butadiène.Said ethanol stream supplying step D1) is cooled before being fed to the head of said gas-liquid washing column of the washing section at a temperature between 20 and -20 ° C, preferably between 15 ° C and 5 ° C. The advantage of cooling said ethanol stream is to improve the performance of the washing operation by minimizing the entrainment of ethanol and acetaldehyde in said effluent by-product gas. Thus, all of the butadiene present in the gaseous effluent from step B) compressed and cooled is slaughtered, and the gaseous by-product effluent withdrawn at the top of said gas-liquid washing section is free of butadiene.

La minimisation de l'entraînement d'acétaldéhyde dans ledit effluent sous-produits gazeux permet, incidemment, de diminuer de manière importante le débit d'eau requis dans l’étape F) de lavage à l'eau des sous-produits gazeux, dont l'objectif est de récupérer l'éthanol et les traces éventuelles d'acétaldéhyde entraînés dans l'effluent sous-produits gazeux soutiré en tête de la section de lavage à l'éthanol de l'étape D1).The minimization of the entrainment of acetaldehyde in said effluent by-product gas makes it possible, incidentally, to significantly reduce the water flow rate required in step F) of washing with water the by-product gases, including the objective is to recover the ethanol and any traces of acetaldehyde entrained in the effluent by-product gas withdrawn at the head of the ethanol washing section of step D1).

L’effluent butadiène de lavage soutiré en fond de ladite section de lavage gaz-liquide de l'étape D1) ainsi que l'effluent liquide issu de l'étape B) alimentent l’étape de première purification du butadiène D2).The butadiene washing effluent withdrawn from the bottom of said gas-liquid washing section of step D1) as well as the liquid effluent from step B) feed the step of first purification of butadiene D2).

Etape D2) de première purification du butadièneStep D2) of first purification of butadiene

Le procédé selon l’invention comprend une étape D2) de première purification du butadiène comprenant au moins :The method according to the invention comprises a step D2) of first purification of the butadiene comprising at least:

une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par l’effluent liquide issu de ladite étape B) en mélange avec l’effluent butadiène de lavage issu de l’étape D1) et par l’effluent eau de contre-lavage issu de l’étape E1) et produisant un effluent butadiène brut, un effluent acétaldéhyde brut et un effluent éthanol brut ;a distillation section comprising a partition column supplied at least with the liquid effluent from said step B) mixed with the butadiene washing effluent from step D1) and by the backwashing water effluent from from step E1) and producing a crude butadiene effluent, a crude acetaldehyde effluent and a crude ethanol effluent;

une section de lavage gaz-liquide alimentée en fond par ledit effluent butadiène brut et en tête par un flux d'eau, et produisant en tête un effluent butadiène pré-purifié et en fond un effluent eau usée ;a gas-liquid washing section fed at the bottom with said raw butadiene effluent and at the head with a flow of water, and producing at the head a pre-purified butadiene effluent and at the bottom with a waste water effluent;

De manière préférée, ledit flux d’eau est un flux d’eau d’origine externe au procédé.Preferably, said water flow is a flow of water of external origin to the process.

Ladite section de distillation comprend une colonne à cloison alimentée au moins par l’effluent liquide issu de ladite étape B) et par l’effluent butadiène de lavage issu de l’étape D1) et produisant un effluent butadiène brut en tête comprenant plus de 90%poids de butadiène, un effluent acétaldéhyde brut en tant que soutirage latéral et un effluent éthanol brut en fond.Said distillation section comprises a partition column fed at least by the liquid effluent from said step B) and by the washing butadiene effluent from step D1) and producing a raw butadiene effluent at the head comprising more than 90 % by weight of butadiene, a crude acetaldehyde effluent as lateral withdrawal and a crude ethanol effluent at the bottom.

Ladite cloison partitionne une section centrale de la colonne en deux compartiments. Le compartiment central dans lequel est réalisé l’alimentation est appelé compartiment d’entrée. Le compartiment central duquel est soutiré l’effluent acétaldéhyde brut est appelé compartiment de soutirage. Les parties supérieures et inférieures de la colonne ne comprenant pas de cloison sont appelées respectivement compartiment de tête et compartiment de fond.Said partition partitions a central section of the column into two compartments. The central compartment in which the power is supplied is called the entry compartment. The central compartment from which the raw acetaldehyde effluent is withdrawn is called the withdrawal compartment. The upper and lower parts of the column not comprising a partition are called respectively the head compartment and the bottom compartment.

Un dispositif spécial connu de l’Homme du métier permet de répartir le liquide issu du compartiment de tête entre les compartiments d’entrée et de soutirage. Avantageusement, entre 40 et 70% molaire du liquide issu du compartiment de tête est dirigé vers le compartiment d’entrée, préférentiellement entre 50 et 60% et très préférentiellement entre 55 et 60%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment de soutirage.A special device known to those skilled in the art distributes the liquid from the head compartment between the inlet and withdrawal compartments. Advantageously, between 40 and 70 mol% of the liquid coming from the head compartment is directed towards the inlet compartment, preferably between 50 and 60% and very preferentially between 55 and 60%, the residual fraction feeding the racking compartment.

Un dispositif spécial connu de l’Homme du métier permet de répartir le gaz issu du compartiment de fond entre les compartiments d’entrée et de soutirage. Avantageusement, entre 50 et 80% molaire du gaz issu du compartiment de fond est dirigé vers le compartiment d’entrée, préférentiellement entre 60 et 70%, et très préférentiellement entre 65 et 70%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment de soutirage.A special device known to those skilled in the art distributes the gas from the bottom compartment between the inlet and withdrawal compartments. Advantageously, between 50 and 80 mol% of the gas coming from the bottom compartment is directed towards the inlet compartment, preferably between 60 and 70%, and very preferably between 65 and 70%, the residual fraction feeding the withdrawal compartment.

Le compartiment d’entrée comprend entre 8 et 15 plateaux théoriques, avantageusement entre 10 et 12. Le compartiment de soutirage comprend entre 8 et 15 plateaux théoriques, avantageusement entre 10 et 12. Le compartiment de fond comprend entre 5 et 10 plateaux théoriques, avantageusement entre 6 et 10.The entry compartment comprises between 8 and 15 theoretical plates, advantageously between 10 and 12. The racking compartment comprises between 8 and 15 theoretical plates, advantageously between 10 and 12. The bottom compartment comprises between 5 and 10 theoretical plates, advantageously between 6 and 10.

Le mélange de l’effluent liquide issu de ladite étape B) et de l’effluent butadiène de lavage issu de l’étape D1) est alimenté à un plateau situé dans le tiers central dudit compartiment d’entrée. Ainsi, si par exemple le compartiment d’entrée comprend 9 étages théoriques, ledit mélange est alimenté entre les plateaux 4 et 6.The mixture of the liquid effluent from said step B) and the butadiene washing effluent from step D1) is fed to a tray located in the central third of said inlet compartment. Thus, if for example the entry compartment comprises 9 theoretical stages, said mixture is supplied between the plates 4 and 6.

L’effluent eau de contre-lavage est alimenté à un plateau situé dans le tiers supérieur dudit compartiment d’entrée.The backwashing water effluent is fed to a tray located in the upper third of said inlet compartment.

Le compartiment de tête comprend de 5 à 20 plateaux théoriques, avantageusement de 10 à 15. Ce compartiment reçoit les phases gaz issues des compartiments d’entrée et de soutirage, qui sont mélangées et mises en contact avec le liquide dans le plateau du compartiment de tête situé immédiatement au-dessus de la cloison.The head compartment comprises from 5 to 20 theoretical plates, advantageously from 10 to 15. This compartment receives the gas phases from the inlet and withdrawal compartments, which are mixed and brought into contact with the liquid in the tray of the compartment. head located immediately above the partition.

Aucune alimentation n’est réalisée dans le compartiment de soutirage. La configuration de la colonne à cloison selon l’invention permet de former un ventre de concentration d’acétaldéhyde dans le compartiment de soutirage, de telle sortie que l’effluent acétaldéhyde brut soutiré comprend plus de 70% molaire d’acétaldéhyde.No feeding is carried out in the racking compartment. The configuration of the partition column according to the invention makes it possible to form an acetaldehyde concentration stomach in the withdrawal compartment, such that the raw acetaldehyde effluent withdrawn comprises more than 70 mol% of acetaldehyde.

De plus, la configuration selon l’invention permet de diminuer considérablement la concentration en acétaldéhyde dans le compartiment de fond de ladite colonne et de n’avoir que des traces de ce composé dans le rebouilleur. Dans la configuration selon l’invention, la petite quantité de diéthylacétal produite en amont du procédé par réaction de l’éthanol et de l’acétaldéhyde dans les différentes opérations de séparation à basse température se retrouve dans le compartiment de fond de colonne et dans le rebouilleur, avec un temps de séjour voisin de 8 à 10 minutes, à une température plus élevée, et sans acétaldéhyde. Il va donc pouvoir se redécomposer en éthanol et acétaldéhyde. Ce dernier, plus léger, remonte alors dans la colonne pour être soutiré dans l’effluent acétaldéhyde brut.In addition, the configuration according to the invention makes it possible to considerably reduce the concentration of acetaldehyde in the bottom compartment of said column and to have only traces of this compound in the reboiler. In the configuration according to the invention, the small amount of diethylacetal produced upstream of the process by reaction of ethanol and acetaldehyde in the various separation operations at low temperature is found in the bottom of the column compartment and in the reboiler, with a residence time of 8 to 10 minutes, at a higher temperature, and without acetaldehyde. It will therefore be able to redecompose into ethanol and acetaldehyde. The latter, lighter, then rises in the column to be withdrawn in the raw acetaldehyde effluent.

On injecte avantageusement en tête de ladite colonne à cloison un débit d’eau correspondant à 15 à 20% molaire du débit de butadiène soutiré en tête de ladite colonne. Ce débit d’eau permet de réduire la quantité d’acétaldéhyde présente dans l’effluent butadiène brut et donc de soulager la section de lavage gaz-liquide de ladite étape D2).Advantageously, a water flow corresponding to 15 to 20 mol% of the flow of butadiene withdrawn at the head of said column is injected at the head of said partition column. This water flow makes it possible to reduce the amount of acetaldehyde present in the crude butadiene effluent and therefore to relieve the gas-liquid washing section of said step D2).

L'effluent butadiène brut issu de la section de distillation comprend la majorité du butadiène, mais contient encore de nombreuses impuretés, dont une quantité importante d’acétaldéhyde qui forme un azéotrope avec le butadiène et ne peut donc pas être complètement éliminé par distillation. Ainsi, le débit dudit flux d’eau dans la section de lavage gaz-liquide est ajusté pour obtenir la spécification recherchée en acétaldéhyde dans l’effluent butadiène pré-purifié.The crude butadiene effluent from the distillation section comprises the majority of the butadiene, but still contains many impurities, including a large amount of acetaldehyde which forms an azeotrope with butadiene and therefore cannot be completely removed by distillation. Thus, the flow rate of said water flow in the gas-liquid washing section is adjusted to obtain the desired specification for acetaldehyde in the pre-purified butadiene effluent.

Ledit flux d'eau est refroidi à une température inférieure à 25°C, de préférence inférieure à 20°C avait d'alimenter la section de lavage gaz-liquide de manière à faire le lavage avec une quantité d'eau réduite. La température d'alimentation dudit flux d'eau est choisie de manière à ne pas former d'hydrates avec le butadiène et les hydrocarbures légers encore présents dans l’effluent butadiène brut. Ladite section de lavage gaz-liquide est opérée à une pression permettant de s’assurer qu’il n’y ait aucune condensation du butadiène et qu’il reste bien sous forme gaz. La pression opératoire de cette section est comprise entre 0,1 et 1 MPa, et de manière préférée entre 0,2 et 0,3 MPa. L’effluent gazeux issu de ladite section de lavage gaz-liquide constitue l’effluent butadiène pré-purifié tandis que l’effluent eau issu de ladite section de lavage gaz-liquide constitue l’effluent eau usée.Said water stream is cooled to a temperature below 25 ° C, preferably below 20 ° C had to feed the gas-liquid washing section so as to wash with a reduced amount of water. The supply temperature of said water flow is chosen so as not to form hydrates with butadiene and the light hydrocarbons still present in the crude butadiene effluent. Said gas-liquid washing section is operated at a pressure making it possible to ensure that there is no condensation of the butadiene and that it remains in the gas form. The operating pressure of this section is between 0.1 and 1 MPa, and preferably between 0.2 and 0.3 MPa. The gaseous effluent from said gas-liquid washing section constitutes the pre-purified butadiene effluent while the water effluent from said gas-liquid washing section constitutes the waste water effluent.

L’effluent eau usée contient de l'acétaldéhyde et un peu de butadiène, et peut être envoyé vers la colonne à cloison de la section D2) au niveau du compartiment de tête, au niveau de l'étape E2) de traitement des effluents, ou vers l’étape E1) de lavage de l’acétaldéhyde.The wastewater effluent contains acetaldehyde and a little butadiene, and can be sent to the bulkhead column in section D2) at the head compartment, at step E2) for effluent treatment, or towards step E1) of washing the acetaldehyde.

Étape D3) ultérieure de purification du butadièneStep D3) subsequent purification of butadiene

Le procédé selon l’invention comprend une étape D3) ultérieure de purification du butadiène alimentée au moins par ledit effluent butadiène pré-purifié issu de ladite étape D2), et produisant au moins un effluent butadiène purifié.The method according to the invention comprises a step D3) subsequent purification of the butadiene fed at least by said pre-purified butadiene effluent from said step D2), and producing at least one purified butadiene effluent.

L’étape D3) permet de purifier le butadiène à un très haut niveau de pureté (plus de 99,5% poids, préférentiellement plus de 99,8% poids, et très préférentiellement plus de 99,9% poids), tout en limitant les pertes de produit en séparant les impuretés n’ayant pas ou partiellement été retirées au cours de l’étape D1), et D2).Step D3) makes it possible to purify the butadiene at a very high level of purity (more than 99.5% by weight, preferably more than 99.8% by weight, and very preferably more than 99.9% by weight), while limiting the losses of product by separating the impurities which have not or partially been removed during step D1), and D2).

Ledit effluent butadiène pré-purifié comprend au moins 70% poids, de préférence au moins 80% pds de butadiène ainsi que des impuretés, dues en particulier à la dégradation de la sélectivité en butadiène dans la section réactionnelle, parmi lesquelles on compte des traces d’impuretés oxygénées telles que l’acétaldéhyde, le diéthyl éther et l’eau, et au plus 15% poids d’impuretés en C4 de type butènes et butanes, des hydrocarbures comprenant au moins 5 atomes de carbone (hydrocarbures C5+) ainsi que des gaz légers, en particulier de l’hydrogène, de l’éthane, de l’éthylène, du propane, du propylène.Said pre-purified butadiene effluent comprises at least 70% by weight, preferably at least 80% by weight of butadiene as well as impurities, due in particular to the degradation of the selectivity to butadiene in the reaction section, among which there are traces of oxygenated impurities such as acetaldehyde, diethyl ether and water, and at most 15% by weight of C 4 impurities of the butene and butane type, hydrocarbons comprising at least 5 carbon atoms (C5 + hydrocarbons) as well as light gases, in particular hydrogen, ethane, ethylene, propane, propylene.

Ladite étape D3) peut être réalisée par tout moyen connu de l’Homme du métier. Elle comprend avantageusement une section de séparation par distillation extractive en présence d’un solvant polaire, miscible en phase liquide avec ledit effluent butadiène pré-purifié dans les conditions opératoires de ladite section de séparation, ayant une volatilité plus faible que les composés 1,3butadiène, butène-2 et butynes, de manière à rester en phase liquide dans ladite section de séparation, mais pouvant être séparé de ces composés par distillation. Ledit solvant est avantageusement choisi dans le groupe constitué par le diméthylformamide (DMF), la Nméthylpyrrolidone, l’acétonitrile et leurs mélanges. Ladite section de séparation par distillation extractive produit un distillât légers et un résidu butadiène.Said step D3) can be carried out by any means known to the skilled person. It advantageously comprises a separation section by extractive distillation in the presence of a polar solvent, miscible in the liquid phase with said effluent butadiene pre-purified under the operating conditions of said separation section, having a lower volatility than the 1,3butadiene compounds , butene-2 and butynes, so as to remain in the liquid phase in said separation section, but which can be separated from these compounds by distillation. Said solvent is advantageously chosen from the group consisting of dimethylformamide (DMF), Nmethylpyrrolidone, acetonitrile and their mixtures. Said extractive distillation separation section produces a light distillate and a butadiene residue.

Ladite section de séparation par distillation extractive est opérée de telle sorte que ledit résidu butadiène comprenne au moins 95% poids, avantageusement au moins 98% poids et de manière préférée au moins 99% poids du butadiène compris dans ledit effluent butadiène pré-purifié. Ladite section est également opérée de telle sorte que la quantité de butène-1 dans ledit résidu butadiène représente au plus 0,5% du poids de butadiène compris dans ledit résidu. L’opération est effectuée en ajustant le ratio débit de solvant sur débit d’effluent butadiène pré-purifié, ainsi que le taux de reflux de la distillation extractive, comme connu de l’Homme du métier.Said extractive distillation separation section is operated such that said butadiene residue comprises at least 95% by weight, advantageously at least 98% by weight and preferably at least 99% by weight of the butadiene included in said effluent butadiene pre-purified. Said section is also operated such that the amount of butene-1 in said butadiene residue represents at most 0.5% of the weight of butadiene included in said residue. The operation is carried out by adjusting the ratio of solvent flow rate to flow rate of pre-purified butadiene effluent, as well as the reflux rate of extractive distillation, as known to those skilled in the art.

Dans l’arrangement particulier où l’étape D3) comprend une section de séparation par distillation extractive, ladite étape D3) comprend une section de séparation du solvant par distillation alimentée par ledit résidu butadiène issu de ladite section de séparation par distillation extractive et séparant en tête un distillât butadiène étêté et en fond un résidu solvant.In the particular arrangement where step D3) comprises a section for separation by extractive distillation, said step D3) comprises a section for separation of the solvent by distillation fed by said butadiene residue from said section for separation by extractive distillation and separating into head a toad butadiene distillate and at the bottom a solvent residue.

La distillation est avantageusement une distillation classique connue de l’Homme du métier, opérée de telle sorte que ledit résidu solvant comprenne moins de 1% poids de butadiène, avantageusement ne comprenne plus de butadiène, et que ledit distillât butadiène étêté comprenne moins de 0,5% poids de solvant, avantageusement ne comprenne plus de solvant.The distillation is advantageously a conventional distillation known to those skilled in the art, operated in such a way that said solvent residue comprises less than 1% by weight of butadiene, advantageously no longer comprises butadiene, and that said topped butadiene distillate comprises less than 0, 5% by weight of solvent, advantageously no longer comprises solvent.

Ladite distillation est avantageusement opérée à la pression la plus basse possible pour limiter l’exposition des flux riches en butadiène à des hautes températures où une polymérisation ou décomposition pourrait avoir lieu. Ladite distillation est avantageusement opérée à une température en tête inférieure à 60°C, de préférence inférieure à 50°C, et à une pression en tête inférieure à 0,5 MPa, de préférence inférieure à 0,4 MPa.Said distillation is advantageously carried out at the lowest possible pressure to limit the exposure of the butadiene-rich streams to high temperatures where polymerization or decomposition could take place. Said distillation is advantageously carried out at a head temperature of less than 60 ° C, preferably less than 50 ° C, and at a head pressure of less than 0.5 MPa, preferably less than 0.4 MPa.

Ledit résidu solvant alimente ensuite avantageusement ladite section de séparation par distillation extractive en tant que flux comprenant un solvant, avantageusement en mélange avec un appoint de solvant.Said solvent residue then advantageously feeds said separation section by extractive distillation as a stream comprising a solvent, advantageously in admixture with a make-up of solvent.

Ladite étape D3) comprend avantageusement une section de distillation finale alimentée par le distillât butadiène étêté issu de la section de séparation du solvant, séparant en tête un effluent butadiène purifié et en fond un résidu butènes.Said step D3) advantageously comprises a final distillation section supplied with the topped butadiene distillate from the solvent separation section, separating at the head a purified butadiene effluent and at the bottom a butene residue.

Cette section permet d’éliminer les impuretés lourdes, et notamment les traces de cis-2-butènes, ainsi que les butynes-1 résiduels et le 1,2-butadiène et diéthyléther éventuellement présents dans le distillât butadiène étêté.This section eliminates heavy impurities, and in particular traces of cis-2-butenes, as well as residual butynes-1 and 1,2-butadiene and diethyl ether possibly present in the topped butadiene distillate.

Ledit effluent butadiène purifié comprend au moins 99,5 % poids de butadiène. Le rendement de l’étape D3), défini comme le débit de butadiène dans l’effluent butadiène purifié sur le débit de butadiène dans l’effluent butadiène pré-purifié alimentant l’étape D3) est au moins égal à 95 % poids, de préférence à 98%, de manière préférée supérieur à 99% poidsSaid purified butadiene effluent comprises at least 99.5% by weight of butadiene. The yield of stage D3), defined as the flow of butadiene in the purified butadiene effluent over the flow of butadiene in the pre-purified butadiene effluent supplying stage D3) is at least equal to 95% by weight, of preferably 98%, preferably greater than 99% by weight

Étape E1) de lavage de l’acétaldéhydeStep E1) washing the acetaldehyde

Le procédé selon l’invention comprend une étape E1) de lavage de l’acétaldéhyde alimenté par l’effluent acétaldéhyde brut issu de l’étape D2) et par une fraction de l’effluent eau usée issu de l’étape D2), et produisant un effluent eau de contre-lavage, un effluent riche en acétaldéhyde et un effluent diéthyléther.The method according to the invention comprises a step E1) of washing the acetaldehyde supplied with the raw acetaldehyde effluent from step D2) and by a fraction of the waste water effluent from step D2), and producing a backwashing water effluent, an acetaldehyde-rich effluent and a diethyl ether effluent.

Ladite étape comprend avantageusement une section de lavage et une section de contre-lavage.Said step advantageously comprises a washing section and a backwashing section.

Ladite section de lavage est alimentée par ledit effluent acétaldéhyde brut et par un effluent comprenant un solvant, avantageusement une coupe pétrolière ne comprenant pas de soufre. Ledit solvant permet de capturer les éléments les moins hydrophiles, comme le diéthyléther, l’éthylacétate, l’hexene et d’autres hydrocarbures présents dans ledit effluent acétaldéhyde brut.Said washing section is supplied with said crude acetaldehyde effluent and with an effluent comprising a solvent, advantageously an petroleum cut comprising no sulfur. Said solvent makes it possible to capture the least hydrophilic elements, such as diethyl ether, ethyl acetate, hexene and other hydrocarbons present in said effluent acetaldehyde.

L’effluent acétaldéhyde brut lavé constitue l’effluent riche en acétaldéhyde. Ledit effluent riche en acétaldéhyde issu de l’étape E1) est ensuite recyclé dans le reste du procédé selon l’invention.The washed raw acetaldehyde effluent constitutes the effluent rich in acetaldehyde. Said effluent rich in acetaldehyde from step E1) is then recycled in the rest of the process according to the invention.

L’effluent comprenant un solvant chargé d’impuretés alimente ensuite la section de contre-lavage dans laquelle il est mis en contact avec une fraction de l’effluent eau usée issu de l’étape D2). Cette section de contre-lavage permet de récupérer dans la phase aqueuse les produits les plus hydrosolubles comme l’acétaldéhyde entraîné avec le solvant. L’eau issue du contre-lavage constitue l’effluent eau de contre-lavage et alimente l’étape D2) tandis que l’effluent comprenant un solvant, lavé dans la section de contre-lavage, alimente une section de régénération de solvant.The effluent comprising a solvent charged with impurities then feeds the backwashing section in which it is brought into contact with a fraction of the wastewater effluent from step D2). This backwashing section makes it possible to recover from the aqueous phase the most water-soluble products such as acetaldehyde entrained with the solvent. The water from the backwashing constitutes the backwashing water effluent and feeds step D2) while the effluent comprising a solvent, washed in the backwashing section, feeds a solvent regeneration section.

Ladite section de régénération de solvant, alimentée par l’effluent comprenant un solvant, lavé dans la section de contre-lavage, permet de séparer d’une part un effluent comprenant un solvant recyclé vers la section de lavage de ladite étape E1) et d’autre part un effluent d’impuretés comprenant en particulier du diéthyl éther, de l’éthyl acétate, de l’hexène et d’autres impuretés légères constituant l’effluent diéthyléther. Cette section peut être mise en œuvre par distillation ou par tout autre moyen connu de l’Homme du métier.Said solvent regeneration section, supplied with the effluent comprising a solvent, washed in the backwashing section, makes it possible, on the one hand, to separate an effluent comprising a recycled solvent towards the washing section of said step E1) and d on the other hand, an impurity effluent comprising in particular diethyl ether, ethyl acetate, hexene and other light impurities constituting the diethyl ether effluent. This section can be implemented by distillation or by any other means known to those skilled in the art.

Le diéthylacétal présent dans l’effluent acétaldéhyde brut est partiellement extrait dans la section de lavage, et récupéré en phase aqueuse dans la section de contre-lavage, isolé de l’éthanol et de l’acétaldéhyde. Il va donc se décomposer de nouveau en éthanol et acétaldéhyde, qui sont renvoyés vers la colonne à cloison via l’effluent eau de contre-lavage, minimisant ainsi grandement les pertes en rendement dues à la formation de diéthylacétal par rapport à l’art antérieur.The diethylacetal present in the raw acetaldehyde effluent is partially extracted in the washing section, and recovered in the aqueous phase in the backwashing section, isolated from ethanol and acetaldehyde. It will therefore decompose again into ethanol and acetaldehyde, which are returned to the partition column via the backwashing water effluent, thus greatly minimizing the yield losses due to the formation of diethylacetal compared to the prior art. .

Étape E2) de traitement des effluentsEffluent treatment step E2)

Le procédé selon l’invention comprend une étape E2) de traitement des effluents, alimentée au moins par l’effluent éthanol brut issu de l’étape D2), et par une fraction de l’effluent riche en eau issu de l’étape E3), et produisant au moins un raffinât éthanol, un effluent huiles brunes légères et un effluent huiles brunes lourdes ;The method according to the invention comprises a step E2) for treating the effluents, supplied at least with the raw ethanol effluent from step D2) and by a fraction of the water-rich effluent from step E3 ), and producing at least one ethanol raffinate, one light brown oil effluent and one heavy brown oil effluent;

L’effluent éthanol brut issu de l’étape D2) comprend principalement de l'éthanol, de l’eau mais aussi des impuretés telles que l'acétate d'éthyle et les huiles brunes telles que définies précédemment. Ces impuretés peuvent s'accumuler si elles sont renvoyées vers les étapes réactionnelles A) et B) au sein de l’effluent riche en éthanol issu de l’étape E3) et qu’elles ne sont que partiellement converties dans les sections réactionnelles des étapes A) et B). L’étape E2) permet de récupérer une partie de ces impuretés avant l’étape E3) de séparation de l’éthanol, ce qui permet d’éviter la démixtion des huiles brunes au sein des colonnes à distiller, de simplifier le schéma de distillation, et d’obtenir à l’issue de l’étape E3) un effluent riche en éthanol et un effluent riche en eau de plus grande pureté par rapport à l’art antérieur.The crude ethanol effluent from step D2) mainly comprises ethanol, water but also impurities such as ethyl acetate and brown oils as defined above. These impurities can accumulate if they are sent back to reaction stages A) and B) within the ethanol-rich effluent from stage E3) and if they are only partially converted in the reaction sections of the stages A) and B). Step E2) makes it possible to recover part of these impurities before step E3) of separation of the ethanol, which makes it possible to avoid the demixing of the brown oils within the columns to be distilled, to simplify the distillation scheme , and to obtain at the end of step E3) an effluent rich in ethanol and an effluent rich in water of greater purity compared to the prior art.

De préférence, ladite étape E2) comprend au moins une section de lavage/contre-lavage, une section de distillation des huiles brunes légères, et une section de distillation des huiles brunes lourdes.Preferably, said step E2) comprises at least one washing / backwashing section, a distillation section for light brown oils, and a distillation section for heavy brown oils.

Ladite section de lavage/contre-lavage préférentielle est alimentée en un point intermédiaire par ledit effluent éthanol brut issu de l’étape D2).Said preferential washing / backwashing section is supplied at an intermediate point by said raw ethanol effluent from step D2).

Ladite section de lavage/contre-lavage préférentielle est alimentée en fond par un effluent hydrocarbures et en tête par une fraction de l’effluent riche en eau issue de l’étape E3), qui ne comprend pas d’éthanol et d’acétaldéhyde et par une fraction de l’effluent eau usée issue de l’étape D2) qui contient des traces d’acétaldéhyde. L’effluent hydrocarbures et la fraction de l’effluent riche en eau issu de l’étape E3) sont alimentés à une température de préférence comprise entre 10 et 70°C, préférentiellement entre 45 et 55°C. Ladite section de lavage/contre-lavage produit en tête un extrait hydrocarbures de lavages chargé d’une fraction des impuretés et des huiles brunes, et en fond ledit raffinât éthanol.Said preferred washing / backwashing section is supplied at the bottom with a hydrocarbon effluent and at the head with a fraction of the water-rich effluent from step E3), which does not include ethanol and acetaldehyde and by a fraction of the wastewater effluent from step D2) which contains traces of acetaldehyde. The hydrocarbon effluent and the fraction of the water-rich effluent from step E3) are supplied at a temperature preferably between 10 and 70 ° C, preferably between 45 and 55 ° C. Said washing / backwashing section produces, at the top, a washing hydrocarbon extract charged with a fraction of impurities and brown oils, and at the bottom said ethanol raffinate.

Ladite section de lavage/contre-lavage est de préférence opérée à une pression comprise entre 0,1 et 0,5 MPa, préférentiellement entre 0,2 et 0,4 MPa. De préférence, la fraction de l’effluent riche en eau issu de l’étape E3) et de l’effluent eau usée issu de l’étape D2) pour réaliser le contre-lavage est ajustée de manière à ce que la teneur en eau dans le raffinât éthanol soit supérieure à 30% poids, de manière préférée supérieur à 40% poids.Said washing / backwashing section is preferably operated at a pressure between 0.1 and 0.5 MPa, preferably between 0.2 and 0.4 MPa. Preferably, the fraction of the water-rich effluent from step E3) and the wastewater effluent from step D2) to perform the backwashing is adjusted so that the water content in the ethanol raffinate is greater than 30% by weight, preferably greater than 40% by weight.

Le lavage de l’effluent éthanol brut issu de l’étape D2) avec un effluent hydrocarbures entraîne certaines impuretés telles que les huiles brunes.Washing the raw ethanol effluent from step D2) with a hydrocarbon effluent causes certain impurities such as brown oils.

La section de colonne de contre-lavage avec l’effluent riche en eau issu de l’étape E3) et de l’étape D2) récupère pour sa part l’éthanol qui aurait pu être perdu par entrainement dans le solvant.The backwash column section with the water-rich effluent from step E3) and from step D2) collects ethanol which could have been lost by entrainment in the solvent.

Ledit effluent hydrocarbures peut contenir des hydrocarbures saturés et/ou insaturés et /ou aromatiques, de préférence des hydrocarbures saturés. Ledit effluent hydrocarbures est avantageusement constitué d'un mélange d'hydrocarbures ayant entre 6 et 40 atomes de carbone, de préférence entre 10 et 20 atomes de carbone. De manière non limitative, ledit effluent hydrocarbures peut être une coupe gazole ou kérosène désulfurée ou bien encore une coupe d'hydrocarbures produite par une unité de type Fischer-Tropsh.Said hydrocarbon effluent may contain saturated and / or unsaturated and / or aromatic hydrocarbons, preferably saturated hydrocarbons. Said hydrocarbon effluent advantageously consists of a mixture of hydrocarbons having between 6 and 40 carbon atoms, preferably between 10 and 20 carbon atoms. In a nonlimiting manner, said hydrocarbon effluent can be a diesel or desulphurized kerosene cut or else a cut of hydrocarbons produced by a Fischer-Tropsh type unit.

Dans un mode de réalisation, le contact entre les deux phases liquides dans ladite section de lavage/contre-lavage est réalisé au sein d’un extracteur liquide-liquide. Différents modes de contact peuvent être envisagés. On peut citer de manière non limitative, une colonne garnie, une colonne pulsée, ou bien une colonne compartimentée agitée. Dans un autre mode de réalisation, le contact entre les deux phases liquides dans ladite section de lavage/contre-lavage est réalisé au sein d’un contacteur membranaire, ou une cascade de contacteurs membranaires. Ce mode de contact est particulièrement bien adapté au système mis en œuvre. En effet, les mélanges eau-éthanolhydrocarbure sont connus pour former des émulsions stables, qui peuvent être problématique dans un extracteur liquide-liquide. Le contacteur membranaire permet de générer une aire de contact importante, favorisant le transfert des impuretés et des huiles vers la phase hydrocarbure, sans générer d’émulsion.In one embodiment, the contact between the two liquid phases in said washing / backwashing section is carried out in a liquid-liquid extractor. Different modes of contact can be considered. Mention may be made, without limitation, of a packed column, a pulsed column, or else a stirred compartmentalized column. In another embodiment, the contact between the two liquid phases in said washing / backwashing section is made within a membrane contactor, or a cascade of membrane contactors. This method of contact is particularly well suited to the system implemented. Indeed, water-ethanolhydrocarbon mixtures are known to form stable emulsions, which can be problematic in a liquid-liquid extractor. The membrane contactor generates a large contact area, promoting the transfer of impurities and oils to the hydrocarbon phase, without generating an emulsion.

Ledit extrait hydrocarbures de lavages alimente ladite section de distillation des huiles brunes légères, laquelle produit en tant que distillât ledit effluent huiles brunes légères, et un résidu hydrocarbures comprenant la fraction lourde des huiles brunes.Said hydrocarbon wash extract feeds said light brown oil distillation section, which produces as distillate said light brown oil effluent, and a hydrocarbon residue comprising the heavy fraction of brown oils.

Ledit effluent huiles brunes légères est composé d'impuretés produites par l’étape réactionnelle B), principalement de l’acétate d’éthyle et des traces de crotonaldéhyde et de butanal, mais aussi de la fraction légère des huiles brunes, composée d’impuretés en quantité plus faibles.. Cet effluent peut être brûlé pour fournir une partie de la chaleur nécessaire au circuit d'huile chaude ou aux chaudières à vapeur du procédé.Said light brown oil effluent is composed of impurities produced by reaction step B), mainly ethyl acetate and traces of crotonaldehyde and butanal, but also of the light fraction of brown oils, composed of impurities in smaller quantities. This effluent can be burned to provide part of the heat required for the hot oil circuit or the process steam boilers.

Ledit résidu hydrocarbures contient essentiellement les hydrocarbures servant au lavage, mais également la fraction la plus lourde des huiles brunes. Pour éviter l’accumulation des huiles brunes par le recyclage de l’effluent hydrocarbures vers l’extracteur liquide-liquide, une fraction dudit résidu hydrocarbures est traitée dans ladite section de distillation des huiles lourdes, consistant en une colonne à distiller, laquelle produit un distillât hydrocarbures composé pour l’essentiel d'hydrocarbures avec encore quelques traces d'huiles brunes et, en tant que résidu, ledit effluent huiles brunes lourdes comprenant plus de 80%, préférentiellement plus de 85% d’hydrocarbures ainsi que les huiles brunes les plus lourdes. La fraction dudit effluent hydrocarbures envoyée vers ladite section de distillation des huiles est comprise entre 5 et 30% du débit total dudit résidu hydrocarbures, et préférentiellement entre 10 et 20%. Le distillât hydrocarbures est mélangé à la fraction du résidu hydrocarbures qui n’a pas été traité dans ladite section de distillation des huiles lourdes afin de former l’effluent hydrocarbures alimentant ladite section de lavage/contre-lavage.Said hydrocarbon residue contains mainly the hydrocarbons used for washing, but also the heaviest fraction of brown oils. To avoid the accumulation of brown oils by recycling the hydrocarbon effluent to the liquid-liquid extractor, a fraction of said hydrocarbon residue is treated in said heavy oil distillation section, consisting of a distillation column, which produces a hydrocarbon distillate composed mainly of hydrocarbons with still some traces of brown oils and, as a residue, said effluent heavy brown oils comprising more than 80%, preferably more than 85% of hydrocarbons as well as the brown oils heavier. The fraction of said hydrocarbon effluent sent to said oil distillation section is between 5 and 30% of the total flow rate of said hydrocarbon residue, and preferably between 10 and 20%. The hydrocarbon distillate is mixed with the fraction of the hydrocarbon residue which has not been treated in said heavy oil distillation section in order to form the hydrocarbon effluent feeding said washing / backwashing section.

L’effluent huiles brunes lourdes, qui représente de préférence entre 0,1 et 20% de la charge de ladite section de distillation des huiles lourdes, préférentiellement entre 0,3 et 5%, peut être brûlé pour fournir une partie de la chaleur nécessaire au circuit d'huile chaude ou aux chaudières à vapeur du procédé. Un appoint d'hydrocarbures équivalent aux pertes en fond de ladite section de distillation des huiles lourdes est nécessaire pour maintenir le débit de lavage constant. La section de distillation des huiles brunes lourdes est opérée de manière à maintenir constante la concentration en huiles brunes dans la boucle de recyclage des hydrocarbures (boucle effluent hydrocarbures /effluent hydrocarbures de lavage).The heavy brown oil effluent, which preferably represents between 0.1 and 20% of the charge of said heavy oil distillation section, preferably between 0.3 and 5%, can be burnt to provide part of the heat required to the hot oil circuit or to the process steam boilers. An addition of hydrocarbons equivalent to the losses at the bottom of said heavy oil distillation section is necessary to keep the washing rate constant. The heavy brown oil distillation section is operated so as to maintain the concentration of brown oils in the hydrocarbon recycling loop (hydrocarbon effluent / washing oil effluent loop) constant.

Les effluents huiles brunes légères et lourdes sont éliminés du procédé.Light and heavy brown oil effluents are eliminated from the process.

L’ajout d’eau au sein de la section de lavage/contre-lavage permet un meilleur fonctionnement du procédé d’élimination des impuretés et des huiles brunes selon l’invention.The addition of water within the washing / backwashing section allows a better functioning of the process for removing impurities and brown oils according to the invention.

Le procédé selon l’invention évite ainsi la purge régulière d’éthanol afin d’éviter l’accumulation des huiles brunes, ce qui permet d’améliorer les performances globales du procédé.The process according to the invention thus avoids regular purging of ethanol in order to avoid the accumulation of brown oils, which makes it possible to improve the overall performance of the process.

Étape E3) de séparation de l’éthanolStep E3) of ethanol separation

Le procédé selon l’invention comprend une étape E3) comprenant une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par le raffinât éthanol issu de l’étape E2), et produisant au moins un effluent riche en éthanol, un effluent riche en eau et un effluent eau sale.The process according to the invention comprises a step E3) comprising a distillation section comprising a partition column supplied at least with the ethanol raffinate resulting from step E2), and producing at least one effluent rich in ethanol, an effluent rich in water and an effluent dirty water.

Ladite section de distillation comprend une colonne à cloison alimentée au moins par le raffinât éthanol issu de l’étape E2) et produisant en fond un effluent riche en eau et un effluent eau sale, et en tête un effluent riche en éthanol.Said distillation section comprises a partition column supplied at least with the ethanol raffinate from step E2) and producing at the bottom an effluent rich in water and an effluent dirty water, and at the top an effluent rich in ethanol.

Ladite cloison partitionne les deux tiers inférieurs de la colonne en deux compartiments. Le compartiment dans lequel est réalisé l’alimentation est appelé compartiment d’entrée, le second compartiment étant appelé compartiment inférieur. La partie supérieure de la colonne ne comprenant pas de cloison est appelée compartiment de tête.Said partition partitions the lower two thirds of the column into two compartments. The compartment in which the supply is made is called the entry compartment, the second compartment being called the lower compartment. The top of the column with no bulkhead is called the head compartment.

Un dispositif spécial connu de l’Homme du métier permet de répartir le liquide issu du compartiment de tête entre les compartiments d’entrée et inférieur. Avantageusement, entre 25 et 60% molaire du liquide issu du compartiment de tête est dirigé vers le compartiment d’entrée, préférentiellement entre 35 et 55% et très préférentiellement entre 35 et 45%, la fraction résiduelle alimentant le compartiment inférieur.A special device known to those skilled in the art distributes the liquid from the head compartment between the inlet and lower compartments. Advantageously, between 25 and 60 mol% of the liquid coming from the head compartment is directed towards the inlet compartment, preferably between 35 and 55% and very preferably between 35 and 45%, the residual fraction feeding the lower compartment.

Le compartiment d’entrée comprend entre 8 et 25 plateaux théoriques, avantageusement entre 12 et 20. Le compartiment inférieur comprend entre 8 et 25 plateaux théoriques, avantageusement entre 12 et 20.The entry compartment comprises between 8 and 25 theoretical plates, advantageously between 12 and 20. The lower compartment comprises between 8 and 25 theoretical plates, advantageously between 12 and 20.

Le raffinât éthanol issu de E2), avantageusement en mélange avec l’effluent eau alcoolisée issu de l’étape F), est alimenté à un plateau situé dans la moitié supérieure dudit compartiment d’entrée. Ainsi, si par exemple le compartiment d’entrée comprend 14 étages théoriques, ledit mélange est alimenté entre les plateaux 1 et 7, les plateaux étant numérotés dans le sens d’écoulement du liquide.The ethanol raffinate from E2), advantageously mixed with the alcoholic water effluent from step F), is fed to a tray located in the upper half of said inlet compartment. Thus, if for example the entry compartment comprises 14 theoretical stages, said mixture is supplied between the trays 1 and 7, the trays being numbered in the direction of flow of the liquid.

L’eau et l’acide acétique, moins volatils, se dirigent préférentiellement vers le fond de la colonne, tandis que les azéotropes butanol/eau et éthanol/eau se dirigent vers la tête.Water and acetic acid, which are less volatile, preferentially go to the bottom of the column, while the azeotropes butanol / water and ethanol / water go to the head.

Les compartiments d’entrée et inférieur ont chacun leur rebouilleur.The entry and lower compartments each have their reboiler.

Le rebouilleur du compartiment d’entrée permet d’éliminer totalement l’éthanol en fond de colonne. Du fond de ce compartiment est extrait l’effluent eau sale, chargé en acide acétique et en « huiles brunes » éventuellement encore présentes, ledit effluent eau sale étant éliminé du procédé pour être éventuellement traité dans un procédé de retraitement des eaux usées.The inlet compartment reboiler completely eliminates ethanol at the bottom of the column. From the bottom of this compartment is extracted the dirty water effluent, charged with acetic acid and “brown oils” possibly still present, said dirty water effluent being eliminated from the process to be optionally treated in a process for reprocessing of waste water.

Le compartiment de tête comprend de 3 à 10 plateaux théoriques, avantageusement de 4 à 6. Ce compartiment reçoit les phases gaz issues des compartiments d’entrée et inférieur, qui sont mélangées et mises en contact avec le liquide dans le plateau du compartiment de tête situé immédiatement au-dessus de la cloison.The head compartment comprises from 3 to 10 theoretical plates, advantageously from 4 to 6. This compartment receives the gas phases coming from the inlet and lower compartments, which are mixed and brought into contact with the liquid in the tray of the head compartment located immediately above the partition.

Ne redescend dans le compartiment inférieur que le liquide issu du compartiment de tête, et qui est donc débarrassé de la plus grande partie de l’acide acétique et des « huiles brunes » résiduelles. Le rebouilleur du fond du compartiment inférieur permet d’éliminer toute trace d’éthanol. Ainsi, l’effluent riche en eau produit en fond du compartiment inférieur comporte peu d’acide acétique (moins de 0,5% molaire, voire moins de 0,25% molaire), et aucune autre impureté autrement qu’à l’état de traces, c'est-à-dire présentes à moins de 0,1% poids, avantageusement à moins de 0,01% poids.Only the liquid from the head compartment descends into the lower compartment, which is therefore freed from most of the acetic acid and the residual "brown oils". The reboiler at the bottom of the lower compartment eliminates all traces of ethanol. Thus, the water-rich effluent produced at the bottom of the lower compartment contains little acetic acid (less than 0.5 mol%, even less than 0.25 mol%), and no other impurity other than in the state traces, that is to say present less than 0.1% by weight, advantageously less than 0.01% by weight.

Dans un arrangement particulier de la section de distillation de ladite étape E3), ladite colonne à cloison de ladite section de distillation comprend une pompe à chaleur comprenant un tourne-en-rond de fluide frigorigène entre le condenseur et les rebouilleurs de ladite colonne.In a particular arrangement of the distillation section of said step E3), said bulkhead column of said distillation section comprises a heat pump comprising a round-trip operation of refrigerant between the condenser and the reboilers of said column.

Ledit fluide frigorigène, avantageusement un mélange d’hydrocarbures, très avantageusement un mélange d’hydrocarbures comprenant de 3 à 5 atomes de carbone, et de manière très préférée un mélange équimolaire n-butane/isobutane, est comprimé jusqu’à une pression comprise entre 2 et 3 MPa, avantageusement entre 2,3 et 2,8 MPa. Le fluide comprimé est séparé en deux fractions envoyées respectivement vers les rebouilleurs du compartiment d’entrée et du compartiment inférieur, ces fractions étant alors condensées totalement. Ces fractions, séparément ou en mélange, préchauffent ensuite l’alimentation de ladite colonne à paroi puis sont détendues à une pression comprise entre 0,5 et 1,5 MPa, avantageusement entre 0,8 et 1,4 MPa. Si cela n’a pas été fait après échange dans les rebouilleurs, les deux fractions sont ensuite mélangées, le mélange étant totalement vaporisé par échange de chaleur avec la vapeur soutirée en tête de ladite colonne à paroi dans le condenseur de ladite colonne avant d’être de nouveau comprimé, fermant ainsi la boucle de circulation du fluide frigorigène.Said refrigerant, advantageously a mixture of hydrocarbons, very advantageously a mixture of hydrocarbons comprising from 3 to 5 carbon atoms, and very preferably an equimolar mixture n-butane / isobutane, is compressed to a pressure between 2 and 3 MPa, advantageously between 2.3 and 2.8 MPa. The compressed fluid is separated into two fractions sent respectively to the reboilers of the inlet compartment and the lower compartment, these fractions then being completely condensed. These fractions, separately or as a mixture, then preheat the feed to said wall column and are then expanded to a pressure between 0.5 and 1.5 MPa, advantageously between 0.8 and 1.4 MPa. If this has not been done after exchange in the reboilers, the two fractions are then mixed, the mixture being completely vaporized by heat exchange with the vapor drawn off at the head of said wall column in the condenser of said column before be compressed again, thereby closing the refrigerant circulation loop.

Bien entendu, d’autres pompes à chaleur similaires à celles décrites dans l’étape B) ou dans l’étape E3) peuvent être installées afin de diminuer encore la consommation d’énergie, en particulier autour de la section réactionnelle de l’étape A), ou de la section de distillation de l’étape D2) par exemple.Of course, other heat pumps similar to those described in step B) or in step E3) can be installed in order to further reduce the energy consumption, in particular around the reaction section of the step. A), or from the distillation section of step D2) for example.

La faible teneur en acide acétique dans l’effluent riche en eau permet de limiter la formation de diéthylacétal, favorisée par la présence d’acide acétique dans les étapes où cet effluent est recyclé. De plus, l’utilisation de la configuration selon l’invention permet de débarrasser l’effluent riche en eau d’éventuels résidus d’huiles brunes qui n’auraient pas été extraits dans l’étape E2).The low content of acetic acid in the effluent rich in water makes it possible to limit the formation of diethylacetal, favored by the presence of acetic acid in the stages where this effluent is recycled. In addition, the use of the configuration according to the invention makes it possible to rid the water-rich effluent of any residues of brown oils which would not have been extracted in step E2).

Lesdits effluents riche en éthanol et riche en eau issus de l’étape E3) sont ensuite recyclés dans le reste du procédé selon l’invention. La fraction dudit effluent riche en éthanol alimentant l’étape A) et celle alimentant l’étape C1) sont réglées de manière à ajuster le ratio éthanol/acétaldéhyde en entrée de la section réactionnelle de l’étape B).Said ethanol-rich and water-rich effluents from step E3) are then recycled in the rest of the process according to the invention. The fraction of said ethanol-rich effluent feeding step A) and that feeding step C1) are adjusted so as to adjust the ethanol / acetaldehyde ratio at the input of the reaction section of step B).

La fraction dudit effluent riche en eau alimentant ladite étape F) est ajustée de manière à récupérer l’éthanol du gaz combustible. De même la fraction dudit effluent riche en eau alimentant ladite étape E2) est ajustée de manière à récupérer l’éthanol.The fraction of said water-rich effluent feeding said step F) is adjusted so as to recover the ethanol from the combustible gas. Likewise, the fraction of said effluent rich in water feeding said step E2) is adjusted so as to recover the ethanol.

Dans un autre mode de réalisation de l’invention, lesdits effluents riche en éthanol et riche en eau subissent séparément un étape de purification avant d’être recyclés dans le reste du procédé. Par purification, on entend mettre en contact lesdits effluents avec des adsorbants comme par exemple du charbon actif, de la silice, de l’alumine ou encore une résine polymérique fonctionnalisée. Par exemple, un charbon actif permet d’éliminer les traces de butanol et d’hexanol comprises dans le flux riche en éthanol. Par exemple, une résine basique permet d’éliminer l’acide acétique présent dans l’effluent riche en eau. Quand les adsorbants sont saturés, et ne permettent pas de garantir la pureté des effluents riche en acétaldéhyde, riche en éthanol et riche en eau, ils sont soit éliminés, soit régénérés pour être réutilisés.In another embodiment of the invention, said ethanol-rich and water-rich effluents undergo a purification step separately before being recycled in the rest of the process. By purification is meant to bring said effluents into contact with adsorbents such as, for example, activated carbon, silica, alumina or even a functionalized polymeric resin. For example, an activated carbon eliminates the traces of butanol and hexanol included in the stream rich in ethanol. For example, a basic resin eliminates the acetic acid present in the water-rich effluent. When the adsorbents are saturated, and do not guarantee the purity of the effluents rich in acetaldehyde, rich in ethanol and rich in water, they are either eliminated or regenerated to be reused.

Étape F) de lavage à l’eau des sous-produits gazeuxStep F) washing gaseous by-products with water

Le procédé selon l’invention comprend une étape F) de lavage à l’eau alimentée par l'effluent sousproduits gazeux issu de l’étape D1), ainsi que par une fraction de l’effluent riche en eau issu de ladite étape E3) et produit au moins un effluent eau alcoolisée.The method according to the invention comprises a step F) of washing with water supplied with the gaseous by-product effluent from step D1), as well as by a fraction of the water-rich effluent from said step E3) and produces at least one alcoholic water effluent.

L'objectif de ladite étape F) est de récupérer la petite fraction d’éthanol entraînée dans ledit effluent sous-produits gazeux issu de l’étape D1) afin d’améliorer le rendement global du procédé.The objective of said step F) is to recover the small fraction of ethanol entrained in said effluent by-product gas from step D1) in order to improve the overall yield of the process.

La fraction de l’effluent riche en eau issue de ladite étape E3) nécessaire dans ladite étape F) selon l'invention est très faible, car l'effluent gazeux issu de l’étape B) a été lavé dans l’étape D1) avec un flux éthanol contenant peu ou pas d’acétaldéhyde. Il ne reste donc dans ce flux qu’une petite fraction d’éthanol, facilement récupérée avec une faible quantité d’eau en comparaison avec la quantité d’eau qui aurait été nécessaire s’il y avait des traces d’acétaldéhyde dans l’effluent sous-produits gazeux issu de l’étape D1).The fraction of the water-rich effluent from said step E3) required in said step F) according to the invention is very small, since the gaseous effluent from step B) was washed in step D1) with an ethanol stream containing little or no acetaldehyde. There remains in this stream only a small fraction of ethanol, easily recovered with a small amount of water compared to the amount of water that would have been necessary if there were traces of acetaldehyde in the effluent by-product gas from step D1).

L'eau chargée en éthanol après le lavage est soutirée de ladite étape F) et constitue l’effluent eau alcoolisée. Elle alimente avantageusement l’étape E3).The water loaded with ethanol after washing is withdrawn from said step F) and constitutes the alcoholic water effluent. It advantageously feeds step E3).

Le procédé selon l'invention permet donc de minimiser le débit des effluents à traiter dans l'étape de traitement des effluents. Il permet par ailleurs de réduire au maximum les pertes en butadiène, en permettant de récupérer plus de 98%, préférentiellement plus de 99 % du butadiène produit à l’issue des étapes réactionnelles dans ledit effluent butadiène purifié.The method according to the invention therefore makes it possible to minimize the flow rate of the effluents to be treated in the effluent treatment step. It also makes it possible to minimize the losses of butadiene, by making it possible to recover more than 98%, preferably more than 99% of the butadiene produced at the end of the reaction stages in said purified butadiene effluent.

DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF THE FIGURES

La figure 1 montre un arrangement particulier des étapes du procédé selon l’invention.FIG. 1 shows a particular arrangement of the steps of the method according to the invention.

Une fraction de l’effluent riche en éthanol (1) issu de l’étape E3) alimente une étape A) de conversion de l’éthanol en acétaldéhyde produisant un effluent hydrogène (5) et un effluent éthanol/acétaldéhyde dont une partie (50) alimente l’étape C1) de traitement de l’hydrogène, l’autre partie (52) alimentant l’étape B) de conversion en butadiène.A fraction of the ethanol-rich effluent (1) from step E3) feeds a step A) of conversion of ethanol into acetaldehyde producing a hydrogen effluent (5) and an ethanol / acetaldehyde effluent, part of which (50 ) feeds step C1) of hydrogen treatment, the other part (52) feeding step B) of conversion to butadiene.

L’étape C1) est également alimentée par une fraction de l’effluent riche en éthanol (49) issu de l’étape E3) et l’effluent hydrogène (5) et produit un effluent de lavage (51) et un effluent hydrogène purifié (10).Step C1) is also fed with a fraction of the ethanol-rich effluent (49) from step E3) and the hydrogen effluent (5) and produces a washing effluent (51) and a purified hydrogen effluent (10).

L’étape B) de conversion en butadiène est alimentée par une fraction (52) dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), par un effluent de lavage (51) issu de l’étape C1) et par une fraction de l’effluent riche en acétaldéhyde (17) issu de l’étape E1). Cette étape produit un effluent gazeux (21) et un effluent liquide (31).Step B) of conversion to butadiene is fed with a fraction (52) of said ethanol / acetaldehyde effluent from step A), with a washing effluent (51) from step C1) and with a fraction of the effluent rich in acetaldehyde (17) from step E1). This step produces a gaseous effluent (21) and a liquid effluent (31).

L’effluent gazeux (21) alimente une étape D1) d'extraction du butadiène. Cette étape est également alimentée par un flux d’éthanol (15) qui lave l’effluent gazeux (21) de manière à produire un effluent butadiène de lavage (25). Le gaz lavé par l’éthanol alimente l’étape F) de lavage à l’eau en tant qu’effluent sous-produits gazeux (26) dans laquelle il est de nouveau lavé avec une fraction de l’effluent riche en eau (53) issu de l’étape E3) pour produire d’une part un effluent gaz combustibles (28) et un effluent eau alcoolisée (30).The gaseous effluent (21) feeds a step D1) of extraction of the butadiene. This step is also fed by a stream of ethanol (15) which washes the gaseous effluent (21) so as to produce a butadiene washing effluent (25). The gas washed with ethanol feeds the stage F) of washing with water as an effluent by-product gas (26) in which it is again washed with a fraction of the effluent rich in water (53 ) from step E3) to produce, on the one hand, a combustible gas effluent (28) and an alcoholic water effluent (30).

L’effluent liquide (31) issu de B) et l’effluent butadiène de lavage (25) issu de D1) alimentent l’étape D2) de première purification du butadiène dans laquelle il est séparé en un effluent butadiène prépurifié (38), un effluent eau usée dont une partie (37-2) alimente l’étape E1) et une autre partie (37-3) alimente l’étape E2), un effluent acétaldéhyde brut (73) et un effluent éthanol brut (34).The liquid effluent (31) from B) and the butadiene washing effluent (25) from D1) feed step D2) of first purification of the butadiene in which it is separated into a prepurified butadiene effluent (38), a wastewater effluent, part of which (37-2) feeds step E1) and another part (37-3) feeds step E2), a raw acetaldehyde effluent (73) and a raw ethanol effluent (34).

Cette étape D2) est également alimentée par un flux d’eau (36) et un effluent eau de contre-lavage (75) issu de l’étape E1) de lavage de l’acétaldéhyde. Cette étape permet de laver l’effluent acétaldéhyde brut (73) afin de produire in fine un effluent riche en acétaldéhyde (17), les impuretés étant évacuées par l’effluent diéthyléther (83).This step D2) is also supplied with a flow of water (36) and an effluent of backwashing water (75) from step E1) of washing the acetaldehyde. This step makes it possible to wash the raw acetaldehyde effluent (73) in order to ultimately produce an effluent rich in acetaldehyde (17), the impurities being removed by the diethyl ether effluent (83).

La purification de l’effluent butadiène pré-purifié (38) est achevée dans l’étape D3), laquelle produit un effluent butadiène purifié (62).The purification of the pre-purified butadiene effluent (38) is completed in step D3), which produces a purified butadiene effluent (62).

L’effluent éthanol brut (34) issu de l’étape D2) alimente l’étape E2) de traitement des effluents. Cette étape permet de séparer un raffinât éthanol (70), un effluent huiles brunes légères (67) et un effluent huiles brunes lourdes (68).The raw ethanol effluent (34) from step D2) feeds the step E2) of effluent treatment. This step makes it possible to separate an ethanol raffinate (70), an effluent from light brown oils (67) and an effluent from heavy brown oils (68).

Le raffinât éthanol est purifié dans l’étape E3) de séparation de l’éthanol afin de produire un effluent riche en éthanol (724), un effluent riche en eau (725) et un effluent eau sale (72).The ethanol raffinate is purified in the ethanol separation step E3) to produce an ethanol-rich effluent (724), a water-rich effluent (725) and a dirty water effluent (72).

La figure 2 montre un arrangement du procédé selon l’invention.Figure 2 shows an arrangement of the process according to the invention.

Un effluent riche en éthanol (1) provenant d'une section de distillation 71 est envoyé vers la section réactionnelle 2, ou une partie de l'éthanol est convertie principalement en acétaldéhyde et en hydrogène, le produit de la réaction (3) étant envoyé vers la section de séparation 4.An ethanol-rich effluent (1) from a distillation section 71 is sent to the reaction section 2, or part of the ethanol is mainly converted into acetaldehyde and hydrogen, the product of the reaction (3) being sent to the separation section 4.

La section de séparation 4 permet de séparer une phase gazeuse (5), comprimée dans la section 6, et une phase liquide qui est séparée en deux partie, l'une (52) alimentant la section réactionnelle 18, l'autre (50) envoyée vers la section de lavage 8. L’étape de séparation (8) est alimentée également avec une fraction de l’effluent riche en éthanol (49) pour laver le gaz comprimé (7) et produire de l’hydrogène purifié avec des traces d'eau et d'éthanol (10).The separation section 4 makes it possible to separate a gas phase (5), compressed in section 6, and a liquid phase which is separated into two parts, one (52) feeding the reaction section 18, the other (50) sent to the washing section 8. The separation step (8) is also supplied with a fraction of the ethanol-rich effluent (49) to wash the compressed gas (7) and produce purified hydrogen with traces water and ethanol (10).

La section réactionnelle 18 est alimentée par un effluent riche en acétaldéhyde (17) venant de la section de lavage 74, par le mélange éthanol/acétaldéhyde (51) en provenance de la section lavage hydrogène 8 et par une partie de la phase liquide (52) issue de la section de séparation 4.The reaction section 18 is supplied with an effluent rich in acetaldehyde (17) coming from the washing section 74, by the ethanol / acetaldehyde mixture (51) coming from the hydrogen washing section 8 and by part of the liquid phase (52 ) from the separation section 4.

L’effluent (19) de la section réactionnelle 18 est envoyé vers la section de séparation gaz-liquide 20. La phase vapeur (21) est comprimée dans la section 22. Le gaz comprimé (23) est lavé dans la section 24 par la charge éthanol (15) pour récupérer le butadiène, ce qui évite de ramener dans le butadiène des impuretés qui auraient pu être concentrées par les recyclages. Le gaz (26) issu de ce lavage à l'éthanol est lavé dans la section de lavage 27 avec une fraction de l’effluent riche en eau (53) en provenance de la distillation 71. L’eau chargée en éthanol (30) après le lavage est renvoyée dans la section de distillation 71, dans la colonne de séparation eau-éthanol. Le gaz (28) est éliminé du procédé.The effluent (19) from the reaction section 18 is sent to the gas-liquid separation section 20. The vapor phase (21) is compressed in section 22. The compressed gas (23) is washed in section 24 by the ethanol charge (15) to recover the butadiene, which avoids bringing back into the butadiene impurities which could have been concentrated by recycling. The gas (26) from this ethanol wash is washed in the wash section 27 with a fraction of the water-rich effluent (53) from the distillation 71. The water loaded with ethanol (30) after washing is returned to the distillation section 71, to the water-ethanol separation column. The gas (28) is removed from the process.

La phase liquide (31) du séparateur 20 est mélangée au liquide (25) issu du lavage 24. Le mélange est envoyé à la distillation comprenant une colonne à cloison 32, qui va séparer un effluent butadiène brut (33) en tête, un effluent acétaldéhyde brut (73) dans un soutirage latéral, et un effluent éthanol brut (34) en fond. L’effluent butadiène brut (33) est envoyé vers un lavage à l'eau 35 destiné à éliminer les impuretés polaires et en particulier l'acétaldéhyde, qui ne doit pas être présent au-delà de quelques ppm dans le butadiène final. L'eau (36) utilisée pour ce lavage est de l'eau propre, non recyclée, pour ne pas risquer d'introduire d'impuretés dans le produit final. La quantité d'eau employée est ajustée pour obtenir la spécification en acétaldéhyde.The liquid phase (31) of the separator 20 is mixed with the liquid (25) from the washing 24. The mixture is sent to distillation comprising a partition column 32, which will separate a crude butadiene effluent (33) at the head, an effluent crude acetaldehyde (73) in a lateral racking, and a crude ethanol effluent (34) at the bottom. The crude butadiene effluent (33) is sent to a water wash 35 intended to remove polar impurities and in particular acetaldehyde, which must not be present above a few ppm in the final butadiene. The water (36) used for this washing is clean water, not recycled, so as not to risk introducing impurities into the final product. The amount of water used is adjusted to obtain the acetaldehyde specification.

L’effluent eau usée (37) est renvoyé en partie (37-1) vers la distillation comprenant une colonne à cloison 32, en partie (37-2) vers la section 74 de lavage/contre lavage de l’effluent acétaldéhyde brut, et en partie (37-3) vers la section 63 de lavage au solvant.The wastewater effluent (37) is returned partly (37-1) to the distillation comprising a partition column 32, partly (37-2) to the section 74 for washing / backwashing the raw acetaldehyde effluent, and partly (37-3) to section 63 for solvent washing.

L’effluent acétaldéhyde brut (73) est envoyé vers la section 74 pour être lavé avec un effluent comprenant des hydrocarbures lourds (78). Les hydrocarbures lourds chargés en diéthylether et autres impuretés sont contre lavés avec la fraction de l’effluent eau usée (37-2) pour récupérer l’acétaldéhyde qui aurait été entraîné. Les hydrocarbures lourds lavés (76), chargés en impuretés alimentent la section de régénération 77, dont on va sortir les hydrocarbures régénérés (78) retournant au lavage, et une fraction légère (83), contenant en particulier du diéthyl éther, de l’éthyl acétate, du pentène, de l’hexène et d’autres impuretés légères. Un autre solvant que des hydrocarbures pourrait être aussi bien utilisé.The raw acetaldehyde effluent (73) is sent to section 74 to be washed with an effluent comprising heavy hydrocarbons (78). The heavy hydrocarbons loaded with diethyl ether and other impurities are backwashed with the fraction of the wastewater effluent (37-2) to recover the acetaldehyde which would have been entrained. The washed heavy hydrocarbons (76), loaded with impurities, feed the regeneration section 77, from which the regenerated hydrocarbons (78) returning to the washing, and a light fraction (83), containing in particular diethyl ether, ethyl acetate, pentene, hexene and other light impurities. Another solvent than hydrocarbons could be used as well.

Le butadiène lavé (38) est séparé des butènes dans une section de distillation extractive 79. Le butadiène (62) issu de l’extraction 79 sort avec une pureté satisfaisante pour les spécifications actuelles (plus de 99.5%), les impuretés résiduelles étant principalement des butènes (61) et un mélanges butynes/butènes (58). Une section de purification du solvant d’extraction 81 est alimenté par le solvant (80) issu de la section de distillation extractive 79, permettant de soutirer les impuretés accumulées dans le solvant (55). Le solvant régénéré (82) est renvoyé dans la section 79.The washed butadiene (38) is separated from the butenes in an extractive distillation section 79. The butadiene (62) resulting from extraction 79 leaves with a purity satisfactory for the current specifications (more than 99.5%), the residual impurities being mainly butenes (61) and a butyne / butene mixture (58). A section for purifying the extraction solvent 81 is supplied with the solvent (80) from the extractive distillation section 79, making it possible to withdraw the impurities accumulated in the solvent (55). The regenerated solvent (82) is returned to section 79.

Le produit de fond (34) de la distillation 32 est envoyé vers la section 63 de traitement des effluents. Les hydrocarbures lourds de lavage, chargés en impuretés (65) alimentent la section de régénération 66, dont on va sortir les hydrocarbures régénérés (69) retournant au lavage, une fraction légère (67), contenant en particulier de l'éthyle acétate et quelques « huiles brunes » légères. On sort également une coupe lourde (68), contenant des « huiles brunes » lourdes et une petite partie des hydrocarbures de lavage. Un autre solvant plus lourd, plus visqueux que des hydrocarbures pourrait avantageusement être utilisé profitant du fait que l’acétaldéhyde et les impuretés légères sont partis dans la colonne à cloison 32 et que l’on peut augmenter la température de l’opération de lavage 63.The bottom product (34) from the distillation 32 is sent to the effluent treatment section 63. The heavy washing hydrocarbons, loaded with impurities (65) feed the regeneration section 66, from which the regenerated hydrocarbons (69) returning to washing, a light fraction (67), containing in particular ethyl acetate and some Light "brown oils". A heavy cup (68) is also produced, containing heavy "brown oils" and a small part of the washing hydrocarbons. Another heavier, more viscous solvent than hydrocarbons could advantageously be used, taking advantage of the fact that the acetaldehyde and the light impurities are left in the bulkhead column 32 and that the temperature of the washing operation can be increased. .

On pourrait avantageusement utiliser un solvant ne produisant pas de précipitation ni d’encrassement.It is advantageous to use a solvent which does not produce precipitation or fouling.

Le liquide (70) de fond de l'extraction 63, contenant à la fois le liquide (34) débarrassé de ses impuretés ayant de fortes affinités avec les hydrocarbures, et l'eau de lavage (64) est envoyé vers la section de distillation 71 comprenant une colonne à cloison qui permet de séparer un effluent riche en éthanol renvoyée en partie (1) vers la section réactionnelle 2 et en partie (49) vers le lavage 8, un effluent riche en eau contenant très peu d'acide acétique et recyclé en partie (53) vers le lavage 27 et en partie (64) vers le lavage 63, et un effluent eau sale (72), purgé hors de l'unité.The liquid (70) at the bottom of the extraction 63, containing both the liquid (34) freed of its impurities having strong affinities with hydrocarbons, and the washing water (64) is sent to the distillation section 71 comprising a partition column which makes it possible to separate an effluent rich in ethanol returned in part (1) to the reaction section 2 and in part (49) to washing 8, an effluent rich in water containing very little acetic acid and partly recycled (53) to washing 27 and partly (64) to washing 63, and a dirty water effluent (72), purged from the unit.

La figure 3 présente une vue schématique de la colonne à cloison mise en œuvre dans la section de distillation de l’étape D2) du procédé selon l’invention.FIG. 3 presents a schematic view of the partition column used in the distillation section of step D2) of the process according to the invention.

L’effluent liquide issu de l’étape B) (31) est mélangée avec l’effluent butadiène de lavage issu de l’étape D1 ) (25) et alimenté dans le compartiment d’entrée de la colonne (320).The liquid effluent from step B) (31) is mixed with the butadiene washing effluent from step D1) (25) and fed into the inlet compartment of the column (320).

Dans le compartiment de tête de la colonne (320), au-dessus de la cloison (321), les vapeurs provenant des compartiments d’entrée et de soutirage sont mélangés et mis en contact avec le liquide du dernier plateau de cette section. La vapeur de tête (322) de cette section alimente le condenseur partiel (323), qui refroidit et condense partiellement le produit de tête, le produit refroidi (324) étant évacué vers le ballon de reflux (325). La partie condensée (326) est renvoyée vers la pompe (327) et retournée vers la colonne (320) comme reflux (328), la partie non condensée (33) constituant l’effluent butadiène brut. On soutire du compartiment de soutirage un effluent acétaldéhyde brut (73). En fond de colonne, un effluent éthanol brut (34) est soutiré, une fraction étant retournée vers la colonne après réchauffage par le rebouilleur (329).In the head compartment of the column (320), above the partition (321), the vapors coming from the inlet and withdrawal compartments are mixed and brought into contact with the liquid of the last tray of this section. The overhead vapor (322) from this section feeds the partial condenser (323), which cools and partially condenses the overhead product, the cooled product (324) being discharged to the reflux flask (325). The condensed part (326) is returned to the pump (327) and returned to the column (320) as reflux (328), the non-condensed part (33) constituting the crude butadiene effluent. A crude acetaldehyde effluent (73) is withdrawn from the withdrawal compartment. At the bottom of the column, a raw ethanol effluent (34) is withdrawn, a fraction being returned to the column after reheating by the reboiler (329).

La figure 4 présente une vue schématique de la colonne à cloison mise en œuvre dans la section de distillation de l’étape E3) du procédé selon l’invention.FIG. 4 presents a schematic view of the partition column used in the distillation section of step E3) of the process according to the invention.

Le raffinât éthanol (70) issu de l’étape E2) est mélangé à l’effluent eau alcoolisée (30) issu de l’étape F et alimenté dans le compartiment d’entrée de la colonne à cloison (710). La cloison de séparation (711 ) va jusqu’en fond de colonne, mais pas jusqu’en tête.The ethanol raffinate (70) from step E2) is mixed with the alcoholic water effluent (30) from step F and fed into the inlet compartment of the bulkhead column (710). The partition wall (711) goes to the bottom of the column, but not to the head.

Le fond du compartiment d’entrée est rebouilli par le rebouilleur (720), qui permet d’éliminer totalement l’éthanol en fond de colonne. De ce compartiment est soutiré, via la pompe (722), l’effluent eau sale (72), chargée en acide acétique et en « huiles brunes » échappées du lavage.The bottom of the inlet compartment is reboiled by the reboiler (720), which makes it possible to completely eliminate the ethanol at the bottom of the column. From this compartment is withdrawn, via the pump (722), the effluent dirty water (72), charged with acetic acid and "brown oils" escaped from washing.

Dans le compartiment de tête de la colonne, au-dessus de la cloison (711), les vapeurs provenant des compartiments d’entrée et inférieur sont mélangées et mises en contact avec le liquide du dernier plateau de cette section. La vapeur de tête de cette section (712) est condensée totalement dans le condenseur (713), puis cet effluent (714) refroidit est alimenté dans le ballon de reflux (715). Le liquide condensé (716) est envoyée en partie vers la pompe (717) pour servir de reflux (718), l’effluent riche en éthanol (724) étant recyclé par la pompe (719) vers le reste du procédé.In the head compartment of the column, above the partition (711), the vapors from the inlet and lower compartments are mixed and brought into contact with the liquid of the last tray of this section. The overhead vapor from this section (712) is completely condensed in the condenser (713), then this cooled effluent (714) is fed into the reflux tank (715). The condensed liquid (716) is partly sent to the pump (717) to serve as reflux (718), the ethanol-rich effluent (724) being recycled by the pump (719) to the rest of the process.

En fond du compartiment inférieur, rebouilli par l’échangeur (721), est soutiré via la pompe (723) un effluent riche en eau (725) qui est recyclé vers le reste du procédé.At the bottom of the lower compartment, reboiled by the exchanger (721), a water-rich effluent (725) is withdrawn via the pump (723) which is recycled to the rest of the process.

La figure 5 représente une intégration thermique autour de la section réactionnelle de conversion en butadiène telle que communément adoptée par l’Homme du métier et utilisable dans le procédé selon l’invention.FIG. 5 represents a thermal integration around the reaction section for conversion to butadiene as commonly adopted by a person skilled in the art and usable in the process according to the invention.

Une fraction de l’effluent éthanol/acétaldéhyde (52) issue de l’étape A) de conversion est mélangée avec une fraction de l’effluent riche en acétaldéhyde (17) issu de l’étape E1) et l’effluent de lavage (51) issu de l’étape C1). Ce mélange (181) est préchauffé dans l’échangeur charge-effluent 182 puis chauffé à la température d’entrée dans le réacteur 186 par l’échangeur 184 qui peut être, par exemple, un four.A fraction of the ethanol / acetaldehyde effluent (52) from step A) of conversion is mixed with a fraction of the acetaldehyde-rich effluent (17) from step E1) and the washing effluent ( 51) from step C1). This mixture (181) is preheated in the charge-effluent exchanger 182 and then heated to the inlet temperature in the reactor 186 by the exchanger 184 which can be, for example, an oven.

L’effluent du réacteur (187) est d’abord refroidi dans l’échangeur charge-effluent 182 avant d’être refroidi dans l’échangeur 189 et être séparé entre un effluent gazeux (21 ) et un effluent liquide (31 ).The reactor effluent (187) is first cooled in the charge-effluent exchanger 182 before being cooled in the exchanger 189 and separated between a gaseous effluent (21) and a liquid effluent (31).

La figure 6 représente une variante selon l’invention de l’intégration thermique autour de la section réactionnelle de conversion en butadiène.FIG. 6 represents a variant according to the invention of thermal integration around the reaction section for conversion to butadiene.

Une fraction de l’effluent éthanol/acétaldéhyde (52) issue de l’étape A) de conversion est mélangée avec une fraction de l’effluent riche en acétaldéhyde (17) issu de l’étape E1) et l’effluent de lavage (51) issu de l’étape C1). Ce mélange (181) est préchauffé dans l’échangeur 182-1 puis chauffé à travers l’échangeur charge-effluent 182-1 et enfin chauffée à la température d’entrée dans le réacteur 186 par l’échangeur 184 qui peut être, par exemple, un four.A fraction of the ethanol / acetaldehyde effluent (52) from step A) of conversion is mixed with a fraction of the acetaldehyde-rich effluent (17) from step E1) and the washing effluent ( 51) from step C1). This mixture (181) is preheated in the exchanger 182-1 then heated through the charge-effluent exchanger 182-1 and finally heated to the inlet temperature in the reactor 186 by the exchanger 184 which can be, by example, an oven.

L’effluent du réacteur (187) est d’abord refroidi dans l’échangeur charge-effluent 182-2 avant d’être refroidi dans l’échangeur 182-3 et être séparé entre un effluent gazeux (21 ) et un effluent liquide (31 ).The reactor effluent (187) is first cooled in the charge-effluent exchanger 182-2 before being cooled in the exchanger 182-3 and is separated between a gaseous effluent (21) and a liquid effluent ( 31).

La pompe à chaleur met en œuvre un fluide frigorigène qui est vaporisé dans l’échangeur 182-3, comprimé dans le compresseur 1803, condensé au moins partiellement dans l’échangeur 182-1 puis totalement condensé dans l’échangeur 189-1 avant d’être détendu dans la vanne 1807 et retourner vers l’échangeur 182-3.The heat pump uses a refrigerant which is vaporized in the exchanger 182-3, compressed in the compressor 1803, condensed at least partially in the exchanger 182-1 then completely condensed in the exchanger 189-1 before d '' be relaxed in valve 1807 and return to the exchanger 182-3.

La figure 7 représente une variante selon l’invention de l’intégration thermique autour de la section de distillation comprenant une colonne à cloison de l’étape E3) selon l’invention.FIG. 7 represents a variant according to the invention of thermal integration around the distillation section comprising a partition column from step E3) according to the invention.

La numérotation est identique à celle de la figure 4. Seuls les éléments supplémentaires sont décrits ici. Ils constituent la pompe à chaleur mise en œuvre dans cette variante du procédé selon l’invention.The numbering is identical to that of figure 4. Only the additional elements are described here. They constitute the heat pump used in this variant of the method according to the invention.

Le fluide frigorigène est comprimé par le compresseur 7100 jusqu’à une pression de 2,5 Mpa. La température en sortie du compresseur est de 123°C.Le fluide comprimé est séparé en deux fractions (7101) et (7102) envoyées respectivement aux échangeurs de chaleur (720) et (721) permettant de rebouillir les deux compartiments de la colonne, et est condensé totalement dans ces échangeurs à une température de 118°C. À la sortie de l’échangeir (720), le fluide (7103) est envoyé vers l’échangeur de chaleur (7104), qui va préchauffer une fraction de la charge de la colonne et la vaporiser jusqu’à environ 11% mole. Le mélange refroidi à 98°C est envoyé vers l’échangeur de chaleur (7106), où il est refroidi jusqu’à 95,5°C,puis envoyé vers la vanne (7108), ou il est détendu àThe refrigerant is compressed by the compressor 7100 to a pressure of 2.5 Mpa. The temperature at the outlet of the compressor is 123 ° C. The compressed fluid is separated into two fractions (7101) and (7102) sent respectively to the heat exchangers (720) and (721) making it possible to reboil the two compartments of the column, and is completely condensed in these exchangers at a temperature of 118 ° C. At the outlet of the exchange (720), the fluid (7103) is sent to the heat exchanger (7104), which will preheat a fraction of the charge of the column and vaporize it to about 11% mol. The mixture cooled to 98 ° C is sent to the heat exchanger (7106), where it is cooled to 95.5 ° C, then sent to the valve (7108), where it is expanded to

1,1 MPa, en se vaporisant partiellement et en se refroidissant jusqu’à 75°C.1.1 MPa, partially vaporizing and cooling to 75 ° C.

À la sortie de l’échangeur (721 ), le fluide (7113) est envoyé vers l’échangeur de chaleur (7114), qui va préchauffer la fraction résiduelle de la charge de la colonne et la vaporiser jusqu’à environ 11% mole. Le mélange refroidi à 98°C va être envoyé vers l’échangeur de chaleur (7116), où il est refroidi jusqu’à 95.5°C, puis envoyé vers la vanne (7118), ou il estdétendu à 1,1 MPa, en se vaporisant partiellement et en se refroidissant jusqu’à 75°C.At the outlet of the exchanger (721), the fluid (7113) is sent to the heat exchanger (7114), which will preheat the residual fraction of the charge of the column and vaporize it to approximately 11% mol . The mixture cooled to 98 ° C will be sent to the heat exchanger (7116), where it is cooled to 95.5 ° C, then sent to the valve (7118), or it is expanded to 1.1 MPa, partially vaporizing and cooling to 75 ° C.

La sortie des vannes (7108) et (7118) est mélangée et envoyée vers l’échangeur de chaleur (713) qui est le condenseur de tête de colonne. Le mélange vaporisé et légèrement surchauffé (7120) est envoyé au compresseur (7100) à une température de 81 °C.The output of the valves (7108) and (7118) is mixed and sent to the heat exchanger (713) which is the column head condenser. The vaporized and slightly overheated mixture (7120) is sent to the compressor (7100) at a temperature of 81 ° C.

EXEMPLESEXAMPLES

Les exemples suivants sont basés sur des simulations procédés prenant en compte les recyclages des flux, et intégrant des données thermodynamiques calées sur des points expérimentaux (données d'équilibre liquide-vapeur binaires et coefficient de partage liquide-liquide).The following examples are based on process simulations taking into account the recycling of flows, and integrating thermodynamic data calibrated on experimental points (binary liquid-vapor equilibrium data and liquid-liquid partition coefficient).

Dans chacun des exemples, le débit de charge est ajustée de manière à obtenir une production annuelle d’environ 150 kt/an d’un butadiène ayant une pureté comprise entre 99,5 et 100% poids (en adéquation avec l’utilisation actuelle du produit), avec une durée de fonctionnement annuelle du procédé de 8000 h.In each of the examples, the feed rate is adjusted so as to obtain an annual production of approximately 150 kt / year of a butadiene having a purity of between 99.5 and 100% by weight (in line with the current use of product), with an annual operating time of the process of 8000 h.

Dans les exemples suivants, afin de faciliter la comparaison, on estime qu’1 MW électrique est équivalent à 3 MW thermique à partir de la constatation qu’une turbine à gaz simple a un rendement de 30 à 35%.In the following examples, in order to facilitate the comparison, it is estimated that 1 MW of electricity is equivalent to 3 MW of heat from the observation that a single gas turbine has an efficiency of 30 to 35%.

Exemple 1 - non conformeExample 1 - non-compliant

Un procédé tel que décrit dans le brevet FR 3 026 100 est alimenté avec 48670 kg/h d’une charge comprenant 93,3% poids d’éthanol, le reste étant de l’eau.A process as described in patent FR 3,026,100 is supplied with 48,670 kg / h of a load comprising 93.3% by weight of ethanol, the remainder being water.

18850 kg/h d’effluent butadiène purifié sont produits, soit 150,8kt/an, comprenant 99,8% poids de butadiène. Les consommations globales en utilités sont :18850 kg / h of purified butadiene effluent are produced, ie 150.8 kt / year, comprising 99.8% by weight of butadiene. The overall consumption in utilities is:

• 201,3 t/h de vapeur (117,4 MW) • 86,8 MW de chauffage par four • 8,4 MW d’électricité • 21 t/h d’eau procédé • 25120 m3/h d’eau de refroidissement• 201.3 t / h of steam (117.4 MW) • 86.8 MW of furnace heating • 8.4 MW of electricity • 21 t / h of process water • 25120 m 3 / h of water cooling

Soit une consommation équivalente de 117,4+86,8+8,4x3 = 229,4 MW équivalent.Or an equivalent consumption of 117.4 + 86.8 + 8.4x3 = 229.4 MW equivalent.

Exemple 2 - conformeExample 2 - compliant

Le procédé selon l’invention est alimenté avec 48670 kg/h d’une charge comprenant 93,3% poids d’éthanol, le reste étant de l’eau.The process according to the invention is supplied with 48,670 kg / h of a charge comprising 93.3% by weight of ethanol, the remainder being water.

18820 kg/h d’effluent butadiène purifié sont produits, soit 150,5kt/an, comprenant 99,8% poids de butadiène. Les consommations globales en utilités sont :18820 kg / h of purified butadiene effluent are produced, ie 150.5 kt / year, comprising 99.8% by weight of butadiene. The overall consumption in utilities is:

• 178.1 t/h de vapeur (104 MW) • 86,7 MW de chauffage par four • 9,4 MW d’électricité • 21 t/h d’eau procédé • 22560 m3/h d’eau de refroidissement• 178.1 t / h of steam (104 MW) • 86.7 MW of furnace heating • 9.4 MW of electricity • 21 t / h of process water • 22560 m 3 / h of cooling water

Soit une consommation équivalente de 104+86,7+9,4x3 = 218,9 MW équivalent.Or an equivalent consumption of 104 + 86.7 + 9.4x3 = 218.9 MW equivalent.

On voit que les consommations globales en utilités sont en baisse pour une production maintenue de butadiène.We see that overall consumption in utilities is down for a sustained production of butadiene.

Exemple 3 - Intégration autour de la section réactionnelle de conversion en butadièneExample 3 - Integration around the reaction section for conversion to butadiene

3.1 - Intégration thermique telle que communément adoptée3.1 - Thermal integration as commonly adopted

La figure 5 montre l’intégration thermique communément réalisée autour d’un réacteur mettant en œuvre une réaction exothermique.Figure 5 shows the thermal integration commonly carried out around a reactor implementing an exothermic reaction.

Lorsque cette intégration thermique est mise en œuvre dans le procédé selon l’invention, la puissance échangée dans l’échangeur charge-effluent 182 dans les conditions de l’exemple 2 est de 23,1 MW. Le mélange (181 ) est ainsi chauffée à une température de 101 °C.When this thermal integration is implemented in the process according to the invention, the power exchanged in the charge-effluent exchanger 182 under the conditions of example 2 is 23.1 MW. The mixture (181) is thus heated to a temperature of 101 ° C.

35,9 MW sont ensuite échangés dans l’échangeur 184 pour amener le fluide aux conditions d’entrée dans le réacteur 186.35.9 MW are then exchanged in exchanger 184 to bring the fluid to the conditions of entry into reactor 186.

L’effluent du réacteur est refroidi d’abord dans l’échangeur charge-effluent, puis dans l’échangeur 189. La puissance échangée dans l’échangeur 189 est de 35,3 MW.The reactor effluent is cooled first in the charge-effluent exchanger, then in exchanger 189. The power exchanged in exchanger 189 is 35.3 MW.

35,9 MW thermique sont consommés pour la chauffe, et 35,3 MW doivent être évacués par l’eau de refroidissement.35.9 MW thermal is consumed for heating, and 35.3 MW must be evacuated by the cooling water.

3.2 - Mise en œuvre d’une pompe à chaleur dans la section réactionnelle de conversion en butadiène3.2 - Implementation of a heat pump in the reaction section for conversion to butadiene

On se réfère à la figure 6 qui montre l’intégration d’une pompe à chaleur conformément à une variante du procédé selon l’invention.Reference is made to FIG. 6 which shows the integration of a heat pump according to a variant of the method according to the invention.

Dans les conditions de l’exemple 2, le mélange (181) est chauffée à 110°C et vaporisée à 90% dans l’échangeur de chaleur 182-1 par échange contre un fluide frigorigène, qui est ici un mélange d’hydrocarbures de composition molaire 45% de n-butane, 45% de i-butane, et 10% de n-pentène. Le fluide frigorigène est totalement condensé dans cet échangeur. La puissance échangée dans l’échangeur 182-1 est de 37,4 MW. Elle est de 14,6 MW dans l’échangeur 182-2.Under the conditions of Example 2, the mixture (181) is heated to 110 ° C and vaporized to 90% in the heat exchanger 182-1 by exchange against a refrigerant, which is here a mixture of hydrocarbons of molar composition 45% of n-butane, 45% of i-butane, and 10% of n-pentene. The refrigerant is completely condensed in this exchanger. The power exchanged in the 182-1 exchanger is 37.4 MW. It is 14.6 MW in the 182-2 interchange.

Le mélange est ensuite chauffé à 285°C par échange dans l’échangeur charge-effluent 182-2. Dans cet échangeur, l’effluent est refroidi à une température de 172°C et est encore totalement en phase vapeur. Le mélange est finalement chauffé aux conditions d’entrée du réacteur 186 par l’échangeur 184 dans lequel sont échangés 7 MW.The mixture is then heated to 285 ° C by exchange in the charge-effluent exchanger 182-2. In this exchanger, the effluent is cooled to a temperature of 172 ° C and is still completely in the vapor phase. The mixture is finally heated to the inlet conditions of reactor 186 by exchanger 184 in which 7 MW are exchanged.

Le fluide frigorigène entre dans l’échangeur 182-3 à 35°C et 0,8 MPa. Il est totalement vaporisé dans cet échangeur puis comprimé à 2,2 MPa dans le compresseur 1803. Il est ensuite condensé dans l’échangeur 182-1, puis sous-refroidi à 35°C dans [échangeur 189-1 avant d’être détendu dans la vanne 1807.The refrigerant enters the exchanger 182-3 at 35 ° C and 0.8 MPa. It is completely vaporized in this exchanger then compressed to 2.2 MPa in the compressor 1803. It is then condensed in the exchanger 182-1, then sub-cooled to 35 ° C in [exchanger 189-1 before being expanded in valve 1807.

Dans cet arrangement particulier selon l’invention, on consomme 7 MW thermique, 12,4 MW d’eau de refroidissement, et 5,5 MW électrique pour le compresseur, soit une consommation équivalente de 7+5,5x3 = 23,5 MW équivalent.In this particular arrangement according to the invention, 7 MW thermal, 12.4 MW of cooling water, and 5.5 MW electric for the compressor are consumed, equivalent consumption of 7 + 5.5 × 3 = 23.5 MW equivalent.

Ainsi, la puissance équivalente nécessaire pour la variante mettant en œuvre une pompe à chaleur est de 23,5 MW, tandis que la puissance équivalente nécessaire pour l’intégration « classique » est de 35,9 MW, soit une réduction de 35%.Thus, the equivalent power required for the variant implementing a heat pump is 23.5 MW, while the equivalent power required for "conventional" integration is 35.9 MW, a reduction of 35%.

La réduction sur l’eau de refroidissement est de 65%.The reduction on cooling water is 65%.

Exemple 4 - Intégration thermique autour de la section de distillation comprenant une colonne à cloison de l’étape E3)Example 4 - Thermal integration around the distillation section including a bulkhead column from step E3)

La section de distillation comprenant une colonne à cloison de l’étape E3) opérée selon une première variante de l’invention, c'est-à-dire dans laquelle les rebouilleurs sont alimentés par de la vapeur et le condenseur par de l’eau de refroidissement, consomme 56 MW de vapeur et 55 MW d’eau de refroidissement dans les conditions d’opération de l’exemple 2.The distillation section comprising a bulkhead column from step E3) operated according to a first variant of the invention, that is to say in which the reboilers are supplied with steam and the condenser with water cooling, consumes 56 MW of steam and 55 MW of cooling water under the operating conditions of Example 2.

La mise en œuvre de la variante selon l’invention dans laquelle une intégration thermique avec pompe à chaleur telle que décrite figure 7 est réalisée conduit à une consommation de 10,2 MW d’électricité pour le compresseur (soit une puissance équivalente de 10,2x3=30,6 MW) et 2 MW d’eau de refroidissement.The implementation of the variant according to the invention in which a thermal integration with heat pump as described in FIG. 7 is carried out leads to a consumption of 10.2 MW of electricity for the compressor (ie an equivalent power of 10, 2x3 = 30.6 MW) and 2 MW of cooling water.

Ainsi, l’intégration thermique selon cette variante du procédé selon l’invention permet de réduire de 45% la puissance thermique nécessaire, et de 96% la consommation d’eau de refroidissement.Thus, thermal integration according to this variant of the method according to the invention makes it possible to reduce the thermal power required by 45%, and the consumption of cooling water by 96%.

En reprenant les chiffres de l’exemple 2 et en intégrant les pompes à chaleur des exemples 3.2 et 4 (autour de la section réactionnelle de conversion en butadiène et autour de la colonne de la section E3), les consommations globales en utilités de cette variante du procédé selon l’invention sont :Using the figures from example 2 and integrating the heat pumps from examples 3.2 and 4 (around the reaction section for conversion to butadiene and around the column in section E3), the overall consumption in utilities of this variant of the process according to the invention are:

• 82,2 t/h de vapeur (48 MW) • 57,8 MW de chauffage par four • 25,1 MW d’électricité • 21 t/h d’eau procédé • 13750 m3/h d’eau de refroidissement• 82.2 t / h of steam (48 MW) • 57.8 MW of furnace heating • 25.1 MW of electricity • 21 t / h of process water • 13750 m 3 / h of cooling water

Soit une consommation équivalente de 48+57,8+25,1x3 = 181,1 MW équivalent.Or an equivalent consumption of 48 + 57.8 + 25.1x3 = 181.1 MW equivalent.

La consommation énergétique du procédé selon l’invention est donc encore réduite d’environ 20% avec les améliorations proposées. De plus, la consommation d’eau de refroidissement diminue d’environ 40%.The energy consumption of the process according to the invention is therefore further reduced by about 20% with the improvements proposed. In addition, the consumption of cooling water decreases by about 40%.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1. Procédé de production de butadiène à partir d’une charge éthanol comprenant au moins 80% poids d’éthanol comprenant au moins :1. Process for the production of butadiene from an ethanol feedstock comprising at least 80% by weight of ethanol comprising at least: A) une étape de conversion de l’éthanol en acétaldéhyde comprenant au moins :A) a step for converting ethanol into acetaldehyde comprising at least: - une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction de l’effluent riche en éthanol issu de l’étape E3), opérée à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa et à une température comprise entre 200 et 500°C en présence d’un catalyseur, et- A reaction section fed at least with a fraction of the ethanol-rich effluent from step E3), operated at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa and at a temperature between 200 and 500 ° C. in the presence of a catalyst, and - une section de séparation permettant de séparer l’effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent hydrogène et un effluent éthanol/acétaldéhyde ;- A separation section for separating the effluent from said reaction section into at least one hydrogen effluent and one ethanol / acetaldehyde effluent; B) une étape de conversion en butadiène comprenant au moins :B) a butadiene conversion stage comprising at least: - une section réactionnelle alimentée au moins par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), par un effluent de lavage issu de l’étape C1), par une fraction de l’effluent riche en acétaldéhyde issu de l’étape E1), opérée en présence d’un catalyseur, à une température comprise entre 300 et 400°C, et à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, les débits d’alimentation étant réglés de telle sorte que le rapport molaire éthanol/acétaldéhyde en entrée de ladite section réactionnelle est compris entre 1 et 5, eta reaction section fed at least with a fraction of said ethanol / acetaldehyde effluent from step A), with a washing effluent from step C1), with a fraction of the acetaldehyde-rich effluent from step E1), operated in the presence of a catalyst, at a temperature between 300 and 400 ° C, and at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, the feed rates being adjusted so that the ethanol / acetaldehyde molar ratio at the inlet of said reaction section is between 1 and 5, and - une section de séparation permettant de séparer l’effluent de ladite section réactionnelle en au moins un effluent gazeux et un effluent liquide ;- A separation section for separating the effluent from said reaction section into at least one gaseous effluent and one liquid effluent; C1 ) une étape de traitement de l’hydrogène comprenant au moins :C1) a hydrogen treatment step comprising at least: - une section de compression comprimant ledit effluent hydrogène issu de l’étape A) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa, eta compression section compressing said hydrogen effluent from step A) at a pressure of between 0.1 and 1.0 MPa, and - une section de lavage gaz-liquide alimentée à une température comprise entre 25 et 60°C par ledit effluent hydrogène issu de la section de compression, à une température comprise entre 15°C et -30°C par une fraction dudit effluent riche en éthanol issu de l’étape E3), et par une fraction dudit effluent éthanol/acétaldéhyde issu de l’étape A), et produisant au moins un effluent de lavage et un effluent hydrogène purifié ;a gas-liquid washing section supplied at a temperature between 25 and 60 ° C with said hydrogen effluent from the compression section, at a temperature between 15 ° C and -30 ° C with a fraction of said effluent rich in ethanol from step E3), and by a fraction of said ethanol / acetaldehyde effluent from step A), and producing at least one washing effluent and one purified hydrogen effluent; D1) une étape d'extraction du butadiène comprenant au moins :D1) a butadiene extraction step comprising at least: - une section de compression comprimant ledit effluent gazeux issu de l’étape B) à une pression comprise entre 0,1 et 1,0 MPa,- a compression section compressing said gaseous effluent from step B) at a pressure between 0.1 and 1.0 MPa, - une section de lavage gaz-liquide comprenant une colonne de lavage alimentée en tête à une température comprise entre 20 et -20°C par un flux éthanol constitué de ladite charge éthanol du procédé et/ou d’une fraction de l’effluent riche en éthanol issu de l’étape E3) et en fond par ledit effluent gazeux issue de l’étape B) comprimé et refroidi, et produisant au moins un effluent sous-produits gazeux et un effluent butadiène de lavage ;a gas-liquid washing section comprising a washing column supplied at the head at a temperature of between 20 and -20 ° C. by an ethanol stream consisting of said ethanol feedstock from the process and / or a fraction of the rich effluent in ethanol from step E3) and at the bottom with said gaseous effluent from step B) compressed and cooled, and producing at least one effluent by-product gas and one butadiene washing effluent; D2) une étape de première purification du butadiène comprenant au moins :D2) a step of first purification of butadiene comprising at least: - une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par l’effluent liquide issu de ladite étape B) en mélange avec l’effluent butadiène de lavage issu de l’étape D1) et par l’effluent eau de contre-lavage issu de l’étape E1) et produisant un effluent butadiène brut, un effluent acétaldéhyde brut et un effluent éthanol brut ;a distillation section comprising a partition column supplied at least with the liquid effluent from said step B) mixed with the butadiene washing effluent from step D1) and with the backwashing water effluent from step E1) and producing a crude butadiene effluent, a crude acetaldehyde effluent and a crude ethanol effluent; - une section de lavage gaz-liquide alimentée en fond par ledit effluent butadiène brut et en tête par un flux d'eau, et produisant en tête un effluent butadiène pré-purifié et en fond un effluent eau usée ;a gas-liquid washing section fed at the bottom with said raw butadiene effluent and at the head with a flow of water, and producing at the head a pre-purified butadiene effluent and at the bottom with a waste water effluent; D3) une étape ultérieure de purification du butadiène, alimentée au moins par ledit effluent butadiène pré-purifié issu de ladite étape D2), et produisant au moins un effluent butadiène purifié ;D3) a subsequent butadiene purification step, fed at least with said pre-purified butadiene effluent from said step D2), and producing at least one purified butadiene effluent; E1) une étape de lavage de l’acétaldéhyde alimenté par l’effluent acétaldéhyde brut issu de l’étape D2) et par une fraction de l’effluent eau usée issu de l’étape D2), et produisant un effluent eau de contre-lavage, un effluent riche en acétaldéhyde et un effluent diéthyléther ;E1) a step of washing the acetaldehyde supplied by the raw acetaldehyde effluent from step D2) and by a fraction of the wastewater effluent from step D2), and producing a counter-water effluent washing, an effluent rich in acetaldehyde and a diethyl ether effluent; E2) une étape de traitement des effluents, alimentée au moins par l’effluent éthanol brut issu de l’étape D2), et par une fraction de l’effluent riche en eau issu de l’étape E3), et produisant au moins un raffinât éthanol, un effluent huiles brunes légères et un effluent huiles brunes lourdes ;E2) an effluent treatment step, fed at least with the raw ethanol effluent from step D2), and with a fraction of the water-rich effluent from step E3), and producing at least one ethanol raffinate, a light brown oil effluent and a heavy brown oil effluent; E3) une étape de séparation de l’éthanol comprenant une section de distillation comprenant une colonne à cloison alimentée au moins par le raffinât éthanol issu de l’étape E2), et produisant au moins un effluent riche en éthanol, un effluent riche en eau et un effluent eau sale ;E3) a step for separating the ethanol comprising a distillation section comprising a partition column supplied at least with the ethanol raffinate from step E2), and producing at least one effluent rich in ethanol, an effluent rich in water and a dirty water effluent; F) une étape de lavage à l’eau, alimentée par l'effluent sous-produits gazeux issu de l'étape D1), ainsi que par une fraction de l’effluent riche en eau issu de ladite étape E3) et produisant au moins un effluent eau alcoolisée.F) a step of washing with water, supplied with the gaseous by-product effluent from step D1), as well as by a fraction of the water-rich effluent from said step E3) and producing at least an alcoholic water effluent. 2. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ladite colonne à cloison de ladite étape D2) comprend un compartiment d'entrée comprenant entre 8 et 15 plateaux théoriques, un compartiment de soutirage comprenant entre 8 et 15 plateaux théoriques, un compartiment de tête comprenant entre 5 et 20 plateaux théoriques et un compartiment de fond comprenant entre 5 et 10 plateaux théoriques.2. Method according to the preceding claim wherein said partition column of said step D2) comprises an inlet compartment comprising between 8 and 15 theoretical plates, a racking compartment comprising between 8 and 15 theoretical plates, a head compartment comprising between 5 and 20 theoretical platforms and a bottom compartment comprising between 5 and 10 theoretical platforms. 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel ladite colonne à cloison de ladite étape E3) comprend un compartiment d’entrée comprenant entre 8 et 25 plateaux théoriques, un compartiment inférieur comprenant entre 8 et 25 plateaux théoriques, et un compartiment de tête comprenant entre 3 et 10 plateaux théoriques.3. Method according to one of the preceding claims wherein said partition column of said step E3) comprises an inlet compartment comprising between 8 and 25 theoretical plates, a lower compartment comprising between 8 and 25 theoretical plates, and a compartment head comprising between 3 and 10 theoretical plates. 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel l’étape B) comprend une pompe à chaleur entre l’effluent et l’alimentation de la section réactionnelle de ladite étape dans laquelle un fluide frigorigène est vaporisé par échange avec l’effluent de ladite section réactionnelle, comprimé puis au moins partiellement condensé par échange de chaleur avec l’alimentation de ladite section réactionnelle, puis totalement condensé et détendu avant d’être de nouveau vaporisé lors de l’échange avec l’effluent de ladite section réactionnelle.4. Method according to one of the preceding claims wherein step B) comprises a heat pump between the effluent and the supply of the reaction section of said step in which a refrigerant is vaporized by exchange with the effluent of said reaction section, compressed then at least partially condensed by heat exchange with the feed to said reaction section, then fully condensed and expanded before being vaporized again during the exchange with the effluent from said reaction section. 5. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ledit fluide frigorigène est au moins un mélange d’hydrocarbures à 3, 4 ou 5 atomes de carbone.5. Method according to the preceding claim wherein said refrigerant is at least a mixture of hydrocarbons with 3, 4 or 5 carbon atoms. 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel ledit flux éthanol alimentant l’étape D1) est constitué de ladite charge éthanol du procédé.6. Method according to one of the preceding claims in which said ethanol stream supplying step D1) consists of said ethanol feedstock of the process. 7. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel ledit flux d’eau alimentant la section de lavage de l’étape D2) est un flux d’eau d’origine externe audit procédé de production de butadiène.7. Method according to one of the preceding claims wherein said flow of water supplying the washing section of step D2) is a flow of water of external origin to said process for producing butadiene. 8. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel 40 à 70% molaire du liquide issu du compartiment de tête de la colonne à cloison de la section de distillation de ladite étape D2) est dirigé vers le compartiment d’entrée de ladite colonne à cloison.8. Method according to one of the preceding claims wherein 40 to 70 mol% of the liquid from the head compartment of the bulkhead column of the distillation section of said step D2) is directed to the inlet compartment of said column with partition. 9. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel 50 à 80% molaire du gaz issu du compartiment de fond de la colonne à cloison de la section de distillation de ladite étape D2) est dirigé vers le compartiment d’entrée de ladite colonne à cloison.9. Method according to one of the preceding claims wherein 50 to 80 mol% of the gas from the bottom compartment of the bulkhead column of the distillation section of said step D2) is directed to the inlet compartment of said column with partition. 10. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel on injecte en tête de la colonne à cloison de la section de distillation de ladite étape D2) un débit d’eau correspondant à 15 à 20% molaire du débit de butadiène soutiré en tête de ladite colonne.10. Method according to one of the preceding claims wherein is injected at the top of the partition column of the distillation section of said step D2) a water flow corresponding to 15 to 20 mol% of the flow of butadiene withdrawn at the head of said column. 11. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel ladite étape D3) comprend une section de séparation par distillation extractive en présence d’un solvant polaire.11. Method according to one of the preceding claims wherein said step D3) comprises a separation section by extractive distillation in the presence of a polar solvent. 12. Procédé selon la revendication 11 dans lequel ledit solvant polaire est choisi dans le groupe constitué par le diméthylformamide (DMF), la N-méthylpyrrolidone, l’acétonitrile et leurs mélanges.12. The method of claim 11 wherein said polar solvent is selected from the group consisting of dimethylformamide (DMF), N-methylpyrrolidone, acetonitrile and mixtures thereof. 13. Procédé selon l’une des revendications précédentes dans lequel la colonne à cloison de ladite section de distillation de ladite étape E3) comprend une pompe à chaleur comprenant un tourne-en-rond de fluide frigorigène entre le condenseur et les rebouilleurs de ladite colonne.13. Method according to one of the preceding claims wherein the bulkhead column of said distillation section of said step E3) comprises a heat pump comprising a round-trip of refrigerant between the condenser and the reboilers of said column . 55 14. Procédé selon la revendication précédente dans lequel ledit fluide frigorigène est un mélange d’hydrocarbures comprenant de 3 à 5 atomes de carbone.14. Method according to the preceding claim wherein said refrigerant is a mixture of hydrocarbons comprising from 3 to 5 carbon atoms. 15. Utilisation d’une colonne à cloison pour séparer une alimentation comprenant du butadiène, de l’éthanol, de l’acétaldéhyde et de l’eau en un effluent butadiène brut en tête comprenant plus de15. Use of a bulkhead column to separate a feed comprising butadiene, ethanol, acetaldehyde and water into a crude butadiene overhead effluent comprising more than 10 90%poids de butadiène, un effluent acétaldéhyde brut en tant que soutirage latéral et un effluent éthanol brut en fond, ladite colonne étant également alimentée par un flux d’eau, ladite cloison de la colonne à cloison partitionnant une section centrale de la colonne en deux compartiments, le compartiment central dans lequel est réalisé l’alimentation étant appelé compartiment d’entrée, le compartiment central duquel est soutiré l’effluent acétaldéhyde brut étant appelé10 90% by weight of butadiene, a crude acetaldehyde effluent as lateral withdrawal and a crude ethanol effluent at the bottom, said column also being supplied with a flow of water, said partition of the column to partition partitioning a central section of the column in two compartments, the central compartment in which the feeding is carried out being called the inlet compartment, the central compartment from which the raw acetaldehyde effluent is drawn off being called 15 compartiment de soutirage et les parties supérieures et inférieures de la colonne ne comprenant pas de cloison étant appelées respectivement compartiment de tête et compartiment de fond, ledit compartiment d’entrée comprenant entre 8 et 15 plateaux théoriques, ledit compartiment de soutirage comprend entre 8 et 15 plateaux théoriques, ledit compartiment de tête comprenant de 5 à 20 plateaux théoriques, ledit compartiment de fond comprenant de 5 à 10 plateaux15 draw-off compartment and the upper and lower parts of the column not comprising a partition being called respectively the head and bottom compartments, said inlet compartment comprising between 8 and 15 theoretical plates, said draw-off compartment comprising between 8 and 15 theoretical plates, said head compartment comprising from 5 to 20 theoretical plates, said bottom compartment comprising from 5 to 10 plates 20 théoriques.20 theoretical. 16. Utilisation selon la revendication précédente dans laquelle ladite alimentation comprend de 20 à 30% de butadiène, de 50 à 60 % d’éthanol, de 3 à 8 % d’acétaldéhyde et de l’eau.16. Use according to the preceding claim wherein said feed comprises 20 to 30% butadiene, 50 to 60% ethanol, 3 to 8% acetaldehyde and water. 1/71/7
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7132038B2 (en) * 2000-11-16 2006-11-07 Basf Aktiengesellschaft Method and device for obtaining 1,3 pure butadiene from 1,3 raw butadiene by distillation
WO2013182499A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Dehydration of dilutions of compounds forming an azeotrope with water
WO2014205332A1 (en) * 2013-06-21 2014-12-24 Cargill, Incorporated Dividing wall in ethanol purification process
WO2016042095A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 IFP Energies Nouvelles Method for the production of butadiene and hydrogen from ethanol in two low-water- and low-energy-consumption reaction steps

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19617210A1 (en) 1996-04-30 1997-11-06 Basf Ag Partition wall column for the continuous separation of multi-component mixtures by distillation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7132038B2 (en) * 2000-11-16 2006-11-07 Basf Aktiengesellschaft Method and device for obtaining 1,3 pure butadiene from 1,3 raw butadiene by distillation
WO2013182499A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Dehydration of dilutions of compounds forming an azeotrope with water
WO2014205332A1 (en) * 2013-06-21 2014-12-24 Cargill, Incorporated Dividing wall in ethanol purification process
WO2016042095A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 IFP Energies Nouvelles Method for the production of butadiene and hydrogen from ethanol in two low-water- and low-energy-consumption reaction steps

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