BTX

Le BTX est un mélange de trois hydrocarbures aromatiques : le benzène, le toluène et les trois isomères du xylène (ortho-, méta- et para-xylène). Ces composés sont séparés du pétrole brut lors du reformage catalytique des fractions de naphta dans les raffineries, généralement à des températures comprises entre 480 et 540 degrés Celsius sur des catalyseurs au platine. L'acronyme fait référence au flux de produit combiné avant la séparation individuelle, où les concentrations varient en fonction de la source de brut et de la conception du reformeur.

La séparation des composants BTX est économiquement critique car chaque composé a des prix de marché différents et sert des usages industriels distincts. Le benzène, l'aromatique C6 le plus simple, alimente la production de styrène et de cumène. Le toluène est utilisé comme solvant et composant de carburant, et le para-xylène est la matière première dominante pour la production de fibres et de films de polyester. La séparation se fait dans des colonnes de distillation qui exploitent les légères différences de points d'ébullition : le benzène à 80 degrés Celsius, le toluène à 110 degrés Celsius et les xylènes regroupés entre 138 et 144 degrés Celsius.

La récupération du BTX des flux de reformat n'est pas automatique. Les premiers reformats ne contiennent que 40 à 50 % d'aromatiques en masse ; le reste est constitué de paraffines et de cycloparaffines. L'extraction nécessite une séparation liquide-liquide utilisant du sulfolane ou un autre solvant polaire qui dissout préférentiellement les aromatiques, laissant les aliphatiques pour un retour au pool d'essence. Cette étape d'extraction augmente la concentration aromatique à 90 % ou plus avant que les tours de distillation ne s'attaquent à la séparation des composants individuels.

Le para-xylène est le prix commercial : il se vend à un prix élevé car la séparation du para de ses isomères (ortho et méta) exige soit une cristallisation coûteuse à basse température, soit des réacteurs d'isomérisation qui reconvertissent le méta et l'ortho en para. Ce coût explique pourquoi la pureté du para-xylène est souvent contrôlée à 99 % ou plus dans les usines desservant les fabricants de polyester. Le benzène, en revanche, est soumis à des réglementations environnementales et sanitaires strictes dans de nombreuses régions, ce qui limite son utilisation en aval et rend parfois son extraction non rentable.

Les spécifications du BTX varient selon l'utilisation finale. Le para-xylène de qualité polymère doit être exempt d'impuretés colorantes et de thiophène (qui empoisonne les catalyseurs), tandis que le toluène et le benzène de qualité solvant tolèrent des teneurs plus larges en soufre et en azote. La corrosion dans les conditions de fonctionnement a conduit à l'adoption d'acier inoxydable et d'alliages de nickel dans les systèmes de manipulation du BTX, en particulier là où le sulfolane ou l'extraction caustique est employé. La stabilité thermique est également importante : des cycles de chauffage répétés pendant la distillation peuvent polymériser des oléfines traces, encrasser les plateaux et réduire l'efficacité de la séparation.