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Kontinuierliches Sorptionsverfahren
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methode ist auf Mischungen von anorganischen sowie organischen Verbindungen angewendet worden und hat eine ihrer häufigsten Anwendungen auf dem Gebiete der Zerlegung von Kohlenwasserstoffmischungen gefunden, die Bestandteile enthalten, welche sich hinsichtlich ihrer dtrukturldassen unterscheiden. Diese Methode ist besonders anwendbar auf die Zerlegung von Mischungen, die nur mit Schwierigkeit durch andere Trennmittel wie fraktionierte Destillation zerlegt werden. Eine Art von festem Sorbens, das im allgemeinen als Adsorbens bezeichnet wird, adsorbiert selektiv denjenigen Bestandteil einer Mischung von organischen Verbindungen, der den relativ höchsten Polaritätsgrad hat.
Die adsorptive Kapazität und Ruckhaltfähigkeit eines solchen Adsorbens für das Sorbat (d. h. den Bestandteil, der durch das Adsorbens selektiv aus der Beschickungsmischung adsorbiert wird) hängt von der Verfügbarkeit einer grossen inneren Oberfläche an oder in den Adsorbensteilchen, der Gegenwart eines polaren Radikals oder einer ungesättigten Bindung innerhalb der Struktur des Sorbats und von dem Fehlen solcher polarer Gruppen oder ungesättigter Bindungen innerhalb der Struktur des Beschickungsbestandteiles ab, der weniger durch das feste Adsorbens sorbiert wird. Adsorbentien dieser Art sind z.
B. solche festen Stoffe wie (entwässertes) Kieselsäuregel, Aktivkohle, Aluminiumsilikate (wie verschiedene Tone und aktivierte Kieselsäuregele einschliesslich solcher typischer Beispiele wie Attapulgus-Ton, Montmorillonit und entwässerte künstliche Massen aus Tonerde und Kieselsäure, die durch Erhitzen auf eine Temperatur nahe, jedoch etwas unterhalb, des ungefähren Schmelzpunktes der Masse aktiviert sind), aktivierte Tonerde, insbesondere Gamma-Tonerde, sowie andere Stoffe von ähnlichem Charakter, die solche polare oder ungesättigte Verbindungen auf Grund elektrostatischer Anziehung des Bestandteiles der Beschickungsmischung adsorbieren, der die polaren oder ungesättigten Gruppen enthält. Das Material hält eine Schicht Sorbatbestandteil von monomolekularer Dicke auf der Oberfläche des Sorbens zurück.
Typisch für Beschickungmassen, die durch Kontakt mit einem festen aktivierten Adsorbens abgetrennt werden können, sind z. B. : paraffinisch Kohlenwasserstofffraktionen (wie eine Benzinfraktion), die Mercaptane und bzw. oder Amine enthalten (letztere polare Verbindungen werden selektiv adsorbiert) ; Mischungen von Paraffinen und Olefinen, in denen der olefinische Bestandteil derjenige ist, der selektiv durch das feste Adsorbens adsorbiert wird ; Mischungen von aromatischen und nichtaromatischen Kohlenwasserstoffen, in denen der aromatische Bestandteil selektiv adsorbiert wird ;
Mischungen von Wasserdampf und einem inerten Gas wie Stickstoff oder feuchtigkeitshaltige Luft (die Feuchtigkeit wird selektiv adsorbiert) ; und Mischungen von Phenolen und bzw. oder Schwefelverbindungen wie Thiophen mit flüssigen Kohlenwasserstoffen, wobei die phenolische oder die Schwefelverbindung selektiv adsorbiert wird.
Eine andere Trennungsart, bei der ein festes Adsorbens zur Zerlegung von Mischung organischer Bestandteile auf Grund einer Differenz in der Struktur der Bestandteile der Beschickungsmischung dient, ist die sogenannte Clathratbildung. Bei dieser Methode gelangen feste Teilchen gewisser Amide, wie Harnstoff und Thioharnstoff, mit einer Mischung organischer Verbindungen, die getrennt werden sollen, in
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verzweigter Kette, wenn Harnstoff als festes Trennungsmittel benutzt wird. Das Clathrat oder Addukt wird auch durch das Sorbens mit dem Bestandteil von verzweigter Kette unter selektivem Ausschluss des in der Beschickung vorhandenen geradkettigen Bestandteiles gebildet, wenn Thioharnstoff als Sorbens benutzt wird.
Eine Mischung von organischen Verbindungen, die sich in der Struktur auf Grund der Gegenwart geradkettiger, verzweigter oder cyclischer Bestandteile in derselben Mischung unterscheiden, können also in flüssiger Phase mit Harnstoffteilchen in Bertihrung gebracht werden ; dabei werden die geradkettigen Bestandteile der Mischung von den Harnstoffteilchen selektiv in Form eines unlöslichen Clathrates zurückgehalten, während die Bestandteile der Mischung mit verzweigter Kette von dem anfallenden kristallinen Clathrat getrennt abgezogen werden können.
Anderseits kann dieselbe Mischung organischer Verbindungen mit Thioharnstoff behandelt werden, wobei die Bestandteile der Mischung verzweigter Kette ein Clathrat mit dem Thioharnstoff bilden, während die geradkettigen Bestandteile, die kein Clathrat mit Thioharnstoff bilden, zwecks Gewinnung getrennt abgezogen werden können. Die Trennmethode unter Benutzung von Harnstoff oder Thioharnstoff hat eine weite Anwendungsmöglichkeit zur Zerlegung von Mischungen organischer Verbindungen, und sie ist besonders brauchbar zur Trennung von Mischungen von Kohlenwasserstoffen mit verzweigter Kette und bzw. oder cyclischen Kohlenwasserstoffen von geradkettigen Kohlenwasserstoffen.
Noch eine andere Trennungsart unter Verwendung eines festen Sorbens ist das "Sorptionsverfahren", das feste Teilchen eines porösen Sorbens benutzt, die in der porösen Struktur des Sorbens die geradkettigen. Bestandteile einer Beschickungsmischung von organischen Verbindungen selektiv occiudieren, aber die verzweigtkettigen Bestandteile der Beschickung nicht in die Poren des Sorbens eintreten lassen. Die
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bei einem typischen Sorbens dieser Art vorhandenen Poren sind 4-5 Angström im Querschnittsdurchmesser, und ein kennzeichnendes Beispiel für ein solches Sorbensmaterial ist ein dehydriertes Metallaluminosilikat, dessen Metallbestandteil Alkali oder Erdalkali ist.
So kann eine Verbindung mit verzweigter Kette oder von cyclischer Struktur, wie 2, 3-Dimethylbutan oder Cyclohexan, leicht als ein nicht sorbiertes Raffinat von einer Verbindung mit gerader Kettenstruktur, wie n-Hexan (die Ausgangsmischung ist gewöhnlich durch fraktionierte Destillation ziemlich schwierig zu zerlegen), durch Berlihrung der Mischung dieser Hexane mit festen Teilchen eines dehydrierten Metallaluminosilikatsorbens abgetrennt wer- den ;
es zeigt sich, dass dpr nichtsorbierte Ablauf oder das Raffinat hinsichtlich der Bestandteile mit verzweigter Kette und der cyclischen Bestandteile (wenn sie in der Beschickungsmischung vorliegen) angereichert ist, wenn die Menge des mit der Beschickungsmasse behandelten Sorbens ausreichend ist, um alle oder praktisch alle normalen oder geradkettigen Bestandteile in der Mischung zu occludieren. Diese festen Sorbentien werden auch als "Molekularsiebe" bezeichnet. Sie können hergestellt werden, indem man Tonerde, Kieselsäure und das in Betracht kommende Metalloxyd, wie ein Oxyd oder Hydroxydderivat eines Alkalimetalles (z.
B. Natrium, Lithium oder Kalium) oder eines Erdalkalimetalles (wie Calcium, Magnesium, Barium oder Strontium) gemeinsam ausfällt oder in sonstiger Weise vereinigt, um eine gleichförmige und innig dispergierte Mischung von Kieselsäure, Tonerde und dem Metalloxyd oder Hydroxyd zu bilden, überschüssiges Wasser aus den gemischten Oxyden entfernt und dann die gewonnene dispergierte Mischung auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher das Hydratationswasser durch Verdampfung aus den Teilchen entfernt wird. Vorzugsweise werden häufig die anfallenden dehydrieren Mischoxyde bei einer Temperatur von etwa 200 bis etwa 4000C geglüht, um eine strukturelle Starrheit und Teilchenfestigkeit zu entwickeln.
Eine andere Art von Trennverfahren, auf welche der vorliegende Verfahrensfluss anwendbar ist, besteht in der Methode, bei der eine chemische Umsetzung mit einem festen Sorbens (Reaktionsbestandteil) stattfindet, der als festliegendes Bett an Ort und Stelle gehalten wird, während der sorbierbare Bestandteil (der andere Reaktionsbestandteil) in einem ihn enthaltenden Fliessmittelstrom zugeleitet wird. Bezeichnend für solche Trennungen ist die Entfernung von Erdalkalien aus sogenanntem hartem Wasser, um dadurch letzteres weich zu machen und bzw. oder dasselbe zu entionisieren. So kann ein Strom von hartem Wasser in ein sogenanntes Weichmachebecken eingespeist werden, das mit einem festen Bett von Zeolithteilchen oder mit einem sulfonierten Harz ausgestattet ist, das gegen Erdalkalien reaktiv ist.
Das Bett aus Weichmachungsmittel entfernt selektiv die Härte bildenden Erdalkaliionen und ergibt einen Überlauf aus weichem, ionenfreiem Wasser. Die Einführung einer Regenerierungslösung, wie einer wässerigen Natriumchloridlösung (für Wasserweichmacher vom Typus der Zeolithe und der sulfonierten Harze) ist das Äquivalent des Desorbensstromes, wie er nachstehend noch genauer gekennzeichnet wird, und wirkt als Verdrängungsmittel in dem Bett des Weichmachungsmittels. Bei andern typischen Verfahren dieser Art wird ein wässeriger, Ionen enthaltender Strom, wie eine wässerige Zuckerlösung mit Chloridoder Sulfationen in Lösung durch Bertihrung mit einem Ionenaustauscher, z. B. einem unlöslichen Harz, das Amid-oder Aminogruppen enthält und als Sorbens in dem Entionisierungsbecken benutzt wird, entionisiert.
Das vorliegende kontinuierliche Sorptionsverfahren ist anwendbar auf alle vorerwähnten Trennungsmethoden unter Benutzung eines festen Sorbens, dessen Sorptionsfähigkeit sich in einer anschliessenden Behandlung des verbrauchten Sorbens wiederherstellen lässt, gleichgültig, ob es sich um Oberflächenabsorption, um Clathration oder um Molekularsiebe handelt. Die vorliegende Methode ist jedoch besonders anwendbar auf Trennungen, die Sorbentien benutzen, welche strukturell relativ unbeständig sind und daher keine Entfernung des festen Sorbens aus einer Zone zu der andern gestatten, ohne dass es einen Verlust an Aktivität und Gebrauchsfähigkeit infolge Abrieb und sonstige Folgen seiner strukturellen Instabilität erleidet.
Für die Zwecke dieser Beschreibung und zur Definition der allgemeinen Erfindungsgedanken sollen die verschiedenen Trennmethoden, deren jede die Benutzung von Feststoffen einschliesst, welche selektiv sich in irgendeiner Form mit mindestens einem Bestandteil einer fliessfähigen Beschickungsmischung von Bestandteilen unter Bildung eines unterschiedlichen oder verbrauchten Feststoffes vereinigen, gleichgültig, ob es sich um Clathration, Adsorption, Occlusion oder um chemische Reaktion handelt, im nachstehenden als "Sorption" bezeichnet werden, und die Benutzung dieses Ausdruckes soll jegliche Art von oben angegebener Trennung umfassen.
Das vorliegende Verfahren kann auch so betrachtet werden, als würde es in einer Reihe von vier miteinander verbundenen Zonen einer einzigen festliegenden Masse festen Sorbens vorgenommen, das keine eigentliche Abgrenzungslinie zwischen den Zonen besitzt, abgesehen davon, dass die Zonengrenzen durch die Einlass- und Abzugsstellen für die verschiedenen Fliessmittelströme definiert sind. Die erste
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Zone, welche die Beschickungsmischung nach ihrem Einlass erhält, wird als eine"Sorptionszone"be- zeichnet.
Die zweite Zone in Flussrichtung des Fliessmittels durch die feste Sorbensmasse wird als eine "Primärrektifikationszone" bezeichnet. Die nächstfolgende oder dritte Zone wird als eine"Desorptions- zone" bezeichnet und die vierte Zone wird hier"Sekundärrektifikationszone"genannt. Obgleich aus Gründen der Einfachheit diese Zonen, welche die periodisch fortschreitenden Behandlungszonen oder Kontaktzonen zwischen Fliessmittel und Sorbens darstellen, unter Bezugnahme auf eine bezeichnende Ausführungsform der Erfindung nachstehend beschrieben werden, als ob jede durch eine Reihe von miteinander verbundenen festliegenden Betten definiert wäre, ist hervorzuheben, dass die gesamte Masse des in diesen Bettreihen vorhandenen festen Sorbens als ein einziges ununterbrochenes Bett betrachtet werden kann,
das durch eine Kontaktsäule umgrenzt wird, in welcher jede der Behandlungszonen durch die Ein- laps-fund Abzugsstellen der verschiedenen Ströme definiert ist, die in das Bett hinein-und herausfliessen. Wenn man die Kontaktsäule als eine Umgrenzung eines zusammenhängenden ortsfesten Bettes von festem Sorbens betrachtet, hat sie eine merklich grössere Länge als Breite und begrenzt vorzugsweise ein langes schlankes Bett, dessen Länge z. B. mehr als 4mal so gross, beispielsweise 8 - oder 10mal bis zu etwa 40mal so gross, ist wie der Durchmesser des Bettes.
Bei einer bevorzugten Art von Kontaktsäulen ist dieses Bett durch Einschnürungen in eine Reihe kleinerer Betten unterteilt, die praktisch in gleichförmigem Abstand längs der Säulenlänge liegen, so dass die Einschnürungen sowie die Abteilungen zwischen diesen das Sorbens enthalten. Die letztere, besonders bevorzugte Anordnung ist in der Zeichnung dargestellt, die nachstehend näher beschrieben wird.
Die Vorteile der Einschnürung der ortsfesten Sorbensmasse zu einer Mehrzahl von Betten, insbesondere zu mindestens vier Betten oder einer grösseren Bettenzahl, die ein Mehrfaches von vier, wie 8,12 oder 16 und bis zu 40 Betten, beträgt und die Vorteile der Anordnung von Eintritts- und Abzugsstellen für die verschiedenen Ströme an den Einschnürungen sind : l. Verhinderung von konvektiver Rückmischung von Fliessmittel in entgegengesetzter Richtung zur allgemeinen Richtung des Fliessmittelflusses und 2. eine grössere Leichtigkeit der Fliessmittelverteilung beim Fluss in die Kontaktsäule hinein und aus dieser heraus, weil sich dadurch Kanalbildung und anderer unerwünschter Verlust an gleichförmiger Verteilung vermeiden lässt.
Durch Unterteilung eines senkrechten Sorbensbettes in kleinere Betten mittels Trennwänden, wie in Fig. 1 in der Zeichnung dargestellt, wird die Last des festen Sorbens über eine Mehrzahl von Zwischenträgern verteilt und dadurch eine Addierung des ganzen Gewichtes des Sorbens auf einem einzigen Bodenträger, der Sorbensmasse vermieden.
Geeignete Beschickungsmassen ; die bei dem Verfahren gemäss der Erfindung benutzt werden können, sind als eine Fliessmittelmischung von zwei oder mehr Bestandteilen gekennzeichnet, von denen eines mit relativ grösserer Zähigkeit an einem festen Sorbens sorbiert wird als ein oder mehrere andere Bestandteile, die in der Beschickungsmischung vorliegen. Im Hinblick auf die Anpassungsfähigkeit des vorliegenden Verfahrens an verschiedene Sorptionsmethoden, einschliesslich Oberflächenadsorption, Clathratbildung und Molekularocclusion, wie oben beschrieben, kann hier als Beschickung jede Fliessmittelmischung von Verbindungen verwendet werden, die mindestens einen Bestandteil enthält, der einer der verschiedenen Erscheinungen unterliegt, die für seine selektive Zurückhaltung durch ein festes Sorbens verantwortlich ist.
Bezeichnende Beispiele in der besonderen Anwendung des vorliegenden Sorptionsverfahrens sind solche, die ein Sorbens vom Molekularsiebtyp verwenden, und sie umfassen : die Abtrennung von NormalAlkoholen, wie Normal-Butanol, von Alkoholen mit verzweigter Kette oder cyclischer Struktur, wie Tertiärbutylalkohol oder Cyclohexanol ; die Abtrennung von normalen aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit gerader Kette, wie z. B. n-Pentan, n-Hexan, n-Hexen und n-Hepten, von verzweigten Paraffinen und Olefinen, wie z. B. 2, 3-Dimethylbutanbzw.
Diisobutylen, oder von cyclischen Kohlenwasserstoffen, wie Cyclohexan und Methylcyclopentan ; die Abtrennung der normalen Paraffine aus einer im Benzinbereich siedenden Kohlenwasserstofffraktion, die Naphthene und aromatische Kohlenwasserstoffe in Vermischung mit normalen und verzweigten Paraffinen enthält ; die Abtrennung von geradkettigen Aldehyden mit mindestens vier Kohlenstoffatomen je Molekül von verzweigten und cyclischen Aldehyden ; die Abtrennung von geradkettigen Ketonen, wie Methyl-Äthyl-Keton, von verzweigten Ketonen, wie Diisopropylketon, oder von cyclischen Ketonen, wie Cyclohexanon ;
die Abtrennung von geradkettigen aliphatitischen Säuren von verzweigten oder cyclischen Säuren, wie die Abtrennung von Oleinsäure von ihren verzweigten Isomeren und die Auflösung von Mischungen vieler anderer Klassen von organischen Verbindungen, die sich innerhalb der Klasse durch ihre Struktur unterscheiden. Die Wahl des MolekularsiebSorbens hängt von der Molekulargrösse (z. B. dem Querschnittsdurchmesser) des zu sorbierenden Bestandteiles ab.
Das kontinuierliche Sorptionsverfahren der Fraktionierung einer Fliessmittelbeschickungsmischung von
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anorganischer oder organischer bzw. gemischt anorganischer und organischer Zusammensetzung, wie es in der Erfindung vorgesehen ist, wird in der Zeichnung erläutert, die unter Bezugnahme auf eine bestimmte Beschickungsmischung eines Normal-Paraffines, wie n-Hexan, und eines Isoparaffines oder Cycloparaffines, wie eines Dimethylbutans oder Cyclohexans, unter Benutzung eines festen Sorbens vom Molekularsiebtyp (nämlich eines xlehydratisierten Caiciumalumlniumsilikates mit Poren von 5 ÄngströmEinheiten inneren Querschnittsdurchmessers) dargestellt ist.
Durch diese Erläuterung wird das Wesen der Erfindung nicht unbedingt auf die angegebene Beschickungsmischung, das Sorbens und die besonderen Verfahrens- oder Fliessbedingungen beschräpkt. Obgleich ferner die nachstehende Arbeitsweise die Kontaktbehandlung von Fliessmittel in praktisch flüssiger Phase mit festem Sorbens in einer besonderen Anordnung von mehrfachen festliegenden Betten beschreibt, versteht es sich, dass im Rahmen der Erfindung auch Dampf- oder Gasphasenbetrieb, andere Anordnungen von Sorbensbetten, die Benutzung eines Aufstromes von Fliessmittel durch das Sorbens und die Benutzung anderer Anlagearten erfasst sind.
Während der Benutzung des festen Sorbens beim vorliegenden Verfahren in einer Mehrzahl von festliegenden Betten und in Leitungen von verminderter Querschnittsfläche zwischen je zwei benachbarten Betten sorgt eine Fliessmittelpumpe zwischen mindestens einem Paar benachbarter Betten für einen positiven Fliessmittelfluss in nur einer Richtung. Eines der wesentlichen Kennzeichen des Verfahrens besteht darin, dass ein kontinuierlich fliessender Strom von Fliessmittel (entweder flUssig oder in der Dampfphase), der auch als Trägerfliessmittel bezeichnet wird, durch die Bettenreihe vom ersten zum letzten nacheinander und zurück zum ersten Bett im Kreislauf geführt wird.
Mindestens zwei Einlassströme werden dem kontinuierlich kreisenden Fliessmittel zugesetzt, und mindestens zwei Auslassfliessmittelströme werden aus dem kontinuierlich kreisenden Fliessmittel abgezogen. Die Auslassstellen wechseln mit den Einlassstellen ab. Die Fliessmittelbeschickung. tritt an den Einlass in eines der festliegenden Sorbensbetten ein, der nicht sorbierte Anteil der Beschickung (d. h. der Rückstand der Fliessmittelbeschickung, der nach Sorption mindestens eines Anteiles des selektiv sorbierbaren Materials in dem ersten Bett des Sorptionsabschnittes des Verfahrens zurückbleibt) verlässt das gegenüberliegende Ende des ersten Bettes in dem Sorptionsabschnitt und tritt darauf in den Einlass des benachbarten Bettes aus festen Sorbensteilchen ein.
Ein einziges festliegendes Bett des festen Sorbens oder eine ausreichende Zahl solcher festliegender Betten in Reihe ist vorgesehen, um den Sorptionsabschnitt oder die erste Behandlungszone zu bilden, worin der selektiv sorbierbare Bestandteil (Sorbat) praktisch vollständig aus der Fliessmittelbeschickung entfernt wird, so dass ein Fliessmittelstrom, der einen nicht sorbierten oder Raffinatbestandteil der Fliessmittelbeschikkung enthält und der praktisch frei von Sorbatbestandteil ist, am Auslass des letzten Bettes in den Sorptionsabschnitt des Verfahrensflusses austritt. Im Falle einiger Fliessmittelbeschickungsmischungen und einiger Sorbentien ist nur ein Bett erforderlich, um eine solche Trennung zu bewirken, während in andern Fällen zwei oder mehr Betten in Reihe und im allgemeinen nicht mehr als etwa zehn Betten in Reihe erforderlich sind.
Die notwendige Zahl oder die Länge der Reihe im Aggregat hängt von verschiedenen Faktoren des Betriebes, insbesondere der Sorbierbarkeit des sorbierbaren Bestandteiles der Fliessmittelbeschickung, der Tiefe des Sorbens und dem Druck und der Temperatur ab, die im Verfahren benutzt werden. Der Auslass von dem Sorptionsabschnitt enthält eine Auslassöffnung, durch welche ein Anteil des nicht sorbierten Raffinatbestandteiles in Vermischung mit einem Anteil des Trägerfliessmittels abgezogen wird. Der verbleibende Anteil dieses Auslaufstromes von dem Sorptionsabschnitt fliesst in ein einzelnes festliegendes Bett oder eine Reihe von miteinander verbundenen festliegenden Betten, welche den"Pri- märrektifizierabschnitt" oder die zweite Behandlungszone des Verfahrens darstellt.
Die Konzentration des Raffinatbestandteiles in dem Fliessmittelstrom, der durch den Primärrektifizierabschnitt des Verfahrens fliesst, unterscheidet sich in jedem gegebenen Augenblick längs des Weges des Fliessmittelstromes.
Diese Konzentration wird fortschreitend in Fliessrichtung geringer und ist Null nahe oder am Auslass dieser Zone, wenn genügend Sorbens darin benutzt wird.
Der Auslauf aus dem Primärrektifizierabschnitt ist an den Auslass aus diesem Abschnitt durch einen Einlassstrom eines sogenannten Verdrängungsmittels oder Desorbens angeschlossen, das in derselben Richtung wie das kreisende Fliessmittel fliesst. Die anfallende Fliessmittelmischung tritt also in das Sorbensbett im Desorptionsabschni. tt oder in das erste Bett einer Bettenreihe in diesem Abschnitt ein. Das Desorbens ist ein Material, das fähig ist, aus dem festen Sorbens den Bestandteil der Beschickungsmasse zu verdrängen, der bereits auf dem festen Sorbens infolge eines vorangehenden Betriebszyklus sorbiert ist.
Der so durch die unmittelbar folgenden Anteile oder Betten des Desorptionsabschnittes fliessende Strom besteht also aus einer Mischung von Desorbens und vorher aus der Fliessmittelbeschickung in einem vorhergehenden Betriebszyklus sorbierten Sorbat, das aus dem festen Sorbens durch dessen Kontakt mit dem Desorbens freigegeben worden ist. Da die Verdrängungswirkung des Desorbens in erster Linie ein Massen-
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wirkungseffekt ist, wird das Desorbens in ausreichender Menge eingebracht, um ein Molverhältnis von Desorbens zu Sorbat an jeder gegebenen Stelle mindestens grösser als l zu 1 zu schaffen, und es wird vorzugsweise in einer ausreichenden Menge eingebracht, um ein Molverhältnis von mindestens 10 zu 1 und bis zu etwa 30 zu 1 hervorzurufen.
Wenn der Mischstrom von Desorbens und Sorbat durch die Desorptionsstufe des Verfahrens fliesst, reichert er sich progressiv mit Sorbat an, wobei das Verdrängungsmittel oder Desorbens zusätzliches Sorbat in seinem weiteren Flusse freimacht und die Stelle des verdrängten Sorbats in den Poren einnimmt, wodurch die Struktur des Sorbens wieder aufgefrischt wird. Am Auslass des Desorptionsabschnittes des Verfahrensflusses wird ein Strom, der aus einem Teil des Sorbates, Desorbens und kreisenden Fliessmittels (falls unterschiedlich vom Desorbens) besteht, abgezogen und aus dem Verfahren als Endprodukt oder als Zwischeneinspeisungsmasse, gegebenenfalls zur weiteren Reinigung, abgeführt.
Dieser Strom kann (beispielsweise in einer Hilfsdestillationseinheit) fraktioniert werden, um das Desorbens von einem verhältnismässig reinen Sorbatprodukt abzutrennen.
Der Restteil an Desorbens und Sorbat (und Trägerfliessmittel, falls dies vom Desorbens verschieden ist), der durch den Sorbatauslass nicht entfernt worden ist, setzt seinen Fluss durch eine oder mehrere folgende, festliegende Sorbensbetten fort, die als sekundärer Rektifikationsabschnitt des Verfahrens dienen.
In diesem Abschnitt wird das Raffinat bzw. der nicht sorbierte Bestandteil, der in den Hohlräumen zwischen den Sorbensteilchen bei einem vorhergehenden Betriebszyklus zurückgelassen wurde, aus dem Sorbens und den Hohlräumen zwischen den Sorbensteilchen, durch die Desorbens-Sorbatmischung ausgewasehen. Die anfallende Fliessmittelmischung, die aus dem letzten Teil oder dem letzten Bett des Sekundärrektifikationsabschnittes austritt, enthält also Sorbat und Raffinatbestandteile im Gemisch mit Desorbens und wird noch einmal mit ankommender Beschickungsmischung am Einlass ftir den letzteren Strom vereinigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens enthalten die vier Verfahrenszonen, nämlich die Sorptions-Desorptions-und Primär-undSekundärrektifikationsabschnitte des Verfahrens im wesentlichen gleiche Mengen des festen Sorbens und eine praktisch gleiche Anzahl festliegender Sorbensbetten. Wenn also ein einziges Bett von festem Sorbens ausreicht, um die Sorption von Sorbatbestandteil aus der Fliessmittelbeschickungsmischung zu bewirken, wird auch ein einziges Bett von im wesentlichen derselben Sorbensmenge in dem Primärrektifikationsabschnitt, in dem Desorptionsabschnitt und in dem Sekundärrektifikationsabschnitt benutzt.
Wenn anderseits drei miteinander verbundene Betten in dem Sorptionsabschnitt benutzt werden, wird man auch drei miteinander verbundene Betten praktisch derselben Grösse in jedem der drei folgenden Verfahrensabschnitte benutzen. Ausserdem werden während des Verfahrenslaufes, wie eben beschrieben, die Einführungsstellen von Fliessmittelbeschickung und Desorbens in das kreisende Fliessmittel und die Abzugsstellen für den nicht sorbierten bzw. RaffinÅatbestand- teil und zur selektiven Entfernung des sorbierten Bestandteiles oder Sorbates aus dem kreisenden Fliessmittel periodisch umgeschaltet, wobei die vier Stellen gleichzeitig geschaltet werden und jede der angegebenen Eintritts- und Abzugsstellen einen gleichen aliquoten Teil der Gesamtbettenzahl in Fliessrichtung des kreisenden Fliessmittels umschaltet.
Wenn man also in jeder der drei Behandlungszonen oder Abschnitte drei Betten benutzt und die Verfahrenszonen jeweils um ein Teilstück gleich einem Bett fortschreiten lässt, erreicht die Einführungsstelle der Fliessmittelbeschickungsmischung in dem Verfahrensfluss nach einer Aufeinanderfolge von zwölf Schaltungen die Stelle im Wege des kreisenden Fliessmittels, wo die Fliessmittelbeschickungsmischung zu Beginn des Verfahrens eingeführt wurde, und ein Zyklus im Verfahrenskreislauf ist dann vollendet worden.
Das Verfahren nach der Erfindung kann in irgendeiner geeigneten. Anlage durchgeführt werden, die entweder eine Reihe von miteinander verbundenen festen Betten oder ein einziges kontinuierliches Sorbensbett aufweist und Fliessmittelverbindungsleitungen zwischen dem Auslass des letzten Bettes der Reihe und dem Einlass des ersten Bettes bzw. zwischen dem Auslass und dem Einlass des einzigen Bettes besitzt und ausserdem geeignete Mittel aufweist, wie ein Ventil oder einen Verteilerkopf zur Umschaltung der Einlass-und Auslassstellen für die verschiedenen Speise- und Produktströme, die in dem Verfahren vorkommen. Die Zeichnung erläutert schematisch eine bevorzugte Verfahrensanlage, die wegen ihrer gedrängten Anordnung der Reihe aus festliegenden Betten besonders geeignet ist.
Fig. 1 erläutert die Anordnung einer Reihe festliegender Betten, die innerhalb einer senkrechten Kontaktsäule 101 mit geeignet geformten Unterteilungseinrichtungen, welche die senkrechte Säule in eine Reihe benachbarter Bettzonen, wie Zone 201 - 212, zerlegen, übereinander gestapelt sind. Jede Zone zwischen der obersten und der untersten Zone ist von ihren benachbarten Zonen durch einen trich- terförmigen Trennteil, z. B. eine Trennwand 102, in Zone 201 und ein Fallrohr 103 von verringerter Querschnittsfläche abgetrennt, die in eine darunterliegende Zone 202 durch eine Quertrennwand 104
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mündet, welche die obere Begrenzung der Zone 202 darstellt.
Ein. Teil der vorliegenden Anlage, der für die Verwirklichung des vorgesehenen Flusses wesentlich ist, besteht in einer geeigneten Programmschalteinrichtung zum Umwechseln der Einlass-und Auslassstel- len in und von der Kontaktsäule und zum periodischen Fortschritt jeder dieser Stellen über gleiche Teilstrecken in Fliessrichtung des Fliessmittels durch das System während des Verfahrensbetriebes. Jede geeignete Form einer Fliessmittelverteilungszentrale, wie ein Verteilerkopf oder ein verzweigtes Leitungssystem mit Ventilen und ankommenden und abgehenden Leitungen, kann mit elektrisch betätigten Zeitschaltern versehen werden, um die entsprechenden Ventile zu öffnen und zu schliessen.
Die Programmschaltung kann auch in geeigneter Weise mittels eines Hahnschiebers oder Kegelventiles erfolgen, wie es in der Zeichnung, insbesondere in Fig. 2, erläutert ist. Fig. 2 stellt ein Rundventil 105 mit einem Ventilgehäuse A und einem kontinuierlich im Gehäuse A umlaufenden Küken B dar, das fliessmitteldicht mit dem Gehäuse A verbunden ist. Letzteres enthält eine Anzahl von Einlass- und Auslassöffnungen 1 - 12, die zur
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me und mindestens zwei getrennte Auslassströme vorgesehen sind, wobei die zwei Einlassduichgänge mit den zwei Auslassdurchgängen abwechseln.
Obgleich im allgemeinen vorzugsweise die Einlass- und Aus- lassdurchgänge in dem Ventilktiken um ungefähr 900 versetzt angeordnet sind, so dass die Auslässe und Einlässe auf gegenüberliegenden Kükenseiten angeordnet sind, ist es möglich, jede geeignete Anordnung der Steueröffnungen und Durchgänge vorzusehen und dadurch das Winkelverhältnis zwischen den betreffenden Einlass- und Auslassdurchgängen je nach der relativen Zahl an festliegenden Sorbensbetten, die den verschiedenen Betriebsstufen zugeordnet sind, zu vergrössern oder zu verringern.
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Kontaktzonen oder festliegenden Betten 201 - 212 in der Säule 101.
Die Steueröffnungen sind innerhalb des Gehäuses A in begrenzten und vorbestimmten Abständen, getrennt von direkten Einlass- und Auslassströmen in und aus der Säule 101 angeordnet, um dem gewünschten Programm zu entsprechen, das für das Verfahren vorher festgelegt ist. Die Steueröffnungen verbinden die Durchgänge durch das Ventilküken B mit Leitungen, die zu verschiedenen festliegenden Betten innerhalb der Säule 101 fUhren, und stellen somit ein Mittel dar, um die Einlass- und Auslassströme in die und aus den geeigneten Leitungen zu lenken, die an die Kontaktzonen sämtlich gemäss dem vorher festgelegten Programm für das Verfahren angeschlossen sind.
So stellt die Steueröffnung 1 im Ventilgehäuse A eine Öffnung dar, um eine Fliessmittelflussverbindung zwischen einer Steueröffnung im Ventilküken B mit der Spitze der Kontaktzone 201 durch Leitung 106 herzustellen. In ähnlicher Weise dient Steueröffnung 2 im Ventilgehäuse zum Anschluss eines Durchganges im Ventilküken an die Leitung 107, die mit dem Fallrohr 103 zwischen den Kontaktzonen 201 und 202 der Kolonne 101 verbunden ist. Da jedoch in der Stellung, in welche das Ktiken in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, kein innerer Durchgang im Küken B zur Zone 102 offen ist, sondern statt dessen der massive Teil des Kükens B die Öffnung 2 in flüssigkeitsdichtem Verhältnis blockiert, fliesst kein Fliessmittel durch Öffnung 2 in Leitung 107.
In derselben Weise sind Öffnungen 3 - 12 im Ventilehäuse mit den ihnen entsprechenden Kontaktzonen 203-212 durch eine Anschlussleitung verbunden.
Zwecks Erläuterung einer bezeichnenden Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung sei nun die Benutzungsweise der Anlage nach der Zeichnung in Beziehung zur Zerlegung einer Fliessmittelbeschickungsmischung beschrieben, die ein Gemisch von Normal- und Isoparaffinen, z. B. einer Mischung von Normal-und Isohexanen, d. h. eine Mischung enthält, die besonders schwierig durch einfache fraktionierte Destillation zu trennen ist. Es ist jedoch hervorzuheben, dass das Verfahren nach der Erfindung mit ebenso grosser oder sogar grösserer Leichtigkeit auf jede Mischung organischer oder anorganischer Bestandteile innerhalb des hier angegebenen Rahmens anwendbar ist.
Für die angegebene Zerlegung von gemischten normalen und verzweigten Hexanisomeren besteht das feste Sorbens in jeder der Sorptionszonen 201 bis zu 212 in Säule 101 aus einem "Molekularsieb" von der Sorte, die aus einzelnen, im allgemeinen granulierten Teilchen oder Teilchen von genauer geometrischer Gestalt aus einem Metallaluminiumsilikat, wie weiter oben beschrieben, besteht. Das feste Sorbens ist in die Sorptionsbecken in regelloser Verteilung eingesetzt. Bei einer solchen Verteilung finden sich darin Hohlräume zwischen den Teilchen durchgehend durch eine festliegende Masse und ebenso zwischen den Teilchen durchgehend durch jedes der festliegenden Betten.
Beim Einschalten des Verfahrens wird die angegebene Beschickungsmischung aus Normal- und Isohexanen zwechs Fraktionierung in einen Strom des Normalbestandteiles und einen Strom der Isobestand-
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teile in den Verfahrenslauf durch Leitung 108 in durch Ventil 109 gesteuerten Mengen eingespeist. Die Beschickung fliesst durch Leitung 108 in eine Mittelachse 110 des Kükens B, die durch einen Unterteilungseinsatz 111 in vier Abteilungen geteilt ist. Leitung 108 gibt die Beschickungsmischung durch Öffnung 112 in der hohlen Achse an den inneren Kanal 113 ab, der an die Auslassöffnung 1 im Gehäuse A angeschlossen ist.
Der Strom fliesst durch Öffnung 1, tritt in Leitung 106 ein, die wiederum mit Leitung 134 verbunden ist, welche kreisendes Trägerfliessmittel von Zone 212 im Boden der Kontaktsäule zum oberen Ende oder Einlass von Zone 201 befördert. Die Beschickungsmischung wird mit ausreichendem Druck im Verhältnis zum Druck des Trägerfliessmittels in Leitung 134 zugeleitet, um das Trägerfliessmittel mit der Beschickungsmischung zu vermischen und den entstehenden Mischstrom in Zone 201 in Richtung auf Zone 202 fliessen zu lassen.
Während der Berührung der Beschickung mit dem Molekularsiebsorbens in Zone 201 schliesst das Sorbens selektiv normal paraffinischen Bestandteil der Beschickung in seine Poren ein und deren isoparaffinische Bestandteile selektiv aus ; der normale oder geradkettige Bestandteil (n-Hexan im vorliegenden Beispiel) wird im festen Sorbens zurückgehalten, während der verzweigte Bestandteil (in diesem Beispiel das Isohexan) durch das Sorbensbett hindurchgehen kann. Diese verzweigte Verbindung ist der Hauptbestandteil zusammen mit dem Trägerfliessmittel des aus Zone 201 durch Fallrohr 103 abgezogenen Stromes, wie nachstehend erläutert.
Der ganze in dem die Zone 201 verlassenden Strom zurückbleibende n-Hexan-Bestandteil (insbesondere wenn das Sorbens in Zone 201 mit sorbiertem Bestandteil allmählich verbraucht wird) setzt seinen Fluss durch Zone 201 zu der darunterliegenden Kontaktzone 202 fort. Das Bett 202 aus festem Sorbens entfernt eine zusätzliche Menge restlichen Normal-Paraffines, soweit es im Auslauf aus der vorhergehenden oder darüberliegenden Zone vorhanden ist. Im allgemeinen ist eine Reihe genügend zahlreicher miteinander verbundener festliegender Betten, von denen jedes festes Sorbens enthält, oder ein zusammenhängendes Bett genügender Länge vorgesehen, um ausreichende Sorbenskapazität zur Verfügung zu stellen, damit der ganze Normal-Bestandteil der Beschickungsmischung entfernt und nur Iso- oder verzweigter Bestandteil im Auslaufstrom zurückgelassen werden.
Durch Vorversuche lässt sich leicht ermitteln, ob nur ein Bett oder eine Anzahl von Betten in Reihe, ein flaches Bett oder ein Bett beträchtlicher Tiefe für diesen Zweck erforderlich sein wird.
In der vorliegenden Betriebserläuterung unter Benutzung eines Gemisches aus Normal-Paraffin und verzweigtem Paraffin als Beschickung für das Verfahren besteht das Trägerfliessmittel zweckmässig aus einem Überschuss an in den Verfahrensfluss eingebrachtem Desorbens und es besteht völlig oder mindestens vorherrschend aus einem Normal-Paraffin von niedrigerem Siedepunkt und niedrigerem Molekulargewicht als der Normal-Paraffin-Bestandteil der Beschickungsmasse. Vorzugsweise hat das Desorbens einen Siedepunkt, der mindestens 10 C niedriger ist als der Anfangssiedepunkt der Beschickungsmischung.
Besonders wenn n-Hexan der geradkettige Bestandteil ist, der aus der Beschickungsmischung durch Sorption an dem festen Molekularsiebsorbens abgetrennt werden soll, ist das benutzte Desorbens zweckmässig ein NormalParaffin, wie n-Butan, das nach seiner Einführung in das kreisende Fliessmittel das n-Hexan-Sorbat aus dem Molekularsieb verdrängt und selbst in den Poren des Sorbens dank seines molaren Überschusses ge-
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Beschickung eintritt, nimmt es solche Poren des Sorbens ein, die vorzugsweise nicht durch den in der Beschickung vorhandenen n-Hexan-Bestandteil besetzt sind.
Etwa vorhandener Sorbens-Überschuss in Zone 201 und solchen folgenden Zonen (in der vorliegenden Erläuterung Zonen 202 und 203), die zusammen mit Zone 201 den Sorptionsabschnitt des Verfahrens in diesem Betriebszustande darstellen, sorbiert das n-Butan-Trägerfliessmittel und lässt Isohexan frei, um die leeren Zwischenräume zwischen den Sor- bensteilchen einzunehmen und durch diese Hohlräume gegen den Auslass des Sorptionsabschnittes zu fliessen.
Wenn mehr Beschickungsmischung weiter in Zone 201 fliesst, bevor auf die Beschickungsstelle in Zone 202 geschaltet wird, verdrängt das ankommende n-Hexan n-Butan-Trägerfliessmittel aus den Poren des Molekularsiebsorbens in Bettanteilen, die progressiv näher zum Auslass des Sorptionsabschnittes liegen, während Isohexan fortlaufend zusammen mit Trägerfliessmittel aus dieser Behandlungszoneabgeführt wird.
Bei der Anordnung der Fig. 1 ist das Bett in Zone 203 das letzte in der Bettenreihe, aus dem der Sorptionsabschnitt besteht, und der Auslaufstrom aus Zone 203 ist praktisch reines Isohexan im Gemisch mit überschüssigem Trägerfliessmittel (n-Butan, aus welchem Hexane durch Destillation leicht abgetrennt werden). Wenn der Auslaufstrom aus Zone 203 durch das Fallrohr 114 tritt und während Fliessmittel am Verlassen des Sorptionsabschnittes durch irgendeine dazwischenliegende Auslassleitung, wie Leitung 107, behindert wird, weil die Auslassöffnungen 2 und 3 durch den festen Teil des Kükens B im Ventil 105 ge-
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schlossen sind, fliesst mindestens ein Teil dieses Fliessmittelstromes in die Leitung 115, die mit Durchlass 4 verbunden ist. Dies ist die erste Auslassöffnung, die für diesen Fliessmittelstrom im Ventil 105 zugänglich ist.
Der so aus der ersten Behandlungszone, d. h. dem Sorptionsabschnitt des Verfahrens durch Leitung 115 entfernte Strom wird zum Ventil 105 durch Öffnung 4 befördert, die mit dem inneren Auslassdurchgang 116 im Küken B des Ventils 105 verbunden ist, und verlässt dann das Verfahren infolge Durchgangsdurch die Öffnung 117 in der Ventilachse 110 zur Raffinatauslassleitung 118 in durch Ventil 119 geregelten Mengen. Der so aus dem Verfahren ausgetragene Strom kann dann fraktioniert destil-
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til 119 sorgfältig gesteuert, um dafür zu sorgen, dass ein Mischungsrest von Trägerfliessmittel und Isohexanen hinter der Auslassleitung 115 in das darunterliegende Bett 204 fliesst.
Die Menge nicht abgezogenen Anteiles an Fliessmittelstrom, der so seinen Fluss durch die Säule 101 nach Massgabe des Abzugsverhältnisses von Isohexan-Raffinat durch Ventil 119 fortsetzt, kann irgendein erwünschter festliegender Anteil des gesamten Fliessmittelstromes sein, der aus Zone 203 zum Fallrohr 114 abgeführt wird, aber zweckmässig beträgt er mindestens 20 Vol. -0/0 des letzteren Stromes, vorzugsweise mindestens 40 und bis zu etwa 80 Vol. -0/0 des die Zone 203 verlassenden Fliessmittelstromes.
Wenn der in Zone 204 eintretende Strom durch das Sorbens in dieser Zone und in Zonen 205 und 206 weiterfliesst (die in diesem Betriebszustand die zweite Behandlungszone darstellen), nimmt das Desorbens oder Trägerfliessmittel, n-Butan, die inneren Poren des festen Sorbens ein, und die Isohexan-Raffinatbestandteile des restlichen Fliessmittelstromes können nur die Hohlräume oder Zwischenräume zwischen den festen Sorbensteilchen einnehmen.
Es sei bemerkt, dass die Konzentration des Sorbatbestandteiles in dem durch den Sorptionsabschnitt des Verfahrens in einem gegebenen Augenblick strömenden Fliessmittels an aufeinanderfolgenden Stellen längs des Fliessmittelweges progressiv geringer wird und die Konzentration des Raffinatbestandteiles in diesem Fliessmittel gleichzeitig an aufeinanderfolgenden Stellen längs des Fliessmittelweges progressiv zunimmt, während der Auslauf aus dem Sorptionsabschnitt frei von Sorbatbestandteil ist.
Je mehr Beschickungsmischung in dem in den Sorptionsabschnitt eintretenden Fliessmittelstrom eingeführt wird, desto grösser wird jedoch die Konzentration des Sorbatbestandteiles in dem Fliessmittel an weiter fortgeschrittenen Stellen innerhalb des Sorptionsabschnittes, weil die Poren in aufeinanderfolgenden Teilen der Sorbensmasse progressiv mit Sorbatbestandteil gefüllt werden. Wenn die Einführung von Beschickungsmischung ohne Wechsel der Einlassstelle fortgesetzt würde, so würde das den Auslass des Sorptionsabschnittes erreichende Fliessmittel schliesslich Sorbatbestandteil enthalten.
Bevor aber dieser Zustand erreicht ist, wird die Einführungsstelle der Beschickungsmischung in das kreisende Fliessmittel in Strömungsrichtung dieses Fliessmittels durch Verdrehung des Kükens B im Ventil 105 vorverlegt, Vor dieser Vorverlegung im Betrieb der vorliegenden Darstellung schiebt der Isohexanbestandteil, der in demjenigen Teil des Fliessmittelstromes vorhanden ist, welcher die Raffinatabzugsleitung 115 umgeht und in das Bett 204 eintritt, Fliessmittel aus den Hohlräumen zwischen den Teilchen in diesem Bett fort. Wenn weiteres Fliessmittel in das Bett 204 eintritt, wird Trägerfliessmittel durch Raffinatbestandteil auch aus den Hohlräumen in dem Bett 205 und dann auch im Bett 206 weitergeschoben.
Die Konzentration an Raffinatbestandteil in den durch den Primären Rektifizierabschnitt in einem gegebenen Augenblick strömenden Fliessmittel wird also progressiv an aufeinanderfolgenden Stellen längs des Weges dieses Fliessmittels geringer und erreicht Null, wenn das Fliessmittel den Auslass dieser Behandlungszone erreicht.
Bevor Raffinatbestandteil im Fliessmittel am Auslass des Primärrektifizierabschnittes auftaucht, wird die Stellung der Einlass- und Auslassstelle für das kreisende Fliessmittel durch Drehung des Kükens B im Ventil 105 weitergeschaltet, so dass der Primärrektifizierabschnitt umgeschaltet wird, um eine Sorbensmenge einzuschliessen, die in ihren Poren und in den Hohlräumen zwischen den Sorbensteilchen Desorbens enthält, und auf diese Weise wird Raffinatbestanteil daran gehindert, zum Desorptionsabschnitt des Verfahrensflusses Zugang zu erlangen.
An einer Stelle zwischen der zweiten und der dritten Behandlungszone, im Falle der vorliegenden Darstellung also am Fallrohr 120, wo sich der Fliessmittelauslass vom Bett 206 vor dem Wechsel der Ein- lass-und Auslassstellen für das kreisende Fliessmittel befindet, wird ein Strom Verdrängungsmittel (hier als Desorbens bezeichnet) in die Kontaktsäule 101 eingebracht, in der er sich mit dem das Sorbensbett 206 verlassenden Fliessmittelstrom vereinigt. Der Desorbensstrom tritt in das Fallrohr 120 durch Leitung 121 unter einem grösseren Druck als der Druck des Fliessmittelstromes in der Kontaktsäule ein. Desorbens, das in der Kapazität von Trägerfliessmittel, wie vorerwähnt, wirkt, wird dem Verfahren durch Leitung 122 in durch Ventil 123 geregelten Mengen zugespeist.
Das Desorbens fliesst von Leitung 122 in den inneren Durchlass 125 durch Öffnung 124 in der höhlen Achse des Kükens B des Ventils 105. Das Desorbens fliesst durch Einlassöffnung 7 im Gehäuse A des Ventils 105 und darauf in Leitung 121, die den
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Desorbensstrom in das kreisende Fliessmittel lenkt. Die so in das Verfahren eingelassene Desorbensmenge reicht aus, um die vorher in einem vorangehenden Betriebskreislauf aus der Beschickungsmischung sorbierte n-Hexan-Komponente aus den Poren des molekularen Siebsorbens zu verdrängen, und um eine solche Verdrängung zu bewirken, muss das n-Butan-Desorbens die verbrauchten Sorbensteilchen umschliessen und in ausreichender Menge vorliegen, um einen Übergang von sorbiertem n-Hexan aus den Poren des verbrauchten Sorbens in das umgebende n-Butan zu bewirken.
Die fUr die Erzielung dieses Ergebnisses erforderliche n-Butanmenge beträgt im allgemeinen etwa 2 bis etwa 30 Mol Desorbens je Mol Sorbat, vorzugsweise im Falle des vorliegenden Beispieles etwa 5 bis etwa 10 Mol n-Butan je Mol sorbiertes n-Hexan. Im Falle anderer Beschickungsmischungen und anderer Trennsysteme unter Benutzung anderer Sorbentien und Verdrängungsmittel wird das Mol-Verhältnis der Verbindung, welche die Verdrängung der zu verdrängenden Verbindung hervorruft, in der obigen Grössenordnung liegen.
Die Mischung von Desorbens (n-Butan) und verdrängtem Sorbat (n-Hexan), die als Ergebnis der Verdrängung von n-Hexan aus dem verbrauchten Sorbens durch n-Butan und Besetzung des Sorbens durch das n-Butan gebildet wird, fliesst von Zone 207 in die Zonen 208 und 209 nacheinander infolge der positiven Drucksäule zwischen jeder gegebenen Zone und einer im Lauf des kreisenden Fliessmittels vorhergehenden Zone und dann in das Fallrohr 126 mit der Auslassleitung 127. Der durch die Leitung 127 gebildete Auslass ist der erste Auslass, durch den vermischtes n-Butan-Desorbens und freigesetztes n-Hexan-Sorbat aus dem kreisenden Fliessmittel und der Bettenreihe gelangen kann, welche die dritte Behandlungszone (d. h. den Desorptionsabschnitt des Verfahrens) bilden.
Alle andern Auslässe dieser dritten Behandlungszone durch das Ventil sind in dieser Betriebsstufe durch die festen Teile des Kükens B des Ventils 105 blockiert. Der das Bett 209 der Kontaktsäule 102 verlassende Fliessmittelstrom geht durch Auslassöffnung 10 im Gehäuse A des Ventils 105 infolge des Druckgefälles zwischen dem Fliessmittel in der Säule 101 und in der Auslassöffnung 10. Infolgedessen strömt das Fliessmittel durch die Öffnung 10 in den inneren Durchgang 128 des Ventilkükens B, dann durch die Öffnung 129 im hohlen Stiel 110 des Ventils 105 und schliesslich durch Leitung 130 und Ventil 131 in eine zusätzliche Behandlungsanlage, die nicht dargestellt ist, zwecks weiterer Reinigung oder Benutzung der anfallenden Mischung. Eine solche zusätzliche Anlage
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In einigen Fällen besteht das gewünschte Endprodukt des vorliegenden Trennverfahren in dem Sorbatbestandteil der Beschickungsmischung, während in andern Fällen Zweck der Abtrennung die Beseitigung des Sorbatbestandteiles aus der Beschickungsmischung und Gewinnung des Raffinatbestandteiles als das erwünschte Endprodukt ist.
Um den kontinuierlichen cyclischen Kreislauf von Fliessmittel im System aufrecht zu erhalten, wird nur ein Anteil des gesamten Stromes, der an dem Auslauffallrohr 126 der Zone 209 ankommt, zwecks Austrages aus dem Verfahren durch Leitung 127 und Leitungen 128 und 130 abgezogen. Der so im Kreislauf verbleibende Anteil wird durch Ventil 131 geregelt. Dieser Anteil von vermischtem n-Butan und n-Hexan setzt seinen Fluss vom Fallrohr 126 in Zone 210 und dann in Zonen 211 und 212 fort. In diesem Betriebszustand bilden die Sorbensbettenreihen in den Zonen 210,211, 212 die vierte Behandlungszone im Wege des kreisenden Fliessmittels und werden hier auch als "Sekundärrektifikationsabschnitt" des Verfahrens bezeichnet.
Wenn der Desorbensstrom (n-Butan, das hier auch als Trägerf1iéssmittel benutzt wird) und Sorbat (n-Hexan) durch Zone 210, dann durch Zone 211 zur Zone 212 weiterwandert, kommt er mit einem Sorbensanteil in Berührung, der im Sorptionsabschnitt des vorhergehenden Betriebszyklus benutzt wurde, und während dieses Kontaktes schiebt die Mischung von Desorbens und Sorbat/Raffinat (Isohexan) aus den Hohlräumen zwischen den Teilchen des Sorbens in diesen Sekundärrektifikationsabschnitt fort.
Infolgedessen besteht der aus Bett 212 in das Fallrohr 132 auftretende Fliessmittelstrom im vorliegenden Beispiel aus n-Butan, n-Hexan und Isohexan. Wenn als Verfahrensprodukt praktisch reines Sorbat verlangt wird, werden die Einführungs- und Abzugsstellen für das kreisende Fliessmittel periodisch um ein Stück, das lediglich von Raffinat (nicht sorbierter Bestandteil) freies Sorbens umfasst, auf die dritte Behandlungszone weitergeschaltet. Sinngemäss schreitet die Abzugsstelle für Sorbat und Desorbens aus dem kreisenden Fliessmittel im vorliegenden Beispiel von dem Auslass der Zone 209 zum Auslass der Zone 210 fort, nachdem die Zone 210 von Isohexan freigespült worden ist.
Um den ständigen Fliessmittelkreislauf aufrecht zu erhalten, muss dem Fliessmittelstrom ein stückweise Druckanstieg erteilt werden, wenn er aus dem Fallrohr 132 der Zone 212 austritt. Zu diesem Zweck wird der aus dem Fallrohr 132 austretende Fliessmittelstrom auf ein höheres Druckniveau mittels einer Pumpe oder eines Kompressors 133 gepumpt und bei diesem höheren Druck in Leitung 134 mit Ventil 135 abgegeben, das den Fluss des ständig kreisenden Fliessmittelstromes zur Spitze der Zone 201 steuert.
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Jeder Betriebszustand von Sorption, Primärrektifikation, Desorption und Sekundärrektifikation, wie sie oben beschrieben wurden, tritt im wesentlichen gleichzeitig ein, da Küken B des Ventiles 105 kontinuierlich in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft, und in jedem gegebenen Zeitpunkt wird darauf jedes Bett fortschreitend zu einem weiter im Aufstrom liegenden Bett im Verhältnis zur allgemeinen Fliessrichtung des Fliessmittels durch die Betten (die Ausdrücke"Aufstrom"und"Abstrom"sind hier in ihrer gewöhnlichen und üblichen Bedeutung in der chemischen Verfahrenstechnik zu verstehen, d.
h. der Ausdruck"Abstrom"bedeutet eine vorausliegende Stelle in Fliessrichtung relativ zu einer Bezugsstelle, während" Aufstrom" eine umgekehrte Stelle in Richtung des Fliessmittelstromes bedeutet). Wenn also in einem gegebenen Augenblick das Sorbensbett in Zone 201 die Stelle ist, welche zuerst mit in das Verfahren eingeführter frischer Beschickungsmischung in Berührung tritt, wird zu einem darauffolgenden gegebenen Zeitpunkt nach einem ausreichenden Zeitintervall, um das Küken im Ventil 105 1/12 seiner Umdrehung vollenden zu lassen, das Sorbensbett in Zone 202 zu der Stelle der ersten Berührung mit der Beschickungsmischung und Zone 201 wird zu dem letzten Bett in der Bettenreihe, welche den Sekundär- rektifikationsabschnitt umfasst. Darauf werden nacheinander die Zonen 203 - 212 das erste Kontaktbett.
Es ist zu beachten, dass bei Umschaltung des Beschickungseinlasses in Fliessrichtung des kreisenden Fliessmittels der Raffinatauslass, Desorbenseinlass und Sorbatauslass auch um denselben aliquoten Teil des Gesamtzyklus und in derselben Richtung geschaltet werden. Wenn diese Stellen wechseln, ändert sich auch die Zusammensetzung des Fliessmittelstromes an den verschiedenen Stellen und die Zusammensetzung der Sorbensbetten. Der Isohexan-Bestandteil (Raffinat) nimmt die Hohlräume zwischen den Sorbensteilchen nur in solchen Betten ein, die auf jeder Seite des Raffinatauslasses liegen, im allgemeinen nur ein, zwei oder drei Betten jenseits des Raffinatauslasses.
In ähnlicher Weise ist n-Hexan (Sorbat) in den Poren des festen Sorbens vorhanden, das die Betten in der Behandlungszone im Aufstrom vom Raffinatauslass einnimmt, so dass der Fliessmittelstrom, welcher die Stelle in der ortsfesten Sorbensmasse erreicht, die den Raffinatauslass an der periodisch geschalteten Stelle des Raffinatabzuges darstellt, praktisch reiner Raffinatbestandteil (Isohexan) in Mischung mit n-Butan-Desorbens ist, und der Fliessmittelstrom, der die Stelle in der Sorbensmasse erreicht, welche der Sorbatauslass ist (d. h. die zweite der beiden periodischen schaltenden Abzugsstellen) besteht aus praktisch reinem Sorbat (n-Hexan) in Mischung mit n-Butan-Desorbens.
Diese Ströme werden nur zu einem sehr kleinen Masse verunreinigt, das sich aus dem restlichen Fliessmittelstrom ergibt, der in den von der Kontaktsäule zu der Ventilöffnung führt und darin aus einem vorhergehenden Betriebszyklus vorhanden ist.
Das Fliessmittelströmungsverhältnis in Kolonne 101 wird so eingestellt, dass die grösstmögliche Beschickungsgeschwindigkeit übereinstimmend mit der Aufrechterhaltung von Bedingungen des festliegen- den Bettes erreicht wird, was davon abhängig ist, ob eine Berührung in Gasphase oder in Flttssigkeitsphase benutzt wird und auch von der Teilchengrösse des Sorbens und dem Füllungsgrad des Sorbens in den Umschliessungen des Sorbensbettes. Die Teilchengrösse des Sorbens kann von fein verteilten Pulvern (Teilchen bis herab zu 0, 15 mm, vorzugsweise nicht kleiner als etwa 0, 4 mm Grösse) bis verhältnismässig gro- ssen körnigen Teilchen, vorzugsweise nicht grösser als etwa 8 mm Abmessung, schwanken.
Wenn man gasförmige Beschickungsmischungen und Verdrängungsmittel benutzt, liegt die Beschickungsgeschwindigkeit unterhalb derjenigen, bei welcher Wirbelschichtbildung der Sorbensteilchen auftritt (z. B. wenn die Kontaktzonen nicht völlig mit festem Sorbens gefüllt sind), u. zw. vorzugsweise geht die Geschwindigkeit nicht über etwa 3 Raumteile gasförmige oder dampfförmige Beschickungsmischung je Raumteil festes Sorbens in der Minute hinaus. Zweckmässiger liegt die Geschwindigkeit im Bereich von etwa 0. 1 bis etwa 1. 5 Raumteilen Beschickung je Raumteil festes Sorbens in der Minute.
Wenn man mit Berührung in flüssiger Phase arbeitet, ist die Einführungsgeschwindigkeit der Beschickungsmischung zweckmässig nicht grösser als etwa 1, 5 Raumteile flüssige Beschickung je Raumteil festes Sorbens in der Minute, wenn man verhältnismässig grosse körnige Sorbensteilchen benutzt ; und noch zweckmässiger beträgt die Geschwindigkeit etwa 0,01 bis etwa l, 0. Raumteil flüssige Beschickung je Raumteil festes Sorbens in der Minute. Diese Verhältnisse hängen natürlich von der Grösse der Sorbensteilchen, der Tiefe und Breite der Sorbensbetten und andern Faktoren ab, die sich nach dem Aufbau der Anlage und den Verfahrensbedingungen richten.
Wenn das Sorbens die Betten vollständig ausfüllt, ist die Grenze der Fliessmittelgeschwindigkeit durch jedes Bett von dem freien oder leeren Raum zwischen den Sorbensteilchen festgelegt, indem der so vorgesehene Raum einen maximalen Akkomodationsfluss für jedes gegebene Druckgefälle einstellt, der aber erhöht werden kann, wenn eine grössere Druckdifferenz zulässig ist. Je feiner die Sorbensteilchen sind, desto grösser ist das Druckgefälle durch jedes Bett. Dabei ist die letztlich zulässige Fliessgeschwindigkeit festgelegt als diejenige Geschwindigkeit, welche nicht zu einem grösseren Anstieg eines Druckgefälles durch alle Betten führt als der von der Pumpe für das kreisende Fliessmittel gelieferte Förderdruck.
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Wenn das Desorbens aus dem Desorbens-Raffinat-Mischstrom oder dem Desorbens-Sorbatstrom bzw. aus jedem dieser Ströme nach Abzug aus dem Verfahren wiedergewonnen werden soll, ist es im allgemeinen zweckmässig, dass der Siedepunkt des Desorbens hinreichend von den Bestandteilen der Beschikkungsmischung abweicht, so dass das Desorbens sich leicht von den betreffenden Bestandteilchen durch geeignete Fraktioniermittel, wie eine einfache Destillation, trennen lässt.
Das Verfahren nach der Erfindung wird unter Bedingungen für Temperatur, Druck usw. betrieben, die von der jeweils in Betracht kommenden Beschickungsmischung und dem betreffenden in der Kontaktzone benutzten Sorbens und der verlangten Produktreinheit abhängen. Im allgemeinen richten sich der Druck und der Phasenzustand, den man bei Durchführung von Betriebsweisen gemäss dem Verfahren nach der Erfindung anwendet, nach dem Molekulargewicht der Bestandteile der Beschickungsmischung.
Bei einem Verfahren zur Trennung fliessfähiger Verbindungen, die in den Poren eines Sorbens vom Molekularsiebtyp sorbierbar sind, von Verbindungen, die nicht durch ein solches Sorbens sorbiert werden, kann das Verfahren zweckmässiger in gasförmiger Phase vorgenommen werden, wenn die Bestandteile der Beschickungsmischung weniger als etwa 5 Kohlenstoffatome je Molekül enthalten, während vorzugsweise ein Betrieb in flüssiger Phase für Verbindungen mit 5 oder mehr Kohlenstoffatomen je Molekül angewendet wird. Andernfalls kann der Druck übermässig werden, der zur Aufrechterhaltung des Fliessmittels in flüssiger Phase erforderlich ist. Für einen Betrieb in der Gasphase kann eine geeignete Verfahrenstemperatur zwischen etwa 60 bis etwa 3000C schwanken und die DrUcke können innerhalb des Bereiches von im wesentlichen Luftdruck bis 10 atm oder mehr liegen.
Typische Bedingungen für Betrieb in flüssiger Phase sind z. B. Temperaturen von 0 bis 2000C und Drücke von Luftdruck bis 30 atm höher je nach der Beschickungsmischung. Beim Verfahren zur Deionisierung von Wasser unter Benutzung eines zeolithartigen Sorbens wird der Betrieb im allgemeinen in flüssiger Phase bei Temperaturen vorgenommen, die wesentlich unterhalb des Siedepunktes des Wassers liegen. In einem andern bezeichnenden Fall, z.
B. bei der Trennung von aromatischen Kohlenwasserstoffen von aliphatischen Paraffinen mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen je Molekül unter Benutzung eines Kieselsäuregeladsorbens, kann der Betrieb entweder unter Bedingungen der Gasphase oder der flüssigen Phase bei Temperaturen von etwa 30 bis etwa 250 C unter Drücken von im wesentlichen Luftdruck bis zu 10 atm oder mehr vorgenommen werden.
Im folgenden Beispiel wird die Erfindung bezüglich mehrerer ihrer besonderen Ausführungsformen hinsichtlich der Verfahrensbedingungen des festen Sorbens der erläuternden Beschickungsmasse und des erläuternden Desorbens näher erläutert.
Beispiel : Das Verfahren nach der Erfindung wird durch die folgende Betriebsweise besonders erläutert, bei welcher eine Mischung von Normal- und Cyclohexan in einen Strom relativ reinen n-Hexans und einen Strom eines zweiten Produktes von praktisch reinem Cyclohexan fraktioniert wird. Bei diesem Betrieb wurde eine Säule benutzt, die eine Reihe von zwölf in senkrechtem Abstand liegenden miteinander verbundenen Rohrabschnitten bestand, deren jeder einen Durchmesser von 52, 5 mm und eine Länge von ungefähr 1, 2 m hatte. Jeder Abschnitt enthielt ein festliegendes Bett aus Molekularsiebsorbens von 1, 1 m Länge. Der Einlass an der Spitze und der Auslass am Boden jedes Bettes war ein Nippel von 1, 59 mm Durchmesser, der in eine Kappe eintauchte, die an jedem Ende jedes Abschnittes vorgesehen war.
Das Sorbensbett wurde in jedem Abschnitt oberhalb des Auslasses mittels eines Innensiebes quer zu dem Abschnitt aufgehängt. Der Boden jedes Bettes war durch ein Rohr von 1, 59 mm Durchmesser an die Oberseite des darunterliegenden Bettes angeschlossen und die Verbindungsleitung vom Boden des zwölften Bettes (niedrigstes Bett) zur Oberseite des Bettes Nr. 1 (höchstes Bett) enthielt eine Flüssigkeitspumpe, die Flüssigkeit zur Oberseite des Bettes Nr. 1 unter einer Druckdifferenz zwischen dem zwölften und dem ersten Bett von etwa 3, 33 atm förderte.
Das Molekularsiebsorbens bestand aus Calciumaluminiumsilikat (Linde Air Products Co., 5 A Siebe) von unregelmässigen Grössen innerhalb eines Grössenbereiches, in welchem 95% durch ein Sieb mit Löchern von 4, 7 mm gehen und mindestens 98 Gew.-% auf einem Sieb mit Löchern von 0, 3 mm zurückgehalten werden. Nachdem das Molekularsiebsorbens in jeden Abschnitt eingefüllt war, nahm es einen Raum von 0, 762 I je Abschnitt ein.
Vier Rohrleitungen von 25, 4 mm Durchmesser (eine Zuführungsleitung für die Beschickung, eine Abzugsleitung für Raffinat, eine Zuführungsleitung für Desorbens und eine Abzugsleitung für Sorbat) wurden für das Verfahren vorgesehen. Die vier Leitungen von 25, 4 mm dienten als Verteilungsstücke zur Verteilung der Einlass-und Auslassströme von und zu jedem festliegenden Sorbensbett.
Jede Leitung, die zwei aufeinanderfolgende Sorbensbetten verband, war mit vier Leitungen von I, 59 mm Durchmesser, die getrennte Ventile besassen, parallelgeschaltet und jede der vier letzteren Leitungen war an eines der vier Verteilerstilcke angeschlossen, so dass es möglich war, jedes Bett mit einem getrennten Strom Beschikkungsmischung oder Desorbens zu beliefern und aus jedem Bett einen getrennten Strom von Raffinat oder
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Sorbat abzuziehen.
Die Ventile in jeder der vier Leitungen, die jedes Bett mit jedem Verteilerstück verbanden, wurden durch einen Motor mittels Schaltern betätigt, die von einer Programmzeiteinrichtung bedient wurden, welche zur gleichen Zeit erstens das Ventil zur Verbindung des Verteilersttickes für die Beschickungsftihrung mit dem Einlass für nur ein Bett öffnete, zweitens gleichzeitig das Ventil in der Leitung zur Verbindung des Raffinatabzugsverteilerstückes mit dem Auslass von dem dritten Bett im Abstrom von dem geöffnet werdenden Beschickungseinlass öffnet, drittens ebenfalls gleichzeitig das Ventil in der Verbindungsleitung des Desorbenszuführungsverteilerstückes mit dem Einlass zum dritten Bett im Abstrom von der geöffnet werdenden Raffinatabzugsleitung öffnete,
viertens ebenfalls gleichzeitig das Ventil in der Verbindungsleitung des Sorbatabzugsverteilerstückes mit dem Auslass von dem dritten Bett im Abstrom von der geöffnet werdenden Desorbenseinlassleitung öffnete und fünftens ebenfalls gleichzeitig alle andern Ventile in den Leitungen zwischen den Betten und den vier Verteilerstticken schloss oder in geschlossener Stellung hielt.
Der Betrieb wurde durchgeführt, indem man eine Mischung von 40 Gew.-% n-Hexan und 60 Gew.
Cyclohexan in flüssigem Zustande bei einer Temperatur von 400C mit einer Fliessgeschwindigkeit von 3, 785 l je Stunde in eines der Sorbensbetten einspeiste, gleichzeitig flüssiges n-Butan als Desorbens bei einer Temperatur von 400C mit einer Fliessgeschwindigkeit von 3,785 1 je Stunde dem Einlass des siebenten Sorbensbettes im Abstrom von der Einführungsstelle der Beschickungsmischung zuleitete, gleichzeitig einen Raffinatstrom vom Auslass des dritten Bettes im Abstrom vom Einlass der Beschickungsmischung entfernte, gleichzeitig einen Sorbatstrom vom Auslass des neunten Bettes im Abstrom des Einlasses der Beschickungsmischung entfernte,
einen ständigen Flüssigkeitskreislauf im Zyklus durch die ganze Bettenreihe aufrecht erhielt und gleichzeitig je zwei Stellen für die Einführung von Beschickungsmischung und Desorbens und je zwei Stellen für den Abzug von Raffinat und Sorbat in Zeitabständen von einer halben Stunde auf das nächste Bett in Fliessrichtung der kreisenden Flüssigkeit weiterschaltete. Diesem Betrieb ging eine Einschaltbehandlung voraus, die eine richtige Funktion des Systems sicherstellte.
Bei dem Einschaltvorgang wurde das ganze System, einschliesslich des festen Sorbens, in allen zwölf Betten völlig mit dampfförmigem Normal-Butan ausgespült und das dampfförmige Butan wurde dann durch flüssiges Normal-Butan ersetzt, das sowohl als Trägerfliessmittel als auch als Desorbens in diesem Betrieb diente. Nachdem alle Abschnitte der rohrförmigen Säule und die Verbindungsleitungen zwischen je zwei dieser Abschnitte völlig mit flüssigem Butan bei 400C unter ausreichendem Überdruck gefüllt waren, um den Zustand der flüssigen Phase aufrecht zu erhalten, wurde die Pumpe in der Verbindungsleitung des Auslasses vom Bett Nr. 12 zum Einlass des Bettes Nr. 1 eingeschaltet und ein kontinuierlicher cyclischer Kreislauf von Flüssigkeit wurde durch die ganze Kontaktsäule eingestellt.
Darauf wurde die Beschickungmischung bei der vorgenannten Temperatur und der genannten Fliessgeschwindigkeit unter einem Druck von 7, 5 atm in das Bett Nr. l eingeleitet und gleichzeitig hiemit wurden das Ventil für Raffinatabzug aus der Verbindung zwischen Betten Nr. 3 und 4, das Ventil zur Einführung von n-Butan als Desorbens in die Verbindung zwischen Betten Nr. 6 und 7 und das Ventil für Sorbatabzug aus der Verbindung zwischen Betten Nr. 9 und 10 geöffnet. In diesem Augenblick wurde das flüssige n-Butan-Desorbens unter einem Druck von etwa 6,8 atm bei der vorerwähnten Temperatur und Fliessgeschwindigkeit dem Einlass zu Bett Nr. 7 zugespeist. Alle andern Ventile zwischen den Betten und den vier Verteilerstücken wurden geschlossen gehalten, während der cyclische Kreislauf durch das System aufrechterhalten wurde.
Nachdem dieser cyclische Kreislauf und die Einführung von Beschickungsmischung und Desorbens und der Abzug von Raffinat und Sorbat an den eben genannten Stellen über einen Gesamtzeitraum von einer Stunde aufrechterhalten waren, zeigte eine Analyse der beiden Abzugsströme, dass die gewünschten Betriebszustände hergestellt worden waren und so die Anfangs- oder Einschaltperiode des Betriebes vollendet war.
In dem so eingestellten Betrieb am Ende der Anlassperiode wurde Raffinatstrom von Bett Nr. 3 mit einer Geschwindigkeit von 3. 785 1 je Stunde entfernt. Er bestand aus 60 Gew. -Ufo Cyc10hexan und 40 Gew.-% n-Butan. Der Sorbatstrom wurde von Bett Nr. 9 mit einer Geschwindigkeit von 3, 785 I je Stunde abgezogen und er bestand aus 40 Grew.-% n-Hexan und 60 Gew.-% n-Butan. Zu dieser Zeit wurde auch der flüssige Auslauf vom Boden des Bettes Nr. 12 im Kreis zur Oberseite des Bettes Nr. l mit einer Geschwindigkeit von 3, 785 l je Stunde geleitet.
Nach Einstellung des Betriebes schloss der Ventilsteue- rungsmechanismus (der sich auf ein Programm einer Reihe von Betriebszyklen von einer halben Stunde oder kürzerer oder längerer Dauer einstellen liess und auf Betriebszyklen von einer halben Stunde eingestellt war) das Steuerventil für die Verbindungsleitung zwischen dem Zufuhrverteilerstück der Beschikkungsmischung und dem Einlass zum Bett Nr. 1, gleichzeitig wurde das Ventil in der Leitung zwischen dem Zufuhrvertellerstlick der Beschickungsmischung und dem Fallrohr vom Bett Nr. 1 (Einlass zum Bett
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zum Verteilerstück für Raffinatabzug geschlossen, während gleichzeitig das Ventil in der Verbindungsleitung des Fallrohres vom Bett Nr. 4 mit dem Verteilerstück für Raffinatabzug geöffnet wurde.
Ferner wurde gleichzeitig das Ventil in der Verbindungsleitung des Fallrohres vom Bett Nr. 6 (Einlass zu Bett Nr. 7) zum Verteilerstlick für Desorbenszuführung geschlossen, während gleichzeitig das Ventil in der Verbindungsleitung des Fallrohre : vom Bett Nr. 7 (Einlass zum Bett Nr. 8) mit dem Verteilerstück für Desorbenszuleitung geöffnet wurde, und gleichzeitig wurde das Ventil in der Verbindungsleitung des Fallrohres vom Bett Nr. 9 zum Verteilerstuck für den Sorbatabzug geschlossen, während das Ventil in der Verbindungsleitung des Fallrohres vom Bett Nr. 10 zum Verteilersttick für Sorbatabzug geöffnet wurde. Darauf wurden die obigen Betten eine halbe Stunde im Strom gehalten.
Es folgte dann eine gleichzeitige Umschaltung der Einlassströme auf die im Abstrom nächsten Betten und dieser Betrieb wurde darauf in gleicher Weise bei derselben Temperatur praktisch gleichförmig durch das ganze System und mit denselben schrittweisen Weiterschaltungen der Einlass- und Auslassströme in Intervallen von einer halben Stunde fortgesetzt.
Während dieses ganzen regulären Betriebes waren die Steuerventile für den Einlassstrom von Beschickungsmischung und den Einlassstrom von Desorbens und auch die Steuerventile für die Abzugsströme von Raffinat und Sorbat so eingestellt, dass sie bei gleichen volumetrischen Fliessgeschwindigkeiten arbeiteten, und sie wurden auf volumetrischer Basis eingeregelt, um Unterschiede im Druck an den verschiedenen Einlass- und Auslassstellen durch die ganze Säule einzuregeln.
Die Sorbat- und Raffinatauslassströme wurden alle einzeln fraktioniert, um im wesentlichen reines n-Hexan und Cyclohexan als Produktströme abzutrennen, während das aus den Auslassströmen in diesen Fraktionierungen abdestillierte n-Butan kondensiert und dann in das Verfahren zurückgeleitet wurde. Die obige Trennung wurde auf kontinuierlicher Grundlage 35 Tage betrieben, ohne dass sich eine Beeinträchtigung in der Aktivität des Molekularsiebsorbens feststellen liess.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kontinuierliches Sorptionsverfahren zur Fraktionierung einer fliessfähigen Beschickungsmischung verschiedener Bestandteile, bei dem einer der Bestandteile während Berührung der Beschickungsmischung mit einem festen Sorbens selektiv sorbiert, nicht sorbierte Bestandteile der Mischung aus der Berührung mit dem Sorbens abgezogen und selektiv sorbierter Bestandteil aus dem Sorbens durch ein fliessfähiges Desorbens verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, dass man einen kontinuierlichen cyclischen Fliessmittelkreislauf aufeinanderfolgend durch vier in Reihe geschaltete Verfahrenszonen einer ortsfesten Masse des festen Sorbens und vom Auslass der letzten Zone zum Einlass der ersten Zone zurück aufrechterhält,
kontinuierlich die fliessfähige Beschickungsmischung in das kreisende Fliessmittel am Einlass der ersten Zone einführt, kontinuierlich unsorbierten Bestandteil aus dem kreisenden Fliessmittel am Auslass der ersten Zone abzieht, kontinuierlich Desorbens in das kreisende Fliessmittel am Einlass der dritten Zone einführt, kontinuierlich selektiv sorbierten Bestandteil und Desorbens aus dem kreisenden Fliessmittel am Auslass der dritten Zone abzieht und periodisch die vier Zonen in der ortsfesten Sorbensmasse durch gleichzeitige Weiterschaltung der Einführungsstelle der Beschickungsmischung, der Abzugsstelle des unsorbierten Bestandteiles,
der EinfUhrungsstelle des Desorbens und der Abzugsstelle des selektiv sorbierten Bestandteiles und Desorbens um einen gleichen Schritt längs des Fliessweges des kreisenden Fliessmittels fortschreiten lässt.