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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Abtrennunghöhermolekularer, gesättigter Kohlenwasserstoffe aus einer Mischung mit niedrigermolekularen gesättigten Kohlenwasserstoffen unter Anwendung von Adsorbentien des Molekularsiebtyps. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur bevorzugten Adsorption von Äthan. Propan und höhermolekularen gesättigten Kohlenwasserstoffen aus Mischungen mit Methan z. B. in Brenngasen.
Das Verfahren kann z. B. angewendet werden, wenn aus einem Brenngas mit Methan als Hauptkomponente, Äthan, Propan und höhermolekulare gesättigte Kohlenwasserstoffe gewonnen werden sollen. Ein solches Verfahren stellt eine gute Quelle für Äthan und Propan dar, ohne dass der Heizwert des vorherrschenden Methans vermindert wird. Von Nebenkomponenten des Brenngases ist meist vorwiegend Äthan vorhanden, während die höhermolekularen Komponenten mit steigendem Molgewicht abnehmen. Das vorliegende Adsorptionsverfahren erlaubt eine quantitative Gewinnung von Äthan und Propan aus Brenngasen, die für andere Verfahren verwendet werden können. Diese Kohlenwasserstoffe sind wichtige Rohmaterialien besonders für die Herstellung von Äthylen und Propylen.
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Abtrennung wenigstens eines höhermolekularen gesättigten Kohlenwasserstoffes mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen pro Molekül aus einer dampfförmigen Mischung mit wenigstens einem niedrigermolekularen gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoff. Dabei wird die Mischung in einer Adsorptionsstufe mit einem Bett eines wenigstens teilweise dehydratisierten, kristallinen Zeolith X unter solchen Bedingungen in Berührung gebracht, dass das Temperaturverhältnis T 2 : Tl zwischen 0, 50 und 1, 0 liegt, wobei T2 die Temperatur in Grad Kelvin ist, bei der der höhermolekulare gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoff einen solchen Dampfdruck hat, der seinem Partialdruck in der
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"Zeolith X"bezeichnet werden.
Struktur, Identifizierung und Herstellungsverfahren für Zeolith X werden in'derUSA-Patentschrift Nr. 2, 882, 244 (14. April 1959 unter dem Namen R. M. Milton) beschrieben.
In der Figur ist die Menge der adsorbierten gesättigten, aliphatischen Cl - C, -Kohlenwasserstoffe gegen das Temperaturverhältnis T/T für Zeolith X aufgetragen.
Die Formel für Zeolith X kann wie folgt angegeben werden :
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In dieser Formel bedeutet "1. 1" ein Metall, "n" seine Wertigkeit und "Y" eine Zahl bis 8 ; diese Zahl hängt von der Art des Metalls und dem Ausmass der Hydratisierung des Kristalls ab. Röntgenaufnahmen können zur Feststellung der Kristallstruktur des Zeolith X verwendet werden. Hierüber und über Verfahren zur Herstellung von Zeolith X wird in derUSA-Patentschrift Nr. 2, 882, 244 berichtet.
Die hier verwendeten Adsorbentien umfassen nicht nur die Natriumform von Zeolith X, die üblicherweise hergestellt wird, sondern auch kristalline Stoffe, die aus einem solchen Zeolith durch teilweisen oder vollständigen Ersatz der Natriumionen durch andere Kationen erhalten werden. Dieser Ersatz kann
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z. B. durch Ionenaustausch erfolgen.
In den folgenden Tabellen bezieht sich der Ausdruck"Gew.-% adsorbiert"auf die prozentuelle Zunahme des Gewichtes des Adsorbens. Das Adsorbens wurde durch Erhitzen bei vermindertem Druck aktiviert. Wenn nicht anders angeführt, betrug die Aktivierungstemperatur für Zeolith X 3500C und der zugehörige Druck weniger als 0, 1 mm Hg absolut. Der für jede Adsorption angegebene Druck ist, wenn nicht anders angeführt, der Druck des Adsorbats unter Adsorptionsbedingungen.
In der Reihe der gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffe werden die höher molekularen viel leichter als die niedriger molekularen adsorbiert. Im besonderen wird Methan, verglichen mit seinen höheren Homologen von Zeolith X nur wenig adsorbiert. Dies geht aus Tabelle I hervor, in der alle Adsorptionen, wenn nicht anders angeführt bei 25 C ausgeführt wurden.
Eine wichtige Eigenschaft von Zeolith X ist die Adsorption grosser Mengen Adsorbat bei niedrigen Adsorbatdrucken, Partialdrucken oder Konzentrationen. Dies erlaubt die Anwendung von Zeolith X zur Entfernung adsorbierbarer Verunreinigungen aus gasförmigen und flüssigen Mischungen, da er auch dann eine relativ hohe Adsorptionskapazität hat, wenn das zu adsorbierende Material nur in sehr kleinen Konzentrationen zugegen ist. Es ist auch eine wirkungsvolle Gewinnung von Spurenkomponenten in Mischungen möglich. Aus Tabelle I geht auch die Adsorption an Zeolith X bei niedrigen Drucken hervor.
Es sind auch Vergleichswerte für Silikagel und Aktivkohlen angeführt.
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Tabelle I
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<tb>
<tb> Adsorbat <SEP> Adsorbens <SEP> Druck <SEP> mm <SEP> Hg <SEP> Gew.-% <SEP> adsorbiert
<tb> CH <SEP> Na <SEP> X <SEP> 500 <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 1
<tb> C2H6 <SEP> Na2X <SEP> 5 <SEP> 0,2
<tb> NaX <SEP> 25 <SEP> 0, <SEP> 8
<tb> Silikagel <SEP> 25 <SEP> 0,0
<tb> Aktivkohle <SEP> 25 <SEP> 3,3
<tb> Na2X <SEP> 300 <SEP> 8,3
<tb> Silikagel <SEP> 300 <SEP> 0,6
<tb> Aktivkohle <SEP> 300 <SEP> 8,8
<tb> NX <SEP> 700 <SEP> 10,2
<tb> Silikagel <SEP> 700 <SEP> 1,4
<tb> Aktivkohle <SEP> 700 <SEP> 11,4
<tb> C3H3 <SEP> NazX <SEP> 1 <SEP> 0,8
<tb> Na2X <SEP> 4 <SEP> 2,6
<tb> Silikagel <SEP> 4 <SEP> 0, <SEP> 1
<tb> Na2X <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Na2X <SEP> 25 <SEP> 11,1
<tb> Silikagel <SEP> 25 <SEP> 0,8
<tb> Na2X <SEP> 700 <SEP> 14,
<SEP> 6
<tb> Silikagel <SEP> 700 <SEP> 6,5
<tb> n-C4H10 <SEP> Na2X <SEP> 700 <SEP> 17, <SEP> 8 <SEP>
<tb> a2X <SEP> 710 <SEP> 17,6
<tb> Na2X <SEP> 729 <SEP> 17,6
<tb> i-C4H10 <SEP> Na2X <SEP> 0,2 <SEP> 2,4
<tb> Silikagel <SEP> 0,2 <SEP> 0, <SEP> 0 <SEP>
<tb> i-C4H10 <SEP> Na2X <SEP> 5,5 <SEP> 11,5
<tb> Silikagel <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 0,7
<tb> Aktivkohle <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 15, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Na2X <SEP> 400 <SEP> 18, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Silikagel <SEP> 400 <SEP> 11, <SEP> 8 <SEP>
<tb> Aktivkohle <SEP> 400 <SEP> 27, <SEP> 2
<tb> n-C5H12 <SEP> Na2X <SEP> 205 <SEP> 18, <SEP> 4 <SEP>
<tb> Na2X <SEP> 224 <SEP> 19,3
<tb> n-C6H14 <SEP> Na2X <SEP> 0,18 <SEP> 4,8
<tb> .
<SEP> Na2X <SEP> 0, <SEP> 22 <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Na2X <SEP> 20 <SEP> 19, <SEP> 2 <SEP>
<tb> MgX <SEP> 20 <SEP> 18,3
<tb> BaX <SEP> 20 <SEP> 15, <SEP> 8 <SEP>
<tb> MnX <SEP> 20 <SEP> 17,9
<tb> Li2X <SEP> 20 <SEP> 19, <SEP> 2
<tb> CiX <SEP> 20 <SEP> 16,1
<tb> n-C8II18 <SEP> Na2X <SEP> ll <SEP> 30
<tb> Na2X <SEP> 2,3 <SEP> 20,8
<tb> Na2X <SEP> 5,0 <SEP> 20,8
<tb> Na2X <SEP> 2,3(T1=150 C) <SEP> 14,2
<tb> Na2X <SEP> 5, <SEP> 0(T1=150 C) <SEP> 14,2
<tb>
Diese hohe Adsorptionskapazität bei niedrigen Drucken kann vorteilhaft für Adsorptionsverfahren bei höheren Temperaturen als üblich angewendet werden. Die Adsorptionsfähigkeit physikalischer Adsorbentien fällt gewöhnlich mit steigender Temperatur und kann daher, wenn sie bei einer gegebenen Temperatur hinreichend ist,bei einer höheren völlig unzureichend sein.
Mit Zeolith X bleibt jedoch die Kapazität
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bei höheren Temperaturen im wesentlichen erhalten.
Zeolith X kann als Adsorbens für die angegebenen Zwecke in irgendeiner Form angewendet werden.
Ausgezeichnete Ergebnisse werden z. B. mit einer Kolonne von pulverisiertem Material erhalten. Ebenso können Pellets angewendet werden, die aus einer Mischung von Zeolith X und einem geeigneten Bindemittel wie Ton durch Pressen erhalten werden.
Das vorliegende Verfahren zur Abtrennung höhermolekularer, gesättigter, aliphatischer Kohlenwasserstoffe aus dampfförmigen Mischungen mit niedrigermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffen ist von zusammenhängenden Eigenschaften des Zeolith X hinsichtlich der adsorbierten Phase abhängig. Die erste Eigenschaft ist die unerwartet hohe Selektivität von Zeolith X für relativ hochmolekulare, gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen pro Molekül, verglichen mit den niedrigermolekularen, gesättigten Aliphaten. Wie oben erwähnt und in Tabelle I angeführt, kann Zeolith X alle diese Verbindungen auf Basis einer Betrachtung der Porengrösse des Zeolith X und der kritischen Molekulardimensionen der Verbindungen adsorbieren. Z.
B. sind die Poren von Zeolith X hinreichend gross, um sowohl Methan als auch Oktan zu adsorbieren.
Auf Grund dieser Betrachtungen könnte man annehmen, dass Zeolith X keine besondere Selektivität für höhermolekulare, gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe gegenüber den andern Bestandteilen der Mischung aufweist. Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, dass Zeolith X eine extrem hohe Selektivität für die relativ hochmolekularen, gesättigten Aliphaten gegenüber den niedrigermolekularen Aliphaten, wie Methan, aufweist.
Eine andere Eigenschaft ist die Beziehung zwischen dem Siedepunkt oder Dampfdruck eines Stoffes oder einer Type von Stoffen und der Kapazität des kristallinen Zeolith X zur Adsorption des Stoffes bei gegebener Temperatur und Druck. Es wurde festgestellt, dass zwischen der Menge adsorbierten Stoff und dem Temperaturverhältnis T/T eine Beziehung besteht, wobei T1 die Temperatur in Grad Kelvin ist, bei der die Adsorption durchgeführt wird, wobei angenommen wird, dass Adsorbat und Adsorbens im Gleichgewicht sind. T2 ist die Temperatur in Grad Kelvin, bei der der Dampfdruck des Adsorbats gleich seinem Partialdruck im Gleichgewicht mit dem Adsorbens ist. Anders gesagt ist T2 die Temperatur, bei der der Dampfdruck des Adsorbats gleich seinem Partialdruck während der Adsorption ist.
T 2 ist auch der Taupunkt des Adsorbats bei den Adsorptionsbedingungen,
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Tabelle 2 enthält die Werte aus denen die Figur hervorgegangen ist. Die T2-Werte wurden den Dampfdrucktabellen in "Industrial and Engineering Chemistry" 39, 517 [1947] entnommen.
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Tabelle Il
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<tb>
<tb> Adsorbat <SEP> Druck <SEP> mm <SEP> Hg <SEP> Gel.-% <SEP> adsorbiert <SEP> Temperatur <SEP> K
<tb> T. <SEP> T. <SEP> T./T
<tb> Tt <SEP> T2 <SEP> 2'-1
<tb> CH4 <SEP> 500 <SEP> weniger <SEP> als <SEP> 1% <SEP> 298 <SEP> 106 <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP>
<tb> C2H6 <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 298 <SEP> 125 <SEP> 0,42
<tb> 25 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 298 <SEP> 145 <SEP> 0, <SEP> 49 <SEP>
<tb> 300 <SEP> 8, <SEP> 3 <SEP> 298 <SEP> 168 <SEP> 0,56
<tb> 700 <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP> 298 <SEP> 183 <SEP> 0, <SEP> 61 <SEP>
<tb> Cash, <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> 298 <SEP> 144 <SEP> 0, <SEP> 48 <SEP>
<tb> 5 <SEP> 3, <SEP> 1 <SEP> 298 <SEP> 158 <SEP> 0, <SEP> 53 <SEP>
<tb> 4 <SEP> 2, <SEP> 6 <SEP> 298 <SEP> 161 <SEP> 0, <SEP> 54 <SEP>
<tb> 25 <SEP> 11, <SEP> 1 <SEP> 298 <SEP> 174 <SEP> 0,58
<tb> 700 <SEP> 14, <SEP> 6 <SEP> 298 <SEP> 233 <SEP> 0,
<SEP> 78 <SEP>
<tb> n-C, <SEP> Hl0 <SEP> 700 <SEP> 17, <SEP> 8 <SEP> 298 <SEP> 270 <SEP> 0,91
<tb> 710 <SEP> 17, <SEP> 6 <SEP> 298 <SEP> 270 <SEP> 0, <SEP> 91 <SEP>
<tb> 729 <SEP> 17, <SEP> 6 <SEP> 298 <SEP> 271 <SEP> 0, <SEP> 91 <SEP>
<tb> i-CH <SEP> 0. <SEP> 2 <SEP> 2, <SEP> 4 <SEP> 298 <SEP> 152 <SEP> 0, <SEP> 51 <SEP>
<tb> 5,5 <SEP> 11,5 <SEP> 298 <SEP> 180 <SEP> 0, <SEP> 60 <SEP>
<tb> 400 <SEP> 18, <SEP> 4 <SEP> 298 <SEP> 246 <SEP> 0, <SEP> 83 <SEP>
<tb> n-C <SEP> :
<SEP> fI12 <SEP> 205 <SEP> 18, <SEP> 4 <SEP> 298 <SEP> 276 <SEP> 0, <SEP> 93 <SEP>
<tb> 224 <SEP> 19, <SEP> 3 <SEP> 298 <SEP> 277 <SEP> 0, <SEP> 93 <SEP>
<tb> n-CH14 <SEP> 0, <SEP> 18 <SEP> 4, <SEP> 8 <SEP> 298 <SEP> 202 <SEP> 0, <SEP> 68 <SEP>
<tb> 0, <SEP> 22 <SEP> 10, <SEP> 2 <SEP> 298 <SEP> 204 <SEP> 0, <SEP> 69 <SEP>
<tb> 20 <SEP> 19, <SEP> 2 <SEP> 298 <SEP> 259 <SEP> 0, <SEP> 87 <SEP>
<tb> n-C.
<SEP> Hl' <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 298 <SEP> 294 <SEP> 0, <SEP> 99 <SEP>
<tb> 2, <SEP> 3 <SEP> 20, <SEP> 8 <SEP> 298 <SEP> 277 <SEP> 0, <SEP> 93 <SEP>
<tb> 5, <SEP> 0 <SEP> 20, <SEP> 8 <SEP> 298 <SEP> 280 <SEP> 0, <SEP> 94 <SEP>
<tb> 2, <SEP> 3 <SEP> 14, <SEP> 2 <SEP> 423 <SEP> 277 <SEP> 0,66
<tb> 5, <SEP> 0 <SEP> 14, <SEP> 2 <SEP> 423 <SEP> 280 <SEP> 0, <SEP> 66 <SEP>
<tb>
Unerwarteterweise wurde festgestellt, dass alle gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffe mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen pro Molekül ob gerad- oder verzweigtkettig die gleiche Beziehung zwischen Temperaturverhältnis und Gew. -% Kohtenwasserstoff adsorbiert an Zeolith X aufweisen, vorausgesetzt, dass die Moleküle nicht zu gross sind, um in die Poren des Molekularsiebs einzutreten.
Das heisst, für einen gegebenen T/T-Wert werden alle oben angegebenen Kohlenwasserstoffe in gleicher Gew.-%Menge adsorbiert. Die vorliegende Erfindung benützt diese Beziehung zur Erstellung eines neuartigen Trennungsverfahrens.
Die vorliegende Erfindung vereinigt die vorher erwähnten Eigenschaften von Zeolith X in der Weise, dass ein neuartiges Verfahren zur Abtrennung höhermolekularer, gesättigter, aliphatischer Kohlenwasserstoffe mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen pro Molekül aus einer dampfförmigen Mischung mit niedrigermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffen möglich wird. Im allgemeinen besteht das Verfahren darin, dass die dampfförmige Mischung mit einem Bett eines wenigstens teilweise dehydratisierten, kristallinen Zeolith X in Berührung gebracht wird. Die von den höhermolekularen, gesättigten, all- phatischenKohlenwasserstoffen befreite Mischung wird dann vom Zeolith X-Bett entfernt.
Eine solche Berührung wird unter solchen Bedingungen durchgeführt, dass das Temperaturverhältnis T/T bezogen auf das Einlassende des Bettes und auf wenigstens einen der höhermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffe zwischen 0,50 und 1,0 liegt, wobei T. die Adsorptionstemperatur und kleiner als 973 K und T2 die Temperatur ist, bei der wenigstens einer der adsorbierten höhermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffe einen solchen Dampfdruck hat, der seinem Partialdruck in der Mischung gleich ist. Die untere Grenze für das Temperaturverhältnis von 0,50 ist durch die Feststellung gegeben, dass unterhalb dieses Wertes pro Einheitsänderung des Temperaturverhältnisses eine geringere prozentuelle Änderung der Adsorptionskapazität eintritt.
Oberhalb von 0,50 ist die prozentuelle Änderung der Adsorptionskapazität pro Einheitsänderung des Temperaturverhältnisses grösser. Wenn also bei einer gegebenen
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Adsorptionstemperatur und bei einem gegebenen Gemisch eine bestimmte Adsorbatbeladung erhalten wer- den soll, ist es bei einem Temperatur Verhältnis von unter 0,50 notwendig, den Verfahrensdruck mehr zu erhöhen, als wenn das Temperaturverhältnis erfindungsgemäss höher liegt. Dem Temperaturverhältnis von
0,50 entspricht eine Bettbeladung von etwa 1, 2 Gew.-% Adsorbat. Bei einem kleineren Temperaturver- hältnis würde ein grösseres Adsorptionsbett mit damit verbundenen höheren Kosten erforderlich sein.
Die obere Grenze fürdas Temperaturverhältnis von 1, 0 sollte nicht überschritten werden, da bei einer
Adsorptionstemperatur gleich oder kleiner dem Taupunkt, Kondensation des Kohlenwasserstoffs eintritt, wobei die Siebwirkung des Zeolith X ausgeschaltet wird. Oberhalb 973 K für T wird die Kristallstruktur von Zeolith X verändert oder zerstört, wobei ein Verlust an Adsorptionskapazität und eine Verminderung der Porengrösse mit damit verbundener wesentlicher Änderung der. Adsorptionseigenschaften eintritt.
Zur Gewinnung von Äthan, Propan und höheren Homologen aus Brenngasen wird das Adsorptionsver- fahren am günstigsten bei tel zwischen 233 und'6 MOK durchgeführt. Oberhalb 6t4 K neigen die mit
Zeolith X in Berührung stehenden gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffe zur Isomerisierung, Hydro- genierung, Aromatisierung und Polymerisation, wodurch die Poren verstopft und die Kapazität des Mo- lekularsiebs vermindert wird. Unterhalb 233 K können wirtschaftlich Kühlmittel, wie Freon-12 nicht verwendet werden. Auch die mechanischen Eigenschaften von Metallen ändern sich rasch etwa unterhalb 233 K, so dass für diese tiefe Temperatur spezielle Konstruktionsrnaterialen für die Adsorber erforderlich wären.
Die Zunahme der Adsorptionskapazität von Zeolith X für Äthan und Propan bei tieferen Temperaturen rechtfertigt die Anwendung einer Kühlung bis etwa 233 K. Darüber hinaus wird T2 vorzugsweise unterhalb 569 K, welche die kritische Temperatur von Oktan ist, gehalten, um die Adsorptionskapazität von Zeolith X vollständiger ausnützen zu können.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur kontinuierlichen Trennung höhermolekula- rer, gesättigter, aliphatischer Kohlenwasserstoffe mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen pro Molekul von einer dampfförmigen Mischung mit niedrigermolekularen, gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffen.
Dieses kontinuierliche Verfahren besteht aus einer Adsorptions- und einer Regenerierungsstufe. Die Adsorptionsstufe erfolgt wie die oben beschriebene Adsorptionbei T2/Ti zwischen 0,-50 und 1, 0 und T kleiner als 973 K. Bei der Regenerierung wird wenigstens ein Teil des adsorbierten höhermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffs unter solchen Bedingungen vom Zeolith X entfernt, dass am Ende derRegenerierungT /T bezogen auf wenigstens einen der adsorbierten höhermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffe kleiner ist als das Temperaturverhältnis am Ende der Adsorptionsstufe.
Der Unterschied in der Gesamtadsorbatbeladung zwischen den Enden der Adsorptions- und Regenerierungsstufen sollte wegen der Wirksamkeit wenigstens 1 Gew. -"/0 betragen. Ein geringerer Beladungs- unterschied würde grössere Adsorber erforderlich machen. Während der Regenerierung ist T die Regeneriertemperatur und kleiner als 973 und T die Temperatur, bei der der oben erwähnte adsorbierte, ge- sättigte, aliphatische Kohlenwasserstoff einen solchen Dampfdruck hat, der gleich seinem Partialdruck über dem Zeolith X-Bett am Ende der Regenerierung ist. Zweckmässig werden wenigstens 2 Adsorberbetten angewendet, wobei eines die Adsorptionsstufe durchläuft, während das andere regeneriert wird.
Wenn das erste Bett mit Adsorbat beladen ist, werden die Strömungsrichtungen entsprechend umgeschal- tet, so dass dieses regeneriert werden kann, während das zweite die Adsorption übernimmt.
Zur Gewinnung höhermolekularer Kohlenwasserstoffe aus Mischungen mit Methan als Hauptkomponente wird das kontinuierliche Verfahren am wirkungsvollsten bei T zwischen 233 und 644 K durchgeführt. Zur Erzielung einer maximalen Wirksamkeit während der Adsorption liegt T2 unterhalb 569 K.
Während derRegenerierung wird T aus oben angegebenen Gründen vorzugsweise zwischen 233 und 644 K gehalten.
Das Temperaturverhältnis kann durch übliche Methoden eingestellt werden, wie-z. B. direktes oder indirektes Erhitzen des Bettes, Anwendung eines Spülgases oder eines Vakuums während der Regenerierung.
Während derRegenerierung kann das Verhältnis auch durch Änderung der Temperatur und/oder des Druckes eingestellt werden.
Die vielen Vorteile der Erfindung gehen aus den folgenden Beispielen hervor.
Beispiel I : Es steht eine Mischung aus Propan (Molenbruch = 0, 01) und dem Rest Methan zur Ver- fügung. Der Gesamtdruck der Mischung beträgt 34 Atmosphären, sie wird mit einem Bett von Zeolith X bei 750C (3480K) in Berührung gebracht. Der Zeolith soll, um kontinuierlich arbeiten zu können, rege- neriert werden.
Die mögliche Kapazität des Bettes zur Adsorption dieser Kohlenwasserstoffe am Einlassende kann wie folgt bestimmt werden : Da der Partialdruck des Propans 0,34 Atmosphären ist, ist T2 205 K wie aus der :) ben angeführtenDampfdrucktabelle hervorgeht. Entsprechend ist T/T 205/348 oder 0,59. Dieses Tem-
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peraturverhältnis ermöglicht eine Beladung von 10, 2 Gew.-% Propan, wie aus Fig. 1 hervorgeht.
Die mögliche Kapazität für Methan kann ähnlich bestimmt werden. T2 ist 181 K, T/T 0, 52 und die Beladung für Methan 2, 2 Gew.-lo.
Soll das Propan völlig entfernt werden, kann die Adsorption abgebrochen werden, wenn die ersten Spuren von Propan im austretenden Gas erscheinen. Wenn Spuren von austretendem Propan im Gas zulässig sind, kann die Adsorption dann abgebrochen werden, wenn der maximal zulässige Wert erreicht wird.
Während der Regenerierung wird die Bettemperatur auf 360 K (87 C) erhöht, während der Druck gleichzeitig auf 52 mm Hg vermindert wird. Unter diesen Bedingungen ist T2 für Propan 180 K. T2/T ist 0, 50 und die Restbeladung an Propan beträgt 1, 2 Gew.-%.
Beispiel II : Es steht eine Mischung aus Äthan (Molenbruch= 0. 1) und dem Rest Methan bei einem Gesamtdruck von 41 Atmosphären zur Verfügung. Die Mischung soll mit einem Bett von Zeolith X bei 930C (3660K) in Berührung gebracht werden. Das Bett soll, um kontinuierlich arbeiten zu können, rege-
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wie aus der Dampfdrucktabelle hervorgeht. Entsprechend ist T/T 216/366 oder 0, 59. Dieses Temperaturverhältnis ermöglicht eine Beladung von etwa 10, 2 Gew. -0/0 Äthan wie aus Fig. 1 hervorgeht.
Die mögliche Kapazität für Methan kann ähnlich bestimmt werden. T ist 1830K, T/T 0,50 und die Beladung für Methan etwa 1, 2 Gew.-%.
Soll Äthan völlig entfernt werden, kann die Adsorption abgebrochen werden, wenn die ersten Spuren Äthan im austretenden Gas erscheinen. Ansonsten wird die Adsorption dann beendet, wenn der maximal zulässige Äthangehalt erreicht ist.
Während der Regenerierung wird die Bettemperatur auf 366 K erhöht, während der Druck gleichzei- tig auf lAtmosphäre vermindert wird. Bei diesen Bedingungen beträgt der T-Wert für Äthan 184 K, T /T.
184/3bei oder 0, 50 und die Rssstbeladung von Äthan etwa 1, 2 Gel.-0/0.
Zeolith X bevorzugt stark das polare Molekül Wasser gegenüber den gesättigten, normalen Kohlenwasserstoffen, die nicht polar sind. Wenn die dampfförmige Mischung mit den gesättigten Kohlenwasser- stoffen Wasser enthält, wird daher das Adsorptionsmittel an Kapazität für die Kohlenwasserstoffe verlieren.
Gelegentliche Regenerierung zur Entfernung von adsorbiertem Wasser kann daher erwünscht sein, um die Kapazität des Zeolith X für die normalen, gesättigten Kohlenwasserstoffe zu verbessern oder wieder herzustellen. Eine solche Regenerierung kann durch Erhitzer des Adsorbens auf 350 - 6000C erfolgen, wobei gleichzeitig ein Spülgas oder ein Vakuum angewendet werden kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Abtrennung wenigstens eines höhermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffes mit weniger als 9 Kohlenstoffatomen pro Molekül aus einer dampfförmigen Mischung mit wenigstens einem niedrigermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung in einer Adsorptionsstufe mit einem Bett von wenigstens teilweise dehydratisiertem kristallinem Zeolith X unter solchen Bedingungen in Berührung gebracht wird, dass das Temperaturverhältnis T/T zwischen 0,50 und l, 0 liegt, wobei T 2 die Temperatur in Grad Kelvin ist, bei der der erwähnte höhermolekulare, gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoff einen solchen Dampfdruck hat,
der gleich seinem Partialdruck in der erwähnten Mischung und T die Temperatur in Grad Kelvin, bei der die Adsorption ausgeführt wird und kleiner als 973 K ist, worauf schliesslich die von den höhermolekularen, gesättigten, aliphatischen Kohlenwasserstoffen befreite Mischung vom Bett abgeführt wird.