CN102151418A - 用于模拟移动床分离的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于模拟移动床分离的方法及设备。具体而言，一种通过SMB装置中的模拟移动床吸附来分离进料F的方法包括直接地连接两个连续板Pi、Pi+1的外部旁通管线Li/i+1，标记“i”沿塔的总长度为偶数或(前文中为专用的)奇数，容许冲洗所述板，其中，各旁通管线Li/i+1均包括用于调节旁通管线中流速的自动器件，在某些情况下，旁通管线在注入或回收操作期间经受冲洗流动。

Description

用于模拟移动床分离的方法及设备
技术领域
本发明涉及分离难以通过蒸馏分离的自然产物或化学制成产物的领域。公知为模拟移动床工艺或分离装置的一系列工艺及相关装置或在模拟逆流模式或在模拟共流模式中使用，这在下文将称为通用用语“SMB”。
本领域具体但非排它地涉及：
·由支链烃、环烷烃和芳香烃分离正链烷烃
·烯烃/烷烃分离；
·由其它芳香C8异构体分离对二甲苯
·由其它芳香C8异构体分离间二甲苯
·由其它芳香C8异构体分离乙苯
除精炼厂和石油化工化合物之外存在许多其它应用；这些可列举的应用包括葡萄糖/果糖分离、甲酚位置异构体的分离、光学异构体的分离，等。
背景技术
SMB分离在本领域中广为所知。作为一般准则，在模拟移动床模式中操作的塔(或柱，column)包括至少三个操作区，且可选为四个或五个操作区，各所述区均由一定数目的连续床构成，且各区均由其包括在供送点与回收点之间的位置所限定。通常，SMB塔供送有待分馏的至少一种进料(或给料，feed)F和解吸剂D(有时称为洗脱剂，eluent)，以及从所述塔中回收至少一种萃余液(或抽余液，raffinate)R和萃取液(或萃取物，extract)E。
供送点和回收点在一定时间内沿相同的方向且保持其相对位置规则地转换对应于一个床的值。分隔供送点和回收点的两次连续转换的时间间隔称为周期。
通过定义，各操作区由数字表示：
·区1＝用于解吸萃取液中化合物的区，包括在注入解吸剂D与除去萃取液E之间；
·区2＝用于解吸萃余液中化合物的区，包括在除去萃取液E与注入待分馏的进料F之间；
·区3＝用于吸附萃取液中化合物的区，包括在注入进料与回收萃余液R之间；
·以及优选的区4，其定位在回收萃余液与注入解吸剂之间。
现有技术详细描述了用于执行模拟移动床进料分离的各种装置及工艺。
可具体引用的专利为US-2985589，US-3214247，US-3268605，US-3592612，US-4614204，US-4378292，US-5200075，US-5316821。这些专利还详细描述了SMB的功能。
SMB装置通常包括分成若干个连续吸附剂床Ai的至少一个塔(且通常为两个)，所述床由板Pi分离，各板Pi均包括一个、两个或四个腔室，该腔室可执行提供进料或注入解吸剂以及回收萃余液或萃取液的系列操作。
本发明归入单腔室装置的范畴，也即，其可使用所述腔室来执行各种流体的供送和回收这两者。
如下文更为详细描述的那样，板通常分成面板，且各面板均包括用于供送和回收流体(或流，stream)的腔室。
各板Pi通常包括称为“DME板”的多个分配器-混合器-回收器面板，其通过分配/回收管线或系统来供送。这些板还可为任何类型或任何几何形状。
板通常分成对应于塔部段中的相邻区段的面板，例如，具有成角区段的面板，如在专利US-6537451的图8中所述的那些，或具有平行区段的面板，如专利US-6797175中所述的那些。
作为优选，本发明的分离塔包括具有平行区段和不对称供应的类型的DME板。
在各床上的分配要求收集源于在前床的主流，能够注入附加流体或辅助流体同时尽可能地混合这两种流体，或要求所收集流体的一部分应当能够予以去除，能够萃取以将其送出装置，以及流体还应当能够在下一床上再予以分配。
所有SMB装置的常见问题在于，在SMB操作期间，在供送点与回收点的改变期间，最大限度地减小由在用于供送和回收流体而往返于板的一个或多个回路的各种区中发现的液体所产生的污染。
当在操作序列期间，用于板Pi的管线、腔室或供送区不再由过程流体冲洗时，其变为在其中液体停滞的死区，且仅在另一过程流体再一次在其中移动时才再次移动。SMB的操作是指这样一种过程流体，其为与在所考虑的管线中停滞的流体不同的流体。
具有显著不同成分的流体在较短时间间隔内的混合或移动与应当避免成分不连续性的理想操作相比，会将扰动引入到所考虑的区的浓度分布(或分布曲线图，profile)中。
另一问题在于在相同板的各种区之间的可能的再循环，且更大体而言是在相同板的整个分配/萃取系统上，由于板的各种区之间的很小压力差所造成；这与理想操作相比引起进一步扰动。
为了克服由再循环和死区所造成的这些问题，本领域中公知的各种解决方案为：
a)已经提出一种方案，也即使用解吸剂或相对纯净的期望产物冲洗给定板的分配/萃取系统。该技术在其萃取期间避免了对期望产物的污染。然而，由于冲洗液体具有与其取代的液体极为不同的成分，故其引入了不利于理想操作的成分不连续性。该第一冲洗变型通常在高浓度梯度的情况下执行短持续时间的冲洗。此种冲洗精确地具有短持续时间，以便限制成分不连续性的影响。
b)如在专利US-5972224和US-6110364中所述，构成另一解决方案的是使大部分主流穿过塔的内部且该流的小部分(通常为主流的1％至20％)经由连续板之间的外部旁通管线在外部。这种在一个板处由源自上方的板的流体冲洗分配/萃取系统通常连续地执行，以使得分配/萃取系统的管线和区不再“死”，而是不断地受到冲洗。
专利FR-2772634的图2中公开了通过旁通管线进行连续冲洗的该种系统。旁通管线的直径通常很小，且该管线包括小直径的阀，这降低了系统的成本。
根据专利US-5972224和US-6110364的教导，给定板的分配/萃取系统意图利用成分十分接近于所替换液体(存在于分配系统中或在板上移动的液体)的液体来冲洗。因此，最大限度地减小了具有不同成分的流体的混合，且减小了成分的不连续性。
为此，专利US-5972224和US-6110364推荐在旁通管线中使用冲洗流速，使得各旁通管线中的通过速率大致与SMB主流中的浓度梯度的行进速率相同。这于是称为“同步”冲洗或“同步流速”冲洗。因此，各种管线和容积由流体冲洗，该流体具有与其中的液体大致相同的成分，以及在旁通管线中移动的液体在主流成分大致相同的点处再被引入。
因此，冲洗是同步的且具有低或为零的浓度梯度。
根据该专利的教导，在源于一个板Pi至下一板Pi+1的冲洗流速QSi/i+1等于V/ST时，冲洗称为“同步的”，其中，V为板Pi和板Pi+1的分配系统的容积(即，Vi和Vi+1)以及所述两个板之间的旁通管线的容积(即，VLi/i+1)的累积容积，以及ST为供送/萃取的两次连续切换之间的SMB切换时间。
因此，我们具有：
同步流速＝QSi/i+1＝(Vi+Vi+1+VLi/i+1)/ST，其中：
·QSi/i+1＝源于板Pn的朝下一(通常为下方的)板Pi+1移动的冲洗流速
·Vi＝流出板Pi的分配/萃取系统的容积
·Vi+1＝流入板Pi+1的分配/萃取系统的容积
·VLi/i+1＝Pi与Pi+1之间的旁通管线的容积
·ST＝切换时间
同步冲洗通常通过在一受控速率下进行冲洗而予以执行，该受控速率适用于各区，为所述区中的同步流速的50％至150％，且理想的是同步流速的100％。SMB的4个区中的旁通管线中的流速通过各旁通管线中的调节器件(means)予以控制。
作为实例，技术人员可在所有这些区中使用同步流速的90％的流速，或同步流速的110％或甚至接近100％的任何其它值。然而，假设存在调节器件，则技术人员依照上文所引用专利的教导将以准确地对应于同步流速(同步流速的100％)的方式自然地选择来控制4个区中的流速。
具有重大工业重要性的SMB分离装置的一个实例涉及芳香C8馏分(cuts)的分离，这鉴于生产商业纯度的对二甲苯(按重量计通常为至少99.7％)以及富含乙苯、邻二甲苯和间二甲苯的萃余液。
两个前文引用的实施方式可实现商业纯度的目的。然而，申请人已证实，尽管专利US-5972224和US-6110364的“同步冲洗”的教导构成对现有技术的明显改进，但令人惊奇的是还有可能通过改善限定旁通管线各种流速的规则来进一步改进模拟移动床分离工艺(或方法)的操作和性能。
最后，申请08/04637描述了一种旁通管线装置，该管线利用涉及待应用于各管线的流速的规则，连接所有的板Pi，Pi+1而不区分标记“i”的奇偶性，其中，该规则取决于在所考虑的区上是否存在至少一个关闭的旁通管线或是否所有旁通管线都是开启的而不同。
根据申请08/04637，声称的是“若干原因可导致给定区中旁通管线的关闭。具体而言，当注入流体(进料或解吸剂)到板Pi中时，使用注入管线。该管线连接到连接所述板的旁通管线上，即旁通管线Li-1/i或旁通管线Li+1/i。不管哪条旁通管线连接到所采用的注入管线上，都因而需要借助于启闭阀、流动调节阀或止回阀，或通过可使流动停止的任何其它技术手段来关闭所述管线，以确保注入的流体正确地朝板Pi流动。
以相同的方式，当从板Pi回收流出物(萃取液或萃余液)时，使用回收管线。该回收管线连接到连接所述板的旁通管线上，即旁通管线Li-1/i或旁通管线Li/i+1。不论哪条旁通管线连接到所采用的回收管线上，都因而需要借助于启闭阀、流动调节阀或止回阀，或通过可使流动停止的任何其它技术手段来关闭所述管线，以确保流体从板Pi正确地回收”。
在本申请中，当所述旁通管线在操作中连接到注入管线或回收管线上时，旁通管线在注入或回收操作期间将不会系统地关闭，也即更精确地。
就对于塔的各个操作区中的每一个而限定将应用于各旁通管线的流速规则而言，申请09/01784为对申请08/04637的改进。该申请09/01784涉及连接两个连续板的旁通管线的具体构造，其中，第一板具有偶数标记，或在专用方式中具有奇数标记，如在专利FR-2904776和FR-2913345中所述。
本申请为申请09/01784的改进，在于：
·首先，当所述旁通管线连接到在操作的注入管线或回收管线上时，旁通管线在注入或回收操作期间不会系统地关闭，即更精确地；
·以及其次，用于管理流速的规则在注入或回收操作期间应用于旁通管线上。
本申请涉及连接两个连续板的旁通管线的特定构造，其中，第一板具有偶数标记，或在专用方式中具有奇数标记。
发明内容
本发明涉及用于管理装置的旁通管线的方法，该旁通管线包括直接地连结两个连续板Pi、Pi+1的外部旁通管线Li/i+1，其中，Pi称为上游板，Pi+1称为下游板，而标记“i”沿塔的整个长度为偶数或(前文中为专用的)奇数。
通过分类的方式，在第一情况下，旁通管线连接板P2和P3、P4和P5、P6和P7等。
在另一情况下，旁通管线连接板P1和P2、P3和P4、P5和P6等。
操作中连接到注入管线或回收管线上的旁通管线应当与操作中未连接到任何注入或回收管线上的旁通管线区分开。
关于操作中未连接到任何注入或回收管线上的旁通管线，继续应用如在申请09/01784中所限定的调节旁通管线中的流速的规则。
本发明仅应用于在操作中连接到注入或回收管线上的旁通管线，且在一些情况下该旁通管线由在所述旁通管线上建立冲洗流动而构成。
该冲洗流动当其就位于在操作中连接到注入管线上的旁通管线中时，从而由所述注入流动的一部分所构成。
该冲洗流动当其就位于在操作中连接到回收管线上的旁通管线中时，从而构成所述回收流动的一部分。
两种情况可予以区分；它们形成本发明的主题：
a)进料或解吸剂沿上文限定的方向注入到称为上游板的板上的情况；
b)萃取液或萃余液沿上文限定的方向从下游板回收的情况。
为了更好地理解本发明的装置，在将上游板Pi连接到下游板Pi+1上的旁通管线Li/i+1上必须区分两部分：
·第一部分，其包括在定位于所述旁通管线的上游的板Pi和与注入或回收管线相连的连接点之间；
·第二部分，其包括在与注入管线或回收管线相连的连接点和定位在所述旁通管线下游的板Pi+1之间。
构成本发明的两个规则于是可声明如下：
a)当进料或解吸剂注入到上游板Pi时，则将冲洗流动引入到旁通管线的第二部分中，所述冲洗流动调节为大约等于同步流速的50％±5％的值，以及在旁通管线的第一部分中，注入流速校正为等于用于注入进料或解吸剂的流速减去用于引入旁通管线第二部分中的冲洗流动的值；
b)当从下游板Pi+1回收萃取液或萃余液时，则将冲洗流动引入到旁通管线的第一部分中，所述冲洗流动调节为等于同步流速的50％±5％的值，以及在旁通管线的第二部分中，回收流速校正为等于用于回收萃取液或萃余液的流速减去引入到旁通管线第一部分中的冲洗流速的值。
同步流速限定为(Vi+Vi+1+VLi/i+1)/ST，其中，表达式：
Vi表示上游板Pi的分配/萃取系统的容积；
Vi+1表示下游板Pi+1的分配/萃取系统的容积；
VLi/i+1表示Pi与Pi+1之间的旁通管线的容积；
以及ST表示切换时间。
已相对令人惊奇地发现，根据规则a)和b)所建立的冲洗流动可在期望产物的产率上产生显著增益，这将在下文的实例中示出。
根据本发明的第一变型，SMB单元的床的总数为12，且如下文分配在各区中：
区1中2个床；
区2中5个床；
区3中3个床；
区4中2个床。
在本发明的第二变型中，SMB单元的床的总数为15个，且它们如下文分配在各区中：
区1中3个床；
区2中6个床；
区3中4个床；
区4中2个床。
本发明的方法可应用于在芳香C8碳氢化合物的混合物中分离对二甲苯。
本发明的方法还可应用于在芳香C8碳氢化合物的混合物中分离间二甲苯。
附图说明
图1a代表本发明的模拟移动床(SMB)装置的一部分，包括由标注为Pi，Pi+1，Pi+2和Pi+3的四个分配器板所分开的五个床，所述四个分配器板由两条旁通管线Li/i+1和Li+2/i+3成对地相连。各旁通管线均包括相同的器件。管线Li/i+1包括与进料F注入管线相连的接头(或连接件)、与解吸剂D注入管线相连的接头、与萃取液E回收管线相连的接头以及与萃余液R回收管线相连的接头。
与注入管线相连的接头定位在与回收管线相连的接头的上游。在与注入管线相连的接头和与回收管线相连的接头之间的为调节阀Vi/ i+1。旁通管线Li/i+1还包括标注为Vi和Vi+1的两个“启闭”阀。
Vi定位在板Pi和与注入和回收管线相连的接头之间，而Vi+1定位在与注入和回收管线相连的接头和板Pi+1之间。
图1b代表本发明的模拟移动床装置(SMB)的变型的一部分，包括由Pi，Pi+1，Pi+2和Pi+3标注的四个分配器板所分开的五个床，这四个分配器板通过两条旁通管线Li/i+1和Li+2/i+3成对地连接。各旁通管线均包括相同的器件。
管线Li/i+1包括与进料F注入管线相连的接头、与解吸剂D注入管线相连的接头、与萃取液E回收管线相连的接头，以及与萃余液R回收管线相连的接头。
旁通管线Li/i+1还包括两个调节阀Vi和Vi+1。
Vi定位在板Pi和与注入和回收管线相连的接头之间，而Vi+1定位在与注入和回收管线相连的接头和板Pi+1之间。
图1c代表本发明的模拟移动床装置(SMB)的另一变型的一部分，包括由Pi，Pi+1，Pi+2和Pi+3标注的四个分配器板所分开的五个床，这四个分配器板通过两条旁通管线Li/i+1和Li+2/i+3成对地连接。各旁通管线均包括相同的器件。管线Li/i+1包括与两条进料F注入管线相连的两个接头、与两条解吸剂D注入管线相连的两个接头、与两条萃取液E回收管线相连的两个接头，以及与两条萃余液R回收管线相连的两个接头。
与注入和回收管线相连的接头分成两组，一组定位在旁通管线Li/i+1的上游，而另一组定位在旁通管线Li/i+1的下游。
各组均包括与用于注入进料F、用于注入解吸剂D、用于回收萃取液E和用于回收萃余液R的管线相连的接头。
旁通管线Li/i+1还包括调节阀Vi/i+1，其定位在一方面为与上游注入和回收管线相连的接头而另一方面为与旁通管线的下游注入和回收管线相连的接头之间。
图2代表在操作中的模拟移动床装置的第一变型的一部分。装置的该部分包括标注为P2，P3，P4和P5的四个分配器板。
图2的第一部分示出了在时间t的构造，在时间t期间，解吸剂D注入到板P2上，同时调节旁通管线L2/3的第二部分中的冲洗流速。另外在时间t，萃取液E从板P4回收，且旁通管线L4/5的第二部分中没有流动。
图2的第二部分示出了时间t之后的一个切换周期(即，在t+Δt)的前述构造。解吸剂D注入到板P3上，且旁通管线L2/3的第一部分中没有流动。仍在该时间，即，t+Δt，萃取液E从板P5回收，同时调节旁通管线L4/5的第一部分中的冲洗流速。
图3示出了在操作中的由12个床构成的现有技术的模拟移动床装置。
图3a对应于循环的第一步骤。
图3b对应于循环的第二步骤。
图4示出了在操作中的由12个床构成的本发明的模拟移动床装置。
图4a对应于循环的第一步骤。
图4b对应于循环的第二步骤。
具体实施方式
本发明涉及改进的模拟移动床分离装置。
更准确地说，本发明涉及具有用于注入或回收各种流体的单个腔室的SMB单元的领域，各板均分成一定数目的面板，且各面板均配备有用于注入和回收流体的腔室。
此外，本发明的SMB单元为在其中旁通管线连接两个连续板(即Pi和Pi+1)的单元，但标记“i”沿塔的总长度为偶数或(前文中为专用的)奇数。因此，通过考虑任何标记“i”(偶数或奇数)，板Pi通过旁通管线连接到Pi+1或(前文中为专用的)板Pi-1上。
图1a示出了旁通管线Li/i+1，其可将上游板Pi连接到下游板Pi+1上。该旁通管线Li/i+1包括与用于注入进料F和解吸剂D的管线相连的接头，以及用于回收萃取液E和萃余液R的管线相连的接头。
与注入管线相连的接头定位在与回收管线相连的接头的上游。在与注入管线相连的接头和与回收管线相连的接头之间的是调节阀Vi/i+1。旁通管线Li/i+1还包括标注为Vi和Vi+1的两个启闭阀。Vi定位在板Pi和与注入和回收管线相连的接头之间，而Vi+1定位在与注入和回收管线相连的接头和板Pi+1之间。
在本发明的装置的变型(图1b)中，旁通管线Li/i+1既不包括启闭阀也不包括定位在与注入管线相连的接头和与回收管线相连的接头之间的调节阀，但包括两个调节阀Vi和Vi+1。
·Vi定位在板Pi和与注入和回收管线相连的接头之间；
·Vi+1定位在与注入和回收管线相连的接头和板Pi+1之间；
已令人惊奇地发现，在操作中连接到注入或回收管线上的旁通管线的理想功能要求在部分的所述旁通管线中建立一定的冲洗流动。
旁通管线Li/i+1的两部分可区分为：
·第一部分，其包括在定位于所述旁通管线的上游的板Pi和与注入或回收管线相连的连接点之间；
·第二部分，其包括在与注入管线或回收管线相连的连接点与定位在所述旁通管线下游的板Pi+1之间。
当进料或解吸剂注入到板Pi上时，在上游位置，所述板Pi通过旁通管线Li/i+1连接到板Pi+1上，与在现有技术中所公开的相比，旁通管线Li/i+1必须不能关闭，但相比之下，在旁通管线的第二部分中流动的冲洗流速调整为用以清洗板Pi+1。
该流速必须予以调节，以便对应于同步的大约50％。在旁通管线Li/i+1的第一部分中流动的校正的注入流动于是等于进料或解吸剂的注入流速减去在旁通管线第二部分中的冲洗流动的流速。
当进料或解吸剂注入到板Pi+1上时，在下游位置，所述板Pi+1通过旁通管线Li/i+1连接到板Pi上，然后所述旁通管线于是必须关闭。旁通管线第二部分中的流速于是等于进料或解吸剂的注入流速。
图2示出了在解吸剂D于时间t注入到旁通管线L2/3期间存在的冲洗流动的情况。以下描述基于旁通管线的包括调节阀Vi/i+1和两个阀Vi和Vi+1(图1a)的构造。
解吸剂D注入到旁通管线L2/3上，以便将流体注入到板P2上，该板P2为定位在旁通管线L2/3上游的板。调节阀V2/3因此可调节由解吸剂D构成的冲洗流动，同时启闭阀V2和V3为开启的。该冲洗流动可清洗板P3。
在时间t+Δt(Δt为切换时间)，在旁通管线L2/3上执行注入流动D，以便将流体注入到板P3，该板P3为定位在旁通管线L2/3下游的板。在此情况下，启闭阀V2关闭而阀V3开启，使得仅在旁通管线L2/3的第二部分中存在流动。
类似的是，当从板Pi+1回收萃取液或萃余液时，所述板Pi+1经由旁通管线Li/i+1连接到板Pi上，与现有技术中所公开的相比，旁通管线必须不能关闭，但相比之下，调整了在旁通管线Li/i+1的第一部分中流动的冲洗流动，容许回收板Pi的内容物。
该流动必须予以调节，以便对应于同步的大约50％。在旁通管线Li/i+1的第二部分中流动的校正的回收流动于是等于回收的萃取液或萃余液的流速减去在旁通管线的第一部分中的冲洗流动的流速。
当从板Pi回收萃取液或萃余液时，所述板Pi经由旁通管线Li/i+1连接到Pi+1上，所述旁通管线必须关闭。
图2示出了在时间t+Δt回收旁通管线L4/5上的萃取液E期间存在冲洗流动的情况。下文的描述基于包括调节阀Vi/i+1和两个阀Vi和Vi+1(图1a)的旁通管线的构造。
在时间t，在旁通管线L4/5中回收萃取液E，以便在板P4处回收流体，该板P4为定位在旁通管线L4/5上游的板。启闭阀V5然后关闭，启闭阀V4开启，使得仅旁通管线L4/5的第一部分中存在流动。在时间t+Δt(Δt为切换时间)，在旁通管线L4/5上回收萃取液E，以便从板P5回收流体，该板P5为定位在旁通管线L4/5下游的板。在此情况下，调节阀L4/5用于调节从板P4除去的冲洗流速，且启闭阀V4和V5为开启的。
更准确而言，本发明可限定为用于在具有至少一个塔的SMB装置中的进料F的模拟移动床(SMB)分离的方法，所述塔由多个吸附剂床构成，该多个吸附剂床由板Pi分离，各板Pi均包括注入/萃取系统，在该方法中，注入进料F和解吸剂D，且回收至少一种萃取液E和至少一种萃余液R，注入点和回收点在一定时间内，通过切换时间ST而转换对应于一个吸附剂床的值，以及确定多个SMB操作区，且具体是以下4个主要区：
·包括在注入解吸剂D与回收萃取液E之间的区1；
·包括在回收萃取液E与注入进料F之间的区2；
·包括在注入进料F与回收萃余液R之间的区3；
·包括在回收萃余液R与注入解吸剂D之间的区4；
该装置还包括直接地连结两个连续板Pi、Pi+1的外部旁通管线Li/i+1，其中，Pi称为上游板，Pi+1称为下游板，而标记“i”沿塔的整个长度为偶数或(前文中为专用的)奇数，且容许冲洗所述板，在该装置中，旁通管线Li/i+1区分成两个部分：
·第一部分，其包括在定位于所述旁通管线的上游的板Pi和与注入或回收管线相连的连接点之间；
·第二部分，其包括在与注入管线或回收管线相连的连接点和定位在所述旁通管线下游的板Pi+1之间。
在该装置中，各旁通管线Li/i+1均包括用于调节旁通管线中的冲洗流动的自动器件，当旁通管线在操作中连接到注入或回收管线上时，所述冲洗流动根据以下两个规则建立：
a)当进料或解吸剂注入到上游板Pi时，将冲洗流动引入到旁通管线的第二部分中，所述冲洗流动调节为大约等于同步流速的50％±5％的值，以及在旁通管线的第一部分中，注入流速校正为等于用于注入进料或解吸剂的流速减去用于引入到旁通管线第二部分中的冲洗流动的值；
b)当从下游板Pi+1回收萃取液或萃余液时，将冲洗流体引入到旁通管线的第一部分中，所述冲洗流动调节为等于同步流速的50％±5％的值，以及在旁通管线的第二部分中，回收流速校正为等于用于回收萃取液或萃余液的流速减去引入到旁通管线第一部分中的冲洗流速的值。
同步流速限定为(Vi+Vi+1+VLi/i+1)/ST，其中，表达式：
·Vi表示离开板Pi的分配/萃取系统的容积；
·Vi+1表示到达板Pi+1的分配/萃取系统的容积；
·VLi/i+1表示Pi与Pi+1之间的旁通管线的容积；
·以及ST表示切换时间。
超同步由以下公式限定：
超同步＝所考虑的旁通管线中的实际流速/同步流速-1。
实例
根据以下实例将更好地理解本发明。
考虑SMB单元由12个床构成，具有1.1m的长度和3.5m的内径，具有进料注入、解吸剂注入(也可称为洗脱剂或溶剂)、萃取液回收和萃余液回收。
板具有单个的注入/回收腔室。
总容积限定为(Vi+Vi+1+VLi/i+1)，其中，VLi/i+1为旁通管线从板Pi至板Pi+1的容积，且其中，Vi为板Pi的分配/萃取系统的容积，且其中，Vi+1为板Pi+1的分配/萃取系统的容积。
总容积代表包括在板Pi和板Pi+1之间的床的容积的3％。
床以2/5/3/2的构造予以分配，即，床的分配如下：
·区1中2个床；
·区2中5个床；
·区3中3个床；
·区4中2个床。
所采用的吸附剂为BaX类型的沸石，且洗脱剂为对二乙苯。
温度为175℃，且压力为15巴(bar)。
进料由20％的对二甲苯、24％的邻二甲苯、51％的间二甲苯和5％的乙苯构成。
所用的切换时间为141.6秒。
因此，该过程(或工艺)的完整循环包括12个步骤。
用于注入进料和解吸剂的液体流速如下：
·用于进料的204.1m3.h-1；
·用于解吸剂的224.5m3.h-1；
即，溶剂比例S/F＝1.1。
区1中的流速为888.9m3.h-1，以及萃取液流速为96.8m3.h-1。
给定为m3.h-1的所有流速的参考温度为25℃。
操作中未连接到任何注入或回收管线上的旁通管线中的流速在区2中调节为同步的120％，以及在区3中调节为同步的125％。
由于区1和区4由2个床构成，故定位在这些区中的各旁通管线需要在操作中连接到注入管线或回收管线上。
实例1(根据现有技术)
在由旁通管线在操作中连接到注入或回收管线上时关闭旁通管线所构成的现有技术中，通过模拟，获得纯度为99.72％的对二甲苯，且对二甲苯的产率为83.8％。
图3a示出了现有技术的模拟移动床装置的循环的第一步骤，而图3b示出了循环的第二步骤。
构成该工艺循环的12个步骤期间的旁通管线的各部分中的流速在以下的表1中给出。
相比于在当旁通管线在操作中未连接到任何注入或回收管线上时的该旁通管线中的流动而言，以下表1中的负值对应于逆流流动。
实例2(根据本发明)
根据本发明，构成在一些情况下根据上文限定的规则(流速调节为对应于同步的50％的值)调节在操作中连接到注入或回收管线的旁通管线中的冲洗流动，通过模拟，获得纯度为99.76％的对二甲苯，且对二甲苯的产率为85.3％。
图4a示出了用于本发明的模拟移动床装置的循环的第一步骤，而图4b示出了该循环的第二步骤。
构成该工艺循环的12个步骤期间的旁通管线的各部分中的流速在以下的表2中给出。
在以下的表2中，用于冲洗流动的值以粗体示出。
该冲洗流速为16.6m3/h。
以下表2中的负值对应于当旁通管线在操作中未连接到任何注入或回收管线上时该管线中流动的逆流的流动。
Figure BSA00000435222200171

Claims (5)

1.一种在具有至少一个塔的SMB装置中执行进料F的模拟移动床(SMB)分离的方法，所述塔由通过板Pi分离的多个吸附剂床构成，所述板Pi均包括注入/萃取系统，在所述方法中，注入所述进料F和解吸剂D以及回收至少一种萃取液E和至少一种萃余液R，注入点和回收点在一定时间内，通过切换时间ST而转换对应于一个吸附剂床的值，以及确定多个SMB操作区，且具体是以下4个主要区：
·包括在注入所述解吸剂D与回收所述萃取液E之间的区1；
·包括在回收所述萃取液E与注入所述进料F之间的区2；
·包括在注入所述进料F与回收所述萃余液R之间的区3；
·包括在回收所述萃余液R与注入所述解吸剂D之间的区4；
所述装置还包括直接地连结两个连续板Pi、Pi+1的外部旁通管线Li/i+1，其中，Pi称为上游板，Pi+1称为下游板，而标记“i”沿所述塔的整个长度为偶数或(前文中为专用的)奇数，且容许冲洗所述板，在所述装置中，所述旁通管线Li/i+1区分成两个部分：
·第一部分，其包括在定位于所述旁通管线的上游的板Pi和与所述注入或回收管线相连的连接点之间；
·第二部分，其包括在与所述注入管线或回收管线相连的连接点和定位在所述旁通管线下游的板Pi+1之间。
在所述装置中，各所述旁通管线Li/i+1均包括用于调节所述旁通管线中的冲洗流动的自动器件，当所述旁通管线在操作中连接到注入或回收管线上时，所述冲洗流动根据以下两个规则建立：
a)当进料或解吸剂注入到上游板Pi时，将冲洗流动引入到所述旁通管线的第二部分中，所述冲洗流动调节为大约等于所述同步流速的50％±5％的值，以及在所述旁通管线的第一部分中，所述注入流速校正为等于用于注入进料或解吸剂的流速减去用于所述冲洗流速的值；
b)当从下游板Pi+1回收萃取液或萃余液时，将冲洗流动引入到所述旁通管线的第一部分中，所述冲洗流动调节为等于所述同步流速的50％±5％的值，以及在所述旁通管线的第二部分中，所述回收流速校正为等于用于回收所述萃取液或萃余液的流速减去用于所述冲洗流速的值；
所述同步流速限定为(Vi+Vi+1+VLi/i+1)/ST，其中，表达式：
·Vi表示所述上游板Pi的分配/萃取系统的容积；
·Vi+1表示所述下游板Pi+1的分配/萃取系统的容积；
·VLi/i+1表示Pi与Pi+1之间的旁通管线的容积；
·以及ST表示所述切换时间。
2.根据权利要求1所述的模拟移动床(SMB)分离方法，其特征在于，所述床的总数为12，按如下分配：
区1中2个床；
区2中5个床；
区3中3个床；
区4中2个床。
3.根据权利要求1所述的模拟移动床(SMB)分离方法，其特征在于，所述床的总数为15，按如下分配：
区1中3个床；
区2中6个床；
区3中4个床；
区4中2个床。
4.根据权利要求1至权利要求3中任何一项所述的模拟移动床分离方法，其特征在于，用以在芳香C8碳氢化合物的混合物中分离对二甲苯。
5.根据权利要求1至权利要求3中任何一项所述的模拟移动床分离方法，其特征在于，用以在芳香C8碳氢化合物的混合物中分离间二甲苯。
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