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Kontinuierliches Sorptionsverfahren zur Fraktionierung einer fließfähigen
Mischung Die Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Sorptionsverfahren
zur Fraktionierung einer fließfähigen Mischung, deren einer Bestandteil an einem
festen Sorbens selektiv sorbiert wird, während unsorbierter Bestandteil vom Sorbens
abgezogen wird, während der selektiv sorbierte Bestandteil von dem Sorbens durch
ein Desorbens verdrängt wird. Die Erfindung gestaltet ein solches Verfahren in einer
kontinuierlichen Art und Weise aus, die einem ununterbrochenen Gegenstromkontakt
der verschiedenen Verfahrensströme mit dem festen Sorbens ähnelt.
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Um die Trennung von Bestandteilen einer fließfähigen Mischung mittels
körniger Ionenaustauscher kontinuierlich zu gestalten, ist es bekannt, das Gemisch
bzw. die Lösung im Gegenstrom durch eine bewegte Schicht des Ionenaustauschers zu
leiten, um die von ihm aufgenommenen Stoffe in einer nachfolgenden Waschzone mit
Lösungsmittel auszuwaschen und in einer vor der Waschzone liegenden Verdrängungszone
die dem Ionenaustauscher anhaftenden Stoffe abzuspülen. Ein solches Verfahren eignet
sich jedoch zumindest nicht für gegen Abrieb empfindliche Sorbentien, weil diese
in ständiger Bewegung sind. Außerdem ist das bekannte Verfahren nicht voll kontinuierlich,
weil das ausgewaschene Sorbens zunächst in einem Behälter gesammelt und aus diesem
zeitweise durch einen besonderen Flüssigkeitsstrom emporgehoben wird, während der
Fluß in den übrigen Zonen mittels Schleusen abgesperrt wird.
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Ferner sind mehrere Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere
zur Enthärtung von Wasser mittels Ionenaustauschern oder sonstigen Sorbentien bekannt,
bei denen diese festen Stoffe in einer Mehrzahl von Zonen, vorzugsweise kreisförmig
um eine Achse angeordnet sind und diese Sorptionsmittelzonen eine Behandlungszone,
eine Regenerierzone, eine Waschzone und gegebenenfalls noch eine Spülzone umfassen,
denen die verschiedenen Behandlungs- und Waschflüssigkeiten mittels eines ringförmigen
Verteilerkopfes gleichzeitig zugeführt werden und nach Durchlaufen der verschiedenen
Zonen getrennt am anderen Ende aufgefangen und abgeführt werden. Es erfolgt ein
fortschreitender periodischer Wechsel dieser drei oder vier Zonen durch absatzweise
relative Drehung in der Gesamtheit der Zonen gegenüber den Zulauf- und Ablaufeinrichtungen
für die verschiedenen Flüssigkeiten. Bei diesem Verfahren sind die Sorptionsteilchen
während des ganzen Kreislaufes zwar praktisch unbewegt und daher keinem Abrieb ausgesetzt,
aber es erfolgt praktisch
kein kontinuierlicher Durchlauf durch jede Behandlungszone,
weil im Augenblick der periodischen Weiterschaltung die Auslaufströme plötzlich
abgeschaltet werden und nach der Weiterschaltung in der nächsten Stufe die Behandlungsfiüssigkeiten
ebenso plötzlich wieder eintreten; es ergeben sich also Druckschwankungen zu Beginn
und am Schluß jeder Behandlungsperiode, die zumindest bei schwer zerlegbaren Gemischen
den Trenneffekt stark beeinträchtigen können.
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Für die Zerlegung solcher Gemische, wie z.B.
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Leuchtöl, reformiertes Benzin oder Krackbenzin, wurde daher auch schon
ein Adsorptionstrennverfahren beschrieben, bei dem ein Mischungsbestandteil in einer
ersten von mehreren in Reihe geschalteten Zonen einer ortsfesten Sorbensmasse selektiv
zurückgehalten und aus dieser Zone unsorbierter Bestandteile abgezogen, mittels
eines fließfähigen Desorbens in einer anderen Zone selektiv zurückgehaltener Bestandteil
verdrängt und der Auslauf aus der Verdrängungszone teilweise in eine weitere Zone
zur Verdrängung restlicher Ausgangsmischung in die Sorptionszone eingeleitet, zum
anderen Teil aus der Sorbensmasse zwecks Gewinnung von verdrängtem Bestandteil als
Verfahrensprodukt abgezogen wird, alle in den Verarbeitungszonen fließenden Stoffe
in derselben Richtung geführt werden und die Einführungsstelle der Ausgangsmischung
am Einlaß und die Abzugsstelle des Auslaufes aus der
Sorptionszone,
die Einführungsstelle des Desorbens und die Abzugs stelle des Auslaufes aus der
Verdrängungszone periodisch um eine gleiche Teilstrecke in Richtung des fließenden
Stromes weitergeschaltet werden. Dieses bekannte Verfahren ist jedoch zyklisch lediglich
insofern, als jedes Sorbensbett der Reihe nach Einleitung eines neuen Zyklus hinsichtlich
seiner Funktion auf die Stellung geschaltet wird, die das vorhergehende Bett im
Kreislauf zuvor eingenommen hat, aber es findet kein kontinuierlicher zyklischer
Flüssigkeitsumlauf in Reihe durch alle Betten und vom letzten zum ersten Bett zurück
statt.
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Während jeder Arbeitsperiode, d. h. zwischen der schrittweisen Fortschaltung
von Einlaß- und Abzugsstellen, findet eine Umschaltung von einem ersten Fließmuster
auf ein zweites und eine Rückschaltung auf das erste Fließmuster im Augenblick der
Weiterschaltung statt. Beim ersten Fließmuster wird der gesamte Auslauf des letzten
Bettes der Adsorptionszone und gegebenenfalls auch der Desorptionszone mit dem ersten
Bett der nächstfolgenden Zone verbunden. In dem Augenblick aber, wo am Ausgang dieses
Bettes z. B. sogenanntes Percolat oder Raffinat auftritt, wird diese Verbindung
unterbrochen und auf das zweite Fließmuster umgeschaltet, in welchem der Auslauf
aus der Sorptionszone (Raffinat) und aus der Verdrängungszone (Sorbat) entsprechenden
Destilliereinrichtungen zugeleitet wird. Jede Arbeitsperiode umfaßt also tatsächlich
zwei Stufen mit dem Erfordernis einer Umsteuerung zahlreicher Ventile. In bevorzugter
Ausführungsform sieht das bekannte Verfahren noch die Zwischenschaltung einer Sorbatanreicherungszone
vor, der während des ersten Fließmusters Sorbat und Desorbens aus dem letzten Bett
der Regenerierzone zugeleitet werden, während das letzte Bett der An--reicherungszone
mit dem ersten Bett der eigentlichen Sorptionszone verbunden ist; aber während des
zweiten Fließmusters sind die Betten der Sorbatanreicherungszone völlig abgeschaltet,-
um erst bei dem nächsten Fortschaltungsschritt der Einlauf- und Ablaufstellen wieder
eingeschaltet zu werden.
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Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß bei der periodischen Unterbrechung
des Flüssigkeitsumlaufes im Ausgang von der Sorbensmasse Saugwirkungen auftreten
und diese Rücksaugungen schwer zu beherrschen sind. Sie erfordern zumindest eine
besondere Kontrolle und außerdem die Betätigung zusätzlicher Einrichtungen, um die
Saugstöße zwischen dem Sorbentienteil des Systems und der Gewinnungsanlage für die
Produkte, d. h. den Destillierblasen für Raffinat und Sorbat, abzufangen. Auch ist
es aus wirtschaftlichen und betrieblichen Gründen unzweckmäßig, daß eine nennenswerte
Anzahl -Sorbensbetten während einer bestimmten Betriebsperiode völlig abgeschaltet
sind.
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Die im vorstehenden genannten Nachteile werden bei gleichzeitiger
Erzielung weiterer Vorteile gemäß der Erfindung dadurch ausgeschaltet, daß in Fließrichtung
hinter der Sorptionszone und vor der Verdrängungszone eine Rektifizierzone eingeschaltet
ist, die in der Sorptionszone nicht zurückgehaltenen Be; standteil (Raffinat) auffängt,
die sämtlichen Verarbeitungszonen in ununterbrochener Reihe ständig im Kreis durchflossen
werden, während kontinuieriich ein Anteil des Auslaufes aus der Sorptionszone und
ein Anteil des Auslaufes aus der Verdrängungszone aus der ortsfesten Sorbensmasse
abgezogen
werden, und daß die periodische Weiterschaltung der Einführungs- und Abzugsstellen
erfolgt, bevor die Aufnahmefähigkeit der Sorptionszone für den sorbierbaren Bestandteil
erschöpft ist und bevor unsorbierter Bestandteil aus der Rektifizierzone zur Verdrängungszone
übertritt.
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Durch die Einschaltung der Rektifizierzone in Verbindung mit der
Weiterschaltung vor Erschöpfung der Aufnahmefähigkeit der Sorptionszone und vor
Übertritt von unsorbiertem Bestandteil zur Verdrängungszone wird ein tatsächlich
kontinuierlicher Betrieb gewährleistet, wie er bei dem zuletzt geschilderten bekannten
Verfahren nicht möglich ist, weil dort bei kontinuierlichem Betrieb Raffinat oder
Percolat in die Regenerier- oder Verdrängungszone übertreten und ein Gemisch von
Percolat und Adsorbat ergeben würde. Da beim Verfahren gemäß der Erfindung ständig
fließfähige Mischung von einem Bett zum anderen in Abstromrichtung überläuft, ergibt
sich eine kontinuierliche Verdrängung der Restflüssigkeit in den Zwischenräumen
zwischen den Sorbensteilchen in jedem Bett vor der nächsten Weiterschaltung der
Einführungs- und Abzugsstellen, so daß nach deren Vornahme die ablaufenden Produktströme
dieselbe Zusammensetzung wie vor dieser Weiterschaltung haben. Das Verhältnis dieses
Überlaufes zum nächsten Abstrombett jenseits der Abzugsstelle wird ungefähr gleich
dem Fortschritt der Flüssigkeitstrenrrläche durch das Abstrombett - eingestellt.
Auf diese Weise wird die Zusammensetzung der abgezogenen Produktströme während jeder
folgenden Betriebsperiode konstant gehalten. Da nicht wie bei dem bekannten Verfahren
während jeder Betriebsperiode zwei verschiedene Fließmuster anzuwenden sind, erübrigen
sich auch die dort benötigten zahlreichen Ventile sowie Kontroll- und Steuereinrichtungen.
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Zweckmäßig enthält jede Behandlungszone zwei bis zehn Betten, und
zwar vorzugsweise die gleiche Anzahl von zwei bis vier in Reihe liegenden Betten,
während die Einführungs- und Abzugsstellen jeweils um ein Bett weitergeschaltet
werden. Der Betrieb des Verfahrens nach der Erfindung wird dadurch vereinfacht,
daß zweckmäßig alle vier Behandlungszonen praktisch dieselbe Sorbensmenge enthalten.
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Die Erfindung eignet sich besonders für die Zerlegung von Kohlenwasserstoffgemischen.
Bei einer derartigen Anwendung zur Behandlung einer fließfähigen Mischung mit mindestens
einem geradkettigen und mindestens einem nicht geradkettigen organischen Bestandteil
wird eine geradkettige organische Verbindung, die unterhalb des Anfangssiedepunktes
der Beschickung siedet, in ständigem Umlauf gehalten und auch kontinuierlich als
Desorbens an der Einlaßstelle der Verdrängungszone eingeführt, und die Verfahrenszonen
enthalten als Sorbens ein Molekularsieb von zur Sorption des geradkettigen Bestandteiles
ausreichender, jedoch die Sorption des nicht geradkettigen Bestandteiles ausschließender
Porengröße. Vorzugsweise siedet der als Verdrängungsmittel verwendete geradkettige
Kohlenwasserstoff mindestens 100 C unterhalb des°Anfangssiedepunktes der Beschickung.
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Obgleich das Verfahren auch mit dampf- oder gasförmigen Gemischen
und entsprechenden Temperatursteuerungen durchgeführt werden kann, werden vorzugsweise
alle durch die Behandlungszonen fließenden Kohlenwasserstoffe ständig in flüssigem
Zustand
und auf praktisch gleichförmiger Temperatur in allen Behandlungszonen gehalten.
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Für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung kommen verschiedene
Sorbentien in Betracht, um Mischungen von anorganischen oder organischen Verbindungen
zu trennen. Die häufigste Anwendung liegt auf dem Gebiet der Zerlegung von Kohlenwasserstoffgemischen,
die bisher nur mit Schwierigkeit auf anderem Wege wie durch fraktionierte Destillation
zerlegt werden konnten. Eine Sorbensart adsorbiert selektiv den Bestandteil der
höchsten relativen Polarität aus der Mischung. Die adsorptive Kapazität hängt vom
Vorhandensein einer großen inneren Oberfläche, der Gegenwart eines polaren Restes
oder einer ungesättigten Bindung im Sorbat und dem Fehlen derartiger Gruppen oder
Bindungen in dem vom Adsorbens nicht zurückzuhaltenden Bestandteil ab. Derartige
Adsorbentien sind z. B. entwässertes Kieselsäuregel, Aktivkohle, Aluminiumsilikate,
z. B. Tone und aktivierte Kieselsäuregele, 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 polaren oder ungesättigten Verbindungen
auf Grund elektrostatischer Anziehung sorbieren. Typisch für Beschickungsmassen,
die durch Kontakt mit einem aktivierten Adsorbens abgetrennt werden können, sind
z. B. paraffinische Kohlenwasserstofffraktionen (wie eine Benzinfraktion), die Mercaptane
und bzw. oder Amine enthalten, die als polare Verbindungen selektiv auf den Adsorbensteilchen
zurückgehalten werden; Mischungen von Paraffinen und Olefinen, aus denen der olefinische
Bestandteil selektiv 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.
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Bei einer anderen Trennungsart, der sogenannten »Clathration-Methode«,
gelangen feste Teilchen gewisser Amide, wie Harnstoff und Thioharnstoff, mit einer
Mischung organischer Verbindungen in Berührung, und der Bestandteil, der eine relativ
gerade Kettenkonfiguration hat, bildet selektiv ein festes Addukt oder »Clathrat«
mit dem Sorbens unter Ausschluß der nicht Clathrat bildenden Bestandteile mit verzweigter
Kette, wenn Harnstoff als festes Trennungsmittel benutzt wird. Das Clathrat wird
auch durch das Sorbens mit dem Bestandteil von verzweigter Kette unter selektivem
Ausschluß des geradkettigen Bestandteiles gebildet, wenn Thioharnstoff als Sorbens
benutzt wird.
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Bei einer anderen Trennungsart wird ein poröses Sorbens benutzt,
dessen poröse Struktur die geradkettigen Bestandteile einer organischen Mischung
selektiv occludiert, aber die verzweigtkettigen Bestandteile nicht in die Poren
eintreten läßt. Die Poren haben 4 bis 5 Å Durchmesser, und ein kennzeichnendes Beispiel
hierfür ist ein dehydriertes
Alkali- oder Erdalkalialuminosilikat. So kann eine Verbindung
wie 2,3-Dimethylbutan oder Cyclohexan leicht als Raffinat von einer Verbindung mit
gerader Kettenstruktur, wie n-Hexan (die Ausgangsmischung ist gewöhnlich durch fraktionierte
Destillation ziemlich schwierig zu zerlegen), mit solchen Teilchen abgetrennt werden;
es zeigt sich, daß das Raffinat hinsichtlich der verzweigten und zyklischen Bestandteile
angereichert ist, wenn die Sorbeusmenge ausreichend ist, um praktisch alle normalen
oder geradkettigen Bestandteile in der Mischung zu occludieren. Diese Sorbentien
werden auch als »Molekularsiebe« bezeichnet.
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Die Erfindung ist aber auch anwendbar auf die Wasserenthärtung unter
Verwendung von Zeolith oder sulfonierten Harzen als Ionenaustauscher, wobei eine
wäßrige Natriumchloridlösung zur Regenerierung oder Verdrängung verwendet wird.
Eine andere Anwendungsmöglichkeit besteht in der Befreiung einer wäßrigen Zuckerlösung
von darin enthaltenen Chlorid- oder Sulfationen mittels eines Entionisierungsharzes,
das z. B. Amid- oder Aminogruppen enthält. Im nachstehenden sind alle diese Trennungsmethoden
als »Sorption« bezeichnet.
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Beispiele für die besondere Anwendung der Erfindung sind solche,
die ein Sorbens vom Molekularsiebtyp verwenden, wie die Abtrennung von Normalalkoholen,
z. B. Normalbutanol, von Alkoholen mit verzweigter Kette oder zyklischer Struktur,
wie Tertiärbutylalkohol oder Cyclohexanol; die Abtrennung von normalen Aliphaten
mit gerader Kette, wie n-Pentan, n-Hexan, n-Hexen und n-Hepten von verzweigten Paraffinen
und Olefinen, wie z. B. 2,3-Dimethylbutan bzw. Diisobutylen, oder von zyklischen
Kohlenwasserstoffen, wie Cyclohexan und Methylcyclopentan; die Abtrennung der normalen
Paraffine aus einer im Benzinbereich siedenden Fraktion, die Naphthene und Aromaten
in Vermischung mit normalen und verzweigten Paraffinen enthält; die Abtrennung von
geradkettigen Aldehyden mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen je Molekül von verzweigten
und zyklischen Aldehyden; die Abtrennung von geradkettigen Ketonen, wie Methyl-Athyl-Keton
von verzweigten Ketonen, wie Diisopropylketon, oder von zyklischen Ketonen, wie
Cyclohexanon; die Abtrennung von geradkettigen aliphatischen Säuren von verzweigten
oder zyklischen Säuren, wie die Abtrennung von Oleinsäure von ihren verzweigten
Isomeren, und die Zerlegung von Mischungen vieler anderer Klassen von organischen
Verbindungen, die sich innerhalb der Klasse durch ihre Struktur unterscheiden. Die
Wahl des Molekularsiebes hängt von der Molekulargröße des zu sorbierenden Bestandteiles
ab.
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An Hand der Zeichnung wird nachstehend eine Ausführungsform der Erfindung
in Anwendung auf die Zerlegung eines Gemisches von Normalparaffin, wie n-Hexan und
Isoparaffin oder Cycloparaffin, wie Dimethylbutan oder Cyclohexan, mittels eines
Molekularsiebes mit Poren von 5 Å beschrieben.
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Dieses Beispiel arbeitet durchgehend in flüssiger Phase, jedoch kann
die Erfindung grundsätzlich auch in der Dampf- oder Gasphase betrieben werden.
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Ferner kann der Umlauf durch die Sorbensbetten im Aufstrom statt im
Abstrom erfolgen. In der Zeichnung besteht die Kontaktsäule aus einer Reihe miteinander
verbundener festliegender Betten mit Einlaß- und Abzugsstellen an den Einschnürungen
zwischen
den Einzelbetten. Doch kann auch eine zusammenhängende
Sorbenssäule, also ein einziges langes, schlankes Bett, verwendet werden, dessen
Länge z. B. mehr als viermal so groß, beispielsweise acht- oder zehnmal und bis
zu etwa vierzigmal so groß ist wie der Bettdurchmesser. Die Vorteile der dargestellten
Verwendung von Einzelbetten in einer durch vier teilbaren Anzahl, wie acht, zwölf
oder sechzehn bis zu vierzig Betten mit Anordnung der Einlaß- und Abzugsstellen
an den dazwischenliegenden Einschnürungen bestehen in folgendem: 1. Verhinderung
von konvektiver Rückmischung von Fließmittel in entgegengesetzter Richtung zur allgemeinen
Richtung des Fließmittelflusses und 2. eine größere Leichtigkeit der Verteilung
beim Fluß durch die Kontaktsäule, weil sich dadurch Kanalbildung und anderer unerwünschter
Verlust an gleichförmiger Verteilung vermeiden läßt.
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Durch Unterteilung eines senkrechten Sorbensbettes in kleinere Betten
mittels Trennwänden, wie in F i g. 1 dargestellt, wird die Last des festen Sorbens
über eine Mehrzahl von Zwischenträgern verteilt und dadurch eine Addierung des ganzen
Gelichtes auf einem einzigen Bodenträger vermieden.
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Die erforderliche Zahl und Länge der Betten hängt von verschiedenen
Faktoren ab, insbesondere von der Sorptionsfähigkeit der Mischungsbestandteile,
der Tiefe des Sorbens und den benutzten Temperatur- und Druckverhältnissen. Am Auslaß
der Sorptionszone wird ein Teil des nicht sorbierten Raffinats im Gemisch mit Trägerflüssigkeit
abgezogen, während der Rest in das folgende erste Bett der zweiten Behandlungszone,
d. h. der sogenannten ersten Rektifizierzone, eintritt. Die Konzentration des Raffinatbestandteiles
in dieser Zone nimmt fortschreitend ab und ist an ihrem Auslaß annähernd Null.
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An dieser Stelle wird Desorbens oder Verdrängungsmittel eingeführt,
und die fließende Mischung verdrängt von dem Sorbens in der nächsten Zone den Bestandteil
der Ausgangsmischung, der in einer vorangehenden Periode sorbiert worden ist. Es
entsteht hier also eine Mischung von Desorbens und Sorbat. Da die Verdrängungswirkung
des Desorbens in erster Linie ein Massenwirkungseffekt ist, wird es in ausreichender
Menge eingebracht, um ein Molverhältnis von Desorbens zu Sorbat an jeder gegebenen
Stelle mindestens größer als 1: 1, vorzugsweise von mindestens 10: 1 und bis zu
etwa 30: 1 hervorzurufen. Wenn der Mischstrom durch die Verdrängungszone fließt,
reichert er sich progressiv mit Sorbat an, wobei das Desorbens die Stelle des verdrängten
Sorbats in den Poren einnimmt, wodurch das Sorbens wieder aufgefrischt wird. Am
Auslaß der Verdrängungszone wird ein Strom aus einem Teil des Sorbats, Desorbens
und kreisenden Fließmittel (falls unterschiedlich vom Desorbens) abgezogen und als
Endprodukt oder Zwischenprodukt gegebenenfalls zur weiteren Reinigung abgeführt.
Dieser Strom kann fraktioniert werden, um das Desorbens vom verhältnismäßig reinen
Sorbatprodukt abzutrennen.
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Der Restteil an Desorbens und Sorbat (und Trägerfließmittel, falls
dies vom Desorbens verschieden ist), der am Sorbatauslaß nicht entfernt worden ist,
setzt seinen Fluß durch eine oder mehrere folgende
Sorbensbetten fort, die als zweite
Rektifizierzone dienen. Hier wird das Raffinat aus dem Sorbens und den Hohlräumen
zwischen den Sorbensteilchen ausgewaschen. Die anfallende Mischung enthält also
Sorbat und Raffinatbestandteile im Gemisch mit Desorbens und wird noch einmal mit
ankommender Beschickungsmischung vereinigt.
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F i g. 1 zeigt eine Reihe von zwölf Betten 201 bis 212 in einer senkrechten
Kontaktsäule 101 mit je einem Boden 102 und einem Fallrohr 103 von verringertem
Querschnitt, das in eine Quertrennwand 104 mündet, welche die obere Begrenzung des
Bettes 202 darstellt.
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Ein wesentlicher Teil der Anlage für die Verwirklichung des Verfahrens
nach der Erfindung besteht in einer Programmschalteinrichtung zum Weiterschalten
der Einlaß- und Auslaßstellen in der Kontaktsäule über gleiche Teilstrecken in Fließrichtung
durch das System. Eine Fließmittelverteilungszentrale, wie ein Verteilerkopf oder
ein verzweigtes Leitungssystem mit Ventilen und ankommenden und abgehenden Leitungen,
kann mit elektrisch betätigten Zeitschaltern versehen werden. Die Programmschaltung
kann auch mittels eines Hahnschiebers oder Kegelventils erfolgen.
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Fig.2 stellt ein Rundventil 105 mit Ventilgehäuse A und Küken B dar.
Eine Anzahl von Einlaß- und Auslaßöffnungen 1 bis 12 sind mit Kanälen des Ventilkükens
verbunden. Das Ventilküken hat mindestens vier Durchgänge zur Anpassung an mindestens
zwei Einlaßströme und mindestens zwei Auslaßströme. Obgleich im allgemeinen vorzugsweise
die Einlaß- und Ausl aß durchgänge in dem Ventilküken um ungefähr 900 versetzt angeordnet
sind, kann auch eine andere Anordnung und dadurch ein anderes Winkelverhältnis zwischen
den Einlaß- und Auslaßdurchgängen je nach der Zahl der Sorbensbetten gewählt werden.
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Die Zahl der Öffnungen 1 bis 12 entspricht der Zahl der Betten201
bis 212. Die Steueröffnungen verbinden die Ventildurchgänge mit Leitungen zu den
verschiedenen Betten. So stellt die Steueröffnung 1 eine Verbindung mit der Spitze
der Kontaktzone 201 durch Leitung 106 her. In ähnlicher Weise dient Steueröffnung2
zum Anschluß eines Durchganges an Leitung 107, die mit dem Fallrohr 103 zwischen
den Betten 201 und 202 verbunden ist. Da jedoch in der gezeigten Stellung kein Durchgang
im Küken B zum Bett 102 offen ist, sondern der massive Kükenteil die Öffnung 2 blockiert,
fließt nichts durch Öffnung 2 in Leitung 107. In derselben Weise sind Öffnungen
3 bis 12 im Ventilgehäuse mit den ihnen entsprechenden Betten 203 bis 212 verbunden.
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Als besondere Ausführungsform der Erfindung sei die Benutzungsweise
der Anlage nach der Zeichnung zur Zerlegung eines Gemisches von Normal- und Isoparaffinen,
z. B. von Normal- und Isohexanen, das besonders schwierig durch einfache fraktionierte
Destillation zu trennen ist, beschrieben. In jedem Bett 201 bis 212 befindet sich
»Molekularsieb« aus granulierten Teilchen oder Teilchen von genauer geometrischer
Gestalt.
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Zu Beginn wird die Mischung aus Normal- und Isohexan durch Leitung
108 in durch Ventil 109 gesteuerten Mengen eingespeist und fließt durch Leitung
108 zur Axialbohrung 110 des Kükens B, die durch einen Einsatz 111 in vier Abteilungen
geteilt ist. Die Beschickung fließt durch Achsleitung
112 zum inneren
Kanal 113, der an die Auslaßöffnung 1 angeschlossen ist, und tritt in Leitung 106
ein, die wiederum mit Leitung 134 verbunden ist, welche kreisende Trägerflüssigkeit
von Bett 212 am Boden der Kontaktsäule zum Einlaß von Bett 201 befördert. Die Beschickung
wird mit ausreichendem Druck zugeleitet, um die Trägerflüssigkeit mit ihr zu vermischen
und den Mischstrom in Bett 201 in Richtung auf Bett 202 fließen zu lassen. Im Bett
201 schließt das Sorbens selektiv Normalparaffin in seinen Poren ein und deren isoparaffinische
Bestandteile selektiv aus; das n-Hexan wird also zurückgehalten, während das Isohexan
hindurchgehen kann.
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Dieses Isohexan ist der Hauptbestandteil zusammen mit der Trägerflüssigkeit
des durch Fallrohr 103 abgeführten Stromes. Das ganze darin noch enthaltene n-Hexan
setzt seinen Fluß zum Bett 202 fort, worin eine zusätzliche Menge n-Hexan entfernt
wird.
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In den miteinander verbundenen Betten wird ausreichende Sorbenskapazität
zur Verfügung gestellt, damit das ganze n-Hexan entfernt und nur Isohexan im Auslauf
zurückgelassen wird. Durch Vorversuche läßt sich leicht ermitteln, ob nur ein Bett
oder mehrere Betten, ein flaches Bett oder ein Bett beträchtlicher Tiefe für diesen
Zweck erforderlich sein wird.
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Die Trägerflüssigkeit besteht zweckmäßig aus einem Überschuß an eingebrachtem
Desorbens, also völlig oder mindestens vorherrschend aus einem Normalparaffin von
niedrigerem Siedepunkt und niedrigerem Molekulargewicht als n-Hexan. Zweckmäßig
ist es ein Normalparaffin, wie n-Butan, das das n-Hexan aus dem Molekularsieb verdrängt
und selbst in dessen Poren dank seines molaren Überschusses gegenüber dem im vorhandenen
Sorbat sorbiert wird. Wenn n-Butan durch Leitung 134 in Bett 201 mit der Beschickung
eintritt, nimmt es solche Poren des Sorbens ein, die nicht durch n-Hexan besetzt
sind. Etwa vorhandener Sorbensüberschuß in Bett 201, 202 und 203 sorbiert das n-Butan
und gibt Isohexan frei. Wenn weitere Beschickung in Bett 201 fließt, bevor sie auf
Bett 202 geschaltet wird, verdrängt das ankommende n-Hexan das n-Butan aus den Poren
des Molekularsiebes in Bettanteilen, die progressiv näher zum Auslaß der Sorptionszone
liegen, während Isohexan fortlaufend zusammen mit n-Butan aus dieser Zone abgeführt
wird.
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Das Bett 203 ist das letzte der Sorptionszone, und sein Auslauf ist
praktisch reines Isohexan im Gemisch mit überschüssigem n-Butan, aus welchem Hexane
durch Destillation leicht abgetrennt werden.
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Weil die Auslaßöffnungen 2 und 3 durch den festen Teil des Kükens
im Ventil 105 geschlossen sind, fließt mindestens ein Teil dieses Stromes in Leitung
115, die mit Öffnung 4 verbunden ist. Dieser Strom verläßt über den inneren Durchgang
116 im Küken B und Axialleitung 117 das Verfahren und geht zur Raffinatleitung 118
in durch Ventil 119 geregelten Mengen.
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Die entfernte Raffinatmenge wird durch Ventil 119 sorgfältig gesteuert,
um einen Mischungsrest von Trägerflüssigkeit und Isohexan in das Bett 204 fließen
zu lassen. Die Menge nicht abgezogenen Anteiles beträgt zweckmäßig mindestens 20
Volumprozent, vorzugsweise mindestens 40 und bis zu etwa 80Volumprozent des das
Bett 203 verlassenden Stromes.- In Bett204 und in den Betten 205 und
206 nimmt das
n-Butan die inneren Poren des festen Sorbens ein, und die Isohexan-Raffinatbestandteile
des restlichen Stromes können nur die Zwischenräume zwischen den festen Sorbensteilchen
einnehmen.
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Es sei bemerkt, daß die Konzentration des Sorbatbestandteiles in
dem Strom durch die Sorptionszone in einem gegebenen Augenblick progressiv geringer
wird und die Konzentration des Raffinatbestandteiles gleichzeitig progressiv zunimmt,
so daß ihr Auslauf frei von Sorbatbestandteil ist. Je mehr Beschickungsmischung
in dem in die Sorptionszone eintretenden Strom eingeführt wird, desto größer wird
jedoch die Konzentration des Sorbatbestandteiles an weiter fortgeschrittenen Stellen
innerhalb der Sorptionszone, weil die Poren in aufeinanderfolgenden Sorbensteilen
progressiv mit Sorbatbestandteil gefüllt werden. Wenn die Einführung ohne Wechsel
der Einlaßstelle fortgesetzt würde, so würde am Auslaß der Sorptionszone schließlich
Sorbatbestandteil auftreten. Bevor aber dieser Zustand erreicht ist, wird die Einführung
der Beschickung in den Kreislauf durch Drehung des Kükens B verlegt. Vorher schiebt
der Isohexanbestandteil, welcher die Raffinatabzugsleitung 115 umgeht und in das
Bett 204 eintritt, Trägerflüssigkeit aus den Hohlräumen zwischen den Teilchen in
diesem Bett fort. Weitere Trägerflüssigkeit wird durch Raffinatbestandteil auch
aus den Hohlräumen im Bett 205 und dann auch im Bett 206 weitergeschoben. Die Konzentration
an Raffinat in der durch die erste Rektifizierzone strömenden Flüssigkeit wird also
progressiv längs des Weges geringer und erreicht Null am Auslaß dieser Behandlungszone.
Bevor Raffinat hier auftaucht, wird die Stellung der Einlaß- und Auslaßstellen durch
Drehung des Kükens weitergeschaltet, so daß das Sorbens dieser Zone in ihren Poren
und zwischen Hohlräumen Desorbens enthält; auf diese Weise wird Raffinatbestandteil
daran gehindert, zum Desorptionsabschnitt Zugang zu erlangen.
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An einer Stelle zwischen der zweiten und der dritten Behandlungszone,
also am Fallrohr 120 des Bettes 206, wird Verdrängungsmittel (hier als Desorbens
bezeichnet) eingebracht und vereinigt sich mit dem das Bett 206 verlassenden Strom.
Der Desorbensstrom tritt in das Fallrohr 120 durch Leitung 121 unter einem größeren
Druck als der des Stromes in der Kontaktsäule ein. Desorbens, das in der Kapazität
von Trägerfließmittel, wie vor erwähnt, wirkt, wird dem Verfahren durch Leitung
122 in durch Ventil 123 geregelten Mengen zugespeist. Es kommt aus Leitung 122-
über den inneren Durchlaß 125 und Axialleitungl24 des Kükens und fließt durch Öffnung
7 im Gehäuse A und darauf in Leitung 121. Die eingelassene Desorbensmenge reicht
aus, um das vorher aus der Beschickung sorbierte n-Hexan aus den Poren des Sorbens
zu verdrängen. Die für diesen Zweck erforderliche n-Butanmenge beträgt im allgemeinen
etwa 2 bis etwa 30 Mol je Mol Sorbat und etwa 5 bis 10 Mol n-Butan je Mol sorbiertes
n-Hexan. Im Fall anderer Mischungen und Trennmittel wird das Molverhältnis des Verdrängungsmittels
zu zu verdrängender Verbindung in der obigen Größenordnung liegen.
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Die Mischung von Desorbens (n-Butan) und verdrängtem Sorbat (n-Hexan)
fließt von Bett 207 in die Betten 208 und 209 und dann in das Fallrohr
126
mit der Auslaßleitung 127. Dies ist der erste Auslaß, durch den vermischtes n-Butan
und freigesetztes n-Hexan aus der Bettenreihe austreten kann. welche die Verdrängungszone
(d. h. die Desorptionszone) bildet. Der das Bett 209 verlassende Strom geht durch
Öffnung 10 des Ventils 105 infolge des Druckgefälles und strömt durch Öffnung 10
in den inneren Durchgang 128, dann durch Axialleitung 129 und schließlich durch
Leitung 130 und Ventil 131 in eine nicht dargestellte Behandlungsanlage zwecks weiterer
Reinigung oder Verwendung der anfallenden Mischung. Beispielsweise kann durch Destillation
ein n-Butanstrom zur weiteren Benutzung als Desorbens von einer Fraktion von n-Hexan
abgeschieden werden. In einigen Fällen besteht das gewünschte Endprodukt im Sorbatbestandteil,
während in anderen Fällen Zweck der Trennung die Beseitigung des Sorbatbestandteiles
aus der Beschickung und Gewinnung des Raffinatbestandteiles ist.
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Um den kontinuierlichen Kreislauf im System aufrechtzuerhalten, wird
nur ein Anteil des gesamten Stromes am Fallrohr 126 durch Leitungen 127, 128 und
130 abgezogen. Der im Kreislauf verbleibende Anteil wird durch Ventil 131 geregelt
und setzt einen Fluß durch die Betten 210, 211 und 212 fort. In diesem Betriebszustand
bilden die Betten 210, 211, 212 die vierte Behandlungszone, die bier auch als zweite
Rektifizierzone bezeichnet wird. Wenn der Desorbensstrom (n-Butan) und Sorbat (n-Hexan)
durch Betten 210, 211 und 212 weiterwandert, kommt er mit einem Sorbensanteil in
Berührung, der in der Sorptionszone der vorhergehenden Betriebsperiode benutzt wurde,
und schiebt die Mischung aus den Hohlräumen zwischen Teilchen des Sorbens in der
zweiten Rektifizierzone fort. Infolgedessen besteht der aus Bett 212 austretende
Strom aus n-Butan, n-Hexan und Isohexan. Wenn als Produkt reines Sorbat verlangt
wird, werden die Einführungs-und Abzugsstellen für das kreisende Fließmittel periodisch
um ein Stück, das lediglich von Raffinat freies Sorbens umfaßt, auf die dritte Behandlungszone
weitergeschaltet. Sinngemäß schreitet die Abzugsstelle für Sorbat und Desorbens
im vorliegenden Beispiel von dem Auslaß des Bettes 209 zum Auslaß des Bettes 210
fort, nachdem Bett 210 von Isohexan freigespült worden ist. Um den ständigen Kreislauf
aufrechtzuerhalten, muß dem Strom ein schrittweiser Druckanstieg erteilt werden,
wenn er aus dem Fallrohr 132 austritt. Zu diesem Zweck wird er mittels einer Pumpe
133 unter höherem Druck in Leitung 134 mit Ventil 135 abgegeben, das zur Oberseite
des Bettes 201 zurückführt.
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Sorption, erste Rektifizierung, Desorption und zweite Rektifizierung
erfolgen praktisch gleichzeitig, da Küken B des Ventils 105 kontinuierlich in Richtung
entgegen dem Uhrzeigersinn umläuft, und in jedem Zeitpunkt wird jedes Bett fortschreitend
zu einem weiter im Aufstrom liegenden Bett im Verhältnis zur allgemeinen Fließrichtung
durch die Betten. Wenn also in einem gegebenen Augenblick in Sorbensbett 201 frische
Beschickung eintritt, wird nach einem ausreichenden Zeitintervall, um das Küken
im Ventil 105 ein Zwölftel seiner Umdrehung vollenden zu lassen, das Sorbensbett
202 zur Einlaßstelle der Beschickung, und ohne Zone 201 wird zum letzten Bett der
zweiten Rektifizierzone, usf. Gleichzeitig werden Raffinatauslaß, Desorbenseinlaß
und
Sorbatauslaß auch um denselben aliquoten Teil in derselben Richtung geschaltet.
Dabei ändert sich auch die Zusammensetzung des Stromes an den verschiedenen Stellen.
Das Isohexan (Raffinat) nimmt die Hohlräume zwischen den Sorbensteilchen nur in
solchen Betten ein, die zu beiden Seiten des Raffinatauslasses Siegen, im allgemeinen
nur ein, zwei oder drei Betten jenseits des Raffinatauslasses. In ähnlicher Weise
ist n-Hexan (Sorbat) in den Poren des Sorbens in der Behandlungszone im Aufstrom
vom Raffinatauslaß vorhanden, so daß das am Raffinatauslaß praktisch reine Raffinat
(Isohexan) in Mischung mit n-Butan ist, und der Strom am Sorbatauslaß (d. h. der
zweiten der beiden periodisch schaltenden Abzugsstellen) besteht aus praktisch reinem
Sorbat (n-Hexan) in Mischung mit n-Butan.
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Diese Ströme sind nur sehr wenig verunreinigt.
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Das Strömungsverhältnis in Kolonne 101 wird so eingestellt, daß die
größtmögliche Beschickungsgeschwindigkeit erreicht wird, was davon abhängig ist,
ob eine Berührung in Gasphase oder in Flüssigkeitsphase benutzt wird, und auch von
der Teilchengröße des Sorbens und dem Füllungsgrade des Sorbens in den Umschließungen.
Die Teilchengröße kann von feinverteilten Pulvern (Teilchen bis herab zu 0,15 mm,
vorzugsweise nicht kleiner als etwa 0,4mm) bis verhältnismäßig großen Körnern, vorzugsweise
nicht größer als etwa 8 mm, schwanken.
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Wenn man gasförmige Beschickungen und Verdrängungsmittel benutzt,
liegt die Beschickungsgeschwindigkeit unterhalb derjenigen, bei welcher Wirbelschichtbildung
der Sorbensteilchen auftritt, und zwar vorzugsweise nicht über etwa 3 Raumteile
gasförmige oder dampfförmige Beschickung je Raumteil Sorbens in der Minute, zweckmäßiger
im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,5 Raumteilen Beschickung je Raumteil Sorbens.
Wenn man mit flüssiger Phase arbeitet, ist die Einführungsgeschwindigkeit der Beschickung
zweckmäßig nicht größer als etwa 1,5 Raumteile Beschickung je Raumteil Sorbens,
wenn man verhältnismäßig große Körner benutzt, und noch zweckmäßiger etwa 0,01 bis
etwa 1,0 Raumteil Beschickung je Raumteil Sorbens.
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Diese Verhältnisse hängen natürlich von der Größe der Sorbensteilchen,
der Tiefe und Breite der Sorbensbetten und anderen 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. Die
letztlich zulässige Fließgeschwindigkeit ist festgelegt als diejenige, welche nicht
zu einem größeren Druckgefälle durch alle Betten führt als der von der Pumpe 134
gelieferte Förderdruck.
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Bei Verbindungen, die nicht durch Molekularsieb sorbiert werden,
kann das Verfahren zweckmäßiger in Gasphase vorgenommen werden, wenn die Bestandteile
der Beschickung weniger als etwa 5 Kohlenstoffatome je Molekül enthalten, während
vorzugsweise flüssige Phase für Verbindungen mit 5 oder mehr Kohlenstoffatomen je
Molekül angewandt wird. Anderenfalls kann der erforderliche Druck übermäßig werden.
Für einen Betrieb in der Gasphase kann die Temperatur zwischen etwa 60 und 3000
C schwanken, und die Drücke können im Bereich von Luftdruck bis 10 Atm oder mehr
liegen.
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Typische Bedingungen für Betrieb in flüssiger Phase
sind
z. B. Temperaturen von 0 bis 2000 C und Drücke von Luftdruck bis 30 Atm. Beim Verfahren
zur Enthärtung von Wasser mit Zeolith wird bei Temperaturen wesentlich unterhalb
des Siedepunktes gearbeitet. Bei der Trennung von Aromat und Aliphat mit mindestens
6 Kohlenstoffatomen je Molekül mittels Kieselsäuregel kann in der Gasphase oder
der flüssigen Phase bei etwa 30 bis etwa 2500 C unter Drücken von Luftdruck bis
zu 10 Atm oder mehr gearbeitet werden.
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Beispiel Eine Mischung von Normal- und Cyclohexan wird in relativ
reines n-Hexan und praktisch reines Cyclohexan fraktioniert. Zu einer Säule von
zwölf in senkrechtem Abstand liegenden, miteinander verbundenen Rohrabschnitten
von einem Durchmesser von 52,5 mm und einer Länge von ungefähr 1,2 m enthielt jeder
Abschnitt ein Molekularsiebbett von 1,1 m Länge. Der obere Einlaß und der Auslaß
am Boden jedes Bettes war ein Nippel von 1,59 mm, der in eine Kappe eintauchte.
Das Sorbensbett wurde in jedem Abschnitt mittels eines Innensiebes aufgehängt. Der
Boden jedes Bettes war durch ein Rohr von 1,59 mm an die Oberseite des darunterliegenden
Bettes angeschlossen, und die Verbindungsleitung vom Boden des letzten Bettes zur
Oberseite des ersten Bettes enthielt eine Flüssigkeitspumpe, die mit einem Druckdifferential
von etwa 3,33 Atm förderte.
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Das Molekularsieb bestand aus Calciumaluminiumsilikat (Linde Air Products
Co., 5-A-Siebe) von unregelmäßigen Größen innerhalb eines Bereiches, in welchem
95O/o durch ein Sieb mit Löchern von 4,7 mm gehen und mindestens 98 Gewichtsprozent
auf einem Sieb mit Löchern von 0,3 mm zurückgehalten werden. Es nahm einen Raum
von 0,7621 je Abschnitt ein.
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Vier Rohrleitungen von 25,4 mm Durchmesser für die Beschickung, für
Raffinat, Zuführung für Desorbens und Abzug für Sorbat wurden vorgesehen. Jede Leitung
zwischen zwei aufeinanderfolgende Betten war mit vier Leitungen von 1,59 mm Durchmesser,
die getrennte Ventile besaßen, parallel geschaltet, und jede der vier letzteren
war an eins der vier Verteilerstücke angeschlossen, so daß jedes Bett mit einem
getrennten Strom Beschickung oder Desorbens beliefert und aus jedem Bett ein getrennter
Strom von Raffinat oder Sorbat abzuziehen war. Die Ventile in den vier Leitungen
wurden durch einen Motor mittels Schaltern betätigt, die von einer Programmzeiteinrichtung
bedient wurden, welche zur gleichen Zeit erstens das Ventil zur Verbindung des Verteilerstückes
für die Beschickungszuführung 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
öffnete, drittens, ebenfalls gleichzeitig, das Ventil in der Verbindungsleitung
des Desorbenszufiihrungsverteilerstückes mit dem Einlaß zum dritten Bett im Abstrom
von der geöffneten werdenden Raffinatsabzugsleitung öffnete, viertens, ebenfalls
gleichzeitig, das Ventil in der Verbindungsleitung des Sorbatabzugsverteilerstückes
mit dem Auslaß von dem dritten Bett im Abstrom von der geöffnet werdenden D esorbenseinlaßleitung
öffnete und fünftens, ebenfalls gleichzeitig, alle anderen Ventile in den Leitungen
zwischen den Betten
und den vier Verteilerstücken schloß oder in geschlossener Stellung
hielt.
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Eine flüssige Mischung von 40 Gewichtsprozent n-Hexan und 60 Gewichtsprozent
Cyclohexan wurde bei 400 C mit einer Fließgeschwindigkeit von 3,785 1 je Stunde
in eines der Sorbensbetten eingespeist, gleichzeitig flüssiges n-Butan als Desorbens
bei 400 C mit derselben Fließgeschwindigkeit dem Einlaß des siebenten Sorbensbettes
zugeleitet, gleichzeitig ein Raffinatstrom vom Auslaß des dritten Bettes entfernt,
gleichzeitig ein Sorbatstrom vom Auslaß des neunten Bettes entfernt, ein ständiger
Flüssigkeitskreislauf aufrechterhalten, und ferner wurden je zwei Stellen für die
Einführung von Beschickung und Desorbens und für den Abzug von Raffinat und Sorbat
in Abständen von einer halben Stunde auf das nächste Bett weitergeschaltet. Diesem
Betrieb ging eine Einschaltbehandlung voraus, die eine richtige Funktion des Systems
sicherstellte.
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Bei der Einschaltung wurde das ganze System einschließlich Sorbens
völlig mit dampfförmigem n-Butan ausgespült, das dann durch flüssiges n-Butan ersetzt
wurde, das sowohl als Träger als auch als Desorbens diente. Nachdem alle Abschnitte
und Leitungen völlig mit flüssigem Butan bei 400 C unter ausreichendem Überdruck
gefüllt waren, um den flüssigen Zustand aufrechtzuerhalten, wurde die Pumpe in der
Verbindungsleitung vom Bett Nr. 12 zum Bett Nr. 1 eingeschaltet.
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Darauf wurde die Beschickung bei der vorgenannten Temperatur und
der genannten Fließgeschwindigkeit unter 7,5 Atm in Bett Nr. 1 eingeleitet, und
gleichzeitig wurden das Ventil für Raffinatabzug aus der Verbindung zwischen den
Betten Nr. 3 und 4, das Ventil zur Einführung von n-Butan als Desorbens in die Verbindung
zwischen den Betten Nr. 6 und 7 und das Ventil für Sorbatabzug aus der Verbindung
zwischen den Betten Nr. 9 und 10 geöffnet.
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In diesem Augenblick wurde das flüssige n-Butan unter etwa 6,8 Atm
bei der vorerwähnten Temperatur und Fließgeschwindigkeit dem Einlaß zu Bett Nr.
7 zugespeist. Alle anderen Ventile wurden geschlossen gehalten, während der Kreislauf
aufrechterhalten wurde. Nachdem dieser Kreislauf über einen Gesamtzeitraum von einer
Stunde aufrechterhalten war, zeigte eine Analyse, daß die gewünschten Betriebszustände
hergestellt worden waren und so die Anfangs- oder Einschaltperiode des Betriebes
vollendet war.
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Nach der Anlaßperiode wurde Raffinat von Bett Nur. 3 mit einer Geschwindigkeit
von 3,785 1 je Stunde entfernt. Er bestand aus 60 Gewichtsprozent Cyclohexan und
40 Gewichtsprozent n-Butan. Der Sorbatstrom wurde von Bett Nr. 9 mit derselben Geschwindigkeit
abgezogen, und er bestand aus 40 Gewichtsprozent n-Hexan und 60 Gewichtsprozent
n-Butan. Zu dieser Zeit wurde auch der Auslauf vom Bett Nr. 12 zur Oberseite des
Bettes Nr. 1 mit derselben Geschwindigkeit geleitet. Nach Einstellung des Betriebes
schloß der Ventilsteuerungsmechanismus (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 des Verteilerstückes der Beschickung mit dem Einlaß zum
Bett Nr. 1, gleichzeitig wurde das Ventil in der Leitung zwischen dem Verteilerstück
der Beschickungs-
Zuleitung und dem Fallrohr vom Bett Nr. 1 geöffnet,
gleichzeitig wurde das Ventil in der Verbindungsleitung des Fallrohres vom Bett
Nr. 3 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 zum Verteilerstück für Desorbenszuführung geschlossen,
während gleichzeitig das Ventil in der Verbindungsleitung des Fallrohres vom Bett
Nr. 7 mit dem Verteilerstück für Desorbenszuleitung geöffnet wurde, und gleichzeitig
wurde das Ventil in der Verbindungsleitung des Fallrohres vom Bett Nr. 9 zum Verteilerstück
für den Sorbatabzug geschlossen, während das Ventil in der Verbindungsleitung des
Fallrohres vom Bett Nr. 10 zum Verteilerstück für Sorbatabzug geöffnet wurde. Darauf
wurden die obigen Betten t/2 Stunde im Strom gehalten. Es folgte dann eine gleichzeitige
Umschaltung der Einlaß- und Auslaßströme 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 schrittweisen Weiterschaltungen in Abständen
von einer halben Stunde fortgesetzt.
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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 »beige Trennung
wurde auf kontinuierlicher Grundlage 35 Tage betrieben, ohne daß sich eine Beeinträchtigung
in der Aktivität des Molekularsiebsorbens feststellen ließ.