DE1443791A1 - Kohlenwasserstofftrennung mit Molekularsieben - Google Patents

Description

teatsavtlte 14437

5··

Base ftes. <t lag. Oo.

leecbreitmng

Isso Besesron A. Engineering Hi*ab«th, X·« J«·«y, T, St· JU Ioia«miÄi««retofftrennung alt;

Die vorliegend» Erfindung betrifft VerteaBeruogeo der selektiven Trennung ron «xomatisooen HoalemreiierBtoffen von Rohlenw«BBerstoffgeslBohe&₉ die dieee Aromaitea enthalten ontex Tervendung von festen Adsovbfintles eit #lner grdAer ren Affinität für die aromatischen Ko&lemmsserstoffe als für die anderen Konleowaseeratoffe. Eine Slane» derartiger Adeortentien ist eis Molekularsiebe vos ffp S bekannt. Die vorliegende Erfindung betrifft vor «Ilen ein Iferfanren. svr

BAD ORIGINAL

809901/0834

144379'

Abtveniiimg tob 2E?smatle©&@m Verbindungen aus Ossiisciien.

ait Ko&XeawasserstQffaa anderes? Aa?t, wobei Sesorlsate p tiBcB. γ@1β@γ aromatischer Verbindungen gewoimun werde»· Di® ve&liegende BfrfindBBs !»»trifft inebesoadere @in aur

Es 1st

SaS gewiss

© Soalitke s*«sp Ss^m«·

tea ait "7®^acliiQä©aeB Ko^Äoales

BS eise Affinität .für gewiss©

Eigeaselisftam dei?

IffiaitSt für gswisse äföleküle SSeolitli® als

^s warden

<ti@ fatsacSie ans, &mB ihr t_s al© ©ia@ gpeSa Seal sill;piäs? 3spSße aufweisen«

<ä®r

aaä©»sB sind Bsrss, im

docii sind fü» £3pgend©is©B llol.elcu3B9Sie1»ee>li1& die

imtersc&®iäes· slab, etwas

Sa das» ©iügsiselieE. Sisssaaieasetstm-g, -alig^aei® kü sie J©t©@fe als Alkali-" ofi^^talkallaimiso-SilUmt© l>e-iso BIe-

BAD ORIGINAL

809901/083 4

lana, wi· folgt wl»4<re«e#b«n.

0,9 t °·² *g^Oi ^a⁰J* ²»5 i 0,5 SiO₂I

worin V «la «attU alt da* V*rti#»lt & darstellt «a* Wert 111« sa 6 nnih^n kauft.

Bs ie« e»ea WkSjOBt₁ MoCUkolarsisb· siaaraelts

τοβ. m-Xokl«oamsMir«toff«η too, OaaUobea yob ä-, 1··-,

soar tr«noec «on trittigohta IoU.«Biraae*r«toff «t ire« ttei-O tot «u ^«r««o4«ii· Xs errtec tuUWxAim KoIt kleimer od*r ^iHiltnlHaMg lüL*im*r

IMrOT»ffi»»m_t s. B. 4 bi« 6 1, 'fmnOit, Ia l«tst«r«a f»ll vtart«m M»l<k«Ur«i·^· laü*«i«1i ton 8 bi· 13 1 tumUH. !•r «rit· fall mtaveekftli·* «lea ν» letatMMn dadavtfa» ial· la arsWrea di· Hol«kol«r«i*b· aar di· n-Kohl«nr«M«rst«ff· la Ami 81«b«a aAaoKMttran· Ia l«tst«r«a fall adsorbler·* dl·

ia Stro« iatMxfcftlb d·· 81«bs, te 4»dooh s. B* Btosol aad«r· «roamtlaoB· Fohlwarawrrtoff· ait gröflerer Afflalttt aaaaXtiB ««rdeb, «trdta di· Aromaten Ia 81·Ι> auf Eoatäa dar vtal««r f«st aaaaltattaa andaraii Btatandt*ll· da· dtvoaa kaasaata^Lart. la Jadaa lall' hat aloh BaoÜ Btttigoac dar mUliW Bol*lral«rei*b· alt <Ua\ Be»ohi«ikunee»at«rial_t Ab-•t«ll«B dar Beschickung und Deaeration d··

809901/0834

BAD

gezeigt, daß sowohl im PtHe der normalen Kohlenwasserstoffe als auch der aromatischen Kohlenwasserstoffe Jedes der desorblerten Produkte fine beträchtliche Menge an Verunreinigung der nichtgewünschten Bestandteile der Beschickung enthält. Bei der Adsorption von n-Kohlenwasserstoffen wurde gefunden, daß einige der anderen Komponenten der Beschickung nicht-selektiv im Bindemittel des Siebes und an der Außenseite der Siebkristalle adsorbiert waren und daS diese Komponenten bei der Desorption des Siebes sit den desorbierten n-Kohlenwasserstoffen austraten. Die Verunreinigung des Desorbats mit nicht-normalen Kohlenwasserstoffen ist das Ergebnis von Oberf i&chenadsorption, die entweder während der Kühlungsstufe des Zyklus oder während des Teils des Zyklus, wenn die Xohlenwaeserstoffbeschicküng durch das Siebbett geleitet wird, auftritt.

Bei der Gewinnung der aromatischen Kohlenwasserstoffe aus anderen Arten von Kohlenwasserstoffen, die in Gemischen derselben auftreten, durch Verwendung vonHolekularsiebadBorptionsverfahren werden beträchtliche Mengen an nicht Aromati sehen Kohlenwasserstoffen anfSnglioh in den Siebkristallen rosamen mit den Aromaten adsorbiert. Wenn das Durchleiten der die aromatischen Kohlenwasserstoffe enthaltenden Beschickung durch den Körper des Molekularsiebs fortgesetst wird, werden die adsorbierten, nichtaromatischon Kohlenwasserstoffe teil-

BAD ORIGINAL 809901/083«·.

weise durch die Aromaten ersetzt * Wenn eine Beschickung, die Aromaten und andere Kohlenwasserstoffe enthält, in Kontakt mit dem Bett der Molekularsiebe, beispielsweise dee

13-X-A~Type, gebracht wird» werden-anfänglich alle Arten von Kohlenwasserstoffen adsorbiert.

Dae Problem &er Oberftächenverunrainigung, soweit es mit der Desorption von n-Paraffinen von 5A~Molekularsieben in Besiehung steht, wurde in gewissem Ausmaß durch ff ascheu des Siebbettes nach Adsorption mit einer Mange an Desorbatrrrodukt vor der Desorption des Bettes überwunden. Diese Arbeitsweise entfernt YertuireinigucgeiAj die im Bindemittel und auf der Oberfläche der Siebkristalle adsorbiert sind. Xn diesem Fall sind die Verunreinigungen au groß, um in den Kristallen adsorbiert zu werden.

Bis ,jetzt war es jedoch nicht möglich* cheuisch reine Bensolverbinäungen durch Sieben zu erhalten, da unter den Adsorptionsbedingungen, selbst wenn die Gleichgewichtsbedinguiigen in einem Sieb erreicht sind \md selbst, wen», eine größere Affinität für die aromatischen Terbindungen im Siebmaterial vorliegt» Koch eine gewisse Menge an Hichtaromaten in den ßlebkriotallen adsorbiert ißt» Dies erfolgt_? weil die nichtlohitenwasserntoffe eice deufelichö Adsorptions-

■~ 5 --

BAD ORIGINAL 80990 1/0834

wSssie h£JaexL_t wenn £de &ue& geringer left als clierjenigs für arom&tißblie IlohlönwaaserstDjtte» Aus dieseai Qjma& wirä eine merkliche Keng# aa Iferunrfimigimgen adsorbiert» da die Micht~ aromaten in holier Eonzeiitratian voriiar;&.en's±ad* Diese A&~

oder aiolifcseleisfcitrs Adsör-ptiois. ψοη in den Siobkxdßtallen ist iroa &$r öberf iS in d«n Bindeisittelii wad auf der Oberfläche &©r Siebkristalle der Molekül ar siebe zu..üi:ffeerseheidan_t die -sriofetig ^eI der Gewinnung TOiH »~3Paraffiiiei*. is'«· Dsr km.°slicä© groß^ Bedarf an caeiEiECb. reluea ^ensol've^indOngen hat- die ßuofe® UM&h. &iaea wirSusamen., wij?t3CÜsftlich#ii Yerfahreia aur Geefismyiig gsoSer M#as©rt vc?a ehenieofe r@is.eH. Beaasolverbinduagen notwendig ge-Kacitt.

Sin Ziel der Torliegesden Erfindung ist die Gewinnung chemisch reiner Beueclvorbirt&imgen, die für verschiedene ciieiiieche Terfahren varw^adet werdeja können» Ein weiteres Siel dieser Srfindung ist? äie/ Ge^dzmusig diesem chemisch, veiimn Benzolverbind-ungm mit einem wirksamen Adsoi^i-xons—Desorptioasijklus untar 7erwend\ing föoglishst geringer Mexigea an Besort>ena.

Bin llolekilaralei? ¥om 1?yp "L apLt- einer- Paz'eagroSe foh S bis 1.3 A (<&es$ Siebe fes.b-s-at e.trse t>«-3^ii.dö£·« Μ'ί.1κα1-Ιΐ für Bssso

BAD ORIGSMAL

aus einen Gemisch, das isomere normale und cyclische Kohlenwasserstoffe enthalt, verwendet werden. Anfänglich werden all« Arten .von Kohlenwasserstoffen mit Holekulargrööen von 8 bis 13 A oder weniger nicht sei aktiv in dem . Sieb adsorbiert« Wenn jedoch dl« Zufuhr des Beschickung*" gemisches fortgesetzt wird, werden die adsorbierten Wichtaromaten teilweise durch Aromaten verdrängt» Die Beschickung wird fortgesetzt bis «um Durchbrach der Aromaten oder gerade bis Tor diesem Zeitpunkt, und dann wird die BeBcMckurrg abgestellt. Der AdeorpticnsByklus wird bei Semperaturen von 38 - 430^0 (100- 800°£) und bei Drucken von 0,035 bis 7 ata, <0_T5 bis 100 psia) durchgeführt. Die Geschwindigkeit , mit welcher die !Beschickung zu der A&sorptionszone geleitet wird, kann zwischen 0,1 bis 10 Oew/Otn/Std. lieg·**« Bei diesem Punkt im AäeorptioneByfelus und unter den Adsorptionsbedinguxigen und i* n&ch der Affinität des besonderen Siebes für die zu adsorbierende aromatische "Verbindung wird ein Gleichgewicht «!wischen der Menge an adsorbierten Aromaten und der Menge an nichtselektiv in den SiebkrlBtallen adsorbierten Hichtaromaten erreicht. Wenn das Sieb bei diesem Funkt desorbiert w(irde_t würde das Desorbat etwa das gleiche Verhältnis von Aromaten eu Nicht aromaten enthalten, wie es in den Siebkristallen vorhanden war.

Es wurde nun unerwartetez-weise gefunden, daß die Bückleitung eines kleinen Teils des Desorbats durch das Sieb nach der

~ ⁷ ~ BAD

809901/0834

Adsorption die nichtselektiv adsorbierten nicht aromatischen, in den Si einkristallen vorhandenen Komponenten selektiv verdrängt. Durch das Rückleiten der kleinen Menge an Desorbat wurde es bei der Desorption möglich, ein Desorbat von 99,®- bis 99,9#-iger Reinheit zu erhalten. Das Desorbat wird durch das Siebbett bei Temperaturen von etwa 38 bis 430⁰C (100 bis 800⁰F) einem Druck von 0,035 bis 7 ata (0,5 bis 100 psia) und einer Geschwindigkeit von 0,01 bis 1,0 Gew/Gen^Std, xuriickgeleitet, d. h. etwa der gleichen Temperatur und dem gleichen Druck, wie sie in der Adsorptionsstufe angewandt werden ο Das Siebbett, das nun praktisch lediglich adsorbierte aromatische Verbindungen enthält, wird desorbiert_T indem es bei einer Temperatur von 38 - 430⁰G (100 - 800⁰F) und einem Druck von 0,035 - 14 ata (0,5 - 200 psia) mit gasförmigem Ammoniaks das mit einer Geschwindigkeit von 0,1 Ms 10 Gew/G-ew/Std. eingeleitet wird, in Kontakt gebracht wird. Jedoch können auch andere Desorbentien als Ammoniak verwendet werden,und Ammoniak wird hier lediglich als erläuterndes Beispiel angeführt, Es wurde gefunden _t daß Ammoniak in diesem besonderen Fall die adsorbierten Aromaten wirksam ersetzt und daß praktisch alle Aromaten in hoher Reinheit desorbiert werden, Die Trennung des Ammoniaks von den Aromaten ist eine verhältnismäßig einfache Aufgabe» Nach Desorption wird der Zyklus wieder begonnen. Die Geschwindigkeit des Kapazitätsverlustes mit der Zeit ist gemäß der vorliegenden Erfindung verhältnismäßig

- 8

BAD ORiGiNAL

809901/0834

gering, da das Spülen mit Aromaten instabile Komponenten verdringt, die eur Polymerisierung in den ßiebkristallen -neigen. Die β ist besondere wichtig, wenn die Desorption bei erhöhten Seaperaturen durchgeführt wird.

In der beigefügten Zeichnung bedeutet Fig. 1 ein echematisches Diagram einer «ur Durchführung des erfindungegeaäßen Verfahrene geeigneten Vorrichtung, die ein Molekularsiebbett und Kittel für das Einfüllen der Beschickung in das Bett und für das Abziehen der Abströme und für die Rückleitung des Desorbates enthält»

Hg* 2. ist ein Diagramm, das den Unterschied in der Reinheit von Benaol seigt, die alt und ohne Rückleiten eines Teils des Desorbates erzielt wird.

. 3 ist ein Diagram, das den scharfen Knick seigt, der nach Entfernung der Terunreinigongsmaterialien aus den Kristallen la Innern de« Molekularsiebes mit rückgeleitetem Desorbat auftritt,

BeschickimgßBtröaie, die BensolTerbindungen und Benzolderlrate enthalten, können gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Häufig sind die Benzolrerbindungen mit n-, ieo- und cyclischen XohlenwaB.aeretoffen vermischt, wie sie in einigen

- 9 - _BÄD ORIGINAL

809901/0834

U43791

der üblicJien. »affiiterieetr8ae erhalte» warden« au« der Gruppe Beasol, Toluol, Xylol und dargl. kötaaec. ame

Koia«awa*earetof4rate3*wa_t die Oealaohe dies«? Yar

mit niofctaroBatlaolaea Tezfeiadaseeai enthalten, e2»g«bre£nt verdau. Ströme» ta waleheu ά±·*ο Terblivtiangeia 25-79 KoamacbjB&t können salt; Tosteil behend·!t verdea, Äormalerveie» wird, wenn ein· 99 - 99»S*-lee relae aroaatlsoh· Tesrerwüxiacht let, si»?·* edne rohe TraJction grjeohntttan,

la welcher de.» sa -trennend* Jfet«rlaJ. etwa 50 ToI.-J^ enaneeht. EIa &trcm_t der s· 1. 50 Tol.-jf Benaol enthält_t wird der rorliee«cd«i, Srfindeisg behfaidolt. Die verwendeten Deeirbeiitiea aind kleine Molekül«, Öle sehr polar eiad und aae der Qrvsv ToTiIendloaqrd, Bchwefelwataeerstojif« Sohwefeldlcngrd, 03*|pale^h«> ladxie, nitrile, Hitrat«, Haloc»*- nile und tnetoniejc «ueguwrüilt «tad. Bozsftlezweie« wird dae Deeorben« ait des Sieb Ik DeDKpXpb£»e in Berührtme Dies» Art wsm. Besorbasa arbeit« 5 wirke·» wegen aelsier Vatur and kleinen JSolekälgriSß« ta** der Affinittt daor Molekulaiseiebe voa Tjp Z £ir die*» !atarialien Ib Tersleloii au dar Affinitlfc dar Sitb« für das adsevoierto ltaterial* Ifarch Ablalartme dar JUIacrptlonatea^erattsr tad dea Adeorpt-l^nedrueke* und der entepr*ohendea Dt*orptloAatea3>ei»eUir«L ttsd «-drook· können »eiir wirksaae Ad«orption«DeaorptloQ~Zjklen werden.

. 10 - ^BAD

809901/0834

Zwar kenn Irgendeines der unterschiedlichen, natürlichen oder ajat&etischea^lIolefcalarBiebe alt ausreichend großem FcrenAurahmessern om da· Antreten der Verbindungen vom BensoltTp In Ale Zwischenräume des Siebes si erlauben, wendet «erden, jedoch wurde gefunden, daß die synthetischen Molekularsiebe -von Tjp X eine größere Affinität fSr Verbindungen to« Paozoltgrp. haben als endere typen, und die Verwen&ang !leser- besonderen Art τοη Molekular·!·!) wird beworsugt· Sowohl dme Linde 101 ale such das 151 Molekularsieb haben eich als besondere brauchbar gezeigt. Die Affinität dee ftlebee für die su adeorbierezkde BensolTerbindnng let ebene* von besonderer Wichtigkeit wie die Affinität des Sieb» ffr das Deaorptioasalttel, %» B. gasförmige« Aaemoniäk. Die Deeocptioa darch Terdrineen alt Ueoniak wird angewandt, da *le *ehr wlrkea* 1st. Dies 1st dadurch bedingt« daß die Adtorptieeewiraen für Bemol νζΛ Ammoniak etwa, glaleli mlnd, waa •Ir RÜnotlgee Gleichgewicht für die Desorption voo Benno 1 ergibt. Sie Idnde-MolelculAreiebe vom Typ Z sind bekannt und 'λ Handel erhältlich. Die chemische Zueammensetnng der Siebe ▼os Typ I, Inebeeondere der iOX-und i3X-Siebe ist nachTolgend angegeben:

0,9 + 0,2 H₂^_n OsAl₂O₅: 2,5 + 0,5 SiO₃: yB^O

worin X bein 131-ßieb Vatrlin und beim 101-Sieb »atriuni-Caloiw darstellt und η die Wertigkeit; des Metalls M angibt und 7 irgendeinen Wert bie su 8 annehmen kann.

- 11 -

BAD ORIGINAL

809901/0834'

Sie f®lg«aä® Zeiokmmz vauBL- SeeGhSNsibsaig sowie die Beispiel« dienen »im? aMli©ren SfrLSptoesiiag d»r Erfisdwig, ohne sie eu

u&feox* Beaisgaatae auf FIg₈ 1 der Zeichnung e w@Xo&© äi<@ Behandlung eines nati<f*n Naphtha, la Säedöfeäraieh Toa-etva S3 Ms' 203⁰C (75 Ms ^OO^

Ha äfgis«^L®i3 üajiSiÄa Oi^sss eis&abwaiahos "kamt etw* 2 25 $ 2®ο8©3^Ε©ΐ&6Α^«3«©3?β$ο££@ aathaltes-s während das restliche allasL säe ölef2.33a, res-zwelgt kot w&göB, Paraffinen* a E@^l®&.v8,@ee3pstoffe& besteht... Bas

ein© grobe fr-enlUitc^3*i«Xieu zu ersio gfiSQbnitfe©E.₉ äeJS de« P2?c4w3ct -ttwe ft) ¥©1d^ B®a«olk©fel®asfas08S¹StOiTe enthSlt. Sie©® Bt-

, ^gehee in der Be-Wasser ^u -©atfeimsa^ Sie Sohleaiwasserüit d@M XoXeloü.ax'siebsLdeorbeB!-® \^rom Typ X fasKs 5« TöS-siigswei©© is der B@i^>fphase bed einer Temp&ratur -

tet Sanp^sifet d®r BeseSdeicnaas b©i dem treswendeten Druck to Koatafet grtraskt, Bio B©@©feloteüig wird durch Leitxaig 1 imd dusOÄ €©a W^rs^auetaueohe? 2 ©iageführt, um sie zu verdampfen uaä «ü© Migo^ptioastaapejiatisaa⁶ -roa etwa 150 bis 5^-5*0 "(300 bis 65O°F) sä ®®3?®±®hmi v^ä gelangt durch Iieituisg 4 üb©r das Testil 3 in di© Adsorp-üjicmssone 5. WÖJbLP^sid d©r Adsorptioa wird das

- 12 -

BAD ORIGINAL

80 9 90 1/0834

Tentil 7 ge&ffnet, während die Yeetile 9 und 11 geschlossen elnd. Da· Molekulaxeiebadtorbena in den Turn kasn la Schaaen. angeordnet oder suf Trägein gepackt sein, oder ·β kann in niqht unteretütBtem Zustand vorliegen· Xm typischen fall kann da* Siebaaterial toä Typ X aus Strangprefillngen von etwa 1,6 bie 3t2 κι (1/16 Ms 1/8") Durchmesser und etwa 2,5 bis 5 aoa (0,1 bis 0,2") Länge alt einem Porenvolumen τοη' etwa, 0,35 be*/g bestehen. Zu geeigneten AdsorptlonCbeeiingungen In der 2one 5 gehdren Str3oungegeeclivl2idigi:eiteja τοη 0,25 bis 5«0 &eV0e«*/8td» end Smoke τοη 0,07 bis 3*5 ata (1*0 bis 50 peia).

Zu Beginn «erden alle Beechlokangskoaponiantcai in den Sieb το* Typ X adsorbiert, da der Forendwrchnesser des Molekularsieb·« ausreichend groß 1st, um das Eindringen aller Xoaponenten der Beschickung su gestatten. Wenn jedoch das Bqrohlelten der BeuBolkohlenvasseratoff enthältexidexi Besoiiiak^ng durch den SlebkSrper fortgesetzt wird, werden die adaorbiart.en VichtbensolkohlenvaBseretofjte teilweise durch BensoHcohleawasBer« stoffe er se tat. Me Adsorptionsstufe des Zyklus wird fortge~ setBt, bis die BezuBolkohlenwasserstoffe im Abetrom zu erscheinen beginnen oder gerade bis kurz vor die «an Punkt, was durch übliche Maßnahmen ,wie die Bestimmung des index oder d*r Sichte oder durch spektograpUlaohe Aaalyee des Abstromee bestimit wird. An diesem Funkt 1st u&b &leloh-

- 13 -

BAD ORIGINAL

Θ09901/0Θ34

gewiefct bei den Adeorptioiasbediiigungen swischen. der Selektivität des Siebe» f^ir BenÄOl&ühlenwaecsrtibOffe tmd der AffiBi·* urn Slates £är Sie Ni^ktbensolkoMeswaeeeret

erficht. Dae wxm asm. Sieb austretende KateslaX Zieitong β tb@r das feaMl 7 abgesogen iiM e&tLält tiacli, n«ff n~Feapafflue _s Ißoperaffia©, Olefine imd

dee Tentflls 5 abgeefeellt ist« istr Tentil 9 off es uas eia voa 5as©fffeat₅ das p^äktieeh relae aus @iaes?

oldhtaronatiaehe Kohl©n.we

•mm. ßiebbett ©is T^Mr&a^en» die "durch dia Leitung 6

gaf^mdtmi» dai eise kleissa Maisga an ~e>81k Boreäleiteis, dureSi das Siabbe-it selektiv ölt» Bi©fets€i#StlT ada©rbi©2rfesa'Olefine,-n~Pacsff±B@s Isoperaffi-

yclisu-hes. Kbh!Lin.wa^s©3?st©ffe rom-Sieb--rardräogt wssa. am® d^st Siefe. ifbea? ®£a® gleichmäßig© Fs?oa

Bl© K@mg9 as siss¹ "Sat?f esamng des· a ^Sekgsfiihrtesa !D©E©i?bat? ist ssmaäei^d. die wl® di© Se^g© ©a Ia da» Sisb aaso2?^:l©r1ieii Miehtasressafcei aü äiesaff Terf^teaasstufe wird ü'&ss' die Bet'&iss «ad as®, stellt fest, dal ®i? st^a .35 bis QQ % aat;©n_s oder feoispißlsweis© etwa "d@n gl^ie&ea PsOzea^s?»l"s aa

- . " - 14 - BAD ORIGINAL

,809901/0834

Aromaten wie dl· Beschickung, enthält. Dieses material kann sur Beecblokuhg rückgeleitet und «leder duroh die Adsorption*» kolonne geführt werden» Des Beeorbat wird duroh da« Sieb geleitet» Me eine hohe Konzentration en Aromaten la Abetrom In der Leitung 6 erscheint oder bis kür» vor diesen Punkt. Die Wirksamkeit dieser Spületuie let in 71g. ? geneigt, miß dar leicht ersichtlich let, daft der 6pulabstrom im Aromaten-* gehalt nach etwa. 30-mintitig«m Spülen raeeo iimiassfc. Gerade en oder kurs vor den Funkt dee Burchbrec^ens der Deaorbat-•pülxme wird das Ventil 7 gesoaXoseen und die Einführung woa Deaorbat war lieituag 8 abgestellt* Su 5 enth&lt ntm praktieeh reine

Das Adeorptionebett kann gewüneohtentalln Seeorptioneteeiperatur erhltst werfen, InAm mit etwa 150 ble W*C (500 bis 65O⁰P) erhitjf,t#?r ^er>rfcat'te<>fc- 6Ie leituBS 8 über dee Ventil 9 in die Adeorptionsnone 5 in Er^.liil^i <mrüokgeleltet wird. Anderereeits senn das Bot·'· rort^lühaft bei etwa der gleichen Temperatur wie in der Ade&rxitiQ^satruXe de· eorbiert werden. Die Seeorption wird Yort&iil^aft Titt1;eyetütit» indem das Tentil 11 geuffnet und ein leichten Vtlnxt?» über die Leitung 10 angelegt wird» wobei die Ventile 3, 7 und 9 gescixloseen sind. Die Verminderung des Druckes in der Adsorptionssone unteretütat in gewissem Ausmaß die Desorption der adsorbierten Materialien. Jedoch, kann die Desorption bei etwa dem gleichen Druck wie die Adsorption durchgeführt werden. Das Rückleiten des Desorbate8 zur Entfernung der Hioht-

- 15 -

BAD 809901/0834

Ab

aroaatsn mm dem Siebfestt wird bei ein@r feaperatur von etwa 150 Ms 345?C (300 bis 650⁰P) uad 0,0? bie 5,5 ata (1,0 bie $0 peim) alt eines*

. de· Desorbfftt? voa etwe 0,1 bli O₆S Gm/<**m/StA> durchgeführt. Sie Desorption dee Molefeilariieblj&ttei wurde ausgeführt, indem ein geeignetes Sesorbene, wie gasförmiges Aaaoniak» bei eiaer Temperataa? von i5O bie 5^5^e0 (300 bie 65O°P) imd eiaapi Iijcuck "ron 0,07 bie 7 *ta (1,0 Ma 100 peia) durch« di« Leltungeo. ß und 12 durcti öffnea dee Ventile 9 in d&e Bett 5 eingeführt wurde» Die B»schic3cungiigescliwiadigk#it an dem als Oesorbene verwendeten gasförmigen Ammoniak kann 0,2 bis 5»0 (km/Gten/Std. b^tra^äe Dnre&Offaem des Ventile 11 wird desorbierter BensoUcohlenwaeeerstoff über die leitung 10 abgezogen und SU geeigneten Lagerbehältern geführt. Dieses Desorbai; selgte bei der Analyse einen Gehalt von. etwa 99,6 % reinen Beasolfcohlenwaeeeretof f en.

Sobald ic leitung 10 ein Anaeichea für das I>u7chbre.chen -τοη Anaoniak auftritt, werden die Tentile 9 und 11 geschlossen. Bie BsnsolkohXenwaaeerstoXf© können leicht iron Amiioniak, das bei dar Deeorptionestufe durchbricht_t getrennt werden» !Tun sied die ?@nti!@ 5 wid 7 ©f>£ea und der Ädsorptionssyklue wipd wieder begonnen. Di^ch Verwendung von 2 oder mehr Ad-Borptionßsäulen_} von denen eich ©ine in der AdsorptioneBtufe und die anderen entweder iß der Hegenerisrstuf e oder in der

809901/0834

Stufe des Kückleitens von üesorbat befinden, kann ein kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden.

Wegen der hohen Affinität deυ Molekularsiebe von Typ X für Ammoniak ist die Verdrängung der Benao!kohlenwasserstoffβ durch gasförmiges Ammoniakdesorbens praktisch vollständig. Sas Ammoniak desorbiert Kohlenwasserstoffe sehr wirksam. Ein Gew.-Teil Ammoniak verdrängt 3» 5 Gew.-Teile Bensol. Ka waren nur 0,028 Gew.-Teile Ammoniak je Gew.-Teil Sieb erforderlich, um 90 % des adsorbierten Benzols zu desorbieren, und 0,037 Gew.-Teile Ammoniak je Gew.-Teil Sieb desorbl ⁱrten praktisch alles ia Sieb adsorbierte Bensol. Etwa 83 % des Benzole wurden desorbiert, bevor Ammoniak im Abetrom auftrat. Die Ergebnisse Beigen, dafi die Verdrängung von B*n*ol durch Ammoniak beinahe vollständig ist. Dies ergibt eich au» den Werten, die «eigen, daß ela Durchbrechen von Ammoniak nicht auftritt, bis etwa 83 % des Benzols desorbiert sind. Falls die Verdrängung vollständig wäre ^ würde ein Durchbrechen des Ammoniaks bei einer Desorption von 100 % auftreten. Die erhaltene scharfe Front geigt, daß Ammoniak zumindest ebenso stark wie Benzol adsorbiert wird und daß das Gleichgewicht ι die Desorption begünstigt. Das Ammoniak selbst kann vom Siebbett einfach durch Erhitsen des Bettes auf etwa 315 - 4-3O⁰C \ (600 - 800°?) entfernt werden. Die Geschwindigkeit der Ent- ' fernung wird erhöht, wenn ein inertes Spülgas, wie Stickstoff, \

BAD ORIGINAL 809901/0834

©der durea dae Siel) geleitet wird* Obwohl der Esoseatdea? is »iz&er besonderes Bwabiokoas vornandsaisn aroms-Sohleswässe^stoffst der eÄeor&ierfc wi^d, hohler Ist, wenn AKaoniak nach jeder A&ecrrptlcneßti^fe deaorbiert wird, wird ein wirksaxa? Betri@b auch erhalten oline die Notwendigkeit, das iroriiand«3ie Ijanonisiü getrennt zn deeorbierea«

Die folgendem Beispiele erläutern die Irfißduög» ohcie ßie au

Eine BeeeMcksßgs die ams 25 Gew.-^ Be&sol und a-Bexan be^ i wor&e Te^wendet, tut ten Betrieb a& @in liSglicheb

lapht&a ansu^.eielie&. Aleßi®b wurde ein Idnde 102 1,6 m C1/16") Meleicularelebeaftrtidat Torwer.det. Biese Beschickung srarde in ei^aa MsoarptionssoB© ^sI einer Temperatur von 365⁰C (505·^β$) «ad ©iaea Bruol tqs 1,4- afeü (20 psig) eingebracht. Bie Bes©hi©kims wurd@ etwa 55 Minuten bei eiiaar Gesohwindigkeit v©b ©twa ©_S5 a^/^©^/Sta,f optgeeetat. Sowohl Be&sol als ancsh. a-Hexen wiärda^L xu B©giEia in den ^wischenräramen ds® fOZ-Slebes adsorbiert» B©i £®i?tda.uera.&©.r Besehikicung ver-diiiiag:fee dag Bensol allmShlleh, pralstise'ii das gesamte im Sieb vorhandene n-Hexaa. Die BaseMcJomg wiard® fortgesetzt,

- 18 -

BAD

80 9 90 1/0 834

bis Bensol durchbrach und dann Abgestellt. An diesem Punkt war Aas Sieb mit Benaol Und η-Hexan gesättigt, die Im Sieb Im Gleichgewicht waren. Dana wurde reines Bensol söm Sieb bei einer Temperatur τοη 260⁰C (50O⁰F) und einem Druck von •tv* 0,70 atü (10 paig) in einer Geschwindigkeit von etwa 0,11 Gew/Gem/ßtd, für etwa 37 Minuten eingeleitet« Die Beschikknag wurde fortgesetzt· bis Benaol im Abstrom durchbrach· Bs wurde u&erwarteterwwise gefunden, daß reines Beneol, das durch das 10X-Bieb vorrückte, das im Sieb vorhandene n-Hexan roressiv verdrängte. Bei der Messung zeigte sich, daß der Abstrom etwa 35 3ew.-% Bensol enthielt, was etwas »ehr ist, als das in der Beschickung vorhandene Benaol ? daB es jedoch etwa 65 &«*»·£ η-Hexan vom Sieb Im Terfahren entfernte· Dieser Abstrom wurde, um Sensol su spar im, aur Besohlekung für die nächste Adsorptionsstufe rüokgeleitet· Dann wurde das Siebbett bei) einer Temperatur von etwa 260⁰C (500⁰F) und stora 0,70 atü (etwa 10 psig) mit gasförmigem Ammoniak bei einer Geschwindigkeit von etwa 0,15 Qew/Oew/Std. desorblart, was etwa

20 mimten dauerte« Man stellte fest, daß das De sorb at praktisch reines Bensol enthielt (99,6 %),

Um die mit und ohne Spülstuf e erhaltene Qualität des Bensole su vergleichen, wurde Bensol mit Ammoniak ohne vorheriges Spülen desorbiert. Die Ergebniese dieser Desorption sowie derjenigen mit Spülung sind in Fig. S wiedergegeben. Die

- 19 -

BAD

609901/0834

U43791

ät ds· Benzols ohne Spül et of β betrug etwa

66 ßew.-4ß fiensol, wihre&d die Beinheit d@s Bensole mit der epCLXstuf» switchen 99 nod 99*9 91 Reinheit wechselt«* was. ein* dtsehechnittlicaii Eeii&eit von #twa 99 $6 ββν··# Bensol ergibt«, Die Ergebnisse »sigsn, daß die Verdrängung der nicMtaroEatiBohen adsorbierten lolilenwasserstoffe ait der Spülstufe praktisch vollstla&lg wsr. Die letto-Prodialctlon an Beaeol je Zy^lne betrug etwa Ο,ΟΛ-? Gewicht Bensol ^e Gewlelit Si ti). Bi^ Wirksankslt der B®n»olst>ülstiii e wird dtsroh die in 3 de? S@islmuag wiedergege'beae^ Werte seselgt· Der © Kniok in Breeämgsia&ex des Abstroms νχ>η der Bensol-

©rf@lgt π«ι etm 32 Minuten, in diesem Punkt 1st ersehen, daß der Prosentsats an im AbBtrom vorhandenem Eensol soliarr nmiamt« Entweder geraäe Tor diesem Funkt oder an diesem Rmkt wird die Bensolspulims abgestellt» Auf jeden Jail wiM d»^ Ibstrom von dieser Strafe swr Beschiokimg »urückgefOhrt_f so dafi pralctisca kela V©rlust an Benzol vom Systea auftritt. Biese Spuletnfe ermöglicht dl® Errieluiig einespraktisch reiaen

Auf estsps©€h®sd@ W©i©@ as d©s in Beispiel 1 besshriebehea wurde .©in &®ad©lBÜ"blioh©s Map&tha mit einem Siedebereieb. τοη· etwa 65 bis 95°O (150 Ms 200⁰F) in eia Uoletlcularsleb^ott

- 20 -

BAD OR1Gin_AL

809901/083A

eingerührt , daa «us Linde 1JX 1,6 am (1/16") MolekularsiebstrangprefikSrpern bestand. Naphtha wurde in das Bett eingeführt, bie der Bensoldurohbruch auftrat« dann wurde die Beschickung abgestellt und ein Riiokleitungsetrom von Be&sol aus einer vorherigen JDeeorptionsetufe wurde au der Adsorptionssone geleitet, bis wieder der Seneoldurchbruch auf trat« An diesem Punkt wurde die Bensolbesohickiing' abgestellt und dm* Siebbett sit gasförmigem Kohlendioxid bei einer Temperatur von 260*0 (500·?) und einem Druck von 0,70 ata (10 psig) desorbiert. Se wurde gefunden, daß mehr Kohlendioxyd sur Desorption de» Siebbettes erforderlich let als Ammoniak. Die darauf folgende Ddsorptionsstufe von MaplLthabeschiokung ist jedoch, wie gefunden wurde, wirksamer, da die Beschickung da» Kohlendioxid leichter verdrangt. Bas Molekularsiebbett hat geringere Affinität für Kohlendioxid als für gasförmiges Ammoniak,und das Kohlendioxyd wird daher leichter dusch die eintretende Beschickung verdrängt. Die Reinheit dee erhaltenen Bensole war etwa die gleiche wie in Beispiel 1, jedoch war der Adsorptionssyklue wirksamer.

2m*r wurde die Erfindung besonders unter Boaug auf die Herstellung von ehemisch reine» Benzol und die Desorption mit Ammoniak beschrieben^ jedoch können selbstverständlich Abänderungen vorgenommen werden, ohne den Bereich der Erfindung su verlassen.

- 21 -

809901/0834

Claims (1)

14437-οί

Elise lee. & Eng» Co.

Patentansprüche

Fat

1« Verfakron but Treimtmg Toa aromatisches «ines Geaieeh yon £ohlaa.w&esergtaffen₉ das nicht-Kohlenwasserstoffe «Behält,' -ro^ai das ©ealscii mit

feel ein®r gewlfelt^n Τ®£φβ&8&\χϋ

is ^oe/Ettli-iiiiia fi?ei Ton ei*eau ar :uatiechön Kohlsmraeaerlet ι während eisar Ma^rpti^iieeicufe geiseaoiaelt wliⁱ4

Da diesem Ädeo^bessü in ©Isöä? Bee@rptioaestuf® &ßwsah ge>k,^:as-aldirest,, isß da@ Gemisch d@ai scugöfüärt WiM₉ Ms $twm der BüAöhbruch der auftritt, &a@ üe .BeeeMc^iag su- diesem Zaitpunkfc afef©stellt ναά oln. Strom vöai p??akti©ois. ^#ia®ii äroMatis@h©zi Beeoxbat zu den AdBOf?tlo&Bbett aurückgelsitöt nir&, um eelefetiv Sie , im diesem Ädeorptionsbstt &dsorbleE'f@n °b©i etwa Ser gleichen Afig@rptiensteaperatua? imd etwa dem gXel^hsn Adeorptionsdruci? zu äßS32%l9ren_t während weiter ein Abatroa eesamaelt wird, dp tr ie wesentlichen JTr ei τοπ öieeön aromatischen Eohless-waeeerst offen ist und daß aa-

. 22 - B^AD ORIGINAL

80 990 1/Q834

schließend oma Adeorbenematerlal dtsorbiert wird, indem das Adsorbens alt einem gasförmigen ^sorptionsmittel in Kontakt gebracht wird» um praktisch reine aromatische Kohlenwasserstofte sa erhalt«!.

2. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekannaeichnet, daß BaBLSOl, Toluol oder Xylol τοπ ·1η·Γ Kohlenwasserstoffmischung getrennt wird.

5. YerfÄhren nach Anspruch Λ_χ dadurch gelcenneeichnet _t daft die Menge an Ib Kreielauf lurüekgeführtea. Seaorbat, das in der Buokleituagedeeorbatstufe Terwandet wird» etwa der Menge an nlohteelefctiT afleorbierten_t niehtaromatisohen Kohlex-.wesseretoffen im Kolekularaiebbett gleich ist.

4·. Terfehren nach Anspruch 1 sur Ersielung von chemisch reinen aromatischen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein aroaatieohe und nichtaromatische Verbindungen enthaltendes Kohlenvaesterstoff gemisch mit einem Molekularsieb vom Typ X bei einer Temperatur von etwa 35 bis 4-30⁰C (100 bis 800°?) und einem Druck von 0,035 bis ? ata (0,5 bis 100 psla) bei einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 10,0 GeVOew/Sfcd* BWchiokung in Eontakt gebracht wird, die Beschickung fortgesetzt wird, bis die aromatische Verbindung im Abstrom auftritt * die Be-

- 25 -

BAD 809901/0834

Schickung abgestellt wird -and in das Bett eine Spülung von reiner arometißeaer Terbindung bei etwa tier gleichen. Temperatur und den gleichen Druck wie In der Adsorptionestuf e und bei etwa einer Geschwindigkeit von 0,01 bis 1 »Ö Oew/Öew/Std. eingeführt wird, "bis die !Konzentration an aromatischer Verbindüsg Im Abstrom merklich erhöht ist, daß der Abstrom τοη der Spülstufe zu der Beschickung rückgeleitet wird» die Spülung abgestellt und das Bett mit einem Desorbene bei einer Geschwindigkeit von 0,1 bis 10,0 G*w/G©w/Std, bei einer Temperatur von etwa 35 bis 430⁰C (100 bis 800'F) und einem Druck von 0,035 bie 14 ata (0,5 bis 200 psia) deeorbiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das JDesorbens kleine,stark polare,gasförmige Moleküle enthält.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Desorbens Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxid, organische Amine, Nitrile, Hitrate, Halogenide oder Ammoniak verwendet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 sur Erzielung von chemisch reinem Benzol, dadurch gekennzeichnet, daß ein Benzol enthaltendes Sohlenwasserstoffgemiseh mit einem Molekularsieb vom Typ X bei einer Temperatur von 150 biß 545°C (300 - 650°?)

24 -

BAD OR!GfNAL

809901/0834

und einen Druck von 0,07 bia 3t' *** (1,0 bla 50 pal*) bal alnar ftftndlfrit iron 0,95 bis 5,0 Q«w,/&tt./8W. J·

«κ 3e»ohlokuae la Kontakt; gebracht «Ire« dl· fortgesetzt wlr<l, Ms <Ue Beasol Ik ibfttsraai auf·

tritt, dl· BeeohickBüg abgeetellt und In das B©tt «la· rolea

»t«· daa

Teeperatur und Druok «1· in dar A<l«orption»»tuf· und b#l einer 3«a<:lwindlgkelt van etwa 0,01 bla 0,5 O«w./O«r./S%d. eingeleitet wird, bis dia JoABentmtion a& BaasoX Is Abattro» eerklich aarikSbt lat, daft dar Abatroa Ton dar ßpdlatufa im dar Beechickuixg surückg^Leiltat wird, dia Spüiune abgaatollt wird UBd da· Bett alt gaaf Öndem Aaac&lak bal ei&ar Tiifi rattir rtm 150 bia 3*5^#C (300 bl· 650^el) bai 0,0? bl· 7 a*a (1 ,Q Me 100 pala) und olaaer 0—tarntnftlfjt»lt inm 0,2 Ma 5«0 . am taacminlr daaorblart wird.

BAD ORIGINAL

80SSOt/0834