DE1470492A1 - Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffgemischen unter Verwendung von Molekularsieben - Google Patents
Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffgemischen unter Verwendung von MolekularsiebenInfo
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Description
..plar,
U70492
r.*Vs MoU
Patentanwälte
Patentanwälte
A 85
P 14 70 492.8
British Petroleum Company
British Petroleum Company
Verfahren «ur Trennung von Kohlemrasseretoffgemiechen
unter Verwendung von Molekularsieben
Die Erfindung besieht sieh auf ein Verfahren ssur Trennung von Kohlenwasserstoff ge mi sehen unter Vervendung von Molekularsieben.
Bekanntlich haben gewiese natürliche und synthetische Zeolithe die Eigenschaft,
bestimmte Kohlenwasserstofftypen bevorsugt su absorbieren. Biese
als Molekularsiebe bekannten Zeolithe haben KristallStrukturen, die eine
große Zahl von Poren einheitlicher Größe enthalten. In verschiedenen Zeolithen kann der Dureheesser dieser Poren zwischen 4 und 15 λ liegen, aber
bei einen bestimmten Zeolithen sind die Poren im wesentlichen gleich groß.
Die Behandlung von Kohlenwasserstoffgemisehen alt Molekularsieben ist bereits bekannt. Vorgesohlagen wurde die Behandlung von Brdölfraktlonen vom
Bemin bis am den OasOlen und darüber Bit Molekularsieben mit Porenduroh-■essern
von 4 hie 15 K* Zur Trennung von geradkettig·« Kohlenwasserstoffen
von versweigten und/oder oyolisohen Kohlenwasserstoffen eignet sich ein
Molekularsieb, dessen Porendurohmesser 5 & betragt* Sin solches Verfahren
eignet sich beispielsweise «ur Gewinnung von Bensinen höherer Oktansahl
durch Entfernung von niedrlgoktanigen Vorsalparaffinen. Auch das absorbierte
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geradkettig© Material kann gegebenenfalls als Produkt gewonnen werden.
Die übliohen Verfahren zur Behandlung von Kohlenwasserstoffgemischen
nit Molekularsieben umfassen aufeinanderfolgende Absorptions» und
Desorptionsstufen und gegebenenfalls eine zwisohengesohaltete Spülstufe.
Bei einem solchen übliohen Verfahren wird das Auegangsmaterial mit dem Molekularsieb zusammengeführt, wobei die absorbierbaren Komponenten
des Ausgangsmaterialβ absorbiert werden* während die nicht
adsorbierbaren Komponenten als Abfluß austreten. Bas in den Zwischenräumen
zwischen den MolekularsiebteHohen und an der Oberfläche
des Molekularsiebes festgehaltene Material wird vorzugsweise mit einem geeigneten Spülmedium, z.B. Stickstoff, entfernt. Sie absorbierten Anteile werden dann in einer Besorptionsstufe entweder duroh
entsprechende änderung der Arbeitsbedingungen, z.B. duroh Erhöhung
der Temperatur und/oder Verminderung des Druckes, oder duroh Blution
nit einem geeigneten Desorptionsmittel gewonnen.
Gegenstand der Erfindung ist ein solches Verfahren zur Abtrennung ron absorbierbaren Kohlenwasserstoffen aus ihren Gemischen mit nicht
absorbierbaren Komponenten. Das Verfahren ist jedoch gegenüber dem
Stand der Technik dadurch gekennzeichnet, daß nan in einer ersten (Adsorptionsstufe) die adsorbierbaren Komponenten des Gemisches an
dem Sieb adsorbiert und in einer zweiten Stufe (Spülstufe) das Sieb
zweoks Entfernung/von in RSumen zwischen einzelnen Siebteilchen und
an der Sieboberfläche festgehaltenem Material spült, wobei man die
Stufenfolge wiederholt und dabei die Stufen zeitlioh derart bemißt, daß sich aus der Adsorptionsstufe ein Ablauf ergibt, weloher
an adsorbierbaren Komponenten reioher ist als das Ausgangsmaterial,
und sieh aus der Spülstufe ein Ablauf ergibt, weloher an nicht adsorbierbaren
Komponenten reioher ist als das Auegangematerial.
Bas Verfahren ist besonders zur Behandlung von Erdölfraktionen geeignet.
Berorzugt werden hierbei Ausgangsmaterialien, die
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• "5 Mk
im Bens in« und Leuchtpetroleuntoereich» d.h. bis su 280°,
sieden· Ein solches Verfahren kann zur Abtrennung von geradkettigen
Kohlenwasserstoffen aus Erdülfraktionen unter Verwendung «Ines 5 ft-Molokularslobes angewendet werden-·
Das Verfahren wird vorzugsweise isobar und isotherm und
vorzugsweise in dor Dampfphase durchgeführt· Als geeignet«
Bedingungen kommen Temperaturen In Bereich von 100 bis 400°,
vorzugsweise von 250 - 590°, und Drucke im Bereich von
1 bis 56 kg/cn?» vorzugsweise von 8 bis Ii»5 kg/c»s» inirage."
Als Sptllncdien eignen sich C^-Cg-Kohlenwasserstoffe» bei·
spielswelse n-Pentan, und Inertg&se, vorzugsweise Stickstoff.
Zusammen mit dem Au&gangsrcaterl&l kann auoh ein Verdünnungs·
nitte1 in die Absorptlonsstufe eingeführt werden* Als Verdünnungsmittel eignen sich die vorstehend genannten SpOl-Bedien»
wobei Stickstoff bevorzugt wird. Das SpUlnedluci
kann der SpUlstufe In der gleichen Richtung» in der das
Ausgangsmater' al der vorhergehenden Absorptlonsstufe züge«
führt wird» oder entgegengesetzt dazu zugeführt werden» aber
das In dl» Absorptlonsstufe gehende Ausgangsmaterial wird
vorzugsweise In der gleichen Richtung» in der dos EpUlmediuna
in die vorhergehende Spülstufe gelangt» eingeführt«
Es hat sich gezeigt» daß bei Abbruch des ßpUlens und bei
erneuter Einführung von /»usgangstnaterial in die Molekular«
slebschlcht der anfänglich aus der Schicht abgezogene AbfluS
•inen höheren /ntoil an absorblerbtiren Komponenten enthält
al« das Ausgangematerial. Nach einer gewissen Zeit erscheinen
jedoch die nicht absorbierbaren Komponenten in diesem Abf lud
in steigender Menge« Vorzugsweise wird daher die Betriebs-Periode
der Abeorptionsotufe so beere ssen, dnß die Umschaltung,
auf Spülen stattfindet» bovor dl« nicht absorbierbaren
Komponenten In unerwünschtem Uofange In Abf lud aus der Abeorp·
tionoetufe auftreten. Dieser Umfang httngt von einer Reihe
von Faktoren ab» z.B. von der Art des Ausgangsroaterlals und
▼on der Art de« gewünschten Produkts« Der Abfluß aus der
umfasst weitgehend nicht absorbierbare Komponenten.
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Der Grund für dna /uftretcn einea Abflusaea, der anfänglich
überwiegend abaorbierbnro Komponenten enthUlt, iat nicht
mit Sicherheit beknnnt, jedoch wird angenommen, defl wfihrend
der SpUlatufe, in dor nicht nbaorblerbare Komponenten aua don
Zwischenräumen zwischen den Siebteliehen und von der Süßeren
Oberfläche dos Molekulnrsiebea entfernt werden. In Zuge einer
Gleichgewlchtsolnatellung* zu der muelicherweiee noch die
wirkung dea Durchfluscoa dos Spültaodiums während der Spülatufe
hinzukommt, ein Teil doz* absorbierbaren Komponenten veronlaaat
wird, die Siebporen zu verlassen, um an der Außonaeite dea Molekularalebaa oder In den Zwischenräumen zwischen den
Molekulnraiebteilchen bia zu einer größeren Tiefe in der
Molekularalebachicht odsorblert zu werden. Ka wird angenommen,
d»8 bei Wiederaufnahme der Zufuhr von Aueßftngainateria.1 eine
"Front" von vorrückenden nicht absorbierbaren Komponenten die nunmehr an der HuSeron Oberfläche dea Molekularaiebea
adaorblerten und die ZuischenrUurae zwiachen den Siebteilchen
füllenden ebaorbierbaren Komponenten verdrängt.
Eine zwischen I850 und 260° siedende und 23 Oow.-j6 n~Paraffine
enthaltende Leuchtpetroleumfraktion aua Mltteloot-Rohöl wurde
mit einer feat angeordneten Schicht aua 2740 g eines
5 ft-Holekularsicbes gcniilS der Erfindung unter den nachstehenden
Bedingungen behandeltζ Μ
0C kft/ctn2 kolt, Y/V/Std. Minuten
Absorption (Leucht- 3CO 13,3 0,9 (gerechnet 2
(petroloum fti© Flüaaigk·)
(Stlckatoff 70 (als Gas)
Der Abfluß aus der Abaorptlonestufe wurde in einer Ausbeute
von 2,Ut%s Siebgewichta/Std· gewonnen« Sein Gehalt an
n>>araftt»en betrug 70 Oew.·^, d.h. das 2,5-faohe des
n-**reffinß«halte la Ausgangenaterial. Der Abfluß aus der
eptQetuf% enthielt Oo Gew.-^ ungeradkettlgs Kohlenwaaaerateffe.
M«1U:-1HO Cu- BAD ORIGINAL ;
Polaptel
Z
Das gleiche Aussansematerial wie in Bolsplel 1 wurde alt
2740 g eines fest ungeordneten 5 P»-Molekul*rai«bee unter
folgenden Bedingungen behandolti
Stufe
Kittel
Torap,
~. -~™^ RauDßeschv/lndig· Dauer,
kg/cnr keit, V/V/Std. Minuten
petroleum Stickstoff]
350
,a (ßorecnet
ola PlUoolck·)
75 (ola Gdo)
Stickstoff) n-Pentan )
75 (als Gas) 2
75 («le Oftö) 2
1,0 (nerechnot als Flüssig.)
^bflufi aus der Absorptlonsatufe wurde In einer Ausbeute
von 1,4£ des filebgewlchte/Std« und mit einem n-Paraffln»
von 91 Cew.-£ gewonnen·
Das Slolcho Ausganssmatorlal wie in den Beispielen 1 und 2
wurde In der beschriebenen Weise unter folgenden Bedingungen
behandeltι
Stuf·
Mittel
Tcisp, Druck- Raumßcschwlndig· Dauer
0C ks/ern3 kelt, VA^td. Minut
Absorption Leucht- )
petroleum ) Stickstoff)
SpOlung
Stickstoff) n-Pentan J
550
11,5
O,5V/Y/Std., a
ger.als FlUsaig· (als, Gas)
(als Ona) 3,5 1,0 (gerechnet
als FlUsslgk.)
als FlUsslgk.)
Der Abfluß aus der Absorptionsstufe wurde In einer Ausbeute
von 1,25% des Siebgewlchtß/Std. gewonnen· Sein Gehalt an
n-ParaffInen betrug 88 Gew.-;*. , I
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Claims (11)
- (1.)/Verfahren aur Abtrennung von adsorbierbaren Kohlenwasserstoffen aus Gemischen mit nioht adsorbierbaren Kohlenwasserstoffen unter 7erwendung von Molekularsieben, daduroh gekennzeichnet, daß nan in einer ersten (Adsorptionsstufe) die adsorbierbaren Komponenten des Gemisdies an dem Sieh adsorbiert und in einer zweiten Stufe (Spülstufe) das Sieb zweoks Entfernung von in Räumen zwischen einzelnen Siebteil— ο he η und an der SieboberflSohe festgehaltenem Material spült, wobei man die Stufenfolge wiederholt und dabei die Stufen zeitlich derart bemißt, daß sieh aus der Adsorptionsstufe ein Ablauf ergibt, veloher an adsorbierbaren Komponenten reicher ist als das Ausgangematerial, und sioh aus der 3pülstufe ein Ablauf ergibt, welcher an nioht adsorbierbaren Komponenten reioher ist als das Auegangsmaterial.
- 2.) Verfahren nach Anspruoh 1, daduroh gekennzeichnet, daß geradkettige Kohlenwasserstoffe aus Erdölfraktionen unter Verwendung eines 5 Ä-Molelularsiebes abgetrennt werden.
- 3·) Verfahren nach* Anspruoh 2, daduroh gekennzeichnet, daß bis iu 280° siedende Erdölfraktionen behandelt werden.
- 4,) Verfahren naoh Ansprüchen 1 bis 3, daduroh gekennzeichnet, daß isotherm und isobar gearbeitet wird.
- 5«) Verfahren naoh Ansprüchen 1 bis 4» daduroh gekennzeichnet, daß in der !Dampfphase gearbeitet wird.
- 6.) Verfahren naoh Ansprüchen 1 bis 5 t daduroh gekennzeichnet, daß bei Temperaturen im Bereich ron 100 bis 4OO0, vorzugsweise von 100 bis 150°, und bei Druoken im Bereich ron 1 bis 36 kg/cm2, vorzugsweise von θ bie 11,5 kg/o*2, gearbeitet wird.
- 7.) Verfahren naoh Ansprüchen 1 bis 6, daduroh gekennzeichnet, daß manKohlenwasserstoffe mit 1 bis 6 C-Atoeen und/oder Inertgas, vorzugsweise als SpülN&um verwendet.8 0 981 3/1034 ofughnal inspectedNeue Unierla^ei ι (Art. l § 1 Abs. 2 Nr. l Sofz.3 deiU70A92
- 8. Verrohren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Ausgangemater in 1 ein VerdUnnungs-Riittel der Abeorptloosstufe zugeführt v;ird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dnö als Verdünnungsmittel dna gleiche Material verwendet wird, das als Spülmedium dient.
- 10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9* dadurch gekennzeichnet, daß das SpUlmedium der Spülstufe In der gleichen Richtung zugeführt wird. In der das iusßanßsmaterlal in die vorhergehend· und In die nachfolgende Abeorptionsstufe eingeleitet wird.
- 11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9 » dadurch Gekennzeichnet, daß das RpUliaedium der Spületufe In umgekehrter Richtung wie das In dl· vorhergehende Absorptionsstufe gehende Ausgangsmaterial zugeführt und das In die nachfolgend· Absorptionsstufe eingeleitete lusgangsraaterial In der gleichen Richtung βIngeführ t wird wie das SpülnedluaIn die vorhergehende Spülstufe.BAD ORIGINAL809813/1034
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