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Verfahren zum Tsolieren von reinen Kohlenwasserstoffen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Isolieren von reinen Kohlenwasserstoffen, insbesondere
Normalparaffinen, aus Kohlenwasserstoffgemischen durch Adaorption und angchltßendd
Desorption und gegebenenfalls zwischengegchaltete- Spülung an natUrlichen und bzw.
oder synthetischen Zeolithen. ' Reine Kohlenwasserstoffe oder Kohlenwasserstoff-Gruppen
werden seit langem in der chemischen Industrie als Ausgangsmaterialien für technische
Synthesen verwendet: Nachdem zunächst nur Kohlenwasserstoffe, hierbei insbesondere
Benzol, von Bedeutung waren, fanden in den letzten zwei Jahrzehnten auch
die Olefine in zunehmendem Maße Verwendung. Im Zusämenhang mit der Herstellung von
biologisch leicht abbaubaren Waschmitteln, Detergentien, Weichmachern und Smulgatoren
gewinnen-nunmehr auch Normalparaffine in steigendem Maße an industriellem Interesse.
Eine Isolierung der Normalparaffine aus Kohlenwasserstoffgemischen bringt eine aebrauchswertverbesserung
der nunmehr normalparaffinfreien Kohlenwaaserstoffe, wie z. B. die Erhöhung der
Klopffestigkeit von Produkten des Benzinsiedebereichs oder die Erniedrigung des
TrUbungs- und Erstarrungspunktes von Düsen- und Dieselkraftstoffen.
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Es ist bekannt, reine Kohlenwasserstoffe aus Kohlenwasserstoffgemischen
durch adsorptive Behandlung an Zeolithen der allgemeinen Grundformel Me2/ 0.A1203
. x S'02 , y H20 n und einheitlichen Porendurchmessern von 3 Angström im kleinsten
und 10 Angström im größten Falle zu isolieren, wobei unter Me ein Kation oder mehrere
Kationen und unter n die Wertigl-eit der Kationen zu verstehen sind.
Für
die selektive Adsorptionawirkung der Zeolithe ist ,der einheitliche Durchmesser
der Kanäle oder Poren von be-' sonderer Wichtigkeit. Beispielsweise vermögen Zeolithe
mit einem effektiven Porendurchmesser von 4,'j Angström weder Aromaten noch verzweigte
Kohlenwasserstoffe in ihren Hohlräumen zu adsorbieren, wohl aber Normalparaffine,
die einen entsprechend kleinen kritischen Durchmesser besitzen. Für die adsorptive
Isolierung von Normalparaffinen aus Kohlenwasserstoff-Gemischen.sind derartige Zeolithe,
in der Technik mit tonartigen Bindemitteln verformt unter der Bezeichnung
biolekularsiebe des Typs 5 A bekannt, demzufolge hervorragend geeignet.
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Die Verfahren zur Isolierung von reinen Kohlenwasserstoffen aus Kohlenwasserstoffgemischen
unter Verwendung von Molekularsieben als selektive Adsorptionsmittel arbeiten im
Prinzip in der Weise, daß die Kohlenwasserstoff-emische im allgemeinen in Gegenwart
eines inerten Trägergases wie Sauerstoff-freiem Stickstoff oder Wasserstoff über
d=as zeolithische.&Taterial bis zu dessen-weitgehender Sättigung mit den selektiv
aufgenommenen reinen Kohlenwasserstoffen geleitet werden und danach deren Desorption
erfolgt. Häufig wird zwischen dem Adsorptions- und dem Desorptionaschritt noch eine
Spülung mit Inertgaaen zur Bntferü'überflächb lieh unselektiv adsorbierter Kohlenwasserstoffe
durchgeführt.
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Die bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß die Kapazität der
Molekularsiebe sehr rasch abnimmt. Besonders bemerkbar wird diese Tendenz bei höhermolekularen
Kohlenwasserstoffgemigchen mit einem Siedeende von über 200 °C und bei steigenden
Arbeitstemperaturen.
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Es ist deshalb erforderlich, die Molekulareiebe nach einiger
Zeit der Anwendung zu reaktivieren, was beispielsweise durch vorsichtige Behandlung
mit oxidativen Gasen erfolgt. Da jedoch die Zahl derartiger Reaktivierungen nicht
beliebig oft fortgesetzt werden kann, ist ein rascher Kapazitätsabfall der Molekularsiebe
mit deren häufig notwendig werdender Auswechselung verbunden. .
Nachteilig
an diesen Tierfahren ist auch, daß die verwendeten Molekularsiebe gegenüber Schwefelverbindungen
sehr empfindlich sind. Die Anwesenheit der letzteren führt zu einem schnellen Abfall
der Adeorptionskapazität. Es ist deshalb erforderlich, die Kohlenwasserstoffgemische
vor der Behandlung zu entschwefeln und gegebenenfalls den sich im Trägergas und
im Däsorptionsmittel anreichernden Schwefelwasserstoff zu entfernen.
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Ein weiterer Bachteil ist die große Empfindlichkeit der Molekularsiebe
gegenüber Wasser; denn die meisten Molekularsiebe werden unter technisch üblichen
Bedingungen durch Wasser irreversibel zerstört. Im besonderen Maße gilt dies für
?golekularsiebe des Typs 5 A, so daß sogar die zu trennenden Kohlenwasserstoffgemische
sowie die Trägergase und Desorptionsmittel unter aufwendigen Bedingungen getrocknet
werden müssen.
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Von großem Einfluß für das Tierfahren zum Isolieren von reinen Kohlenwasserstoffen
ist die richtige Durchführung der Desorption.
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Ts ist bekannt, die selektiv adsorbierten Kohlenwasserstoffs mit Hilfe
von Kohlenwasserstoffen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen durch Sorptionaverdrängung
zu isolieren. Bekannt ist insbesondere die Tierwendung von Normalpentan. Es ist
auch bekannt, die adsorbierten Kohlenwasserstoffs durch Partialdrucksenkung zu desorbieren.
Ferner ist es bekannt, zur Desorption .Ammoniak zu verwenden.
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Bei der,Verwendung von Normalpentan oder Normalhexan ist die Abtrennung
von den desorbierten reinen Kohlenwasseratoffen besonders aufwendig. Dabei sollen
letztere praktisch frei vom De®orptionsmittel sein, das aber im Hinblick auf eine
bleibend gute Desorptionswirkung so gut wie keine desorbierten Kohlenwasserstoffs
enthalten darf.
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Als Bachteil bei der Desorption mit Ammoniak macht sich besonders
bemerkbar, daß dieses Desorptionamittel zwar ausreichend intensiv wirkt,
aber zu technischen Schwierigkeiten führt, da sich an kälteren Anlagenteilen Ammoniumsalze
absetzen.
Außerdem ist bei der Verwendung von Ammoniak als Desorptionsmittel
die mehrfache aus technischen und ökonomischen gründen erforderliche Reaktivierung
nicht in der ü_ blich gewohnten Weise möglich.
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Zweck der Erfindung ist es, die Adsorptionskapazität des zeolithischen
Materials auch bei Einsatz von Produkten mit Siedeende oberhalb 200 °C über einen
langen Zeitraum zu erhalten und die Empfindlichkeit gegenüber Schwefelverbindun.`;en
und 7Yasser v:eitdehend herabzusetzen bzw. ganz zu beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kohlenwasserstoffgemische
an neuen und hierfür besohders geeigneten 14olekularsieben und gegebenenfalls unter
Verwendung neuer Desorptionsmittel zu trennen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Isolieren von reinen Kohlenwasserstoffee,
insbesondere Normalparaffinen, aus Kohlenwasserstoffgemischen durch adsorptive Behandlung
an natürlichen und bzw. oder synthetischen Molekularsieben mit gegebenenfalls zwischengeschalteter
Spülung und anschließender Desorption dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß protonophile
Metallverbindunen enthaltende 1,Iolekularsiebe eingesetzt werden. Unter protonophilen
Met-allverbindunZen versteht man dabei protonenaufnaiu-lefähi,@e Verbindungen wie
Oxide und Hydroxide. Unter i.iolei:ularsieben in Sinne der Erfindung werden sowohl
reine Zeolithe als auch solche verstanden, die mit oder ohne Zusätze besonders verformt
sind.
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Als vorteilhaft hat sich erwiesen, als protonophile 1vIetallverbindungen
Oxide und bzw. oder Hydroxide ein- und bzw. oder zweiwertiger, gegebenenfalls auch
dreiwertiger I;ietalle, zu verwenden. Als protonophile Metallverbindungen können
beispielaweisesdie Oxide und bzw. oder Hydroxide des Lithiums, Natriums, Kaliums,
Rubidiums, Cäsiums, 13erylliüms, 1ilagnesiums, Calciums, Strontiums, Bariums, Zinks,
Cadmiums, Zers und Lanthans verwendet werden.
Technisch besonders
geeignet sind die Oxide und bzw. oder Hydroxide des Natriums, Kaliums, Lithiums,
Magnesiums, Calciums, Strontiums, Bariums und bzw. oder Zinks..
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Es ist zweckmäßig, zur Trennung der Kohlenvaasserstoffgemische
0,001 bis 10 Ge1,a.-%, vorzugsweise 0,01 bis 3 Gem.-%, protonophile
iJetallverbindungen enthaltende Molekularsiebe zu verwenden.
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Die erfindungsgemäßen Dlolekularsiebe können durch Auftränken einer
Hydroxydlösung auf das zeolithische Material, anschließende Trocknung und gegebenenfalls
nachfolgende Tag oder durch Auftränken einer Salzlösung, deren anschließende Hydrolyse
und Trocknung oder durch Hydrolyse der noch von der Synthese her im bIolekularsieb
enthaltenen Salze hergestellt werden. Eine Verformung unter Zusatz tonartiger Bindemittel
kann dann auf übliche %Yeise erfolgen. Der nachträglichen dotierenden Behandlung
können auch mit Bindemitteln verformte ,Zeolithe unterworfen werden.
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Als besondere vorteilhaft hat sich erwiesen, zur Desorption der selektiv
adsorbierten Kohlenwasserstoffe Wasserdampf zu verwenden.
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Lls Arbeitsbedingungen für das erfindu"sgemäße Verfahren werden die
an sich bekannten und allgemein gebräuchlichen Drücke, Temperaturen und Belastungen
gewählt, die
z. B. zwischen 1 und 50 at, 20 und 500 00 und 0,1 bis 10 g/gh
für Adsorption und Desorption liegen. Mit zunehmendem 1olekulargewicht des zu trennenden
Kohlenwasserstoffgemisches nimmt die maximal zulässige Arbeitstemperatur ab. Es
ist jedoch ein Vorteil der erfindungsgemäßen Arbeiteweise, daß die maximal mögliche
Arbeitstemperatur gegenüber den bisher bekannten Verfahren bei gleichen Einsatzprodukten
höher liegt, womit eine bessere Reinheit der zu isolierenden Kohlenwasserstoffe
erreicht werden kann.
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Darüber hinaus können z. B.- bei der Abtrennung von Normalparaffinen
aus Kohlenwasserstoff-Gemischen nach dem erf:indungs`;enmö.ßen Verfahren Produkte
mit höherem Siedeende als aonst eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße
Verfahrensweise eignet sich für alle Trennverfahren, die unter Verwendung von Molekularsieben
arbeiten, z. B. die Isolierung von Aromaten, Paraffinen oder Olefinen aus Kohlenwasserstoffgemischen,
die Entfernung von Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid, Ammoniak usw. aus Gasen oder
Plüssigkeiten und die Entfernung von Schwefelverbindungen aus Kohlenwasserstoffgemischen.
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Besonders bewährt hat sich die Behandlung von Kohlenwasseratoffgemischen
an Molekularsieben des Typs 5 A zum Zwecke der Isolierung von Normalparaffinen.
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Die Isolierung der.Normalparaffine kann beispielsweise nach der in
Pig. 1 beschriebenen Verfahrensweise durchgeführt werden. Dabei wird zur Vereinfachung
angenommen, daßeich zum dargestellten Zeitpunkt die Adsorber 13 und 14 in der Desorptionsphase,
der Adsorber 3 in der Adsorptionsphase und der Adeorber 4 in der Spülphase befinden.
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Als Desorptionemittel wird 'i'Iasserdampf verwendet. Pumpen, Wärmeaustauscher
und Kühler sind zur besseren Übersieht unberücksichtigt geblieben.
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Das Kohlenwasserstoffgemisch wird nach Zumischung
von
| Inertgas über Leitung 10 mittels der Zeitung 1 durch |
den Vorheizer 2 geleitet und dem Adsorber 3 zugeführt, wo bei 380 00 und 1 at die
Adsorption der Normalparaffine erfolgt. Parallel dazu wird der-Adsorber 4 über die
Leitungen 10 und 5 und den Vorheizer 6 mit Inertgas beschickt. Die aus den Adsorbern
3 und 4 austretenden Produkte werden über die Leitung 7 nach Kühlung in den Abscheider
8 geleitet, in dem die Kohlenwasserstoffs vorn Inertgas getrennt werden. Während
die Kohlenwasseratoffe den Abscheider über die Leitung 9 verlassen, wird das Inertgas
mittels der Leitung 10 im Kreislauf geführt.
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Mittels der Leitung 1 werden
die Adeorber 13 und 14 über den
Vorheizer 12 mit 'Nasserdampf beeohiokt. Die bei
| der bei 380 00 undl #hatAbc#ceführten Deaorption freiwerden- |
| den Normalparaffine gelangen.zäammen mit dem Wasserdampf |
über die Zeitung 15 in
den Absoheider 16 , in
dem die
beiden
Phasen getrennt werden. Die Normalparaffine werden über die Leitung 17 abgezogen,
während das Wasser mittels der Zeitung 18 abgeführt taird.
| Nach Ablaut Frist wird im |
| Adsorber 14 ac'ar4:.;@@;@, J. Ads-rber 3 gespült und
in |
| den Adsoruern 4. und ':; desorbiert. Diese Folge wird |
| weiter fortgesetzt, srt daß . in jedem Adsorber nach- |
einander adsorbiert gräy>iil± und desorbiert wird.
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Der besondere Vorteil dos erfindungsüe=näßen Verfahrens liegt in der
Beständigkeit der lklolekularsiebe gegenüber Wasser. Es ist deshalb auch nicht mehrerforderlich,
die zu trennenden Kohlenwasserstoffgemische, die Träöergase sowie die im Kreislauf
geführten Produkte zu trockr_en, was den ' Aufbau der Anlage erheblich vereinfacht.
Hinzu.kommt, daß sich die adsorbierten Kohlenwaeserstoffe nach Abkühlen auf Normaltemperatur
in einfacher U7eise vom Desorptions.-mittel abscheiden lassen, ohne eine aufwendige
destillative Trennung vornehmen zu müssen.
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Ein weiterer Vorteil ist die erhöhte Lebensdauer und die stark verminderte
Empfindlichkeit der Molekularsiebe gegenüber Schwefelverbindungen.
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Außerdem wird die Dauerleistungs-hhigkeit auch bei Verwendung bereits
bekannter Desorptionsmittel beträchtlich erhht.
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Beispiel 1: Ein 1itteldestillat aus Romaschkineker Erdöl mit einem
Siedebereich vöri-230 bis 320 °G und einem n-Paraffingehalt von
21,6 Gew.-%
wurde an einem mit
0,93 Gevr.-% Natriumhydroaid, bezogen auf wasserfreie
Substanz, dotierten Molekularsieb vom Typ Ca 5 A in einer Adsorptionskolonne mit
einem Durchmesser von 45 mm unter folgenden Bedingungen getrennt:
| Adsorptionste mperatur 390 00 |
| Adeorptionsdruck 1 at |
| Adsorptionsbelastung 0, 5 g/gh |
| Begleitgas il 2 |
| Gas-Produkt-Verhältnis 600 Nm3/m3 |
| Zyklusdauer 20 min/(Adsorption 10 min |
| Desorption 10 min) |
| Desorptionsmittel Propan |
| Desorptionstemperatur 390 0 0 |
| Desorptionsdr uck 1 at |
| Desorptionsbelastung 1000 v/vh |
Es wurden 19 Gew.-% Normalparaffine, bezogen auf das Einsatzprodukt, mit einer Reinheit
von
96,0 Gew.-% erbalten.
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Der Adsorptions -Desorptionszyklus wurde anschließend bei. einer Temperatur
von 450
0 0 und sonst gleichen Bedingungen mehrmals wiederholt, um die Dauerleistungsfähigkeit
des Molehularsiebes zu ermitteln. Es wurden die in der fol"enden Tabelle enthaltenen
U7erte ermittelt, wobei zum Vergleich die mit einem entsprechenden, aber urdotierten
I@rlolekularsieb erhaltenen Ergebnisse ebenfalls aufgeführt sind.
| Durchbruchskapazität ' Gew.-% |
| Molekulärsieb Anfang nach Differenz |
| 6 Zyklen |
| Ca 5 A 598 299 2119 |
| Ca 5 A; mit 0993 597 496 1,1 |
| Gew.-% NaOH dotiert |
Die Differenz zwischen Anfangs- und End-Durchbruchskapazität.charakterisiert
die Dauerleistungsfähigkeit
des
Molekularsiebes. Daraus wird ersichtlich,
daß eine oxydative
Regeneration des erfindungsgemäß
verwendeten Iwlolekularsiebes
erst nach 2000 Arbeiteetanden zu
erfolgen braucht, während
die
bekannten Molekularsiebe bereits nach 1000 Arbeitsstunden regeneriert werden müssen.
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Das erfindungsgemäße Molekularsieb war wie folgt hergestellt worden:
150 ml eines mit 20 Gew.-% Ton verformten Molekularsiebe vom Typ Ca 5 wA mit einer
Körnung von 1 bis 1,5 mm wurden in einem Becherglas unter Rühren mit 325 ml 0,1
n Na0FI versetzt. Nach 24 Stunden wurde abfiltriert, 4 Stunden bei einer Temperatur
von 120 oC getrocknet und anschließend bei einer Temperatur von 450 °C 8 Stunden
aktiviert. Im Molekularsieb waren 0,93 Gevr.-%. Natriumhydroxid, bezogen auf masserfreie
Substanz, enthalten. Beispiel 2: Ein Mitteldestillat gemäß Beispiel 1 wurde an einem
mit 0,02 Gew.-% Kaliumhydroxid dotierten Molekularsieb 'vom Typ Mg 5 A in einer
Adsorptionskolonne mit
einem
Durchmesser von 45 mm unter folgenden Bedingungen
getrennt:
| Aäsorptionstemperatur 380 °C |
| Adsorptionsdruck 1 at |
| Adsorptionsbelastung 0,5 g/gh |
| Be?leitgas H2 mit und ohne E23 |
| Gas-Produkt-Verhältnis 500 Rm3*ri3 |
| Zyklusdauer 20 minX10 min Adeorption |
| 10 min Desorption) |
| Desorptionsmittel Propan |
| Desorptionste mperatur 380 °C |
| Desorptionsdruck@ 1 at |
| Desorptionsbelastung 100 v/vh |
Es wurden
19,5 Gew.-l Normalparaffine, bezogen auf das Einsatzprodukt, mit
einer Reinheit von 95,0 Gew.-:Io erhalten.
. Die Leistungsfähigkeit
der erfindungsgemäß verwendeten Peiolekularsiebe insbesondere in Gegernvart von
Schwefelwasserstoff und im Vergleich zu undotierten Molekularsieben ergibt sich
aus der nachfolgenden Tabelle
| Durchbruchskapazität ' Gew.- |
| Anfang nach 230 nach einer |
| Zyklen oxydativen |
| Regeneration |
| r-iTg 5 A |
| Begleitgas mit 0,2 Vol.-% 696 192 597 |
| 11 2 s |
| Mg 5 A |
| Begleitgas ohne H2s 695 3, 0 6v5 |
| Mg 5 A, dotiert mit KOH; |
| Begleitgas mit 0,2 Vol.-6.)6 398 695 |
| H2S |
| Mg 5 A, dotiert mit KOH; |
| Begleitgas ohne H28 696 399 695 |
Aus der Tabelle geht hervor, daß die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäß verwendeten
Molekularsiebe durch Schwefelwasserstoff erheblich geringer beeinflußt wird als
die der bekannten Molekulareiebe. Eine Regeneration beein-. trächtigt die Leistungsfähigkeit
ebenfalls nur in sehr geringem lkße.und ist erst nach 1800 Arbeitsstunden notwendig.
Die bereits bekannten T,Iolekularsiebe müssen dagegen bei Abwesenheit von H2S nach
800 Stunden, bei Anwesenheit von H2S schon nach 500 Stunden regeneriert werden.
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.Das erfindungsgemäße Molekularsieb war wie folgt hergestellt worden:
150 ml eines Molekularsiebes vom Typ Mg 5 A wurden in einem Becherglas unter Rühren
mit 130 ml 0,01 n KOH versetzt. Nach 18 Stunden wurde. abfiltriert, bel einer Temperatur
von 120 00 4 Stunden getrocknet und bei einer Temperatur
von 450
00 8 Stunden aktiviert. Das Pulver wurde anschließend mit 20 Gew.-% Ton vermischt,
mit 'Nasser zu einem Teig verknetet und anschließend zu Strängen von 2
bis 3 mm Durchmesser verformt. Die Stränge wurden getrocknet und bei einer
Temperatur von 600 00 gebrannt. Das Molekularsieb enthielt 0,02 Gevi.-iä Kaliumhydroxid,
bezogen auf vrasserfreie Substanz.
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Beispiel 3: Ein Mitteldestillat gemäß Beispiel 1 wurde an einem mit
0,93 Geiv.=% Idatriumhydroxid dotierten Molekularsieb vom Typ U3 5 A in einer
Adsorptionskolonne mit einem Durchmesser von 45 mm unter folgenden Bedingungen getrennt:
| kdsorptionstemperatur 380 00 |
| Adsorptionsdruck 1 at |
| Adsorptionsbelastung 1 g/gh |
| Begleitgas N- |
| Gas-Produkt-Verhältnis 500 Nm 31m3 |
| Zyklusdauer 20 min (10 min Adsorption |
| 10 min Desorption) |
| Desorptionsmittel Nasserdampf |
| Desorptionstemperatur 38,0 00 |
| Desorptionsdruck 1 at |
| Desorptionabelastung 0,5 g/gh |
Es wurden 20 Gew.-% Normalparaffine, bezogen auf das Einsatzprodukt, mit einer Reinheit
von
95,5 Gew.-i& erhalten.
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Die Leist unafähiäl;eit des erfindungsgemäß verwendeten Molekularsiebs
geht vergleichsweise aus folgender Tabelle hervor:
| Durchbruchshapazität 7 Geiv.-O |
| Anfang ' nach 130 nach einer |
| Zyklen oxydativen |
| Regeneration |
| lig 5 A; mit NaOH dotiert 696 4t5 695 |
| 1-- V 6 5 A 696 290 495 |
Die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäß verwendeten Molekularsiebes
vermindert sich auch bei der Desorption mit Vlasserdampf nur in sehr geringem Maße
und übertrifft die Uasserdampfstabilität der bekannten Molekularsiebe weitgehend.
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Das Molekularsieb war wie folgt hergestellt worden: 150 ml eines mit
20 Gew.-% Ton verformten Molekularsiebes vom-Typ D7g 5 A mit einer Körnung von 1
bis _1, 5 mm wurden in einem Becherglas mit 325 ml 0,1 NaOH versetzt. Nach 24 Stunden
wurde abfiltriert, bei einer Temperatur von.120 00 getrocknet und anschließend bei
einer Temperatur von 450 00 bei einem Druck von 5 Torr.8 Stunden aktiviert. Das
T:Zolekularsieb enthielt 0,93 Gew.-% NaOH, bezogen auf wasserfreie Substanz.
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Beispiel 4: Ein Mitteldestillat aus Romaschkinsker Erdöl mit einem
Siedebereich von 190 bis 230 00 und einem@n-Paraffingehalt von
21,6 Ger.-%
wurde an einem mit
5,3 Gew.-9a7 Bariumhydroxyd dotierten hTolekularsieb vom
Typ Ga 5 A in einer Adeorptionskolonne mit einem Durchmesser von 30 mm unter folgenden
Bedingurl;en getrennt:
| Adsorptionste mperatur 320 00 |
| Adsorptionsdruck 1 at |
| Adsorptionsbelastun; 0,8 g/gh |
| Begleitgas H2 |
| Zyklusdauer 15 min (5 min Adsorption |
| 10 min Desorption) |
| Desorptionsmittel Wasserdampf bzw. n-Pentan |
| Desorptionstemperatur 320 00 |
| Desorptionsdruck 1 at |
| Desorp+ionsbelastun; 0,5 g/gh (4'lasserdampf) |
| 1,0 g/gh (n-Pentan) |
Es wurden durch Desorption mit n-Pentan 19,0 Gew.-% und mit ;Vasserdampf 20,0 Gew.-%
Normalparaffine mit einer Reinheit von 98, 0 Gew. -% erhalt en.
Die
Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäß verwendeten Molekularsiebe ist vergleichsweise
der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:
| Durchbruchskapazität 'Gew.-%. |
| Anfang nach nach einer |
| @olekularsieb g 100 Std. ox dativen |
| Regeneration |
| a |
| Ca 5 A, dotiert mit |
| Ba(Oii) ; Desorption 6, 8 695 698 |
| mit n--entan |
| Ca 5 A |
| Desorption mit n-Pentan 697 498 697 |
| Ca 5 A, dotiert |
| mit Ba (01i) 2 698 590 628 |
| Desorption mit Wasserdampf |
| Ca 5 A |
| Desorption mit t'jasserdaripf 698 0 192 |
Aus der Tabelle geht hervor, daß der Leistungsabfall der erfindungsüe:näß verwendeten
irlolekularsiebe im Vergleich zu den bereits bekannten nur gering ist. Eine Regeneration
beeinträchtigt die Leistungsfähigkeit der erfindungsgemäß vermendeten 1.Iolekularsiebe
nicht.
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Das erfindungsgemäße Molekularsieb war wie folgt hergestellt worden:
300 ml eines mit 20 Gew.-% Ton verformten Molekularsiebes vom Typ Ca 5 A wurden
bei einer Temperatur von 50 00 unter Rühren mit einer Lösung von 15 g Ba(OH)2
in 500 ml Wasser versetzt. Nach 24 Stunden wurde abfiltriert, 4 Stunden bei einer
Temperatur von 120 0 0 getrocknet und anschließend bei einer Temperatur von
450 °C .8 Stunden aktiviert. Im Molekularsieb waren 5,3 Gew.-% Da(OH)2, bezogen
auf wasserfreie Substanz, enthalten.
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Beispiel 5: Ein Gemisch aus n-Heptan und Benzol mit einem Benzolgehalt
von 10 Gew. % wurde an einem mlt 0j02 Gew.-% Natriumhydroxyd
dotierten
Molekularsieb 13 X in einer Apparatur mit einem Durchmesser von 65 mm unter folgenden
Bedingungen ,getrennt:
| Adsorptionstemperatur 300 00@ |
| Adsorptionadr uck 10 at |
| Adsorptionabelastung 2 g/gh |
| Begleitgas 11 2 Gas-Produkt-Verhältnis 300 Nm3/m3 |
| Zyklusdauer 25 min (12,5 min Adsorption |
| 12,5 min Desorption) |
| Desorptionamittel Wasserdampf |
| Desorptionstemperatur 300 00 |
| Desorptionadruck 10 at |
| Desorptionsbelastung 0,75 g/gh |
Es wurden 8,8 Gew.-% Benzol, bezogen auf das Einsatzprodukt, mit einer Reinheit
von
97,5 Gew.-% erhalten.
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Bei einer Temperatur von 300 00 und
einem Druck von 10 at wurde
die Leistungsfähig'reit des mit 0,02 Gew.-% NaOH dotierten I--Zolekularsiebes 13
X erprobt. Die Ergebnisse sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen:
| Durchbruchskapazität @ Gew.-I |
| P,Tolekularsieb Anfang; nach 200 Stunden |
| 13 X mit Na0Ii dotiert 7, 1 . 698 |
| 13 X 7, 1 0 |
Aus der Tabelle geht hervor, daß die Leist 4rsfühig!:eit des erfindungsgemäß verwendeten
AZolekularsiebes annähernd vollständig erhalten
blieb, während das bekannte
Molekularsieb vollständig zerstört wurde.
| Das erfindungsr;emäße 1äolekularsi c=.b war wie folgt herge- |
| stellt worden. 150 ml e?nps mit; c;5 To--i verformten |
| Molekularsiebes vo:n 1:3 X m i ;: f?°_ 1 bis |
| 1, 5 mm wurden in einer). Bc: 1heröl:lo t4-s@t' :=r
i;.@ilen mit 130 rill |
| 0,01 ii;.Na013 versetzt. s<<@:;h 24 äa,andea ;-;Urde
abfiltriert, |
| 4 Stunden bei einer Temperatur von 120 `'C ;etrocknet und |
| anschließend bei einer Temperatur von 450 00 8 Stunden |
| aktiviert. Im I:Iolekularsicb waren 0e02- Gew.-% NaOH, bezo--en |
| auf wasserfreie Substanz, enthalten. |