DE2649447C2 - Verfahren zur Abtrennung von Normalparaffinen von einem aus diesen und Isoparaffinen bestehenden Gemisch - Google Patents
Verfahren zur Abtrennung von Normalparaffinen von einem aus diesen und Isoparaffinen bestehenden GemischInfo
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Description
a) das Gemisch in eine Adsorptionszone einführt, darin Normalparaffine selektiv adsorbiert und
ein aus Isoparaffinen, Spülmittel und Desorbens bestehendes Raffinat aus der Adsorptionszone d)
abzieht
b) ein Material vom Typ des Raffinats als Spülmittel in eine auf die Beschickungszuführung folgende
Spülzone einführt,
c) ein Desorbens in eine auf eine Extraktabfühmng folgende Desorptionszone einführt, so
Normalparaffine von dem Adsorbens veidrängt und einen aus Normalparafnnen, Spülmittel und
Desorbens bestehenden Extrakt aus der Desorptionszone in Aufstromrichtung von der
Spülmittelzuführung abzieht,
d) gegebenenfalls eine auf eine Desorbenszuführung folgende Pufferzone aufrechterhält,
e) wenigstens einen Teil des Extraktes zu einer ersten Fraktioniervorrichtung führt und ihn in
einen ersten aus Spülmittel und Desorbens bestehenden Kopfstrom und eine aus Normalparaffinen
bestehende Bodenfraktion fraktioniert,
f) wenigstens einen Teil des Raffinates zu einer zweiten Fraktioniervorrichtung führt und ihn in
einen aus Spülmittel und Desorbens bestehenden zweiten Kopfstrom -ind eine aus Isoparaffinen
bestehende zweite Bodenfraktion fraktioniert,
g) in einer dritten Fraktioniervorrichtung ein Gemisch von Spülmittel und Desorbens aus der
ersten und zweiten Fraktioniervorrichtung in einen dritten aus Desorbens bestehenden dritten
Kopfstrom und eine aus Spülmittel bestehende dritte Bodenfraktion fraktioniert,
h) wenigstens einen Teil des dritten Kopfstromes
zu der Desorptionszone zurückführt,
i) wenigstens einen Teil der dritten Bodenfraktion
i) wenigstens einen Teil der dritten Bodenfraktion
zu der Spülzone zurückführt,
j) die beiden Endzonen miteinander verbindet,
j) die beiden Endzonen miteinander verbindet,
und
k) die drei bzw. vier Zonen periodisch weiter rückt.
k) die drei bzw. vier Zonen periodisch weiter rückt.
zieht,
in die Spülzone ein Gemisch eines ersten Desorbens und eines Spülmittels einführt und Aromaten
von dem Adsorbens desorbiert,
ein zweites Desorbens in die Desorptionszone einführt und darin Normalparaffine von dem Adsorbens desorbiert und einen aus NormaS-paraffinen. Spülmittel und zweitem Desorbens bestehenden Extrakt aus der Desorptionszone abzieht,
ein zweites Desorbens in die Desorptionszone einführt und darin Normalparaffine von dem Adsorbens desorbiert und einen aus NormaS-paraffinen. Spülmittel und zweitem Desorbens bestehenden Extrakt aus der Desorptionszone abzieht,
in der ersten Fraktioniervorrichtung in einen aus Spülmittel, erstem Desorbens und zweitem
Desorbens bestehenden ersten Kopfstrom, einen aus Spülmittel, erstem Desorbens sowie
zweitem Desorbens in geringerer Konzentration als im Kopfstrom bestehenden Seitenschnittstrom
und eine aus Normalparaffinen bestehende Boder.fraktion fraktioniert,
in der zweiten Fraktioniervorrichtung in einen aus Spülmittel, erstem Desorbens und zweitem Desorbens bestehenden zweiten Kopfstrom, einen aus Spülmittel, erstem Desorbens sowie zweitem Desorbens in geringerer Konzentration als im Kopfstrom bestehenden zweiten Seilenschnitt und eine aus Isoparaffinen und Aromaten bestehende zweite Bodenfraktion fraktioniert, und
in der zweiten Fraktioniervorrichtung in einen aus Spülmittel, erstem Desorbens und zweitem Desorbens bestehenden zweiten Kopfstrom, einen aus Spülmittel, erstem Desorbens sowie zweitem Desorbens in geringerer Konzentration als im Kopfstrom bestehenden zweiten Seilenschnitt und eine aus Isoparaffinen und Aromaten bestehende zweite Bodenfraktion fraktioniert, und
in der dritten Fraktioniervorrichtung in einen aus Spülmittel und zweitem Desorbens bestehenden
dritten Kopfstrom und eine aus Spülmittel und erstem Desorbens bestehende dritte
Bodenfraktion fraktioniert.
dadurch gekennzeichnet, daß man einen aus Spülmittel und Desorbens bestehenden Seitenschnitt
aus der ersten oder zweiten Fraktioniervorrichtung entfernt, wenigstens einen Teil dieser
Seitenschnitte zu der dritten Fraktioniervorrichtung führt und wenigstens einen Teil jeweils des ersten,
zweiten und dritten Kopfstromes im Gemisch miteinander zu der Desorptionszone führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Gemisch zusätzlich Aromaten enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß man
a) in der Adsorptionszone Normalparaffine und Aromaten selektiv adsorbiert und aus der Adsorptionszonc
ein aus Isoparaffinen. Spülmittel und erstem Desorbens bestehendes Raffinat ab-Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung von Normalparaffinen von einem aus diesen, Isoparaffinen
und gegebenenfalls Aromaten bestehenden Gemisch.
Die US-PS 29 85 589, 32 74 099, 37 32 325, 36 96 107, 23 302. 37 33 261 und 37 15 409 betreffen mit simuliertem
Gegenstrom arbeitende Fest-Flüssig-Trennverfahren, in denen ein Extrakt durch selektive Adsorption
auf einem speziellen Adsorbens von dem Beschickungsstrom abgetrennt und anschließend als ein Produktstrom
in einer höheren Konzentration als in dem Beschickungsstrom gewonnen wird. In jedem dieser Verfahren
werden wenigstens drei Betriebszonen benutzt, eine Adsorptionszone, eine Reinigungszone und eine
Desorptionszone. In der Adsorptionszone werden das selektiv adsorbierte Extraktmaterial und vielleicht etwas
Verunreinigungsmaterialien adsorbiert, während die weniger selektiv zurückgehaltenen Raffinatmaterialien
in den das Adsorbens umgebenden Zwischenräumen bleiben. Der hauptsächlich in der Spülzone stattfindende
Verfahrensablauf ist die Spülung der adsorbierten Extraktmaterialien. Das Adsorbens wird in der Spülb()
zone konzentrierter an Extraktmaterial und weniger konzentriert an Raffinatmatcrialien. In der Desorptionszone
entfernt ein Desorbcnsmaterial das adsorbierte Extraktmaterial von dem Adsorbens.
In jedem der in den obigen Patentschriften beschriebt
benen Verfahren enthalten der Extrakt und das Raffinat
Desorbens, das wenigstens aus dem lixtrakt entfernt werden muß, um ein Produkt hoher Reinheit zu produzieren
und das Desorbens wiederverwenden zu können.
Die Abtrennung erfolgt typischerweise in Fraktioniereinrichtungen,
in denen Desorbens von Extrakt und von Raffinat abgetrennt wird. Wenn mehr als ein Desorbensmaterial
oder ein Desorbensmaterial und ein Spülmittel in dem Verfahren verwendet wird, müssen die
desorbenshaltigen Ströme gewöhnlich weiter verarbeitet werden, um die Desorbensmatcrialien voneinander
oder ein Desorbensmaterial von einem Spülmittel zu trennen. Dies erfolgte bisher so, daß wenigstens einer
der desorbenshaltigen Ströme aus der Extrakt- und Raffinat-Fraktioniervorrichtung
zu einer weiteren Fraktioniereinrichtung überführt wurde, wo die Trennung dann stattfand.
Weiterhin betrifft die US-PS 37 26 792 ein Verfahren, bei dem einer Normalkohlenwasserstoffe von Isokohlenwasserstoffen
und andererseits das dabei verwendete Desorbens von in der Beschickung vorliegenden
Kohlenwasserstoffen getrennt werden. Die Verfahrensführung ist aber vom Verfahren nach der Erfindung
völlig verschieden. Da kein Spülmittel verwendet wird, ist die Zusammensetzung der Raffinat- und Extraktströme
eine andere. Auch die Beschickungen und Fraktionen der Fraktioniereinrichtungen unterscheiden sich in
ihrer Zusammensetzung von denen nach der Erfindung, und praktisch das gesamte Desorbens geht durch die
dritte Fraktioniereinrichtung und muß dort insgesamt verdampft werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun darin, bei Verwendung eines oder mehrerer
Desorbensmateralien und eines Spülmittels in einer adsorptiven Trennung mit einer Adsorptionszone, einer
Reinigungszone, einer Desorptionszone und gegebenenfalls einer Pufferzone eine apparative Vereinfachung
und Verminderung des erforderlichen Energieaufwandes zu bekommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung von Normalparaffinen von einem aus diesen und Isoparaffinen
bestehenden Gemisch, bei dem man
a) das Gemisch in eine Adsorptionszone einführt, darin Normalparaffine selektiv adsorbiert und ein aus
Isoparaffinen, Spülmittel und Desorbens bestehendes Raffinat aus der Adsorptionszone abzieht,
b) ein Material vom Typ des Raffinats als Spülmittel in eine auf die Beschickungszuführung folgende Spülzone
einführt,
c) ein Desorbens in eine auf eine Extraktabführung folgende Desorptionszone einführt, so Normalparaffine
von dem Adsorbens verdrängt und einen aus Normalparaffinen, Spülmittel und Desorbens bestehenden
Extrakt aus der Desorptionszone in Aufstromrichtung von der Spülmittelzuführung abzieht,
d) gegebenenfalls eine auf eine Desorbenszul'ührung folgende Pufferzone aufrechterhält,
e) wenigstens einen Teil des Extraktes zu einer ersten Fraktioniervorrichtung führt und ihn in einen ersten
aus Spülmitte' und Desorbens bestehenden Kopfstrom und eine aus Normalparaffinen bestehende
Bodenfraktion fraktioniert,
f) wenigstens einen Teil des Raffinates zu einer zweiten Fraktioniervorrichtung führt und ihn in einen
aus Spülmittel und Desorbens bestehenden zweiten Kopfstrom und eine aus Isoparaffinen bestehende
zweite Bodenfraktion fraktioniert,
g) in einer dritten Fraktioniervorrichtung ein Gemisch von Spülmittel und Desorbens aus der ersten
und zweiten Fraktioniervorrichtung in einen dritten aus Desorbens bestehenden dritten Kopfstrom
und eine aus Spülmittel bestehende dritte Bodenfraktion fraktioniert,
h) wenigstens einen Teil des dritten Kopfstromes zu der Desorptionszone zurückführt,
i) wenigstens einen Teil der dritten Bodenfraktion zu der Spülzone zurückführt,
j) die beiden Endzonen miteinander verbindet, und
k) die drei bzw. vier Zonen periodisch weiterrückt,
to ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen aus Spülmittel und Desorbens bestehenden Seitenschnitt aus der ersten oder zweiten Fraktioniervorrichtung entfernt, wenigstens einen Teil dieser Seitenschnitte zu der dritten Fraktioniervorrichtung führt und wenigstens einen Teil jeweils des ersten, zweiten und dritten Kopfstromes im Gemisch miteinander zu der Desorptionszone führt.
to ist dadurch gekennzeichnet, daß man einen aus Spülmittel und Desorbens bestehenden Seitenschnitt aus der ersten oder zweiten Fraktioniervorrichtung entfernt, wenigstens einen Teil dieser Seitenschnitte zu der dritten Fraktioniervorrichtung führt und wenigstens einen Teil jeweils des ersten, zweiten und dritten Kopfstromes im Gemisch miteinander zu der Desorptionszone führt.
Das Verfahren verwendet zweckmäßig ein kristallines Aluminosilikat als Adsorbens und hat ein Verfahrensschema
mit simuliertem Fließbett und Gegenstromprinzip. Die Verbesserung gegenüber dem Stand der
Technik gestattet eine Verminderung der Größe der Desorbensaufspalteinrichtung und eine Verminderung
des Energieaufwandes, der erforderlich ist, um die Desorbensaufspalteinrichtung zu betreiben.
Wenn das Beschickungsgemisch zusätzlich Aromaten enthält, ist das Verfahren zusätzlich zu den oben aufgeführten
Maßnahmen zweckmäßig noch dadurch gekennzeichnet, daß man
a) in der Adsorptionszone Normalparaffine und Aromaten selektiv adsorbiert und aus der Adsorptionszone ein aus Isoparaffinen, Spülmittel und erstem
Desor'oens bestehendes Raffinat abzieht,
b) in die Spülzone ein Gemisch eines ersten Desorbens und eines Spülmittels einführt und Aromaten
von dem Adsorbens desorbiert,
c) ein zweites Desorbens in die Desorptionszone einführt und darin Normalparaffine von dem Adsorbens
desorbiert und einen aus Normalparaffinen, Spülmittel und zweitem Desorbens bestehenden
Extrakt aus der Desorptionszone abzieht,
d) in der ersten Fraktioniervorrichtung in einen aus Spülmittel, erstem Desorbens und zweitem Desorbens
bestehenden ersten Kopfstrom, einen aus Spülmittel, erstem Desorbens sowie zweiten Desorbens
in geringerer Konzentration als im Kopfstrom bestehenden Seitenschnittstrom und eine aus
Nonnalparaffinen bestehende Bodenfraktion fraktioniert,
e) in der zweiten Fraktioniervorrichtung in einen aus Spülmittel, erstem Desorbens und zweitem Desorbens
bestehenden zweiten Kopfstrom, einen aus Spülmittel, erstem Desorbens sowie zweitem Desorbens
in geringerer Konzentration als im Kopfstrom bestehenden zweiten Seitenschnitt und eine
aus Isoparaffinen und Aromaten bestehende zweite Bodenfraktion fraktioniert, und
bo f) in der dritten Fraktioniervorrichtung in einen aus
Spülmittel und zweitem Desorbens bestehenden dritten Kopfstrom und eine aus Spülmittel und erstem
Desorbens bestehenae dritte Bodenfraktion fraktioniert. Als Adsorbens verwendet man dabei
b5 zweckmäßig 5A-Zeolith.
Eine »Exiraktkomponente« ist hier eine Verbindung, die selektiver von dem Adsorbens adsorbiert wird, wäh-
5 6
rend eine »Raffinatkomponente« eine Verbindung ist, Das Spülmittel hat vorzugsweise einen Siedepunkt,
die wenigep-selektiv adsorbiert wird. Extraktkomponen- der sich ausreichend von dem Siedepunkt der Raffinat-
ten sind hier speziell Normalparaffine, während Raffi- komponenten des Beschickungsstromes unterscheidet,
natkomponenten Isoparaffine und die meisten der Aro- um leicht von dem Raffinat durch Destillation abge-
maten sind. Ein kleiner Anteil der Beschickungsaroma- 5 trennt werden zu können. So kann in diesem Verfahren
ten wird auf den Oberflächen der Adsorbcnsteilchen das Spülmittel unter den höher oder niedriger siedenden
adsorbiert und kann so als eine Extraktkomponente im Homologen der Isoparaffine oder Naphthene in dem
Sinne dieses Ausdruckes angesehen werden. Der Aus- Beschickungsmaterial ausgewählt werden. Hin speziell
druck »erstes Desorbens« bedeutet ein Material, das in geeignetes Spülmittel für die Abtrennung von Normal-
der Lageist, die oberflächenadsorbierten Beschickungs- io parafiinen aus einem Cin-CivBeschickungsmaterial ist
aromaten zu desorbieren, das aber nicht in der Lage ist, Isooctan, das von dem Adsorbens nicht adsorbiert wird
adsorbierte Normalparaffine von dem Adsorbens zu de- und das durch Destillation von den Cio-Ct-,-Raffinat-
sorbieren, während der Ausdruck »zweites Desorbens« komponenten abtrennbar ist.
ein Material bedeuten soll, das so ausgewählt ist, daß es Das Spülmittel wird mit solcher Geschwindigkeit zuadsorbierte
Normalparaffine desorbierl. Der Ausdruck is geführt, daß die Raffinatkomponenten im wesentlichen
»Spülmittel« soll eine Verbindung vom Raffinattyp be- vollständig und kontinuierlich aus den Räumen zwideuten,
die Raffinatkomponenien aus dem nichtseiekti- sehen den Adsorbensieilchen entfernt werden. Diese
ven Hohlraumvolumendes Adsorbens ausspült. werden schließlich als Raffinalausgangsstrom entfernt.
Obwohl es nach dem Verfahren der Erfindung mög- von dem wenigstens ein Teil dann zu einer Raffinatfrak-
lich ist, Normalparaffine hoher Reinheit (99 + %) in ho- 20 tioniereinriehtung überführt wird,
hen Ausbeuten (90% oder mehr) zu erzeugen, sei darauf Die in dem Verfahren verwendeten Desorbensmate-
hingeweisen, daß eine Extraktkomponente niemals voll- rialien sollten Materialien sein, die sich leicht von dem
ständig von dem Adsorbens adsorbiert wird und eine Beschickungsgemisch abtrennen lassen. Sowohl das
Raffinatkomponente niemals vollständig unadsorbiert Raffinat als auch der Extrakt werden von dem Adsor-
bleibt. Daher können kleine Mengen einer Raffinatkom- 25 bens im Gemisch mit Desorbens entfernt. Ohne Abtren-
ponente in dem Extraktstrom und kleine Mengen einer nung des Desorbens wäre die Reinheit des Extraktes
Extraktkomponente in dem Raffinatstrom erscheinen. und des Raffinates nicht sehr hoch, noch würde das
Wenn in den Ansprüchen oder der Beschreibung da- Desorbens wieder verwendet werden können,
von die Rede ist, daß Verfahrensströme aus bestimmten Wenn die Beschickung Aromaten enthält, werden
Stoffen bestehen, so soll daher diese Formulierung ein- 30 zweckmäßig zwei Desorbensmateriaüen verwendet,
schließen, daß sie auch in üblicher Weise in geringerer Durch das erste Desorbens kann die Konzentration an
Menge Verunreinigungen enthalten können. Aromaten in dem Extrakt auf weniger als 0,05 Ge-
Der Ausdruck »selektives Porenvolumen« des Adsor- wichts-% herabgesetzt werden. Erste Desorbensmatebens
ist als das Volumen des Adsorbens definiert, das rialien sind beispielsweise aromatische Kohlenwasserselektiv
Extraktkomponenten aus dem Beschickungs- 35 stoffe, die einen anderen Siedepunkt als das Beschikmaterial
adsorbiert. Der Ausdruck »nicht-selektives kungsgemisch haben. Das erste Desorbensmaterial hat
Hohlraumvolumen« dagegen ist das Volumen des Ad- auch vorzugsweise einen von dem Spülmittel verschiesorbens.
das Extraktkomponenten aus dem Beschik- denen Siedepunkt. Beispiele sind Benzol, Toluol, die Xykungsmaterial
nicht-selektiv zurückhält. Dieses VoIu- lolisomeren oder Äthylbenzol oder ein Gemisch von
men schließt die Hohlräume des Adsorbens, die keine 40 Cs-Aromaten. In dem oben gegebenen Beispiel, wo
adsorptiven Stellen enthalten, sowie die Zwischenräume Normalparaffine von einem Cin-Ci5-Beschickungsstrom
zwischen den Adsorbensteilchen ein. abgetrennt werden sollen und Isooctan als Spülmittel
Die Aufzählung der verschiedenen Zonen im An- verwendet wird, wären para-Xylol oder Äthylbenzol be-
spruch erfolgt in Aufstromrichtung. sonders geeignet als erstes Desorbens. Wenn das erste
Beschickungsmaterialien, die in dem Verfahren nach 45 Desorbens im Gemisch mit dem Spülmittel verwendet
der Erfindung verwendet werden können, sind Kohlen- wird, kann die Konzentration des ersten Desorbens in
Wasserstofffraktionen mit einem Kohlenstoffzahlbe- dem Gemisch im Bereich von 5 bis nahezu 100 VoIu-
reich von 6 bis 30 Kohlenstoffatomen je Molekül. Typi- men-% des Gesamtgemisches liegen. Stärker bevorzugt
scherweise ist der Kohlenstoffzahlbereich der Kohlen- liegt die Konzentration im Bereich von 15 bis 40 VoIu-
wasserstofffraktion ziemlich eng. wie von 3 bis 10 Koh- 50 men-%. Da die Funktion des ersten Desorbens darin
lenstoffatomen. Eine Ci0-C|5-Kerosinfraktion oder eine besteht, nur die oberflächenadsorbierten Aromaten zu
C|0-C2o-Gasölfraktion ist ein typischer Beschickungs- desorbieren, ist es auch wichtig, daß das erste Desor-
strom. Beschickungsströme enthalten Normalparaffine, bens wenig oder kein zweites Desorbens enthält, um
Isoparaffine und gegebenenfalls Aromaten in unter- eine Desorption der Normalparaffine zu vermeiden,
schiedlichen Konzentrationen, aber wenig oder gar kei- 55 Vorzugsweise ist die Konzentration des zweiten Desor-
ne Olefine. Je nach der Type des Rohmaterials, von dem bens in dem ersten Desorbens geringer als 1,0 Vol.-%.
die Kohlenwasserstofffraktion sich herleitet, und je Das zweite Desorbens ist irgendein Normalparaffin
nach dem Kohlenstoffzahlbereich der Fraktion liegt die mit einem Siedepunkt, der von jenem des Beschickungs-
Normalparaffinkonzentration typischerweise im Be- gemisches verschieden ist. Normalpentan wird häufig
reich von 15 bis 60 Volumen-% der Beschickung und die 60 verwendet, da dieses leicht von Beschickungsmateria-
Aromatenkonzentration im Bereich von 10 bis 30 VoIu- lien abtrennbar ist die allgemein in diesem Verfahren
men-% der Beschickung. Unüblichere Beschickungs- verwendet werden. Das zweite Desorbens kann zu
ströme enthalten Aromaten in einer Konzentration von 100% aus Normalparaffinen bestehen oder kann gerin-
nur 2 bis 4 Volumen-%. Die Beschickungsaromaten gere Konzentrationen an Normalparaffinen im Ge-
können monozyklische Aromaten, wie Benzol oder Al- 65 misch mit einem Isoparaffin- oder Naphthalinverdün-
kylbenzole. Indane oder Alkylindane, und bizyklische nungsmittel haben. Bei Verwendung im Gemisch mit
Aromaten, wie Naphthaline, Biphenyle oder die Acen- einem Verdünnungsmittel liegt die Konzentration der
aphthene, sein. Normalparaffine typischerweise bei 40 bis 80 VoIu-
men-% des Gemisches. Es ist wichtig, daß das zweite Desorbensmaterial wenig oder kein erstes Desorbensmatcrial
enthält, da die Anwesenheit von Aromaten die Desorption von Normalpaiaffincn durch das zweite Desorbens
behindert. Vorzugsweise ist die Konzentration an erstem Desorbens in dem zweiten Desorbens geringer
als 0,1 Volumen-%.
Feste Adsorbentien, die hier in Betracht kommen, sind allgemeine Zeolithe, die als Molekularsiebe bezeichnet
werden. Für die Verwendung in industriellen Verfahren können die Zeolithkristalle mit Bindemittelmaterialien,
wie Tonen, Tonerde oder anderen Materialien unter Bildung festerer, abriebbeständigerer Teilchen
vereinigt werden.
Als Adsorbentien zweckmäßig verwendete Zeolithe sind solche mit gleichmäßigen Porcndurchmcsscrn von
5 λ, wie Chabazit, oder besonders das im Handel erhältliche Molekularsieb vom Typ 5 A. Dieses letztere Material
wird gewöhnlich in der handelsüblichen Form eines Extrudates oder von Pellets oder in granulierter Form
verwendet und enthält reinen Zeolith 5 A und ein Bindemittelmaterial, wie Ton.
Mit Gegenstrom arbeitende Fließbettverfahren oder simulierte Fließbettsysteme haben eine viel größere
Trenneffizienz als Systeme mit feststehenden Adsorbensbetten und sind daher bevorzugt. Bei den Fließbettverfahren
oder simulierten Fließbettverfahren finden die Adsorption und Desorption kontinuierlich statt, was
sowohl eine kontinuierliche Produktion von Extrakt und von Raffinat als auch die kontinuierliche Einführung von
Beschickungs- und Desorbensströmen gestattet. Bevorzugt
ist ein mit Gegenstrom arbeitendes simuliertes Fließbettsysiem, wie es in der US-PS 29 85 589 und einem
Papier mil dem Titel »Continous Adsorptive Processing
— A New Seapration Technique« von D. B. Broughton, das auf dem 34. Jahrestreffen der Society of
Chemical Engineers in Tokyo am 2. April 1969 ausgegeben wurde, beschrieben ist.
Spezielle Drehscheibenventile, die für das Vorrücken der einzelnen Zonen in diesem Verfahren benutzt werden
können, finden sich in den US-PS 30 40 777 und 34 22 848.
Obwohl in flüssiger Phase, wie auch in Dampfphase gearbeitet werden kann, ist das Arbeiten in flüssiger
Phase wegen der niedrigeren Temperaturerfordernisse und wegen der höheren Ausbeuten an Normalparaffinprodukt
bevorzugt. Die Adsorptionsbedingungen sind vorzugsweise ein Temperaturbereich von 40 bis 2500C
und ein Druckbereich von etwa Atmosphärendruck bis 34 atü, um ein Arbeiten in flüssiger Phase zu gewährleisten.
Die Desorptionsbedingungen schließen den gleichen Temperatur- und Druckbereich ein, wie er für die
Adsorption verwendet wird.
Wenigstens ein Teil des Extrakies aus der Desorptionszone
geht zu einer Fraktioniervorrichtung. Deren Kopfstrom enthält zweites Desorbens und Spülmittel
und, wenn ein erstes Desorbens in dem Verfahren verwendet wird, vorzugsweise weniger als 0,1 Volumen-%
des ersten Desorbens. Ein Seitenschnittstrom enthält Spülmittel, eine niedrigere Konzentration an zweitem
Desorbens als der Kopfstrom und, wenn erstes Desorbens verwendet wird, auch erstes Desorbens. Der Bodenstrom
besteht aus dem Extraktprodukt bzw. den Normalparaffinen und ist im wesentlichen frei von Desorbens
und Spülmittel.
Ein Teil des Raffinates geht zu einer zweiten Fraktioniervorrichtung,
wo er in einen Kopfstrom, einen Seitenschnittstrom und einen Bodenstrom fraktioniert
wird. Der Kopfstrom enthält zweites Desorbens und Spülmittel und, wenn ein erstes Desorbens in dem Verfahren
verwendet wird, vorzugsweise weniger als 0,1 Volumen-% des ersten Desorbens. Der Seitenschnitl
enthalt Spülmittel, eine niedrigere Konzentration an zweitem Desorbens als in dem Kopfstrom und, wenn
erstes Desorbens verwendet wird, auch erstes Desorbens. Die Bodenfraktion besteht aus dem Raffinatprodukl,
hauptsächlich Isoparaffinen und Aromaten, und ist
to vorzugsweise im wesentlichen frei von Desorbens und Spülmittel. Der Ausdruck »im wesentlichen frei« soll
bedeuten, daß die Konzentration an Desorbens entweder in dem Extrakt oder in dem Raffinat geringer als
5 Volumen-% und bevorzugt geringer als 1 Volumen-% seinsoll.
Die beiden Seitenschnittströme werden miteinander vereinigt und zu einer dritten Fraktioniervorrichtung
geführt, worin das Gemisch bei Fraktionierbedingungen fraktioniert wird, um einen Kopfstrom, der zu der Desorptionszone
zurückgeführt wird, und einen Bodenstrom, der zu der Spülzone zurückgeführt wird, zu erzeugen.
Der Kopfstrom enthält zweites Desorbens und Spülmittel und, wenn ein erstes Desorbens verwendet
wird, vorzugsweise weniger als 0,1 Volumen-% des ersten Desorbens. Der Bodenstrom enthält Spülmittel,
vorzugsweise weniger als 1,0 Volumen-% des zweiten Desorbens und, wenn ein erstes Desorbens verwendet
wird, auch erstes Desorbens. Durch Entfernung der Nebenschnittströme aus der ersten und zweiten Fraktioniervorrichtung,
welche beide verminderte Konzentrationen an zweitem Desorbens gegenüber den Konzentrationen
des zweiten Desorbens in den betreffenden Kopfströmen enthalten, und durch Überführung dieser
Nebenschnittströmc zu der dritten Fraktioniervorrichtung kann die Größe und der Energiebedarf der dritten
Fraktioniervorrichtung gegenüber jenen vermindert werden, die erforderlich wären, wenn keine Seitenschnitte
abgenommen würden und stattdessen der Kopfstrom aus der ersten oder zweiten Fraktioniervorrichtung
oder beider oder eines Teils von beiden zu der dritten Fraktioniervorrichtung geführt würde. Nach
dem vorliegenden Verfahren geht wesentlich weniger zweites Desorbens zu der dritten Fraktioniervorrichtung
je Zeileinheit, so daß man die Kapitalkosten und Betriebskosten für die dritte Fraktioniervorrichtung
vermindern kann. Die erste, zweite und dritte Fraktioniervorrichtung sind typischerweise Fraktionierkolonnen,
deren Konstruktion und Betrieb in der Trenntechnik bekannt sind.
Die Größe der Anlagen, die in dem Verfahren nach der Erfindung verwendet werden können, kann von PilöianlagengröGe
bis zu industriellem Maßstab variieren, und die Fließgeschwindigkeiien können von einigen Kubikzentimetern
je Stunde bis zu einigen Tausend Litern je Stunde variieren.
Die Zeichnung erläutert schematisch eine Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung.
Die Adsorptionszone 1, die Reinigungszone 2, die Desorptionszone
3 und die Pufferzone 4 werden verwendet, um Normalparaffine von Isoparaffinen abzutrennen
und einen Extrakt und ein Raffinat zu erzeugen. Fraktioniervorrichtungen 15 und 19 werden verwendet um Desorbens
und Spülmittel von dem Extrakt und dem Raffinat zu trennen und einen Extraktproduktstrom und einen
Raffinatproduktstrom zu erzeugen. Die Fraktioniervorrichtung 24 wird verwendet, um Desorbens von
Spülmittel für die Wiederverwendung beider zu trennen.
Die vier Zonen sind feststehende Betten von festen Adsorbensteilchen, können in anderen Fällen aber auch
aus einer Reihe einer oder mehrerer Einzelkammern, die in Reihe miteinander verbunden sind, bestehen. Die
Relativbewegung der Flüssigkeit durch die Zonen liegt in Abwärtsrichtung, doch kann in einigen Fällen eine
Zone auch so arbeiten, daß sie während einer bestimmten Zeitdauer eine Relativbewegung der Flüssigkeit in
einer Richtung gestauet, die der Gesamtrelativbewegung entgegengerichtet ist. Die Relativbewegung der
Adsorbensteilchen kann als in Aufwärtsrichtung gehend angesehen werden. Während des normalen Gegenstromprinzips
mit feststehender Schicht bleibt aber das Adsorbensmaterial stationär, und die einzelnen Adsorptions-,
Reinigungs-, Desorptions- und Pufferzonen werden durch das Adsorbens bewegt, indem verschiedene
Eingangs- und Ausgangsströme in einer Richtung gewechselt werden, so daß Fließmittel in Gegenstromrichtung
bezüglich des festen Adsorbens fließt und kontinuierlich Extrakt und Raffinat erzeugt wird. In den meisten
Fällen erfolgt das Wechseln der Eingangs- und Ausgangsströme entlang der feststehenden Adsorbensschicht
gleichzeitig und in gleichem Abstand.
Die Adsorptionszone 1 ist das Adsorbensmaterial zwischen den Beschickungseingang 6 und dem Raffinatausgang
5, der über Leitung limit der Adsorptionszone
1 verbunden ist. Die Spülzone 2 liegt unmittelbar aufstromwärts von der Adsorptionszone 1, zwischen beiden
ist der Beschickungseingang 6. Die Spülzone 2 ist das Adsorbens zwischen dem Extraktausgang und dem
Beschickungseingang 6. Unmittelbar aufstromwärts von der Spülzone 2 befindet sich die Desorptionszone 3, die
Grenze zwischen beiden ist der Extraktausgang 8. Die Desorptionszone 3 ist das Adsorbens zwischen dem Extraktausgang
8 und dem Desorbenseingang 9. Unmittelbar aufstromwärts von der Desorptionszone 3 befindet
sich eine Pufferzone 4, die Grenze zwischen beiden ist der Desorbenseingang 9. Die Pufferzone 4 ist das Adsorbens
zwischen dem Desorbenseingang 9 und dem Raffinatausgang 5.
Die Endzonen 1 und 4 sind durch Verbindungsleitungen 10 und 11 verbunden. Die Leitungen 12,13 und 14
sind andere Verbindungsleitungen, die die Zonen 1 und
2 bzw. 2 und 3 bzw. 3 und 4 verbinden, um einen kontinuierlichen Durchgang von Fließmittel durch aile Zonen
zu gestatten. Speziell kann das aus der Adsorptionszone 1 über Leitung 11 gehende Material in die Leitung 5
eintreten, oder ein Teil dieses Materials kann über Leitung 10 umgelenkt werden, um schließlich in die Pufferzone
4 zu gehen.
Beschickungsmaterial, das in das Verfahren über Leitung 6 eintritt, gelangt durch die Verbindungsleitung 12
in die Adsorptionszone 1. In einigen Fällen kann ein Teil des Fließmittels, das aus der Reinigungszone 2 über Leitung
12 geht, im Gemisch mit Beschickungsmaterial in die Adsorptionszone 1 fließen. Die Leitung 13 ist eine
Verbindungsleitung, die in einigen Fällen gestattet, daß ein Teil des Fließmittelmaterials, welches von der Desorptionszone 3 über Leitung 13 abgezogen wurde. Leitung 8 umgeht und in die Reinigungszone 2 gelangt In
ähnlicher Weise verbindet die Leitung 14 die Pufferzone 4 und die Desorptionszone 3, und ein Teil des Fließmittels, das die Pufferzone 4 verläßt kann mit in das Verfahren über den Desorbenseingang 9 eintretendem Material in Berührung treten und im Gemisch mit Desorbens durch Leitung 14 in die Desorptionszone 3 fließen.
Dies gestattet eine Verminderung des im Verfahren erforderlichen Desorbens aus äußeren Quellen, nämlich
aus dem Desorbenseingang 9. Die Leitung 10 kann eine Pumpe oder eine andere Fließmittelfördereinrichtung
enthalten, um einen Fluß in einer Richtung zu induzieren, die von der Leitung 11 über Leitung 10 und in die
Pufferzone 4 geht.
Andere Pumpen und Ventile, die in den Eingangs- und Ausgangsleitungen liegen und die Leitungen, die die
verschiedenen Zonen verbinden und Einrichtungen, die
den Fluß in das Verfahren, aus dem Verfahren und durch das Verfahren regulieren, sind nicht gezeigt. Es
wird davon ausgegangen, daß solche Einrichtungen von dem Fachmann dort, wo sie erforderlich sind, angebracht
werden, um einen geeigneten Fließmittelfluß in dem Verfahren einzuleiten und zu regeln.
Ein Beschickungsstrom geht in das Verfahren und die Adsorptionszone 1 über Leitung 6, und da die allgemeine
Gesaivitrichlung des Fließmiuelflusses in jener Zone
aufwärts gerichtet ist, geht dieser Strom durch die Leitung 12 zusammen mit Material, das aus der Spülzone 2
über Leitung 12 in die Adsorptionszone 1 gelangen kann.
Wenn Beschickung in die Adsorptionszone 1 geht, wird ein gleiches Volumen an Raffinat aus ihr verdrängt
und verläßt sie über Leitung 11. Ein Teil des Raffinats
oder das gesamte Raffinet, das durch Leitung 11 geht, kann aus der Adsorptionszone 1 über Leitung 5 entfernt
werden, wobei ein Anteil, der nicht entfernt wurde, durch Leitung 10 entweder in die Desorptionszone 3
oder in die Pufferzone 4 geht, je nachdem, ob die nur gegebenenfalls verwendete Pufferzone 4 in dem Verfahren
verwendet wird oder nicht. Der Raffinatausgang 5 führt zu der Fraktioniervorrichtung 19. und in dieser
werden Desorbens und Spülmittel von Raffinat getrennt.
Das Adsorbens in der Adsorptionszone 1 kann so angesehen werden, als bewege es sich in einer Richtung
im Gegenstrom zu dem Fließmittelfluß. Ein simulierter Feststofffluß in die Adsorptionszone und aus der Adsorptionszone
findet statt, wenn die Zonen während eines Teils des gesamten Betriebszyklus weiter gewechselt
werden. Das in die Adsorptionszone 1 eintretende Adsorbens kommt aus der Desorptionszone 3 oder aus
der Pufferzone 4. Wenn die Pufferzone 4 nicht verwendet wird, dann enthält das Adsorbens, das die Desorptionszone
3 verläßt und in die Adsorptionszone 1 eintritt, allgemein Desorbens sowohl in dem nichtselektiven
Hohlraumvolumen als auch in dem selektiven Porenvolumen. In Fällen, wo die Pufferzone 4 verwendet
wird, kann dann ein Teil des Raffinatstromes über Leitung
10 in die Pufferzone 4 gelangen, um Desorbens aus dem nichtselektiven Hohlraumvolumen in den Adsorbensteilchen
in der Pufferzone 4 über Leitung 14 in die Desorptionszone 3 zu verdrängen. Das Adsorbens, das
dann aus der Pufferzone 4 in die Adsorptionszone 1 geht enthält hauptsächlich Desorbens, das sich in dem
selektiven Porenvolumen der Adsorbensteilchen befindet und das Extraktmaterial in der Zone 1 zu desorbieren haL Obwohl nicht in der Zeichnung gezeigt ist es
möglich, Desorbens aus dem selektiven Porenvolumen durch zusätzliche Behandlung des Adsorbens mit einem
Raffinat relativ hoher Reinheit vor der Berührung des Adsorbens mit der Beschickung in einem aufstromwärts
gelegenen Teil der Adsorptionszone zu entfernen. Diese Methode, die in der US-PS 37 15 409 beschrieben ist hat
gezeigt, daß die Abwesenheit von Desorbens in der Adsorptionszone die Fähigkeit des Adsorbens verbessert die Extraktkomponente gegenüber der Raffinatkomponente selektiv zu adsorbieren und zurückzuhal-
Wenn das Adsorbens aus der Adsorptionszone austritt,
enthält es Extraktmaterial und etwas Raffinatmaterial in dem selektiven Porenvolumen des Adsorbens und
etwas Raffinatmaterial auf den Adsorbensteilehenoberflachcn
adsorbiert. Das in dem nichtsclektiven Hohlruuinvolumcn
des Adsorbens vorliegende Material ist Kal'finainiaicruil mit kleinen Anteilen F.xliaklmalerial
aus der Beschickung, die nicht durch das Adsorbens adsorbiert wurden. Dieses Adsorbens geht dann in die
Spülzone 2.
Die Funktion der Spülzone 2 besteht darin, Raffinat aus dem selektiven Porenvolumen des Adsorbens, dem
nichiselektiven Hohlraumvolumcn des Adsorbens und von den Adsorbensleilchenoberflächen derart zu entfernen,
daß das die Spülzone über deren aufstromwärts gelegene Grenze (Leitung 8) verlassende Adsorbens so
wenig wie möglich Raffinat enthält, das den Extraklproduktstrom verunreinigen könnte. Dies erreicht man in
der Spülzone 2 auf unterschiedliche Weise. Zunächst geht ein Teil des Gemisches von Desorbens und Extraktmaterial
in die Spülzone 2 aus der Desorptionszone 3 über Leitung 13 und verdrängt jegliches Raffinatmaterial
und spült es abwärts in den Fließmittelstrom zu dem Raffinatauslaß 5. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, hat
die Spülzone auch die in sie führende Leitung 7, durch welche ein Spülmittel vom Raffinattyp fließt. Das Spülmittel
selbst ergänzt die Spülwirkung des Teils des Extraktstromes, der über Leitung 13 aus der Desorptionszone
3 in die Spülzone 2 fließt. Das Spülmittel entfernt Raffinat aus dem Adsorbens, wobei die Menge an Extrakt,
die in die Spülzcne 2 fließt, vermindert wird. Eine Verminderung des Desorbens, das als Teil des in die
Spüizone 2 eintretenden Extraktes enthalten ist, verbessert die Fähigkeit des Adsorbens, die letzten Spuren von
Extrakt aus dem des Adsorbens in der Spülzone umgebenden Fließmittel zu adsorbieren. Außerdem steigert
das Spülmittel, das ein Material vom Raffinattyp ist, die Belastung des Adsorbens in der Adsorptionszone 1 des
Verfahrenszyklus nicht und vermindert daher nicht die Kapazität des Adsorbens für frisches Extraktmaterial,
das über Leitung 6 in die Adsorptionszone 1 eindringt. Vernünftige Fließgeschwindigkeiten des Spülmittels
oder des Extraktstromes entfernen die relativ kleine Menge an Raffinat, das ziemlich fest auf der Oberfläche
der Adsorbensteilchen adsorbiert ist, nicht wesentlich. Während die Masse der aromatischen Kohlenwasserstoffe,
die in das Verfahren mit dem Beschickungsstrom eintritt, aus dem Verfahren als Teil des Raffinats über
Leitung 5 austritt, wird ein kleiner Anteil dieser Aromaten auf den Adsorbensteilchen in der Adsorptionszone 1
adsorbiert, geht mit dem Adsorbens durch die Spülzone 2, wird durch Desorbens in der Desorptionszone 3 desorbiert
und erscheint als Verunreinigung in dem Extraktstrom, welcher das Verfahren über Leitung 8 verläßt
Aus diesem Grund betritt in einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ein erstes Desorbens im Gemisch mit dem Spülmittel die Spülzone 2 über Leitung 7.
Durch Berührung des Adsorbens in der Spülzone 2 mit dem ersten Desorbens werden die oberflächenadsorbierten
aromatischen Verunreinigungen von den Adsorbensteilchen desorbiert und gehen mit Hilfe des Spülmittels
und des Teils des Extraktes, der über Leitung 13 in die Spülzone 2 eintritt abstromwärts durch diese Zone
zu dem Raffinatauslaß 5. Das erste Desorbens wird so ausgewählt daß es spezifisch nur für die Desorption
der verunreinigenden Aromaten und nicht für die Desorption des Normalparaffinextrakts ist. So enthält das
Adsorbens, das aufwärts aus der Spülzone 2 in die Desorptionszone 3 gelangt. Normalparaffine in dem selektiven
Porenvolumen und eine stark verminderte Kon-/entration an verunreinigenden Aromaten auf den
Oberflächen des Adsorbensteilchen. Obwohl die Leitung 7 irgendwo entlang dem Adsorbcnsmaterml. das
sich in tier Spüizone 2 bcfimlci. licjicn kann, ist es bevorzugt,
daß die Leitung 7 näher an dem KxiniklatisgiMig 8
liegt, so daß das Spülmittel oder Gemisch von Spülmittel und erstem Desorbens über den Hauptteil der Länge
dieser Zone fließen kann. Es ist möglich, den Fließmittelfluß durch die Spülzone 2 dadurch zu regulieren, daß
man die Materialmenge aus Leitung 7 und Leitung 13 regelt.
Das Adsorbens wechselt weiter in die Desorptionszone 3. In der Desorpiionszone werden Normalparaffinc
aus dem Adsorbens entfernt. Die Entfernung erfolgt durch Kontakt des Adsorbens mit einem Desorbens, das
in der Lage ist, Normalparaffine aus dem selektiven Porenvolumen des Adsorbens zu verdrängen. Der Desorbenseingangsstrom
kommt in die Desorptionszone 3 über deren aufstromwärts gelegene Grenze über die
Leitungen 9 und 14. Wenigstens ein Teil der desorbierten Normalparaffine verläßt die Desorptionszone 3 im
Gemisch mit einem Desorbens über den Extraktausgang 8. Der Extraktausgang 8 führt dann zu der Fraktioniervorrichtung
15, und darin werden Paraffine von Desorbens getrennt. Das aus der Desorptionszone 3 weiter
wechselnde Adsorbens enthält Desorbens sowohl in dem selektiven Porenvolumen als auch in dem nichtselektiven
Hohlraumvolumen. Das Adsorbens geht dann in die gegebenenfalls vorhandene Pufferzone 4.
Die Pufferzone 4 kann verwendet werden, um die in dem Verfahren verwendete Desorbensmenge zu vermindern
und die Verunreinigung von Extraktmaterial durch Raffinatkomponenten zu verhindern. Wenn die
Pufferzone 4 verwendet wird, ist es möglich, daß ein Teil des Raffinats, der nicht aus Leitung 5 geht, über Leitungen
10 und 11 in die Pufferzone gehen kann, um dort Desorbens aus dem nichtselektiven Hohlraumvolumen
der Adsorbensteilchen zu verdrängen und Desorbens aus der Pufferzone 4 über die Leitung 14 in die Desorptionszone
3 zu drücken. Das Desorbens, das aus dem Adsorbens in der Pufferzone 4 verdrängt wurde, vermindert
die Desorbensmenge, die durch Leitung9 in das Verfahren gehen muß. Das feste Adsorbens, das die Pufferzone
4 an deren aufstromwärts gelegener Grenze bei dem Raffinatausgang 5 verläßt, enthält im wesentlichen
Desorbens in seinem selektiven Porenvolumen zusammen mit Raffinat, das sich in dem nichtselektiven Hohlraumvolumen
des Adsorbens befindet
In Fäiien, in denen die Pufferzone 4 nicht benutzt wird, ist es möglich, etwas von dem Raffinat aus der
Adsorptionszone 1 direkt in die Desorptionszone 3 zu führen. In solchen Fällen ist es erforderlich, daß die Zusammensetzung
des Materials, das die Adsorptionszone 1 über Leitung 11 verläßt und die Leitung 5 umgeht im
wesentlichen kein Raffinat enthält Der Raffinatfluß, der das Verfahren über Leitung 5 verläßt kann während
dieser Zeit angehalten werden. Wenn der Strom, der durch die Leitungen 10 und 11 in die Desorptionszone 3
geht eine merkliche Menge an Raffinat enthält wird der Ruß in dieser Zone über Leitung 10 angehalten, und das
Raffinat wird dann über Leitung 5 abgezogen. Während dieser Zeit kann Desorbens aus einer äußeren Quelle in
die Desorptionszone 3 über Leitungen 9 geführt werden.
Wenigstens ein Teil des Extrakts geht durch Leitung 8 zu der Fraktioniervorrichtung 15, aus der ein Kopfstrom,
welcher durch Leitung 16 geht, ein Seitenschnitt, der durch Leitung 17 geht, und ein Bodenstrom, der
durch Leitung 18 geht, gebildet werden.
Wenigstens ein Teil des Raffinats geht durch Leitung 5 zu der Fraktioniervorrichturig 19, in welcher das Raffinat
in einen Kopfstrom, der durch Leitung 20 geht, ein Seitenschnitt, der durch Leitung 21 geht, und ein Bodenstrom,
der durch Leitung 22 geht, aufgetrennt wird.
Die Seitenschnitte in den Leitungen 17 und 21 vereinigen sich und gehen durch die Leitung 23 zu der Fraktioniervorrichtung
24. Diese arbeitet bei solchen Bedingungen, daß sie einen Kopfstrom, der durch Leitung 25
geht, und einen Bodenstrom, der durch Leitung 7 geht, erzeugt. Der Bodenstrom aus der Fraktioniervorrichtung
24 wird durch Leitung 7 zu der Spülzone 2 zurückgeführt. Der Kopfstrom aus der Fraktioniervorrichtung
24, der durch Leitung 25 geht, vereinigt sich mit dem Kopfstrom aus der Fraktioniervorrichtung 15, der durch
Leitung 16 geht, und das Gemisch der beiden Kopfströme geht durch Leitung 26. Dieses Gemisch wird seinerseits
mit dem Kopfstrom aus der Fraktioniervorrichtung 19 vereinigt, und dieses Gemisch aller drei Kopfströme
geht nun durch Leitung 9 und wird als Desorbens zu der Desorptionszone 3 zurückgeführt.
Erstes Desorbens, zweites Desorbens und Spülmittel aus Quellen von außen können dem Verfahren für das
Anlaufen des Verfahrens am Anfang oder zu Ergänzungszwecken durch die Leitungen 27,28 bzw. 29 zugeführt
werden.
Im folgenden werden beispielhaft die Betriebsbedingungen
angegeben, um im industriellen Maßstab Normalparaffin von einer mit Wasserstoff behandelten Kerosinfraktion
abzutrennen.
Der Adsorptionsabschnitt dieser Verfahrensausführung
verwendet ein mit simuliertem Gegenstrom und feststehender Adsorbensschicht arbeitendes Kontaktsystem
und eine Drehventilverteilereinrichtung, um den kontinuierlichen Kontakt eines Beschickungsstromes
und von Desorbensmaterialien mit in speziellen Zonen gehaltenem Adsorbens und ein kontinuierliches Abziehen
eines Extraktes und eines Raffinats aus den betreffenden Zonen gehaltenem Adsorbens zu bewirken. Das
verwendete Adsorbens besteht aus 100 metrischen Tonnen
Molekularsieb 5 A, das in zwei in Reihe geschalteten Kammern angeordnet ist, welche ihrerseits in zwölf
identische Betten unterteilt sind. Jedes Bett enthält eine Überführungszapfstelle, an die eine Überführungsleitung
angeschlossen wird, durch welche Material nach einem vorbestimmten Betriebskreislauf in ein Bet» oder
aus einem Bett gelangen kann. Die Kreislaufzeit für das Drehventil (oder für einen Betriebskreislauf) beträgt
50 Minuten. Es wird ein Vierzonensystem benutzt. Die Zonen 1,2 und 3 enthalten jeweils sieben Adsorbensbetten,
und die Zone 4 enthält drei Adsorbensbetten. Die Betriebstemperatur und der Betriebsdruck der Adsorbenskammer
liegt bei 177"C bzw. 24,8 bar, wobei die Adsorption und Desorption in der flüssigen Phase
durchgeführt werden. Um ein Extraktprodukt (Normalparaffine)
zu bekommen, das weniger ills 0,05 Gewichts % licschickungKiimnuitcn enthüll, werden zwei
Desorbensmaterialien verwendet. Das eiste Desorbens isl das Gemisch von CVAromatcn, das in die Zone 2 im
Gemisch mit Isooctan als Spülmittel gelangt. Das in die Zone 2 kommende Gemisch besteht aus etwa 70 Volume
η-% Isooctan und etwa 30 Volumen-% Cn-Aromaten
mit maximal etwa 1 Volunien-% des zweiten Desorbens.
Während konstanten Verfahren^ablaufes beträgt die Fließgeschwindigkeit dieses Gemisches 503 076 1 je
Tag. Das zweite Desorbens ist Normalpentan. Ein Gemisch von etwa 60 Volumen-% Normalpentan und etwa
40 Volumen-% Isooctan als Verdünnungsmittel und mit maximal 0,1 Volumen-% des ersten Desorbens geht in
die Zone 3. Während konstanter Betriebsbedingungen liegt die Fließgeschwindigkeit dieses Gemisches bei
1 137 486 Liter je Tag. Andere Fließgeschwindigkeiten
ίο während konstanter Betriebsbedingungen liegen bei
905 505 Liter je Tag für den Beschickungsstrom in die Zone 1, bei 1 160 541 Liter je Tag für den Extraktstrom
aus Zone 3 und bei 1 321 608 Liter je Tag für den Raffinatstrom aus Zone 1.
Betrachtet man nun die Fraktionierung und den Desorbensrückführteil
dieses Verfahrens, so ist zu sagen, daß 1 160 541 Liter je Tag Extrakt zu einer Extraktfraktionierkolonne
geführt werden, die so arbeitet, daß sie 609 924 Liter je Tag Kopfprodukt, 336 444 Liter je Tag
Nebenschnitt und 214 173 Liter je Tag Bodenprodukl oder Extraktprodukt produziert. Die Zusammensetzung
des Kopfproduktes liegt bei 67,0 Mol-% Normalpentan und 33 Mol-% kooctan, diejenige des Seitenschnittes
bei 13,0 Mol-% Normalpentan, 73,6 Mol-% Isooctan und 13,4 Mol-% Ct-Aromaten und jene des Extraktproduktes
bei etwa 99 Mol-% Normalparaffinen. Die Extraktkolonne
hat einen Innendurchmesser von 1800 mm und enthält 50 Ventilboden mit einem Abstand von
600 mm, wobei der Extraktausgangsstrom auf Boden 34 aufgegeben und der Nebenschnittstrom von Boden 20
entferni wird. Die Betriebsdrücke liegen bei etwa 2.3.
2,45 und 2,7 bar und die Betriebstemperaturen bei etwa 101, 122 und 2670C an der Kolonnenspitze, dem Seitenschnittboden
bzw. dem Kollenboden. Raffinat mit einer Geschwindigkeit von 1 321 608 Liter je Tag wird
zu einer Raffinatl'raktionierkolonne geführt, die so arbeitet, daß sie 400 044 Liter je Tag Kopfprodukt.
228 642 Liter je Tag Seitenschnilt und 692 922 Liter je Tag Bodenprodukt liefert. Die Zusammensetzung des
Kopfproduktes liegt bei 66,7 Mol-% Normalpentan und 33,3 Mol-% Isooctan, die des Seitenschnittes bei
6,9 Mol-% Normalpentan, 42,9 Mol-% Isooctan und 50,2 Mol-% C8-Aromaten und jene des Bodenproduktes
bei 1,2 Mol-% Normalparaffinen, 29,2 Mol-% Naphthenen, 45,0 Mol-% Isoparaffinen und 24,6 Mol-% Aromalen.
Die Raffinatkolonne hat einen Innendurchmesser von 2200 mm und enthält 60 Ventilboden mit einem Abstand
von 600 mm, wobei der Raffinatstrom auf Boden 38 aufgegeben und der Seitenschnitt bei Boden 20 entfernt
wird. Die Betriebsdrücke liegen bei etwa 2,3, 2,45 und 2,8 bar und die Betriebstemperatur bei etwa 101,
138 und 27O0C an der Kolonnenspitze, dem Seitenschnittboden
bzw. dem Kolonnenboden.
Der Extraktkolonnenseitenschnitt und der Raffinatkolonnenseitenschnitt
werden zusammen mit 65 667 Liter je Tag eines Gemisches von Isooctan und C8-Aromatcn,
das als Dichtungsmittel für das Drehventil verwendet wird, im Gemisch zu der Dcsorbcnsfraktionierkolonne
geführt, die so arbeitet, daß sie 127 518 Liier je
W) Tag Kopfprodukl und 503 076 Liter je Tag Bodenprodukl liefert. Die Zusammensetzung des Kopfprodukies
liegt bei 44,6 Mol-% NormalpcnWm ιιικΙ 4r>,4 Mol-%
Isoochin. während jene des Bodcnproduklcs bei
b2,2 MoI-0Ai Isooclan und 37.8 Mol-% Cn-Aromaicn
br> liegt. Die Desorbensfraktionierkolonnc hat einen Innendurchmesse
von 100 mm und 25 Ventilboden mit einem Abstand von ^00 mm, wobei die Kolonnenbeschickung
auf Boden 16 aufgegeben wird. Der Betriebsdruck liegt
15 16
bei etwa 2,6 und 1,9 bar und die Betriebstemperatur bei
etwa 199 und 156° C an der Kolonnenspitze bzw. dem
Kolonnenboden. Das Bodenprodukt wird zu der Zone 2 zurückgeführt, und das Kopfprodukt wird zusammen
mit dem Extraklkolonnenkcpfprodukt und dem Raffinatkolonncnkopfprodukt zu der Zone 3 zurückgeführt.
K)
20
30
35
40
45
50
55
60
Claims (1)
1. Verfahren zur Abtrennung von Normalparaffinen von einem aus diesen und Isoparaffinen beste- 5 c)
henden Gemisch, bei dem man
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