FI73722C - Foerfarande foer separering av normala paraffiner fraon kolvaeteblandningar vid konstant tryck. - Google Patents

Description

1 73722

Menetelmä normaalien parafiinien erottamiseksi hiilivetyseoksista vakiopaineessa.

Förfarande för separering av normala paraffiner frän kolväteblar.cningar vid konstant tryck.

Keksinnön kohteena on hiilivetyhöyryseoksissa olevien normaalien parafiinien erottaminen ei-normaal 'ista hiilivedyistä. Erikoisesti keksinnön Kohteena on larannettu menetelmä normaalien parafiinien erottamiseksi kaasuöljy-5 ja paloöljypitoisista raakamateriaalivirrcista.

Averyn nimissä olevassa US-patentissa nr 3.422.005 on selitetty isotaarinen menetelmä normaalien parafiinien erottamiseksi molekyylissään 10...25 hiiliatomia sisältävien hiilivetyhöyryjen raakamateriaalivirrasta, joka seoksena 1C sisältää näitä normaaleja parafiineja ja ei-nornaaleja parafiineja. Tämän menetelmän mukaan raakamateriaalxaine-virrassa voi olla kaasuöljyä, jonka molekyylissä en 16...

25 hiiliatomia, paloöljyä, jossa on 10... 15 hiiliatomia, tai näiden seosta. Tämän patentin mukaisen menetelmän 15 vaiheet ovat seuraavat: 1) normaalien parafiinien selektiivinen adsorptio, 2) myotävirtainen puhdistaminen n-heksaanilla runsaasti ei-adsorboituvia komponentteja, toisin sanoen ei-normaaleja hiilivetyjä suurena konsentraatiena sisäl- 20 tavien höyryjen poispuhaltamiseksi kerroksen ylä- eli lähtöpään välisijatuloista, 3) vastavirtainen huuhtelu n-heksaanilla normaalin hiili-vetyadsorbaatin desorboimiseksi kerroksesta, jolloin suurimman molekyylipainon omaavat normaalit hiilivedyt 25 konsentroituvat lähellä kerroksen pohjaa eli sisään- virtauspäätä.

Kerroksen yläpäästä poistuva lähtövirta jäähdytetään ja johdetaan kolonniin, jossa heksaani poistetaan ei-normaa-leista hiilivedyistä, ja jonka pohjalta ei-normaalit hiili-30 vedyt poistetaan nesteenä. Tämä kerroksen pohjalta poistet- 73722 2 tu neste jäähdytetään ja johdetaan kolonniin, jossa heksaani poistetaan normaaleista parafiineistä, ja jonka pökijalta normaali parafiini poistetaan. Tämän kolonnin ylä]äästä poistuva n-heksaani siirretään varastoon nesteenä a lämmi-5 tetään myöhemmin ja käytetään puhdistamis- eli huuhtelu- väliaineena, kuten edellä esitettiin. Mainitussa Averyrt nimissä olevassa patentissa on esitetty edut, jotka saavutetaan käyttämällä puhdistamisväliaineena n-helsaaria ja soveltamalla suhteellisen suurta isobaarista adsorptio-10 desorptiopainetta suhteellisen alhaisella adsorptio- descrptiolämpötila-alueella.

Vaikka Averyn patentin mukainen menetelmä soveltuu normaalien parafiinien erottamiseksi edullisella tavalla hiilivety-höyryjä sisältävistä raakamateriaaleista, on silti tämän 15 alan tekniikassa eduksi kehittää parannettuja keinoja tämän menetelmän soveltamiseksi, varsinkin sellaisia keinoja, joiden avulla voidaan pienentää laitteistokustar.nuksia ja säästää energiaa. Keksinnön eräs merkityksellinen tunnusmerkki, joka tässä suhteensa on erikoisen mielenkiintoinen, 20 on myötävirtaiseen ja vastavirtaiseen puhtaaksipuhaltami- seen käytetty n-heksaani. Averyn patentissa on se Liietty edut, jotka saavutetaan r.-heksaanin käyttämisellä näihin tarkoituksiin. Vaikka n-heksaanin käyttäminen menetelmässä en erittäin edullista, edustavat kuitenl in näihin puhtaaksi-2 5 puhaltamistarkoituksiin tarvittavan uud« .1 ieentislatun ja uudelleenkierrätetyn n-he> saanimateriaalin käsitteLyyn tarvittava laitteisto ja kulutettu energia erästä .merkityksellistä kustannustekijää Averyn menetelmän mukaisessa erottamiskäsittelyssä. Uudelleen kierrätetyn puhtaaksi-30 puhaltamiseen käytetyn n-heksaanin käyttöön liittyvän laitteiston koon pienentäminen ja enei’giakulutuksen vähentäminen tulisi korostamaan Averyn patentin mukaisen menetelmän teknistä ja taloudellista edullisuutta teollisuus-mittakaavassa toimittaessa. 1

On todettu, kuten Avery on esittänyt, että erottamiskäsit- tely on suoritettava syötetyn raakahiilivedyn kastepisteen yiär, udella olevassa lämpötilassa, joka on riit nävur: korkea 73722 kapillaarisen tiivistymisen välttämiseksi niin, että adsorboivien pellettien ma kr ohu o k o s i i n ei muodostu nestemäistä meniskiä. Ellei ryhdyttäisi tällaisiin varotoimenpiteisiin ei isomeer ikondensaatt ia saataisi täydel L.i s es ti poisto-5 tuksi myötävirtaisessa puhdistamisvaiheessa, jolloin normaa lin parafiinin puhtaus samoin kuin adsorboi tuneiden ja ei-adsorboituneiden komponenttien erottaminen olisi vähemmän tehokasta kuin kokonaan höyrymäiseccä käsittelyssä. On mahdollista välttää kupillaarinen tiivi styrni nen pitämällä ”12 huoli siitä, että syötetyn raaka-aineen Ky 1 lästymispaineen (siis kastepistepsineen) ja käyttöpaineen suhde on suurempi kuin 2. Tätä varten on syötetty raaka kaasuöljy, jonka kastepiste on esim. noin 755 °C ja tyypillinen käyttöpaine on noin 170 kPa, saatettava kosketukseen adsorboivan mole-15 kyyliseulan kanssa noin 327 °C:ssa. Tässä lämpötilassa tapahtuu kuitenkin syötettyjen kaasuöljvhöyryj en 1;iällistä krakkautumista ja tähän liittyvää koksin muodostamista ja adsorbent ir. deakt ivoitumd sta . Tästä syystä toimitaan edullisesti rajoissa noin 315...370 °C olevissa lämpötiloissa 20 kaasuöljyä käsiteltäessä. Tässä yhteydessä en huomattava, että kraxkautumis- ja deaktivoitumisnopeudet suurenevat molekyylipainojen suuretessa, kun taas nämä ongelmat ovat vähemmän vakavia kevyemmän paloöljyn käsittelyn yhteydessä, -räs erikoinen ongelma esiintyy kuitenkin kolonniin syöte:-2o tyä raakaa kaasuöljyä käsiteltäessä siinä suhteessa, että käsittelyn on tapahduttava riittävän korkeassa lämpötilassa kapillaarisen kondensoitumisen välttämiseksi ilman, että silti esiintyy huomattavan suuren krakkautumisen ja dealt:-voitumiscr. aiheuttamia ongelmia.

30 Avery ehdottaa tämän ongelman voittamista siten, että puhtaaksipuhalluskaasuna lisätään riittävän paljon uudelleen tislattua n-heksaanda kaasuöljypitoiseei, raaka-aine-matesriaaliin täten muodostuvan seoksen kastepisteen alentamiseksi ]a kapi llaarisen tiivistymisen välttämiseksi halu-35 tussa käyttöpaineessa niin, että käsittely voi tapahtua 370 °C aiemmassa lämpötilassa. Koska adsorbontti jo sisältää aikaisemmasta puhtaaksipuhaltamisvaihees1a kotoisin olevaa n-heksaania, tulee syötettävään raakamateriaaliin μ 73722 tämän laimentamiseksi lisätty n-heksaani poistumaan kerroksesta ei-adsorboituneiden ei-normaalien hiilivetyjen ja aikaisemmin adsorboituneen n-heksaanin mukana. Tämä lähtö-virta fraktionoIdaan edellä selitetyllä tavalla, ja kolon-5 nin yläpäästä saatu n-heksaanifraktio kierrätetään uudelleen käytettäväksi puhtaaksipuhaltamiskaasuna tai sekoitettavaksi käsiteltävään raakamateriaaliin.

Adsorption tuloksena saati; lähtövirta, toisin sanoen ei-normaali hiilivetytuote, on myös ehdotettu kierrätettäväkin si takaisin käsiteltävään raakamateriaaliin tämän laimenta- miseksi halutulla tavalla.

Vaikka molemmat ehdotetut menet.elmät ovat osoittautuneet edullisiksi siinä suhteessa, että voidaan välttää yapillaa-rinen tiivistyminen ja käyttää 370 °C alempia lämpötiloja, 15 liittyy kuitenkin kumpaankin menetelmään haittoja, jotka raj oittavat erottamiskäsittelyn kokonaistaloudellisuutta ja tehokkuutta. Niinpä uudelleentislatun n-heksaanin käyttäminen syötetyn raakamateriaalin laimentamiseksi suurentaa tarvittavan laitteiston kokoa ja sitä tehoa, 20 joka kuluu n-heksaanin uudelleenkierrätetyn virran käsit telyssä, mikä lisää käsittelyn kokonaiskustannuksia. Adsorption tuloksena saadun lähtövirran käyttäminen tällaiseen laimentamiseen pyrkii lisäämään ei-normaalien komponenttien määrää käsiteltävässä raakamateriaalissa ja 25 lisää myös lähtevässä tuotevirrassa olevien normaalien para fiinien määrää, mikä pienentää sekä normaalien parafiinien että ei-normaalin hiilivetytuotteen puhtautta ja normaalin parafäänimateriaalin erillistä talteenottoa. rämän tekniikan alueella on näin ollen tarvetta sen käsittelyn 30 parantamiseksi, jota sovelletaan normaalien parafiinien erottamiseksi hiilivetyseoksista, varsinkin raakakaasu-öljyssä olevien normaalien parafiinien erottamiseksi.

Keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada parannettu menetelmä normaalien parafiinien erottamiseksi käsiteltä-35 västä hiilivetyseoksesta. Keksinnön eräänä toisena tarkoi tuksena on aikaansaada l· ei not niiden laitteisto- ja energia- 73722 5 kustannusten pienentämiseksi, jotka liittyvät uudelleen-kierrätetyn tislatun n-heksaanivirran käyttämiseen menetelmässä, jonka mukaan normaalit parafiinit erot (‘taan hiili-vetypitoisista raakamateriaaleista.

5 Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada parannettu menetelmä normaalien parafiinien erottamiseksi käsiteltävistä kaasuöljyseoksista ilman kapillaaris ia niivistymis-ilmiöitä.

Keksinnön eräänä toisena tarkoituksena on aikaansaada mene-10 telmä normaalien parafiinien erottamiseksi tehokkaasti käsiteltävistä kaasuöljyseoksista 370 °C alemmissa lämpötiloissa.

Keksintö selitetään seuraavassa yksityiskohtaisesti, jolloin nämä ja muut keksinnön kohteet myös erikoisesti tähdenne-2C tään oheisissa patenttivaatimuksissa.

Keksinnön tavoitteet toteutetaan isobaarisen erottamis-käsittelyn avulla, jossa vastavirtaista puhtaaksi-puhaltavaa eli huuhtelevaa desorptioeffluentt " a käytetään n-heksaani-pitoisena myötävirta - nenä huuh-25 teluvirtana, mikä mer.k it yks e 11 i s e s t i pienentää uudelleenkierrätetyn huuhteluun 'käytetyn n-heksaani-virran tarvittavaa määrää. Tämä puolestaan pienentää tarvittavan laitteiston kokoa ja kulutettua energiamäärää uudelleenkierrätetyn n-heksaanivirran uudelleen* islaamis ok-30 si, pumppuamiseksi, haihduttamiseksi ja lämmittämiseksi adsorptiolämpötilaan. Myötävirtainen puhtaalsipuhaltami-r.en vastavirtaisella puhtaaksipuhallusväliair.eella johtaa siihen, että lisämäärät normaaleja parafiineja saadaan adsorboitumaan adsorptiokerrokseen, koska tämä vastavirtai-35 nen puhtaaksipuhaltava väliaine sisältää näitä normaaleja parafiineja. Merkityksellistä on, että adsorboivan kerroksen koko voi pysyä samana kuin siinä tapauksessa, että normaalia heksaania olisi käytetty myötävirtaiseen puhtaaksi-puhaltamiseen.

7372 2 f

Eräänä toisena etun.a mainittakoon, että osa vastavirtaises-ta ouht aak. s ipuha 11 am i s vä 1 ia i n ee s t a ja/tai myetävirlaisesta nuhtaaksinuhaltamisväliaineesta voidaan myös; kaytt iä kaasa-51j yo it o i s t e n raakamateriaalivirtoj en n-h e k:aan i p i to is e na 5 laimentimena♦ Tätä laimenninta käytetään n.i in suurin määrin, että yhden tai useamman puhtaaksipuhaltavan laimennu s virran ja kaasucljypitoisen raakamateriaalivirran muodostaman seoksen kastepiste alenee kapillaarisen tiivistymisen välttämiseksi niin, että normaaleja parafiinejä voi-10 daan erottaa kaasuöijypitoisesta raakamatersaalista halu tussa käyttöpaineessa ja 370 °C alemmassa lämpötilassa.

Keksintö selitetään seuraavassa oheisen piirustuksen ainoan kuvion perusteella, joka kaaviollisena virtaaskuviona havainnollistaa keksinnön erästä ouoritusvsimerkkiä, jossa 15 käytetään kolmea rinnan toinivaa adsorbenttikerrosta.

Keksinnön kohteena on siis parannettu menetelmä normaalien parafiinien erottamiseksi kaasaöljy- tai paloöljyj itoissa raakamateriaaleissa o]evis tä hiilivetyhöyryseoksis ta. Kaasuöljy voidaan tämän keksinnön tarkoitusperiä varten 20 ylimalkaisesti määritellä hiilivetyseokseksi , jonka ASTM

normien mukainen alkukiehumapi s te on yli noin 204 °C ja ASTM-nornien mukainen loooukiehumapiste on alle noin 370 °C. Kaasuöljy sisältämä yleensä noin 10...noii 40 mooii-% normaaleja parafioneja, joissa on 16...2 5 hiili-30 atomia. Näitä normaaleja parafiinejä käytetään rc a]· a- materiaaleina proteiinien , pehmittimien ja alkoholi ien synteesissä. Nämä normaalit parafiinit on kuitenkin erotettava niistä ei-normaaleista hiilivedyistä, joita sisältyy syötettyyn kaasuöijymateriaaliin.

3 5 Keksintöä voidaan samoin käyttää normaalien parafiinien erottamiseksi paloöljypitoiseen raakamateriaaliin sisältyvistä ei-normaaleista hiilivedyistä. Paloöljy voidaan ylimalkaisesti määritellä hiiil ivetyseokseksi , jorka ASTM-normien mukainen alkukiehumapi ste on noin 135 °C ja ASTM-40 normien mukainen loppukiehumapiste on alle noin 3" 5 °C.

Paloöljy sisältöä noin " C ...·'· 0 mooli-% normaaleja par a- 7 73722 fiinejä, joiden molekyylissä on 10...15 hiiliatomia.

Kuten edellä jo mainittiin, että Avery-patentissa selitetty isobaarinen eli vakiopaineinen menetelmä tämän erottamisen aikaansaamiseksi, minkä menetelmän mukaan: 1) normaalit 5 parafiinit adsorboidaan adsorbenttiin, 2) adsorbentti- kerros puhdistetaan myötävirtaisesti n-heksacnilla ei-normaalien hiilivetyjen poistamiseksi, ja 3) kerros puhdistetaan vastavirtaisesti n-heksaanilla normaalien parafiinien desorboimiseksi kerrol·sesta. Kaasuöljypi1öisiä raaka-10 materiaaleja käsiteltäessä käytetään lisämäärä n-heksaania raakakaasuöljyn laimentamiseksi siten, että käsiteltävän seoksen kastepiste saadaan alenemaan ja väitetään kapiilaa-rinen tiivistyminen niin, että menetelmä voidaan toteuttaa alle 370 °C:ssa ja täten välttää syötettyjen kaasu-15 öljyhöyryjen liiallista >rakkautumista ja si:hen liittyvää koksin muodostumista ja adsorbentin nopeaa deakt i veitumistu.

Keksintö perustuu siihen, että laimentamiseen käytetyn n-heksaanin lähteenä käytetään vastavirtaista puhtaaksipuhal-tamisväliainetta siis desorptioväliainetta. 1'ällaista vas-20 tavirtaista huuhtelueffluenttia käytetään sei: n-heksaanin asemesta, joka saadaan uudelleen tislaamalla myötävirtai-nen puhdistamisväliaine ja vastavirtainen puhdistamisväli-aine eli adsorptioväliaine. Täten saadaan pienennetyksi laitteiston kokoa ja sitä tehoa, joka kuluu ruhdistami-25 seen käytetyn n-heksaanin uudelleen kierrätettyyn virran käsittelyyn.

Piirustusten mukaan käsiteltävä kaasuöljy- tai paloöljy-pitoinen raakamateriaali joutuu kuvattuun käsittelyjärjestelmään pumpun 11 pumppuamana esim. noin t50 k?a paineise-30 na, minkä jälkeen tämä raakamateriaali lämmitetään esim.

315 °C:een lämmönvaihtimessa 13 ja lämmittimessa 12, josta materiaali virtaa johtoa U1 myöten säätöventtiilin 51a läpi ensimmäiseen molekyyliseulana toimivaan adsorbentti-kerrokseen 16a. Kerros voi tyypillisesti sisältää kalsium-35 tseoliittiä A noin 1,6 mm pelletteinä. Syötetty hcyryseos virtaa ylöspäin tämän molekyyliseulana toimivan kerroksen 7372 2' 8 15a läpi noin 21ϋ kka paineen alaisena normaalien parafiinien adsorboimiseksi tästä seoksesta. Tämän adsorptio-vaiheen aikana normaalit parafiinit tulevat selektiivisesti adsorboiduiksi, ja normaalien parafiinien adsotptio-5 rintama muodostuu lähellä kerroksen 16a sisäänvirtauspäätä.

Adsorption jatkuessa tämä rintama siirtyy ylöspäir sisään-virtauspäästä ja siirtää mukanaan n-heksaanin vähemmän voimakkaasti sitoutunutta puhdistamiskomponenttia, joka on adsorboitunut edellisen käsittelyjakson aikana. Csa ei-10 normaaleista hiilivedyistä, jotka eivät ole adsorloitu- r.eet raakanateriaalivirrasta tämän kulkiessa kerroksen läpi, toisin sanoen sykliset ja haarautuneet hiilivedyt lähtevät kerroksen 16a yläpäästä johtoa 46 myöten ensimmäisenä lähtövirtana. Tämä lähtövirta sisältää m;'ös 20 progressiivisesti siirtyneenä, uudelleenadsorboitaneen ja jälleen uudelleensiirtyneen puhdistavan n-heksaani-komponentir. ja raakahiilivedyn laimentimena mahdollisesti käytetyn n-heksaanin. On huomattava, että normaa ien parafiinien adsorptiorintama itse asiassa koostuu useista 25 erillisistä rintamista, jotka kukin johtuvat määrätyn molekyylin kyvystä adsorboitua kerroksen 16a molekyyli-seulaan. Normaaleissa parafiineissa ne molekyyli;, jotka sisältävät pienimmän määrän hiiliatomeja, tulevat siis heikoimmin adsorboiduiksi. Tällaiset molekyylit tulevat 3C näin ollen muodostamaan kerroksen johtavan eli eturinta man. Ennalta määrätyn ajan kuluttua, joka edullisesti vastaa ajankohtaa, jolloin tämä johtava adsorptiorintama on saavuttanut kerroksessa 16a ennalta määrätyn kohdan, esim. noin 5 minuutin kuluttua, keskeytetään kaasuöljy-35 pitcinen raaka hiilivetyvirta sulkemalla tuloventtiili 1 4 .

Kerroksesta 1Ga tuleva ensimmäinen lähtövirta, joka sisältää noin 20% n-heksaania, saatetaan säätöventtiilin 56a läpi menemään liitosjohtoon 46, ja tämän kautta edelleen 40 lämmönvaihtimen 13 läpi. Fraktionoidun tiivistymisen helpottamiseksi tämä ensimmäinen lähtövirta jäähdytetään noin 193 °C:een jäähdytysväliaineen, esim. raakahiilivedyn avulla. Jäähtynyt ensimmäinen lähtövirta johdetaan 9 73722 ei-normaalien hiilivetyj e-n heksaaninpoistokolonnin 20 läpi noin 14-0 kPa paineen alaisena. Tässä kolonnissa ei-normaalit hiilivedyt erotetaan ja poistetaan nestemäisenä oohjatuctteena johtoa 21 myöten, jossa on saätövent-5 tiili 22. n-heksaani poistetaan kolonnin yläpäästä lähte vänä fraktiona johtoa 47 myöten. Kolonnina 20 on tislaus-kolonni, jossa on riittävä määrä teoreettisi i lautasia, niin että n-heksaani esiintyy kolonnin yläpäässä ja pohjalle kerääntyvät tuotteet eivät sisällä n-hoksaania siten, 10 että nämä tuotteet täyttävät määrätyt ei-normaalille hiilivetytuotteelle asetetut vaatimukset. Heksaanin poistamiskolonnissa 20 on myös sen pohjalla sijaitseva lämmitin 25. Tämän kolonnin yläpäästä tuleva höyry tiivistetään ilma- tai vesijäähdytteisessä lauhduttimessa ja 15 kerätään varastosäiliöön 38. Tästä varastosäiliöstä 38 pumppu 23 painaa π-heksaanin johtoa 23 myöten heksaanin poistamiskolonneihin uudelleenkierrätettävänä virtana , ja johtoa 24 myöten lämmönvaihtimeen 18, lämmittimeen 17 ja johtoon 44 desorptiopuhallusta varten.

20 Adsorptiovaiheen päätyttyä osa puhtaaksipuhaltavasta n- heksaanihöyrystä poikkeutetaan johdosta 43 johdon 42, tässä olevien säätöventtiilien 59 ja 52a läpi ensimmäisen kerroksen 16a alapäähän, minkä jälkeen höyryt virtaavat ylöspäin samassa suunnassa, eli myötävirtaisesti aikai-25 semmin virtaavan hiilivetyhöyryn kanssa. Tämä puhtaaksi- puhallushöyry sisältää koostumukseltaan pääasiallisesti samanlaista n-heksaania kuin tähän tarkoitukseen ennestään tunnetulla tavalla käytetty uudelleenkierrätetty puhtaaksi-puhaltava n-heksaani, ja on todettu, että tätä desorptio-30 väliainetta voidaan tehokkaasti käyttää uudelleenkierräte- tyn ja uudelleentislatun n-heksaanin asemesta.

Tämä myötävirtaisesti virtaava puhdistava höyry tulee sisäisesti adsorboiduksi ja poistaa tehokkaasti ei-sisäiseo-ti adsorboituneet molekyylit, toisin sanoen ei-normaalit 35 hiilivedyt, jotka ovat jäljellä kerroksessa yhdessä raaka- materiaalin jäännöshöyryn kanssa, joka on jäänyt kerroksen ei-selektiiviselle alueelle adsorptrion jälkeen. Myötä- 10 73722' virtaisesti virtaava puhdistava n-heksaanihöyry läpäisee er.simmäiser. adsorptiokerroksen 16a adsorptiovaiheen lämpötilan ja paineen omaavana. Tämä myötäsuuntainen virtaus on tarpeen ontelotiloissa olevan höyryn poistami-5 seksi, mikä höyry sisältää ei-adsorboituvia komponentteja suurimpana konsentraationa kerroksen ylä- eli lähtövirtaus-päässä.

Desorptioväliaineen käyttäminen myötävirtaiseen puhtaaksi-puhaltamiseen on keksintöä sovellettaessa todettu edulli-10 seksi, kuten edellä on huomautettu, koska tällä tavoin jokaisessa käyttöjaksossa käsiteltävä määrä uudelleen kierrätettyä ja uudelleen tislattua n-heksaania pienenee, mikä suoraan johtaa huomattaviin energiansäästöihin samoin kuin koko käsittelyn edellyttämän laitteiston aiheuttamien 15 kustannusten säästöihin.

Keksinnön erään vaihtoehtoisen suoritusmuodon mukaan käytetään myötävirtaisen puhtaaksipuhaltavan väliaineen johtoa 45 sekä säätöventtiileja 55a, 55b ja 55c edellä mainittujen johdon 42 ja säätöventtiilien 59, 52a, 52b ja 52c ase-20 mesta. Myötävirtainen puhtaaksipuhaltava höyry saadaan suoraan desorptioväliaineen venttiileistä 53a, 53b ja 53c, jolloin kaksi desorptioväliaineen venttiiliä on aina auki myötävirtaisen puhtaaksipuhaltamisvaiheen aikana. Tässä suoritusmuodossa myötävirtaisen puhtaaksipuhaltamisväli-25 aineen määrää säädetään lähtövirtausjohdossa eikä tulopuolen johdossa. Niissä suoritusmuodoissa, joissa myötävirtainen puhtaaksipuhaltamisväliaine tai sen osa poikkeutetaan n-heksaanilähteenä raakamateriaalin laimentamiseksi, johdetaan myötävirtainen puhtaaksipuhaltamisväliaine osittain 3C johtoon 46 ja osittain johtoon 45, kun taas koko tämä myötävirtainen puhtaaksipuhaltamisväliaine johdetaan johtoon 46 siinä tapauksessa, että sitä ei tarvita raaka-materiaalin laimentamiseksi.

Myötävirtaisen puhdistamisvaiheen päätyttyä puhdistava n-35 heksaanihöyry johdetaan uudelleenkierrätysjohdon 44 ja siinä olevan säätöventttilin 54a läpi ensimmäisen kerroksen „ ..... 73 722'· 1 6ayläpäähän, jolloin tällä höyryllä on pääasiallisesti adsorptiovaiheen lämpötila ja paine, ja saatetaan vastavirtana menemään tämän kerroksen läpi. Tämä vastavirtai-nen puhdistava virta desorboi molekyy]iseula: muodostavas-5 ta kerroksesta 16a normaaleja parafiineja edustavan hiili- vetyadsorbaatin. Muodostuva seos poistuu alapäästä johdon 43 ja siinä olevan venttiilin 53a läpi. Vastavirtaista puhdistamista käytetään acsorbaatin desorboimiseksi, koska raskaimmat, toisin sanoen suurimman molekyylipa:non omaavat 10 normaalit hiilivedyt esiintyvät enemmän konsentroituina lähellä raakamateriaalin tuloaukkoa kerroksen alapäässä. Käyttämällä vastavirtaista virtausta joutuvat raskaimmat parafiinihiilivedyt alttiiksi sekä itse puhtlaksipuhalta-var. höyryn että kerroksen yläpäästä desorboi suneiden kevy-15 empien parafiinihiilivetyjen puhdistavalle eli desorboival- le vaikutukselle.

Tämä toinen johdossa 43 oleva puhdistamisväliaine, joka sisältää 80...97% n-heksaania, jäähdytetään 315 °C:sta noin 92 °C:een lämmönvaihtimessa 18 nestemäisen n-heksaanin 20 avulla ja johdetaan sitten faasinerotussäiliöön 27, jossa on 2...3 rikastuslautasta. Likimain puhdasta n-heksaani-höyryä virtaa tästä säiliöstä lauhduttimen 19 läpi. Jäljellä oleva normaalien parafiinien ja heksaanin seos johdetaan normaalien parafiinien heksaaninpoistamiskolonniin 31 25 noin 155 kPa paineen alaisena. Jäähdytys- ja faasinerotus- vaiheiden tehtävänä on helpottaa n-heksaanin ja normaalien parafiinien erottamista fraktionoidun tiivistämisen avulla, jolloin erottumista voidaan edistää 2...3 rikastuslautasen avulla ja vähentää sitä n-heksaanimäärää, joka on käsi-30 teltävä heksaanin poistamiskolonnissa 31. Tässä kolonnis sa höyryseos erotetaan normaalien parafiinien komponentiksi, joka pohjan luona poistetaan johtoa 32 myöten, jossa on säätöventtiili 33, ja kolonnin yläpäästä poistettavaksi n-heksaanikomponentiksi. Tämän heksaanin poistamiskolon-35 nin 31, joka toimii samalla tavoin kuin kolonni 20, jossa heksaani poistetaan ei-normaaleista hiilivedyistä, alapäässä on lämmitin 35 ja sopiva määrä teoreettisia lautasia siten, että n-heksaani esiintyy kolonnin yläpäässä, eikä 73722 '

Dohjan luona olevissa hiilivedyissä ole n-heksaania, mikä on välttämätöntä määrätylle normaalille paratiinihiilivety- tuotteelle asetettujen vaatimusten täyttämiseksi.

1 2

Heksaanin poistamiskolonnin 31 yläpäästä, jossa kolonnissa 5 heksaani poistetaan normaaleista paratiinei sta, saatu n- heksaanifraktio johdetaan lauhduttimeen 19 ja tästä varastosäiliöön 38 yhdessä n-heksaanin sen nestemäisen fraktion kanssa, joka saadaan kolonnin 25 yläpäästä, jossa Kolonnissa heksaani poistetaan ei-normaaleista paratiineista. Faasin-10 erottimen 27 yläpäästä saatu n-heksaani voidaan myös tiivistää lauhduttimessa 19 ja siirtää varastosäiliöön 38.

Käsittelyssä mahdollisesti tarvittava lisämäärä n-heksaania voidaan johtaa varastosäiliöön 38 ulkopuolisesta lähteestä johtoa 39 myöten. Puhtaaksipuhaltamiseen tarvittava n-15 heksaani voidaan poistaa säiliöstä 38 n-heks.iani pumpun 28 avulla. Tämä n-heksaani lämmitetään ja höyrvstetään lämmön-vaihtimessa 18 vastavirtaisesti mainitun toisen puhtaaksi-puhalramisväliaineen kanssa, ja lämmitetään sitten lämmitti-messä 17 suunnilleen adsorptiovaiheen lämpötilaan. Täten 20 saatu kuuma n-heksaanihöyry johdetaan sitten johdon 44 ja säätöventtiilin 54a kautta sopivan pituisen jakson aikana vastavirtaisesti ensimmäisen adsorptioterroksen 15a läpi normaalin parafiiniadsorbaatin desorboimiseksi. Keksintöä sovellettaessa voidaan tämä n-heksaani myös tarpeen vaati-25 essa kierrättää uudelleen johdon 42 ja säätöventtiilin 58 kautta käytettäväksi sopivan jakson aikana myötävirtaises-sa puhtaaksipuhaltamisessa sen lisäksi, että tähän tarkoitukseen käytetään desorptioväliainetta n-heksaanilähteenä.

Vaikka keksinnön mukainen käsittely erikoisesti on selitetty 30 siten, että vuoron perään suoritetaan ensimmäisen kerroksen 15a adsorptiovaihe, myötävirtainen puhtaaksipuhallus ja vastavirtainen desorptiovaihe, on ammattimiehelle ilman muuta selvää, että myös toinen ja kolmas kerros 16b ja 16c voidaan täyttää molekyyliseulana toimivalla adsorbentilia 35 ja soveltaa samaa vaihejärjestystä sopivasti ajassa porrastettavana. Edullisesti käytetään sellaista järjestelmää, jossa ,, 73722 enemmän kuin yksi adsorbent tikerros toimii samanaikaisesti, koska useimmat teollisuusmittakaavassa suoritetut käsittelyt edellyttävät jatkuvaa tuotantoa, ja yhtä ainoata adsor-benttikerrosjärjestelmää käytettäessä normaalit parafiini-5 tuotteet ja ei-normaalit hi ilivetytuott eet voidaan valmistaa vain jaksottaisesti. Tästä syystä käytetään tavallisesti vähintään kolmea adsorbonttikerrosta, jolloin ensimmäinen kerros toimii adsorptiovaiheessa, toinen kerros puhalletaan puhtaaksi myötävirtaisessa vaiheessa ja kolmatta ker-10 rosta käytetään vastavirtaiseen desorptioon. Täten voidaan jatkuvasti valmistaa kolmivaiheisen menetelmän avulla sekä normaaleja parafiineja että ei-normaaleja hii. ivetyjä. Tnsimmäisc:.:, toisen ja kolmannen adsorbenttikcrroksen väliset virtaukset kytketään asianomaisina ajankohtina, kuten 15 ammattimiehet ymmärtävät. Toiseen ja kolmanteen adsorptio-kerrokseen on liitetty johdot ja säätöventtiilit, esim.

52b, 52c, 54b ja 54c vastaavalla tavalla kuin ensimmäisen kerroksen 16a yhteydessä on selitetty.

On selvää, että edellä selitettyä menetelmää voidaan vaih-20 della ja muuttaa monella tavoin keksinnön ajatuksesta poikkeamatta. Niinpä adsorptic-puhtaaksipuhaltam:s-cesorptio-vaiheet voidaan suorittaa lämpötila-alueella noin 260...

270 °C, edullisesti lämpötila-alueella noin 3"5...370 °C.

Kuten Averyn patentissa on selitetty, ovat puhdistus- ja 25 desorptiovaiheiden lämpötilat ja paineet edullisesti samat kuin adsorptiovaiheessa. Nämä käsittelyvaihe* t suoritetaan pääasiallisesti vakiopaineisena käsittelynä käyttämällä suhteellisen suurta, ilmastollista painetta suurempaa painetta, joka on rajoissa noin 105...450 kPa. Keksinnön 30 oiiriin kuuluu varsinkin kaasuöljypitoisia raakamateriaaleja käsiteltäessä myötävirtaisen puhtaaksipuhaltanisvällaineen tai sen osan poikkeuttaminen raakamateriaaliin sekoitettavaksi siten, että käsittely voidaan suorittaa alle 370 °Z lämpötilassa ja samalla väJttää kapillaaristen tiivistymis-35 ilmiöiden esiintyminen. Tässä suoritusmuodossa ei ole syytä käyttää myötävirtaisen puhtaaksipuhaltamisvällaineen alkuosaa tällaiseen raakamateriaalin laimentamiseen, koska 73722 Λ 1 tämä alkuosa rääasiallisest i sisältää ei - normaaleja hiilivetyjä. Edullisissa käyttötapauksissa käytetään viimeiset 31% . . .70% , tavallisesti viimeiset 5Q%...70% koko myötävirta! s e st a pulit aak ε ipuhalt amis väliaine e s ta raakamateriaa-5 Iin laimentamiseen siinä tapauksessa, että tämä en tarpeen.

Myötävirtainen ouhaaksipuhaltamisväliaine toimii tällaisen laimentamisen n-heksaanilähteenä, mikä edelleen pienentää uudelleenkierrätetyn n-heksaar.in käsittelyyn tarvittavan laitteiston kokoa ja energian kulutusta. Lisäksi, myötä-10 virtaisessa puhtaaksipuhaltamisväliaineessa olevat normaalit parafiinit tulevat kierrätetyiksi uudelleen ja adsorboiduiksi kerrokseen niin, että normaali on parafiinien ai sorat ior rintama pääsee etenemään lähemmäksi kerroksen lähtövirtau-päätä ilman, että normaalien parafiinien talteen-15 otto tai kerroksessa myötävirta!sen puhtaaksipuhaItämisvaiheen aikana talteenotettuj en ei-normaalier. hiilivetyjen puhtaus pienenevät. Myötävirtaisen puhtaaksipuhaItamis -väliaineen käyttäminen tällä tavoin laimennustarkoituksiin lisää edelleen adsorption tehokkuutta eli adsorbentin hyödyk-20 s 1.käyttöä käsittelyssä.

Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan voidaan desorp-ti.oväliaineen erästä osaa käyttää n-heksaanilähteerä varsinkin kaasuöljypitöisten raakamateriaalien laimentamiseksi.

On ecullista käyttää ainoastaan sellaista desorptioväli-25 annetta, joka tulee kerroksesta, jonka desorptiovaihe on päättymässä, koska tämän lähtevän väliaineen normaalien parafiinien pitoisuus on pieneni; ·ί kuin noin 6 paino-% ja yleensä on suuruusluokkaa, noin 1. . .u paino-%. Samoin kuin laimennettaessa raakamateriaalia käyttämällä myötävirtaista 30 puhtaaksipuhaltamisväliainetta n-heksaanilähteenä, johtaa desorptioväliaineen erään osan käyttäminen laimennustarkoi tuksiin laitteisto- ja polttoainekustannusten huomattaviin säästöihin, samalla kuin adsorptiokäsittelyn hyötysuhde ja acsorptiokerroksen hyödyksikäyttöä paranevat. Desorptio-35 väliaineen erään osan ottaminen kerroksesta, jonka vasta-virtainen puhtaaksipuhaltami. vaihe on päättymässä, helpottuu siinä tapauksessa, että käytetään useampaa kuin yhtä Kerros "a , air. piirastako m nävttämää kelmi' .err o s j är j estel- 15 73722 rriää, kuten anjt.u·*·ΐimiehet ymmärtävät.

Udella mainitussa Averyn patentissa, joka sisällytetään viitteenä tähän hakemukseen, on selitetty aa s · ;r p t i o - puh t aak -sipuhaltanis-desorptiomenetelmän erilaisia muita keinoja 5 normaalien parafiinien erottamiseksi hi ilivetyseoksista.

Tässä yhteydessä ei näin ollen o]e syytä toistaa näitä keinoja, joista mainittakoon menetelmässä käytettäviksi soveltuvat, molekyyliseulana toimivat adsorbentit, ja edelleen tiedot määrätyn kaasuoljyn kastepistcen ja kapillaari-10 sen tiivistymispisteen suhteista eri käyttöpaineissa ja keinot syötetyn kaasuoljyn prosenttimääräisen laimentamisen määrittämiseksi n-heksaania tai muita laimentimia käytettäessä. Keksintöä sovellettaessa kaasua!jypitoinen raaka-materiaali tietenkin laimennetaan n-heksaani1la, jolloin 15 n-heksäänilähteenä käytetään myötävirt -lista tuhtaaksipuhai-tamisväliainetta eli desorptioväiiainetta, jotta menetelmä voisi toimia 37 0 '"'C alemmassa lämpötilassa tällaista kaasu-cljypitoista raakamateriaalia käsiteltäessä.

Keksinnön mukaista menetelmää koeajoissa sovellettaessa 20 käsiteltiin raakamateriaalia, jonka keskimolekyylipaino oli 195 ja normaalien paraf-inien pitoisuus 70,35 painc-%, ja jossa oli w^-hiilivetyjä, 360 °C:ssa ja noin 170 kPa paineessa, käyttämällä adsorptiojärjesteimää, jossa eli 8,3 kg tavanomaista adsorbenttia adsorptiokerrosta 25 kohden. Lähtevää desorptioväilainetta käytettiin keksinnön mukaan myötävirtaiseen puhtaaksipuhaltamiseen uudelleen tislatun ja uudelleen kierrätetyn n-heksaanin asemesta. Tässä myctävirtaisessa puhtaaksipuhaltamisväliaineessa oli 4 ... 1 0 paino-% normaaleja hiilivetyjä. Raakamateriaali 30 laimennettiin käyttämällä 22,6 painc-% n-heksaania. Näiden koeajojen perusteella todettiin, että adsorbenttikerroksen kokoa ei tarvitse suurentaa niiden ylimääräisten normaalien parafiinien adsorboimiseksi, joita sisältyi myötävirtaiseen puhtaaksipuhaltamiseen käytettyyn desorptioväliaineeseen.

35 Samankokoinen kerros, jota käytettiin uudelleer.tislattua ja uudelleer.kierrätettyä n-heksaar.ia käytettäessä myötävirtai-seen puhtaaksipuhaltamiseen, toimi tyydyttävästi siinäkin 10 73722 tapauksessa, että myötävirtaisena puhaaksipuhaltamisväli-aineena käytettiin descrptioväliainetta. Ei myöskään esiintynyt normaalin parafiinituotteen puhtauseroa siinä tapauksessa, että keksintöä sovellettiin, verrattuna tapaukseen, 5 jossa käytetään uudelleenkierrätettyä n-heksaania tällaiseen puhtaaksipuhaltamiseen. Tarvittava uudelleenkierrätettävä n-keksaanimäärä samoin kuin tämän uudelleenkierrätettävän n-heksaanin käsittelyyn tarvittavan laitteiston ja energia-kulutuksen kustannukset pienenevät kuitenkin huomattavasti 10 keksintöä sovellettaessa. On huomattava, että keksinnön mukaan on myötävirtaiseen puhtaaksipuha]tamiseen tarvittavan lähtevän desorptiovällaineen se määrä, joka on tarpeen tuotteen halutun puhtauden saavuttamiseksi, sama kuin se määrä, joka tarvitaan normaalien parafiinien erottamiseksi 15 epänormaaleista hiilivedyistä. Tähän tarkoitukseen käytetään tavallisesti adsorboivaa kaasua määränä, joka vastaa useita kerroksen tilavuuksia, esim. noin 7,5...noin 5 kerroksen tilavuutta, ja on yllättävää, että adsorbentti-kerrcksen kokoa ei tarvitse suurentaa niiden ylimääräisten 2G normaalien parafiinien adsorboimiseksi, jotka joutuvat kerrokseen sen lähtevän desorptioväliaineen mukana, jota käytetään myötävirtaiseen puhtaaksipuhaltamiseen. Nämä desorptio-vällaineesta tulevat ylimääräiset adsorboituneet normaalit parafiinit suurentavat näiden parafiinien sitä konsentraa-25 tiota, joka on käytettävissä myöhemmässä desorptiossa ja talteenotossa jatkuvia käsittelyvaiheita sovellettaessa.

Ammattimiehet tietävät, varsinkin Averyn patentin selityksestä, että mitä tahansa rajoissa noin 260...U26 °C olevaa lämpötilaa voidaan käyttää keksinnön mukaisessa isobaarisessa 30 acsorptio-myötävirtaisessa puhtaaksipuhaltamis-öesorptio- mer.etelmässä normaalien parafiinien talteenottamiseksi palo-cljygitoisista raakamateriaalivirroista. Nähdään myös, että kaasuöljypitoisten raakamateriaalivirtoj en käsittelyssä voidaan käyttää lämpötiloja, joiden ylärajana on 370 °L.

35 Käytetty lämpötila määrää sen 3aimennusasteen suuruuden, joka en tarpeen kaasuöljypitoisen raakamateriaalivirran halutussa käyttöpaineessa. Ammattimiehet voivat tällaisten tekijöiden perusteella ja ottamalla huomioon tuotteen haluttu puhtaus- 7 3722 1 7 aste, raakamateriaal ivirrar. ominaisuudet, adsorbent m suorituskyky, jne., helposti määrätä kaasuöljypitoi2en raaka-materiaalin. tarvittavan laimentamisen, johon voidaan käyttää uudelleen tislattua ja uudelleenkierrätet‘yä n-heksaa-5 nia, myötävirtaista puhtaaksipuhaltamisväliäanetta tai lähte vän desorptioväliaineen erästä osaa, kuten edulla on selitetty niin, että kaasuöljypitoinen raakamateriaali voidaan käsitellä alle noin 370 °C:ssa ja samalla välttää kapillaariset tiivistymisilmiöt.

10 Keksintö antaa sen vakiopaineisen menetelmän huomattavan parannuksen, jota menetelmää käytetään normaalien parafiinien erottamiseksi hiilivetyseoksista. Erottaniskäsittelyn koko teknillistaloudellinen edullisuus korostuu keksinnön ansiosta tavalla, joka on täysin kilpailukykyinen tunnetun 15 erottair.iskäsittelyn ja sen tarpeiden kanssa, varsinkin kaasu-öljypitoisia raakamateriaa]eja käsiteltäessä.

Claims (8)

13 111 22

1. Isobaarinen menetelmä normaalien parafiinien erottamiseksi ei-normaaleista hiilivedyistä raakamateriaalivirrassa, jossa on 10...40 mooli-% normaaliparafiineja, joissa on 10...25 hiiliatomia, sekä ei-normaaleja hiilivetyjä siten, että 1) normaalit parafiinit adsorboidaan selektiivisesti saattamalla tämä raakamater iaalivir ta menemään molekyyl i seulana toimivan adsorbenttikerroksen läpi, 2) huuhdellaan myötävirtaisesti n-heksaanilla välisijatilojen puhdistamiseksi höyryistä, jotka sisältävät suurena konsentraationa ei-normaaleja hiilivetyjä, kerroksen ef f luenttipäästä , 3) huuhdellaan vastavir taisesti n-heksaanilla normaalien parafiinien adsorbaatin desorboimi-seksi kerroksesta, 4) otetaan n-heksaani talteen näistä erotetuista normaaleista parafiineista ja ei-normaaleista hiilivedyistä, ja 5) kierrätetään n-heksaani uudelleen kerroksen huuhtelemiseksi, tunnettu siitä, että vastavirtai-sesta huuhteluvaiheesta saadun desorptioef fluent in eräs osa poikkeutetaan myötävirtaiseen huuhteluun käytetyn n-heksaanin lähteeks i.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raakamateriaalivirtana on kaasuöljypitoinen raaka-materiaalivirta, joka laimennetaan n-heksaanilla siten, että adsorptio suoritetaan alle 370 °C:ssa ilman kapillaarista t i i vistym i stä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että isobaarinen paine on rajoissa noin 105...noin 450 kPa, ja adsorptio suoritetaan noin 260...370 °C:ssa. 1 Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasuoljypitoinen raakamateriaalivirta laimennetaan käyttämällä n-heksaanilähteenä vastavi r ta isen huuhtelu- efiiluentin erästä osaa. 19 7 3 7 2 2

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että traakamateriaalivirtana on paloöljypitoinen raaka-materiaalivirta.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että isobaarinen paine on rajoissa noin 140... noin 450 kPa ja adsorptio suoritetaan noin 260...426 °C:ssa.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että myötävirtäiseen huuhteluun poikkeutetun vas-tavirtaisen huuhtelueffluentin määrä on se määrä, joka on tarpeen normaalien parafiinien ja ei-normaalien hiilivetyjen erottamiseksi halutussa määrin.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että myötävirtaiseen huuhteluun käytetty määrä vastavirtäistä huuhtelueffluenttia on noin 2,5...noin 5 kertaa kerroksen välisijatilavuuksien määrä. 2o 7 37 2 2 Pat entkrav