HU176724B - Process for separating n-paraffines - Google Patents

Description

A találmány tárgya tökéletesített eljárás normál-paraffinok elválasztására normál-paraffinokat tartalmazó tápkeverékből, kristályos alumíniumszilikát adszorbens és deszorbens alkalmazásával. Közelebbről, a találmány tárgya tökéletesített eljárás normál-paraffinok elválasztására kristályos alumíniumszilikát adszorbens felhasználásával, kétlépéses deszorpciós műveletet alkalmazva, amelynek eredményeképpen aromás szennyezéseket kis koncentrációban tartalmazó, nagy tisztaságú normál-paraffin termékáramot különítünk el.

Szénhidrogének elválasztására számos eljárás ismeretes, utalunk itt főképpen az ellenáramú, állóágyas eljárásokra, amelyekre általában úgy utalnak, mint imitált ellenáramlású, állóágyas eljárásokra [például a 2 985 589 számú amerikai szabadalmi leírás].

A technika állásához közelebbről az alábbi amerikai szabadalmi leírások tartoznak:

985 589, 3 274 099, 3 732 325, 3 696 107,

723 302, 3 733 261 és 3 715 409 sz.

Valamennyi fenti szabadalmi leírás szilárd és folyékony anyagok imitált ellenáramú szétválasztási eljárására vonatkozik, ahol egy betáplált áram extraktum-komponensét speciális adszorbensen szelektív adszorpcióval elkülönítik, és ezt követően a fenti komponenst az alapanyaghoz viszonyítva nagyobb koncentrációban tartalmazó termékáramként elkülönítik. Valamennyi eljárás szerint különböző zónákat alkalmaznak, a zónák az adszorbens anyag bizonyos mennyiségeit tartalmazzák, és ezekben önálló folyamatok mennek végbe. Valamennyi eljárás során legalább három műveleti zónát alkalmaznak: egy adszorpciós zónát, egy tisztítózónát és egy deszorpciós zónát. Az adszorpciós zónában a szelektíven adszorbeált extraktum-anyag és esetleg némi szennyező anyag adszorbeálódik, míg a kevésbé szelektíven visszatartott finomítvány-anyagok általában az adszorbenst körülvevő közbeeső hézag10 térfogatokban maradnak vissza. A tisztítózónában végzett művelet lényege az adszorbensen jelenlevő adszorbeált extraktum-anyagok tisztítása, az adszorbens a tisztítózónán áthaladva koncentráltabb lesz az extraktum-anyagra és kevésbé koncentrált a fi15 nomítvány-anyagokra. A deszorpciós zónában egy deszorbens anyaggal távolítják el az adszorbeált extraktum-anyagot az adszorbensről.

Az elsőként említett szabadalmi leírás alapjaiban ismertet egy szilárd és folyékony anyagokat érint20 keztető imitált ellenáramú eljárást, ahol állóágyas szilárd adszorbenst alkalmaznak, mozgó be- és kivezető-áramokkal, ami lehetővé teszi a zónák szétválasztását, amelyekben különböző funkciók mennek végbe, hogy a betáplált áramot finomítvánv-termék25 komponensre és extraktum-termékkomponensre válasszák szét.

A második, 3 274 099 számú szabadalmi leírás lényegileg az elsőével azonos eljárási lépéseket tartalmaz, de a tisztítózónába, amely az adszorpciós 30 zóna és a deszorpciós zóna között van elhelyezve, még egy áramot bevezetnek. Ez a bevezetett áram egy kiszorító anyag (sweeping agent), egy finomítvány-típusú komponens (vagyis olyan anyag, amely az adszorbensen viszonylag nem adszorbeálódik), és forráspontja olyan, hogy a betáplált finomítvány-komponenstől desztillációval elválasztható. Ezt a kiszorító anyagot azért vezetik a rendszerbe, hogy a tisztítózónában az adszorbensrészecskék közötti hézagtérfogatokban visszatartott finomítmány-anyagot az adszorpciós zónába visszanyomja, és megakadályozza, hogy a betáplált finomítvány-anyag az adszorpciós zónából a tisztítózónán át a deszorpciós zónába jusson, és az extraktum-terméket elszennyezze. A 3 274 099 sz. szabadalmi leírás egyik kiviteli módja normál-paraffinok és izo-paraffinok szétválasztására vonatkozik.

A 3 732 325 számú amerikai szabadalmi leírás eljárása ugyanazokat az alapműveleteket alkalmazza, mint az elsőként említett szabadalmi leírás, és ezenkívül egy speciális adszorbenst az aromás szénhidrogének, főképpen a C₈-aromások elkülönítésére. A leírásban ismertetett eljárás szerint extraktum-anyagot tartalmazó tisztítóáramot vezetnek a tisztítózónába. Ez az extraktum származhat az eljárás valamely extraktumot kivezető helyéről, vagy egy olyan extraktum-anyagból, amelyet egy extraktum-áramot frakcionáló berendezésben a deszorbenstől elválasztottak. Az extraktum-anyagot tartalmazó tisztító-áram az adszorbensrészecskék között levő hézagtérfogatokból eltávolítja a tisztítózónába került finomítvány-anyagot, eltávolítja az adszorbens által adszorbeált, betáplált szennyezéseket, továbbá csökkenti a deszorbens mennyiségét, amely általában körülveszi a zónában levő adszorbensrészecskéket, ha tisztító-áramot nem használnak.

A 3 696 107 számú amerikai szabadalmi leírás eljárást ismertet para-xilol elkülönítésére, C₈-aromások keverékét tartalmazó tápáramból. Ennek az eljárásnak az alapját is az elsőként említett szabadalmi eljárás műveleti lépései képezik, emellett egy speciális kristályos alumíniumszilikát adszorbenst és kétlépéses deszorpciós műveletet alkalmaznak, ahol az első deszorbens-áram a deszorpciós zónában érintkezik az adszorbenssel, a para-xilolt az adszorbensről deszorbeálja, és a második deszorbens-áram ugyancsak a deszorpciós zónában érintkezik az adszorbenssel, és ez a deszorbeált para-xilolokat kinyomja az adszorbens részecskéi között levő hézagtérfogatokból. Az eljárásból egy extraktum-áramot különítenek el.

A 3 723 302 számú amerikai szabadalmi leírás eljárást ismertet olefinek és paraffinok szétválasztására. Az eljárás alapműveletei ugyanazok, mint az elsőként említett szabadalmi leírás szerinti eljárásban, de egy speciális adszorbenst' és ugyancsak kétlépéses deszorpciós műveletet alkalmaznak. Az eljárás során két deszorbens anyagot használnak, mindkettő a deszorpciós zónába lép be. Az első deszorbens anyag a deszorpciós zónában érintkezik az adszorbenssel, és a szennyezéseket deszorbeálja az adszorbensről, míg a második deszorbens anyag ugyanabban a deszorpciós zónában az olefintermékeket deszorbeálja az adszorbensről. Az eljárásból két extraktum-áramot különítenek el, egy extrak tumkivezető-áramot, amely a szennyezőanyagokat és egy másik extraktumkivezető-áramot, amely az olefineket tartalmazza.

A 3 733 261 számú amerikai szabadalmi leírás eljárást ír le olefinek elválasztására paraffinoktól, ahol az alapvető műveleti lépések az elsőként említett szabadalmi leíráséval azonosak. Ebben az eljárásban egy deszorbens anyagot vezetnek be a deszorpciós zóna két pontján, és az eljárásból két extraktum-áramot távolítanak el, egy szennyezett extraktum-áramot, amely aromás szennyezéseket és deszorbens anyagot és egy olefin-extraktum-áramot, amely olefineket és deszorbens anyagot tartalmaz.

A 3 715 409 számú amerikai szabadalmi leírás eljárást ismertet aromás szénhidrogének szétválasztására. Az eljárás során négy zónát alkalmaznak, és a következő műveleti lépéseket végzik: a tisztítózónába egy extraktumbevezetŐ-áramot táplálnak be a finomítvány-anyag deszorpciója és eltávolítása céljából, az eltávolított finomítványkivezető-áram legalább egy részét az adszorpciós zónából a pufferzónába vezetik, itt a deszorpciót elvégzik, és a deszorbens anyagot eltávolítják, és végül egy finomítványbevezető-áramot táplálnak egy adszorpciós zónába, s így ebben a zónában a deszorbenst az adszorbensről eltávolítják.

Valamennyi fent említett eljárásban egy extraktumkivezető-áram és a finomítványkivezető-áram általában tartalmaznak egy deszorbens anyagot, amit· legalább az extraktumkivezető-áramból el kell távolítani, hogy nagytisztaságú extraktum-terméket kapjunk, és a deszorbens anyagot újra felhasználhassuk. Azokban az eljárásokban, amelyekben nem a finomítvány-komponens, hanem az extraktum-komponens az előállítani kívánt termék, a deszorbens anyagot rendszerint mégis eltávolítják a finomítványkivezető-áramból is, így azt az eljárásban újra fel lehet használni. Az elkülönítést általában frakcionáló eszközökkel végzik, az extraktumkivezető-áram és a finomítványkivezető-áram legalább egy részét megfelelő frakcionálóberendezéseken vezetik át, ahol a deszorbens anyagot elkülönítik, s így deszorbens anyagoktól lényegileg mentes extraktum-terméket és finomítvány-terméket kapnak, továbbá mindegyik frakcíonálóból egy olyan áramot, amely egy vagy több deszorbens anyagot és egy kiszorító-anyagot tartalmaz, ha utóbbit alkalmazzuk az eljárásban. Azoknál az eljárásoknál, amelyeknél csak egy deszorbens anyagot használunk és kiszorító-anyagot nem alkalmazunk, az áramokat további műveletek nélkül egyesíthetjük az eljárásban történő további felhasználásra. Ha egynél több deszorbens anyagot, vagy egy deszorbens anyagot és egy kiszorító-anyagot alkalmazunk az eljárásban, akkor ezeket a deszorbenstartalmú áramokat rendszerint további műveleteknek kell alávetni, hogy a deszorbens anyagokat, vagy a deszorbens anyagot és a kiszorító-anyagot szétválasszuk. A technika állása szerint ezt úgy végzik, hogy az extraktumkivezető- és finomítványkivezető-áramok közül legalább az egyik deszorbenstartalmú-áramot az első frakcíonálóból egy második frakcionálóhoz, egy deszorbens-elválasztóhoz vezetik, ahol az elválasztás végbemegy, s így olyan áramokat kapnak, amelyeket az eljárás különböző helyeire vissza lehet cirkuláltatni.

A találmány tárgyát tökéletesített eljárás képezi normál-paraffinok elválasztására, normál-paraffinokat és izoparaffinokat tartalmazó tápáramból. A normál-paraffinokat mint nyersanyagokat számos termék, így el nem ágazó láncú olefinek és alkoholok, állati és emberi fogyasztásra szolgáló proteinek és detergensek előállítására használják. A tökéletesített eljárás egyik kiviteli módja szerint kombinálva alkalmazunk egy kristályos alumíniumszilikát adszorbenst, egy imitált mozgóágyas, ellenáramú műveleti rendszert, egy kiszorító-anyagot és egy deszorbens anyagot a normál-paraffinok elkülönítésére, míg a találmány szerinti tökéletesített eljárás egy másik kiviteli módja szerint kombinálva alkalmazzuk ugyanazt az adszorbenst és műveleti rendszert, kiszorító-anyagot és két deszorbens anyagot, s így aromás szennyezéseket csökkentett koncentrációban tartalmazó normál-paraffin terméket állítunk elő. A tökéletesítés eljárást jelent egy deszorbens anyag és egy kiszorító-anyag szétválasztására, és ezek mindegyikének visszacirkulálására, az eljárásban történő újbóli felhasználásra. A tökéletesítés lehetővé teszi, hogy csökkentsük a deszorbenselválasztó méretét és az energiaráfordítást, ami az ennél nagyobb méretű elválasztó üzemeltetéséhez szükséges lenne, továbbá a nem a találmány szerinti eljárással működtetett elválasztóhoz szükséges energiabefektetést.

A találmány feladata az eddigieknél gazdaságosabb eljárás kidolgozása normál-paraffinoknak izo-paraffinoktól történő elválasztására, ha az eljárásban egy kiszorító-anyagot és egy vagy több deszorbens anyagot alkalmazunk. Közelebbről, a találmány feladata eljárás kidolgozása normál-paraffinoknak izo-paraffinoktól történő elkülönítésére, a technika állásához viszonyítva csökkentett üzemi beruházási és üzembentartási költségekkel, egy kiszorító-anyag és egy vagy több deszorbens anyag alkalmazásával.

A találmány egyik kiviteli módja tökéletesített eljárás normál-paraffinok elválasztására, normál-paraffinok és izo-paraffmok keverékét tartalmazó tápáramból, az eljárásban forma-szelektív zeolit adszorbenst alkalmazva, a következő lépésekben:

a) tiszta folyadékáramlást létesítünk egyetlen irányban egy adszorbens-oszlopon, ahol az oszlop legalább három zónát tartalmaz, amelyek mindegyike önálló műveleti funkciót tölt be, és amelyek az oszlop terminális zónáival sorba vannak kötve, s így a zónák folytonos kapcsolatát biztosítjuk,

b) adszorpciós zónát működtetünk az oszlopban, ahol az adszorbens a zóna ellenáramirányú határán levő tápanyagbevezető-áram és a zóna folyásirányú határán levő finomítványkivezető-áram között van elhelyezve,

c) tisztítózónát működtetünk közvetlenül a fenti adszorpciós zóna után az ellenáram irányában, ahol az adszorbens a tisztítózóna ellenáramirányú határán levő extraktumkivezető-áram és a tisztítózóna folyásirányú határán levő tápanyagbevezető-áram között van elhelyezve, és a tisztítózónához egy kiszorító-anyagot bevezető áram csatlakozik, amely a fenti tápanyagbeveze tő-áramhoz viszonyítva az ellenáram irányában fekszik,

d) deszorpciós zónát működtetünk közvetlenül a fenti tisztítózóna után, az ellenáram irányában, ahol az adszorbens a zóna ellenáramirányú határán levő deszorbensbevezető-áram és a zóna folyásirányú határán levő extraktumkivezető-áram között van elhelyezve,

e) finomítvány-típusú vegyületből álló kiszorító-anyagot vezetünk a tisztítózónába,

f) a tápáramot adszorpciós körülmények között bevezetjük az adszorpciós zónába, a zónában a normál-paraffinokat az adszorbensen szelektíven adszorbeáljuk, és izo-paraffinokat, kisrorító-anyagot és egy később ismertetendő deszorbens anyagot tartalmazó finomítványkivezető-áramot vonunk ki a zónából,

g) egy deszorbens anyagot deszorpciós körülmények között a deszorpciós zónába vezetünk, a zónában a normál paraffinokat az adszorbensröl eltávolítjuk, és normál-paraffinokat, kiszorító-anyagot és deszorbens anyagot tartalmazó extraktumkivezető-áramot vonunk ki a zónából,

h) a fenti extraktumkivezető-áramnak legalább egy részét egy első frakcionáló eszközhöz vezetjük, és itt az extraktumkivezető-áramot az első frakcionálás körülményei között frakcionálva, kiszorító-anyag és deszorbens anyag keverékéből álló első fejpárlatot és normál-paraffinokból álló első fenékfrakciót termelünk ki,

i) a fenti finomítványkivezető-áramnak legalább egy részét egy második frakcionáló eszközhöz vezetjük, és itt a finomítványkivezető-áramot a második frakcionálás körülményei között frakcionálva, kiszorító-anyag és deszorbens anyag keverékéből álló második fejpárlatot és izo-paraffinokból álló második fenékfrakciót termelünk ki,

j) a kiszorító-anyag és deszorbens anyag keverékét egy harmadik frakcionálás körülményei között tartott harmadik frakcionáló eszközben szétválasztva, deszorbens anyagból álló harmadik fejpárlatot és kiszorító-anyagból álló fenékfrakciót termelünk ki,

k) a harmadik fejpáriatnak legalább egy részét visszacirkuláltatjuk a deszorpciós zónába,

l) a harmadik fenékfrakciónak legalább egy részét visszacirkuláltatjuk a tisztítózónába,

m) az adszorpciós zónában fennálló folyadékáramláshoz viszonyítva folyásirányban az adszorbens-szemcsékből álló oszlopon időszakosan előremozgatjuk a tápanyagbevezető-áramot, a finomítványkivezető-áramot, deszorbensbevezető-áramot és extraktumkivezető-áramot, így a zónákat az adszorbens tömegén eltoljuk, és extraktumkivezető- és finomítványkivezető-áramokat termelünk ki, a tökéletesített eljárás szerint a frakcionáló és visszacirkuláló műveletet a következő lépésekben végezve:

i) az első vagy második frakcionáló eszközből, kiszorító-anyagból és deszorbens anyagból álló oldalpárlatot távolítunk el, ahol az oldalpárlat a deszorbens anyagot kisebb koncentrációban tartalmazza, mint az első vagy a második fejpárlat, ii) a fenti oldalpárlatnak legalább egy részét a frakcionáló körülmények között tartott harmadik frakcionáló eszközhöz vezetjük, itt az oldalpárlatot szétválasztva harmadik fejpárlatot és harmadik fenékfrakciót termelünk ki és 5 iii) a harmadik fejpárlat, az első fejpárlat és a második fejpárlat mindegyikének legalább egy részét keverve a deszorpciós zónába vezetjük.

A találmány egy másik kiviteli módja tökélete- 10 sített eljárás normál-paraffinok elválasztására, normál-paraffinok, izo-paraffinok és aromás szénhidrogén keverékét tartalmazó tápáramból, az eljárásban adszorbensként 5A zeolitot alkalmazva, a következő lépésekben: ¹⁵

a) tiszta folyadékáramlást létesítünk egyetlen irányban egy adszorbens-oszlopon, ahol az oszlop legalább három zónát tartalmaz, amelyek mindegyike önálló műveleti funkciót tölt be, és ame- 20 lyek az oszlop terminális zónáival sorba vannak kötve, s így a zónák folytonos kapcsolatát biztosítják,

b) adszorpciós zónát működtetünk az oszlopban, ahol az adszorbens a zóna ellenáramirányú 25 határán levő tápanyagbevezető-áram és a zóna folyásirányú határán levő finomítványkivezető-áram között van elhelyezve,

c) tisztítózónát működtetünk közvetlenül a fenti adszorpciós zóna után az ellenáram irányában, ahol 30 az adszorbens a tisztítózóna ellenáramirányú határán levő extraktumkivezető-áram és a tisztítózóna folyásirányú határán levő tápanyagbevezető-áram között van elhelyezve, és a tisztítózónához egy kiszorító-anyagot bevezető áram csatlakozik, amely 35 a fenti tápanyagbeveze tő-áramhoz viszonyítva az ellenáram irányában fekszik,

d) deszorpciós zónát működtetünk közvetlenül a fenti tisztítózóna után, az ellenáram irányában, ahol az adszorbens a zóna ellenáramirányú határán 40 levő deszorbensbevezető-áram és a zóna folyásirányú határán levő extraktumkivezető-áram között van elhelyezve,

e) a tápáramot adszorpciós körülmények között bevezetjük az adszorpciós zónába, a zónában a 45 normál-paraffinokat és az aromásokat az adszorbensen szelektíven adszorbeáljuk,

f) első deszorbens anyag és kiszorító-anyag keverékét vezetjük a tisztítózónába, és az aromásokat az első deszorpció körülményei között az adszor- 50 bensről deszorbeáljuk,

g) az adszorpciós zónából kivonunk egy finomít- ványkivezető-áramot, amely betáplált izo-paraffinokból és aromás szénhidrogénekből, kiszorító-anyagból és első deszorbens anyagból áll, 55

h) második deszorbens anyagot tartalmazó de- szorbensbevezető-áramot vezetünk a deszorpciós zónába, és itt a normál-paraffinokat az adszorbensről a második deszorpció körülményei között deszorbeáljuk, ₆₀

i) a deszorpciós zónából normál-paraffinokat, kiszorító-anyagokat és második deszorbens anyagot tartalmazó extraktumkivezető-áramot vonunk íd,

j) a fenti extraktumkivezető-áramnak legalább egy részét egy első frakcionáló eszközhöz vezetjük, 65 és itt a fenti extraktumkivezető-áramot az első frakcionálás körülményei között frakcionálva, kiszorító-anyag, első deszorbens anyag és második deszorbens anyag keverékéből álló első fejpárlatot és normál-paraffinokból álló első fenékfrakciót termelünk ki,

k) a fenti finomítványkivezető-áramnak legalább egy részét egy második frakcionáló eszközhöz vezetjük, és itt a finomítványkivezető-áramot a második frakcionálás körülményei között frakcionálva, kiszorító-anyag, első deszorbens anyag és második deszorbens anyag keverékéből álló második fejpárlatot és izo-paraffinokból és betáplált aromásokból álló második fenékfrakciót termelünk ki,

l) kiszorító-anyag, első deszorbens anyag és második deszorbens anyag keverékét a harmadik frakcionálás körülményei között tartott harmadik frakcionáló eszközben szétválasztva, kiszorító-anyagból és második deszorbens anyagból álló harmadik fejpárlatot és kiszorító-anyagból és első deszorbens anyagból álló harmadik fenékfrakciót termelünk ki,

n) a harmadik fejpárlatnak legalább egy részét visszacirkuláltatjuk a deszorpciós zónába,

n) a harmadik fenékfrakciónak legalább egy részét visszacirkuláltatjuk a tisztítózónába,

o) az adszorpciós zónában fennálló folyadékáramláshoz viszonyítva folyásirányban az adszorbens-szemcsékből álló oszlopon időszakosan előremozgatjuk a tápanyagbevezető-áramot, a finomítványkivezető-áramot, deszorbensbevezető-áram ot és extraktumkivezető-áramot, igy a zónákat az adszorbens tömegén eltoljuk, és extraktumldvezető- és finomítványkivezető-áramokat termelünk ki, a tökéletesített eljárás szerint a frakcionáló és visszacirkuláltató műveleteket a következő lépésekben végezve:

i) az első vagy második frakcionáló eszközből kiszorító-anyagból és első deszorbens anyagból álló oldal párlatot távolítunk el, ahol az oldalpárlat a második deszorbens anyagot kisebb koncentrációban tartalmazza, mint az első vagy a második fejpárlat, ii) a fenti oldalpárlatnak legalább egy részét a frakcionáló körülmények között tartott harmadik frakcionáló eszközhöz vezetjük, és itt az oldalpárlatot szétválasztva, harmadik fejpárlatot és harmadik fenékfrakciót termelünk ki, és iii) az első fejpárlat, a második fejpárlat és a harmadik fejpárlat mindegyikének legalább egy részét keverve a deszorpciós zónába vezetjük.

A találmány szerinti eljárással kapcsolatos egyéb részleteket, amelyek a tápkeverékekre, adszorbensekre, deszorbens anyagokra és műveleti körülményekre vonatkoznak, a leírás további részében ismertetünk.

A találmány szerinti eljárás könnyebb megértése céljából a leírásban használt egyes kifejezések értelmezését az alábbiakban közöljük:

A „tápáram” kifejezés az eljárásban olyan áramot jelent, amelyen keresztül a betáplált anyag (alapanyag) az adszorbenshez jut. A betáplált anyag egy vagy több extraktum-komponensből és egy vagy több finomítvány-komponensből áll. „Extraktum-komponens” alatt olyan vegyületet vagy vegyülettípust értünk, amelyet az adszorbens szelektívebben adszorbeál, míg a „finomítvány-komponens” alatt kevésbé szelektíven adszorbeálódó vegyületet vagy vegyülettípust értünk. Az eljárás során a tápáramban levő normál-paraffinok extraktum-komponensek, míg az izo-paraffinok és az aromás vegyületek legnagyobb része finomítvány-komponens. A betáplált aromás vegyületek egy kis része azonban az adszorbensrészecskék felületén adszorbeálódik, és így a szó szigorú értelmében ezeket extraktum-komponensnek kell tekinteni. Az „extraktum-komponens” kifejezés általában szelektívebben adszorbeálódó vegyületre vagy vegyülettípusra utal, amely a cél szerinti termék lesz, így ebben az eljárásban a normál-paraffinokra. A „deszorbens anyag” kifejezés általában olyan anyagot jelent, amely egy extraktum-komponenst deszorbeálni képes. Specifikusan, az „első deszorbens anyag” kifejezés olyan anyagot jelent, amely deszorbeálni képes a felületen adszorbeált betáplált aromásokat, de nem képes az adszorbensről deszorbeálni a normál-paraffinokat, míg a „második deszorbens anyag” kifejezés olyan deszorbens anyagra utal, amit az adszorbeálódott normál-paraffinok deszorbeálása céljára választottunk ki. A „kiszorító-anyag” kifejezés finomítvány-típusú vegyületet jelent, amit az eljárásban alkalmazunk, elsősorban a finomítvány-komponensek kiszorítására az adszorbens nem-szelektív hézagtérfogatából (definícióját lásd alább). A „deszorbens-áram” vagy „deszorbensbevezető-áram” azt az áramot jelenti, amelyen keresztül a deszorbens anyag az adszorbenshez jut. A „finomítvány-áram vagy „finomítványkivezető-áram” olyan áramot jelent, amelyen keresztül a finomítvány-komponensek legnagyobb részét az adszorbensről eltávolítjuk. A finomítvány-áram összetétele lényegileg 100% deszorbens anyag, és lényegileg 100% fmomítvány-komponens között változhat. Az „extraktum-áram” vagy „extraktumkivezető-áram” olyan áramot jelent, amelyen keresztül a deszorbens anyaggal deszorbeált extraktum-anyagot az adszorbensről eltávolítjuk. Az extraktum-áram összetétele szintén változhat kb. 100% deszorbens anyagtól lényegileg 100% extraktum-komponensig.

A találmány szerinti eljárás ugyan lehetővé teszi, hogy igen nagy tisztaságú (99%-os) normál-paraffinokat igen nagy hozammal (90% vagy ennél több) állítsunk elő, de tisztában kell lenni azzal, hogy az adszorbens egy extraktum-komponenst soha nem adszorbeál tökéletesen, valamint egy finomítvány-komponenst is adszorbeál minimális mértékben. Ezért az extraktum-áramban kismennyiségű finomítvány-komponens jelentkezhet, és hasonlóképpen a finomítvány-áramban kismennyiségű extraktum-komponens lehet jelen. Az extraktum- és finomítvány-áramokat egymástól és a betáplált keveréktől az egyes áramokban jelenlevő extraktum-komponens és finomítvány-komponens koncentrációarányával különböztetjük meg. Még specifikusabban az adszorbeált normál-paraffinok koncentrációjának és a nem adszorbeált izo-paraffinok koncentrációjának a hányadosa a legkisebb lesz a finomítvány-áramban, nagyobb a betáplált keverékben és a legnagyobb az extraktum-áramban. Hasonlóképpen a nem adszorbeált izo-paraffinok és az adszorbeált normál-paraffinok koncentrációinak a hányadosa a 5 legnagyobb lesz a finomítvány-áramban, kisebb a betáplált keverékben és a legkisebb az extraktum-áramban.

Az adszorbens „szelektív pórustérfogata” kifejezés az adszorbensnek azt a térfogatát jelenti, 0 amely a betáplált anyagból az extraktum-komponenseket szelektíven adszorbeálja. Az adszorbens „nem-szelektív hézagtérfogata” az adszorbensnek azt a térfogatát jelenti, amely az extraktum-komponenseket a betáplált anyagból nem tartja vissza 5 szelektíven. Ez a térfogat az adszorbens azon üregeit foglalja magába, amelyek nem tartalmaznak adszorptív helyeket, továbbá az adszorbens részecskéi között levő hézagokat. A szelektív pórustérfogatot és a nem-szelektív hézagtérfogatot általában 0 térfogat-mennyiségekkel fejezzük ki. Ezek a térfogat-mennyiségek fontosak azon folyadék megfelelő áramlási sebességeinek a meghatározásához, amelyet egy műveleti zónába — adott mennyiségű adszorbens esetén — kielégítő működés céljából be kell 5 vezetni.

Ha az adszorbens egy műveleti zónába (később ismertetjük) kerül, akkor nem-szelektív hézagtérfogata szelektív pórustérfogatával együtt folyadékot visz a zónába. A nem-szelektív hézagtérfogatot 0 hasznosítjuk annak a folyadékmennyiségnek a megállapítására, amelyet ugyanebbe a zónába az adszorbenshez ellenáramban be kell vezetni ahhoz, hogy a nem-szelektív hézagtérfogatban levő folyadékot eltávolítsuk. Ha a zónába vezetett folyadék 5 áramlási sebessége kisebb mint a zónába kerülő adszorbens anyag nem-szelektív hézagtérfogata, akkor az adszorbens a zónában tiszta folyadékot tart vissza. Ennek következtében az adszorbens nem-szelektív hézagtérfogatában folyadék van jelen, ami 0 a legtöbb esetben kevésbé szelektíven visszatartott betáplált komponensekből áll.

Egy adszorbens szelektív pórustérfogata bizonyos esetekben az adszorbens körülvevő folyadékból finomítvány-anyagot adszorbeálhat, mivel egyes 5 esetekben a szelektív pórustérfogatban az adszorptív helyekért versengés folyik az extraktum-anyag és a finomítvány-anyag között. Ha az extraktum-anyaghoz képest nagymennyiségű finomítvány-anyag veszi körül az adszorbens t, akkor a finomít) vány-anyag elég versenyképes lehet ahhoz, hogy az adszorbens adszorbeálja.

A találmány szerinti eljárásban használható alapanyagok olyan szénhidrogénfrakciók, amelyeknek molekulái kb. 6-30 szénatomosak. A szénhidrogén; frakciók szénatomszám-tartománya tipikusan szűk, kb. három és kb. tíz szénatomszám között van. Tipikus tápáram például egy C^-Cu petróleumfrakció, vagy egy C_t0-C₂₀ gázolajfrakció. A tápáramok különböző koncentrációkban tartalmaznak ) normál-paraffinokat, izo-paraffinokat és aromásokat, de kevés vagy semmi olefint. Attól függően, hogy milyen típusú a nyersolaj, amelyből a szénhidrogénfrakció származik, és milyen a frakció szénatomszám-tartománya, a betáplált anyagban a _; normál-paraffinok koncentrációja általában kb.

15-60 térf.%, és az aromások koncentrációja kb. 10-30 térf.%. Előfordulhatnak kevésbé szokásos tápáramok is, amelyeknél az aromás anyagok koncentrációja csak mintegy 2-4 térf.%. Mivel a betáplált aromások az izo-paraffinokhoz hasonlóan az eljárásban alkalmazott adszorbens pórusaiba nem tudnak bejutni, mivel keresztmetszeti átmérőjük túlságosan nagy, csaknem az összes aromás a finomítvány-áramban van jelen. Egy kis része azonban erősen adszorbeálódik az adszorbensrészecskék felületén, és végül mint szennyezés jelenik meg az extraktum-termékben (normál-paraffin). A betáplált aromás anyagok tartalmazhatnak monociklusos aromásokat, így benzolt vagy alkilbenzolokat, indánokat vagy alkilindánokat, továbbá biciklusos aromásokat, így naftalinokat, bifenileket vagy acenafténeket.

A fent említett aromás szennyezéseket jellemezhetjük a C_nH_2n_j általános képlettel, ahol J - mint ahogyan a tömegspektrometriában használatos - egy specifikus számot jelent, amely - ha a fenti empirikus képletben alkalmazzuk — komplikált aromás típusok megkülönböztető jellemzését lehetővé teszi. Azt találtuk, hogy bizonyos J₆ és J12 aromás szénhidrogének azok, amelyeket az adszorbens leginkább visszatart. Más típusú aromás szénhidrogének, így a J₈ vagy J_l0, sőt J_l6 típusú szénhidrogének ugyancsak erősen adszorbeálódnak.

Az előzőekben definiált kiszorító-anyag forráspontja előnyösen eléggé különbözik a tápáram finomítvány-komponensek forráspontjától ahhoz, hogy a finomítvány-áramtól egy későbbi desztillációval elválasztható legyen. így ebben az eljárásban a kiszorító-anyag az alapanyagban levő izoparaffinok vagy naftének magasabb vagy alacsonyabb forráspontú homológja lehet. Jellemző példaként megemlítjük, hogy egy Ci₀-Ci₅ alapanyag normál-paraffinjainak az elválasztása során használható megfelelő kiszorító-anyag az izooktán, amelyet az adszorbens nem adszorbeál, és amely a Ci₀-Ci_S finomítvány-komponensektől desztillációval elkülöníthető.

A kiszorító-anyagot olyan sebességgel vezetjük be, hogy térfogata lényegileg azonos legyen az adszorbens részecskéi között levő hézagtérfogattal. A kiszorító-anyag a körfolyamat egy adott pontján adott sebességű cirkulációval betáplálva, alaposan és folyamatosan eltávolítja a hézagtérfogatban levő anyagot, először a fínomítvány-komponenseket az adszorbens részecskéi közül, mivel az utóbbit a folyamat-áramláson keresztül cirkuláltatjuk. Az eltávolított finomítvány-komponensek egyesülnek azzal a folyadékárammal, amely az adszorbensen átfolyik, és e komponenseket végül eltávolítjuk a cirkuláló folyadékfázisból, kivonva mint finomítványkivezető-áramot, amelynek azután legalább egy részét a finomítvány-áramot frakcionáló eszközhöz vezetjük, ahol a fínomítvány-komponenseket kitermelhetjük. A kiszorító-anyag adagolásának előnyös mértéke a tisztítózónába az az áramlási sebesség, amely azonos vagy nagyobb, mint az adszorbens részecskéi között levő hézagtérfogat áramlási sebessége, ez a sebesség minden esetben függ az adszorbens szemcsenagyságától, akár mozgó-, akár álló ágyas eljárást alkalmazunk, továbbá más faktoroktól.

A találmány szerinti eljárásban használt deszorbens anyagoknak olyan anyagoknak kell lenniök, amelyek a tápkeveréktől könnyen elválaszthatók. Mind a finomítvány-áramot, mind az extraktum-áramot a deszorbens anyagokkal keverve távolítjuk el az adszorbensről. Ezeknek a deszorbens anyagoknak az elkülönítése nélkül az extraktum-komponensek és - ha kitermelésük szükséges - a finomítvány-komponensek tisztasága nem lenne kielégítő, és a deszorbens anyag sem lenne újra felhasználható az eljárásban. Ezért szükséges, hogy a deszorbens anyagoknak a forráspontja az adszorbenshez vezetett tápkeverék forráspontjától eltérő legyen, s így a deszorbens anyagok a finomítványés extraktum-komponensek elkülönítésére használt szeparálásnál elválaszthatók, és az eljárásban újra felhasználhatók.

A találmány szerinti eljárásban egy vagy két deszorbens anyag alkalmazható. Első deszorbens anyagot abban az esetben használunk, ha a betáplált aromásokat kis koncentrációban tartalmazó extraktum-terméket kívánunk előállítani. Első deszorbens anyag alkalmazásával az extraktum-termékben levő betáplált aromások koncentrációja kb. 0,05 súly%-nál kisebbre csökkenthető. Az eljárásban használható első deszorbens anyagok aromás szénhidrogének, amelyeknek forráspontja a betáplált keverék forráspontjától különbözik, hogy ettől desztillációval elválaszthatók legyenek. Az első deszorbens anyag forráspontja előnyösen eltér a kiszorító-anyag forráspontjától is, hogy ettől desztillációvai ugyancsak elválasztható legyen. Az eljárásban használható első deszorbens anyagok lehetnek egyes aromások, így benzol, toluol, xilol-izomerek, etilbenzol vagy C₈-aromások keveréke. Az előzőekben említett esetben, amikor a normál-paraffinokat Cio—Ci 5 támáramból különítjük el, és kiszorító-anyagként izooktánt használunk, p-xilol és etilbenzol például a megfelelő első deszorbens anyagok. Ha az első deszorbenst a kiszorító-anyaggal keverve használjuk, akkor az első deszorbens anyag koncentrációja a keverékben kb. 5 és csaknem 100 térf.% között van a teljes keverékre számítva. Ez a koncentráció előnyösebben kb. 15—40 térf.%. Mivel az első deszorbens anyagnak csak a felületen adszorbeálódott, betáplált aromásokat kell deszorbeálnia, fontos az is, hogy az első deszorbens anyag egyáltalán ne, vagy csak kismértékben tartalmazzon második deszorbens anyagot, hogy a normál-paraffinok deszorpcióját elkerüljük. A második deszorbens anyag koncentrációja az első deszorbens anyagban előnyösen 1 térf.%-nál kisebb.

A második deszorbens anyag lehet bármely normál-paraffin, amelynek forráspontja a betáplált keverékétől eltér, hogy ettől desztillációval elválasztható legyen. Második deszorbensként gyakran használunk normál-pentánt, mivel ez az eljárás során könnyen elkülöníthető az általában betáplálásra kerülő anyagoktól. A második deszorbens anyag lehet 100%-ban normál-paraffin, vagy tartalmazhat kisebb koncentrációban normál-paraffinokat, egy izo-paraffin vagy naftén hígítóval keverve. Ha hígítószerrel keverve alkalmazzuk, akkor a normál-paraffinok koncentrációja a keverékben általában kb. 40-80 térf.%. Lényeges, hogy a második deszorbens anyag egyáltalán ne, vagy csak kevés első deszorbens anyagot tartalmazzon, mivel az aromások jelenléte gátolja a normál-paraffinoknak a második deszorbens anyag által történő deszorpcióját. Az első deszorbens anyag koncentrációja a második deszorbens anyagban előnyösen 0,1 térf.%-nál kisebb.

Az eljárásban alkalmazható szilárd adszorbensek forma-szelektív zeolitok, vagy molekulasziták. A „forma-szelektív” kifejezés arra vonatkozik, hogy a zeolitok pórusaik fix keresztmetszeti átmérője következtében a molekulákat alakjuk vagy méretük szerint szétválasztani képesek. A zeolitok az alumíniumszilikát kristályok csoportjához tartoznak, amelyek vázszerkezete olyan, hogy abban minden SiO₄ vagy A1O₄ tetraéder mindegyik csúcsa más tetraéderek csúcsával közös, a szerkezet valamennyi szilícium-, alumínium- és oxigénatomját számításba véve. E kristályok kémiai képletében a (Sí + Al) : (0) arány 1—2. Az ismert zeolitok különféle típusaiból csak azok a megfelelő molekulasziták, amelyek merev vázszerkezettel rendelkeznek. Ha originálisán képződtek, akkor a zeolitkristályok a szerkezet által definiált üregekben vizet tartalmaznak. Mérsékelt melegítéssel ez a víz kiűzhető, ekkor az üregek egyforma méretűek, és befogadhatnak olyan vegyületeket, amelyek maximális kritikus molekuláris átmérője lényegileg nem nagyobb, mint az üregek minimális átmérője. A tiszta zeolit-molekulaszitákat, főképpen a szintetikusakat általában apró kristályok puha, poros masszájaként állítják elő. Ipari eljárásokban történő felhasználásokra a zeolítkristályokat kötőanyagokkal, így agyagokkal, timfölddel vagy más anyagokkal lehet keverni, hogy erősebb, kopásállóbb szemcséket állítsanak elő.

A találmány szerinti eljárásban használható adszorbensek olyan zeolitok, amelyek egyforma 5 A nagyságú pórusátmérővel rendelkeznek, ilyen a kabazit, vagy főképpen a Linde féle kereskedelmi 5A típusú molekulaszita. A kereskedelemben kapható utóbbi anyag általában extrudált formában, gömb alakban vagy granulált alakban van, és tiszta 5A zeolitot és kötőanyagot, így agyagot tartalmaz. A találmány szerinti eljárásban használt adszorbens általában kb. 20-40 szitaszámnak megfelelő szemcsenagyságú részecskék alakjában van jelen.

Az adszorbens alkalmazható sűrű, tömör ágy formájában, amelyet felváltva érintkeztetünk a tápkeverékkel és a deszorbens anyagokkal. A legegyszerűbb elrendezésben az adszorbens egyetlen álló ágy alakjában alkalmazható. Egy másik elrendezésben két vagy több álló ágyból összetett egységet használhatunk megfelelő szabályozás mellett úgy, hogy a tápkeverék egy vagy több adszorbens-ágyon halad át, míg a deszorbens anyag az egység egy vagy több más ágyán halad keresztül. A tápkeverék és a deszorbens anyagok áramlása az adszorbensen át felfelé vagy lefelé történhet. Az eljáráshoz bármely állóágyas, folyékony-szilárd anyag érintkeztetésére alkalmas hagyományos berendezés is használható.

Az ellenáramú mozgóágyas vagy imitált mozgóágyas ellenáramú áramlási rendszerek azonban sokkal jobb szétválasztó hatással rendelkeznek, mint az állóágyas adszorbens-rendszerek, és ezért előnyösebbek. A mozgóágyas vagy imitált mozgóágyas eljárásokban az adszorpciós és deszorpciós műveletek folyamatosan mennek végbe, ami lehetővé teszi, hogy mind az extraktum-, mind a finomítvány-áramot folyamatosan kitermeljük, és folyamatosan használjunk tápáramot és deszorbens-áramot. Ennek az eljárásnak egy előnyös kiviteli módja azt alkalmazza, ami az irodalomban mint imitált mozgóágyas ellenáramú rendszer ismeretes. Egy ilyen áramlási rendszer elvi működését és a műveletek sorrendjét a 2 985 589 számú amerikai szabadalmi leírásunk ismerteti. Ebben a rendszerben egy adszorbens-kamrán számos folyadék-belépő pont lefelé történő haladó mozgása az, ami mesterségesen létrehozza a kamrában levő adszorbens felfelé tartó mozgását. A vezetékek közül egyszerre általában négy van működésben, a tápanyagbevezető-áram, a deszorbensbevezető-áram, a finomítványbevezetőáram és az extraktumbevezető-áram. A szilárd adszorbens imitált felfelé irányuló mozgásával egyidejű az adszorbenssel töltött ágy hézagtérfogatát elfoglaló folyadék mozgása. így, mivel ellenáramú érintkezést tartunk fenn, az adszorbens-kamrán lefelé irányuló folyadékáramlást szivattyúval biztosíthatjuk. Amikor egy aktív folyadékrész belép, és egy cikluson áthalad, a kamra keringtető szivattyúja azt különböző zónákon mozgatja át, amelyek különböző áramlási sebességet igényelnek. Ezen áramlási sebességek beállítását és szabályozását programozott áramlásszabályozóval végezhetjük.

Az aktív folyadék-belépő pontok az adszorbens-kamrát ténylegesen külön zónákra osztják, ezek mindegyikének más funkciója van. A találmány szerinti eljárásban általában szükséges, hogy három külön műveleti zóna legyen jelen az eljárás végrehajtásához, de bizonyos esetekben egy esetleges negyedik zóna is használható.

Az 1. zóna az adszorpciós zóna, itt az adszorbens a tápanyagbevezető-áram és a finomítványkivezető-áram között van elhelyezve. Ebben a zónában a betáplált anyag érintkezik az adszorbenssel, egy extraktum-komponens adszorbeálódik, és egy finomítvány-áramot kivonunk. Mivel az általános áramlás az 1. zónán át a tápáramtól származik, amely befelé halad a zónába a zónából kifelé haladó finomítvány-áram felé, az áramlás ebben a zónában folyásirányúnak tekintendő, ha az a tápanyagbevezető-áramtól a finomítványkivezető-áram felé irányul.

Közvetlenül az 1. zóna után, ennek folyadékáramlását tekintve az ellenáram irányában van a 2. zóna, a tisztítózóna. A tisztítózónában levő adszorbens az extraktumkivezető-áram és a tápanyagbevezető-áram között van elhelyezve. A 2. zónában végbemenő fő műveletek: a 2. zónába jutott finomítvány-anyag - ami az adszorbens elmozdulásával került ebbe a zónába — eltávolítása az adszorbens nem-szelektív hézagtérfogatából, és az adszorbens szelektív pórustérfogatában, vagy az adszorbensrészecskék felületén adszorbeálódott finomít vány-anyag szelektív deszorpciója. Ezek a műveletek legjobban elvégezhetők egy kiszorító-anyag, egy első deszorbens anyag és azon extraktum-áram egy részének felhasználásával, amely a 3 zónából kilépve a 2 zónába jut, a 2 zónának az ellenáramirányú, az extraktumkivezető-árammal közös határán. A 2 zónában az anyag áramlása folyásirányú áramlás, az extraktumkivezető-áramtól a tápanyagbevezető-áram felé.

Közvetlenül a 2 zóna után, ennek folyadék- 10 áramlását tekintve az ellenáram irányában van a 3 zóna, a deszorpciós zóna. A deszorpciós zónában az adszorbens a deszorbensbevezető-áram és az extraktumkivezető-áram között van. A deszorpciós zóna funkciója: egy második deszorbens anyagot 15 bejuttatni, ez a zónán áthaladva eltávolítja a normál-paraffinokat, amelyek az eljárásnak egy korábbi ciklusában az 1 zónában előzetesen a tápanyaggal érintkezve az adszorbensen adszorbeálódtak. A 3 zónában a folyadék áramlásának iránya 20 ugyanaz, mint az 1 és 2 zónákban.

Bizonyos esetekben még egy zónát alkalmazunk, ez a 4 pufferzóna. Ebben a zónában az adszorbens a fínomítványkivezető-áram és a deszorbensbevezető-áram között van elhelyezve, és — ha alkalmaz- 25 zuk -, akkor közvetlenül a 3 zóna után, ennek folyadékáramlását tekintve az ellenáram irányában foglal helyet. A 4 zóna célja, hogy a deszorpciós műveletben használt deszorbens mennyiségét megőrizzük. Az 1 zónából eltávolított finomítvány- 30 -áram egy részét a 4 zónába vezethetjük abból a célból, hogy a deszorbens anyagot innen a deszorpciós zónába juttassuk. A 4 zóna elegendő adszorbenst tartalmaz ahhoz, hogy az 1 zónából a 4 zónába haladó finomítvány-áramban jelenlevő fino- 35 mítvány-anyagot megakadályozza abban, hogy a 3 zónába jusson, ahol a 3 zónából távozó extraktum-áramot elszennyezné. Azokban az esetekben, amikor nem alkalmazzuk a negyedik műveleti zónát, az 1 zónából a 3 zóna felé haladó fínomítvány-ára- 40 mot gondosan ellenőrizni kell, hogy az 1 zónából közvetlenül a 3 zónába irányuló áramlást leállítsuk, ha az 1 zónából a 3 zónába haladó finomítvány-áramban jelentős mennyiségű finomítvány-anyag van jelen, amely az extraktumkivezető-áramot el- 45 szennyezné.

A bevezető- és kivezető-áramok ciklusos átvezetése az álló adszorbens-ágyon megvalósítható úgy, hogy egy elosztórendszert alkalmazunk, ahol az elosztórendszer szelepeit egymás után működtetjük. 50 így a be- és kivezető áramokat elmozgatjuk, s ezáltal a szilárd adszorbenshez viszonyítva ellenáramú folyadékáramlást létesítünk. Egy másik eljárási mód, amellyel a szilárd adszorbensiiek a folyadékhoz viszonyított ellenáramú mozgását létrehoz- 55 hatjuk, abból áll, hogy forgó szeleptányért alkalmazunk. Ennél a módszernél a be- és kivezető-áramok a szelephez vannak kötve, és a vezetékeket, amelyeken keresztül a tápanyagbevezetés, extraktumkivezetés, deszorbensbevezetés, finomítványter- 60 mék-visszacírkuláiás és finomítváriykivezetés történik, azonos irányban mozgatjuk el az .adszorbens ágyon keresztül. A technika állásából mind az elosztórendszer, mind a szeleptányér ismert. Az eljárásban használható speciális forgó szeleptányé- 65 rok a 3 040 777 és 3 422 848 számú amerikai szabadalmi leírásokban vannak ismertetve. Ezek a szabadalmi leírások olyan forgó típusú összekötő szelepeket tárgyalnak, amelyekkel fix forrásokból 5 származó különböző be- és kivezető áramok megfelelő eltolása nehézségek nélkül elvégezhető.

Számos esetben egy műveleti zóna sokkal nagyobb mennyiségű adszorbenst tartalmaz, mint némely más műveleti zóna. így például egyes műveleteknél a pufferzóna tartalmazhat kevesebb adszorbenst, mint amennyi adszorbens az adszorpciós és tisztítózónák szükséglete. Az is nyilvánvaló, hogy bizonyos esetekben, amikor olyan deszorbenst használunk, amely az extraktum-anyagot az adszorbensről könnyen deszorbeálni képes, akkor a deszorpciós zónában aránylag kismennyiségű adszorbensre van szükség, viszonyítva a pufferzónában, adszorpciós-zónában, tisztítózónában, vagy ezek mindegyikében igényelt adszorbens mennyiségéhez. Mivel nem szükséges, hogy az adszorbens egyetlen oszlopban legyen elhelyezve, több kamra, vagy oszlopok sorozata is a találmány oltalmi körébe tartozik.

Nem szükséges, hogy valamennyi be- vagy kivezető áramot egyidejűleg használjuk; valójában számos esetben kikapcsolható némely áram, míg mások szállítanak be- vagy kivezető anyagot. A találmány szerinti eljárás kivitelezésére alkalmas berendezés állhat egyes ágyak több sorozatából is, amelyek összekötő vezetékekkel vannak Összekapcsolva, ezekre be- és kivezető csapok vannak szerelve, amelyekhez a különböző be- és kivezető-áramok csatlakozhatnak, és a folytonos működés megvalósítása céljából felváltva és periódusosán elmozgathatók. Bizonyos esetekben az összekötő vezetékek az anyagokat elszállító olyan csapokhoz lehetnek kötve, amelyek normál műveletek során nem úgy funkcionálnak, mint egy vezeték, amelyen keresztül anyag lép be a folyamatba vagy távozik abból.

Az imitált mozgóágyas, ellenáramú eljárás áramlási rendszerének további magyarázata céljából utalunk a leírás ábrájára, a 2 985 589 számú amerikai szabadalmi leírásra, továbbá D. B. Broughton „Continuous Adsorptive Processing - A New Separation Technique” című közleményére [34th Annual Meeting of the Society of Chemical Engineers at Tokyo, Japan on April2, 1969].

Számos adszorptív elválasztási műveletnél mind folyadék-, mind gőzfázisú üzemelés lehetséges ugyan, de a folyadékfázisú eljárás előnyösebb, mivel alacsonyabb hőmérsékletre van szükség, és a folyadékfázisú eljárással nagyobb a normál-paraffin termék hozama, mir.t gőzfázisú eljárással. Az adszorgciós körülmények: a hőmérséklet 40 - kb. 250 C és a nyomás kb. atmoszférikus és 34atü nyomás között. A deszorpciónál a hőmérséklet- és nyomásviszonyok ugyanazok, mint az adszorpciónál.

A 3 zónából az extraktumkivezető-áramnak legalább egy részét egy első vagy extraktumkivezető-áramot frakcionáló eszközhöz vezetjük, és itt az első frakcionálás körülményei között fejpárlatra, oldalpárlatra és fenéktermélóe frakcionáljuk. A fejpárlat tartalmazza a második deszorbens anyagot és kiszorító-anyagot, és ha az eljárásban első deszor8 bens anyagot alkalmazunk, akkor az első deszorbens anyagnak előnyösen kevesebb mint kb. 0,1 térf.%-át. Az oldalpárlat tartalmaz kiszorító-anyagot, a fejpárlatnál kisebb koncentrációban második deszorbens anyagot, és ha első deszorbens anyagot használtunk, akkor ez utóbbit is. A fenéktermék az extraktum-termékből vagy normál-paraffinokból áll, és deszorbens anyagoktól és kiszorító-anyagtól lényegileg mentes.

Hasonlóképpen, a finomítványkivezető-áramnak legalább egy részét egy második vagy finomítványkivezető-áramot frakcionáló eszközhöz vezetjük, és itt a második frakcionálás körülményei között fejpárlatra, oldalpárlatra és fenéktermékre frakcionáljuk. A fejpárlat második deszorbens anyagot és kiszorító-anyagot tartalmaz, továbbá, ha első deszorbens anyagot használunk az eljárásban, akkor az első deszorbens anyagnak kevesebb mint kb. 0,1 térf.%-át. Az oldalpárlat tartalmaz kiszorító-anyagot, a fejpárlatnál kisebb koncentrációban második deszorbenst és első deszorbens anyagot, ha ez utóbbit alkalmazzuk az eljárásban. A fenéktermék finomítvány-termékből (elsősorban izo-paraffinokból és aromásokból) áll, és deszorbens anyagoktól vagy kiszorító-anyagtól előnyösen lényegileg mentes. A „lényegileg mentes” kifejezés azt jelenti, hogy a deszorbens anyag koncentrációja az extraktum-termékben vagy a finomítvány-termékben kevesebb mint kb. 5 térf.%, előnyösebben kevesebb mint 1 térf.%.

A két oldatpárlatot egyesítjük, és egy harmadik frakcionáló eszközhöz irányítjuk, ahol a keveréket frakcionálási körülmények között frakcionáljuk. így kapunk egy fejpárlatot, amit a 3 zónába visszacirkuláltatunk, és egy fenékterméket, amit a 2 zónába visszacirkuláltatunk. A fejpárlat második deszorbens anyagot és kiszorító-anyagot tartalmaz, és ha első deszorbens anyagot használunk, 'akkor ez utóbbit is, előnyösen kevesebb mint kb. 0,1 térf.% mennyiségben. A fenéktermék kiszorító-anyagot, előnyösen kevesebb mint 1,0 térf.% második deszorbens anyagot tartalmaz, és ha első deszorbens anyagot használtunk, akkor ez utóbbit is. Oldalpárlatokat eltávolítva az első és második frakcionáló eszközből, ezek mindegyike kisebb koncentrációban tartalmaz második deszorbens anyagot mint a megfelelő fejpárlatok, és ezeket az oldalpárlatokat a harmadik frakcionáló eszközhöz vezetve a harmadik frakcionáló eszköz méret- és energiaszükséglete csökkenthető, viszonyítva ahhoz, amire szükség lenne, ha oldalpárlatokat nem távolítanánk el, és ezek helyett az első vagy második frakcionáló eszközök fejpárlatait (mindkettőt vagy mindegyiknek egy részét) vezetnénk a harmadik frakcionáló eszközhöz. A találmány szerint lényegesen kevesebb második deszorbens anyag jut az időegységben a harmadik frakcionáló eszközhöz, s ez lehetővé teszi, hogy a harmadik frakcionáló eszköz beruházási és üzemeltetési költségeit csökkentsük. Az első, második és harmadik frakcionáló eszközök általában frakcionáló kolonnák, amelyek felépítése és működése az elválasztási műveleteknél jól ismeretes.

A találmány szerinti eljárásban használható egységek mérete a kísérleti üzemi mérettől a nagy üzemi célokat szolgáló méretekig változhat, és az áramlás sebessége néhány milliliter-óra és sok ezer gallon/óra lehet.

A találmány szerinti eljárás egyik kiviteli módját a csatolt ábra szemlélteti vázlatosan. Az ábra négy külön műveleti zónát és három külön frakcionáló eszközt mutat be, a be- és kivezető-áramokkal és összekötő vezetékekkel. Az 1 adszorpciói zónát, 2 tisztítózónát, 3 deszorpciós zónát és 4 pufferzónát alkalmazzuk normál-paraffinok izo-paraffinoktól történő elválasztására, és így extraktumkivezető-áramot és finomítványkivezető-áramot termelünk. A 15 és 19 frakcionáló eszközöket használjuk egy deszorbens anyagnak és egy kiszorító-anyagnak az extraktumkivezető- és finomítványkivezeto-áramokból történő elkülönítésére, és így extraktum-termékáramot és finomítvány-termékáramot állítunk elő. A 24 frakcionáló eszközt használjuk egy deszorbens anyagnak egy kiszorító-anyagtól történő elválasztására, hogy ezeket valamely műveleti zónában újra felhasználhassuk.

A négy zónát szilárd adszorbens részecskéket tartalmazó álló ágyak képezik, de a zónák más esetekben állhatnak egy vagy több önálló kamra sorozatából, amelyek sorba vannak kapcsolva. Az önálló zónák mindegyike állhat egyetlen kamrából, vagy ágyak sorozatából, amelyek egy oszlopban egymásra helyezve képeznek egy zónát. így bizonyos esetekben a fenti zónák mindegyike azonos átlagos mennyiségű adszorbenst tartalmaz és azonos szokásos fizikai dimenziókkal rendelkezik, de más esetekben egyes zónákban több adszorbensre lehet szükség, mint más zónákban. Az említett általános tiszta folyadékáramlás a zónákon keresztül lefelé történik, de bizonyos esetekben egy zónát úgy is működtethetünk, hogy egy bizonyos időszakban a folyadék áramlása az általános tiszta folyadékáramlás irányával ellentétes legyen. A különböző zónákban végbemenő műveleti lépések jobb megértése céljából úgy képzelhetjük el, hogy az adszorbens-szemcsék áramlása felfelé irányul. Normál állóágyas ellenáramú műveletek esetében az adszorbens anyag nyugalomban marad, és az említett egyes adszorpciós, tisztító, deszorpciós és pufferzónákat mozgatjuk el az adszorbensen keresztül úgy, hogy a különböző be- és kivezető-áramokat egyirányban eltoljuk, s így a szilárd adszorbenshez viszonyítva az ellenáram irányában folyadékáramlást hozunk létre, és folyamatosan termelünk extraktum- és finomítvány-áramokat. A legtöbb esetben a be- és kivezető-áramok eltolását az álló-ágy vagy adszorbens mentén egyidejűleg és az adszorbens ágy mentén azonos távolságban végezzük. Más esetekben célszerű, hogy két bevezető- és kivezető-áram között levő adszorbensen két vagy több zónafunkció menjen végbe, mielőtt a be- és kivezető-áramokat eltolnánk.

A zónák előzetesen ismertetett definíciójának megfelelően az 1 adszorpciós zónát az az adszorbens anyag képezi, amely a 6 tápanyagbevezető-áram és az 5 finomítványkivezető-áram között foglal helyet, mely utóbbit az 1 zónával a 11 vezeték köti össze. A 2 tisztítózóna közvetlenül az 1 zóna után, az ellenáram irányában van elhelyezve, és az 1 zónával közös határvonala a 6 tápanyagbevezető-áram. A 2 tisztítózónát az az adszorbens képezi, amely a 8 extraktumkivezető-áram és a 6 tápanyagbevezető-áram között van elhelyezve. Közvetlenül a 2 tisztítózóna után az ellenáram irányában van elhelyezve a 3 deszorpciós zóna, amelynek a 2 tisztítózónával közös határvonala a 8 extraktumkivezetö-áram. A 3 deszorpciós zónát az az adszorbens képezi, amely a 8 extraktumkivezető-áram és a 9 deszorbensbevezető-áram között van elhelyezve. A közvetlenül a 3 deszorpciós zóna után, az ellenáram irányában van adott esetben elhelyezve a 4 pufferzóna, amelynek a 3 deszorpciós zónával közös határvonala a 9 deszorbensbevezető-áram és az 1 zónával közös határvonala az 5 finomítványkivezető-áram. Az adott esetben jelenlevő 4 zónát az az adszorbens képezi, amely a 9 deszorbensbevezető-áram és az 5 finomítványkivezető-áram között van elhelyezve.

Az 1 és 4 terminális zónák a 10 és 11 összekötő vezetékekkel vannak összekapcsolva. Az összekötő vezetékek a folyadék egy részét kivezetik az 1 zónából a 11 vezetéken, majd a 10 vezetéken a 4 vagy 3 zónába, attól függően, hogy az adott esetben jelenlevő zónát alkalmaztuk-e, s így a folyadék zárt körben cirkulál. A 12, 13 és 14 vezeték a többi összekötő vezeték, amely az 1 és 2, a 2 és 3, illetve a 3 és 4 zónákat köti össze, s így lehetővé válik, hogy a folyadék egyik zónából az összes többi zónába és azokon keresztül haladjon. Specifikusan, .az 1 adszorpciós zónából kiáramló anyag a 11 vezetéken az 5 vezetékbe juthat, vagy egy részét a 10 vezetéken a 4 pufferzónába irányíthatjuk. A tápanyag, amely a 6 vezetéken lép a berendezésbe, a 12 vezetéken jut az 1 adszorpciós zónába. Bizonyos esetekben a 2 tisztítózónából a 12 vezetéken kiáramló folyékony anyag egy része a tápanyaggal keverve, a 6 vezetéken lép be az 1 zónába. A 13 vezeték összekötő vezeték, amely lehetővé teszi, hogy a 3 deszorpciós zónából kivont folyékony anyag egy részét bizonyos esetekben a 8 kiágazó vezetékhez és a 2 tisztítózónába vezessük. Hasonlóképpen a 14 vezeték a 4 pufferzónát és a 3 deszorpciós zónát köti össze, és lehetővé teszi, hogy a 4 pufferzónát elhagyó folyékony anyag egy részét kivezessük a zónából, érintkezésbe hozzuk azzal az anyaggal, amely a 9 deszorbensbevezető-árammal jut a folyamatba, és így azt a deszorbenssel keverve a 14 vezetéken a 3 deszorpciós zónába vezessük. Ily módon csökkenthetjük az eljárás külső fonásból származó deszorbens-szükségletét, vagyis a 9 deszorbensbevezető-árammal bekerülő deszorbens mennyiségét. A 10 vezetékben lehet szivattyú, vagy más folyadéktovébbító eszköz, abból a célból, hogy az eljárásban all vezetékből a 10 vezetéken át a 4 pufferzónába folyadékáramlást indítsunk meg.

Az ábrán nem látható más szivattyúk és szelepek a be- és kivezető vezetékeken és azokon a vezetékeken vannak elhelyezve, amelyek a folyadék be-, ki- és átáramlását a folyamatban szabályozzák. Feltételezzük, hogy a szakember el tudja ezeket helyezni ott, ahol szükségesek, hogy az eljárásban a megfelelő folyadékáramlást megindítsa és szabályozza. A különböző zónákba belépő bevezető-áramok nagynyomású berendezésekhez vagy szi vattyúkhoz lehetnek kötve, abból a célból, hogy a folyamatban áramlást létesítsünk. A folyamatból távozó áramok visszacsapó szelepekkel szabályozhatók, hogy ellenőrzött nyomásesést fenntartva, a 5 zónákon át folyadékáramlást létesítsünk. Némely esetben egyirányú áramlást irányító eszközök, így ellenőrző szelepek lehetnek elhelyezve a különböző zónák közötti vezetékeken, ott ahol nem alkalmazunk szivattyúval létesített körfolyamatot.

Egy tápanyagbevezető-áram lép a folyamatba és az 1 zónába a 6 vezetéken át, és mivel ebben a zónában a folyadékáramlás általános iránya a lefelé irányuló, áthalad a 12 vezetéken, azzal az anyaggal együtt, amely a 2 zónából a 12 vezetéken juthat az 1 zónába.

Amikor tápanyag kerül az 1 zónába, akkor ezzel egyenlő térfogatú finomítvány-anyag távozik az 1 zónából a 11 vezetéken. All vezetéken áthaladó összes finonútvány-áramnak egy részét az 1 zónából az 5 vezetéken távolíthatjuk el, míg a többit a 10 vezetéken a 3 vagy 4 zónába vezetjük, attól függően, hogy az eljárásban használtuk az esetleges 4 zónát vagy nem. Az 5 finomítványkivezető-áramot a 19 frakcionáló eszközhöz — amit később részletesebben ismertetünk — irányítjuk, ahol deszorbens anyagot és kiszorító-anyagot különítünk el a finomítvány-komponensektől.

Az 1 zónában levő adszorbenst úgy tekinthetjük, mint ami a zónában a folyadék áramlásával ellenáramban halad. A szilárd részek imitált áramlása lép fel az adszorpciós zónába és a zónából, ha a zónákat az egész körfolyamat egy része alatt eltoljuk. Az 1 zónába lépő adszorbens a 3 vagy 4 zónából érkezik, attól függően, hogy az esetleges 4 zónát alkalmaztuk az eljárásban vagy nem. Ha az adott esetben jelenlevő 4 zónát nem használjuk, akkor a 3 zónát elhagyó és az 1 zónába belépő adszorbens általában tartalmaz deszorbens anyagot mind a nem szelektív hézagtérfogatokban, mind a szelektív pórustérfogatokban. Azokban az esetekben, amikor a 4 zónát alkalmazzuk, a finomítvány-áram egy részét a 10 vezetéken a 4 zónába vezethetjük, hogy a 4 zónában levő adszorbens részecskéinek nem szelektív hézagtérfogatából a deszorbens anyagot a 14 vezetéken a 3 zónába juttassuk. A 4 pufferzónából ezután az 1 adszorpciós zónába kerülő adszorbens főképpen az adszorbens részecskéinek szelektív pórustérfogatában tartalmaz deszorbens anyagot, amit az 1 zónában az extraktum-anyagnak kell deszorbeálni. A rajzon bár nem látszik, de úgy is eljárhatunk, hogy a deszorbens anyagot lényegileg eltávolítjuk a szelektív pórustérfogatokból, az adszorbenst viszonylag nagytisztaságú finomítvány-anyaggal is érintkeztetve, mielőtt az adszorbenst az adszorpciós zóna ellenáramirányú részénél a tápanyagbevezető-árammal érintkezésbe hoznánk. Az eljárásnak ezt a jellemzőjét, amely a 3 715 409 számú amerikai szabadalmi leírásban ismertetett eljárásban is szerepel, sok rendszerben célszerű alkalmazni, mivel azt találtuk, hogy a deszorbens távolléte az adszorpciós zónában növeli az adszorbens azon képességét, hogy az extraktum-komponenst a finomítvány-komponenshez viszonyítva szelektíven adszorbeálja és visszatartsa.

Az adszorbens az 1 adszorpciód zóh. 'í felfelé haladva, a zóna folyadékáramlását tekintve annak folyásirányú határától az ellenáramirányú határáig, a tápanyagbevezető-áramból az extrakttmi-anyagot adszorbeálja. Amikor az adszorbens kilép az abszorpciós zónából, akkor szelektív póni- térfogatában extraktum-anyagot és némi finomítvany-anyagot tartalmaz, továbbá az adszorbensrészecskék felületén adszorbeálódott kevés fínomítvány-anyagot. Az adszorbens nem-szelektív hézagtérfogatában jelenlevő anyag általában finoinítvány-any„g, a betáplált anyagból származó, az adszorbens által nem adszorbeált kevés extraktumanyaggal. Az adszorbens ezután a 2 tisztítózónába jut, a zónába annak a 6 tápanyagbevezető-árammal közös, folyási irányú határán belépve.

Amikor az adszorbens az 1 adszorpciós zónából a 2 tisztítózónába jut, általában tartalmaz némi fínomítvány-anyagot az adszorbens szelektív pórustérfogatában, nem-szelektív hézagtérfogatában és az adszorbensrészecskék felületén adszorbeálva. A 2 tisztítózóna funkciója ezután, hogy eltávolítsa a fínomítvány-anyagot mind az adszorbens szelektív pórus térfogatából, mind a nem-szelektív hézagtérfogatából, valamint az adszorbensrészecskék felületéről úgy, hogy a tisztítózónát annak ellenáramirányú határán (8 vezeték) elhagyó adszorbens a lehető legkevesebb fínomítvány-anyagot tartalmazza, ami az extraktum-termékáramot szennyezhetné. A 2 zónában ezeket a funkciókat különböző módokon érjük el. Először az extraktum-áram egy részét, a deszorbens és extraktum-anyag keverékét a 3 zónából a 13 vezetéken a 2 tisztítózónába vezetjük, ez némi fínomítvány-anyagot eltávolít az adszorbens szelektív pórustérfogatából, és az innen eltávolított fínomítvány-anyagot és az adszorbens nem-szelektív hézagtérfogatában levő finomítvány-anyagot kihajtva a zónából, lefelé, a leszálló folyadékárammal, az 5 fínomítványkivezető-áram felé. Amint az az ábrából látható, a tisztítózóna is össze van kapcsolva a 7 vezetékkel, amelyen egy fínomítványtípusú kiszorító-anyag folyik keresztül. A kiszorító-anyag maga kiegészíti az extraktum-áram azon részének a mosási műveletét, amely a 3 zónából a 13 vezetéken a 2 zónába jut. A kiszorító-anyag elősegítheti a betáplált finomítvány-anyag eltávolítását az adszorbensrol, miközben csökkenti a 2 zónába áramló extraktum-áram mennyiségét. Csökkentve a deszorbens anyagot, amely a 2 zónába jutó extraktum-áram részét képezi, nő az adszorbens azon képessége, hogy az adszorbenst a tisztítózónában körülvevő folyadékból az extraktum-anyag utolsó nyomait adszorbeálja. A kiszorító-anyag, amely viszonylag nem-adszorbeálódó, fínomítvány-típusú anyag, sem növeli a körfolyamat 1 zónájában az adszorbens terhelését, és ezért nem csökkenti az adszorbens kapacitását a friss extraktum anyag iránt, amely a 6 vezetéken lép be az 1 zónába, valamint az iránt az extraktum-áram iránt, amely a 3 zónából a 13 vezetéken áramlik a 2 zónába. A kiszorító-anyag vagy az extraktum-áram mérsékelt áramlási sebességei azonban jelentős mértékben nem távolítják el a flnomítvány-anyag viszonylag kis mennyiségét, ami elég erősen adszorbeálódik az adszorbensré szecskék felületén. Míg a tápárammal a folyamatba levő aromás szénhidrogének legnagyobb része a finomítványkivezető-áram egy részét képezve az 5 vezetéken távozik a rendszerből, ezeknek az aromá5 soknak egy kis része az 1 zónában az adszorbensrészecskéken adszorbeálódik, az adszorbenssel a 2 zónába jut, a deszorbens anyag a 3 zónában deszorbeálja, és szennyezésként jelenik meg a folyamatot a 8 vezetéken elhagyó extraktum-áram0 bán. Ezért a találmány szerinti eljárás egy másik kiviteli módjánál a kiszorító-anyaggal keverve egy első deszorbens anyagot vezetünk a 7 vezetéken a 2 zónába. Az adszorbenst a 2 zónában az első deszorbens anyaggal érintkeztetve, a felületen ad5 szorbeált aromás szennyezések deszorbeálódnak az adszorbensiészecskékről, és a kiszorító-anyag és az extraktum-áram egy részének segítségével a 13 vezetéken a 2 zónába jutnak, és lefelé áramlanak a 2 zónán a fínomítványkivezető-áram 5 vezetéke felé. 0 Az első deszorbens anyagot úgy választjuk meg, hogy csak a szennyező aromásokat deszorbeálja specifikusan, a normál-paraffinokból álló extraktum-anyagot nem. Így az adszorbens, amely a 2 zónából felfelé haladva a 3 zónába jut, normál-pa5 raffinokat tartalmaz a szelektív pórustérfogatban, és igen csökkent koncentrációban szennyező aromásokat az adszorbensrészecskék felületén. A 7 vezeték a 2 zónában levő adszorbens anyag mentén bárhol bevezethető, annak ellenáramirányú hatá0 rától, a 8 extraktumkivezető-áram helyétől, annak folyásirányú határáig, a tápanyagbevezető-áram 6 vezetékéig, előnyösen azonban a 7 vezetéket az extraktumkivezető-áram 8 vezetékének közvetlen közelében helyezzük el, mert így a kiszorító-anyag 5 vagy a kiszorító-anyag és az első deszorbens anyag keveréke a zóna hosszának nagy részén átfolyhat, és szükséges funkcióját elvégezheti. A 2 zónán keresztül a folyadékáramlást szabályozhatjuk úgy, hogy ellenőrizzük a 7 vezetéken ebbe a zónába ) belépő anyag, a 3 zónából a 13 vezetéken bejutó anyag és a 2 zóna legalján, a 12 vezetéken távozó anyag mennyiségét.

A 2 tisztítózónából távozó adszorbens a 3 zónába lép be, ennek a zónának a folyásirányú i határán, az extraktumkivezető-áram 8 vezetékénél.

A deszorpciós zónában végbemenő folyamat lényege a normál-paraffinok eltávolítása az adszorbensről. Ezt úgy végezzük, hogy az adszorbenst olyan deszorbens anyaggal érintkeztetjük, amely i képes arra, hogy a normál-paraffinokat az adszorbens szelektív pórustérfogatából eltávolítsa. A deszorbensbevezető-áram a 3 zónába annak ellenáramirányú határán, a 9 és 14 vezetékeken lép be. A deszorbeált normál-paraffinoknak legalább egy része a 3 zónából ezzel a deszorbens anyaggal keverve távozik az extraktumkivezető-áram 8 vezetékén. A 8 extraktumkivezető-áram ezután a 15 frakcionáló eszközbe (később ismertetjük részletesen) lép be, ahol a paraffinokat a deszorbens anyagtól elválasztjuk. A 3 zónát elhagyó adszorbens deszorbens anyagot tartalmaz mind az adszorbens szelektív pórustérfogatában, mind a nem-szelektív hézagtérfogatában. Az adszorbens ezután az esetleges 4 pufferzónába jut, annak folyásirányú határán, a deszorbensbevezető-áram 9 vezetékénél belépve.

Az adott esetben jelenlevő 4 zónát az eljárásban használhatjuk mind a folyamatban alkalmazott deszorbens anyag megőrzésére, mind pedig az extraktum-anyagnak finomítvány-anyag komponensekkel történő szennyeződésének elkerülésére. Ha a 4 zónát alkalmazzuk, akkor lehetővé válik, hogy a finomítványkivezető-áramnak egy részét - amely nem távozik az 5 vezetéken — a 10 és 11 vezetéken a 4 zónába vezessük, és így a 4 zónában az adszorbensrészecskék nem-szelektív hézagtérfogatából a deszorbens anyagot eltávolítsuk, és a deszorbens anyagot a 4 zónából a 14 vezetéken a 3 zónába juttassuk. Mivel a folyamatba lépő deszorbens anyag 9 vezetéke össze van kapcsolva az esetleges 4 zónát és a 3 deszorpciós zónát összekötő 14 vezetékkel, az adszorbensről a 4 zónában eltávolított deszorbens anyag csökkenti a folyamatba a 9 vezetéken bevezetett deszorbens anyag szükségletét. A 4 zónát annak ellenáramirányú határán a fínomítványkivezető-áram 5 vezetékénél elhagyó szilárd adszorbens deszorbens anyagot lényegileg szelektív pórustérfogatában és finomítvány-anyagot nem-szelektív hézagtérfogatában tartalmaz.

Azokban az esetekben, amikor az esetleges 4 zónát nem alkalmazzuk, a finomítvány-áram egy részét az 1 zónából közvetlenül a 3 zónába vezethetjük. Ilyen esetekben szükséges, hogy az 1 zónát a 11 vezetéken elhagyó és az 5 vezetéken elvezetett anyag lényegileg ne tartalmazzon finomítvány-anyagot. Az 1 zónából kezdetben eltávolított finomítvány-anyag igen nagy koncentrációban tartalmaz deszorbens anyagot, és a 10 és 11 vezetékeken át a 3 zónába vezethető. A folyamatot az 5 vezetéken elhagyó finomítványkivezető-áram áramlását ez alatt leállíthatjuk. Ha a 10 és 11 vezetékeken a 3 zónába továbbított áram jelentős mennyiségű finomítvány-anyagot tartalmaz, a 10 vezetéken a 3 zónába irányuló áramlást leállítjuk, és a fínomítványkivezető-áramot az 5 vezetéken távolítjuk el. Mivel a finomítvány-anyagot az 5 vezetéken távolítjuk el, a 3 zónába a 9 vagy 10 vezetéken külső forrásból deszorbens anyag vezethető.

Az 5, 6, 7, 8 és 9 be- és kivezető vezetékeken normál műveletek során az előzőekben ismertetett megfelelő áramok haladnak át. Folyamatos eljárás létesítése céljából szükséges, hogy az egyes bevezető- és kivezető-áramok mindegyikét azonos irányban és a legtöbb esetben azonos időben toljuk el. A bevezető* és kivezető-áramok eltolása az adszorbenságyon, azzal a kikötéssel, hogy a terminális zónák (1 adszorpciós zóna és 4 pufferzóna, vagy 3 deszorpciós zóna) összekötő vezetékkel rendelkeznek, lehetővé teszi, hogy a különböző zónákban végbemenő egyedi műveleteket folyamatosan végezzük. Ha a fentiekben ismertetett zónákat a növekvő mennyiségek az álló adszorbens anyagon eltolják, akkor az adszorbens a következő sorrendben érintkezik az egyes zónákkal; adszorpciós-zóna, tisztítózóna, deszorpciós-zóna, illetve pufferzóna.

Az extraktumkivezető-áramnak legalább egy részét a 8 vezetéken a 15 frakcionáló eszközbe vezetjük, amelyet frakcionálási körülmények között működtetünk, s így kitermelünk egy fejpárlatot, amit a 16 vezetéken vezetünk el, egy oldalpárlatot, amit a 17 vezetéken vezetünk el és egy fenékterméket, amit a 18 vezetéken távolítunk el.

A finomítványkivezető-áramnak legalább egy részét az 5 vezetéken a 19 frakcionáló eszközbe 5 vezetjük, amelyet frakcionálási körülmények között működtetünk, s így kitermelünk egy fejpárlatot, amit a 20 vezetéken vezetünk el, egy oldalpárlatot, amit a 21 vezetéken vezetünk el és egy fenékterméket, amit a 22 vezetéken távolítunk el.

A 17 és 21 vezetékeken távozó oldalpárlatok egyesülnek, és ezek keveréke a 23 vezetéken a 24 frakcionáló berendezésbe jut. A 24 frakcionálót olyan körülmények között működtetjük, hogy termelünk egy fejpárlatot, ami a 25 vezetéken távozik 5 és egy fenékfrakciót, amit a 7 vezetéken távolítunk el. A 24 frakcionálóból származó fenékterméket a 7 vezetéken visszacirkuláltatjuk a 2 zónába. A 24 frakcionálóból származó fejpárlat a 25 vezetéken haladva egyesül a 15 frakcionálóból a 16 vezetéken 0 távozó fejpárlattal, és a két fejpárlat keveréke a 26 vezetéken halad tovább. Ez a keverék pedig egyesül a 19 frakcionálóból származó fejpárlattal, a három fejpárlat keveréket a 9 vezetéken továbbhalad és mind deszorbensbevezető-áram visszacir5 kulál a 3 zónába.

Első deszorbens anyag, második deszorbens anyag és kiszorító-anyag külső forrásokból beadagolható a folyamatba a 27, 28, illetve 29 vezetékeken, a folyamat megindítására vagy kiegészíté0 seképpen.

Példa

A példával a találmány szerinti eljárás kiviteli módját szemléltetjük, utalva a speciális műveleti körülményekre, áramlási sebességekre és az anyagok összetételére, anélkül, hogy a találmány oltalmi körét a példára korlátoznánk.

A példa normál-paraffinoknak hidrogénezett kerozinfrakcióktól történő elválasztására tervezett nagyüzemi egység működésére vonatkozik.

Először az eljárás ezen kiviteli módjánál alkalmazott adszorpciós részt ismertetjük. Ebben a rész5 ben imitált ellenáramú, állóágyas érintkeztetési rendszert és forgószelepes elosztóberendezést alkalmazunk. így folyamatosan érintkeztetjük a tápáramot és a deszorbens anyagot az egyes zónákban elhelyezett adszorbenssel, és folyamatosan távolít) juk el az extraktumkivezető- és finomítványkivezető-áramokat az egyes zónákban levő adszorbensről. Az alkalmazott adszorbens 100 metrikus tonna Linde 5A molekulaszita, amelyet két sorbakapcsolt kamrába töltünk, ezek mindegyike 12 azonos ágyra i van osztva. Mindegyik ágy áteresztő csappal van ellátva, ezekhez csatlakoznak a szállítóvezetékek, amelyeken keresztül jut egy ágyra vagy távozik onnan egy anyag, a műveletek előre megállapított ciklusának megfelelően. A forgó szelep ciklusideje ¹ (vagy a műveletek egy ciklusának ideje) 50 perc.

Négy zónás rendszert alkalmazunk: az 1, 2 és 3 zónák mindegyike 7 adszorbenságyat és a 4 zóna 3 adszorbenságyat tartalmaz. Az adszorbenskamra műveleti hőmérséklete 177 °C és nyomása 24atü, a folyékony fázisban adszorpciós és deszorpciós műveleteket végezve. 0,05 súly%-nál kevesebb betáplált aromás anyagot tartalmazó extraktum-termék (normál-paraffin) előállítása céljából két deszorbens anyagot kell alkalmazni. Az első deszorbens miyag Cj.-aromások keveréke, amit izooktánna’ niúit kiszorító-anyaggal keverve a 2 zónába vezetünk. A 2 zónába vezetett keverék kb. 70 térf.% izooktán t és kb. 30 térf.% Cg-aromást és legfeljebb i térf.% második deszorbens anyagot tartalmaz. Állandósult eljárási körülmények mellett ennek a keveréknek az áramlási sebessége 1 áramlási nap alaíf 3164 hordó (kb_o 145 liter). A második deszorbens anyag normál-pentán. A 3 zónába kb. 50 térf.% normál-pentán és kb. 40 térf.% izooktán mint hígítóanyag keverékét vezetjük be, ez a keverék legfeljebb 0,1 térf.% első deszorbens anyagot tartalmaz. Állandósult műveleti körülmények között ennek a keveréknek az áramlási sebessége 7154 hordó/áramlási nap. A többi áramlási sebesség állandósult műveleti körülmények között: 5695 hordó/áramlási nap tápáram az 1 zónába, 7299 hordó/áramlási nap extraktumkivezető-áram a 3 zónából és 8312 hordó/áramlási nap fínomítványkivezető-áram az 1 zónából.

A találmány szerinti eljárás ezen kiviteli módjánál alkalmazott frakcionáló és deszorbens-visszacirkuláló rendszer: 7299 hordó/áramlási nap extráktumkivezető-áramot irányítunk egy extraktum-frakcionáló kolonnába, amelynek napi termelése 3836 hordó fejpárlat, 2116 hordó oldalpárlat és 1347 hordó fenéktermék vagy extraktum-termék. A fejpárlat összetétele: 67,0 mól% normál-pentán és 33 mól% izooktán, az oldalpárlat összetétele: 13,0 mól% normál-pentán, 73,6 mól% izooktán és 13,4 mól% C₈-aromás, az extraktum-termék pedig kb. 99mól% normál-paraffinból áll. Az extraktum-kolonna belső átmérője 1800 mm, 50 szelep-típusú tálcát tartalmaz 600 mm tálcatávolsággal, az extraktumkivezető-áramot a 34. tálcánál vezetjük be, és az oldalpárlatot a 20. tálcáról távolitjuk el. A kolonna tetején, az oldalpárlat kivezetésénél levő tálcánál, illetve a kolonna fenekén uralkodó nyomás- és hőmérsékletviszonyok: kb. 1,36, 1,50, illetve 1,77 atü nyomás és kb. 101, 122, illetve 257 °C hőmérséklet. A finomítványkivezető-áramot 8312 hordó/nap áramlási sebességgel egy finomítvány-frakcionáló kolonnába vezetjük; ahonnan napi 2516 hordó fejpárlatot, 1438 hordó oldalpárlatot és 4358 hordó fenékterméket termelünk ki. A fejpárlat összetétele: 66,7 mól% normál-pentán és 33,3 mól% izooktán, az oldalpárlat összetétele: 6,9 mól% normál-pentán, 42,9 mól% izooktán és 50,2 mól% C₈-aromás, a fenéktermék összetétele pedig: l,2mól% normál-paraffin, 29,2 mól% naftén, 45,0 mól% betáplált izoparaffin és 24,6 mól% betáplált aromás. A finomítvány-kolonna belső átmérője 2200 mm, 60 szelep-típusú tálcát tartalmaz, 600 mm tálcatávolsággal, a finomítványkivezető-áramot a 38. tálcával tápláljuk be, és az oldalpárlatot a 20. tálcáról távolitjuk el. A kolonna tetején, az oldalpárlat kivezetésénél levő tálcánál és a kolonna fenekén uralkodó nyomás- és hőmérsékletviszonyok: kb. 1,36, 1,50, illetve 1,84 atü nyomás és kb. 101, 138, illetve 270 °C hőmérséklet.

Az extraktum-oldalpárlatot és a finomítvány-oldalpárlatot a forgó szelephez zárófoiyadékként használt izooktán és C₈-aromások napi 413 hordó keverékével együtt a deszorbenselválasztő frakcio₅ náló kolonnába vezetjük, ahonnan napi 802 hordó fejpárlatot és 3164 hordó fenék terméke* termelünk ki. A fejpárlat összetétele: 44,6 mól% normál-pentán és 45,4 mól% izooktán, a fenékre >~mék összetétele: 62,2 mól% izooktán és 37,8 mói% C₈-aromás. 10 A deszorbenselválasztő kolonna belső átmérője 100 mm, 25 szelep-típusú tálcát tartalmaz, 600 mm tálcatávolsággal, a betáplált anyagot a 16. tálcával vezetjük be. A kolonna tetején, illetve a fenekén a műveleti nyomás kb. 1,70, illetve 1,97 atü és a 15 műveleti hőmérséklet kb. 119, illetve 156 °C. A deszorbenselválasztő kolonna fenéktermékét az adszorpciós rész 2 zónájába visszacirkuláltatjuk, és a deszorbenselválasztő kolonna fejpárlatát az extraktum-kolonna fejpárlatával és a finomítvány-kolonna 2o fejpárlatával együtt visszacirkuláltatjuk az adszorpciós rész 3 zónájába.

Claims (18)

1. Eljárás normál-paraffinok elválasztására, normál-paraffinok és izo-paraffinok keverékét tartalmazó tápáramból, formaszelektív adszorbens alkalmazásával a következő lépésekben:

³⁰

a) tiszta folyadékáramlást létesítünk egyetlen irányban egy adszorbens-oszlopon, ahol az oszlop legalább három zónát tartalmaz, amelyek mindegyike önálló műveleti funkciót tölt be, és ame-

3₅ lyek az oszlop terminális zónáival sorba vannak kötve,

b) adszorpciós zónát működtetünk az oszlopban, ahol az adszorbens a zóna ellenáramirányú határán levő tápanyagbevezető-áram és a zóna fo-

40 lyásirányú határán levő finomítványkivezető-áram között van elhelyezve,

c) tisztítózónát működtetünk közvetlenül a fenti adszorpciós zóna után az ellenáram irányában, ahol az adszorbens a tisztítózóna ellenáramirányú ha-

45 tárán levő extraktumkivezető-áram és a tisztítózóna folyásirányú határán levő tápanyagbevezető-áram között van elhelyezve, és a tisztítózónához egy kiszorító-anyaget bevezető áram csatlakozik, amely a fenti tápanyagbevezető-áramhoz viszonyítva az 50 ellenáram irányában fekszik,

d) deszorpciós zónát működtetünk közvetlenül a fenti tisztítózóna után, az ellenáram irányában, ahol az adszorbens a zóna ellenáramirányú határán levő deszorbensbevezető-áram és a zóna folyás-

55 irányú határán levő extraktum-kivezető áram között van elhelyezve,

e) finomítvány-típusú vegyületből álló kiszorítóanyagot vezetünk a tisztítózónába,

f) a tápáramot adszorpciós körülmények között 60 bevezetjük az adszorpciós zónába, a zónában a normál-paraffinokat az adszorbensen szelektíven adszorbeáljuk, és izo-paraffinokat, kiszorító-anyagot és egy később ismertetendő deszorbens anyagot tartalmazó finomítványkivezető-áramot vonunk ki a 65 zónából,

g) egy deszorbens anyagot deszorpciós körülmények között a deszorpciós zónába vezetünk, a zónában a normál-paraffinokat az adszorbensről eltávolítjuk, és normál-paraffinokat, kiszorító-anyagot és deszorbens anyagot tartalmazó extraktumkive' zető-áramot vonunk ki a zónából,

h) a fenti extraktumkivezető-áramnak legalább egy részét frakcionáljuk, és itt kiszorító-anyag és deszorbens anyag keverékéből álló első fejpárlatot és normál-paraffinokból álló első fenékfrakciót kapunk,

i) a fenti fínomítványkivezető-áranmak legalább egy részét szintén frakcionáljuk, és itt kiszorító-anyag és deszorbens anyag keverékéből álló második fejpárlatot és izo-paraffinokból álló második fenékfrakciót kapunk^

j) a kiszorító-anyag és deszorbens anyag keverékét is frakcionáljuk, és deszorbens anyagból álló harmadik fejpárlatot és kiszorító-anyagból álló fenékfrakciót kapunk,

k) a harmadik fejpáriatnak legalább egy részét visszacirkuláltatjuk a deszorpciós zónába,

l) a harmadik fenékfrakciónak legalább egy részét visszacirkuláltatjuk a tisztítózónába,

m) az abszorpciós zónában fennálló folyadékáramláshoz viszonyítva folyásirányban az adszorbens-szemcsékből álló oszlopon időszakosan előremozgatjuk a tápanyagbevezető-áramot, a finomítványkivezető-áramot, deszorbensbevezető-áramot és extraktumkivezető-áramot, így a zónákat az adszorbens tömegén eltoljuk, és extraktumkivezető- és finomítványkivezető-áramot kapunk, azzal jellemezve, hogy a frakcionálási és visszacirkulálást a következő lépésekben végezzük:

i) az extraktumkivezető-áram vagy a finomítványkivezető-áram frakcionálásával kapott kiszorítő-anyagot és deszorbens anyagot tartalmazó oldalpárlatot távolítunk el, ahol az oldalpárlat a deszorbens anyagot kisebb koncentrációban tartalmazza, mint, az első vagy a második fejpárlat, ii) a fenti oldalpárlatnak legalább egy részét frakcionálva harmadik fejpárlatot és harmadik fenékfrakciót kapunk, és iii) a harmadik fejpárlat, az első fejpárlat és a második fejpárlat mindegyikének legalább egy részét keverve a deszorpciós zónába vezetjük.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy olyan tápáramot használunk, amelyben a molekulák szénatomszám-tartománya kb. 6—30.

3. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy zeolitként 5A zeolitot alkalmazunk.

4. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy közvetlenül a deszorpciós zóna után, az ellenáram irányában pufferzónát alkalmazunk, amelyben az adszorbenst a pufferzóna folyásirányú határán levő deszorbensbevezető-áram és a zóna ellenáramirányú határán levő finomítványkivezető-áram között helyezzük el.

5. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy deszorbens anyagként olyan normál-paraffinokat alkalmazunk, amelyek forráspontja a tápárammal bevezetett normál-paraffinok forráspontjától eltér.

6- Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy az adszorpciót és 5 deszorpciót 40-250 °C hőmérséklettartományban és atmoszférikus és 34atü közötti nyomástartományban végezzük.

7. Eljárás normál-paraffinok elválasztására, normál-paraffinok, izo-paraffínok és aromás szénhidro0 gének keverékét tartalmazó tápáramból, 5A zeolit adszorbenst alkalmazva, a következő lépésekben:

a) tiszta folyadékáramlást létesítünk egyetlen irányban egy adszorbens-oszlopon, ahol az oszlop

5 legalább három zónát tartalmaz, amelyek mindegyike (kiálló műveleti funkciót tölt be, és amelyek az oszlop terminális zónáival sorba vannak kötve,

b) adszorpciós zónát működtetünk az oszlop0 bán, ahol az adszorbens a zóna ellenáramirányú határán levő tápanyagbevezető-áram és a zóna folyásirányú határán, levő finomítványkivezető-áram között van elhelyezve,

c) tisztítózónát működtetünk közvetlenül a fenti

5 adszorpciós zóna után az ellenáram irányában, ahol az adszorbens a tisztítózóna ellenáramirányú határán levő extraktumkivezető-áram és a tisztítózóna folyásirányú határán levő tápanyagbevezető-áram között yan elhelyezve, és a tisztítózónához egy i0 kiszorító-anyagot bevezető áram csatlakozik, amely a fenti tápanyagbevezető-árarohoz viszonyítva az ellenáram irányában fekszik,

d) deszorpciós zónát működtetünk közvetlenül a fenti tisztítózóna után, az ellenáram irányában,

5 ahol az adszorbens a zóna ellenáramirányú határán levő deszorbensbevezető-áram és a zóna folyásirányú határán levő extraktumkivezető-áram között van elhelyezve,

e) a tápáramot adszorpciós körülmények között 0 bevezetjük az adszorpciós zónába, a zónában a normál-paraffinokat és az aromásokat az adszorbensen szelektíven adszorbeáljuk,

f) első deszorbens anyag és kiszorító-anyag keverékét vezetjük a tisztítózónába, és az aromásokat

5 az első deszorpció körülményei között az adszorbensről deszorbeáljuk,

g) az adszorpciós zónából kivonunk egy finomítványkivezető-áramot, amely betáplált izo-paraffinokból és aromás szénhidrogénekből, kiszorító- ) -anyagból és első deszorbens anyagból áll,

h) második deszorbens anyagot tartalmazó deszorbensbevezető-áramot vezetünk a deszorpciós zónába, és itt a normál-paraffinokat az adszorbensről a második deszorpció körülményei között deszor-

5 beáljuk,

i) a deszorpciós zónából normál-paraffinokat, kiszorító-anyagot és második deszorbens anyagot tartalmazó extraktumkivezető-áramot vonunk ki,

j) a fenti extraktumkivezető-áramnak legalább ) egy részét frakcionálva, kiszorító-anyag, első deszorbens anyag és második deszorbens anyag keverékéből álló első fejpáriatot és normál-paraffinokból áQ0 első fenékfrakciót kapunk,

k) a fenti finomítványldvezefő-áramnak legalább ΐ egy^ részét frakcionálva, kiszorító-anyag, első de szorbens anyag és második deszorbens anyag kéve rékéből álló második fejpárlatot és izo-paraffinokból és betáplált aromásokból álló második fenékfrakciót kapunk,

l) kiszorító-anyag, első deszorbens anyag és második deszorbens anyag keverékét frakcionálva, kiszorító-anyagból és második deszorbens anyagból álló harmadik fejpárlatot és kiszorító-anyagból és első deszorbens anyagból álló harmadik fenékfrakciót kapunk,

m) a harmadik fejpárlatnak legalább egy részét visszacirkuláltatjuk a deszorpciós zónába,

n) a harmadik fenékfrakciónak legalább egy részét visszacirkuláltatjuk a tisztítózónába,

o) az adszorpciós zónában fennálló folyadékáramláshoz viszonyítva folyásirányban az adszorbens-szemcsékből álló oszlopon időszakosan előremozgatjuk a tápanyagbevezető-áramot, a fínomítványkivezető-áramot, a deszorbensbevezető-áramot és extraktumkivezető-áramot, így a zónákat az adszorbens tömegén eltoljuk, és extraktumkiveze^főés finomítványkivezető-áramokat kapunk, azzal jellemezve, hogy a frakcionálási és visszacirkulálást a következő lépésekben végezzük:

i) az extraktumkivezető-áram vagy a fínomítványkivezetŐ-áram frakcionálásával kapott, kiszorító-anyagot és első deszorbens anyagot tartalmazó oldalpárlatot távolítunk el, ahol az oldalpárlat a második deszorbens anyagot kisebb koncentrációban tartalmazza, mint az első vagy a második fejpárlat, ii) a fenti oldalpárlatnak legalább egy részét frakcionálva harmadik fejpárlatot és harmadik fenékfrakciót kapunk, és iii) az első fejpárlat, a második fejpárlat és a harmadik fejpárlat mindegyikének legalább egy részét keverve a deszorpciós zónába vezetjük.

8. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy olyan tápáramot használunk, amelyben a molekulák szénatomszám-tartománya kb. 6—30.

9. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy közvetlenül a deszorpciós zóna után, az ellenáram irányában, puf ferzónát alkalmazunk, amelyben az adszorbenst a pufferzóna folyásirányú határán levő deszorbensbevezető-áram és a zóna ellenáramirányú határán levő fmomítványkivezető-áram között helyezzük el.

10. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy az adszorpciót, az első deszorpciót és a második deszorpciót 40-250 °C hőmérséklettartományban és atmoszférikus és 34 atü közötti nyomástartományban végezzük.

11. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy első deszorbens anyagként olyan aromás szénhidrogént alkalmazunk, amelynek forráspontja a tápáramban levő aromás szénhidrogének forráspontjától eltér.

12. A 11. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy aromás szénhidrogénként benzolt, toluolt, etilbenzolt vagy xilol-izomereket alkalmazunk.

13. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy a tisztítózónába első deszorbens anyag és kiszorító-anyag keverékét vezetjük be, amely az első deszorbens anyagot kb. 5—100 térf.%-ban tartalmazza.

14. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy második deszorbens anyagként olyan normál-paraffinokat alkalmazunk, amelyek forráspontja a tápáramban levő normál-paraffinok forráspontjától eltér.

15. A 14. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy második deszorbens anyagként normál-pentánt alkalmazunk.

16. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy 1 térf.%-nál kevesebb második deszorbens anyagot tartalmazó harmadik fenékfrakciót cirkuláltatunk vissza a tisztítózónába.

17. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy az első, második és harmadik fejpárlatnak 0,1 térf.%-nál kevesebb első deszorbens anyagot tartalmazó keverékét cirkuláltatjuk vissza a deszorpciós zónába-

18. A 7. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja azzal jellemezve, hogy 0,05 térf.%-nál kevesebb betáplált aromás szénhidrogént tartalmazó első fenékfrakciót termelünk ki.