HU196348B - Combined selective adsorbtive process and apparatus for producing hydrocarbons of 1-6 carbon atoms and volatile materials of high quality - Google Patents

Combined selective adsorbtive process and apparatus for producing hydrocarbons of 1-6 carbon atoms and volatile materials of high quality Download PDF

Info

Publication number
HU196348B
HU196348B HU84184A HU84184A HU196348B HU 196348 B HU196348 B HU 196348B HU 84184 A HU84184 A HU 84184A HU 84184 A HU84184 A HU 84184A HU 196348 B HU196348 B HU 196348B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
column
filled
polar
adsorbent
separation
Prior art date
Application number
HU84184A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HUT37378A (en
Inventor
Vendel Illes
Rezsoe Csikos
Antal Otto
Geza Balazs
Laszlo Bilitzky
Tibor Mericskay
Jenoe Huettner
Original Assignee
Magyar Asvanyolaj Es Foeldgaz
Oxigen Es Dissousgazgyar
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Magyar Asvanyolaj Es Foeldgaz, Oxigen Es Dissousgazgyar filed Critical Magyar Asvanyolaj Es Foeldgaz
Priority to HU84184A priority Critical patent/HU196348B/en
Publication of HUT37378A publication Critical patent/HUT37378A/en
Publication of HU196348B publication Critical patent/HU196348B/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

A mixture of carbohydrates obtd. from water and other contaminated solns. can be separated into pure fractions by passing it through a column of polar/nonpolar absorbent. The resin in the column is regenerated by this process and the eluted cpds. are of high purity.

Description

A szerves vegyipar, a műanyagipar, a műszer- és elektronikai ipar gyors fejlődése, valamint e szakterületeken folyó intenzív kutató-fejlesztő munka egyre nagyobb mennyiségben éc tisztaságban igényel modellanyagokat, elsősorban szcntih'ti-géneket, oxigéntartalmú és más gázokat, így például szénhidrogének termikus és katalitikus átalakítására irányuló reakciók és szintézisek - zsgálatára, adszorpciós-katalitikus vizsgálatokhoz a modern fizikai elemzési módszernél (mint például gázkromatográfia, spektroszkópia) azonosítási és kalibrálási feladatok megoldásához.The organic chemical industry, the plastic industry, the rapid development of instruments and electronics industry, and in these fields of intensive research and development work requires simulant thou c purity is ever increasing, primarily szcntih'ti genes, oxygen and other gases, such as hydrocarbons thermal and catalytic conversion reactions and syntheses for adsorption-catalytic assays in modern physical analysis methods (such as gas chromatography, spectroscopy) for identification and calibration tasks.

Újabban nagy tisztaságú gázokat használnak különböző technológiai folyamatokban is. így például nagy keménységű fémszerszámok előállításában metánt, lézerek létrehozásában szén-dioxidot, kaboniívegyületek előállításában szénmonoxidot.Recently, high purity gases are also used in various technological processes. For example, methane in the manufacture of high-hardness metal tools, carbon dioxide in the creation of lasers, and carbon monoxide in the manufacture of cabonic compounds.

Tiszta anyagok előállíthatok kémiai úton (szintézissel) vagy fizikai módszerekkel természetes, illetve ipari folyamatokból kapott gáz és/vagy cseppfolyós halmazállapotú elegyek desztillációs, abszorpciós, adszorpciós módszerekkel és membránokon történő szétválasztásával.Pure materials can be prepared by chemical (synthesis) or physical methods by separation of gaseous and / or liquid mixtures obtained from natural or industrial processes by distillation, absorption, adsorption and membrane separation.

Az ipari adszorpciós eljárások közül szénhidrogéntartalmú gázelegyek dúsítására és szétválasztására régebben a folyamatos üzemű, mozgóágyas kromatográfiás (hiperszorpciós) eljárást alkalmazták korlátozottan [Berg: Trans. Am. Inst. Chem. Engrs. 42, 665 (1946)). Az így kapott frakciók azonban általában egyes komponensekre való további szétválasztásra, ezek pedig minden esetben külön-külön tisztításra szorultak tiszta termékek előállítása céljából.Of the industrial adsorption processes for the enrichment and separation of hydrocarbon-containing gas mixtures, the use of continuous-bed chromatography (hypersorption) has been limited in the past [Berg: Trans. Am. Inst. Chem. Engrs. 42, 665 (1946)). However, the fractions thus obtained are generally subject to further separation into individual components and in each case have to be purified individually to obtain pure products.

Szénhidrogénelegyek szétválasztása a tárgya a 176 724, a 159 936, a 165 385 számú magyar és a 3,310,486, a 4,350,501, a 4,436,533 számú USA szabadalomnak. A fenti szabadalmakban ismertetett eljárások mindegyike cseppfolyós halmazállapotú, 6-30 szcnaloniszám-taitományú szénhidrogén-frakciókból a normál paraffin és a nem normál paraffin szénhidrogének elkülönítésére vonatkozik.Separation of hydrocarbon mixtures is the subject of U.S. Patents 176,724, 159,936, 165,385, and U.S. Patents 3,310,486, 4,350,501, and 4,436,533. Each of the processes described in the above patents relates to the separation of liquid paraffinic hydrocarbon fractions having a molecular weight of 6 to 30, in the range of normal paraffin and non-normal paraffin hydrocarbons.

A hivatkozott eljárásokban nem nagy tisztaságú egyedi szénhidrogéneket, hanem normál paraffin, illetve nem normál paraffin (elágazó láncú, naftán, aromás) szénhidrogének keverékét állítják elő nagy volumenben, technikai tisztaságban és minőségben.The processes referred to do not produce high purity individual hydrocarbons, but a mixture of normal paraffinic and non-normal paraffinic (branched, naphthane, aromatic) hydrocarbons in high volume, technical purity and quality.

Mindegyik eljárás adszorbensként molekulaszűrőt alkalmaz.Each process uses a molecular filter as adsorbent.

A hivatkozott eljárások mindegyikében alkalmaznak eluáló- és/vagy kiszorítóanyagot. Ezt frakcionálással választják el a terméktől, ezért az eljárások szerves tartozéka a frakcionálóbcrendczés.In each of the methods referred to, an eluting and / or displacing agent is used. This is separated from the product by fractionation and therefore fractionation order is an integral part of the processes.

A 159 936 és a 165 385 számú szabadalmak jellemzője a speciális (protonfii fémvegyületeket tartalmazó) molekulaszűrő adszorbens.Patents 159,936 and 165,385 are characterized by a special molecular adsorbent (containing protonphil metal compounds).

Fokozott tisztaságú gáz alakú szénhidrogének előállítására alkalmas szakaszos szelektív adszorpciós eljárást ismertet a 152 779 számú magyar szabadalom.A batch selective adsorption process for the preparation of gaseous hydrocarbons of high purity is described in Hungarian Patent No. 152,779.

Az eljárást legalább három egymás után kapcsolt, egyenként fűthető cső alakú oszlopból álló oszlopsoron valósítják meg. A kiindulási anyag (szénhidrogén gázelegy) betáplálását a légköri hőmérsékletű oszlopsorba atmoszferikus nyomáson csak addig folytatják, míg az oszlopsor végén a legkevésbé adszorbeálódó szénhidrogén meg nem jelenik. A telítést követően az oszlopsor első tagjáról, először az oszlop fokozatos melegítésével, majd vízgőzzel deszorbeálják a benne adszorbeált szén2 hidrogéneket és azokat a többi, nem fűtött adszorbensoszlopon vezetik át. A vízgőzös deszorpció befejezése után az első oszlopot kiiktatják a deszorpciós műveletből és iners gáz átvezetésével regenerálják. Ugyanígy végzik a 2., a 3., a 4. stb. oszlop dcszorpcióját és regenerálását is.The process is carried out on a series of columns of at least three sequentially connected tubular columns which can be heated. Feeding of the starting material (hydrocarbon gas mixture) to the column temperature column at atmospheric temperature is continued at atmospheric pressure until the least adsorbed hydrocarbon is found at the end of the column column. After saturation, the first member of the column, first with gradual heating of the column and then with water vapor, desorbs the adsorbed carbon 2 hydrogens and passes them through the other non-heated adsorbent columns. After completion of the water vapor desorption, the first column is bypassed from the desorption operation and regenerated by passing inert gas. The same applies to the 2nd, 3rd, 4th etc. column dcsorption and regeneration.

Lényeges jellemzője még az eljárásnak, hogy a csakis normál telített vagy pedig telítetlen szénhidrogéneket tartalmazó gázelegy szétválasztását aktív szén töltetű oszlopsoron végzik, a normál vegyiiletck mellett izovegyületeket is tartalmazó gázelegyek szétválasztására pedig az aktív szén töltetű oszlopsor utolsó tagjaként molekulaszűrő vagy A12O3 adszorbenssel töltött oszlopot kapcsolnak.An essential feature of the process is that the gas mixture containing only normal saturated or unsaturated hydrocarbons is separated on an activated carbon column and, besides the normal chemical ethyl alcohol, isoforms containing a column of molecular weight adsorbent or Al 2 O 3 switch.

Találmányunk legalább 99 mol% tisztaságú egyedi, 1—6 szénatomos egyenes és elágazó láncú, telített és/ vagy telítetlen szénhidrogéneknek és/vagy gáz-gőz állapotú szén és oxigén és/yagy nitrogén és oxigén és/vagy hidrogén és halogén és/vagy hidrogén és nitrogén tartalmú anyagoknak kombinált szelektív adszorpciós eljárással való előállítására és az ehhez szükséges célszerű berendezésre vonatkozik.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to single and branched, saturated and / or unsaturated hydrocarbons having carbon atoms of at least 99 mol% purity and / or carbon and oxygen and / or nitrogen and oxygen and / or hydrogen and halogen and / or hydrogen and It relates to the preparation of nitrogenous materials by a combined selective adsorption process and to the appropriate equipment necessary for this.

A találmány szerinti eljárás cs berendezés jellegzetessége a nagyfokú fuga!másság, az adott berendezésben, részben egyidőben, több eljárásváltozatot (eljáráskombinációt) realizálva, kizárólag hazai nyersanyagok felhasználásával több (legalább 8) nagy tisztaságú terméket állítunk elő.A feature of the process apparatus of the present invention is the high degree of fluidity in which several (at least 8) high purity products are produced in a given apparatus, at one and the same time, by implementing several process variants (process combinations) using only domestic raw materials.

A kiindulási anyagok és a visszavezetett termékfrakciók hatékony és energiatakarékos szétválasztását és tisztítását, a nagy terméktisztaságot és a minimális anyagvcsztcségct hűthető és fűthető kivitelű adszorberkonstrukció, az előtisztító és szétválasztó oszlopok variálható kapcsolása, különböző típusú (poláros, nem poláros) adszorbenstoltetek alkalmazása, a szétválasztó oszlopokban a nyomás és a hőmérséklet megfelelően összehangolt időbeli változtatása, a közbülső termékfrakciók visszavezetése, továbbá a szétválasztási és a regenerálási folyamatok egységes gyártási ciklusba való összekapcsolása révén biztosítjuk és valósítjuk meg.Efficient and energy-efficient separation and purification of starting materials and recycled product fractions, high purity and minimal material separation, cooling and heating design, variable coupling of pre-purification and separation columns, application of different types of (polar, non-polar) pressure and temperature are appropriately co-ordinated over time, recirculation of intermediate product fractions, and integration of separation and regeneration processes into a single production cycle.

Az eljárás megvalósítására szolgáló berendezés, melynek kapcsolását az 1. ábra mutatja, adott esetben elpáro!ogtató(k)ból, egy, kettő vagy több előtisztító oszlopból, egy, kettő vagy több szétválasztó oszlopból, nyersanyag-adagoló szivattyú(k)ból és termékkomprimáló kompresszor(ok)ból ált. Az előtisztító és a szétválasztó oszlopok hűthető és fűthető kivitelűek, adott esetben csőköteges szerkezetűek. Az előtisztító oszloposa)! poláros és adott esetben nem poláros adszorbcnsscl, az M szétválasztó oszlop egy részét poláros adszorbenssel, A másik részét pedig nem poláros adszorbensel töltjük meg. Az előtisztító oszlopíok) közvetlenül a poláros adszorbenssel töltött M oszlop(ok) és/vagy a nem poláros adszorbenssel töltött A oszlopíok) vagy oszlopsor belépő végéhez, a poláros adszorbenssel töltött M oszlop(ok) és/vagy a nem poláros adszorbenssel töltött A oszlop(ok) vagy oszlopsor kilépő vége pedig közvetlenül a termékkomprimáló kompresszorhoz van(nak) kapcsolva, vagy a poláros adszorbenssel töltött M oszlop(ok) kilépő vége a nem poláros adszorbenssel töltött A oszlop(ok) vagy oszlopsor belépő végéhez van(nak) kapcsolva,The apparatus for carrying out the process, the coupling of which is illustrated in Figure 1, optionally comprises evaporator (s), one, two or more pre-purification columns, one, two or more separation columns, a feed pump (s) and a product compressor. of compressor (s). The pre-cleaning and separating columns are of cooled and heated design, optionally tubular. The column for the pre-cleaning)! polar and optionally non-polar adsorbents, one part of the separation column M is filled with polar adsorbent and the other part is filled with non-polar adsorbent. Pre-purification columns) directly at the inlet end of the polar adsorbed M column (s) and / or non-polar adsorbent A columns) or at the inlet end of the column polar adsorbent and / or non-polar adsorbent A column (s). or) the outlet end of the column is connected directly to the product compressor or the outlet end of the M column (s) filled with a polar adsorbent is connected to the inlet end of the column A or column filled with a non-polar adsorbent,

A fenti berendezésben megvalósított kombinált szelektív adszorpciós eljárás lényege és több műveleti lépései:The essence and several steps of the combined selective adsorption process carried out in the above apparatus:

196 348 — a kiindulási anyagokból a vizet és a kéntartalmú szennyező vegyületeket poláros és adott esetben nem poláros adszorbenssel töltött Sz, ET előtisztító oszlop(ok)ban kivonjuk;196 348 - extracting water and sulfur-containing impurities from the starting materials in a polar and optionally non-polar adsorbent packed Sz, ET column (s);

— az előtisztított környezet-hőmérsékletű vagy előhűtött kiindulási anyaggal és/vagy termékfrakcióval a regenerált poláros adszorbenssel töltött M és/vagy a regenerált nem poláros adszorbenssel töltött A szétválasztó oszlopo(ka)t vagy oszlopsort I-iO bárig fokozatosan növekvő nyomáson valamely jellemző komponensnek (például izobután gyártásakor a propánnak) a környezet-hőmérsékletű vagy hűtött szétválasztó oszlop, vagy oszlopsor első vagy második oszlopa kilépő végén való megjelenéséig, vagy az eiső oszlopban meghatározott nyomás eléréséig, vagy meghatározott mennyiségű anyag betöltéséig telítjük, ezt követően — a betöltött anyagot a 2. ábrán szemléltetett módon nyomáscsökkentéssel (a betöltött anyagnak a termékvezetékbe vagy adott esetben a második, vagy a második és a harmadik oszlopba való expandáltatásával) és majd az első és adott esetben a második, vagy a második és a harmadik oszlop hőmérsékletének fokozatosan 100—250 ’C-ra való növelésével és az oszlopok) szívatásával végrehajtott szétválasztási és tisztítási lépésekben;- a separating column (s) or column series I-10 filled with regenerated polar adsorbent starting material and / or product fraction filled with regenerated polar adsorbent and / or barrel with a gradually increasing pressure (e.g. in the production of isobutane, saturation of the propane) at the outlet end of the ambient temperature or cooled separation column or column first or second column or at the pressure specified in the previous column or after loading a specified amount of material, illustrated by depressurization (by expanding the loaded material into the product line or optionally in the second or second and third columns) and then the first and optionally the second or second and third columns. gradually separating and purifying the column temperature to 100-250 ° C and suctioning the columns;

— a poláros adszorbenssel töltött M oszlop(ok)ban lévő anyagot eltérő kémiai szerkezetű és/vagy eltérő telítettségű, és/vagy eltérő polaritású nagy tisztaságú termék(ek)re és/vagy termékfrakciókra·;- the substance in the M-column (s) filled with the polar adsorbent for high purity product (s) and / or product fractions with different chemical structure and / or different saturation and / or different polarity;

— a nem poláros adszorbenssel töltött A oszlop(ok)ban lévő anyagot pedig eltérő molekulatömegű és/vagy eltérő illékonyságú és/vagy eltérő adszorpciós képességű nagy tisztaságú termék(ek)re és/vagy termékfrakciókra választjuk szét;And separating the material contained in the non-polar adsorbent A column (s) into high purity product (s) and / or product fractions of different molecular weight and / or different volatility and / or different adsorption capacity;

— a termékfrakciókat közvetlenül vagy közbülső tárolón keresztül az M és/vagy az A szétválasztó oszlop(ok)ba visszavezetjük;Returning the product fractions directly or via intermediate storage to the separation column (s) M and / or A;

— a szétválasztási műveletekkel összehangoltan, azok közvetlen folytatásaként és azokkal részben egyidőben a meleg adszorbens töltetet hűtéssel és/vagy vákuumozással és hűtéssel és/vagy inért gázos öblítéssel és azt követő vákuumozással és hűtéssel regeneráltatjuk, majd — a szétválasztási és a regenerálási műveleteket szükség szerint ismételjük.- regenerating the hot adsorbent fill by cooling and / or vacuum and cooling and / or inert gas rinsing followed by vacuum and cooling, in accordance with the separation operations, as a direct continuation thereof, and then repeating the separation and regeneration operations as necessary.

Az ismertetett és a 2. ábrán is bemutatott szétválasztás során a nyomáscsökkentés és az ezt követő hőmérséklet-növelés és szívatás hatására az elegy (a betöltött anyag) eltérő adszorpciós képességű komponenseinek sorozatosan ismétlődő deszorpciója, áramlása és adszorpciója következtében az oszlopsorban az eltérő adszorpciós képességű komponensek adszorpciós zónái és ezeket a zónákat összekötő, két komponenst tartalmazó elegyzónák alakulnak ki és vándorolnak az oszlopkor) kilépő vége felé. A betáplált elegy komponenseinek mennyiségi megoszlását a tiszta és a vegyes zónák között, a komponensek viszonylagos mennyisége, adszorpciós képességük, továbbá az oszlopsor méretei és a beállított műveleti paraméterek értéke határozzák meg.During the separation described and also shown in Figure 2, the desorption, flow and adsorption of the different adsorbent components of the mixture (the filled material) due to the pressure reduction and the subsequent temperature increase and suction results in zones, and two-component mixed zones connecting these zones, migrate towards the exit end of the column). The quantitative distribution of the components of the feed mixture between the pure and mixed zones, the relative amounts of the components, their adsorption capacity, and the size of the column series and the value of the operating parameters set.

Az oszlopsorból kilépő gáz (gőz) gyakori mintázása és elemzése alapján a két komponenst tartalmazó vegyes frakciókat közbülső gyűjtőkbe, a tiszta termékeket pedig a megfelelően előkészített (tisztított, levákuumozott) palackokba (tartályokba) vezetjük. A termék metánt, etilént és más, nem kondenzáló gázterméket (pl, szén-monoxidot) nagynyomású membránkompresszorra5 100-250 bar nyomásra sűrítve gáz állapotban, az elánt és más, nagyobb nyomáson kondenzálódó terméket (CO2, N2O, NH3) 15-75 bar nyomásra komprimálva és hűtve cseppfolyósítjuk, a pr opánt és a nehezebb termékeket pedig 3—15 bar nyomásra komprimálva és hűtve cseppfolyósítjuk, és ilyen állapotban palackozzuk. A pentánt és a nagyobb molckulatömegű szénhidrogéneket hűtéssel cseppfolyósítjuk és folyadékként tároljuk.Based on frequent patterning and analysis of the column vapor (vapor), the mixed fractions containing the two components are transferred to intermediate collectors, and the pure products are transferred to appropriately prepared (cleaned, evacuated) bottles (containers). The product is pressurized with methane, ethylene and other non-condensable gas products (eg carbon monoxide) to a high pressure diaphragm compressor in a gas state of 5 to 100 bar to 250 bar, and the condensate and other high pressure condensate products (CO 2 , N 2 O, NH 3 ). It is liquefied by compressing and cooling to a pressure of 15 to 75 bar, and liquefying the pr opane and heavier products by compressing and cooling to a pressure of 3 to 15 bar and bottling in this state. Pentane and higher molar mass hydrocarbons are liquefied by cooling and stored as a liquid.

Eljárásunkban poláros adszorbensként molekulaszűrőt, szilikagélt, alumíniumoxidot, karbosievet, előnyösen í A típusú molekulaszűrőt, nem poláros adszorbenskén* pedig aktív szeneket, előnyösen legalább 1000 nV/g fajlagos felületű mikropórusos aktív szenet alkalmasunk.The polar adsorbent used in the process is molecular sieve, silica gel, alumina, carbosilve, preferably type A molecular sieve, and non-polar adsorbent sulfur active carbons, preferably at least 1000 nV / g of microporous activated carbon.

Eljárásunkban, a kiinduló nyersanyagtól (annak szennyező komponenseitől) függően, egyes termékeket egyetlen gyártási ciklusban, egy adszerbenstölteten állítunk elő. így például a metánt és az etánt egy, adott esetben két sorbakapcsolt aktív sz.én töltetű oszlopban, a szén-monoxidot, a szén-dioxidot, a dinitrogén-oxidot pedig egy, adott esetben két sorbakapcsolt 5 A molekulaszűrő töltetű oszlopban állítjuk elő.In our process, depending on the starting raw material (its impurity components), some products are produced in a single production cycle, in one filler. For example, methane and ethane are produced in a column of optionally two activated carbon and columns of carbon monoxide, carbon dioxide, and nitrous oxide are prepared in a column of 5A, optionally connected in series.

A propánt, az izo- és normál butánt, propán-bután (PB) frakcióból kiindulva 5A molekulaszűrő töltetű M és aktív szén töltetű A oszlopokban állítjuk elő úgy, hogy előbb az M oszlopban a propánt és a normál butánt elválasztjuk az izobutántól és a könnyű szennyező komponensektől, majd az így kapott izobutánt az A oszlop(ok)ban tisztítjuk meg a könnyű szennyező komponensektől, a propánt és a normál butánt pedig az M oszlopból frakcionáltan deszorbeáljuk. Ha propánt és normál butánt csak kis mennyiségben tartalmazó izobután-írakció áll rendelkezésre kiindulási anyagként, akkor az 5A molekulaszűrő töltetű (M) oszlopban, egyetlen gyártási ciklusban, nagy tisztaságú izobutánt tudunk előállítani.Propane, iso- and normal butane, starting from the propane-butane (PB) fraction, are prepared in 5A molecular weight packed M and activated carbon packed A columns by first separating propane and normal butane from the isobutane in the M column and light and the resulting isobutane is purified in column A (s) from the light contaminants, and the propane and normal butane are fractionally desorbed from column M. If only a small amount of isobutane is available as a starting material in propane and normal butane, high purity isobutane can be produced in a 5A molecular weight column (M) in a single production cycle.

A njersanyag minőségétől függően tehát a találmány szerinti berendezésben a találmány szerinti eljárás több változata (kombinációja) valósítható meg, amely több (legalább 8) termék kívánt (99—99,99 mol% vagy nagyobb) tisztaságban való előállítását teszi lehetővé.Thus, depending on the quality of the raw material, the device of the invention may employ several variations (combinations) of the process of the present invention, which may produce several (at least 8) products of desired purity (99-99.99 mol% or greater).

Eljárásunk a technika állását bemutató részben ismertei ett, általunk korábban kidolgozott 152 779 számú szabadalom továbbfejlesztett változata.In the prior art part of the present invention, this is an improved version of this prior art patent No. 152,779.

Közös a két eljárásban, hogy mindegyik szakaszos adszorpciós módszert, több adszorpciós oszlopot, poláros és nem poláros adszorbenst alk almaz.It is common for the two processes to use each of the batch adsorption methods, multiple adsorption columns, polar and non-polar adsorbents.

A 152 779 számú és a most kidolgozott, továbbfejleszted eljárás között az alábbi lényeges különbségek vannak:There are the following significant differences between the 152,779 procedure and the currently refined process:

- A 152 779 számú eljárás kizárólag szénhidrogéngázok előállítására, míg a most kidolgozott eljárás 1—6 szénatomú szénhidrogének és/vagy gáz-gőz állapotú szén és oxigén és/vagy nitrogén és oxigén és/ vagy hidrogén és halogén és/vagy hidrogén és nitrogén tartalmú anyagok előállítására alkalmas.- Process 152 779 for the production of hydrocarbons only, whereas the process developed is a hydrocarbon and / or gaseous carbon and oxygen and / or nitrogen and oxygen and / or hydrogen and halogen and / or hydrogen and nitrogen-containing materials suitable for producing.

- A 152 779 számú eljárás megvalósításához legalább hálom cső alakú adszorbcnsoszlopra van szükség, a most kidolgozott eljárás az cselek többségében egy vagy kettő, de legfeljebb három adszorbensoszlopban megvalósítható.Process 152 779 requires at least a three-mesh tubular adsorbent column, the process now being developed can be carried out in most or one of two or at most three adsorbent columns.

196 348 — A 152 779 számú eljárásban alkalmazott oszlopok fűthető kivitelűek, a most kidolgozott eljárásban alkalmazott oszlopok hűthető és fűthető kivitelűek, előnyösen csőköteges szerkezetűek. Az adszorbensoszlopok melegítését és/vagy hűtését adott esetben az adszorberek köpenyterében cirkulállatott meleg és/vagy hideg hőközlő olajjal végezzük. Az adszorberek fűthető és hűthető szerkezeti kivitele 30— 60 %-kal nagyobb fajlagos adszorpciós kapacitást, nagyobb szelektivitást és lényegesen (kétszer, háromszor) gyorsabb működést (ciklusváltást) tesz lehetővé, ami a fajlagos gyártási költségek lényeges csökkenését eredményezi. [A berendezés időegységre vonatkoztatott termelőkapacitása lényegesen (kb. háromszorosan) megnőtt, ennek arányában csökkent az üzemeltetési költség.] — A most kidolgozott eljárásnál a kiindulási anyagok víz- és kénmentesítésére és egyéb (főleg poláros) szennyezők eltávolítására szárító- és előtisztító oszlopo(ka)t alkalmazunk. A 152 779 számú eljárásban ilyeneket nem alkalmaztak, a szennyező komponensek tehát a szétválasztó oszlopokat terhelték. Emiatt minden szétválasztási művelet után az oszlopokat mélyreható (gőzölést is alkalmazó) regenerálásnak kellett alávetni. A most kidolgozott eljárásban gőzölést nem alkalmazunk és mélyrehatóbb regenerálásra (ami melegen való vákuumozásból áll) is csak minden196 348 - The columns used in process 152 779 are of a heatable design, the columns of the process of the present invention are of a coolable and heatable design, preferably of tubular construction. The heating and / or cooling of the adsorbent columns is optionally carried out with hot and / or cold heat transfer oils circulating in the adsorber jacket space. The heated and cooled structural design of the adsorbers allows for a 30-60% higher specific adsorption capacity, greater selectivity and significantly (twice, three times) faster cycle (cycle change), resulting in a significant reduction in specific production costs. [The production capacity per unit of time has increased significantly (approximately threefold) and the operating cost has been reduced accordingly.] - Drying and pre-purification column (s) for the water purification and desulphurisation of starting materials and removal of other (mainly polar) impurities. t. In process 152,779, they were not used, so the impurity components were loaded on the separation columns. As a result, after each separation operation, the columns had to undergo an in-depth regeneration (including steam). In the process we are currently developing, we do not use steaming, and for deeper regeneration (consisting of hot vacuuming)

5—8 ciklus után van szükség.5-8 cycles are required.

— A kiindulási anyagot a most kidolgozott eljárásban környezet-hőmérsékleten vagy előhűtve adagoljuk a hűtött szétválasztó oszlóp(ok)ba.- The starting material is added to the chilled separation column (s) at ambient temperature or pre-cooled in the present process.

A kiindulási anyag beadagolását a szétválasztó oszlopokba a most kidolgozott eljárásban 1—10 bárig fokozatosan növekvő nyomáson valamely jellemző komponensnek az első vagy a második szétválasztó oszlop kilépő végén való megjelenéséig, vagy az első oszlopban meghatározott nyomás eléréséig, vagy meghatározott mennyiségű anyag betöltéséig végezzük.Addition of starting material to the separation columns in the process of the present invention is carried out at a pressure of 1 to 10 bar, with increasing pressure, until a characteristic component appears at the outlet end of the first or second separation column or until a certain amount of material is reached.

A 152 779 számú eljárásban a beadagolást atmoszferikus nyomáson, környezet-hőmérsékleten a legkevésbé adszorbeálódó szénhidrogénnek a legalább 3 oszlopból álló oszlopsor végén való megjelenéséig végzik.In process 152,779, the addition is carried out at atmospheric pressure at ambient temperature until the least adsorbed hydrocarbon is present at the end of the column of at least 3 columns.

— A komponensek szétválasztását (dcszorpcióját) az oszlopokban a 152 779 számú eljárás szerint az első, a 2., a 3., a 4. stb. sorbakapcsoít oszlopok egymás utáni fokozatos melegítésével és vízgőzzel való kiszorítással végzik.- The separation (dcsorption) of the components in the columns according to Method 152 779 is the first, second, third, fourth, etc. step. is performed by sequential heating of the columns and successive displacement of water vapor.

A most kidolgozott eljárás szerint a szétválasztást nyomáscsökkentéssel (a betöltött anyagnak a termékvezetékbe, illetve adott esetben a 2. és a 3. oszlopba való expandáltatásával) és majd az első, illetve adott esetben a 2. és a 3. oszlop hőmérsékletének fokozatosan 100-250 ’C-ra való növelésével és az oszlop(ok) szívatásával valósítjuk meg, kiszorítóanyagot nem alkalmttzunk.According to the method now developed, the separation is effected by reducing the pressure (expanding the loaded material into the product line and possibly columns 2 and 3) and then gradually increasing the temperature of the first column and, if appropriate, columns 2 and 3 to 100-250. By raising it to 'C and suctioning the column (s), no displacement material is used.

— A 152 779 számú eljárás szerint az oszlopok regenerálásakor a vízgőzt el kell távolítani az adszorbensről, a most_kidolgozott eljárásban vízgőzt nem alkalmazunk, így a regenerálás lényegesen egyszerűbb és olcsóbb.Method 152 779 requires the water vapor to be removed from the adsorbent when regenerating the columns, and water vapor is not used in the present process, making regeneration much simpler and less expensive.

A fentiek egyértelműen mutatják, hogy a most kidolgozott eljárás és berendezés a 152 779 számú szabadalomban leírt eljáráshoz viszonyítva lényeges előrehaladást jelent a berendezés szerkezeti kialakításában, kapcsolási elrendezésben és az eljárás főbb műveleti lépéseiben.The foregoing clearly demonstrates that the presently developed process and apparatus, as compared to the process described in U.S. Patent No. 152,779, represents significant progress in the design of the apparatus, the circuit arrangement, and the major operational steps of the process.

Ezek együtt egy igen rugalmas, több (legalább 8) nagy tisztaságú (adott esetben 99,99 mol%-nál tisztább) termék hatékony, gyors és gazdaságos előállítására alkalmas berendezés és eljárás megvalósítását eredményezték, mely mindenképpen a műszaki haladást szolgálja. A kidolgozott eljárás és berendezés jelentőségét növeli, hogy nagy értékű importanyagoknak hazai nyersanyagból való előállítását teszi lehetővé.Together, these have resulted in the implementation of an apparatus and process for the efficient, rapid and economical production of a plurality of (at least 8) high purity (optionally more than 99.99 mol%) products, which are in any case intended for technical progress. The importance of the developed process and equipment makes it possible to produce high value imported materials from domestic raw materials.

Az eljárás további részleteit nagy tisztaságú propán, izo- és n-bután termékeknek propán-bután nyersanyagból, illetve elődúsított frakciókból való előállítására, nagy tisztaságú tnetáníerméknek földgázból való előállítására, nagy tisztaságú etilénnek etiléndús frakciókból való előállítására, nagy tisztaságú szén-dioxidnak kereskedelmi cseppfolyós szén-dioxidból való előállítására, nagy tisztaságú dinitrogén-oxidnak kereskedelmi cseppfolyós dinoxból való előállítására és nagy tisztaságú ammóniának kereskedelmi cseppfolyós ammóniából való előállítására vonatkozó kiviteli példákban ismertetjük.Further details of the process for the preparation of high purity propane, iso- and n-butane products from propane-butane feedstock and pre-enriched fractions, for the production of high purity tnetane product from natural gas, for the production of high purity ethylene from ethylene rich fractions, in the Examples for the preparation of high purity nitric oxide from commercial liquid dinox and for the preparation of high purity ammonia from commercial liquid ammonia.

Az 1. ábrán lévő berendezés, melyben a fenti anyagok gyártását végeztük, egy molekulaszűrővel SZ és egy aktív szénnel ET töltött előtisztító oszlopból, egy 5A típusú molekulaszűrővel töltött M szétválasztó oszlopból és három Í200 mz/g fajlagos felületű mikropórusos supersorbon WS IV típusú aktív szénnel töltött A1-A3 szétválasztó oszlopból áll. Az M és az Al oszlop 90 liter, az A 2 és az A3 oszlop 53 liter adszorbcnstöllclcl tartalmaz.Apparatus shown in Figure 1, which were carried out to manufacture the above materials W and a charcoal ET spent pre-treatment column, a sieve, pouring a type 5A molecular sieve M separating columns and three I200 m z / g of surface area micropore supersorbon type charcoal WS IV consists of a filled column A1-A3. Columns M and A1 contain 90 liters, columns A 2 and A3 contain 53 liters of adsorbent.

1. példaExample 1

A nagy tisztaságú propán, izo- és n-bután termékek előállításához nyersanyagként felhasznált propán-bután 3 tömeg% etánt és könnyebb komponenseket, 35 tömeg% propánt, 42 tömeg% izobutánt és 20 tömeg% n-butánt tartalmazott. A fenti összetételű nyersanyagot 5-10 m/min sebességgel fokozatosan 3 bárig növekvő nyomáson a 25 °C hőméreékletű, A5 típusú molekulaszűrő adszorbenssel töltött M jelű adszorberbe adagoltuk. A molckultiszűrőn nem adszorbeálódó, zömében izobutánt és kis mennyiségben etánt és könnyebb komponenseket tartalmazó elegyet az M jelű oszlopból közvetlenül a 25 ’C hőmérsékletű aktív szénnel töltött, Al—A3 jelű adszorberekből álló berendezésbe vezettük. A nyersanyag-betáplálást az M jelű oszlopba addig végeztük, amíg a propán meg nem jelent az oszlopból távozó gázelegyben. Ezt a 9, 13 és 17 csapokon keresztül vett gázminták gyakori elemzése alapján észleltük:The propane butane used as a raw material for the production of high purity propane, iso and n-butane products contained 3 wt% ethane and lighter components, 35 wt% propane, 42 wt% isobutane and 20 wt% n-butane. The above composition was added at 5-10 m / min incrementally to 3 bar under increasing pressure at 25 ° C with an M5 filled with A5 molecular weight adsorbent. A mixture of mostly isobutane and a small amount of ethane and lighter components that were not adsorbed on the molar culture filter was passed directly from the M column to the A-A3 adsorbent filled with activated carbon at 25 ° C. Raw material was added to column M until propane appeared in the gas mixture leaving the column. This was observed from frequent analysis of gas samples taken through taps 9, 13 and 17:

A propán megjelenésekor az M oszlopból kilépő gázelegyben a nyersanyag-betáplálást megszüntettük, az aktív szenes berendezés belépő végét lezártuk, majd az M jelű oszlop gázteréből az izobutánt a 9, 13 és 15 csapokon keresztül történő expandáltatással kiöblítettük. A fenti műveletben, amely az izobutánnak a propántól és az n-butántól való elválasztására szolgált, 8,51 kg nyersanyagot használtunk fel.When propane emerged, the feed from the M column was shut off, the inlet end of the activated carbon plant was sealed, and the isobutane was rinsed from the gas space of the M column by expansion through pins 9, 13 and 15. In the above operation, which is used to separate isobutane from propane and n-butane, 8.51 kg of raw material is used.

A nagy tisztaságú izobután előállítását az aktív szénnel töltött, Al—A3 jelű adszorberekből álló berendezésben folytattuk. Az elegy áramlását az oszlopsorban, a 2. ábrának megfelelően, előbb a nyomás fokozatosThe production of high purity isobutane was continued in an apparatus consisting of activated carbon filled Al-A3 adsorbers. The flow of the mixture in the column row, as shown in Figure 2, is first gradual pressure

196 348 csökkentésével (az elegyenek az A 1-ből az A2 és A3 oszlopba való expandáltatásával), majd az Al oszlop alsó szakasza, ezt követően pedig a soron következe oszlopszakaszok hőmérsékletének fokozatosan 220 “’Cra való növelésével biztosítottuk. Az «áramlás során a g komponensek ismételt szelektív adszorpciója játszódott le, melynek eredményeképpen az etán és a könnyebb komponensek elváltak az izobutántól. Az. aktív szenes berendezésből előbb az etán és a könnyebb komponensek vegyes frakciója, ezt követően kis mennyiségű ·,θ etán-izobután vegyes frakció, majd nagy tisztaságú izobutántermék áramlott ki. A szétválasztás során, kapott 3,1 kg nagy tisztaságú izobutántermékeí membránkompresszorral 4,5 bar nyomásra komprimáltuk, vízhűtéses kondenzátorban cseppfolyósítottuk és vákuu- 15 mozott fémpalackba töltöttük.This was achieved by reducing 196 348 (expanding the mixtures from A1 to A2 and A3), then gradually lowering the temperature of the lower column of A1 to subsequent column sections to 220 ° C. During the flow, repeated selective adsorption of g components occurred, resulting in the separation of ethane and lighter components from isobutane. From the activated carbon plant, a mixed fraction of ethane and lighter components was first flushed out, followed by a small fraction of ethaneisobutane ·, θ and a high purity isobutane product. During separation, the resulting 3.1 kg of high purity isobutane product was compressed with a diaphragm compressor to a pressure of 4.5 bar, liquefied in a water-cooled condenser and filled into a vacuum metal bottle.

Az aktív szenes berendezésben végrehajtott fenti szétválasztási művelettel egyidőben a molcktilaszűrővcl töltött M oszlopról a propánt és az n-butánt deszorbeáltattuk. Ezt a nyomás fokozatos csökkentésével, 20 majd sorrendben az alsó, középső és felső oszlopszakasz hőmérsékletének fokozatosan 220 °C-ra való növelésével valósítottuk meg. E műveletek során előbb nagy tisztaságú propánterméket, ezt köyetően propán-n-bután-tartalmú vegyes frakciót, végül nagy tisztaságú 25 n-bután-terméket kaptunk. A nagy tisztaságú termékeket komprimálás és cseppfolyósitás után palackokba fogtuk fel, a vegyes frakciót pedig az ismételt feldolgozásra, közbülső tárolóban gyűjtöttük.At the same time as the above separation in the activated carbon apparatus, propane and n-butane were desorbed from the M column filled with a molar filter. This was accomplished by gradually lowering the pressure and gradually increasing the temperature of the lower, middle and upper column sections to 220 ° C, respectively. These operations first afforded a high purity propane product, a mixed fraction containing propane-n-butane, and finally a high purity n-butane product. The high purity products were collected in bottles after compression and liquefaction, and the mixed fraction was collected for reprocessing in an intermediate container.

A molekulaszűrős és az aktív szenes berendezésben 30 végrehajtott, a fentiekben ismertetett kombinált gyártási ciklusban az 1. táblázatban megadott termékeket és frakciókat kaptuk.The combined production cycles in the molecular sieve and activated carbon apparatus 30 described above gave the products and fractions shown in Table 1.

Nagyobb mennyiségű nagy tisztaságú termék állítható elő egy-egy gyártási ciklusban, ha úgynevezett 35 elődúsított frakciókból indulunk ki. A földgázipar számos ilyen frakciót állít elő. Ilyen például az izobutándús frakció, amely körülbelül 1 tömeg% etánt, metánt és könnyebb szennyezéseket, 2—6 tömeg% propánt,Larger amounts of high purity product can be produced in a single production cycle by starting from so-called pre-enriched fractions. The natural gas industry produces many such fractions. Such is the isobutane-rich fraction of about 1 wt% ethane, methane and lighter impurities, 2-6 wt% propane,

90-93 tömeg% izobutánt és 3-6 tömeg% n-butánt 40 tartalmaz.It contains 90-93% by weight of isobutane and 3-6% by weight of n-butane 40.

A nagy tisztaságú izobutánteiméket a fenti izobutándús frakcióból az előzőekben ismertetett kombinált eljárással állítjuk elő, azzal a különbséggel, hogy ebből a frakcióból egyetlen ciklusban körülbelül 10 kg-ot dolgozunk fel és a frakció izobután-tartalmától függően 6-8 kg nagy tisztaságú izobu tánterméket kapunk. Ebben az esetben a molekulaszűrővel töltött M oszlopról lehajtott propánt és n-butánt, kis mennyiségük rnia't, nem célszerű tiszta termékként kinyerni, hanem vegyes frakcióként gyűjtjük és nagyobb mennyiségű (körülbelül 10 kg-os) adagokban az aktív szenes berendezésben dolgozzuk fel nagy tisztaságú termékké.High purity isobutane products are prepared from the above isobutane-rich fraction by the combined process described above, except that about 10 kg of this fraction is processed in a single cycle and 6-8 kg of high purity isobutane product are obtained depending on the isobutane content of the fraction. In this case, the propane and n-butane depleted from the M column filled with molecular sieve, with a small amount of rnia, should not be recovered as a pure product, but collected as a mixed fraction and processed in larger portions (about 10 kg) products.

2. példaExample 2

A nagy tisztaságú metánt metándús földgázból állítottuk elő, amely 1,3 tömeg% levegőt és egyéb (vízgőz, COí, H2S) szennyezést, 92,5 törneg% metánt, 5,7 tömeg% etánt és 0,5 tömeg% propánt tartalmazott. A metiíndús földgázt fokozalosan 7 bárig növekvő nyomáson, környezeti hőmérsékleten, 5-6 m/min sebességgel az FI áramlásmérőn, az Sz szárító- és ET előtisztítóoszlopon keresztül az aktív szénnel töltött, A1-A3 oszlopokból álló, megfelelően előkészített (regenerált) oszlopsorba adagoltuk. A földgáz betáplálását addig folytattuk, amíg a metán meg nem jelent az A2 jelű oszlopból távozó gázban. (Ezt a 11, 12 és 16 csapokon vett gázminták elemzésével határoztuk meg.) Ekkor gázbetáplálást megszüntettük, az Al oszlop belépő végét lezártuk és az elegy áramlását az oszlopsorban, a 2. ábrának megfelelően, előbb a nyomás fokozatos csökkentésével, majd az Al oszlop alsó szakasza, ezt követően pedig a soron következő oszlopszakaszok hőmérsékletének fokozatos növelésével biztosítottuk. E műveletekben, a komponensek ismételt szelektív deszorpciója, áramlása és szelektív adszorpciója következtében, először levegőt és metánt tartalmazó vegyes frakció, ezt követően nagy tisztaságú metántermék, majd metánt és etánt (propánt) tartalmazó vegyes frakció áramlott ki a berendezésből. A 99,98 tömeg% tisztaságú metánterméket kétfokozatú membránkompresszorral 120 bar nyomásra komprimálva és hűtve palackba töltöttük, a vegyes frakciókat újrafeldolgozásra közbülső tárolóban fogtuk fel.High purity methane was produced from methane-rich natural gas containing 1.3 wt% air and other impurities (water vapor, CO 2 , H 2 S), 92.5 wt% methane, 5.7 wt% ethane and 0.5 wt% propane . Methyl rich natural gas was added gradually to 7 bars at increasing pressure, ambient temperature, 5 to 6 m / min through a flowmeter FI, a dryer Sz and an ET pre-purification column into a suitably prepared (regenerated) column filled with activated carbon columns A1-A3. The natural gas supply was continued until methane appeared in the gas leaving the A2 column. (This was determined by analyzing gas samples taken at taps 11, 12 and 16.) At this point, the gas supply was shut off, the inlet end of the Al column closed, and the mixture flow in the column row, as shown in Figure 2, first by gradually decreasing pressure and then by gradually increasing the temperature of subsequent column sections. In these operations, due to repeated selective desorption, flow, and selective adsorption of the components, a mixed fraction containing air and methane followed by a highly purified methane product followed by a mixed fraction containing methane and ethane (propane). The methane product, 99.98% pure, was compressed and cooled to 120 bar by a two-stage diaphragm compressor and the mixed fractions were collected for recycling in an intermediate container.

A fenti gyártási műveletben a 2. táblázatban megadott termékeket kaptuk.In the above manufacturing step, the products listed in Table 2 were obtained.

1. táblázatTable 1

Az 1. példában kapott termékek és frakciókProducts and fractions obtained in Example 1

Komponensek components Betáplált nyersanyag feed raw material Propán- termék propane product Izobután- termék isobutane product r-bután- ’ermék r-butane 'medal Vegyes frakciók Mixed fractions aktív szénből from activated carbon M-adszorberből M-adsorber 1% 1% kg kg .·% . ·% kg kg t% t% kg kg t% t% kg kg kg kg 1% 1% kg kg Elán Elan és könnyebb and easier 3,0 3.0 0,260 0.260 0,01 0.01 0,0002 0.0002 45,61 45.61 0,260 0.260 Propán propane 35,0 35.0 2,980 2.980 99,97 99.97 2,2294 2.2294 0,01 0.01 0,0003 0.0003 0,05 0.05 0,0005 0.0005 54,35 54.35 0,750 0,750 lzobután Isobutyl 42,0 42.0 3,570 3.570 99,97 99.97 3,0990 3.0990 54,39 54.39 0,310 0.310 n-bután n-butane 20,0 20.0 1,700 1,700 0,02 0.02 0,0004 0.0004 0,02 0.02 0,0007 0.0007 99,75 99.75 1,0695 1.0695 45,65 45.65 0,630 0,630 100,0 100.0 8,510 8.510 100,00 100.00 2,2300 2.2300 100,00 100.00 3,1000 3.1000 100,00 100.00 1,0700 1.0700 100,00 100.00 0,570 0.570 100,00 100.00 1,380 1,380

196 348196 348

2. táblázatTable 2

A 2. példában kapott termékek és frakciókProducts and fractions obtained in Example 2

Komponensek components Betáplált nyersanyag feed raw material Mctán- terriiék Mctán- terriiék „Könnyű” "Light" „Nehéz” "Hard" vegyes t% mixed t% frakció kg fraction kg vegyes t% mixed t% frakció kg fraction kg t% t% kg kg t% t% kg kg Levegő + egyéb Air + Other 1,3 1.3 0,032 0.032 0,01 0.01 0,0002 0.0002 12,70 12.70 0,032 0.032 Metán Methane 92,5 92.5 2,276 2,276 99,98 99.98 1,7070 1.7070 87,30 87.30 0,220 0,220 69,74 69.74 0,349 0.349 Etán Ethane 5,7 5.7 0.140 0140 0,01 0.01 0,0002 0.0002 27,86 27.86 0,1396 .1396 Propán propane 0,5 0.5 0,012 0,012 2,40 2.40 0,012 0,012 ΠΚΙ,Ο ΠΚΙ, Ο 2,460 2.460 100,00 100.00 1,7074 1.7074 100,00 100.00 0,252 0.252 100,00 100.00 0,5006 .5006

3. példaExample 3

Nagy tisztaságú etilént olefingyári etilénfrakció tisztításával állítottunk elő. Az etilén szennyezésként metánt és könnyebb komponenseket, továbbá etánt tartalmazott.High purity ethylene was prepared by purification of an ethylene fraction from an olefin factory. Ethylene contamination contained methane and lighter components, as well as ethane.

Nagy tisztaságú etiléntermék előállításához 6,5 kg etilént 5—6 m/min sebességgel, 6-7 bárig növekvő nyomáson, a molekulaszűrő adszorbenssel töltött M jelű adszorberbe adagoltunk. A betáplálást megszüntetve, az áramlást az oszlopban a nyomás fokozatos csökkentésével (a gázelegy expandáltatásával), majd az oszlop alsó, ezt követően, pedig a középső és a felső szakaszának fokozatos melegítésével tartottuk fenn. Az oszlopból először a könnyebb szennyező komponensek távoztak, majd etán- és etiléntartalmú vegyes frakció áramlott ki. Az etilén termékként való szedését (palackba fejtését) akkor kezdtük meg, amikor az oszlopból kiáramló gázban az etántartalom 0,08 tömeg% alá csökkent. A pálackozást kétfokozatú membránkompresszorral 120 bar nyomáson végeztük. A nagy tisztaságú etilén gyűjtését addig folytattuk, amíg a körülbelül 250 °C-ra melegített adszorbensről a menibránkompresszor etilént szívott le. Ezután az M oszlopot tiszta nitrogénnel öblítettük (eluáltuk), vákuumoztuk és lehűtöttük.To produce a high purity ethylene product, 6.5 kg of ethylene was added to the M adsorbent filled with molecular sieve adsorbent at a rate of 5-6 m / min, with increasing pressure of 6-7 bar. By removing the feed, the flow in the column was maintained by gradually decreasing the pressure (expanding the gas mixture) and then gradually heating the lower, then the middle and upper sections of the column. First, the lighter impurity components were removed from the column, followed by a mixed fraction containing ethane and ethylene. The loading of the ethylene as a product (bottling) was started when the ethane content in the gas exiting the column dropped below 0.08% by weight. The pelleting was carried out with a two-stage diaphragm compressor at a pressure of 120 bar. The high purity ethylene was collected until the ethylene was aspirated from the adsorbent heated to about 250 ° C. The M column was then purged (eluted) with nitrogen, vacuum and cooled.

A fenti gyártási ciklusban 5,8 kg 99,98 tömeg% tisztaságú etilénterméket kaptunk. A termék szennyezésként 0,02 tömeg% etánt tartalmazott.In the above production cycle, 5.8 kg of 99.98 wt% ethylene product were obtained. The product contained 0.02% by weight of ethane as impurity.

tűk, hogy az oszlopsorban a szén-dioxid áramlási sebessége 5—6 m/min legyen. Miután a nyomás az oszlopsorban közel 1 bárrá csökkent, előbb az oszlop alsó szakaszának, majd a sorrendben következő oszlopszakaszok hőmérsékletét fokozatosan 220 °C-ra növeltük. A szétválasztás során rövid ideig levegő-, metán-, etán- és szén-dioxid-tartalmú vegyes frakció, ezt követően 8,75 kg 99,99 mol% tisztaságú szén-dioxid áramlott ki a berendezésből. A nagy tisztaságú szén-dioxidot komprimálással és hűtéssel kb. 60 bar nyomáson cseppfolyósítottuk és nagynyomású acélpalackokban tároltuk.needles to maintain a carbon dioxide flow rate of 5-6 m / min in the column row. After the pressure in the column row had dropped to nearly 1 bar, the temperature of the lower column first, and then of the subsequent column sections, was gradually raised to 220 ° C. During the separation, a mixed fraction containing air, methane, ethane and carbon dioxide was briefly discharged, followed by 8.75 kg of carbon dioxide of 99.99 mol% purity. High purity carbon dioxide is compressed and cooled for approx. It was liquefied at 60 bar and stored in high pressure steel bottles.

A termékszedés befejezése után az M oszlopot lehűtöttük és újabb gyártási ciklust kezdtünk. 6-8 ciklus után az M oszlop töltetét melegen (200-240 °C-on) vákuumozással és hűtéssel regeneráltuk.After harvesting the product, the M column was cooled and a new production cycle started. After 6-8 cycles, the M column packing was regenerated hot (200-240 ° C) by vacuum and cooling.

4. példaExample 4

Nagy tisztaságú szén-dioxidot palackozott cseppfolyós szén-dioxid tisztításával állítottuk elő. A cseppfolyós szén-dioxid vizet, 0,4-0,7 mol% metánt, 0, ΙΟ,4 mol% levegőt és 0,1-0,3 mol% nehezebb szénhidrogén-szennyezést tartalmazott. A szénhidrogénszennyezések megkötésére az ET előtisztító oszlopba aktív szenet tettünk. A tisztítást az 5A molekulaszűrő töltetű M jelű oszlopban végeztük.High purity carbon dioxide was produced by purifying bottled liquid carbon dioxide. The liquid carbon dioxide contained water, 0.4-0.7 mol% of methane, 0.4%, 4 mol% of air and 0.1-0.3 mol% of heavier hydrocarbon contamination. Activated carbon was added to the ET pretreatment column to remove hydrocarbon contamination. Purification was performed in column M filled with molecular sieve 5A.

11,5 kg nyers szén-dioxidot acélpalackból az FI áramlásmérőn, az Sz szárítón és az ET előtisztílón, valamint a 3 és 4 csapon keresztül, fokozatosan 3 bárig növekvő nyomáson a környezet-hőmérsékletű M jelű oszlopba adagoltunk. Az adagolás befejezése után a 4 csapot lezártuk és a nyomást az oszlopban a 9 csapon keresztül a 13 tűszeleppel fokozatosan úgy csökkentet611.5 kg of crude carbon dioxide from a steel bottle were added to the ambient temperature column M through a flow meter FI, a dryer Sz and a pre-cleaner ET, and taps 3 and 4, gradually increasing to 3 bars. After completion of the dosing, the tap 4 is closed and the pressure in the column is gradually lowered through the tap 9 with the needle valve 13.

E0E0

E5 eoE5 eo

5. példaExample 5

Nagy tisztaságú dinitrogén-oxidot kereskedelmi cseppfolyós Dinoxból állítottunk elő, amely 98-99 ‘ mol% NzO-t, 0,4-0,8 mol% NO2-t és CO2-t, 0,20,6 mol% levegőt és kevés vizet tartalmazott. A tisztítást az 5 A molekulaszűrő töltetű M oszlopban végeztük.High purity nitric oxide was prepared from commercial liquid Dinox, which contained 98-99 'mol% N 2 O, 0.4-0.8 mol% NO 2 and CO 2 , 0.20.6 mol% air and it contained little water. Purification was carried out in a 5 column molecular weight M column.

10,2 kg nyers dinoxot acélpalackból az FI áramlásmérőn, az Sz szárítón és ET előtisztílón, valamint a 3 és 4 csapon keresztül, fokozatosan (kb. 5 bárig) növekvő nyomáson a hűtött M oszlopba adagoltunk. Az adagolás befejezése után a 4 csapot lezártuk és a nyomást az oszlopban, a 9 csapon keresztül, a 13 tfiszeleppel fokozatosan csökkentettük (az anyagot az adszorberből a termékvezetékbe expandáltattuk). Miután a nyomás az oszlopban 1 bárrá csökkent, fokozatosan (szakaszonként) 150-160 °C-ra melegítettük az M oszlopot. A kompresszorral elszívott gáz rövid ideig sok levegőt és metánt tartalmazott, majd kb. 3 kg, zömében N2O-ból álló vegyes frakció levétele után 6,5 kg 99,98 mol% tisztaságú dinitrogén-oxidot nyertünk. A vegyes frakciót és a terméket környezet-hőmérsékleten 50-70 bar nyomáson, cseppfolyós állapotban, palackokban fogluk fel.10.2 kg of crude dinox from a steel bottle was added to the chilled M column through gradually increasing pressure (up to about 5 bar) through the FI flowmeter, the Sz dryer and the ET pre-cleaner, and through taps 3 and 4. After the addition was completed, tap 4 was sealed and the pressure in the column was gradually reduced through tap 9 with tap valve 13 (the material was expanded from the adsorber to the product line). After the pressure in the column had dropped to 1 bar, the M column was gradually heated to 150-160 ° C (batchwise). The gas exhausted by the compressor contained a large amount of air and methane for a short period of time. After removal of 3 kg of a mixed fraction consisting mainly of N 2 O, 6.5 kg of 99.98 mol% pure nitric oxide were obtained. The mixed fraction and product were charged in bottles at ambient temperature in a fluid pressure of 50-70 bar.

A termékszedés befejezése után az M oszlopot lehűtöttük és újabb gyártási ciklust kezdtünk. 4-5 ciklus után az M oszlop töltetét melegen vákuumozással és azt követő hűtéssel regeneráltuk.After harvesting the product, the M column was cooled and a new production cycle started. After 4-5 cycles, the M column packing was regenerated by hot vacuuming and subsequent cooling.

-611-611

196 348196 348

6. példaExample 6

Nagy tisztaságú ammóniát kereskedelmi cseppfolyós ammóniából állítottunk elő, amely szennyezésként 0,ΙΟ, 15 mol% hidrogént, 0,4-0,6 mol% nitrogént, 0,ΙΟ,3 mol% oxigént, szén-dioxidot és kevés vizet tartalmazott. A tisztítást az 5A molekulaszűrő töltetű M oszlopban végeztük.High purity ammonia was prepared from commercial liquid ammonia which contained impurities of 0.1, 15 mole% hydrogen, 0.4-0.6 mole% nitrogen, 0, ΙΟ, 3 mole% oxygen, carbon dioxide and little water. Purification was carried out in a column filled with molecular sieve 5A.

9,4 kg nyers ammóniát az FI áramlásmérőn, az Sz szárítón és az ET előtisztítón, valamint a 3 és 4 csapon keresztül, fokozatosan (kb. 6 bárig) növekvő nyomáson a hűtött M oszlopba adagoltunk. Az adagolás befejezése után a 4 csapot lezártuk és a gázt az M oszlopból a 9 csapon és a 13 tűszelepcn keresztül a komprcszszorhoz menő termékvezetékbe expandáltatok. Miután a nyomás az oszlopban 1 bárrá csökkent, fokozatosan (szakaszonként) 160-180 °C-ra melegítettük az M oszlopot. A kompresszorral elszívott első adag (kb. 300 iiter) gáz sok (több mol%) könnyű szennyező komponenst (H2, N2, O2, CO) tartalmazott, ezt követően kb. 2,5 kg ún. cseppfolyós vegyes frakciót, majd kb. 6,8 kg 99,97 mof%-nál tisztább cseppfolyós ammóniát fogtunk fel a termékgyűjtő palackban. E vegyes frakció és a tiszta termék cseppfolyósítása a kompresszor után 35—40 °C-on, 13—16 bar nyomáson történt.9.4 kg of crude ammonia was added to the chilled M column through gradually increasing pressure (up to about 6 bars) through the flowmeter FI, the Sz dryer and the ET pre-cleaner, and through taps 3 and 4. After the addition was completed, tap 4 was sealed and gas was expanded from column M through tap 9 and through the needle valve 13 to the product line to the compressor. After the pressure in the column had dropped to 1 bar, the M column was gradually heated to 160-180 ° C (batchwise). The first batch (about 300 liters) of gas exhausted with the compressor contained many (more mol%) light impurity components (H 2 , N 2 , O 2 , CO), followed by approx. 2.5 kg so called liquid mixed fraction, then ca. 6.8 kg of liquid ammonia greater than 99.97% mof% were collected in the collection bottle. This mixed fraction and the pure product were liquefied after the compressor at 35-40 ° C and 13-16 bar.

A termékszedés befejezése után az M oszlopot lehűlöttük és újabb gyártási ciklust kezdtünk. 6-8 gyártási ciklus után az M oszlop töltetét melegen vákuumozással és azt követő hűtéssel regeneráltuk.After harvesting, the M column was cooled and a new production cycle started. After 6-8 production cycles, the M-column packing was regenerated by hot vacuuming and subsequent cooling.

Claims (5)

Szabadalmi igénypontokClaims 1. Kombinált szelektív adszorpciós eljárás, legalábbA combined selective adsorption process, at least 99 mol% tisztaságú egyedi, 1—6 szénatomos egyenes és elágazó láncú, telített és/vagy telítetlen szénhidrogének, szénhidrogén-származékok és/vagy gáz-gőz állapotú szén- és oxigén- és/vagy nitrogén- és oxigénés/vagy hidrogén- és halogén- és/vagy hidrogén- és nitrogéntartalmú anyagok előállítására, poláros és nem poláros adszorbenssel töltött oszlopokból álló adszorpciós berendezésben, azzal jellemezve, hogy — a kiindulási anyagokból a vizet, a kéntartalmú és adott esetben más szennyező vegyületeket poláros és adott esetben nem poláros adszorbenssel töltött előtisztító oszlop(ok)ban (SZ, ET) kivonjuk;Single C 1 -C 6 straight and branched chain saturated and / or unsaturated hydrocarbons, hydrocarbon derivatives and / or gaseous-vapor-containing hydrocarbons and / or nitrogen and oxygen and / or hydrogen and halogen, 99% pure and / or for the production of hydrogen and nitrogen containing materials in an adsorption apparatus consisting of polar and non-polar adsorbent columns, characterized in that: subtracting in column (s) (SZ, ET); — az előtisztított környezet-hőmérsékletű vagy előhűtött kiindulási anyaggal és/vagy termékfrakcióval a regenerált poláros és/vagy nem poláros adszorbenssel töltött szétválasztó oszlopo(ka)t (M, A) vagy oszlopsort 1-10 bárig fokozatosan növekvő nyomáson valamely jellemző komponensnek a környezethőmérsékletű vagy hűtött szétválasztó oszlop, vagy oszlopsor első vagy második oszlopa kilépő végén való megjelenéséig, vagy az első oszlopban meghatározott nyomás eléréséig, vagy meghatározott mennyiségű anyag betöltéséig telítjük, ezt követően — a betöltött anyagnak a termékvezetékbe vagy adott esetben a második, vagy a második és a harmadik oszlopba való expandáltatásával és majd az első és adott esetben a második, vagy a második és a harmadik oszlop hőmérsékletének fokozatosan 100250 eC-ra való növelésével és az oszlop(ok) szívatásával végrehajtott szétválasztási műveleti lépésekben — a poláros adszorbenssel töllött oszlop(ok)ban (M) lévő anyagot eltérő kémiai szerkezetű és/vagy eltérő telítettségű és/vagy eltérő polaritású nagy tisztaságú termék(ek)re és/vagy termékfrakciőkra, g — a nem poláros adszorbenssel töltött oszlop(ok)ban (A) lévő anyagot pedig eltérő molekulatömegű és/ vagy eltérő illékonyságú és/vagy eltérő adszorpciós képességű nagy tisztaságú termék(ek)re és/vagy termékfrakciókra választjuk szét;- the separation column (s) (M, A) or column series filled with the regenerated polar and / or non-polar adsorbent with the pre-purified ambient temperature or pre-cooled starting material and / or product fraction up to a pressure of 1 to 10 bar at ambient temperature or saturated chilled separation column or column at the outlet end of the first or second column or until the pressure specified in the first column is reached or a specified amount of material is loaded, followed by loading the material into the product line or optionally second or second and third and then expanding the first and optionally to the second column, or the second and the third column, the temperature gradually increased to this 100 250 ° C and carried out suction of the column (s) of separation process steps - of substance (s) in polar adsorbent filled column (s) with high purity product (s) and / or product fractions of different chemical structure and / or different saturation and / or polarity, g - non-polar adsorbent filled column (s) (A) separating the present material into high purity product (s) and / or product fractions of different molecular weight and / or different volatility and / or different adsorption capacity; 10 — a tern-,ékfrakciókat közvetlenül vagy közbülső tárolón keresztül a poláros adszorbenssel töltött oszlopba (M) és/vagy a nem poláros adszorbenssel töltött oszlop(ok)ba (A) visszavezetjük;10 - tern - ékfrakciókat directly or via intermediate holding the polar adsorbent filled in a column (M) and / or recycled to the spent nonpolar adsorbent column (s) with (A); — a szél választási műveletekkel összehangoltan, azok- in coordination with wind selection operations 15 közvetlen folytatásaként és azokkal részben egyidőben a meleg adszorbenstöltetet hűtéssel és/vagy vákuumozással és hűtéssel és/vagy inertgázos öblítéssel és azt követő vákuumozással és hűtéssel regeneráljuk, majd15 and directly therewith, the hot adsorbent charge is regenerated by cooling and / or vacuum and cooling and / or inert gas rinsing followed by vacuum and cooling, followed by 20 — a szétválasztási és a regenerálási műveleteket szükség szerint ismételjük.20 - the separation and regeneration operations are repeated as necessary. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az eltérő kémiai szerkezetű és/vagy eltérő telített25 ségű és/vagy eltérő polaritású kiindulási anyagok és/ vagy termékfrakciók elválasztására poláros adszorbenssel, előnyösen 5Λ típusú molckulaszűrővel töllött, az azonos szerkezetű és/vagy telítettségű és/vagy polaritású, de eltérő moiekulatömegű és/vagy illékonyságú kiindulási anyagok és/vagy termékfrakciók elválasztására pedig nem poláros adszorbensel, előnyösen mikropórusú aktív szénnel töltött oszlopo(ka)t alkalmazunk.Process according to Claim 1, characterized in that the starting materials and / or product fractions of different chemical structure and / or different saturation and / or polarity are filled with a polar adsorbent, preferably a 5Λ type molar filter, of the same structure and / or and column (s) filled with non-polar adsorbent, preferably microporous activated carbon, to separate starting materials and / or product fractions of saturated and / or polar but different molecular weight and / or volatility. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jel2θ lemezve, hogy az adszorbensoszlopck melegítését és/ vagy hi tesét adott esetben az adszorberek köpenyterében cirkuláltatott meleg és/vagy hideg hőközlő olajjal végezzük.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the heating and / or cooling of the adsorbent column is optionally carried out with hot and / or cold heat transfer oil circulated in the adsorber jacket space. 4θ 4. Berendezés az 1—3. igénypontok szerinti eljárás megvalósítására, mely adott esetben clpárologtató(k)ból, egy, kettő vagy több előtisztító és egy, kettő vagy több szétválasztó oszlopból, nyersanyag-adagoló szivattyúdból és termékkomprimáló kompresszor(ok)45 ból áll, azzal jellemezve, hogy az előtisztító és a szétválasztó oszlopok (SZ, ET) fűthető és hűthető kivitelűek, adott esetben csőköteges szerkezetűek, az előtisztító oszlopok (Sz, ET) poláros és adott esetben nem poláros adszorbenssel, a szétválasztó oszlopok (M) egy4θ 4. Equipment according to Figures 1-3. A process according to any one of claims 1 to 4, optionally comprising a vaporizer (s), one, two or more pre-purification and one, two or more separation columns, a feed metering pump (s) and a product-compressing compressor (s). the separation columns (SZ, ET) are of heated and cooled design, optionally tubular, the pre-cleaning columns (Sz, ET) with polar and optionally non-polar adsorbent, the separation columns (M) are 5θ része poláros adszorbenssel, előnyösen 5A típusú molekulaszűrővel, a szétválasztó oszlopok (A) másik része pedig nem poláros adszorbenssel, előnyösen mikropórusú aktív szénnel vannak töltve, az előtisztító oszlop(ok) (SZ, ET) közvetlenül a poláros adszorbens55 sel töltött oszlop(ok) (M) és/vagy a nem poláros adszorbenssel töltött oszlop(ok) (A) vagy oszlopsor belépő végéhe?, a poláros adszorbenssel töltött oszlop(ok) (M) és/vagy a nem poláros adszorbenssel töltött oszlopok) (A) vagy oszlopsor kilépő vége pedig közvetgg lenül a termckkomprimáló kompresszor(ok)hoz van(nak) kapcsolva, vagy a poláros adszorbenssel töltött oszlop(ok) (M) kilépő vége a nem poláros adszorbenssel töltött oszlop(ok) (A) vagy oszlopsor belépő végéhez van (nak) kapcsolva.Part 5θ is filled with a polar adsorbent, preferably a type 5A molecular sieve, and the other part of the separation columns (A) is filled with a non-polar adsorbent, preferably microporous activated carbon, and the pre-purification column (s) (SZ, ET) are directly filled with polar adsorbent 55 ) (M) and / or inlet end of column (s) filled with non-polar adsorbent (A) or column (s) filled with polar adsorbent (M) and / or columns filled with non-polar adsorbent (A) or and the outlet end of the column is directly connected to the thermocompressor compressor (s), or the outlet end (M) of the polar adsorbent-filled column (s) is at the inlet end of the non-polar adsorbent-filled column (s) on.
HU84184A 1984-03-02 1984-03-02 Combined selective adsorbtive process and apparatus for producing hydrocarbons of 1-6 carbon atoms and volatile materials of high quality HU196348B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU84184A HU196348B (en) 1984-03-02 1984-03-02 Combined selective adsorbtive process and apparatus for producing hydrocarbons of 1-6 carbon atoms and volatile materials of high quality

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU84184A HU196348B (en) 1984-03-02 1984-03-02 Combined selective adsorbtive process and apparatus for producing hydrocarbons of 1-6 carbon atoms and volatile materials of high quality

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT37378A HUT37378A (en) 1985-12-28
HU196348B true HU196348B (en) 1988-11-28

Family

ID=10951639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU84184A HU196348B (en) 1984-03-02 1984-03-02 Combined selective adsorbtive process and apparatus for producing hydrocarbons of 1-6 carbon atoms and volatile materials of high quality

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU196348B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HUT37378A (en) 1985-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1261281A (en) Bulk removal of water from organic liquids
EP0289877B1 (en) Gas separation process
US4280824A (en) Process for providing a feed gas for a chemical reaction and for the separation of a gaseous reaction product
US5096470A (en) Hydrogen and carbon monoxide production by hydrocarbon steam reforming and pressure swing adsorption purification
US3142547A (en) Pressure equalization depressuring in heatless adsorption
US4371380A (en) Pressure swing adsorption process
US4324567A (en) Separation of gaseous components from a gaseous mixture by physical scrubbing
US5601634A (en) Purification of fluids by adsorption
US3176445A (en) Method of separating gas mixtures by adsorption
EP0142157B1 (en) Improved adsorption separation cycle
US5425240A (en) Purification of oxygen by cryogenic adsorption
US3864452A (en) Process for purifying sulfur compound contaminated gas streams
KR970000367B1 (en) Production of nitrogen
JPS62223587A (en) Method and device for recovering argon from purge gas of ammonia plant using combination of low-temperature separation means and non-low temperature separation means
US4345918A (en) Process for purification of gas streams
CA1178539A (en) Liquid adsorption process and apparatus
US4043770A (en) Absorption-adsorption system for purifying cryogenic gases
CA1150322A (en) Economic recovery of ethylene and/or propylene from low concentration feeds
US3963462A (en) Method of purifying a neon-helium mixture
NZ264478A (en) Argon purification using temperature swing adsorption: liquid argon passed through adsorption bed at temperature between the bubble point and dew point
GB1586961A (en) Separation of gaseous mixtures
TWI537214B (en) Method for producing high purity germane by a continuous or semi-continuous process
HU196348B (en) Combined selective adsorbtive process and apparatus for producing hydrocarbons of 1-6 carbon atoms and volatile materials of high quality
NZ248804A (en) Argon purification by cryogenic adsorption
EP0245796A1 (en) Recovery of methane from landfill gas

Legal Events

Date Code Title Description
HU90 Patent valid on 900628
HPC4 Succession in title of patentee

Owner name: MESSER GRIESHEIM HUNGARIA IPARI GAZGYARTO ES FORGA

HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee