JP5343010B2 - 減らされた数の大径バルブおよび低減させられたライン容積を有する擬似移動床分離のための方法および装置 - Google Patents
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Description
・ 分枝状パラフィン、ナフテンおよび芳香族化合物からの直鎖状パラフィンの分離;
・ オレフィン/パラフィンの分離;
・ C8芳香族化合物の他の異性体からのパラキシレンの分離;
・ C8芳香族化合物の他の異性体からのメタキシレンの分離;
・ C8芳香族化合物の他の異性体からのエチルベンゼンの分離
製油所および石油化学プラントを超えて、グルコース/フルクトースの分離、クレゾールの位置異性体、光学異性体の分離等を含めて、多くの他の適用がある。
a)脱着剤または比較的高純度の所望生成物によるラインおよびデッドゾーンの洗い流し(flush)が既に提案された。当該技術は、所望生成物のその抽出の間の汚染を効果的に防ぐ。しかしながら、洗い流しの液体は、典型的には、それが置き換える液体とは大きく異なる組成を有するので、これは、組成中に不連続性を導入し、これは、理想的な操作に不利益である。この第1の洗い流しのバリエーションは、典型的には、「高い濃度勾配において短い継続期間の洗い流し」を行う。これらの洗い流しは、簡単に、組成の不連続性の効果を制限する。
・各プレートについて、流体の供給または抜き出し用の複数の開閉制御バルブ;前記バルブは、典型的には、対応するプレートの直ぐ隣りに位置し、特に、各プレートPiについて、少なくとも4つの二方向開閉制御バルブを含み、それぞれ、流体FおよびDを供給し、流体EおよびRを抜き出す;または
・集合(assembly)全体にわたって流体を供給または抜き出すための多方向回転バルブ。
本発明は、複数の制御バルブ(開閉またはクリーパ(creeper)バルブ)、典型的には、要求される高い基準(密封性/信頼性)に対して低コストの量産型の標準的なバルブを用いる主要な擬似移動床技術に属する擬似移動床分離のための改善された装置に関する。
本発明は、図1(従来技術)および図2〜5b(本発明の装置または装置の一部)を参照してなされた以下の記載からより良く理解されることになる。
複数の吸着剤床Aiを含む少なくとも1つのカラムであって、該複数の吸着剤床Aiは、分配器/抽出器プレートPiによって分離され、該分配器/抽出器プレートPiは、少なくとも2種の供給流体:供給材料Fおよび脱着剤Dおよび少なくとも2種の抜き出された流体:ラフィネートRおよび抽出液Eを順次的に供給および抽出するようにし、Piは、床Aiとその直下のAi+1の間に配置される、カラムを含み;
該装置は、少なくとも1つの供給材料ネットワークF-Net、脱着剤ネットワークD-Net、ラフィネートネットワークR-Netおよび抽出液ネットワークE-Netをさらに含み、これらのネットワークのそれぞれは、複数のラインを介してカラムに接続され、該ラインは、前記供給または抜き出し流体を順次的に供給または抜き出すために、ネットワークバルブと称される、α以上の開口径を有する二方向分離制御バルブを含み;
ここで、該カラムは、その高さの少なくとも主要部にわたり、複数の重ね合わされた隣接セクターSkに分割され、各セクターSkは、2つの連続する吸着剤床Ai、Ai+1および2つの分配器/抽出器プレートPi、Pi+1によって本質的に構成され、該2つの分配器/抽出器プレートPi、Pi+1は、それぞれ、AiおよびAi+1の直下に配置され(すなわち、正確に2つの床および2つのプレート並びに対応するシェル(shell)セクション);
セクターSkのそれぞれの分配器/抽出器プレートPi、Pi+1のそれぞれは、F、D、R、Eの順次的供給および抜き出しのための単一の共通ネットワークを有し;
各セクターSkのプレートPi、Pi+1は、外側の主要バイパスラインLkを介して一緒に接続され、該外側主要バイパスラインLkは、コネクタを介してSkの各プレートPi、Pi+1のそれぞれに接続され、該コネクタは、単一の二方向分離制御バルブを含み、該単一の二方向分離制御バルブは、前記プレートPiまたはPi+1に属し、プレートバルブViまたはVi+1と称され、該プレートバルブViまたはVi+1は、前記供給または抜き出し流体の順次的なPiへの供給またはPiからの抜き出しのために値α以上である開口径を有し;
前記バイパスラインLkのそれぞれは、Lk中を移動する流れを制限するための少なくとも1つの制御手段を含み、該手段は、ラインLk上またはSkのプレートのプレートバルブViまたはVi+1の周りのバイパスのいずれかに設置され;
ここで、セクターSkのそれぞれのバイパスラインLkは、ネットワークF-Net、D-Net、R-NetおよびE-Netのそれぞれに単一のラインを介して接続され、該単一のラインは、α以上の内径を有し、それぞれ、単一のネットワークバルブVFk、VDk、VRk、VEkを含み、該単一のネットワークバルブは、F、D、RまたはEに対応する流体の順次的な考慮中のセクターSkへの供給または該セクターSkからの抜き出しのためにα以上の開口径を有し;
該装置は、さらに、複数の外側二次バイパスラインMkを含み、ラインMkのそれぞれは、2つの隣接するセクターSk-1およびSkを、2つの接続点を介して接続し;
第1の接続点は、上部セクターSk-1の下部プレートPi-1に接続されたコネクタ上のPi-1とプレートVi-1の間に配置され;
第2の接続点は、下部セクターSkの上部プレートPiに接続されたコネクタ上のPiとプレートバルブViとの間に配置され;
外側二次バイパスラインMkのそれぞれは、二方向制御弁VMkを含み、該二方向制御弁VMkは、β以下の内部開口径を有し、ここで、β≦0.6αであり;
この装置は、少なくとも2つの隣接の重ね合わされたセクターSkおよびSk+1を含み、それぞれは、2つの分配器/抽出器プレートを有し、Skは、外側の主要バイパスラインLkによって接続されたプレートPi-1およびPiを含み、該外側の主要バイパスラインLkは、2つのコネクタを介してカラムに接続され、該2つのコネクタは、それぞれ、プレートのバルブViおよびVi+1を含み、Sk+1は、外側バイパスラインLk+1によって接続されたプレートPi+1およびPi+2を含み、該外側バイパスLk+1は、2つのコネクタを介してカラムに接続され、該2つのコネクタは、それぞれ、プレートバルブVi+2およびVi+3を含み;ここで、カラム上へのSkの2つのコネクタは、それらの間に、カラムの軸に対して角オフセット0または20°以下を有し、カラム上へのSk+1の2つのコネクタは、それらの間に、カラムの軸に対して角オフセット0または20°以下を有し、Skのコネクタは、Sk+1のコネクタに対して平均の角オフセット70〜110°を有する;
装置を提案する。
・各ラインLkは、Skの各プレートにまたはSkの各プレートから、直列の対応するプレートバルブおよび対応するネットワークを介してF、D、R、Eをそれらの額面上の流量で流通させ、場合によっては還流REおよび/または第2のラフィネートR2を流通させるために順次的に用いられ;
・Lkに接続されたネットワークバルブのどれも開でない時間の少なくとも一部の間、装置のプレートに由来しかつ本装置の別のプレートにリサイクルされる内部流れを用いて、流体F、D、R、E、場合によってはREおよび/またはR2の額面上の流量より少ない流量で主要外側バイパスラインLkのそれぞれの流量洗い流しが行われ、Lkの全部の内部洗い流しは、Lkに接続されたネットワークバルブが開にされた時に停止させられ;
・時間の少なくとも一部の間にわたって、本装置のプレートに由来しかつ本装置の別のプレートにリサイクルされる内部流れを用いて、流体F、D、R、Eの額面上の流量の流量より少ない流量で外側の二次バイパスラインMkのそれぞれの洗い流しが行われる。
本発明は、添付図面および以下の説明から容易に理解されることになる。
例えばセクターSkについて、所与の期間において、流体F、D、R、Eの1つがプレートPiに供給されるべきまたはそこから抜き出されるべき時に、対応するネットワークバルブVFk、VDk、VRk、VEk並びにプレートバルブViが開にされる。セクターSkの他のネットワークバルブ並びにVi+1および上部の二次バイパスラインMkの小さい二次バイパスバルブVMkおよび小さい補助バイパスバルブvi+1はその時に閉にされる。対照的に、二次バイパスラインMk+1の小さい二次バイパスバルブVMk+1は好ましくは開である。
期間2:Piへの脱着剤の注入。開バルブ:Vi、VDk;
期間3:Pi+1への脱着剤の注入。開バルブ:Vi+1、VDkおよびPi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk;
期間4:PiからPi+1へのバイパス洗い流し。開バルブ:Vi、vi+1;
期間5:Piからのラフィネートの抜き出し。開バルブ:Vi、VRk;
期間6:Pi+1からのラフィネートの抜き出し。開バルブ:Vi+1、VRk。そして、Pi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk;
期間7:PiからPi+1へのバイパス洗い流し。開バルブ:Vi、vi+1;
期間8:Pi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk;
期間9:PiからPi+1へのバイパス洗い流し。開バルブ:Vi、vi+1;
期間10:Pi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk;
期間11:PiからPi+1へのバイパス洗い流し。開バルブ:Vi、vi+1;
期間12:Piへの供給材料の注入。開バルブ:Vi、VFk;
期間13:Pi+1への供給材料の注入。開バルブ:Vi+1、VFk。そしてPi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk。
期間15:Pi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk;
期間16:PiからPi+1へのバイパス洗い流し。開バルブ:Vi、vi+1;
期間17:Pi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk;
期間18:PiからPi+1へのバイパス洗い流し。開バルブ:Vi、vi+1;
期間19:Pi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk;
期間20:PiからPi+1へのバイパス洗い流し。開バルブ:Vi、vi+1;
期間21:Piからの抽出液の抜き出し。開バルブ:Vi、VEk;
期間22:Pi+1からの抽出液の抜き出し。開バルブ:Vi+1、VEk。そして、Pi+1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk;
期間23:PiからPi+1へのバイパス洗い流し。開バルブ:Vi、vi+1;
期間24:Pi-1からPiへのバイパス洗い流し。開バルブ:VMk。
1)バイパスラインLk中のネットワークバルブを用いて主要流体(F、D、R、E)の1つが抜き出されるかまたは注入される各時間、このネットワークバルブは、2つの時間連続して(連続的な2期間の間)開のままである。第1の時間、上部の開のプレートバルブは、上部プレートPiへの接続を可能にし、下部プレートバルブVi+1並びにラインlkの補助バイパス流体を制御する小バルブvi+1は閉にされる。第2の時間、下部プレートバルブVi+1は開にされ、下部プレートPi+1への接続を可能にし、上部プレートバルブViおよび小さい流体バイパス制御バルブvi+1は閉にされる。さらに、上部二次バイパスラインMkの小さい制御バルブVMkは、セクターSk-1(図示なし)のプレートPi-1(図示なし)およびセクターSkのプレートPiを連絡した状態に置くために開である。
本発明の最良の実施形態は、SMBであって、単数または複数のカラムが、セクターSkによって本質的に構成され、該セクターSkは、図2に見られるように小さいバルブvi+1等をプレートPi+1等の補助バイパス中に有する、SMBである。
Claims (18)
- 擬似移動床吸着によって、少なくとも1種の化合物を、該化合物を含む混合物から分離し得る装置であって、
少なくとも1つのカラムを含み、該カラムは、複数の吸着剤床Aiを含み、該複数の吸着剤床Aiは、少なくとも2つの供給流体:供給材料Fおよび脱着剤Dおよび少なくとも2つの抜き出し流体:ラフィネートRおよび抽出液Eの順次的供給および抽出のための分配器/抽出器プレートPiによって分離され、Piは、床Aiとその直下の床Ai+1の間に配置され;
該装置は、さらに、少なくとも1つの供給材料ネットワークF-Net、脱着剤ネットワークD-Net、ラフィネートネットワークR-Netおよび抽出液ネットワークE-Netを含み、前記ネットワークのそれぞれは、複数のラインを介してカラムに接続され、該複数のラインは、二方向分離制御バルブを含み、該二方向分離制御バルブは、α以上の開口径を有し、ネットワークバルブと称され、前記供給または抜き出し流体の順次的供給または抜き出しのためのものであり;
該カラムは、その高さの少なくとも主要部分にわたり、複数の隣接している重ね合わされたセクターSkに分割され、各セクターSkは、カラムセクションによって構成され、該カラムセクションは、2つの連続する吸着剤床Ai、Ai+1と、2つの分配器/抽出器プレートPi、Pi+1とを本質的に含み、該2つの分配器/抽出器プレートPi、Pi+1は、それぞれ、AiおよびAi+1の直下に配置され;
セクターSkのそれぞれの分配器/抽出器プレートPi、Pi+1のそれぞれは、F、D、R、Eの順次的供給および抜き出しのための単一の共通ネットワークを有し;
各セクターSkのプレートPi、Pi+1は、外側の主要バイパスラインLkを介して一緒に接続され、該外側主要バイパスラインLkは、コネクタを介してSkのプレートPi、Pi+1のそれぞれに接続され、該コネクタは、単一の二方向分離制御バルブを含み、該単一の二方向分離制御バルブは、前記プレートPiまたはPi+1に属し、プレートバルブViまたはVi+1と称され、前記供給または抜き出し流体のPiへの順次的な供給またはPiからの抜き出しのために値α以上の開口径を有し;
前記バイパスラインLkのそれぞれは、Lk中を移動する流れを制限するための少なくとも1つの制御手段を含み、該制御手段は、ラインLk上またはSkのプレートのプレートバルブViまたはVi+1周りのバイパスに設置され;
セクターSkのそれぞれのバイパスラインLkは、単一のラインを介してネットワークF-Net、D-Net、R-Net、E-Netのそれぞれに接続され、該単一のラインは、α以上の内径を有し、単一のネットワークバルブ、それぞれ、VFk、VDk、VRk、VEkを含み、該ネットワークバルブVFk、VDk、VRk、VEkは、F、D、RまたはEに対応する流体のセクターSkへの順次的供給または該セクターSkからの抜き出しのためにα以上の開口径を有し;
該装置は、さらに、複数の外側二次バイパスラインMkを含み、ラインMkのそれぞれは、2つの接続点を介して2つの隣接セクターSk-1およびSkを接続し;
第1の接続点は、上部セクターSk-1の下部プレートPi-1に接続するコネクタ上のPi-1およびプレートバルブVi-1の間に配置され;
第2の接続点は、下部セクターSkの上部プレートPiに接続するコネクタ上のPiとプレートバルブViの間に配置され;
外側二次バイパスラインMkのそれぞれは、二方向制御バルブVMkを含み、該二方向制御バルブVMkは、β以下の内部開口径を有し、ここでαおよびβは、以下の不等式を満足するように選択される:30mm≦1.7×β≦α≦600mm、β≦0.6α;
前記装置は、少なくとも2つの重ね合わされた隣接セクターSkおよびSk+1を含み、それぞれは、2つの分配器/抽出器プレートを有し、Skは、プレートPiおよびPi+1を含み、該プレートPiおよびPi+1は、外側バイパスラインLkを介して接続され、該外側バイパスラインLkは、2つのコネクタを介してカラムに接続され、該2つのコネクタは、それぞれ、プレートバルブViおよびVi+1を含み、Sk+1は、プレートPi+2およびPi+3を含み、該プレートPi+2およびPi+3は、外側バイパスラインLk+1を介して接続され、該外側バイパスラインLk+1は、2つのコネクタを介してカラムに接続され、該2つのコネクタは、それそれ、プレートバルブVi+2およびVi+3を含み、カラム上のSkの該2つのコネクタは、それらの間に、カラムの軸に対する角オフセット0または20°以下を有し、カラム上のSk+1の該2つのコネクタは、それらの間に、カラムの軸に対する角オフセット0または20°以下を有し、Skのコネクタは、Sk+1のコネクタと、平均角オフセット70〜110°を有する、装置。 - 請求項1に記載の装置であって、カラム全体は、頭部プレートを含むカラム頭部および場合によっては下部床および/または下部プレートを含むカラム底部を除いて、複数の重ね合わされた2つのプレートのセクターによって構成され、単一のセクターSkの該2つのコネクタは、それらの間に、カラムの軸に対して角オフセット0または20°以下を有し、あらゆる2つの隣接した重ね合わされたセクターは、それらの間に、それらのコネクタの平均角オフセット70〜110°を有する、装置。
- 請求項1または2に記載の装置であって、あらゆるセクターSkのコネクタは、それらの間に、実質的に0の角オフセットを有し、あらゆる2つの隣接する重ね合わされたセクターは、それらの間に、実質的に90°のそれらのコネクタの平均角オフセットを有する、装置。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の装置であって、セクターSkの各プレートPiは、複数のパネルDMEi,jにさらに分割され、該複数のパネルDMEi,jは、1方向に平行なセグメントを有し、供給流体を供給しかつ抜き出し流体を抽出するために単一のコネクタ(EMi)に接続され、セクターSkの各プレートについて、単一のセクターSkのプレートの平行セグメントパネルの方向は、それらの間に、角オフセット0または20°以下を有し、セクターSkのプレートの平行セグメントパネルの平均の方向は、隣接するセクターSk+1またはSk-1のパネルの方向に対して角オフセット70〜90°(限界値を含む)を有する、装置。
- 請求項1〜3のいずれか1つに記載の装置であって、セクターSkの各プレートPiは、複数のパネルDMEi,jにさらに分割され、該複数のパネルDMEi,jは、1方向に平行なセグメントを有し、供給流体の供給および抜き出し流体の抽出のために単一のコネクタ(EMi)に接続され、単一のセクターSkまたは2つの重ね合わされたセクターに属する2つの重ね合わされた隣接プレートの各集合について、プレートの1つの平行セグメントの方向は、他のプレートの平行セグメントの方向と角オフセット70〜90°(限界値を含む)を有する、装置。
- 請求項1〜5のいずれか1つに記載の装置であって、バイパスラインLkは、Lkに接続されたネットワークバルブの最大の開口径に少なくとも等しい内径を有する、装置。
- 請求項1〜6のいずれか1つに記載の装置であって、カラム全体は、場合によっては頭部プレートを含むカラム頭部を除くが、前記隣接する重ね合わされたセクターSkによって構成され、該カラムは、吸着剤の下部床Anに対応するプレートPnに取り込まれる下部出口ラインを含む、装置。
- 請求項1〜7のいずれか1つに記載の装置であって、前記バイパスラインLkのそれぞれは、Lk中を流通する流れを制限するための少なくとも1つの制御手段を含み、これは、SkのプレートPiのプレートバルブVi+1周りのバイパスとして設置される、装置。
- 請求項8に記載の装置であって、前記プレートバルブVi+1周りのバイパスとして設置された前記Lk中を流通する流れを制限するための手段は、Vi+1の開口径より小さい開口径を有する制御バルブを含む、装置。
- 請求項1〜9のいずれか1つに記載の装置であって、30mm≦1.7×β≦α≦600mmである、装置。
- 請求項1〜10のいずれか1つに記載の装置を用いて生成物を分離する方法であって、1サイクルの間に、
・各ラインLkは、F、D、R、Eをそれらの設計上の流量でSkの各プレートにまたはSkの各プレートから、直列の対応するプレートバルブおよび対応するネットワークバルブを介して流通させるために順次的に用いられ;
・Lkに接続されたどのネットワークバルブも開でない少なくとも一部の時間の間、該装置のプレートに由来し、該装置の別のプレートにリサイクルされる内部流れを用いて、流体F、D、R、Eの設計上の流量より少ない流量で外側の主要バイパスラインLkのそれぞれの洗い流しが行われ、Lkの全ての内部洗い流しは、Lkに接続されたネットワークバルブが開である場合に停止させられ;
・少なくとも時間の一部にわたって、装置のプレートに由来し、装置の別のプレートにリサイクルされる内部流れを用いて、流体F、D、R、Eの設計上の流量より少ない流量で外側二次バイパスラインMkのそれぞれの洗い流しが行われる、方法。 - 請求項11に記載の方法であって、Lkの洗い流しは、Skの上部プレートPiからの流れを流通させることによって行われ、Skの下部プレートPi+1にリサイクルされる、方法。
- 請求項11または12に記載の方法であって、Mkの洗い流しは、Sk-1の下部プレートPi+1からの流れを流通させることによって行われ、Skの上部プレートPiにリサイクルされる、方法。
- 請求項11〜13のいずれか1つに記載の方法であって、Lkの内部洗い流しは、Skの上部プレートPiからSkの下部プレートPi+1へ、Skが順次的供給または順次的抜き出しのための前記流体ネットワークの1つに接続されないあらゆる期間であって、Skに接続されたネットワークバルブの1つが、前記流体の1つを上部プレートPiに供給するかまたはそこから抜き出すために開である期間の直前である、期間において行われる、方法。
- 請求項11〜14のいずれか1つに記載の方法であって、バイパスラインLkのそれぞれについて、Lkは、Lkに接続されたどのネットワークバルブも開でない時間全体の間に洗い流される、方法。
- パラキシレンを、8個の炭素原子を本質的に含む芳香族炭化水素の供給材料から分離するための請求項11〜15のいずれか1つに記載の方法。
- メタキシレンを、8個の炭素原子を本質的に含む芳香族炭化水素の供給材料から分離するための請求項11〜15のいずれか1つに記載の方法。
- 少なくとも1種の直鎖パラフィン炭化水素を、該炭化水素を含む炭化水素供給材料から分離するための請求項11〜15のいずれか1つに記載の方法。
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