JP5401326B2 - 減らされた数のバルブおよびライン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、複数の二方向開閉制御バルブ、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2〜6b(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。
少なくとも1つのカラムであって、該カラムは、複数の吸着剤床Aiに分割され、該吸着剤床Aiは、分配器/抽出器プレートPiによって分離されて、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種の抜き出し流体:ラフィネートRおよび抽出液Eを順次的に供給・抽出するようにされ、Piは、床Aiと直下の床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、複数の中間ラインを介してカラムに接続され、該中間ラインは、流体F、D、RおよびE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、カラムセクターによって構成され、該カラムセクターは、一群の2つの連続的な吸着剤の床および2つの分配器/抽出器のプレートPiを本質的に含み、該プレートPiは、前記連続的な吸着剤の床の直下に配置され(Skは、正確に2つの床および2つのプレートを含み、明らかに、対応するカラムのシェル(shell)のセクターも含む);
セクターSkのそれぞれの分配器/抽出器プレートPiのそれぞれは、流体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用い;
各セクターSkのプレートPiは、外側バイパスラインLkを介して一緒に接続され、該外側バイパスラインLkは、コネクタを介してSkの各プレートPiに接続され、該コネクタは、プレートPiに属する、プレートバルブViと称される単一の二方向分離制御バルブを含み、流体F、D、R、EをPiに順次的に供給またはPiから抜き出すようにし;
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(例えば、制御バルブ+流量計+バルブ制御システム)を含み、該手段は、ラインLk上またはSkのプレートPiのプレートバルブVi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のそれぞれバイパスラインLkは、F-Net、D-Net、R-NetおよびE-Netのネットワークのそれぞれに、単一のラインを介して接続され、該単一のラインは、単一のネットワークバルブ、それぞれ、VFk、VDk、VRk、VEkを、F、D、R、Eに対応する流体の順次的な考慮中のセクターSkへの供給または同セクターSkからの抜き出しのために含み;
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、Skは、外側のバイパス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-1およびViを含み、Sk+1は、外側バイパス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+1およびVi+2を含み;
ここで、カラム上のSkの2つのコネクタは、それらの間に、0または20°以下であるカラムの軸に対して角オフセットを有し、カラム上のSk+1の2つのコネクタは、それらの間に、0または20°以下であるカラムの軸に対して角オフセットを有し、Skのコネクタは、Sk+1のコネクタに対して70〜110°の範囲の平均の角オフセットを有する;
装置を提案する。
本発明は、添付図面および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-1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-1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および小さい第2バイパスバルブviはそれ故に閉にされる。
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、頭部プレートを含むカラム頭部を明らかに除いて2つの床および2つのプレートを有する、SMBである。セクターSkは、小径バルブviを備える小さい二次的バイパスラインlkを含む。このような装置では、例えば24個の床および24個のプレート(例えばそれぞれ12個の床および12個のプレートのループの2つのカラム)で、カラム当たり6つのセクターSk、すなわち、全部で12個がある。それ故に、SMBを制御するために、24個に過ぎないプレートバルブ、4×12=48個のネットワークバルブ(必要とされる12個のセクターSkのそれぞれについて4つ)、すなわち、12個の小さい調節バルブviが加えられなければならない72個の主要バルブ(二次的バイパス)、すなわち、全部で84個のバルブが必要とされ、これは、プレート当たりバルブ平均3.5個を表す。
Claims (17)
- 擬似移動床吸着によって、少なくとも1種の所望の化合物を、該化合物を含む混合物から分離するための装置であって、
少なくとも1つのカラムであって、複数の吸着剤床Aiに分割され、該複数の吸着剤床Ai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の間に配置される、カラムを含み、
該装置は、さらに、流体のネットワーク、すなわち、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を少なくとも含み、該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、該流体の順次的供給または抜き出しのために、ネットワークバルブと称される二方向制御分離バルブ(V F 、V D 、V R 、V E )を含み;
該カラムは、その高さの少なくとも主要部分にわたって、複数の重ね合わされた隣接したセクターSkに分割され、各セクターSkは、カラムセクターによって本質的に構成され、該カラムセクターは、2つの連続する吸着剤の床A i と、該連続的吸着剤の床の直下に配置された2つの分配器/抽出器プレート(P i およびP i+1 )とを本質的に含み;
セクターSkのそれぞれの分配器/抽出器プレートPiのそれぞれは、流体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であり;
各セクターSkのプレートPiは、外側のバイパスラインLkを介してプレートP i+1 に一緒に接続され、該バイパスラインLkは、コネクタ(EMi)を介してSkの各プレートPiに接続され、該コネクタ(EMi)は、流体F、D、R、EのPiへの順次的供給またはPiからの抜き出しのために、プレートバルブViと称される、プレートPiに属する単一の二方向制御分離バルブを含み;
該バイパスラインLkのそれぞれは、Lk中を流通する流量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、ラインLk 上に設置され;
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およびE-Netのそれぞれに接続され、該単一のラインは、対応する流体F、D、R、Eを順次的にセクターSkに供給しまたはそのセクターSkから抜き出すために単一のネットワークバルブ、それぞれ、VF、VD、VR、VEを含み;
該装置は、少なくとも2つの重ね合わされた隣接するセクターSkおよびSk+1を含み、Skは、プレートPi-1およびPiを含み、該プレートPi-1およびPi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-1およびViを含み、Sk+1は、プレートPi+1およびPi+2を含み、該プレートPi+1およびPi+2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、それぞれ、プレートバルブVi+1およびVi+2を含み、カラム上の該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、コネクタSk+1と、平均角オフセット70〜110°を有し、任意の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、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に記載の装置であって、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カラム全体は、2つのプレートの複数の重ね合わされたセクターによって構成され、単一のセクター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、任意の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、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、任意のセクター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、任意の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、一方向に平行なセグメントを有する複数のパネルDMEi,jにさらに分割され、該パネルDMEi,jは、供給流体を供給し、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、一つの方向に平行なセグメントを有する複数のパネルDMEi,jにさらに分割され、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する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該方向は、他方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も大きい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、場合により頭部プレートを含むカラム頭部を除くカラム全体は、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の周りのバイパスとして設置されるLk中を流通する流れを制限するための前記手段は、Viの径より小さい径の開口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つに記載の装置を用いる擬似移動床吸着によって生成物を分離するための方法であって、1サイクルの間、ラインLkのそれぞれは、流体F、D、R、Eをそれらの設計上の流量で、直列のプレートバルブPiおよびネットワークバルブVFk、VDk、VRk、VEkの1つを介してSkのプレートPiのそれぞれにまたはそこから流通させるために順次的に用いられ、Lkは、1サイクルの間、流体F、D、R、Eのそれぞれによって、その長さの全体にわたって用いられる、方法。
- 請求項10に記載の方法であって、バイパスラインLkのそれぞれの少なくとも一部の内部の洗い流しは、Lkに接続されたネットワークバルブのいずれも開でない場合に行われ、Lkの全ての内部の洗い流しは、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る、方法。
- 請求項10または11に記載の方法であって、Lkの内部の洗い流しは、Skの上部に位置するプレートPiからSkの下部に位置するプレートPi+1またはPi+2の方に向けて、Skが前記流体ネットワークの1つに接続されておらず、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つをプレートPiに供給またはプレートPiから抜き出すために開である期間の直前である任意の期間において行われる、方法。
- 請求項10〜12のいずれか1つに記載の方法であって、少なくとも2つのバイパスラインLkが洗い流される、方法。
- 芳香族炭化水素を、8個の炭素原子を本質的に含有し、前記炭化水素を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10〜13のいずれか1つに記載の方法。
- 8個の炭素原子を本質的に含有する芳香族炭化水素の供給材料からパラキシレンを分離するための請求項14に記載の方法。
- 8個の炭素原子を本質的に含有する芳香族炭化水素の供給材料からメタキシレンを分離するための請求項14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10〜13のいずれか1つに記載の方法。
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