JPH0320366B2 - - Google Patents

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JPH0320366B2
JPH0320366B2 JP59013567A JP1356784A JPH0320366B2 JP H0320366 B2 JPH0320366 B2 JP H0320366B2 JP 59013567 A JP59013567 A JP 59013567A JP 1356784 A JP1356784 A JP 1356784A JP H0320366 B2 JPH0320366 B2 JP H0320366B2
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JP
Japan
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feedstock
molecular sieve
isobutylene
zone
displacement
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JP59013567A
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Uiriamu Nyujiru Richaado
Kurupurachipanya Sanchi
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Honeywell UOP LLC
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UOP LLC
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は原料油からイソブチレンを分離する方
法に関する。 ブテンはガソリンのブレンド及び例えばブチル
ゴムや潤滑油添加剤を生成する反応に有用である
ので、イソブチレンに富んだ生成物を得ることが
極めて要望されている。結晶性アルミノシリケー
トが炭化水素の分離に有用であることは周知であ
る。特に、X型又はY型ゼオライトのあるもの
は、パラフイン系炭化水素からオレフイン類の分
離及びイソブチレンからブテン−1の分離に関し
て開示されている(米国特許第3723561号及び第
4119678号参照)。しかしながら、ゼオライトはオ
レフイン類の二量重合又は重合さえ起こす傾向が
あり、本発明の分離に対する吸着剤としての使用
には適さない。 本願発明者等は、シリカライトが、特にペンテ
ン−1を正C4炭化水素をシリカライトから置換
するのに使用する時、二量重合及び重合の上記の
望ましくない副作用を実質的に完全に無くしてイ
ソブチレンから正C4炭化水素の分離を行うこと
ができることを発見した。 1具体例において、本発明はイソブチレンと少
なくとも一つの正C4炭化水素を含む原料油を保
持条件においてシリカライトから成るゼオライト
フリーのモレキユラーシーブと接触して該正C4
炭化水素の選択的保持を行い、該イソブチレンを
該モレキユラーシーブとの接触から除き、置換条
件においてペンテン−1から成る置換流体で該モ
レキユラーシーブからの置換によつて該正C4
化水素を回収することから成る原料油からイソブ
チレンを分離する方法である。 今一つの具体例において、本発明は、(a)少なく
とも3個の別個の連続的に連結した域を含むモレ
キユラーシーブのカラムを通つて単一方向に流体
の流れを維持し、(b)原料油入口と下流の境界とし
てラフイネート出口によつて限界された保持域を
維持し、(c)抽出物出口と下流の境界として該原料
油入口によつて限界された精製域を維持し、(d)置
換流体入口と下流の境界として該抽出物出口によ
つて限界された置換域を維持し、(e)該原料油を、
保持条件において、該保持域中に通し、正C4
化水素を保持し、そしてイソブチレンを含むラフ
イネートの流れを取り出し、(f)ペンテン−1から
成る置換物質を、置換条件において、該置換域中
に通し、該正C4炭化水素を該モレキユラーシー
ブから置換し、(g)該正C4炭化水素と置換流体
から成る抽出物の流れを該置換域から取り出し、
(h)流体の流れに関して下流方向に、該原料油
入口、ラフイネート出口、置換流体入口、及び抽
出物出口を、該モレキユラーシーブのカラム中を
定期的に進めて、該モレキユラーシーブ中を域を
移動させる段階から成る、シリカライトから成る
ゼオライトフリーのモレキユラーシーブを用いて
イソブチレンと少なくとも一つの正C4炭化水素
を含む原料油からイソブチレンを分離する方法か
ら成る。 本発明のその他の具体例は原料油混合物、モレ
キユラーシーブ、置換物質及び操作条件について
の詳細を包含し、以下に記載する。 最初に、本発明の操作、目的及び利点を明確に
するため、本明細書において使用する用語の説明
をする。 「原料油混合物」は本発明の方法によつて分離
されるべき一種又は二種以上の抽出物成分及び一
種又は二種以上のラフイネート成分を含む混合物
である。「原料油流れ」はこのプロセスに使用さ
れるモレキユラーシーブに通される原料油混合物
の流れを示す。 「抽出物成分」はモレキユラーシーブによつて
より選択的に保持される型の化合物であり、「ラ
フイネート成分」は選択的に保持されることのよ
り少ない型の化合物である。このプロセスにおい
て、正C4炭化水素は抽出成分であり、イソブチ
レンはラフイネート成分である。「置換物質又は
流体」と言う用語は一般に抽出成分を置換できる
物質を意味する。「置換流れ」又は「置換流体入
口流れ」と言う用語はそこを通つて置換物質がモ
レキユラーシーブに流れる流れを示す。「ラフイ
ネート流れ」又は「ラフイネート出口流れ」と言
う用語はそこを通つてラフイネート成分がモレキ
ユラーシーブから除かれる流れを意味する。ラフ
イネート流れの組成は、実質的100%置換物質か
ら実質的100%ラフイネート成分まで変わること
ができる。「抽出物流れ」又は「抽出物入口流れ」
と言う用語は置換物質によつて置換された抽出物
質がそこを通つてモレキユラーシーブから除かれ
る流れを意味する。抽出物流れの組成も同様に実
質的100%置換物質から実質的100%ラフイネート
成分まで変わることができる。分離プロセスから
の抽出流れの少なくとも一部分好ましくはラフイ
ネート流れの少なくとも一部分は分離手段、典型
的には精溜塔に通され、そこで置換物質の少なく
とも一部分が分離されて抽出生成物とラフイネー
ト生成物を生ずる。「抽出生成物」及び「ラフイ
ネート生成物」と言う用語はそれぞれ抽出物流れ
及びラフイネート流れにおけるよりも高い濃度で
抽出物成分及びラフイネート成分を含むプロセス
によつて生成した生成物を意味する。高い回収率
で高純度のイソブチレンを生成することは本発明
のプロセスによつて可能であるけれども、抽出物
成分は吸着剤によつて完全には吸着されず、ラフ
イネート成分も吸着剤によつて完全に非吸着でな
いことが認められる。従つて、抽出物流れの中に
種々の量のラフイネート成分が認められ、同様に
ラフイネート流れの中に抽出物成分を認めること
ができる。抽出物及びラフイネートの流れは、さ
らに特定の流れにおける抽出物成分及びラフイネ
ート成分の濃度の比によつて相互に及び原料油か
ら区別される。さらに詳しくは、選択的により少
なく保持されるイソブチレンの濃度に対する正
C4炭化水素の濃度の比はラフイネート流れにお
いて最低で、次が原料油混合物で、抽出物流れに
おいて最高である。同様に、選択的により多く保
持される正C4炭化水素の濃度に対する選択的に
より少なく保持されるイソブチレンの濃度の比は
ラフイネート流れにおいて最高で、次が原料油混
合物で、抽出物流れにおいて最低である。 モレキユラーシーブの「選択細孔容積」と言う
用語は原料油混合物からの抽出物成分を選択的に
保持するモレキユラーシーブの容積として定義さ
れる。モレキユラーシーブの「非選択空容積」と
言う用語は原料油混合物からの抽出物成分を選択
的に保持しないモレキユラーシーブの容積であ
る。この容積はラフイネート成分を保持できるモ
レキユラーシーブの凹部及びモレキユラーシーブ
間の空隙部を包含する。選択細孔容積及び非選択
空容積は一に容積量で表され、モレキユラーシー
ブの一定量に対して起こるべき効率的操作に対し
て操作域に通すのに必要な流体の適当な流速を定
めるのに重要である。モレキユラーシーブのこの
プロセスの具体例に使用される操作域中に「通
す」時、その非選択空容積はその選択細孔容積と
共にその域中に流体を運ぶ。非選択空容積は、モ
レキユラーシーブに対し向流方向において同じ域
の中に入つて非選択空容積に存在する流体を置換
すべき流体の量を定めるのに利用される。ある域
の中に入る流体の流速がその域の中に入るモレキ
ユラーシーブの非選択空容積の割合よりも小さい
ならば、モレキユラーシーブによる域の中への液
体の連行がある。この連行はモレキユラーシーブ
の非選択空容積中に存在する流体であるので、多
くの場合選択的により少なく保持される原料油成
分である。 この発明のプロセスにおいて利用することので
きる原料油は周知の任意の精油プロセスから誘導
することができる。特に、原料油はブテン−1、
イソブチレン、トランス−ブテン−2及びシス−
ブテン−2の如き正C4炭化水素を包含する。「ブ
テン−2」と言う用語はこの炭化水素のシス−及
びトランス−の両方の異性体を包含する。原料油
中には、大量のパラフイン系またはナフテン系物
質の如き他の物質及びある場合には低濃度のベン
ゼン以外の芳香族炭化水素及び結合したイオウ窒
素化合物の如きその他の汚染物質が存在すること
ができる。しかしながら、原料油成分への選択細
孔通路を閉塞することによつてモレキユラーシー
ブの脱活性化に寄与する成分の量は実質的に減少
することが好ましい。 この発明のプロセスに利用できる特定の原料油
は約35VOL%のブテン−1、32.5VOL%のイソ
ブチレン及び32.5VOL%のイソブタンを含む原
料油である。その他の原料油組成物は約21VOL
%のブテン−1、21VOL%のイソブチレン、
16VOL%のトランス−ブテン−2、16VOL%の
シス−ブテン−2を含み、残りの成分がイソブタ
ン又は正ブタンの如きブタンから成る原料油を包
含する。この原料油はヘプタン、ヘキサン類、オ
クタン類、ノナン類又はより高い分子量のパラフ
イン類の如き高分子量を有するその他のパラフイ
ン系物質を含むことができる。約15VOL%以上
の全オレフイン類を含む原料油を利用することが
好ましい。 イソブタンの如きイソブチレン以外の非正炭化
水素はシリカライト吸着剤によつて除かれ、イソ
ブチレンと共にラフイネート流れの部分から成
る。このような炭化水素は普通の蒸留手段によつ
てイソブチレンから容易に分離されるので、この
ことは、純イソブチレンが望ましいかどうかにつ
いては問題を提供しない。困難な分離は正炭化水
素、特に正オレフインからのイソブチレンの分離
であり、この分離は本発明によつて達成される。 従来の種々の分離プロセスに用いられた脱着剤
物質又は置換流体は使用する操作の型の如きフア
クターによつて変わる。選択的に保持された原料
油成分がバージ流れ置換流体によつてモレキユラ
ーシーブから除かれるスイングベツドシステムに
おいては、選択は重要ではなく、メタン、エタン
等の如きガス状炭化水素或いは窒素又は水素の如
きその他のガスから成る置換物質は、保持された
原料油成分をモレキユラーシーブから有効にパー
ジするため高温或いは減圧または両方で用いられ
る。しかしながら、一般に液相を確保するため実
質的に一定の圧及び温度で連続的に操作されるモ
レキユラーシーブ分離プロセスにおいては、置換
物質は多くの基準を満たすように正しく選ばれね
ばならない。第一に、置換物質は、次の保持サイ
クルにおいてそれ自身が強力に保持されて抽出物
成分が置換物質を不当に置換しないようにするこ
となしに、適当な大きさの流速でモレキユラーシ
ーブから抽出物成分を置換すべきである。第二
に、置換物質は特定のモレキユラーシーブ及び特
定の原料油混合物と両立しなければならない。詳
しくは、ラフイネート成分に関して抽出物成分に
対するモレキユラーシーブの臨海選択性を減少或
いは破壊してはならない。置換物質は、その上、
プロセスに入る原料油混合物から容易に分離でき
る物質でなければならない。ラフイネート流れ及
び抽出物流れの両者は置換物質と混合してモレキ
ユラーシーブから除かれ、置換物質の少なくとも
一部を分離する方法なしに、抽出生成物及びラフ
イネート生成物の純度は非常に高くなく、また置
換物質はプロセスにおいて再使用できない。従つ
て、このプロセスに使用される置換物質は原料油
混合物とは実質的に異なつた平均沸点を有して簡
単な分別蒸留によつて抽出物及びラフイネート流
れにおける原料油成分から置換物質の少なくとも
一部分を分離することができ、それによつてプロ
セスにおける置換物質の再使用を行うことが意図
される。ここに、「実質的に異なる」と言う用語
は置換物質と原料油混合物との平均沸点の相違が
少なくとも約5℃であることを意味する。置換物
質の沸点範囲は原料油混合物のそれよりも高くて
も低くてもよい。最後に、置換物質は容易に入手
可能でコストも適正なものでなければならない。
本願発明者等は、本発明のプロセスの好ましい恒
温恒圧液相操作においては、ペンテン−1から成
る置換物質がこれらの要件に合い、特に有効であ
ることを見いだした。脱着剤にイソオクタン、シ
クロヘキサンの如きモレキユラーシーブによつて
選択的に保持されない希釈剤を混合することが通
常有利である。 動的試験装置を使用して特定の原料油混合物と
置換物質で種々のモレキユラーシーブをテストし
モレキユラーシーブ特性の保持容量及び交換度を
測定する。この装置は室の両端に入口及び出口部
分を有する約70c.c.容積のモレキユラーシーブ室か
ら成る。この室は温度制御手段内に含まれ、その
上、圧制御装置が用いられて室を一定の予め定め
られた圧で操作する。屈折計、旋光計及びクロマ
トグラフの如き定量及び定性分析装置が室の出口
に設けられ、モレキユラーシーブ室を出る流出液
の流れ中の一種又は二種以上の成分を定量的に検
出し定性的に測定するのに使用される。この装置
及び次の一般的方法を用いて行われるパルステス
トを使用して種々のモレキユラーシーブシステム
に対する選択性及びその他のデーターを測定す
る。モレキユラーシーブにはモレキユラーシーブ
室に置換物質を通すことによつて平衡まで特定の
置換物質を満たす。適当な時に、置換流体中に希
釈された既知の濃度の特定の抽出物成分或いはラ
フイネート成分を含む原料油のパルスを数分の間
注入する。抽出物成分又はラフイネート成分(又
は両方)は液−固クロマトグラフイ操作における
如く溶離する。流出液はオンストリームで分析す
ることができ、或いは流出液サンプルは定期的に
集めて後に分析装置及びエンベロプ又は対応する
成分のピークのトレースによつて個々に分析され
る。 このテストからの情報から、モレキユラーシー
ブの性能は空容積、抽出物又はラフイネート成分
に対する保持容積及び置換流体による抽出物流成
分の置換の度について評価することができる。抽
出物又はラフイネート成分の保持容積は抽出物又
はラフイネート成分のピークエンベロプとトレー
サー成分のピークエンベロプの中心間の距離を特
徴とする。それは、ピークエンベロプ間の距離に
よつて表された時間間隔中にポンプで送入された
置換流体の立方センチメーターでの容積で表され
る。抽出物成分の置換流体との交換速度は一般に
半強度におけるピークエンベロプの巾を特徴とす
ることができる。このピークの巾が狭ければ狭い
程置換速度は速い。置換速度はトレーサーピーク
エンベロプの中心と丁度置換された抽出物成分の
消失点との距離を特徴とする。この距離はこの時
間間隔中にポンプ送入された置換流体の容積であ
る。 この発明のプロセスに使用されるモレキユラー
シーブはシリカライトから成る。先に述べた如
く、シリカライトは疎水性結晶性シリカのモレキ
ユラーシーブである。シリカライトは、そのアル
ミニウムフリーの構造により、イオン交換挙動を
示さず、疎水性且つ親有機性である。かくして、
シリカライトはモレキユラーシーブから成るが、
ゼオライトから成る水和したアルミニウム又はカ
ルシウムシリケートではない。シリカライトは、
その細孔がモレキユラーシーブとして作用するこ
とのできる、即ちそのチヤンネル又は内部構造中
に正C4炭化水素の分子は渋け入れるがイソブチ
レンの分子は受け入れない如きサイズと形状であ
ると言う理由で、この発明の分離プロセスに特に
適当である。シリカライトは、「Silicalite,A
New Hydrophobic Crystalline、Silica
Molecular Sieve”;NATURE,Vol.271,9
February1978に詳細に論じられている。 このモレキユラーシーブは原料油混合物及び置
換物質と交互に接触される稠密なコンパクトな固
定床の形で用いられる。本発明の最も簡単な具体
例においては、モレキユラーシーブは、プロセス
が半連続の場合における単一の静的床の形で用い
られる。他の具体例では、二種以上の一セツトの
静的床が、原料油混合物が一種又は二種以上のモ
レキユラーシーブの床を通り、置換物質がそのセ
ツトの他の一種又は二種以上の床を通るように適
当なバルブと接触した固定床で用いられる。原料
油混合物及び置換物質の流れは置換流体中を上又
は下のいづれでもよい。静的床流体−固体接触に
使用される任意の装置が用いられる。シリカライ
トモレキユラーシーブの粒子は、好ましくは約16
〜60メツシユ(標準U.S.メツシユ)の範囲の粒子
サイズを有する。 シリカライトそのものは細かい粉末である。従
つて上記の粒子サイズを得るには結合せねばなら
ない。アルミナの如き無機酸化物も受容できる結
合剤であるけれども、流体浸透性有機重合体、特
にポリスチレンジビニルベンゼンは少なくとも有
効である。この有機重合体はさらにモレキユラー
シーブの溶解に大きな抵抗を有する利点がある。 向流移動床又はシミユレートした移動床向流流
れシステムは固定したモレキユラーシーブ床シス
テムよりも著しく大きな分離効率を有し、従つて
好ましい。移動床又はシミユレートした移動床プ
ロセスにおいては、保持及び置換操作が連続的に
行われ、抽出物及びラフイネート流れの連続生産
と原料油及び置換流体の流れの連続使用の両方が
できる。このプロセスの一つの好ましい具体例は
ミユレートした移動床向流流れシステムとして周
知のものを利用する。このような流れシステムの
操作原理及び結果は米国特許第2985589号に記載
されている。このようなシステムにおいては、モ
レキユラーシーブ室に含まれているモレキユラー
シーブの上方移動をシミユレートするものはモレ
キユラーシーブ室の下方の多数の液体アクセスポ
イントの前進移動である。以下第3図を参考にし
て説明する。 原料油の流れ11、置換流体の流れ12、ラフ
イネートの流れ14及び抽出物の流れ13の四つ
のアクセスラインが常にアクチブになつている。
モレキユラーシーブの充填床の空容積を占める液
体の移動は、固体モレキユラーシーブのこのミユ
レートした上向移動と一致する。向流接触を維持
するように、モレキユラーシーブ室の下方の液体
の流れは、ポンプ送入される。液体のアクセスポ
イントは、サイクルを通つて、室のトツプからボ
トムに移動するので、室のサーキユレーシヨンポ
ンプは、異なつた流速を必要とする異なつた域を
移動する。これらの流速をセツトし調整するため
に、計画された流れコントローラーを設けてもよ
い。 液体のアクセスポインタは、モレキユラーシー
ブ室を、その各々が異なつた作用を有する個々の
域に有効に分割している。このプロセスの具体例
においては、三つの別々の操作域が存在すること
が必要である。ある場合には、任意の第4の域が
用いられる。 保持域1は原料油入口の流れ11とラフイネー
ト出口の流れ14との間に置かれたモレキユラー
シーブとして定義される。この域においては、原
料油はモレキユラーシーブと接触し、抽出物成分
は保持され、ラフイネート流れは取り出される。
保持域1を通る一般の流れは、この域に入る原料
油の流れ11から、この域を出るラフイネートの
流れ14であるので、この域における流れは、原
料油入口からラフイネート出口に進む流れの方向
にあることが認められる。 保持域1における流体の流れに関して直ぐ上流
が精製域2である。精製域2は、抽出物出口の流
れ13と原料油入口の流れ11との間のモレキユ
ラーシーブとして定義される。精製域2で行われ
る基本操作は、モレキユラーシーブの移動によつ
て精製域2中に運ばれたラフイネート物質の循環
流れによるモレキユラーシーブの非選択性空容積
からの置換、及びモレキユラーシーブの選択性細
孔容積内に保持された、或いはモレキユラーシー
ブの粒子の表面上に保持されたラフイネート物質
の置換である。精製は、置換域3を出る抽出物の
流れ13の物質の一部分を精製域2の上流境界に
おいて精製域2中に通して、ラフイネート物質の
置換を行うことによつて達成される。精製域2に
おける物質の流れは、抽出物出口の流れ13から
原料油入口の流れ11へと流れる方向にある。 精製域2を流れる流体に関して精製域2の直ぐ
上流が置換域3である。置換域3は、置換流体入
口の流れ12と抽出物出口の流れ13との間のモ
レキユラーシーブとして定義される。置換域3の
作用は、この域に入る置換物質をして、前のサイ
クルの操作において保持域1における原料油との
接触中にモレキユラーシーブによつて保持された
抽出物成分を置換させることである。置換域3に
おける流体の流れは、本質的には、保持域1及び
精製域2と同じ方向である。 ある場合には、任意の緩衝域4が利用される。
この緩衝域4は、ラフイネート出口の流れ14と
置換流体入口の流れ12との間のモレキユラーシ
ーブとして定義され、流体の流れに関して置換域
3の直ぐ上流に置かれる。保持域1から除かれた
ラフイネートの流れの一部分は、緩衝域4に通さ
れて、その域に存在する置換物質を、その域から
置換域3中に置換することができるので、緩衝域
4は、置換段階に使用される置換流体の保存に利
用される。緩衝域4はモレキユラーシーブを充分
に含んでいるので、保持域1を出て緩衝域4に入
るラフイネート流れの中に存在するラフイネート
物質は、置換域3に入つて、置換域3から除かれ
た抽出物の流れを汚染することを防止される。 保持域1から置換域3に通るラフイネート流れ
中にラフイネート物質の存在することが認められ
る時は、抽出物出口の流れ13が汚染されないよ
うに、保持域1から置換域3への直接の流れを止
めることができるために、保持域1から緩衝域4
に通るラフイネートの流れは注意深くモニターせ
ねばならない。 モレキユラーシーブの固定床を通るインプツト
及びアウトプツトの流れのサイクルの推進は、マ
ニホルドシステムを利用することによつて達成で
きる。このシステムにおいてはマニホルドにおけ
るバルブが連続態様で操作されてインプツト及び
アウトプツトの流れの移動を行いそれによつて固
体モレキユラーシーブに関して流体の流れを向流
態様にできる。流体に関して固体モレキユラーシ
ーブの向流流れを行うことのできる今一つの操作
様式は回転ジスクバルブの使用を包含し、このバ
ルブにおいては、インプツト及びアウトプツトの
流れが、バルブ及びラインに連結され、それを通
つて原料油インプツト、抽出物アウトプツト、置
換流体インプツト及びラフイネートアウトプツト
の流れのパスがモレキユラーシーブの床を通ると
同じ方向に進められる。マニホルドアレンジメン
ト及びジスクバルブは周知である。特にこの操作
に利用できる回転ジスクバルブは米国特許第
3040777号及び第3422848号にみることができる。
これらの特許は固定されたソースからの各種のイ
ンプツト及びアウトプツトの流れの適当な推進が
困難なしに達成できる回転型連結バルブを開示し
ている。 多くの場合、一つの操作域は他の操作域よりも
著しく多くのモレキユラーシーブを含む。例え
ば、ある操作においては、緩衝域は保持及び精製
域に要求されるモレキユラーシーブに比較して少
量のモレキユラーシーブを含むことができる。モ
レキユラーシーブから容易に抽出物質を置換でき
る置換流体が使用される場合は、緩衝域、或いは
保持域、或いは精製域、或いはそれらの全てにお
いて必要なモレキユラーシーブに比較して置換域
においては比較的少量のモレキユラーシーブが必
要とされることを認めることができる。モレキユ
ラーシーブは単一カラムに置くことが要求されて
はいないので、多室、或いは一連のカラムの使用
も本発明の範囲内である。 インプツト及びアウトプツトの流れの全てを同
時に使用する必要はない。事実、多くの場合、流
れの幾つかは止め、他は物質のインプツト又はア
ウトプツトを行う。この発明のプロセスを行うの
に利用できる装置は、種々のインプツト及びアウ
トプツトの流れが接続できるインプツト又はアウ
トプツトタツプが置かれ且つ交互にそして定期的
に移動して連続操作を行うことができる連結導管
によつて連結された一連の床を含むこともでき
る。ある場合においては、この連結導管は、正常
の操作中そこを通つて物質がプロセスに出入りす
る導管として作用しないトランスフアータツプに
連結される。 ラフイネート出口流れの少なくとも一部分が分
離手段に通され、そこで置換流体の少なくとも一
部分が分離されて減少した濃度の置換物質を含む
ラフイネート生成物を生成することができること
が意図される。多分このプロセスの操作には必要
はないが、好ましくは抽出物出口流れの少なくと
も一部分は分離手段に通され、そこで減少した濃
度の置換物質を含む抽出物生成物が得られる。こ
の分離手段は典型的には分溜塔であつて、その設
計及び操作は周知である。 参考としては米国特許第2985589号及び1969年
4月2日東京におけるSociety of Chemical
Engineersの第34回Annual MeetingにおけるD.
B.Broughton氏による“Continuous Adsorptive
Processing……A New Separation
Technique”と言う論文である。両者ともシミユ
レートした移動床向流プロセス流れ計画である。 液及び蒸気相の両操作とも多くの吸着またはモ
レキユラーシーブ分離プロセスに使用できるけれ
ども、このプロセスにとつては、低温度要件のた
め及び蒸気相操作で得られるよりも液相操作で得
られる抽出生成物の収率が高いため、液相操作が
好ましい。保持条件は約20〜200℃、好ましくは
約20〜100℃の温度範囲及び液相を維持するに十
分な圧を包含する。置換条件は保持条件に対して
使用されるのと同じ範囲を包含する。 この発明のプロセスを利用することのできるユ
ニツトのサイズは、パイロツトプラントのサイズ
(米国特許第3706812号)から商業的規模まで変わ
ることができ、1時間数c.c.の規模から1時間数千
ガロンの規模の流速の範囲に亘ることができる。 次に、実施例によつて本発明を説明する。但し
本発明はこの実施例によつて限定されるものでは
ない。 実施例 この実施例においては、上記のバルステスト装
置を用いて、イソブチレン、n−ブタン、シス−
及びトランス−ブテン−2及びブテン−1の混合
物からイソブチレンを分離する無機酸化物結合シ
リカライトの性能をテストした。二つのテストを
行つた。第1テストにおいては、モレキユラーシ
ーブはアルミナ結合シリカライトを使用し、置換
流体はイソオクタン、続いて60:40の比のヘキセ
ン−1とイソオクタンの混合物で、カラム温度は
50℃、原料油流れパルスはイソオクタン中C4異
性体の混合物10mlであつた。第2のテストでは、
モレキユラーシーブは粘土結合シリカライトを使
用し、置換流体はペンテン−1とシクロヘキサン
の50:50混合物で、カラム温度は60℃、原料油流
れパルスは置換流体中C4異性体の混合物10mlで
あつた。 第1テストにおける置換がイソオクタンで開始
された理由は、この分離がモレキユラーシーブ作
用であつたこと、即ちイソブチレン以外の原料油
の全てのC4成分はシリカライトの細孔に保持さ
れたがイソブチレンは空積に保持されそこから容
易にフラツシユされたことを示すことであつた。
このテストの態様は、テスト1及び2におけるヘ
キセン−1又はペンテン−1の保持されたC4成
分をシリカライトから置換する比較能力であつ
た。 二つのテストにおけるカラム温度の相違は結果
に著しい効果を有するとは考えられない。 テスト1および2から得られた結果を次の表及
び第1及び2図に示す。第1及び2図はそれぞれ
パルステスト1および2によつて得られた溶出曲
線を示す。
The present invention relates to a method for separating isobutylene from feedstock oil. Since butene is useful in gasoline blending and reactions to produce, for example, butyl rubber and lubricating oil additives, it is highly desirable to obtain products rich in isobutylene. It is well known that crystalline aluminosilicates are useful in hydrocarbon separations. In particular, certain X- or Y-type zeolites have been disclosed for the separation of olefins from paraffinic hydrocarbons and for the separation of butene-1 from isobutylene (U.S. Pat.
(See No. 4119678). However, zeolites tend to undergo dimerization or even polymerization of olefins, making them unsuitable for use as adsorbents for the separations of the present invention. The inventors have discovered that silicalite virtually completely eliminates the above-mentioned undesirable side effects of dipolymerization and polymerization, particularly when pentene-1 is used to displace normal C4 hydrocarbons from silicalite. We have discovered that it is possible to separate positive C4 hydrocarbons from isobutylene. In one embodiment, the present invention comprises contacting a feedstock containing isobutylene and at least one positive C4 hydrocarbon with a zeolite-free molecular sieve comprised of silicalite at holding conditions to produce the positive C4 .
Selective retention of hydrocarbons is provided, the isobutylene is removed from contact with the molecular sieve, and the positive C4 carbonization is achieved by displacement from the molecular sieve with a displacement fluid consisting of pentene-1 at displacement conditions. It is a method for separating isobutylene from feedstock oil that consists of recovering hydrogen. In another embodiment, the invention provides for: (a) maintaining fluid flow in a unidirectional direction through a column of molecular sieves comprising at least three distinct and sequentially connected zones; (c) maintaining a retention zone bounded by the roughinate outlet as the boundary between the feedstock inlet and the downstream; (c) maintaining a refining zone bounded by the feedstock inlet as the boundary between the extract outlet and the downstream; d) maintaining a displacement zone bounded by the extract outlet as a boundary between a displacement fluid inlet and downstream; (e) displacing the feedstock;
(f) passing a raffinate stream containing isobutylene into the retention zone at retention conditions to retain the normal C4 hydrocarbons; (g) removing an extract stream consisting of the normal C 4 hydrocarbons and a displacement fluid from the displacement zone;
(h) periodically advancing the feedstock inlet, the roughinate outlet, the displacement fluid inlet, and the extract outlet through the column of the molecular sieve in a downstream direction with respect to fluid flow; The process comprises the steps of separating isobutylene from a feedstock containing isobutylene and at least one positive C4 hydrocarbon using a zeolite-free molecular sieve made of silicalite. Other embodiments of the invention, including details about feedstock mixtures, molecular sieves, replacement materials and operating conditions, are described below. First, a description of terminology used herein will be provided to clarify the operation, purpose, and advantages of the present invention. A "raw oil mixture" is a mixture containing one or more extract components and one or more raffinate components to be separated by the method of the present invention. "Feed Stream" refers to the flow of the feed mixture through the molecular sieves used in this process. "Extract components" are the types of compounds that are more selectively retained by molecular sieves, and "raffinate components" are the types of compounds that are less selectively retained. In this process, the normal C4 hydrocarbons are the extraction component and isobutylene is the ruffinate component. The term "displacement substance or fluid" generally refers to a substance capable of displacing extracted components. The terms "displacement stream" or "displacement fluid inlet stream" refer to the flow through which the displacement material flows to the molecular sieve. The term "ruffinate stream" or "ruffinate exit stream" refers to the stream through which the roughinate component is removed from the molecular sieve. The composition of the ruffinate stream can vary from substantially 100% substituted material to substantially 100% roughinate content. "Extract stream" or "Extract inlet stream"
The term refers to the flow through which the extracted material displaced by the displacing material is removed from the molecular sieve. The composition of the extract stream can similarly vary from substantially 100% replacement material to substantially 100% roughinate content. At least a portion of the extraction stream, preferably at least a portion of the raffinate stream, from the separation process is passed to a separation means, typically a rectification column, where at least a portion of the substituted material is separated to yield an extraction product and a raffinate product. . The terms "extract product" and "raffinate product" refer to products produced by a process that contain extract and raffinate components at higher concentrations than in the extract and raffinate streams, respectively. Although it is possible to produce high purity isobutylene with high recovery by the process of the present invention, the extract components are not completely adsorbed by the adsorbent and the raffinate components are also not completely adsorbed by the adsorbent. It is recognized that there is no non-adsorption. Thus, varying amounts of raffinate components can be found in the extract stream, as can extractive components in the raffinate stream. Extract and raffinate streams are further distinguished from each other and from the feedstock by the ratio of the concentrations of extract and raffinate components in a particular stream. More specifically, the positive effect on the concentration of isobutylene that is selectively retained less
The ratio of concentrations of C4 hydrocarbons is lowest in the roughinate stream, followed by the feedstock mixture, and highest in the extract stream. Similarly, the ratio of the concentration of selectively less retained isobutylene to the concentration of selectively more retained positive C4 hydrocarbons is highest in the raffinate stream, followed by the feedstock mixture, and lowest in the extract stream. be. The term "selective pore volume" of a molecular sieve is defined as the volume of the molecular sieve that selectively retains extractable components from the feed oil mixture. The term "non-selective empty volume" of a molecular sieve is the volume of the molecular sieve that does not selectively retain extract components from the feed oil mixture. This volume includes the recesses of the molecular sieves and the voids between the molecular sieves that can hold the roughinate component. The selective pore volume and the non-selective void volume are expressed together in terms of volume and provide the appropriate flow rate of fluid required to pass through the operating zone for efficient operation to occur for a given amount of molecular sieve. It is important to define When a molecular sieve is "passed" into the working zone used in this process embodiment, its non-selected empty volume, along with its selected pore volume, carries fluid into the zone. The non-selected empty volume is used to define the amount of fluid that is to enter the same area in a countercurrent direction to the molecular sieve and displace the fluid present in the non-selected empty volume. There is entrainment of liquid into a zone by the molecular sieve if the flow rate of the fluid entering the zone is less than the fraction of non-selected empty volume of the molecular sieve that enters the zone. This entrainment is fluid present in the non-selective empty volume of the molecular sieve, and therefore is often the feedstock component that is selectively retained less. The feedstocks that can be utilized in the process of this invention can be derived from any known refinery process. In particular, the feedstock oil is butene-1,
Isobutylene, trans-butene-2 and cis-
Includes normal C4 hydrocarbons such as butene-2. The term "butene-2" includes both the cis- and trans-isomers of this hydrocarbon. The presence in the feedstock of other substances such as large amounts of paraffinic or naphthenic materials and in some cases low concentrations of aromatic hydrocarbons other than benzene and other contaminants such as bound sulfur-nitrogen compounds. Can be done. However, it is preferred that the amount of component that contributes to deactivation of the molecular sieve by blocking selective pore passages to the feedstock components is substantially reduced. A particular feedstock that can be utilized in the process of this invention is a feedstock containing approximately 35% VOL of butene-1, 32.5% isobutylene, and 32.5% isobutane. Other raw oil compositions are approximately 21VOL
% butene-1, 21VOL% isobutylene,
Includes feedstocks containing 16 VOL% trans-butene-2, 16 VOL% cis-butene-2, with the remaining components consisting of butane, such as isobutane or orthobutane. The feedstock may contain other paraffinic materials having high molecular weights such as heptane, hexanes, octanes, nonanes or higher molecular weight paraffins. It is preferred to utilize a feedstock containing about 15 VOL% or more of total olefins. Non-positive hydrocarbons other than isobutylene, such as isobutane, are removed by the silicalite adsorbent and together with isobutylene form a portion of the raffinate stream. This does not pose a problem as to whether pure isobutylene is desirable, since such hydrocarbons are easily separated from isobutylene by conventional distillation means. A difficult separation is the separation of isobutylene from positive hydrocarbons, especially positive olefins, and this separation is achieved by the present invention. The desorbent materials or displacement fluids used in various conventional separation processes vary depending on factors such as the type of operation used. In swing bed systems, where selectively retained feedstock components are removed from the molecular sieve by a barge flow displacement fluid, the choice is not critical and may be either gaseous hydrocarbons such as methane, ethane, etc. or nitrogen or hydrogen. Displacement materials consisting of other gases, such as, are used at elevated temperatures and/or reduced pressures to effectively purge retained feedstock components from the molecular sieve. However, in molecular sieve separation processes which are generally operated continuously at substantially constant pressure and temperature to ensure a liquid phase, the replacement material must be properly chosen to meet a number of criteria. First, the displacing material is passed through the molecular sieve at an appropriately large flow rate without strongly retaining itself in the next retention cycle to prevent extract components from unduly displacing the displacing material. Extract components should be replaced from Second, the replacement material must be compatible with the particular molecular sieve and the particular feedstock mixture. In particular, the critical selectivity of the molecular sieve over extract components with respect to raffinate components must not be reduced or destroyed. The replacement substance is also
The material must be easily separable from the feedstock mixture entering the process. Both the raffinate stream and the extract stream are removed from the molecular sieve mixed with the substituted material, and without a method to separate at least a portion of the substituted material, the purity of the extracted and raffinate products is not very high. , and the replacement material cannot be reused in the process. Therefore, the replacement material used in this process has an average boiling point substantially different from the feedstock mixture and at least a portion of the replacement material is extracted from the feedstock components in the extract and raffinate streams by simple fractional distillation. can be separated, thereby providing for reuse of the replacement material in the process. As used herein, the term "substantially different" means that the average boiling points of the replacement material and the feedstock mixture differ by at least about 5°C. The boiling range of the substituent may be higher or lower than that of the feedstock mixture. Finally, the replacement material must be readily available and cost-effective.
The inventors have found that in the preferred isothermal and isobaric liquid phase operation of the process of the present invention, substitution materials consisting of pentene-1 meet these requirements and are particularly effective. It is usually advantageous to mix the desorbent with a diluent, such as isooctane or cyclohexane, which is not selectively retained by the molecular sieve. Dynamic test equipment is used to test various molecular sieves with specific feed oil mixtures and replacement materials to determine molecular sieve properties such as retention capacity and degree of exchange. The apparatus consists of a molecular sieve chamber of approximately 70 c.c. volume with inlet and outlet sections at each end of the chamber. This chamber is contained within the temperature control means, and in addition, a pressure control device is used to operate the chamber at a constant predetermined pressure. Quantitative and qualitative analysis equipment, such as a refractometer, a polarimeter, and a chromatograph, is provided at the outlet of the chamber to quantitatively detect and qualitatively detect one or more components in the effluent stream exiting the molecular sieve chamber. used to measure Selectivity and other data for various molecular sieve systems are measured using this equipment and a pulse test performed using the following general method. The molecular sieve is filled with a particular substituent until equilibrium by passing the substituent into the molecular sieve chamber. At appropriate times, a pulse of feedstock containing a known concentration of a particular extract component or roughinate component diluted in a displacement fluid is injected for a period of several minutes. The extract component or the raffinate component (or both) is eluted as in a liquid-solid chromatographic operation. The effluent can be analyzed on-stream, or effluent samples are collected periodically and later analyzed individually by an analyzer and tracing of the envelope or corresponding component peak. From the information from this test, the performance of the molecular sieve can be evaluated in terms of empty volume, retention volume for extract or raffinate components, and degree of displacement of extract stream components by displacement fluid. The retention volume of the extract or roughinate component is characterized by the distance between the centers of the peak envelope of the extract or roughinate component and the peak envelope of the tracer component. It is expressed as the volume in cubic centimeters of displacement fluid pumped during the time interval represented by the distance between the peak envelopes. The rate of exchange of extract components with the displacement fluid can generally be characterized by the width of the peak envelope at half strength. The narrower the width of this peak, the faster the substitution rate. The displacement rate is characterized by the distance between the center of the tracer peak envelope and the vanishing point of the extract component just displaced. This distance is the volume of displacement fluid pumped during this time interval. The molecular sieve used in the process of this invention consists of silicalite. As mentioned above, silicalite is a molecular sieve of hydrophobic crystalline silica. Due to its aluminum-free structure, silicalite does not exhibit ion exchange behavior and is hydrophobic and organophilic. Thus,
Silicalite consists of molecular sieves,
It is not a hydrated aluminum or calcium silicate made of zeolite. Silicalite is
The reason why the pores are so sized and shaped that they can act as molecular sieves, i.e., admit molecules of positive C4 hydrocarbons but not molecules of isobutylene into their channels or internal structures. and is particularly suitable for the separation process of the present invention. Silicalite is “Silicalite, A
New Hydrophobic Crystalline, Silica
“Molecular Sieve”; NATURE , Vol.271, 9
Discussed in detail in February 1978. The molecular sieve is used in the form of a dense compact fixed bed that is alternately contacted with the feed oil mixture and the substituent. In the simplest embodiment of the invention, molecular sieves are used in the form of a single static bed in the case of a semi-continuous process. In other embodiments, a set of two or more static beds is provided in which the feedstock mixture is passed through a bed of one or more molecular sieves and the replacement material is passed through another one or more of the sets. used in a fixed bed in contact with a suitable valve to pass through the bed. The flow of the feedstock mixture and displacement material may be either upward or downward through the displacement fluid. Any equipment used for static bed fluid-solid contact may be used. The particles of silicalite molecular sieve are preferably about 16
With particle sizes ranging from ~60 mesh (standard US mesh). Silicalite itself is a fine powder. Therefore, they must be combined to obtain the above particle sizes. Fluid-permeable organic polymers, particularly polystyrene divinylbenzene, are at least effective, although inorganic oxides such as alumina are also acceptable binders. This organic polymer also has the advantage of high resistance to dissolution of molecular sieves. Countercurrent moving bed or simulated moving bed countercurrent flow systems have significantly greater separation efficiency than fixed molecular sieve bed systems and are therefore preferred. In a moving bed or simulated moving bed process, the retention and displacement operations occur continuously, allowing for both continuous production of extract and raffinate streams and continuous use of feedstock and displacement fluid streams. One preferred embodiment of this process utilizes what is known as a simulated moving bed countercurrent flow system. The operating principles and results of such a flow system are described in US Pat. No. 2,985,589. In such systems, it is the forward movement of multiple liquid access points below the molecular sieve chamber that simulates the upward movement of the molecular sieve contained in the molecular sieve chamber. This will be explained below with reference to FIG. Four access lines are always active: feed stream 11, displacement fluid stream 12, roughinate stream 14, and extract stream 13.
The movement of liquid occupying the empty volume of the packed bed of molecular sieves coincides with this simulated upward movement of solid molecular sieves. The flow of liquid below the molecular sieve chamber is pumped to maintain countercurrent contact. As the liquid access point moves from the top to the bottom of the chamber throughout the cycle, the chamber's circulation pump moves through different zones requiring different flow rates. Scheduled flow controllers may be provided to set and adjust these flow rates. The liquid access pointer effectively divides the molecular sieve chamber into individual zones, each having a different function. In this embodiment of the process, it is necessary that three separate operating areas exist. In some cases, an optional fourth zone is used. Retention zone 1 is defined as a molecular sieve placed between feedstock inlet stream 11 and roughinate outlet stream 14. In this zone, the feedstock contacts the molecular sieve, the extract components are retained and the raffinate stream is removed.
Since the general flow through the holding zone 1 is from the feedstock stream 11 entering this zone to the roughinate stream 14 leaving this zone, the flow in this zone is in the direction of flow from the feedstock inlet to the roughinate outlet. It is recognized that there is. Immediately upstream in terms of fluid flow in the holding zone 1 is the purification zone 2 . Purification zone 2 is defined as a molecular sieve between extract outlet stream 13 and feedstock inlet stream 11. The basic operations carried out in purification zone 2 are the displacement of the non-selective empty volume of the molecular sieve by a circulating stream of raffinate material carried into purification zone 2 by the movement of the molecular sieve; The replacement of ruffinate material retained within the selective pore volume of the molecular sieve or on the surface of the particles of the molecular sieve. Purification is achieved by passing a portion of the material of extract stream 13 leaving displacement zone 3 into purification zone 2 at its upstream boundary to effect displacement of the raffinate material. The flow of material in the purification zone 2 is in the direction of flow from the extract outlet stream 13 to the feedstock inlet stream 11. Immediately upstream of the purification zone 2 with respect to the fluid flowing through the purification zone 2 is the displacement zone 3 . The displacement zone 3 is defined as a molecular sieve between the displacement fluid inlet stream 12 and the extract outlet stream 13. The action of displacement zone 3 is to cause the displacement material entering this zone to displace the extract components retained by the molecular sieve during contact with the feedstock in retention zone 1 in the previous cycle of operation. That's true. The fluid flow in displacement zone 3 is essentially in the same direction as in retention zone 1 and purification zone 2. In some cases, an optional buffer zone 4 is utilized.
This buffer zone 4 is defined as a molecular sieve between the roughinate outlet stream 14 and the displacement fluid inlet stream 12 and is located immediately upstream of the displacement zone 3 in terms of fluid flow. A portion of the raffinate stream removed from the retention zone 1 is passed through the buffer zone 4 so that the displacement material present in that zone can be displaced from that zone into the displacement zone 3. , used to store the replacement fluid used in the replacement step. Buffer zone 4 contains sufficient molecular sieves so that the raffinate material present in the raffinate stream leaving retention zone 1 and entering buffer zone 4 enters displacement zone 3 and is removed from displacement zone 3. is prevented from contaminating the extracted extract stream. When the presence of raffinate material in the raffinate stream passing from retention zone 1 to displacement zone 3 is detected, the direct flow from retention zone 1 to displacement zone 3 is changed to avoid contamination of the extract outlet stream 13. In order to be able to stop the holding area 1 to the buffer area 4
The flow of roughinate through the area must be carefully monitored. Propulsion of input and output flow cycles through a fixed bed of molecular sieves can be accomplished by utilizing a manifold system. In this system, valves in the manifold are operated in a continuous manner to effect input and output flow movement, thereby providing countercurrent flow of fluid with respect to the solid molecular sieve. Another mode of operation that can effect countercurrent flow of solid molecular sieves with respect to fluids involves the use of rotating disk valves in which input and output flows are connected to valves and lines that The flow paths of feedstock input, extract output, displacement fluid input, and roughinate output are directed in the same direction as they pass through the bed of molecular sieves. Manifold arrangements and disc valves are well known. In particular, the rotary disk valve that can be used for this operation is
No. 3040777 and No. 3422848.
These patents disclose rotary connecting valves in which the proper propulsion of various input and output flows from a fixed source can be accomplished without difficulty. Often one operating zone will contain significantly more molecular sieves than another operating zone. For example, in some operations, the buffer zone may contain a small amount of molecular sieve compared to that required in the retention and purification zone. If a displacement fluid is used that can easily displace the extracted material from the molecular sieve, it may be necessary to replace the molecular sieve in the buffer, retention, and/or purification zones in the displacement zone compared to the molecular sieve required. It can be appreciated that relatively small amounts of molecular sieve are required. Since the molecular sieve is not required to be placed in a single column, the use of multiple chambers or a series of columns is also within the scope of this invention. It is not necessary to use all input and output streams at the same time. In fact, in many cases some of the flows are stopped and others input or output material. The apparatus available for carrying out the process of this invention includes a series of connections in which input or output taps to which various input and output streams can be connected can be placed and moved alternately and periodically to effect continuous operation. It may also include a series of beds connected by conduits. In some cases, the connecting conduit is connected to a transfer tap that does not act as a conduit through which materials enter or exit the process during normal operation. It is contemplated that at least a portion of the ruffinate outlet stream may be passed through a separation means where at least a portion of the displacement fluid may be separated to produce a ruffinate product containing a reduced concentration of displacement material. Although perhaps not necessary for operation of this process, preferably at least a portion of the extract outlet stream is passed through separation means to obtain an extract product containing a reduced concentration of substituted material. This separation means is typically a fractionation column, the design and operation of which is well known. Reference is made to U.S. Patent No. 2985589 and Society of Chemical, Tokyo, April 2, 1969.
D. at the 34th Annual Meeting of Engineers.
“Continuous Adsorptive” by B. Broughton
Processing……A New Separation
Both liquid and vapor phase operations can be used in many adsorption or molecular sieve separation processes; Liquid phase operation is preferred because of the lower temperature requirements and because of the higher yields of extracted products obtained with liquid phase operation than those obtained with vapor phase operation.The holding conditions are about 20-200 °C, preferably about Includes a temperature range of 20 to 100° C. and sufficient pressure to maintain a liquid phase. Displacement conditions include the same ranges used for retention conditions. The process of this invention may be utilized. Unit sizes can vary from pilot plant size (US Pat. No. 3,706,812) to commercial scale, and can range in flow rates from a few cc per hour to thousands of gallons per hour. Next, the present invention will be explained with reference to examples.However, the present invention is not limited to these examples.Example In this example, isobutylene, n-butane, cis-
The ability of inorganic oxide-bonded silicalite to separate isobutylene from mixtures of trans-butene-2 and butene-1 was tested. I conducted two tests. In the first test, the molecular sieve was an alumina-bonded silicalite, the displacement fluid was isooctane, followed by a mixture of hexene-1 and isooctane in a 60:40 ratio, and the column temperature was
At 50°C, the feedstock flow pulse was 10 ml of a mixture of C4 isomers in isooctane. In the second test,
The molecular sieve used clay-bonded silicalite, the displacement fluid was a 50:50 mixture of pentene-1 and cyclohexane, the column temperature was 60 °C, and the feed oil flow pulse was 10 ml of a mixture of C4 isomers in the displacement fluid. Ta. The reason that the displacement in the first test was initiated with isooctane is that this separation was a molecular sieve action, i.e. all the C4 components of the feedstock except isobutylene were retained in the pores of the silicalite, but the isobutylene was to show that it was retained in the empty space and was easily flushed from there.
An aspect of this test was the comparative ability to displace the retained C4 moiety of hexene-1 or pentene-1 from silicalite in Tests 1 and 2. Differences in column temperature in the two tests are not expected to have a significant effect on the results. The results obtained from tests 1 and 2 are shown in the following table and in Figures 1 and 2. Figures 1 and 2 show the elution curves obtained by pulse tests 1 and 2, respectively.

【表】 第1図におけるイソブチレンピークは、イソブ
チレンはイソオクタンプレフラツシユ及び置換流
体の使用前にイソオクタンで溶出されるため他の
ピークから分かれ不連続に示されている。 表のデーター及び図の曲線はペンテン−1が保
持された成分の置換を行う優れた速度(低保持容
積及び半分の巾によつて明らか)並びにヘキセン
−1の使用によつて経験されたのに比較してペン
テン−1によつて得られたこのような成分の完全
なそして「クリーンな」置換の事実を示してい
る。
[Table] The isobutylene peak in FIG. 1 is separated from other peaks and shown discontinuously because isobutylene is eluted with isooctane before use of the isooctane preflush and replacement fluid. The data in the table and the curves in the figure demonstrate the superior rate at which pentene-1 displaces the retained component (as evidenced by the lower retention volume and half-width) and the superior rate experienced with the use of hexene-1. Comparison shows the complete and "clean" replacement of such components obtained with pentene-1.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図はそれぞれテスト1及びテス
ト2において得られた溶出曲線である。第3図
は、本発明の方法の一具体例の説明図である。 図において、1……保持域、2……精製域、3
……置換域、4……緩衝域、11……原料油の流
れ、12……置換流体の流れ、13……抽出物の
流れ、14……ラフイネートの流れ、15……生
成物の流れ、21…固定吸着剤床、22……分留
塔、23……ロータリーバルブ、24……サーキ
ユレーシヨンポンプ。
Figures 1 and 2 are the elution curves obtained in Test 1 and Test 2, respectively. FIG. 3 is an explanatory diagram of a specific example of the method of the present invention. In the figure, 1... retention area, 2... purification area, 3
... displacement zone, 4 ... buffer zone, 11 ... feedstock flow, 12 ... displacement fluid flow, 13 ... extract flow, 14 ... raffinate flow, 15 ... product flow, 21... Fixed adsorbent bed, 22... Fractionation column, 23... Rotary valve, 24... Circulation pump.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イソブチレンと少なくとも一つの正C4炭化
水素を含む原料油を、約20〜200℃の範囲の温度
と液相を維持するに充分な圧において、シリカラ
イトから成るゼオライトフリーのモレキユラーシ
ーブと接触して該正C4炭化水素の選択的保持を
行い、該イソブチレンを該モレキユラーシーブと
の接触から除き、そして約20〜200℃の範囲の温
度と液相を維持するに充分な圧において、ペンテ
ン−1から成る置換流体での該モレキユラーシー
ブからの置換によつて該正C4炭化水素を回収す
ることから成る原料油からイソブチレンを分離す
る方法。 2 該置換流体は、該モレキユラーシーブによつ
て選択的に保持されない希釈剤を含む溶液中にペ
ンテン−1を含む第1項に記載の原料油からイソ
ブチレンを分離する方法。 3 該置換流体は、約10〜90LV%のペンテン−
1を含む第2項に記載の原料油からイソブチレン
を分離する方法。 4 該希釈剤は、イソオクタンまたはシクロヘキ
サンから成る第3項に記載の原料油からイソブチ
レンを分離する方法。 5 該正C4炭化水素は、オリフインから成る第
1項に記載の原料油からイソブチレンを分離する
方法。 6 該モレキユラーシーブは、無機酸化物と結合
したシリカライトから成る第1項に記載の原料油
からイソブチレンを分離する方法。 7 該モレキユラーシーブは、流体浸透性有機重
合体と結合したシリカライトから成る第1項に記
載の原料油からイソブチレンを分離する方法。 8 該流体浸透性有機重合体は、ポリスチレンジ
ビニルベンゼンから成る第1項に記載の原料油か
らイソブチレンを分離する方法。 9 (a) 少なくとも3個の別個の連続的に連結し
た域を含むモレキユラーシーブのカラムを通つ
て単一方向に流体の流れを維持し、 (b) 原料油入口と下流の境界としてラフイネート
出口によつて限界された保持域を維持し、 (c) 抽出物出口と下流の境界として該原料油入口
によつて限界された精製域を維持し、 (d) 置換流体入口と下流の境界として該抽出物出
口によつて限界された置換域を維持し、 (e) 該原料油を、約20〜200℃の範囲の温度と液
相を維持するに充分な圧において、該保持域中
に通し、正C4炭化水素を保持し、そしてイソ
ブチレンを含むラフイネートの流れを取り出
し、 (f) ペンテン−1から成る置換物質を、約20〜
200℃の範囲の温度と液相を維持するに充分な
圧において、該置換域中に通し、該正C4炭化
水素を該モレキユラーシーブから置換し、 (g) 該正C4炭化水素と置換流体から成る抽出物
の流れを該置換域から取り出し、 (h) 流体の流れに関して下流方向に、該原料油入
口、ラフイネート出口、置換流体入口、及び抽
出物出口を、該モレキユラーシーブのカラム中
を定期的に進めて、該モレキユラーシーブ中を
域を移動させる 段階から成る第1項に記載の原料油からイソブ
チレンを分離する方法。 10 該ラフイネートの流れは、該置換流体が該
流れから除かれて実質的に純粋なイソブチレン生
成物を生成する所の分離域に通される第9項に記
載の原料油からイソブチレンを分離する方法。 11 該置換域の直ぐ上流に緩衝域が維持され、
該緩衝域は、その下流の境界における置換流体入
口とその上流の境界におけるラフイネート出口と
の間に置かれたモレキユラーシーブとして定義さ
れる第10項に記載の原料油からイソブチレンを
分離する方法。 12 該置換流体は、該モレキユラーシーブによ
つて選択的に保持されない希釈剤を含む溶液中に
ペンテン−1を含む第9項に記載の原料油からイ
ソブチレンを分離する方法。 13 該置換流体は、約10〜90LV%のペンテン
−1を含む第12項に記載の原料油からイソブチ
レンを分離する方法。 14 該希釈剤は、イソオクタンまたはシクロヘ
キサンから成る第13項に記載の原料油からイソ
ブチレンを分離する方法。 15 該モレキユラーシーブは、無機酸化物と結
合したシリカライトから成る第9項に記載の原料
油からイソブチレンを分離する方法。 16 該モレキユラーシーブは、流体浸透性有機
重合体と結合したシリカライトから成る第9項に
記載の原料油からイソブチレンを分離する方法。 17 該流体浸透性有機重合体は、ポリスチレン
ジビニルベンゼンから成る第16項に記載の原料
油からイソブチレンを分離する方法。
[Claims] 1. A feedstock containing isobutylene and at least one positive C4 hydrocarbon is heated at a temperature in the range of about 20 to 200°C and at a pressure sufficient to maintain a liquid phase to a zeolite-free compound consisting of silicalite. contact with a molecular sieve to selectively retain the positive C4 hydrocarbons, remove the isobutylene from contact with the molecular sieve, and maintain a temperature and liquid phase in the range of about 20-200°C. A method for separating isobutylene from a feedstock comprising recovering said C4 hydrocarbons by displacement from said molecular sieve with a displacement fluid consisting of pentene-1 at a pressure sufficient to cause 2. A method for separating isobutylene from a feedstock according to paragraph 1, wherein the displacement fluid comprises pentene-1 in a solution containing a diluent that is not selectively retained by the molecular sieve. 3 The displacement fluid contains approximately 10-90 LV% pentene.
2. The method for separating isobutylene from the feedstock oil according to item 2, comprising: 4. The method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 3, wherein the diluent is comprised of isooctane or cyclohexane. 5. The method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 1, wherein the normal C4 hydrocarbon comprises orifin. 6. The method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 1, wherein the molecular sieve is composed of silicalite combined with an inorganic oxide. 7. The method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 1, wherein the molecular sieve comprises silicalite combined with a fluid-permeable organic polymer. 8. The method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 1, wherein the fluid-permeable organic polymer comprises polystyrene divinylbenzene. 9 (a) maintain fluid flow in a unidirectional direction through a column of molecular sieves comprising at least three distinct and continuously connected zones; and (b) a roughinate as a feedstock inlet and downstream boundary. (c) maintaining a refining zone bounded by the feedstock inlet as an extract outlet and a downstream boundary; (d) a displacement fluid inlet and a downstream boundary; (e) maintaining the feedstock in the holding zone at a temperature in the range of about 20 to 200°C and at a pressure sufficient to maintain a liquid phase; to retain the normal C4 hydrocarbons and remove the raffinate stream containing the isobutylene and (f) replace the substituent consisting of pentene-1 with about 20 to
(g) displacing the normal C4 hydrocarbons from the molecular sieve by passing through the displacement zone at a temperature in the range of 200°C and at a pressure sufficient to maintain a liquid phase; removing an extract stream comprising a fluid from the displacement zone; (h) connecting the feedstock inlet, the ruffinate outlet, the displacement fluid inlet, and the extract outlet in a downstream direction with respect to the fluid flow to a column of the molecular sieve; A method for separating isobutylene from a feedstock according to claim 1, comprising the step of moving the molecular sieve periodically through the molecular sieve. 10. A method for separating isobutylene from a feedstock according to paragraph 9, wherein the raffinate stream is passed to a separation zone where the displacement fluid is removed from the stream to produce a substantially pure isobutylene product. . 11 a buffer zone is maintained immediately upstream of the substitution zone;
A method for separating isobutylene from a feedstock according to paragraph 10, wherein the buffer zone is defined as a molecular sieve placed between a displacement fluid inlet at its downstream boundary and a ruffinate outlet at its upstream boundary. . 12. A method for separating isobutylene from a feedstock according to paragraph 9, wherein the displacement fluid comprises pentene-1 in a solution containing a diluent that is not selectively retained by the molecular sieve. 13. A method for separating isobutylene from a feedstock according to paragraph 12, wherein the displacement fluid comprises about 10-90 LV% pentene-1. 14. The method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 13, wherein the diluent comprises isooctane or cyclohexane. 15. The method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 9, wherein the molecular sieve is composed of silicalite combined with an inorganic oxide. 16. A method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 9, wherein the molecular sieve comprises silicalite combined with a fluid-permeable organic polymer. 17. The method for separating isobutylene from a feedstock oil according to item 16, wherein the fluid-permeable organic polymer comprises polystyrene divinylbenzene.
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JPS57197019A (en) * 1981-02-27 1982-12-03 Union Carbide Corp Removal of polymer from purge medium in monoolefine adsorbing-desorbing separation process
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