KR20140108259A - 시뮬레이팅된 이동식 베드 흡착을 이용하여 생성물을 회수하기 위한 시스템 및 프로세스 - Google Patents

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스텐리 제이 프레이
사라 에이 윌리엄스
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유오피 엘엘씨
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Abstract

본 발명은 공급물 스트림 내의 성분들을 분리하기 위한 방법으로서, 중간 이송 라인으로부터 잔류 유체의 적어도 일부를 제거하기 위해서, 공급물 스트림 이송 라인과 추출물 스트림 이송 라인 사이의 흡착 분리 챔버의 영역으로서 형성된 정제 구역의 중간 이송 라인 내의 잔류 유체를 흡착 분리 챔버로부터 멀리 플러싱하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 잔류 유체가 정제 구역 내로 도입되는 것을 방지하기 위해서, 중간 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 유체를, 정제 구역의 이송 라인이 아닌 다른 이송 라인으로 지향시키는 단계를 포함한다.

Description

시뮬레이팅된 이동식 베드 흡착을 이용하여 생성물을 회수하기 위한 시스템 및 프로세스{SYSTEM AND PROCESS FOR RECOVERING PRODUCTS USING SIMULATED­MOVING­BED ADSORPTION}
우선권 주장
본원은 2011년 12월 15일자로 모두 출원된 미국 가출원 제 61/570,944 호 및 제 61/570,947 호의 우선권을 주장한다.
기술분야
본 발명은 공급물 스트림(feed stream)으로부터 우선적으로 흡착되는 성분의 흡착적인 분리를 위한 프로세스에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 방향족 탄화수소들의 연속적인 시뮬레이팅된 역류 흡착 분리를 위한 프로세스에 관한 것이다.
파라-크실렌(para-xylene) 및 메타-크실렌(meta-xylene)은 화학 및 섬유 산업들에서 중요한 원료 재료들이다. 파라-자일렌으로부터 유도된 테레프탈산(terephthalic acid)은 오늘날 널리 이용되는 폴리에스테르 직물들 및 다른 물품들(articles)을 생산하기 위해서 이용되고 있다. 메타-크실렌은 살충제들 및 이소 프탈산 등을 포함하는 많은 수의 유용한 제품들의 제조를 위한 원료 재료이다. 흡착 분리, 결정화 및 분별 증류(fractional distillation) 중 하나 또는 조합이 이러한 크실렌 이성질체들(isomers)을 획득하기 위해서 이용되고 있고, 흡착 분리는 지배적인 파라-크실렌 이성질체를 위해서 새롭게 구축되는 플랜트들의 시장 점유율의 상당히 큰 대부분을 차지한다.
흡착 분리를 위한 프로세스들이 많은 문헌들에서 설명되어 있다. 예를 들어, 파라-크실렌의 회수에 관한 일반적인 설명이 Chemical Engineering Progress (Vol. 66, No 9)의 1970년 9월 판의 70페이지에서 제시되어 있다. 유용한 흡착제들 및 탈착제들(desorbents), 액체 유동들을 분배(distribute)하기 위한 회전형 밸브들을 포함하는 시뮬레이팅된 이동-베드 시스템의 기계적인 파트들, 흡착 챔버들의 내부들, 및 제어 시스템들을 설명하는 이용가능한 참고문헌들이 오랜 동안 있어 왔다. 고체 흡착제와의 접촉에 의해 유체 혼합물의 성분들을 연속적으로 분리하기 위해서 시뮬레이팅된 이동 베드를 이용하는 원리가 US 2,985,589에서 설명되어 있다. US 3,997,620는, C8 방향족들을 포함하는 공급물 스트림으로부터 파라-크실렌을 회수하기 위해서 시뮬레이팅된 이동 베드의 원리를 적용하고, 그리고 US 4,326,092는 C8-방향족들 스트림으로부터 메타-크실렌을 회수하는 것을 교시하고 있다.
C8 방향족들을 프로세싱하는 흡착 분리 유닛들은 일반적으로 흡착제 및 공급물 스트림의 시뮬레이팅된 역류 이동을 이용한다. 이러한 시뮬레이션은 구축된 상업적 기술을 이용하여 실시되고, 그러한 기술에서 흡착제는 하나 이상의 원통형 흡착 챔버들 내의 제 위치에서 유지되고 그리고 프로세스에 포함되는 스트림들이 챔버들 내외로 진입 및 진출하는 위치들이 베드들의 길이를 따라서 서서히 시프팅된다(shifted). 전형적인 흡착 분리 유닛이 도 8에 도시되어 있고 그리고 이러한 공정에서 채용된 적어도 4개의 스트림들(공급물, 탈착제, 추출물, 및 라피네이트)을 포함하고, 그리고 공급물 스트림 및 탈착제 스트림이 챔버로 진입하고 추출물 스트림 및 라피네이트 스트림이 챔버를 빠져나오는 위치가 셋팅된 간격들로 동일한 방향을 따라서 동시적으로 시프팅된다. 이송 지점들의 위치에 있어서의 각각의 시프팅은 챔버 내의 상이한 베드로 액체를 전달하거나 상이한 베드로부터 액체를 제거한다. 일반적으로, 챔버 내의 유체 스트림에 대한 흡착제의 역류 이동을 시뮬레이팅하기 위해서, 스트림들이 챔버 내에서 대체적으로 유체 유동의 방향으로 즉, 하류 방향으로 시프팅되어 반대 방향 즉, 상류 방향으로 이동하는 고체 흡착제를 시뮬레이팅한다. 각각의 스트림이 연관된 베드로 진입 또는 진출함에 따라 이러한 이송 지점들에서의 라인들이 재사용되고, 그에 따라 각각의 라인이 사이클의 일부 지점 중에 4개의 프로세스 스트림들 중 하나를 반송한다(carry).
당업계는, 이송 라인들 내의 잔류 화합물들의 존재가 시뮬레이팅된-이동-베드 프로세스에 유해한 영향들을 미칠 수 있다는 것을 인지하였다. US 3,201,491; US 5,750,820; US 5,884,777; US 6,004,518; 및 US 6,149,874 는, 회수된 추출물 또는 흡착물(sorbate) 성분의 순도를 높이기 위한 수단으로서, 공급물 스트림을 흡착제 챔버로 전달하기 위해서 사용된 라인을 플러싱(flushing)하는 것을 교시하고 있다. 그러한 플러싱은, 추출물 스트림을 챔버로부터 인출(withdraw)하기 위해서 후속하여 이용될 때 이러한 라인 내에 잔류하는 공급물의 라피네이트 성분들로 추출물 스트림이 오염되는 것을 방지한다. US 5,912,395 는, 공급물 스트림을 흡착제 챔버로 전달하기 위해서 해당 라인이 이용될 때 공급물이 라피네이트로 오염되는 것을 방지하기 위해서, 이제 막 이용된 라인을 플러싱하여 라피네이트 스트림을 제거하는 것을 교시하고 있다. 이러한 참조들 모두는 그러한 라인들을 흡착제 챔버로 다시 플러싱하여, 챔버 내의 분리 로드(separation load)를 증가시키는 것을 교시하고 있다. US 7,208,651 는 공급물 혼합물 및 흡착 구역으로부터 인출된 재료 중 하나 또는 양자 모두로, 라피네이트 스트림을 제거하기 위해서 사전에 이용되었던 이송 라인의 내용물들을 흡착제 챔버로부터 플러싱하는 것을 개시하고 있다. 이송 라인 내의 잔류 라피네이트가 플러싱되어, 라피네이트 컬럼(column)에 대한 공급물로서 라피네이트 스트림과 결합된다. US 6,149,874 는 유체 분배 파이핑의 공통 섹션으로부터 부스터 회로(booster circuit)로의 잔류 공급물 플러싱을 개시한다.
하나의 종래의 예시적인 시스템은 이송 라인들 내에 남아 있는 잔류 유체를 취급하기 위해서 3개까지의 플러시들을 이용하였다. 일차적인 플러시는, 탈착제 스트림 바로 아래의 챔버의 탈착 구역으로부터의 유체로 추출 스트림을 제거하기 위해서 방금 사용된 이송 라인으로부터 잔류 추출물을 변위시키고 그리고 그 잔류 추출물을 회전형 밸브를 통해서 공급물 스트림을 주입하기 위해서 방금 이용되었던 이송 라인으로 지향시킨다. 이송 라인들 내의 부피들이 동일하기 때문에, 추출물-더하기-탈착제 유체는, 이송 라인 내에 사전에 있었던 잔류 공급물을 현재의 공급물 스트림 위치 바로 위의 흡착제 챔버 내로 변위시키고, 그에 따라 잔류 공급물이 흡착 분리 챔버 내에서 공급물 스트림으로부터 분리될 수 있게 하고 그리고, 사전에 공급물 스트림에 의해 점유되었던 이송 라인으로 추출물 스트림이 후속하여 시프팅될 때, 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 공급물로 추출물 스트림이 오염되는 것을 방지한다. 또한, 일차적인 플러시로부터의 잔류 추출물을 이용하여, 이송 라인 내에 남아 있던 공급물이 추출물 스트림에 의해 후속하여 인출될 수 있도록 변위시켜 추출물 생성물의 수득(yield)을 증가시킨다.
예시적인 시스템은 종종 이차적인 플러시를 포함한다. 이차적인 플러시는, 이송 라인을 통한 그리고 추출 라인 바로 아래의 챔버 내로의, 유체의 플러시, 통상적으로 흡착제의 플러시를 이용한다. 이차적인 플러시는 이러한 이송 라인을 탈착제로 "세척(wash)"하는 것을 제공하여, 일차적인 플러시 이후에 이송 라인 내에 잔류할 수 있는 라피네이트, 공급물, 및 다른 성분들을 포함하는 오염물질의 양을 최소화하고, 그에 따라 이러한 재료들이 추출물과 함께 이송 라인으로부터 인출되지 않게 한다. 이러한 이송 라인이 일차적인 플러시를 통해서 탈착제 및 추출물로 사전에 플러싱되었기 때문에, 이차적인 플러시는 고순도 추출물을 요구하는 용도들에서 전형적으로 이용된다. 이차적인 플러시는 이송 라인 내의 이전의 추출물 및 탈착제 재료를 흡착 분리 챔버 내로 다시 푸싱(push)할 수 있을 것이다. 이차적인 플러시는 추출 생성물의 높은 순도 요구들을 충족시키기 위해서 이용되는 선택적인 플러시이다.
일부 시스템들에서, 삼차적인 플러시가 또한 이용된다. 삼차적인 플러시는 라피네이트 인출 스트림에 의해 사전에 점유되었던 이송 라인의 플러시를 포함한다. 삼차적인 플러시는 이러한 이송 라인으로부터 잔류 라피네이트를 제거하기 위해서 이용되고, 그에 따라, 공급물 스트림이 이송 라인으로 후속하여 도달할 때, 이러한 라피네이트가 공급물과 함께 흡착제 챔버 내로 다시 주입되는 것을 방지한다. 라피네이트 스트림이 희망 추출물 성분을 가지지 않기 때문에, 잔류 라피네이트가 흡착 분리 챔버 내로 다시 주입되지 않도록 삼차적인 플러시가 실행되고, 만약 잔류 라피네이트가 흡착 분리 챔버 내로 다시 주입된다면 이러한 부가적인 라피네이트 재료를 제거하기 위한 분리 요구들을 증가시킬 수 있을 것이다. 삼차적인 플러시는 이송 라인에 인접한 챔버의 포트로부터의 유체로 흡착 분리 챔버로부터 멀리 이송 라인을 플러싱하는 것에 의해 달성된다.
본 발명의 목적은 시뮬레이팅된 역류 흡착 분리에 의해 공급물 스트림 내의 성분들을 분리하기 위한 프로세스를 제공하는 것이다.
여러 가지 접근 방식들에 따라서, 시뮬레이팅된 역류 흡착 분리에 의해 공급물 스트림 내의 성분들을 분리하기 위한 프로세스가 제공된다. 상기 프로세스는 공급물 스트림 및 탈착제 스트림을 다중 베드 흡착 분리 챔버를 따라 2개의 상이한 대응 이송 라인을 통해 2개의 상이한 포트 내로 도입하는 단계를 포함한다. 상기 공급물 스트림은 적어도 하나의 우선적으로 흡착되는 성분 및 적어도 하나의 비우선적으로 흡착되는 성분을 갖는다. 다중 베드 흡착 분리 챔버는 연속적으로 유체 연통 연결되고 그리고 흡착 분리 챔버 내외로 유체를 도입 및 제거하기 위해 유체 연통되는 대응 이송 라인을 갖는 소정의 개수의 이격된 포트를 포함하는 복수의 베드를 갖는다. 상기 프로세스는 또한 2개의 상이한 대응 이송 라인을 통해 다중 베드 흡착 분리 챔버의 2개의 상이한 포트를 통해 추출물 스트림 및 라피네이트(raffinate) 스트림을 인출하는 단계를 포함한다. 이러한 접근 방식에 따른 프로세스는, 중간 이송 라인으로부터 잔류 유체의 적어도 일부를 제거하기 위해 공급물 스트림 이송 라인과 추출물 스트림 이송 라인 사이의 흡착 분리 챔버의 영역으로서 규정된 정제(purification) 구역의 중간 이송 라인 내의 잔류 유체를 흡착 분리 챔버로부터 플러싱하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 프로세스는, 잔류 유체가 정제 구역 내로 도입되는 것을 방지하기 위해 중간 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 유체를 정제 구역의 이송 라인이 아닌 다른 이송 라인으로 지향시키는 단계를 포함한다.
하나의 접근 방식에 따라서, 잔류 유체가 공급물 스트림과 조합되고 그리고 공급물 스트림 이송 라인을 통해서 흡착 분리 챔버 내로 도입되고, 그에 따라 잔류 유체가 흡착 분리 챔버 내에서 분리될 수 있다.
다른 접근 방식에 따라서, 포트와 유체 연통하는 이송 라인을 통해서 대응 이송 라인들을 가지는 복수의 포트들을 포함하는 다중 베드 흡착 분리 챔버의 포트 내로 공급물 스트림을 도입하는 단계를 포함하는, 시뮬레이팅된 역류 흡착 분리에 의해 적어도 하나의 우선적으로 흡착되는 성분 및 적어도 하나의 비우선적으로 흡착되는 성분을 포함하는 공급물 스트림 내의 성분들을 분리하기 위한 프로세스가 제공된다. 또한, 상기 프로세스는, 플러싱 유체로 이송 라인을 충진하기 위해서, 플러싱 유체를 이용하여 잔류 공급물을 이송 라인으로부터 흡착 분리 챔버 내로 플러싱하는 단계를 포함한다. 이러한 접근 방식에 따른 프로세스는, 정제 구역 유체로 이송 라인을 충진하기 위해서 포트에 인접한 흡착 분리 챔버의 정제 구역으로부터의 유체로 흡착 분리 챔버로부터 멀리 이송 라인 내의 잔류 플러싱 유체를 플러싱하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 프로세스는, 잔류 공급물 유체가 정제 구역 내의 유체를 오염시키는 것을 방지하기 위해서, 공급물 스트림 및 추출물 스트림의 현재 위치들 사이에 위치되지 않은 흡착 분리 챔버의 다른 구역 내로 플러싱된 잔류 공급물 유체를 지향시키는 단계를 포함한다. 상기 프로세스는, 상기 추출물 스트림으로 인출되는 비우선적으로 흡착되는 성분의 양을 감소시키기 위해서 상기 정제 구역 유체와 함께 추출물 스트림을 상기 흡착 분리 챔버로부터 상기 이송 라인을 통해서 인출하는 단계를 더 포함한다.
다른 접근 방식에 따라서, 시뮬레이팅된 역류 흡착 분리에 의해 공급물 스트림 내의 성분들을 분리하기 위한 프로세스가 제공된다. 상기 프로세스는 다중 베드 흡착 분리 챔버를 따라서 2개의 상이한 대응 이송 라인들을 통해서 2개의 상이한 포트들 내로 공급물 스트림 및 탈착제 스트림을 도입하는 단계를 포함한다. 상기 공급물 스트림은 적어도 하나의 우선적으로 흡착되는 성분 및 적어도 하나의 비우선적으로 흡착되는 성분을 가진다. 다중 베드 흡착 분리 챔버는, 연속적으로 유체 연통 연결되고 그리고 흡착 분리 챔버 내외로 유체를 도입 및 제거하기 위해서 유체 연통하는 대응 이송 라인들과 함께 소정의 개수의 이격된 포트들을 포함하는 복수의 베드들을 가진다. 상기 프로세스는 또한 2개의 상이한 대응 이송 라인들을 통해서 상기 다중 베드 흡착 분리 챔버의 2개의 상이한 포트들을 통해서 추출물 스트림 및 라피네이트 스트림을 인출하는 단계를 포함한다. 이러한 접근 방식에 따른 프로세스는, 중간 이송 라인으로부터 잔류 유체의 적어도 일부를 제거하기 위해서, 공급물 스트림 이송 라인과 추출물 스트림 이송 라인 사이의 정제 구역의 중간 이송 라인 내의 잔류 유체를 상기 흡착 분리 챔버로부터 멀리 플러싱하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 프로세스는, 다른 이송 라인 잔류 유체 내에 존재하는 비우선적으로 흡착되는 성분으로부터 우선적으로 흡착되는 성분을 분리하기 위해서 다른 이송 라인의 잔류 유체를 정제 구역 내로 플러싱하기 위해서, 플러싱된 잔류 유체를 중간 이송 라인으로부터 정제 구역의 다른 중간 이송 라인으로 지향시키는 단계를 포함한다.
다른 접근 방식에 따라서, 상기 잔류 유체가 공급물 스트림 근방의 정제 구역의 부분에서 도입되도록, 상기 중간 이송 라인과 상기 공급물 스트림 사이에 상기 다른 중간 이송 라인이 배치된다.
다른 접근 방식에 따라서, 포트와 유체 연통하는 이송 라인을 통해서 대응 이송 라인들을 가지는 복수의 포트들을 포함하는 다중 베드 흡착 분리 챔버의 포트 내로 공급물 스트림을 도입하는 단계를 포함하는, 시뮬레이팅된 역류 흡착 분리에 의해, 적어도 하나의 우선적으로 흡착되는 성분 및 적어도 하나의 비우선적으로 흡착되는 성분을 포함하는 공급물 스트림 내의 성분들을 분리하기 위한 프로세스가 제공된다. 상기 프로세스는 또한, 플러싱 유체로 이송 라인 포트를 통해서 공급물 스트림 및 추출물 스트림에 의해 현재 점유된 다른 이송 라인들 사이의 흡착 분리 챔버의 정제 구역 내로 이송 라인 내의 잔류 공급물 유체를 플러싱하는 단계를 포함한다. 이러한 접근 방식에 따른 프로세스는, 정제 구역 유체로 상기 이송 라인을 충진하기 위해서, 상기 정제 구역으로부터 대응 포트를 통해서 인출된 정제 구역 유체로 상기 흡착 분리 챔버로부터 멀리 상기 이송 라인 내의 잔류 플러싱 유체를 플러싱하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 프로세스는, 후속 이송 라인으로부터 흡착 분리 챔버 내로 잔류 공급물 유체를 플러싱하기 위한 플러싱 유체를 제공하기 위해서, 상기 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 플러싱 유체의 적어도 일부를 상기 흡착 분리 챔버의 정제 구역의 후속 이송 라인 내로 지향시키는 단계를 포함한다. 또한, 상기 프로세스는, 상기 추출물 스트림으로 인출되는 상기 비우선적으로 흡착되는 성분의 양을 줄이기 위해서, 상기 이송 라인 내의 잔류 정제 구역 유체와 함께 상기 흡착 분리 챔버로부터 상기 이송 라인을 통해서 추출물 스트림을 인출하는 단계를 포함한다.
도 1은 발명의 여러 실시예들에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 단순화된 도면이다.
도 2는 발명의 여러 실시예들에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 단순화된 도면이다.
도 3은 발명의 여러 실시예들에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 단순화된 도면이다.
도 4는 발명의 여러 실시예들에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 단순화된 도면이다.
도 5는 발명의 여러 실시예들에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 단순화된 도면이다.
도 6은 발명의 여러 실시예들에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 단순화된 도면이다.
도 7은 발명의 여러 실시예들에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 단순화된 도면이다.
도 8은 발명의 여러 실시예들에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 분리 챔버 내의 유체의 조성을 도시한 도면이다.
도 9는 발명의 여러 실시예들에 따른 회전형 밸브의 사시도이다.
도 10-12는 발명의 여러 실시예들에 따른 이송 라인들을 통한 유체의 부피 유량을 도시한 그래프들이다.
도 13은 종래 기술의 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 단순화된 도면이다.
당업자들은 도면 내의 구성요소들은 단순화와 명확함을 위해 도시되었으며, 일정한 비율로 도시될 필요가 없음을 알 것이다. 예컨대, 도면 내의 몇몇 구성요소들의 치수 및/또는 상대적인 배치는 본 발명의 다양한 실시예의 이해를 돕기 위해 다른 구성요소에 비해 과장될 수도 있다. 또한, 상용으로 실현가능한 실시예에서 유용하거나 필요한 공통적이지만 주지된 구성요소들은 본 발명의 다양한 실시예의 보다 명확한 도시를 위해 종종 도시되지 않을 수도 있다. 또한, 임의의 작업 및/또는 단계는 특정 발생 순서로 기술되었지만, 당업자들은 이런 순서의 특정이 실제로 필요없다는 것을 알 것이다. 또한, 본 명세서에 사용된 기술 용어 및 표현은 상술된 바와 같이 당업자들이 알고 있는 바와 같은 통상적인 기술적 의미를 갖는데, 특정한 다른 의미는 본 명세서에서 달리 기술될 것이다.
흡착 분리는 다양한 탄화수소 및 다른 화학적 생성물들을 회수하는데 사용된다. 이미 개시된 이러한 접근 방식을 사용하는 화학적 분리들은 방향족들의 혼합물들을 특정 방향족 이성질체들로 분리하는 것, 비선형 지방족 탄화수소 및 올레핀 탄화수소들로부터 선형 지방족 탄화수소들로 분리하는 것, 방향족들 및 파라핀들 모두를 포함하는 공급물 혼합물들로부터 파라핀들 또는 방향족들을 분리하는 것, 의약품들 및 정밀화학에서 이용하기 위한 키랄 화합물을 분리하는 것, 알코올 및 에테르와 같은 산소화물들을 분리하는 것, 및 당들과 같은 탄수화물들을 분리하는 것을 포함한다. 방향족들의 분리들은 디알킬-치환형 단환 방향족들의 혼합물 및 디메틸 나프탈렌들의 혼합물을 포함한다. 종래 참고문헌들의 핵심을 형성하고 비제한적으로 본 발명의 이하의 설명의 핵심을 형성하는, 주요 상업적 용도는 C8 방향족들로부터 파라-크실렌 및/또는 메타-크실렌을 회수하는 것인데, 이는 이러한 생성물들이 고순도의 요건들을 전형적으로 요구하기 때문이다. 이러한 C8 방향족들은 일반적으로 나프타의 촉매 개질 후 추출 및 분별에 의해 또는 착물들 내의 방향족-부화(rich) 스트림의 알킬 교환 또는 이성화에 의해 방향족 착물 내에서 유도되고; C8 방향족들은 일반적으로 크실렌 이성질체들 및 에틸벤젠의 혼합물을 포함한다. 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착을 이용한 C8 방향족들의 프로세싱은 일반적으로 고순도의 파라-크실렌 또는 고순도의 메타-크실렌을 회수하는 것과 관련되고; 고순도는 일반적으로 희망하는 생성물의 99.5 중량% 이상, 그리고 바람직하게는 99.7 중량% 이상으로 규정된다. 비록 이하의 구체적인 설명들이 혼합된 크실렌 및 에틸벤젠 스트림으로부터 고순도 파라-크실렌을 회수하는 것에 초점을 맞추고 있지만, 발명이 그러한 것으로 제한되지 않고, 그리고 또한 둘 이상의 성분들을 포함하는 스트림으로부터 다른 성분들을 분리할 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다. 여기에서 사용된 바와 같이, 우선적으로 흡착되는 성분이라는 용어는, 공급물 스트림의 하나 이상의 비우선적으로 흡착되는 성분들 보다 더 우선적으로 흡착되는 공급물 스트림의 성분 또는 성분들을 지칭한다.
본원 발명은 통상적으로 전술한 바와 같은 흡착제 및 주변 액체의 역류 이동을 시뮬레이팅하는 흡착 분리 프로세스에 사용되지만, UA 4,402,832 및 US 4,478,721에 개시된 것과 같은 병류형의(cocurrent) 연속적인 프로세스에서도 실시될 수 있을 것이다. 액체 성분들의 크로마토그래피 분리에서 흡착제들 및 탈착제들의 기능들 및 특성들이 잘 알려져 있고, 이러한 흡착 원리들의 추가적인 설명을 위해서, 여기에서 포함되는 US 4,642,397을 참고할 수 있을 것이다. 연속적인 공급물 스트림과 추출물 및 추출물 및 라피네이트의 연속 생성으로 흡착 및 탈착 동작들이 연속적으로 일어남에 따라, 역류 이동-베드 또는 시뮬레이팅된-이동-베드 역류 유동 시스템들이, 고정형-베드 시스템들보다, 이러한 분리들에 있어서 훨씬 더 큰 분리 효율을 갖는다. 시뮬레이팅된-이동-베드 프로세스에 대한 전반적인 설명이 "Adsorptive Separation section of Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology"의 563 페이지에 개시되어 있다.
도 1은 하나의 양태에 따른 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 도면이다. 상기 프로세스는 공급물 스트림(5)을 용기들 내에 포함된 흡착제, 및 탈착제 스트림(10)과 순차적으로 접촉시켜, 추출물 스트림(15)과 라피네이트 스트림(20)을 분리한다. 시뮬레이팅된-이동-베드 역류 흐름 시스템에서, 흡착제 챔버(100 및 105) 아래쪽으로 복수의 액체 공급물 및 생성물 접근 지점들 또는 포트들(25)을 점진적으로 시프팅시키는 것은 챔버 내에 포함된 흡착제의 상향 이동을 시뮬레이팅한다. 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 프로세스의 흡착제는 하나 이상의 용기들 또는 챔버들 내의 복수의 베드들 내에 포함되고; 2개의 연속 챔버들(100 및 105)이 도 1에 도시되어 있으나, 도 13에 도시된 바와 같은 단일 챔버(902) 또는 다른 수의 연속 챔버들이 이용될 수 있을 것이다. 각각의 용기(100 및 105)가 처리 공간들 내에 복수의 흡착제의 베드들을 포함한다. 용기들의 각각은 흡착제의 베드들의 수와 관련된 많은 수의 포트들(25)을 가지고, 공급물 스트림(5), 탈착제 스트림(15), 추출물 스트림(20) 및 라피네이트 스트림(20)의 위치는 이동하는 흡착제 베드를 시뮬레이팅하기 위해서 포트들(25)을 따라서 시프팅된다. 탈착제, 추출물 및 라피네이트를 포함하는 순환 액체가 각각의 펌프(110 및 115)에 의해 챔버들을 통해서 순환된다. 순환 액체의 유동을 제어하는 시스템이 US 5,595,665에 개시되어 있지만, 이러한 시스템들의 세부 사항들이 본 발명에 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, US 3,040,777 및 3,422,848 에서 특징지어진 바와 같은 회전 디스크형 밸브(300)가, 역류 유동을 시뮬레이팅하기 위해서, 흡착제 챔버를 따라서 스트림들을 시프팅시키는 것을 실시한다.
도 9를 참조하면, 흡착 분리 시스템 및 프로세스에서 이용하기 위한 예시적인 회전형 밸브(300)의 단순화된 분해도가 도시되어 있다. 베이스 플레이트(474)가 많은 수의 포트들(476)을 포함한다. 상기 포트들(476)의 수는 챔버(들) 상의 이송 라인들의 전체 수와 같다. 또한, 베이스 플레이트(474)가 많은 수의 트랙들(478)을 포함한다. 상기 트랙들(478)의 수가 흡착 분리 유닛(도 9에 도시되지 않음)을 위한 순(net) 입력, 출력, 및 플러시 라인들의 수와 같다. 상기 순 입력들, 출력들, 및 플러시 라인들이 각각 전용 트랙(478)과 유체 연통한다. 주어진 트랙(478)이 주어진 포트(476)와 유체 연통되도록, 크로스오버(crossover) 라인들(470)을 배치한다. 하나의 예에서, 순 입력들이 공급물 입력 및 탈착제 입력을 포함하고, 순 출력들이 추출물 출력 및 라피네이트 출력을 포함하고, 그리고 플러시 라인들이 1 내지 4개의 플러시 라인들을 포함한다. 회전자(480)가 표시된 바와 같이 회전됨에 따라, 각각의 트랙(478)이 크로스오버 라인(470)에 의해 다음의 연속적인 포트(476)와 유체 연통되게 배치된다. 밀봉 시트(472)가 또한 제공된다.
도면들에 도시된 바와 같은 그리고 여기에서 설명된 발명의 여러 가지 양태들과 관련하여 이하에서 추가적으로 설명되는 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착과 관련된 다양한 스트림들이 이하와 같은 특징들을 가질 수 있을 것이다. "공급물 스트림"은 프로세스에 의해 분리되는 하나 이상의 추출 성분들 또는 우선적으로 흡착되는 성분들 및 하나 이상의 라피네이트 성분들 또는 비우선적으로 흡착되는 성분들을 포함하는 혼합물이다. "추출물 스트림"은 흡착제에 의해 보다 선택적으로 또는 우선적으로 흡착되는 추출물 성분, 일반적으로 희망하는 생성물을 포함한다. "라피네이트 스트림"은 덜 선택적으로 흡착되는 또는 비우선적으로 흡착되는 하나 이상의 라피네이트 성분들을 포함한다. "탈착제"는 추출물 성분을 탈착할 수 있는 재료를 나타내고, 일반적으로, 공급물 스트림의 성분들에 대해서 불활성이고, 그리고, 예를 들어 증류를 통해서, 추출물 및 라피네이트 모두로부터 쉽게 분리가능하다.
도시된 도면들의 추출물 스트림(15) 및 라피네이트 스트림(20)은 0% 내지 100%의 프로세스로부터의 각각의 생성물에 대한 농도들로 탈착제를 포함한다. 탈착제는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 라피네이트 컬럼(150) 및 추출물 컬럼(175) 내의 통상적인 분별에 의해 라피네이트 및 추출물 성분들로부터 분리되고, 그리고 프로세스로 복귀되도록 라피네이트 컬럼 기저물들(bottom) 펌프(160) 및 추출물 컬럼 기저물들 펌프(185)에 의해 스트림(10')으로 재순환된다. 도 1은 탈착제를 각각의 컬럼으로부터의 기저물들로서 도시하고, 이는 탈착제가 추출물 또는 라피네이트보다 무겁다는 것을 의미하며; C8 방향족의 분리를 위한 다른 상업적 유닛들이 가벼운 또는 무거운 탈착제들을 사용하고, 그에 따라 일부 용도들에서 탈착제가 분별 컬럼들(150 및 175)을 따라서 상이한 위치에서 분리될 수 있을 것이다. 프로세스로부터의 라피네이트 생성물(170) 및 추출 생성물(195)은 각각의 컬럼들(150 및 175) 내에서 라피네이트 스트림 및 추출물 스트림으로부터 회수되고; C8 방향족들의 분리로부터의 추출 생성물(195)은 파라-크실렌 및 메타-크실렌 중 하나 또는 양자 모두를 일반적으로 포함하고, 상기 라피네이트 생성물(170)은 원칙적으로 비-흡착된 C8 방향족들 및 에틸벤젠이다.
액체 스트림들, 예를 들어 활성 액체 접근 지점들 또는 포트들(25)을 통해서 흡착제 챔버들(100 및 105)로 진입 및 진출하는 공급물 스트림(5), 탈착제 스트림(10), 라피네이트 스트림(20), 및 추출물 스트림(15)이 흡착제 챔버(100 및 105)를, 상기 스트림들이 상기 포트들(25)을 따라서 시프팅됨에 따라서 이동하는 분리된 구역들로 효과적으로 분할한다. 여기에서의 설명의 상당 부분이 도 1 그리고 도 1 내의 스트림들의 위치를 언급하고 있지만, 도 1은, 스트림들이 사이클의 상이한 단계들에서 전형적으로 하류로 시프팅할 때, 프로세스의 스냅 사진 또는 단일 단계에서의 스트림들의 현재 위치만을 도시한 것이다. 스트림들이 하류로 시프팅함에 따라, 유체 조성 및 대응 구역들이 그와 함께 하류로 시프팅한다. 하나의 접근 방식에서, 흡착 분리 챔버들(100 및 105)의 접근 지점들 또는 포트들(25)에 대한 스트림들의 위치는, 그 스트림 부분들이 포트들(25)을 따라서 동시적으로 하류로 진행함에 따라, 서로에 대해서 일반적으로 일정하게 유지된다. 하나의 예에서, 스트림들이 각각의 단계를 위해서 단일 포트(25) 하류로 각각 진행하고, 그리고 각각의 스트림이 전체 사이클 중의 하나의 시점에서 각각의 포트(25)를 점유한다. 하나의 예에 따라서, 스트림들이 회전형 밸브(300)를 회전시키는 것에 의해 후속 포트들(25)에 대해서 동시적으로 스텝핑되고(stepped), 그리고 소정의 단계-시간 간격 동안 특별한 포트(25) 또는 단계에서 유지된다. 하나의 접근 방식에서, 4개 내지 100개의 포트들, 다른 접근 방식에서 12개 내지 48개의 포트들, 그리고 또 다른 접근 방식에서 20개 내지 30개의 포트들, 그리고 대응 이송 라인들과 같은 수의 포트들이 존재한다. 하나의 예에서, 흡착 분리 챔버 또는 챔버들(100 및 105)이 24개의 포트들을 포함하고, 그리고 각각의 스트림이 완전한 사이클 중에 24개의 포트들(25)의 각각으로 시프팅되고, 그에 따라 사이클 동안에 각각의 스트림이 각각의 포트(25) 및 대응 이송 라인을 점유한다. 이러한 예에서, 사이클이 하나의 접근 방식에서 20 내지 40분일 수 있고, 그리고 다른 접근 방식에서 22 내지 35 분일 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 단계-시간 간격이 30초 내지 2분이다. 다른 접근 방식에서, 단계-시간 간격이 45초 내지 1분 30초이다. 또 다른 접근 방식에서, 단계-시간 간격이 50초 내지 1분 15초이다. 전형적인 단계-시간 간격의 예가 1분일 수 있을 것이다.
이러한 것을 고려하면서, 도 8은 흡착 분리 챔버(간결함을 위해서 단일 흡착 분리 챔버(100)를 도 8에 도시하였다) 내의 유체의 조성 프로파일 및 상기 흡착 분리 챔버(100)가 분할되는 대응 구역들의 스냅 사진을 도시한다. 흡착 구역(50)은 공급물 유입구 스트림(5) 및 라피네이트 배출구 스트림(20) 사이에 위치된다. 이러한 구역에서, 공급물 스트림(5)이 흡착제와 접촉하고, 추출물 성분이 흡착되고, 그리고 라피네이트 스트림(20)은 인출된다. 상기 도면에 도시된 바와 같이, 조성이 라피네이트 유체(454) 및 존재하더라도 매우 적은 추출물 유체(450)를 포함하는 위치에서, 라피네이트 스트림(20)이 회수될 수 있을 것이다. 유체 유동체의 바로 상류에 정제 구역(55)이 위치되고, 이러한 정제 구역은 추출물 배출구 스트림(15) 및 공급물 유입구 스트림(5) 사이의 흡착제로서 규정된다. 상기 정제 구역(55)에서, 탈착 구역(60)을 빠져나오는 추출물 스트림 재료의 일부를 통과시킴으로써, 라피네이트 성분이 흡착제의 비선택적인 공극(void) 부피로부터 변위되고 그리고 이러한 구역으로 시프팅되는 흡착제의 기공 부피 또는 표면으로부터 탈착된다. 정제 구역(55) 상류의 탈착 구역(60)은 탈착 스트림(10) 및 추출물 스트림(15) 사이의 흡착제로서 규정된다. 이러한 구역으로 전달되는 탈착제는 흡착 지역(50) 내에서 공급물과의 이전의 접촉에 의해 흡착되었던 추출물 성분을 변위시킨다. 추출물 유체(450) 및 존재하더라도 매우 적은 라피네이트 유체(454)를 포함하는 챔버(100) 내의 위치에서, 추출물 스트림(15)이 회수될 수 있을 것이다. 라피네이트 배출구 스트림(20)과 탈착제 유입구 스트림(10) 사이의 버퍼 구역(65)은 추출물의 오염을 방지하고, 여기에서 탈착제 스트림의 일부가 버퍼 구역 내로 진입하여 해당 구역 내에 존재하는 라피네이트 재료를 탈착 구역(50)으로 다시 변위시킨다. 버퍼 구역(65)은, 라피네이트 성분들이 탈착 구역(60)으로 전달되고 추출물 스트림(15)을 오염시키는 것을 방지하기에 충분한 탈착제를 포함한다.
상기 구역들의 각각은 일반적으로 US 2,985,589에 개시된 바와 같은, 복수의 격실들 또는 "베드들"을 통해서 이루어진다. 상기 다양한 스트림들의 위치들은 수평 액체 수집/분배 그리드(grid)에 의해 서로로부터 구조적으로 분리된다. 각각의 그리드는 프로세스 스트림들이 흡착제 챔버로 진입하거나 진출하는 이송 지점을 형성하는 이송 라인과 연결된다. 이러한 배열은 채널링 및 다른 비효율성들을 제거함으로써 챔버 내의 유체들의 분배를 돕고, 1차적인 유체 유동의 방향에 반대되는 방향으로 유체가 대류적으로 역혼합되는 것(convective back-mixing)을 방지하고, 그리고 챔버를 통한 흡착제의 이동을 방지한다. 전술한 구역들의 각각은 일반적으로 2 내지 10개, 보다 일반적으로 3 내지 8개의 복수 베드들을 포함한다. 전형적인 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 유닛이 흡착제의 24개의 베드들을 포함한다.
특별한 스트림을 흡착제 챔버 내로 또는 외부로 이송하기 위해서 이용되는 접근 지점(25)에서의 이송 라인이 단계의 종료시에 공회전(idle)으로 유지될 때, 이러한 화합물들이 제 2 유동 스트림에 의해 라인으로부터 제거될 때까지, 해당 스트림을 형성하는 화합물들의 전체를 유지할 것임을 도 1로부터 용이하게 확인할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 활성적인 이송 라인들만이 즉, 유체의 통과 유동을 현재 촉진하는 그러한 라인들만이 도 1에 도시되어 있으나, 후속 포트들(25)로의 유체 스트림들의 시프팅시에 유체 유동을 돕기 위해서, 중간 이송 라인들이 챔버들(100 및 105)을 따라서 포트들(25)의 각각에 존재한다는 것을 주목하여야 할 것이다. 후속 이송 라인으로의 스트림 시프팅 후에 이제 미사용된 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 유체 또는 화합물들이, 그에 따라, 프로세스로부터 제거되는 프로세스 스트림의 초기 부분으로서 프로세스로부터 회수되거나, 이송 라인이 스트림을 흡착제 챔버 내로 반송할 때, 흡착제 챔버 내로 강제될 것이다. 도 13은 미사용된 이송 라인들을 보여주는 이전의 시스템을 쇄선으로 도시하고 있고 그리고 스트림, 예를 들어 스트림(920)에 의해 현재 점유된 이송 라인들을 흡착 분리 챔버(902)의 포트들로부터 연장하는 실선들로 도시하고 있다.
도 1을 다시 참조하면, 전술한 바와 같이, 이송 라인들 내의 잔류 유체의 존재가 시뮬레이팅된-이동-베드 흡착 분리 프로세스의 실시에 해로운 영향들을 미칠 수 있다. 예를 들어, 흡착제 챔버로부터 라피네이트 스트림(20)을 제거하기 위해서 사전에 이용되었던 이송 라인 내의 잔류 라피네이트가, 공급물 스트림(5)이 후속 단계에서 해당 이송 라인으로 시프팅될 때, 공급물 스트림(5)으로 흡착제 챔버(105) 내로 플러싱될 수 있을 것이다. 유사하게, 공급물 스트림(5)을 흡착제 챔버로 도입하기 위해서 사전에 이용되었던 이송 라인 내의 잔류 공급물은, 추출물 스트림(15)이 후속 단계에서 해당 이송 라인으로 시프팅될 때, 추출물 스트림(15)을 이용하여 이송 라인으로부터 제거될 수 있을 것이다. 유사하게, 흡착제 챔버로부터 추출물 스트림을 제거하기 위해서 사전에 이용되었던 이송 라인 내의 잔류 추출물이, 탈착제 스트림(10)이 해당 이송 라인에 후속하여 도달할 때, 탈착제 스트림(10)을 이용하여 흡착제 챔버(100) 내로 다시 플러싱될 수 있을 것이다.
하나의 양태에 따라서, 프로세스 및 시스템의 일차적인 플러싱이 30에서의 일차적인 플러싱을 포함하고, 그러한 일차적인 플러싱은 공급물 스트림(5)에 의해 사전에 점유되었던 이송 라인 내의 잔류 공급물을 흡착 분리 챔버(105) 내로, 그리고 보다 특히 정제 구역(55) 내로 플러싱한다. 잔류 공급물이 내부에서 분리될 수 있도록 잔류 공급물을 공급물 스트림(5) 근방의 흡착 분리 챔버(105) 내로 도입하기 위해서, 30 내의 일차적인 플러싱이 공급물 스트림(5)에 의해 현재 점유된 이송 라인 근방의 정제 구역(55)의 이송 라인으로 유리하게 지향될 수 있을 것이다. 하나의 예에서, 30 내의 일차적인 플러싱은, 도 1에 도시된 바와 같이, 공급물 스트림(5)의 2개의 이송 라인들 내의 정제 구역(55)의 이송 라인으로, 그리고 보다 바람직하게 공급물 스트림(5)에 인접한 이송 라인으로 지향될 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 30 내의 일차적인 플러싱이 우선적으로 흡착되는 성분, 탈착제, 및 불활성 성분들을 일차적으로 포함하는 플러싱 유체를 이용한다. 다시 말해서, 추출물 스트림이 후속 단계 중에 상기 이송 라인에 도달하였을 때 추출물 스트림(15)의 오염을 제한하기 위해서, 플러싱 유체가, 바람직하게, 존재하더라도 매우 적은 공급물의 비우선적으로 흡착되는 성분을 포함한다.
추출물 스트림에 의해 사전에 점유되었던 이송 라인으로부터의 잔류 추출물 유체를 흡착제 챔버로부터 멀리 플러싱하기 위해서, 프로세스 및 시스템의 일차적인 플러싱이 일차적인 플러싱 배출(35)을 포함할 수 있을 것이다. 일차적인 플러싱 유체와 함께 추출물 유체가 플러싱 유체로서 30 이송 라인들 내의 일차적인 플러싱으로 이송되고 그리고, 전술한 바와 같이, 공급물 스트림에 의해 사전에 점유되었던 이송 라인으로부터의 잔류 공급물을 흡착 분리 챔버(105)의 정제 구역 내로 플러싱하기 위해서 이용된다. 하나의 접근 방식에서, 일차적인 탈착제를 포함하는 이송 라인을 플러싱하기 위해서, 일차적인 플러싱 배출(35)이 챔버(100)의 탈착 구역(60)으로부터의 유체를 이용한다. 이러한 방식에서, 일차적인 플러싱 배출(35)이 추출물 스트림(15)에 의해 사전에 점유되었던 이송 라인 내의 잔류 추출물 유체를 플러싱한 후에, 매우 적은 추출물 유체가 이송 라인 내에 남게 된다. 유리하게, 일차적인 플러싱 배출(35)을 30 내의 일차적인 플러싱과 커플링시키는 것에 의해, 이송 라인들 내의 잔류 유체가 다른 이송 라인들을 플러싱하기 위해서 이용될 수 있고, 이는, 전술한 이송 라인 플러싱 목적들을 달성하면서, 프로세스에 의해 요구되는 유체의 전체량을 감소시키고 그리고 이러한 유체들을 노획하는 것에 의해 프로세스의 수득을 증가시킨다. 또한, 일차적인 플러싱들의 짝을 형성하는 것(pairing)은 30 내의 일차적인 플러싱을 위한 플러싱 유체를 제공하고, 상기 플러싱 유체는 주로 탈착제 및 잔류 추출물 유체로부터의 우선적으로 흡착된 성분을 포함한다. 유사하게, 이는, 비우선적으로 흡착되는 성분을 매우 적게 포함하는 30 내의 일차적인 플러싱을 위한 플러싱 유체를 제공한다. 하나의 예에서, 30 내의 일차적인 플러싱을 위한 플러싱 유체가 99 중량% 초과의 탈착제 및 우선적으로 흡착된 성분을 포함한다. 다른 예에서, 플러싱 유체가 0.005 중량% 미만의 비우선적으로 흡착되는 성분(들)을 포함한다.
하나의 접근 방식에 따라서, 이차적인 플러싱(40)을 이용하여, 추출물 스트림(15)에 의해 후속하여 점유될 이송 라인으로부터 잔류 유체를 플러싱하여 상기 이송 라인으로부터 오염물질들을 제거한다. 유리하게, 이차적인 플러싱(40)은, 이송 라인이 추출물 스트림(15)을 인출하기 위해서 이용되기에 앞서서, 이송 라인으로부터 오염물질들을 제거함으로써 추출물 스트림의 높아진 순도를 제공한다. 이전의 시스템들은, 추출물 스트림의 인출을 위해서 후속하여 이용될 이송 라인의 내용물을 플러싱하기 위해서 이송 라인 내로의 그리고 흡착 분리 챔버를 향한 탈착제의 플러싱을 이용하였다. 이러한 플러싱은 이송 라인을 통해서 흡착 분리 챔버를 향해서 그리고 그 정제를 위해서 흡착 분리 챔버의 정제 구역 내로 보내진다.
전술한 이전의 시스템들의 이차적인 플러싱이 설비상 또는 에너지 상의 불이익을 초래한다는 것이 확인되었다. 구체적으로, 이차적인 플러싱(40)이 이송 라인 내의 잔류하는 우선적으로 흡착되는 성분/탈착제 유체를 흡착 분리 챔버 내로 플러싱하기 위해서 탈착제를 이용하기 때문에, 이러한 이송 라인은 이차적인 플러싱 이후에 거의 탈착제 만을 포함한다. 이러한 이송 라인 내의 잔류 탈착제는, 추출물의 제거에 앞서서, 추출물 스트림에 의해 유체의 초기 서지(surge)로서 후속하여 인출된다. 이러한 잔류 탈착제의 서지를 포함하는 추출물 스트림이 추출물 분별 컬럼(175)으로 지향되고, 그 컬럼에서 기저물 생성물로서 분별되고 그리고 탈착제 재순환 스트림으로 제 1 챔버(100)로 재순환된다. 그러나, 컬럼(175)으로 진입하기 위해서, 추출물의 제거의 시작시에 이송 라인 내의 잔류 탈착제의 서지가 또한, 분별을 위해서, 추출 컬럼(175)으로 진입하기에 앞서서 반드시 가열되어야 한다. 예를 들어, 파라-크실렌이 혼합된 크실렌들의 공급물 스트림으로부터 분리될 때, 추출물 스트림으로 인출된 탈착제가 150 ℃ 내지 300 ℃로 가열되고, 이는 에너지적인 또는 설비적인 불이익을 초래한다. 다시 말해서, 탈착제의 이러한 초기 슬러그(slug)가 존재하더라도 매우 적게 존재하는 희망 추출물 생성물을 포함하기 때문에, 추출물 분별 컬럼 기저물들 배출 온도까지 온도를 높이기 위해서 상당한 에너지를 투입할 필요가 있는 한편, 추출물 생성물 수득의 증가와 관련한 이점을 제공하지는 못한다.
이러한 설비적인 그리고 에너지적인 불이익을 피하기 위해서, 하나의 양태에 따라서, 이전의 시스템과 반대로, 이차적인 플러싱(40)은 이송 라인(45)으로부터의 잔류 유체를 흡착 분리 챔버(100)로부터 멀리 플러싱하고, 그에 따라 잔류 탈착제가 이송 라인(45) 내에서 축적되지 않는다. 이송 라인(45)이 도 1에 도시된 단계에서 이차적인 플러싱(40)을 위해서 이용되지만, 이전의 단계 또는 후속 단계 중에 이차적인 플러싱(40)이 스트림들과 함께 시프팅될 수 있고 그리고 다른 이송 라인들로부터 잔류 유체를 제거하기 위해서 이용될 수 있다는 것을 주목하여야 할 것이다. 보다 구체적으로, 30 내의 일차적인 플러싱 후에 이송 라인 내에 남아 있는 우선적으로 흡수되는 성분 및 탈착제를 주로 포함할 수 있는, 이송 라인(45)으로부터의 잔류 유체를 플러싱하기 위해서 탈착제 스트림을 이용하는 대신에, 이송 라인에 대응 이송 라인 포트(45')에 인접한, 정제 구역으로부터의 유체를 이용하여 흡착제 챔버(100)로부터 멀리 잔류 유체를 플러싱한다. 이어서, 이차적인 플러싱 스트림이 추가적인 프로세싱을 위해서 이송될 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 이차적인 플러싱이 라인(40')에 의해 유체 재순환 라인(10')으로 전송된다. 유체 재순환 라인(10')은, 분별 컬럼들(150 및 175)을 통해서 분리되고 프로세스에서 재사용되는 흡착 분리 챔버(100)로 재순환된다. 하나의 접근 방식에서, 이차적인 플러싱 스트림이 라인(40')을 통해서, 라피네이트 분별 컬럼(150)에 의해 분리된 탈착제와 조합되는, 라피네이트 분별 컬럼(150)의 기저물 부분(155)으로 전송되고 그리고 라피네이트 기저물 펌프(160)을 통해서 유체 재순환 라인(10')으로 전송된다. 다른 접근 방식에서, 이차적인 플러싱 스트림이 라인(40')을 통해서, 추출물 분별 컬럼(175)에 의해 분리된 탈착제와 조합되는, 추출물 분별 컬럼(175)의 기저물 부분(180)으로 전송되고 그리고 추출물 기저물 펌프(185)를 통해서 유체 재순환 라인(10')으로 전송된다.
정제 구역(55)으로부터의 이러한 유체가, 이송 라인(45)으로부터 후속하여 인출될 추출물 스트림(15)과 조성이 유사하기 때문에, 개질된 이차적인 플러싱(40) 후에 베드 라인 내에 남아 있는 잔류 유체가 희망하는 추출물 조성과 유사한 조성을 유리하게 가질 것이다. 이를 위해서, 하나의 예에서, 2개의 이송 라인들 내의 또는 이송 라인(45)이 추출물 라인(15)에 의해 현재 점유된 이송 라인으로부터의 포트들 내의, 그리고 보다 바람직하게 하나의 이송 라인 내의 또는 추출물 라인(15)에 의해 현재 점유된 이송 라인으로부터의 포트 내의 이차적인 플러싱에 의해 플러싱되는데, 이는 추출물 이송 라인 근방의 포트들에 인접한 정제 구역 유체가 추출물 스트림(15)과 가장 유사한 조성들을 가질 것이기 때문이다. 하나의 예에서, 정제 구역 유체가 99% 초과의 탈착제 및 우선적으로 흡수되는 성분을 가진다. 다른 예에서, 정제 구역 유체가 0.005% 미만의 비우선적으로 흡수되는 성분(들)을 가진다. 또한, 전술한 바와 같이 30 내의 일차적인 플러싱이 잔류 공급물을 플러싱하기 위해서 이용될 때, 하나의 접근 방식에 따른 이차적인 플러싱(40)이 추출물 스트림(15)에 의해 현재 점유된 이송 라인과 30 내의 일차적인 플러싱에 의해 현재 점유된 이송 라인 사이에 위치되고, 그에 따라 이송 라인(45)은 공급물 스트림(5) 대신에 30 내의 일차적인 플러싱으로부터의 잔류 유체로 주로 충진된다. 이러한 접근 방식은 잔류 공급물에 의한 추출물 스트림(15)의 오염 정도를 유리하게 감소시킨다.
또한, 하나의 접근 방식에서, 추출물 스트림(15)으로 후속하여 인출될 이송 라인(45) 내의 유체가 추출물 분별 컬럼(175)으로 전송되어 증류를 통해서 분리될 것이다. 추출물 스트림과 함께 추출물 분별 컬럼(175)으로 전송되는 이송 라인(45) 내의 잔류 유체가 추출물 분별 컬럼(175) 내에서 가열된다. 이러한 잔류 유체의 조성이 추출물 스트림(15)의 조성과 유사하기 때문에, 이러한 유체의 분별이 희망하는 추출물 생성물(195)의 증가된 회수를 초래할 것이다. 그에 따라, 이전의 시스템들과 달리, 추출물 스트림(15)으로 후속하여 취해지고 추출물 분별 컬럼(175)으로 전송되는 이차적인 플러싱(40)으로부터의 이송 라인(45) 내에 잔류하는 유체가 불필요한 설비상의 불이익을 초래하지 않을 것인데, 이는 이러한 유체의 증류가 주로 탈착제 대신에 희망하는 추출물 생성물(195)의 부가적인 수득을 초래할 것이기 때문이다.
도 2에 도시된 다른 양태에 따라서, 추출물 스트림(15)이 전술한 바와 같은 단계 중에 이송 라인을 통해서 인출될 수 있을 것이다. 이러한 접근 방식에서, 추출물 스트림(15)이 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 유체와 함께 인출되고, 그에 따라 추출물 스트림이 잔류 유체를 이송 라인으로부터 멀리 플러싱한다. 잔류 유체의 적어도 일부를 포함하는 추출물 스트림의 초기 슬러그가 이송 라인을 통해서 제 1 목적지로 지향된다. 이어서, 추출물 스트림의 후속 부분이 이송 라인을 통해서 제 2 목적지로 지향된다. 이송 라인 내의 잔류 유체의 적어도 일부가 제 1 목적지로 지향된다. 하나의 예에서, 잔류 유체의 적어도 90%가 제 1 목적지로 지향된다. 다른 예에서, 잔류 유체의 적어도 95%가 제 1 목적지로 지향된다. 하나의 접근 방식에서, 제 2 목적지가 추출물 분별 컬럼(175)의 유입구(190)이다. 제 1 목적지가, 추출물 스트림 및 잔류 유체의 일부를 흡착 분리 챔버(100)로 재순환시키기 위한 재순환 라인(10')일 수 있을 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 30 내의 일차적인 플러싱을 이용하여, 전술한 바와 같이, 공급물 스트림(5)에 의해 사전에 점유되었던 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 공급물 유체를 흡착 분리 챔버(105)로 플러싱하여, 후속 단계에서 추출물 스트림(15)이 이송 라인에 도달할 때, 잔류 공급물 유체가 이송 라인 내의 잔류 유체로서 추출물 스트림으로서 추출물 스트림과 함께 인출되는 것을 방지할 수 있을 것이다. 바람직하게, 플러싱 유체가 주로 탈착제 및 우선적으로 흡수되는 성분을 포함하고 그리고 매우 적은 비우선적으로 흡수되는 성분을 포함하며, 그에 따라 30 내의 일차적인 플러싱 이후에 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 유체가 매우 적은 비우선적으로 흡수되는 성분을 포함한다. 하나의 접근 방식에서, 플러싱 유체가 1% 미만의 비우선적으로 흡수되는 성분을 포함하고, 그리고 다른 예에서 0.005% 미만의 비우선적으로 흡수되는 성분을 포함한다. 전술한 바와 같이, 추출물 스트림(15)에 의해 사전에 점유되었던 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 추출물이 일차적인 플러싱 배출(35)을 통해서 이송 라인으로부터 플러싱될 수 있고, 그리고 잔류 추출물 유체가 30 내의 일차적인 플러싱으로 이송되어 30 내의 일차적인 플러싱을 위한 플러싱 유체로서 이용될 수 있을 것이다. 잔류 추출물 유체는, 일차적인 플러싱 배출(35) 이송 라인과 연통하는 포트(25)에 인접한 탈착 구역(60)으로부터 유체를 인출하는 것에 의해, 일차적인 플러싱 배출(35)을 통해서 플러싱될 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 추출물 스트림(15)이 이송 라인으로 시프팅될 때, 그러한 이송 라인 내의 잔류 유체가 일차적인 플러싱 배출(35)을 통해서 탈착 구역(60)으로부터 인출된 플러싱 유체 및 일차적인 잔류 추출물, 예를 들어 잔류 추출물 및 탈착제를 포함할 수 있을 것이다.
보다 특히 도 2를 다시 참조하면, 이러한 접근 방식에 따라서, 추출물 스트림(15)이 잔류 유체를 포함하는 이송 라인을 통해서 인출되고, 그에 따라 추출물 스트림의 초기 슬러그는, 추출물 스트림(15)의 도착에 앞서서 이송 라인 내에 잔류하였던 잔류 유체를 포함할 것이다. 전술한 바와 같이, 추출물 스트림의 이러한 초기 슬러그가 재순환 라인(10')으로 전송되어 흡착 분리 챔버(100)로 다시 재순환될 수 있을 것이다. 이를 위해서, 추출물 스트림의 초기 슬러그가 라피네이트 분별 컬럼 기저부 부분(155)으로 전송될 수 있을 것이다. 라피네이트 컬럼 기저물 부분(155)에서, 유체의 슬러그가, 하나의 예에서 라피네이트 분별 컬럼(150)에서 분리된 탈착제를 주로 포함하는, 라피네이트 분별 컬럼(150)의 기저부를 빠져나오는 유체와 조합된다. 라피네이트 기저물 펌프(160)를 이용하여, 이러한 유체의 슬러그 및 탈착제를 재순환 라인(10')을 통해서 흡착 분리 챔버(100)로 다시 지향시킬 수 있을 것이다. 그 대신에, 추출물 스트림의 초기 슬러그가 추출물 분별 컬럼 기저물 부분(180)으로 전송될 수 있을 것이다. 추출물 컬럼 기저물 부분(180)에서, 유체의 슬러그가, 하나의 예에서 추출물 분별 컬럼(175)에서 분리된 탈착제를 주로 포함하는, 추출물 분별 컬럼(175)의 기저부를 빠져나오는 유체와 조합된다. 추출물 컬럼 기저물 펌프(185)를 이용하여, 이러한 유체의 슬러그 및 탈착제를 재순환 라인(10')을 통해서 흡착 분리 챔버(100)로 다시 지향시킬 수 있을 것이다.
이러한 방식에서, 추출물 스트림(15)과 함께 인출된 잔류 유체의 적어도 일부가 추출물 분별 컬럼 유입구(190)로 지향되지 않는다. 일차적인 플러싱(30)으로부터의 이송 라인 내의 잔류 유체가 추출물 스트림(15) 보다 더 많은 탈착제의 백분율을 포함할 것이기 때문에, 유리하게, 이러한 과다한 탈착제는 추출물 분별 컬럼(175) 내에서 분리되지 않는다. 추출물 분별 컬럼 유입구(190)로 진입하는 유체가 가열되기 때문에, 만약 잔류 유체 내의 과다 탈착제가 추출물 분별 컬럼(175) 내로 도입된다면, 그 탈착제는, 추출물 생성물의 부가적인 수득을 제공함이 없이, 기저물 배출구 온도까지 가열될 것이고, 그에 따라 에너지적인 불리함을 초래할 수 있을 것이다. 그에 따라, 과다 탈착제가 추출물 분별 컬럼(175) 내로 도입되지 않도록 유체의 초기 슬러그를 전환시키는 것에 의해, 시스템이 요구하는 에너지의 양이 감소된다.
하나의 양태에 따라서, 추출물 스트림(15)이 흡착 분리 챔버(100)로부터 인출되고 그리고 이송 라인(15')을 따라서 전송된다. 하나의 접근 방식에서, 추출물 스트림(15)이 이송 라인을 통해서 인출되도록 그리고, 도 2에서 도시된 바와 같이, 단일 추출물 이송 라인(15')과 조합되는 회전형 밸브로 지향되도록 회전형 밸브(300)가 제공되나, 흡착 분리 챔버들(100 및 105)의 각각의 이송 라인에 대해서 전용 추출물 이송 라인(15')을 제공하는 것을 포함하여, 다른 구성들이 여기에서 고려될 수 있다. 이송 라인(15')이 추출물 분별 컬럼 유입구(190)와 유체 연통하는 하나의 추출물 유입구 라인(205)을 가질 수 있을 것이다. 이송 라인(15')이 추출물 컬럼 기저물 부분(180) 및 라피네이트 컬럼 기저물 부분(155) 중 하나 또는 양자 모두와 연통하는 다른 기저물 부분 라인(210)을 가질 수 있을 것이다. 밸브(215)가 제공되어, 추출물 스트림(15)의 유동을 추출물 컬럼 유입구 라인(205) 및 추출물 컬럼 기저물 부분 라인(210) 사이에서 전환시킬 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 프로세스는, 잔류 유체의 적어도 일부를 포함하는 초기 부분 추출물 스트림(15)을 추출물 컬럼 기저물 부분 라인(210)을 통해서 추출물 컬럼 기저물 부분(180) 및 라피네이트 컬럼 기저물 부분(155) 중 하나로 지향시키기 위한 제 1 위치로 밸브(215)를 이동시키는 것을 포함한다. 이러한 예에서, 프로세스는, 추출물 스트림(15)을 추출물 컬럼 유입구 라인(205)을 통해서 그리고 추출물 스트림(15)을 내부에서 분리하기 위한 추출물 분별 유입구(190)를 향해서 지향시키기 위한 제 2 위치로 밸브(215)를 전환시키는 것을 포함한다.
하나의 양태에 따라서, 추출물 스트림에 의해 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 유체의 적어도 일부를 포함하는 추출물 스트림이, 제 1의 소정의 시간 동안 또는 단계-시간 간격의 소정의 부분 동안(추출물 스트림이 현재 이송 라인을 점유할 때), 제 1 목적지로, 예를 들어 추출물 컬럼 및 라피네이트 컬럼 기저부 부분(180 및 155) 중 하나 또는 양자 모두로 지향된다. 이어서, 추출물 스트림이, 제 2의 소정의 시간 동안 또는 단계-시간 간격의 소정의 부분 동안, 제 2 목적지로, 예를 들어 추출물 분별 컬럼(175)의 유입구로 지향된다. 상기 제 1의 소정의 시간이, 상기 이송 라인 내의 잔류 유체의 소정량을 제 2 목적지로 플러싱하기 위한 또는 유체의 소정량을 제 2 목적지로 플러싱하기 위한 추출물 스트림의 유량을 기초로 선택될 수 있을 것이다. 하나의 예에서, 제 1의 소정의 시간이 이송 라인 및 연관된 밸빙의 부피의 50% 내지 250%의, 그리고 다른 예에서 이송 라인 및 연관된 밸빙의 부피의 80% 내지 150%의 유체의 부피를 제 1 목적지로 지향시키기에 충분할 수 있을 것이다. 다른 접근 방식에서, 제 2의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 나머지 일 수 있고, 그에 따라 추출물 스트림(15)이 추출물 분별 컬럼(175) 내의 추출물 스트림(15)의 분리를 해서 단계-시간 간격의 나머지 동안 추출물 컬럼 유입구(190)로 지향된다. 소정의 시간들은 또한, 이송 라인 내의 잔류 유체의 적어도 일부 또는 전부가 제 1 목적지로 지향되도록 선택될 수 있을 것이고, 그에 따라 잔류 유체가 추출물 분별 컬럼 내로 도입되지 않아서 에너지 절감을 제공할 수 있을 것이다. 유사하게, 추출물 스트림의 제 1의 소정의 부피가 제 1 목적지로 지향될 수 있을 것이고 그리고 추출물 스트림의 제 2의 소정의 부피가 제 2 목적지로 지향될 수 있을 것이다. 제 1의 소정의 부피가 제 1의 소정의 시간에 대해서 전술한 것과 같을 수 있을 것이다. 제 2의 소정의 부피가, 단계-시간 간격 중에 이송 라인을 통해서 인출된 추출물 스트림의 잔류하는 부피일 수 있을 것이다. 하나의 예에서, 제 1의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 10% 내지 90% 이다. 이러한 예에서, 제 2의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 10% 내지 90%이다. 다른 예에서, 제 1의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 20% 내지 40%이다. 이러한 다른 예에서, 제 2의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 60% 내지 80%이다.
다른 접근 방식에서, 프로세스는, 조성 내의 성분의 양 또는 백분율을 결정하기 위해서, 임의의 잔류 유체를 포함하는 추출물 스트림의 조성을 모니터링하는 것을 포함한다. 예를 들어, 상기 성분이 우선적으로 흡수되는 성분, 탈착제 성분, 또는 비우선적으로 흡수되는 성분 중 하나일 수 있을 것이다. 이러한 접근 방식에 따른 프로세스는, 상기 조성이 제 1의 소정의 레벨의 성분을 포함할 때, 추출물 스트림(15) 및 임의의 잔류 유체를 제 1 목적지로 지향시키는 것, 그리고 상기 조성이 제 2의 소정의 레벨의 성분을 포함할 때, 추출물 스트림(15)을 제 2 목적지로 지향시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 프로세스는, 스트림 내에 존재하는 탈착제의 양을 결정하기 위해서, 추출물 스트림(15)의 조성을 모니터링하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 예에 따라서, 프로세스는, 탈착제의 양이 문턱값 레벨 이상일 때 추출물 스트림을 제 1 목적지로 지향시키는 것, 그리고 탈착제의 양이 문턱값 레벨 이하일 때 추출물 스트림을 제 2 목적지로 지향시키는 것을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 추출물 분별 컬럼 유입구(190)로 전송된 탈착제의 양이 감소될 수 있을 것이다.
유리하게, 이러한 접근 방식에 따라서, 이전의 시스템들의 이차적인 플러싱(40)이 생략될 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 프로세스가 하나의 덜 활성적인 이송 라인과 함께 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, 프로세스가, 이전의 시스템들에서 필요하였던 바와 같은 7개 또는 8개의 이송 라인들 대신에, 6개 또는 7개의 이송 라인들만을 이용할 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 상기 프로세스가, 추출물, 라피네이트, 공급물 및 탈착제 스트림들을 위한, 그리고 또한 일차적인 플러싱 배출(35), 30 내의 일차적인 플러싱, 및 선택적으로 제 3 플러싱(46)을 위한 트랙들을 포함하여, 6개 또는 7개의 트랙들만을 가지는 회전형 밸브(300)를 이용할 수 있을 것이다. 유리하게, 이러한 접근 방식은, 6개 및 7개의 트랙 회전형 밸브를 가지는 기존의 흡착 분리 시스템들이 이러한 접근 방식에 따른 발명을 이용하도록 개장될 수 있게 한다.
이제 도 3을 참조하면, 다른 양태에 따른 흡착 분리 시스템 및 프로세스가 설명된다. 이러한 양태에 따라서, 라피네이트 스트림(20)이 전술한 바와 같은 단계 동안 이송 라인을 통해서 인출될 수 있을 것이다. 이러한 접근 방식에서, 라피네이트 스트림(20)이 라피네이트 스트림 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 유체와 함께 인출되고, 그에 따라 라피네이트 스트림(20)이 잔류 유체를 이송 라인으로부터 멀리 플러싱한다. 이러한 양태는, 라피네이트 스트림의 초기 슬러그가 제 1 목적지로 지향된다는 점에서, 전술되고 도 2에 도시된 것과 유사하다. 이어서, 라피네이트 스트림의 후속 부분이 제 2 목적지로 지향된다. 이송 라인 내의 잔류 유체의 적어도 일부가 제 1 목적지로 지향된다. 하나의 예에서, 잔류 유체의 적어도 90%가 제 1 목적지로 지향된다. 다른 예에서, 잔류 유체의 적어도 95%가 제 1 목적지로 지향된다. 하나의 양태에서, 제 2 목적지는 라피네이트 분별 컬럼(150)의 유입구(165)이다. 제 1 목적지가, 라피네이트 스트림 및 잔류 유체의 일부를 흡착 분리 챔버(100)로 재순환시키기 위한 재순환 라인(10')일 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 유체의 일부를 흡착 분리 챔버(100)로 재순환시키는 것에 의해, 라피네이트 분별 컬럼(150)에 의해, 상기 유체의 양이 프로세스된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 접근 방식에서, 라피네이트 스트림(20)에 의해 점유된 이송 라인이 탈착제 스트림(10)에 의해 사전에 점유되었던 것이다. 이와 관련하여, 라피네이트 스트림이 후속 단계에서 이송 라인으로 도달할 때, 이송 라인이 잔류 탈착제 유체를 주로 포함할 수 있을 것이다.
특히 도 3을 보다 참조하면, 이러한 양태에 따라서, 라피네이트 스트림(20)이 잔류 유체를 포함하는 이송 라인을 통해서 인출되고, 그에 따라 라피네이트 스트림의 초기 슬러그가, 라피네이트 스트림(20)의 도달에 앞서서, 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 유체를 포함할 것이다. 전술한 바와 같이, 라피네이트 스트림의 이러한 초기 슬러그가, 흡착 분리 챔버(100)로 다시 재순화되도록 재순환 라인(10')으로 전송될 수 있을 것이다. 이를 위해서, 도 2와 관련하여 전술한 접근 방식과 유사하게, 라피네이트 스트림(20)의 초기 슬러그가 라피네이트 분별 컬럼 기저물 부분(155)으로 전송될 수 있을 것이다. 라피네이트 컬럼 기저물 부분(155)에서, 유체의 슬러그가, 하나의 예에서 라피네이트 분별 컬럼(150)에서 분리된 탈착제를 주로 포함하는 라피네이트 분별 컬럼(150)의 기저부를 빠져나오는 유체와 조합된다. 라피네이트 컬럼 기저물 펌프(160)가 이러한 유체의 슬러그 및 탈착제를 재순환 라인(10')을 통해서 흡착 분리 챔버(100)로 다시 지향시키기 위해서 이용될 수 있을 것이다. 대안적으로, 라피네이트 스트림(20)의 초기 슬러그 가 추출물 분별 컬럼 기저물 부분(180)으로 전송될 수 있을 것이다. 추출물 컬럼 기저물 부분(180)에서, 유체의 슬러그가, 하나의 예에서 추출물 분별 컬럼(175)에서 분리된 탈착제를 주로 포함하는 추출물 분별 컬럼(175)의 기저부를 빠져나오는 유체와 조합된다. 유사하게, 유체의 이러한 슬러그 및 탈착제를 재순환 라인(10')을 통해서 흡착 분리 챔버(100)로 다시 지향시키기 위해서, 추출물 컬럼 기저물 펌프(185)가 이용될 수 있을 것이다.
이러한 방식에서, 라피네이트 스트림(20)으로 인출된 잔류 유체의 적어도 일부가 라피네이트 분별 컬럼 유입구(165)로 지향되지 않는다. 이송 라인 내의 잔류 유체가 라피네이트 스트림 유체 보다 큰 백분율의 탈착제를 포함할 것이기 때문에, 유리하게, 이러한 과다 탈착제가 라피네이트 분별 컬럼(150)으로 전송되지 않고 그리고 그러한 라피네이트 분별 컬럼(150)에서 분리되지 않는다. 라피네이트 분별 컬럼 유입구(165)로 진입하는 유체가 컬럼 내에서 가열되기 때문에, 잔류 유체 내의 과다 탈착제가 라피네이트 분별 컬럼(150) 내로 도입된다면, 이는 추출물 생성물의 부가적인 수득이 없이 가열될 것이고, 그에 따라 에너지적인 불이익을 초래할 것이다. 따라서, 과다 탈착제가 라피네이트 분별 컬럼(150) 내로 도입되지 않도록 유체의 초기 슬러그를 전환시키는 것에 의해, 시스템이 요구하는 에너지의 양이 감소된다.
하나의 접근 방식에서, 라피네이트 스트림(20)이 흡착 분리 챔버(100)로부터 인출되고 이송 라인(20')을 따라서 전송된다. 하나의 접근 방식에서, 라피네이트 스트림(20)이 이송 라인을 통해서 인출되도록, 그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 단일 라피네이트 이송 라인(20')과 조합되는 회전형 밸브(300)로 지향되도록, 회전형 밸브(300)가 제공되나, 흡착 분리 챔버들(100 및 105)의 각각의 이송 라인에 대해서 전용 라피네이트 이송 라인(20')을 제공하는 것을 포함하여, 다른 구성들이 여기에서 고려될 수 있다. 이송 라인(20')이 라피네이트 분별 컬럼 유입구(165)와 유체 연통하는 하나의 라피네이트 유입구 라인(305)을 가질 수 있을 것이다. 이송 라인(20')이 추출물 컬럼 기저물 부분(180) 및 라피네이트 컬럼 기저물 부분(155) 중 하나 또는 양자 모두와 연통하는 다른 기저물 부분 라인(310)을 가질 수 있을 것이다. 밸브(315)가 제공되어, 라피네이트 스트림(20)의 유동을 라피네이트 컬럼 유입구 라인(305) 및 라피네이트 컬럼 기저물 부분 라인(310) 사이에서 전환시킬 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 프로세스는, 잔류 유체의 적어도 일부를 포함하는 초기 부분 라피네이트 스트림(20)을 라피네이트 컬럼 기저물 부분 라인(310)을 통해서 추출물 컬럼 기저물 부분(180) 및 라피네이트 컬럼 기저물 부분(155) 중 하나로 지향시키기 위한 제 1 위치로 밸브(315)를 이동시키는 것을 포함한다. 이러한 예에서, 프로세스는, 라피네이트 스트림(20)을 라피네이트 컬럼 유입구 라인(305)을 통해서 그리고 라피네이트 스트림(20)을 내부에서 분리하기 위한 라피네이트 분별 유입구(165)를 향해서 지향시키기 위한 제 2 위치로 밸브(215)를 이동시키는 것을 포함한다.
하나의 양태에서, 라피네이트 스트림에 의해 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 유체의 적어도 일부를 포함하는 추출물 스트림이, 제 1의 소정의 시간 동안 또는 단계-시간 간격의 소정의 부분 동안(라피네이트 스트림이 현재 이송 라인을 점유할 때), 제 1 목적지로, 예를 들어 추출물 컬럼 및 라피네이트 컬럼 기저부 부분(180 및 155) 중 하나 또는 양자 모두로 지향된다. 이어서, 라피네이트 스트림이, 제 2의 소정의 시간 동안 또는 단계-시간 간격의 소정의 부분 동안, 제 2 목적지로, 예를 들어 라피네이트 분별 컬럼 유입구(165)로 지향된다. 상기 제 1의 소정의 시간이, 상기 이송 라인 내의 잔류 유체의 소정량을 제 2 목적지로 플러싱하기 위한 또는 전체적인 유체의 소정량을 제 2 목적지로 플러싱하기 위한 라피네이트 스트림(20)의 유량을 기초로 선택될 수 있을 것이다. 하나의 예에서, 제 1의 소정의 시간이 이송 라인 및 연관된 밸빙의 부피의 50% 내지 250%의, 그리고 다른 예에서 이송 라인 및 연관된 밸빙의 부피의 80% 내지 150%의 유체의 부피를 제 1 목적지로 지향시키기에 충분할 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 제 2의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 나머지 일 수 있고, 그에 따라 라피네이트 스트림(20)이 라피네이트 분별 컬럼(150) 내의 라피네이트 스트림(20)의 분리를 해서 단계-시간 간격의 나머지 동안 라피네이트 컬럼 유입구(165)로 지향된다. 소정의 시간들은 또한, 이송 라인 내의 잔류 유체의 적어도 일부 또는 전부가 제 1 목적지로 지향되도록 다른 값들로서 선택될 수 있을 것이고, 그에 따라 잔류 유체가 라피네이트 분별 컬럼 내로 도입되지 않아서 에너지 절감을 제공할 수 있을 것이다. 하나의 예에서, 제 1의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 10% 내지 90% 이다. 이러한 예에서, 제 2의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 10% 내지 90%이다. 하나의 예에서, 제 1의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 10% 내지 30%이다. 이러한 예에서, 제 2의 소정의 시간이 단계-시간 간격의 70% 내지 90%이다. 유사하게, 라피네이트 스트림의 제 1의 소정의 부피가 제 1 목적지로 지향될 수 있고 그리고 라피네이트 스트림의 제 2의 소정의 부피가 제 2 목적지로 지향될 수 있을 것이다. 제 1의 소정의 부피가, 제 1의 소정의 시간에 대해서 전술한 바와 같은 이송 라인 및 연관된 밸빙의 부피의 백분율과 동일할 수 있을 것이다. 제 2의 소정의 부피가, 단계-시간 간격 중에 이송 라인을 통해서 인출된 라피네이트 스트림의 잔류하는 부피일 수 있을 것이다.
다른 양태에서, 프로세스는, 조성 내의 성분의 양 또는 백분율을 결정하기 위해서, 임의의 잔류 유체를 포함하는 라피네이트 스트림(20)의 조성을 모니터링하는 것을 포함한다. 예를 들어, 상기 성분이 우선적으로 흡수되는 성분, 탈착제 성분, 또는 비우선적으로 흡수되는 성분 중 하나일 수 있을 것이다. 이러한 접근 방식에 따른 프로세스는, 상기 조성이 제 1의 소정의 레벨의 성분을 포함할 때, 라피네이트 스트림(20) 및 임의의 잔류 유체를 제 1 목적지로 지향시키는 것, 그리고 상기 조성이 제 2의 소정의 레벨의 성분을 포함할 때, 라피네이트 스트림(20)을 제 2 목적지로 지향시키는 것을 포함한다. 예를 들어, 프로세스는, 스트림 내에 존재하는 탈착제의 양을 결정하기 위해서, 라피네이트 스트림의 조성을 모니터링하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 예에 따라서, 프로세스는, 탈착제의 양이 문턱값 레벨 이상일 때 라피네이트 스트림을 제 1 목적지로 지향시키는 것, 그리고 탈착제의 양이 문턱값 레벨 이하일 때 라피네이트 스트림을 제 2 목적지로 지향시키는 것을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 라피네이트 분별 컬럼 유입구(165)로 전송되는 탈착제의 양이 감소될 수 있을 것이다.
도 4를 다시 참조하면, 다른 양태에 따라서, 흡착 분리 프로세스가, 공급물 스트림(5)에 의해 점유된 이송 라인과 추출물 스트림(15)에 의해 점유된 이송 라인 사이의, 정제 구역(55)의 중간 이송 라인 내의 잔류 유체를 흡착 분리 챔버(100 및 105)로부터 멀리 플러싱하여 상기 중간 이송 라인으로부터 잔류 유체의 적어도 일부를 제거하기 위한 일차적인 플러싱 배출(405)을 포함한다. 이러한 양태에 따른 프로세스는, 잔류 유체가 상기 정제 구역(55) 내로 도입되는 것을 방지하기 위해서, 상기 중간 이송 라인으로부터 상기 정제 구역(55)의 이송 라인이 아닌 다른 이송 라인으로 플러싱되는 잔류 유체를 지향시키는 것을 더 포함한다. 이러한 방식에서, 중간 이송 라인 내의 잔류 유체는, 정제 구역(55)의 상단부에서 추출물 스트림(15)을 통해서 인출되기에 앞서서, 잔류 유체의 성분들이 분리되나 전체 정제 구역(55)을 통한 유동의 이점을 제공하지 않는 이전의 시스템들에서와 같이 정제 구역 내로 다시 주입되지는 않는다.
하나의 양태에서, 일차적인 플러싱 배출(405)에 의해 플러싱된 잔류 유체가 공급물 스트림 이송 라인을 통해서 공급물 스트림(5)을 가지는 흡착 분리 챔버(105)로 도입되는 공급물 스트림(5)으로 이송되고 조합된다. 이러한 방식에서, 공급물 스트림과 함께 도입되는 잔류 유체의 성분들이 흡착 분리 유닛 내에서 공급물 스트림(5)을 통해서 공급된 공급물 유체와 분리될 수 있을 것이다. 이는, 잔류 유체가 중간 이송 라인을 통해서 정제 구역(55) 내로 직접적으로 도입되는 경우 보다 더 완전한 성분 분리를 제공하는데, 이는 잔류 유체 내의 성분들이 추출물 스트림(15)을 통해서 인출되기에 앞서서 공급물 스트림(5)과 추출물 스트림(15) 사이의 전체 정제 구역(55)을 통해서 유동할 것이기 때문이다. 이러한 접근 방식은 추출물 스트림(15)의 순도를 높일 수 있는데, 이는 잔류 유체의 성분들의 보다 완전한 분리에 기인한다.
하나의 접근 방식에 따라서 일차적인 플러싱 배출(405)을 통해서 플러싱되는 중간 이송 라인 내에 남아 있는 잔류 유체가 잔류 공급물 유체를 포함할 수 있을 것이다. 이를 위해서, 중간 이송 라인이 공급물 스트림(5)에 의해 사전에 점유되었던 것일 수 있고, 그에 따라, 단계의 종료시에 공급물 스트림이 그로부터 멀리 시프팅될 때, 중간 이송 라인이 잔류 공급물 유체를 포함한다. 유리하게, 그러한 잔류 공급물 유체가 공급물 스트림(5)과 조합될 수 있을 것이고 그리고 공급물 스트림 이송 라인 및 포트를 통해서 정제 구역 내로 주입될 수 있을 것이고, 그에 따라 잔류 공급물 유체 내의 성분들이 공급물 스트림(5) 자체의 성분들과 같은 정도로 분리된다.
일차적인 플러싱 배출(405) 이송 라인 내의 압력이 공급물 스트림 이송 라인 내의 압력보다 낮을 수 있기 때문에, 압력차를 극복하기 위해서 그리고 공급물 스트림(5)과 조합될 수 있도록 하기 위해서, 일차적인 플러싱 유체가 펌핑될 필요가 있을 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 일차적인 플러싱 유체를 중간 이송 라인을 통해서 펌핑하기 위한 그리고 일차적인 플러싱 유체를 공급물 스트림(405)과 조합하기 위한 펌프(410)가 제공될 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 시스템이 회전형 밸브를 포함할 수 있을 것이고, 일차적인 플러싱이 중간 이송 라인을 통해서 그리고 회전형 밸브(300)로 플러싱되고, 상기 회전형 밸브(300)에서 상기 일차적인 플러싱이 공급물 스트림(5)과 조합된다. 그러나, 둘 이상의 흡착 분리 챔버(100 및 105)가 이용되는 경우에 흡착 분리 챔버들(100 및 105)을 따른 특정 이송 라인들 또는 포트들(25)에서, 공급물 스트림(5)의 압력이 일차적인 플러싱 배출 스트림(405)의 압력 보다 더 높을 수 있고, 상기 일차적인 플러싱 배출 스트림(405)은 공급물 스트림(5)과의 조합을 위한 흡착 분리 챔버들(100 및 105)의 기저부 근방의 이송 라인과 상기 흡착 분리 챔버들(100 및 105) 중 다른 하나의 상단부 근방의 이송 라인 사이에서 이송된다. 이러한 위치들에서, 라인 내의 잔류 공급물이 추출물 스트림 내로 서지될 수 있는데, 이는 회전형 밸브(300)를 이용하는 프로세스에서 인접한 이송 라인들이 종종 서로 연통하기 때문이다. 그에 따라, 하나의 접근 방식에서, 스트림들이 흡착 분리 챔버들(100 및 105)을 따른 특정 위치들에 배치될 때, 중간 이송 라인 내의 잔류 공급물이 추출물 스트림(15) 내로의 역류-플러싱하는 것을 방지하기 위해서, 펌프(410)가 도 4에 도시된 바와 같이 회전형 밸브의 하류에 배치된다.
하나의 양태에 따라서, 일차적인 플러싱 배출(405)이 흡착 분리 챔버(100)의 정제 구역(55)으로부터 이송 라인(415)의 포트(25)를 통해서 유체를 인출하는 것을 포함한다. 정제 구역 유체는 포트(25)에 인접한 정제 구역(55) 내의 위치로부터 인출되고 그리고 중간 이송 라인 내로 이송되어 중간 이송 라인 내의 잔류 유체를 흡착 분리 챔버(100)로부터 멀리 플러싱한다. 정제 구역 유체로 중간 이송 라인(415)을 플러싱하는 것은, 유리하게, 후속 단계에서 추출물 스트림(15)이 중간 이송 라인(415)에 도달할 때, 추출물 스트림(15)의 오염을 줄이기 위해서, 비우선적으로 흡착되는 성분 보다 우선적으로 흡착되는 성분의 농도가 더 높은 유체로 이송 라인(415)을 충진한다. 하나의 접근 방식에서, 정제 구역 재료가 추출물 스트림(15)에 의해 현재 점유된 이송 라인 근방의 위치에서 이송 라인 내로 인출되고, 그에 따라 인출되는 정제 구역(55) 내의 유체가 외부 스트림 유체와 유사한 조성을 가진다. 하나의 접근 방식에서, 정제 구역 유체가 포트(25)를 통해서 그리고 추출물 스트림(15)에 의해 현재 점유된 이송 라인으로부터의 2개의 이송 라인들 내의 이송 라인으로 인출된다. 다른 접근 방식에서, 정제 구역 유체가 포트(25)를 통해서 그리고 추출물 스트림(15)에 의해 현재 점유된 이송 라인에 인접한 정제 구역(55)의 중간 이송 라인 내로 인출된다. 이러한 방식에서, 일차적인 플러싱 이후에 이송 라인 내에 남게 될 중간 이송 라인을 플러싱하기 위해서 이용되는 정제 구역 유체의 조성이 추출물 스트림 유체의 조성과 유사할 것이고 그리고 존재하더라도 적은 양만이 존재하는, 공급물 스트림으로부터의, 비우선적으로 흡착되는 성분들을 포함할 것이고, 상기 비우선적으로 흡착되는 성분은 후속 단계 중에 중간 이송 라인에 도달할 때 추출물 스트림(15)을 오염시킬 수 있을 것이다. 하나의 예에서, 흡착 분리 챔버로부터 인출된 정제 구역 유체가 0.5% 미만의 비우선적으로 흡착되는 성분을 포함한다. 다른 예에서, 일차적인 플러싱 배출(405)을 위해서 이용되는 정제 구역 재료가 0.005% 미만의 비우선적으로 흡착되는 성분을 포함한다. 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 이러한 양태에 따라서, 일차적인 플러싱 배출(405)을 이송하는 것 및 상기 일차적인 플러싱 배출을 공급물 스트림(5)과 조합하는 것에 의해, 일차적인 플러싱 배출로부터 다른 중간 이송 라인으로 잔류 유체를 이송하는 시스템에 대비할 때, 하나 적은 이송 라인을 필요로 할 수 있을 것이다.
다른 양태에 따라 공급물 스트림으로부터 성분들을 흡착 분리하기 위한 프로세스 및 시스템이 도 5에 도시되어 있다. 이러한 양태에 따른 프로세스는 도 4와 관련하여 전술한 것과 유사한 일차적인 플러싱 배출(505)을 포함할 수 있을 것이다. 그러나, 전술한 일차적인 플러싱 배출(405)과 대조적으로, 이러한 양태에 따른 일차적인 플러싱 배출(505)은, 공급물 스트림(5)과 조합되는 대신에, 정제 구역(55)의 다른 이송 라인으로 지향된다. 보다 특히, 그러한 프로세스는 공급물 스트림(5) 이송 라인과 추출물 스트림(15) 이송 라인 사이의 정제 구역(55)의 중간 이송 라인(510) 내의 잔류 유체를 흡착 분리 챔버(100 또는 105)로부터 멀리 플러싱하여 일차적인 플러싱 배출(505)을 통해서 중간 이송 라인(510)으로부터 잔류 유체의 적어도 일부를 제거하는 것을 포함한다. 그러한 프로세스는, 상기 중간 이송 라인(510)으로부터 플러싱된 잔류 유체를 정제 구역(55)의 다른 중간 이송 라인(515)으로 지향시켜 상기 다른 중간 이송 라인(515) 내의 잔류 유체를 520 내의 일차적인 플러싱을 통해서 다른 중간 이송 라인(515)에 인접한 정제 구역 내로 플러싱하는 것을 포함한다.
하나의 양태에 따라서, 다른 중간 이송 라인(515)이, 이전의 단계 중에 중간 이송 라인(515)을 점유하였던 공급물 라인(5)으로부터의 중간 이송 라인(515) 내에 잔류하는 잔류 공급물 유체를 포함한다. 그에 따라, 플러싱 유체가 520에서의 일차적인 플러싱 중에 중간 이송 라인(515) 내로 도입될 때, 잔류 공급물 유체가 흡착 분리 챔버(100 또는 105)의 정제 구역(55) 내로 도입된다. 그러나, 공급물 스트림이 이송 라인(515) 내의 일차적인 플러싱의 하류로 이미 시프팅되었기 때문에, 잔류 공급물이 정제 구역의 중간 위치에서 도입된다. 그에 따라, 하나의 접근 방식에서, 정제 구역(55) 내의 잔류 공급물 재료 내에서 발생되는 성분들의 분리의 양을 증가시키기 위해서, 이송 라인(515) 내의 일차적인 플러싱이 일차적인 플러싱 배출 이송 라인(510)과 공급물 스트림(5)에 의해 현재 점유된 이송 라인 사이에 배치되고, 그에 따라 잔류 공급물 유체가 공급물 스트림 근방의 정제 구역의 일부 내로 도입된다. 하나의 예에서, 이송 라인(515) 내의 일차적인 플러싱이 공급물 스트림 이송 라인의 2개의 이송 라인들 내에 배치되고, 그리고 다른 예에서, 정제 구역(55) 내에서 발생되는 잔류 공급물 유체의 성분들의 분리량을 증가시키기 위해서 공급물 스트림 이송 라인 중 하나의 이송 라인 내에 배치된다.
중간 이송 라인 내의 잔류 유체가 520 내의 일차적인 플러싱을 위한 이송 라인(515)으로 이송되기 때문에, 전술한 일차적인 플러싱 배출(405)의 경우에서와 같이 일차적인 플러싱 배출이 시작될 때, 중간 이송 라인(510)이 일차적인 공급물 유체를 포함하지 않을 것이라는 것을 제외하고, 도 4와 관련한 일차적인 플러싱 배출(405)에 대한 상기 설명이 또한 도 5에 도시된 양태에 따른 일차적인 플러싱 배출(505)에 적용된다. 이와 관련하여, 그 대신에, 중간 이송 라인(510) 내의 잔류 유체가, 이전 단계 중에, 일차적인 플러싱 배출 이송 라인(510)으로부터 이송 라인(515) 내의 일차적인 플러싱으로 사전에 플러싱된 유체를 포함할 것이고 그에 따라 일차적인 플러싱 배출(405)과 관련하여 전술한 바와 같이 정제 구역으로부터 인출된 정제 구역 유체를 주로 포함할 것이다.
도 6을 참조하면, 다른 양태에 따른 공급물 스트림의 성분들을 흡착 분리하기 위한 프로세스가 도시되어 있다. 이러한 양태에 따라서, 전술한 바와 같이, 추출물 스트림(15)이 흡착 분리 챔버(100)로부터 인출된다. 추출물 스트림(15)이, 추출물 스트림(15)으로부터 우선적으로 흡착되는 성분을 분리하기 위해서, 추출물 분리 디바이스로, 예를 들어 추출물 분별 컬럼(175)으로 이송될 수 있을 것이다. 추출물 스트림(15)이 추출물 스트림 제거 라인(15')을 통해서 추출물 분별 컬럼 유입구(190)로 지향될 수 있을 것이다.
이러한 양태에 따른 프로세스는 추출물 스트림(15) 이송 라인과 탈착제 스트림(10) 이송 라인 사이의 탈착 구역(60)의 중간 이송 라인(610)을 이차적인 플러싱(605)을 통해서 흡착 분리 챔버(100)로부터 멀리 플러싱하여 중간 이송 라인(610)으로부터 잔류 유체를 제거하는 것을 포함한다. 상기 프로세스는 잔류 유체의 성분들을 분리하기 위해서 플러싱되는 잔류 유체를 중간 이송 라인(610)으로부터 하류 분리 장치로 지향시키는 것을 더 포함한다. 하나의 양태에 따라서, 중간 이송 라인(610)이 추출물 스트림(15)에 의해 사전에 점유되었기 때문에, 이차적인 플러싱(605)이 시작될 때, 중간 이송 라인(610) 내의 잔류 유체가 추출물 유체를 주로 포함한다. 이와 관련하여, 우선적으로 흡착되는 성분을 추출물 유체로부터 분리하여 우선적으로 흡착되는 성분의 수득을 증가시키기 위해서, 잔류 추출물 유체가 하류 분리 장치로 지향될 수 있다.
하나의 양태에 따라서, 중간 이송 라인(610)으로부터 플러싱된 잔류 추출물 유체가 추출물 분별 컬럼 유입구(175)로 지향되고, 그에 따라 우선적으로 흡착되는 성분이 증류를 통해서 잔류 추출물 유체로부터 분리되어 추출물 생성물(195)의 수득을 증가시킬 수 있다.
하나의 양태에서, 이차적인 플러싱(605)이, 중간 이송 라인(610)의 대응 포트를 통해서 흡착 분리 챔버(100)의 탈착 구역(60)으로부터 인출된 탈착 구역 플러싱 유체로 상기 중간 이송 라인(610) 내의 잔류 유체를 플러싱하는 것을 포함한다. 하나의 예에서, 중간 이송 라인(610)이 탈착제 스트림(10)에 의해 현재 점유된 이송 라인의 2개의 이송 라인들 내에 있고 그리고 다른 예에서, 탈착제 스트림(10)에 의해 현재 점유된 이송 라인 중의 하나의 이송 라인 내에 있고, 그에 따라 탈착 구역 플러싱 유체가 탈착제 스트림(10)의 소정과 유사하다. 이러한 방식에서, 이차적인 플러싱(605)이 발생된 후에, 탈착 구역 플러싱 유체가 중간 이송 라인(610) 내에 남는다. 후속 단계에서 이송 라인(610)으로 탈착제 스트림이 시프팅될 때, 상기 중간 이송 라인(610) 내에 남아 있는 잔류 탈착 구역 유체가 탈착제 스트림과 함께 흡착 분리 챔버(100) 내로 도입되고, 그에 따라 탈착 구역 유체가 탈착제 스트림(10)과 유사한 조성이 된다.
다른 양태에 따라서, 중간 이송 라인으로부터 잔류 유체를 제거하기 위해서 공급물 스트림(5), 추출물 스트림(15), 탈착제 스트림(10), 및 라피네이트 스트림(20) 중 2개 사이에 위치된 중간 이송 라인을 플러싱하는 것을 포함하는 공급물 스트림의 성분들의 흡착 분리를 위한 프로세스가 제공된다. 상기 프로세스는, 이러한 양태에 따라서, 단계-시간 간격의 적어도 2개의 상이한 부분들 동안, 동적인(dynamic) 또는 일정하지 않은 부피 유량으로 중간 이송 라인을 전반적으로 플러싱하는 것을 포함한다.
전술한 바와 같이, 발명의 여러 양태들에 따라서, 역류 흡착 분리는, 다중 베드 흡착 분리 챔버를 따른 2개의 상이한 대응 이송 라인들을 통해서, 적어도 하나의 우선적으로 흡착되는 성분 및 적어도 하나의 비우선적으로 흡착되는 성분을 포함하는 공급물 스트림(5), 및 탈착제 스트림(10)을 2개의 상이한 포트들(25) 내로 도입하는 것을 포함하고, 상기 다중 베드 흡착 분리 챔버는 연속으로 유체 연통 연결된 복수의 베드들을 가지고 그리고 2개의 상이한 대응 이송 라인들을 경유하여 상기 다중 베드 흡착 분리 챔버의 2개의 상이한 포트들(25)을 통해서 흡착 분리 챔버 내외로 유체를 도입하고 제거하기 위해서 그리고 추출물 스트림(15) 및 라피네이트 스트림(20)을 인출하기 위해서 유체 연통하는 대응 이송 라인들을 가지는 소정의 개수의 이격된 포트들을 포함한다. 흡착 분리 챔버(100 및 105)의 내외로 도입되고 인출되는 여러 가지 스트림들이 후속 포트들로 순차적으로 시프팅되거나 하류로 스텝핑된다(stepped). 전형적으로, 여러 가지 스트림들이, 예를 들어, 회전식 밸브(300)를 회전시키는 것에 의해, 후속 포트들(25)로 동시적으로 스텝핑되고, 그리고 소정의 단계-시간 간격 동안 특별한 포트(25) 또는 단계에서 유지된다. 전술한 바와 같이, 하나의 접근 방식에서, 대응 이송 라인들과 동일한, 4개 내지 100 개의 포트들(25)이 존재하고, 다른 접근 방식에서 12개 내지 48개의 포트들이 존재하고, 그리고 또 다른 접근 방식에서 20개 내지 30개의 포트들(25)이 존재한다. 하나의 예에서, 흡착 분리 챔버 또는 챔버들(100 및 105)이 24개의 포트들을 포함하고, 그리고 각각의 스트림이 완전한 사이클 중에 24개의 포트들(25)의 각각으로 시프팅되고, 그에 따라 사이클 중에 각각의 스트림이 각각의 포트(25) 및 대응 이송 라인을 점유한다. 이러한 예에서, 사이클이 하나의 접근 방식에서 20 내지 40분일 수 있고 그리고 다른 접근 방식에서 22 내지 35분일 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 단계-시간 간격이 30초 내지 2분이다. 다른 접근 방식에서, 단계-시간 간격이 45초 내지 1분 30초이다. 또 다른 접근 방식에서, 단계-시간 간격이 50초 내지 1분 15초이다.
이와 관련하여, 프로세스는, 단계-시간 간격 중에 불균일한 또는 동적인 부피 유량으로, 공급물 스트림(5), 탈착제 스트림(10), 추출물 스트림(15), 및 라피네이트 스트림(20)을 포함하는 전형적인 스트림들 중 2개에 의해 현재 점유된 2개의 라인들 사이의 중간 이송 라인을 플러싱하는 것을 포함한다. 하나의 양태에 따라서, 상기 프로세스는 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안 제 1 유량으로 중간 이송 라인을 플러싱하는 것을 포함한다. 이러한 프로세스는, 상기 제 1 부분 이외의 상기 단계-시간 간격 동안 상기 단계-시간 간격의 제 2 부분 동안 제 2 유량으로 중간 이송 라인을 플러싱하는 것을 포함한다. 이러한 방식에서, 단계-시간 간격의 제 1 및 제 2 부분 중 다른 하나의 부분 동안 보다, 단계-시간 간격의 제 1 및 제 2 부분 중 하나의 부분 동안에 유체의 보다 큰 부피가 중간 이송 라인으로부터 플러싱된다. 일정하지 않은 유량으로 이송 라인을 플러싱하는 것이, 중간 이송 라인의 내외로 플러싱되는 유체의 조성뿐만 아니라 중간 이송 라인의 내외로 유체들을 도입하는 타이밍과 관련한 성능상의 장점들을 제공할 수 있을 것이다.
하나의 양태에서, 일정하지 않은 유량이 경사진(ramped) 또는 기하급수적으로 증가하는 또는 감소하는 유량을 포함할 수 있을 것이고, 이는 단계-시간 간격의 적어도 일부 동안 증가되거나 감소된다. 이와 관련하여, 경사진 유량이 단계-시간 간격의 일부 동안 증가되거나 감소될 수 있을 것이고, 그리고 해당 시간 동안 선형적으로 또는 비-선형적으로, 예를 들어 기하급수적으로 변화될 수 있을 것이다. 다른 양태에 의해, 일정하지 않은 유량이 유량의 계단식 증가들 또는 감소들을 포함할 수 있을 것이고, 그에 따라 제 1 유량 및 제 2 유량 중 하나 또는 양자 모두가 일정할 수 있고 그리고 하나가 제 1 유량 및 제 2 유량 중 다른 하나와 상이할 수 있을 것이다. 또 다른 양태에서, 일정하지 않은 유량이 부피 유량의 경사진 부분들 그리고 계단형 증가들 및 감소들의 조합을 포함할 수 있을 것이다. 일정하지 않은 유량이 또한, 단계-시간 간격의 부가적인 부분들 동안에 부가적인 유량들을 포함할 수 있을 것이다. 상기 유량은 임의의 특별한 단계 중에 증가되거나, 감소되거나, 변화되지 않고 유지될 수 있을 것이다. 또한, 단계의 종료시에, 상기 유량이 초기 값으로부터 보다 높은 값으로, 보다 낮은 값으로 또는 영으로 변화될 수 있을 것이다. 도 10-12는 발명의 여러 가지 양태들에 따른 일정하지 않은 유량들의 예들을 도시한다. 도 10은, 단계-시간 간격의 적어도 일부 동안 시간(1020)에 걸쳐서 증가되는 경사진 유량(1015)을 도시한다. 이러한 예에서, 제 1 유량(1005)이 제 2 유량(1010) 보다 작고, 그에 따라 단계-시간 간격의 제 1 부분 보다 제 2 부분 중에 보다 큰 유체의 부피가 플러싱된다. 다른 예에서, 경사진 유량이 시간 경과에 따라 감소되고, 그에 따라 제 1 유량이 제 2 유량 보다 더 크고, 그에 따라 단계-시간 간격의 제 2 부분 보다 제 1 부분에 중에 더 큰 부피의 유체가 플러싱된다. 다른 한편으로, 도 11은 일정하지 않은 계단형 유량의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 유량(1115)이 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안 제 1의 대체로 일정한 유량(1105)이고, 그리고 단계-시간 간격의(1120) 제 2 부분 동안 제 2의 그리고 대체로 일정한 보다 큰 유량(1110)으로 증가된다. 다른 예에서, 계단형 유량이, 단계-시간 간격의 제 2 부분 동안에, 제 1 유량 보다 작은 제 2의 대체로 일정한 유량을 가지고, 그에 따라 보다 큰 유체의 부피가 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안 플러싱된다. 여러 가지 양태들에 따라서, 제 1 및 제 2 부분들 중 하나 중의 부피 유량이 영이 될 수 있을 것이다. 도 12에 도시된 또 다른 예에서, 단계-시간 간격(1220)의 제 1 부분에서의 유량(1215)이 제 1 유량(1205)에서 시작하고 이어서, 단계-시간 간격(1220)의 제 2 부분 중에 시간에 걸쳐 기하급수적으로 감소되는 제 2 유량(1210)을 포함한다. 단계-시간 간격의 대응 제 1 및 제 2 부분들 동안 상이한 제 1 및 제 2 유량들을 가지는 다른 유량 프로파일이 또한 발명의 여러 가지 양태들에서 고려되고, 그리고 또 다른 유량들을 가지는 단계-시간 간격의 부가적인 부분들이 존재할 수 있을 것이다.
하나의 양태에 따라서, 제 1 및 제 2 유량들 중 하나가 플러싱되는 이송 라인 및 연관된 밸빙의 부피의 50% 내지 400%를 플러싱하기에 충분하고, 그에 따라 이송 라인 내의 잔류 유체의 거의 또는 전부가 단계-시간 간격의 제 1 또는 제 2 부분 동안 플러싱된다. 다른 양태에 따라서, 제 1 및 제 2 유량들 중 하나가 단계-시간 간격의 제 1 또는 제 2 부분 동안 이송 라인 및 연관된 밸빙의 부피의 75% 내지 200%를 플러싱하기에 충분하다. 또 다른 양태에서, 제 1 및 제 2 유량들 중 하나가 단계-시간 간격의 제 1 또는 제 2 부분 동안 이송 라인 및 연관된 밸빙의 부피의 90% 내지 150%를 플러싱하기에 충분하다. 여러 가지 양태들에 따라, 제 1 및 제 2 유량들 중 다른 하나가 하나의 접근 방식에서 이송 라인 및 연관된 밸빙의 0% 내지 75%, 다른 접근 방식에서 이송 라인 및 연관된 밸빙의 0% 내지 50%, 그리고 또 다른 접근 방식에서 이송 라인 및 연관된 밸빙의 0% 내지 25%를 플러싱하기에 충분할 수 있을 것이다.
하나의 양태에 따라서, 제 1 유량이 제 2 유량보다 크고, 그에 따라 단계-시간 간격의 제 2 부분 중 보다 단계-시간 간격의 제 1 부분 중에 보다 큰 부피의 유체가 플러싱된다. 이러한 양태에 따른 프로세스는, 유량이 단계-시간 간격 중에 일정한 경우 보다 또는 제 2 유량이 제 1 유량 보다 큰 경우 보다, 후속하여 인출되기 전에 잔류 유체가 챔버(100 및 105) 내에서 보다 긴 체류 시간을 가지도록, 프로세스가 중간 이송 라인 내의 잔류 유체를 흡착 분리 챔버(100 및 105) 내로 플러싱하는 것을 포함할 때, 특히 유리할 수 있을 것이다.
다른 양태에 따라서, 제 2 유량이 제 1 유량 보다 크고, 그에 따라 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안 보다 단계-시간 간격의 제 2 부분 동안 보다 큰 부피의 유체가 플러싱된다. 이러한 양태에 따른 프로세스는, 흡착 분리 챔버(100 및 105)로부터 인출된 플러싱 유체로 잔류 유체가 흡착 분리 챔버(100 및 105)로부터 멀리 플러싱되는 경우에 특히 유용할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 일정한 유량이 이용될 때 또는 제 1 유량이 제 2 유량 보다 클 때 보다, 보다 긴 흡착 분리 챔버 내의 체류 시간의 플러싱 유체가 제공된다. 이는, 유리하게, 플러싱 유체 내의 성분들의 보다 많은 분리를 제공하고, 그에 따라 흡착 분리 챔버(100 및 105) 내외로 도입 또는 인출되는 후속 스트림 보다, 플러싱 유체가 더 유사한 조성이 될 것이다.
보다 특별하게, 이하의 예들은 일반적으로, 공급물 스트림(5) 및 탈착제 스트림(10)이 흡착 분리 챔버(100 및 105)의 상이한 이송 라인들을 통해서 상이한 포트들(25)로 도입되는 프로세스를 포함한다. 추출물 스트림(15) 및 라피네이트 스트림(20)이 흡착 분리 챔버(100 및 105)의 2개의 상이한 이송 라인들을 통해서 2개의 다른 포트들(25)을 통해서 인출된다. 하나의 양태에 따라서, 예를 들어 도 7에 도시된 바와 같이, 720 내의 일차적인 플러싱이 단계 중에 공급물 스트림(5)에 의해 현재 점유된 이송 라인과 상기 단계 중에 추출물 스트림(15)에 의해 점유된 이송 라인 사이의 중간 이송 라인(715)을 플러싱하는 것을 포함한다. 상기 이송 라인(715) 내의 잔류 유체가 주로 잔류 공급물 유체를 포함할 수 있을 것이다. 이러한 양태에 따른 프로세스는, 단계-시간 간격의 제 2 부분 동안의 제 2 부피 유량 보다 더 큰 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안의 제 1 부피 유량으로 이송 라인(715)을 플러싱하는 것을 포함한다. 이러한 방식에서, 후속하는 제 2 부분 보다, 단계-시간 간격의 초기의 제 1 부분 동안, 더 큰 부피의 잔류 공급물 유체가 흡착 분리 챔버(100 또는 105) 내로 플러싱된다. 이와 관련하여, 흡착 분리 챔버(100 또는 105) 내로 플러싱되는 잔류 공급물 유체가, 후속 단계에서 추출물 스트림(15)을 통한 회수에 앞서서, 보다 큰 비우선적으로 흡착되는 성분을 분리하기 위한 내부의 흡착제에 대한 접근 및 흡착 분리 챔버(100 및 105) 내의 체류 시간을 가진다. 다른 양태에 따라서, 프로세스는, 앞서서 설명한 바와 같이, 챔버로부터 인출되는 유체로 중간 이송 라인(705)을 흡착 분리 챔버(100 또는 105)로부터 멀리 플러싱하는 것을 포함하는 일차적인 플러싱 배출(710)을 포함한다. 하나의 예에서, 프로세스는, 추출물 스트림에 의한 이전의 점유로부터의 잔류 추출물 유체를 포함할 수 있는 이송 라인(705)을, 단계-시간 간격의 제 2 후속 부분 동안의 제 2 부피 유량 보다 적은 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안의 제 1 부피 유량으로 플러싱하는 것을 포함한다. 이러한 방식에서, 탈착 구역(60)으로부터 인출된 플러싱 유체가 탈착제 스트림(10)과 유사한 조성의 유체를 포함할 수 있을 것이다. 상기 프로세스는, 중간 추출물 스트림(715) 내의 잔류 공급물 유체를 정제 구역(55) 내로 플러싱하기 위해서, 중간 이송 라인(705)으로부터 중간 이송 라인(715)으로 잔류 추출물 유체를 플러싱하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 상기 프로세스가, 단계-시간 간격의 제 2 부분 동안의 제 2 유량 보다 큰 단계-시간 간격의 제 1 부분에서의 제 1 유량으로 유체를 플러싱하는 것을 포함하고, 그에 따라 단계-시간 간격 중의 보다 빠른 부분 동안에 정제 구역(55) 내로 보다 큰 부피의 잔류 공급물 유체가 도입되고, 그에 따라, 추출물 스트림의 순도를 높이기 위해서, 추출물 스트림(15)이 후속하여 중간 이송 라인(715)에 도달하고 중간 이송 라인(715)을 통해서 인출되기에 앞서서, 공급물 유체의 보다 많은 분리가 이루어질 수 있다.
유사하게, 전술한 바와 같이 도 6을 간단히 참조하면, 그 대신에, 프로세스가, 중간 이송 라인(610)을 플러싱하는 것 및 그로부터 플러싱된 잔류 유체를 하류 분리 장치로 지향시키는 것을 포함하는 이차적인 플러싱(605)을 포함할 수 있을 것이고, 상기 하류 분리 장치는, 하나의 예에서, 우선적으로 흡착되는 성분을 중간 이송 라인(610) 내의 잔류 추출물 유체로부터 분리하기 위한 추출물 분리 컬럼(175)을 포함한다. 이러한 양태에 따른 프로세스는, 단계-시간 간격의 제 2 후속 부분 중의 제 2 부피 유량 보다 적은 단계-시간 간격의 제 1 부분 중의 제 1 부피 유량으로 중간 이송 라인(610)을 플러싱하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 탈착 구역(60)으로부터 인출된 플러싱 유체가 탈착제 스트림(10)과 유사한 조성을 가지는 유체를 포함할 수 있을 것이다.
다른 양태에 따라서, 중간 이송 라인 내의 잔류 유체를 정제 구역(55) 내로 도입하기 위해서, 중간 이송 라인(725)이 플러싱 유체로 플러싱될 수 있을 것이다. 이러한 양태에 따라서, 프로세스가, 단계-시간 간격의 제 2 후속 부분 중의 제 2 부피 유량 보다 큰 단계-시간 간격의 제 1 부분 중의 제 1 부피 유량으로 중간 이송 라인(725)을 플러싱하는 것을 포함할 수 있을 것이며, 그에 따라 상기 단계-시간 간격의 제 2 부분 동안 보다 상기 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안에 이송 라인(725) 내의 잔류 유체의 보다 큰 부피가 정제 구역(55) 내로 플러싱된다. 이러한 방식에서, 잔류 유체는, 후속 단계에서 중간 이송 라인(725)에 도달할 때 추출물 스트림(15)에 의해 인출되기에 앞서서 성분들의 분리를 위한 보다 긴 체류 기산 동안 정제 구역 내에 존재할 것이다.
다른 양태에서, 중간 이송 라인(735)이 흡착 분리 챔버(100 또는 105)로부터 멀리 플러싱 유체로 플러싱되어 그로부터 잔류 유체를 제거할 수 있을 것이다. 하나의 접근 방식에서, 중간 이송 라인은, 사이클의 이전 단계 중에 중간 이송 라인(735)을 점유하였던 라피네이트 스트림(20)으로부터의 잔류 라피네이트를 포함한다. 이러한 양태에 따라서, 프로세스는, 단계-시간 간격의 제 2 후속 부분 동안 보다 적은 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안 제 1 유량으로, 흡착 구역(50)으로부터 인출된 플러싱 유체로 중간 이송 라인(735)을 플러싱하는 것을 포함할 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 플러싱 유체는, 잔류 공급물 유체를 플러싱하기 위해서 중간 이송 라인을 통해서 인출되기에 앞서서 보다 긴 시간 동안 흡착 분리 챔버(100 또는 105) 내에 존재할 것이다. 따라서, 흡착 구역(55)으로부터의 플러싱 유체가 공급물 스트림과 유사한 조성을 가질 것이고 그리고 라피네이트 스트림의 비우선적으로 흡착되는 성분을 적게 포함할 것이다. 중간 이송 라인을 플러싱한 후에, 과다한 비우선적으로 흡착되는 성분에 의한 공급물 스트림의 오염을 줄이기 위해서, 후속 단계 중에 공급물 스트림(5)이 중간 이송 라인(735)을 통해서 도입될 때 공급물 스트림(5)과 함께 도입될 잔류 유체로서 플러싱 유체가 내부에서 잔류할 것이다.
도 1, 4 및 5를 참조하면, 그리고 전술한 바와 같은 여러 가지 양태들에 따라서, 중간 이송 라인들(45, 415, 또는 510)이 잔류 유체의 제거를 위해서 흡착 분리 챔버(100 또는 105)로부터 멀리 플러싱될 수 있을 것이다. 중간 이송 라인들(45, 415, 또는 510)은, 흡착 분리 챔버(100 또는 105)로부터 멀리 잔류 유체를 변위시키기 위해서 정제 구역(55)으로부터 중간 이송 라인 내로 플러싱 유체를 인출하는 것에 의해 플러싱될 수 있을 것이고, 그리고 정제 구역(55)으로부터의 잔류 플러싱 유체로 후속하여 충진될 것이다. 하나의 양태에 따라서, 프로세스는, 단계-시간 간격의 제 1 부분 동안 제 1 유량으로 그리고 단계-시간 간격의 후속하는 제 2 부분 동안 제 1 유량 보다 큰 제 2 유량으로 중간 이송 라인(45, 415, 또는 510)을 플러싱하는 것을 포함한다. 이러한 방식에서, 정제 구역 유체가 중간 이송 라인(45, 415, 또는 510)을 플러싱하기 위해서 인출될 때, 그 정제 구역 유체가 후속 단계 중에 인출될 추출물 스트림(15)과 유사한 조성을 가지도록, 비우선적으로 흡착되는 성분을 분리하기 위해서, 흡착을 위한 접근 및 정제 구역(55) 내의 부가적인 시간이 플러싱 유체로 제공된다. 이러한 양태에 따른 프로세스는, 회수 중에 추출물 스트림(15)을 오염시킬 수 있는, 중간 이송 라인(45, 415, 또는 510) 내의 잔류 유체에 남아 있는 비우선적으로 흡착되는 성분의 양을 유리하게 감소시키고, 그에 의해 추출물 스트림(15)의 순도를 높인다. 하나의 접근 방식에서, 전술한 바와 같이, 중간 이송 라인(415)이 공급물 스트림 이송 라인과 연통하고, 그에 따라 상기 중간 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 유체가 공급물 스트림(5)과 조합된다. 다른 접근 방식에서, 전술한 바와 같이, 중간 이송 라인(510)이 다른 중간 이송 라인(515)과 연통하고, 그에 따라 내부의 잔류 유체가 다른 중간 이송 라인(515)으로 플러싱되어 내부의 잔류 공급물 유체를 정제 구역(55)의 하류 부분 내로 플러싱한다.
여러 가지 양태들에 따라서, 동적인 플러싱 동안의 이송 라인들을 통한 유체의 부피 유량이 밸빙 및 제어기를 이용하여 제어될 수 있을 것이다. 통과하여 유동하는 유체의 부피 유량을 제어 또는 제한하기 위해서, 밸빙이 이송 라인들 자체로 통합될 수 있을 것이다. 밸브들 및 이송 라인들을 통한 유체의 유량을 제어하기 위한 제어기가 제공될 수 있을 것이다. 또한, 회전형 밸브가 시스템의 하류 구성요소들로 유체를 이송하기 위한 하류 라인들에, 예를 들어 추출물 분별 컬럼(175) 또는 라피네이트 분별 컬럼(150) 각각으로 유체를 이송하기 위한 라인들(15' 및 20')에 통합되거나 그 내부에 위치될 때, 밸빙이 시스템 내의 다른 위치들, 예를 들어 회전형 밸브(300)의 하류 측부 상에 통합될 수 있을 것이다.
본 시뮬레이팅된-이동-베드 프로세스를 위한 흡착제의 선택에 있어서, 유일한 제약은 희망하는 분리에서의 특별한 흡착제/탈착제 조합의 효율성이다. 흡착제의 중요한 특성은 공급 혼합물 재료들의 추출물 성분에 대한 탈착제의 교환율 또는, 다시 말해서, 추출물 성분의 상대적인 탈착률이다. 이러한 특성은 흡착제로부터 추출물 성분을 회수하기 위하여 프로세스에서 채용되어야 하는 탈착제 재료의 양과 직접적으로 관련된다. 보다 빠른 교환율은 추출물 성분을 제거하는데 필요한 탈착제 재료의 양을 감소시키고, 그에 따라, 그러한 프로세스의 동작 비용 감소를 가능하게 한다. 보다 빠른 교환율에서, 보다 적은 양의 탈착물 재료가 프로세스를 통해서 펌핑되고, 프로세스에서의 재사용을 위해서 추출물 스트림으로부터 분리된다.
따라서 본 발명의 실시는, 상이한 체(sieve)/탈착제 조합들이 다른 분리들을 위해서 사용되는 것과 같은, 임의의 특별한 흡착제 또는 흡착제/탈착제 조합의 사용과 관련되거나 그러한 사용으로 한정되지 않는다. 흡착제가 제올라이트일 수 있고 아닐 수도 있다. 본 발명의 프로세스에서 사용될 수 있는 흡착제들의 예들에는, 탄소계 분자체들을 포함하는 비제올라이트계 분자체들, X 및 Y 제올라이트들로서 분류되는 실리칼라이트 및 결정 알루미노실리케이트 분자체들을 포함한다. 많은 이러한 미세기공(microporous) 분자체들의 조성 및 합성에 대한 상세한 내용들이 US 4,793,984에서 제공되어 있으며, 상기 US 4,793,984는 여기에서 이러한 교시 내용을 위해서 포함된다. 흡착제들에 관한 정보를 또한 US 4,385,994; US 4,605,492; US 4,310,440; 및 US 4,440,871로부터 얻을 수 있다.
일반적으로 액체 상을 보장하기 위한 실질적으로 일정 압력들 및 온도들에서 연속적으로 동작되는 흡착 분리 프로세스들에서, 탈착제 재료는 몇몇 기준들을 만족시키도록 선택되어야 한다. 첫 번째로, 탈착제 재료는, 후속 흡착 사이클에서 추출물 성분이 탈착제 재료를 변위시키는 것을 부적절하게 방지할 정도로 그 자신이 강력하게 흡착되지 않으면서, 합리적인 질량 유량으로 흡착제로부터 추출물 성분을 변위시켜야 한다. 선택도(selectivity)란 용어들로 표현되는 바와 같이, 탈착제가, 라피네이트 성분에 대비한 탈착제 재료에 대한 선택비 보다, 라피네이트 성분에 대비하여 추출물 성분들 전부에 대해서 보다 선택적인 것이 바람직하다. 두 번째로, 탈착제 재료들은 특별한 흡착제 및 특별한 공급물 혼합물과 양립가능해야한다. 보다 구체적으로, 탈착제 재료들은 라피네이트 성분에 대비한 추출물 성분에 대한 흡착제의 선택비 또는 흡착 능력을 감소시키거나 파괴하지 않아야 한다. 부가적으로, 탈착제 재료들은 추출물 성분 또는 라피네이트 성분과 화학적으로 반응하지 않아야 하고 또는 화학적 반응을 유발하지 않아야 한다. 전형적으로, 추출물 스트림 및 라피네이트 스트림 모두가 탈착제 공극 부피로부터 탈착제 재료와의 혼합물로 제거되고, 그리고 탈착제 재료 및 추출물 성분 또는 라피네이트 성분 또는 양자 모두를 포함하는 임의의 화학적 반응이 생산물 회수를 복잡하게 하거나 방해할 것이다. 또한, 탈착제는, 분별로서, 추출물 및 라피네이트 성분들로부터 용이하게 분리되어야 한다. 마지막으로, 탈착제 재료들이 용이하게 입수가능하여야 하고 비용면에서 합리적이어야 한다. 탈착제는 특별한 용도에 따라서 무거운(heavy) 또는 가벼운 탈착제를 포함할 수 있을 것이다. 무거운 그리고 가벼운이라는 용어는 C8 방향족들, 즉 오르토(ortho)-, 메타-, 파라-크실렌 및 에틸벤젠에 대한 탈착제의 비등점을 참조한 것이다. 당업자는, "C8"이라는 표시가 8개의 탄소 원자들을 포함하는 화합물을 지칭한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 특정 실시예들에서, 무거운 탈착제가 파라-디에틸벤젠, 파라-디이소프로필벤젠, 테트랄린, 등, 및 이들의 조합들로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 특정 실시예들에서, 톨루엔 등이 광 탈착제로서 사용될 수 있다. 파라-디에틸벤젠(p-DEB)은 C8 방향족 이성질체들보다 높은 비점을 가지며, 그에 따라 분별 증류 컬럼 내에서 C8 이성체들로부터 분리될 때, P-DEB가 기저부(즉, 무겁다) 생성물이 된다. 유사하게, 톨루엔은 C8 방향족 이성질체들보다 낮은 비등점을 가지며, 그에 따라 분별 증류 컬럼 내에서 C8 이성체들로부터 분리될 때, 톨루엔이 위쪽(즉, 가볍다) 생성물이 된다. P-DEB는 파라-크실렌의 분리들에서 탈착제로서 이용하기 위한 상업적인 표준이 되어 있다.
일반적으로, 흡착 조건들은 20℃ 내지 250℃의 온도 범위를 포함하고, 60℃ 내지 200℃가 파라-크실렌 분리를 위해서 바람직하다. 흡착 조건들은 또한 액체 상을 유지하기에 충분한 압력을 포함하고, 그러한 압력이 대기압 내지 2 MPa일 수 있을 것이다. 탈착 조건들은 일반적으로 흡착 조건들에 대해서 사용된 것과 동일한 온도들 및 압력들의 범위를 포함한다. 다른 추출물 화합물들에 대해서는 다른 조건들이 바람직할 수 있을 것이다.
상기 설명 및 예들은 발명의 범위를 제한하지 않으면서 발명을 설명하기 위한 것이다. 본원 발명의 특별한 실시예들이 묘사되고 설명되었지만, 수 많은 변화들 및 변경들을 당업자가 안출할 수 있을 것이고, 그리고 본원 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 포함되는 그러한 모든 변화들 및 변경들이 첨부된 청구항들에 포함될 것이다.

Claims (10)

  1. 시뮬레이팅된 역류 흡착 분리에 의해 공급물 스트림 내의 성분들을 분리하기 위한 프로세스로서,
    적어도 하나의 우선적으로 흡착되는 성분과 적어도 하나의 비우선적으로 흡착되는 성분을 포함하는 공급물 스트림 및 탈착제 스트림을 다중 베드 흡착 분리 챔버를 따라 2개의 상이한 대응 이송 라인을 통해 2개의 상이한 포트 내로 도입하는 단계로서, 상기 다중 베드 흡착 분리 챔버는 연속적으로 유체 연통 연결되고 그리고 흡착 분리 챔버 내외로 유체를 도입 및 제거하기 위해 유체 연통되는 대응 이송 라인을 갖는 소정의 개수의 이격된 포트를 포함하는 복수의 베드를 갖는 도입 단계, 및 2개의 상이한 대응 이송 라인을 통해 다중 베드 흡착 분리 챔버의 2개의 상이한 포트를 통해 추출물 스트림 및 라피네이트 스트림을 인출하는 단계와,
    중간 이송 라인으로부터 잔류 유체의 적어도 일부를 제거하기 위해 공급물 스트림 이송 라인과 추출물 스트림 이송 라인 사이의 정제 구역의 중간 이송 라인 내의 잔류 유체를 흡착 분리 챔버로부터 플러싱하는 단계와,
    상기 중간 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 유체를 다른 이송 라인으로 지향시키는 단계를 포함하는 프로세스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 잔류 유체가 정제 구역 내로 도입되는 것을 제한하기 위해 중간 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 유체가 정제 구역의 이송 라인이 아닌 다른 이송 라인으로 지향되는 프로세스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 잔류 유체는 흡착 분리 챔버 내에서 분리될 수 있도록 공급물 스트림과 결합되어 공급물 스트림 이송 라인을 통해 흡착 분리 챔버 내로 도입되는 프로세스.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 중간 이송 라인이 공급물 스트림에 의해 사전에 점유됨으로써, 상기 추출물 스트림이 중간 이송 라인으로 후속적으로 시프팅될 때 공급물 재료가 추출물 스트림과 함께 인출되는 것을 제한하도록 잔류 유체가 이송 라인으로부터 제거되는 공급물 재료를 주로 포함하는 프로세스.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 중간 이송 라인과 공급물 스트림 이송 라인 사이의 압력차를 극복하기 위해 잔류 유체가 공급물 스트림으로 펌핑되는 프로세스.
  6. 제 1 항에 있어서, 다른 이송 라인 잔류 유체에 존재하는 비우선적으로 흡착되는 성분으로부터 우선적으로 흡착되는 성분을 분리하기 위한 정제 구역 내로 다른 이송 라인의 잔류 유체를 플러싱하기 위해 중간 이송 라인으로부터 플러싱된 잔류 유체가 정제 구역의 다른 중간 이송 라인으로 지향되는 프로세스.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 다른 중간 이송 라인이 중간 이송 라인과 공급물 스트림 사이에 배치됨으로써, 상기 잔류 유체가 공급물 스트림 근방의 정제 구역의 일부분 내로 도입되는 프로세스.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 다른 중간 이송 라인이 공급물 스트림에 의해 사전에 점유됨으로써, 상기 다른 중간 이송 라인 잔류 유체가 공급물 유체의 성분들의 분리를 위해 정제 구역 내로 플러싱되는 공급물 유체를 주로 포함하는 프로세스.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잔류 유체를 분리할 수 있도록 다른 중간 이송 라인이 공급물 스트림에 의해 현재 점유된 이송 라인의 2개의 이송 라인들 내에 존재하는 프로세스.
  10. 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 중간 이송 라인을 플러싱하는 단계는, 상기 공급물이 내부로 도입되는 포트와 이송 라인에 인접한 추출물이 인출되는 포트 사이의 흡착 분리 챔버의 영역으로서 형성된 흡착 분리 챔버의 정제 구역으로부터 유체를 인출하고 그리고 상기 정제 구역 유체로 이송 라인 내의 잔류 유체를 변위시키는 단계를 포함하는 프로세스.
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