NO117750B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved å skille normale hydrocarbonbestanddeler fra

en flytende blanding av hydrocarboner.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å skille en eller flere hydrocarbonbestanddeler fra en flytende blanding av hydrocarboner ved hjelp av zeolitter, alminnelig kjent som molekylsikter, med relativt storre sorptiv affinitet til visse av bestanddelene enn til andre. Foreliggende fremgangsmåte er særlig egnet til å skille normale alifatiske hydrocarboner fra en flytende blanding som-også inneholder forgrenede og cycliske hydrocarboner.

Molekylsikter er blitt mere og mere viktige på adsorp-sjonsområdet i de senere år. Siktene er av krystallinsk struktur

med mange små hulrom forbundet med ennu mindre porer av jevn storrelse. Disse porer kan variere i storrelse fra 3 Å opptil 12 til 15 A eller endog mere. En spesiell molekylsikt vil imidlertid for-

trinnsvis ha. en jevn porestorrelse. Disse krystallinske aluminium-oxydsili'catmaterialer ligner kjemisk på leire og feltspat og til-hører den klasse av materialer som kalles zeolitter. Zeolitter varierer noe i. sammensetning skjont de i alminnelighet inneholder elementene- aluminium, silicium, oxygen og et alkali- og/eller jord-"" alkalimetall. Det er mulig å bytte kationmetallet med andre materialer såsom hydrogen eller ammoniakk. Zeolittene kan dehydratiser-es uten at krystallstrukturen odelegges, hvilket efterlater en sam-menflettet krystallstruktur av regelmessig anordnete kanaler.

Der er en rekke kommersielt tilgjengelige molekylsikter som hver har en spesiell porestorrelse. Disse molekylsikter er nyt-tige ved mange anvendelser såsom ved torring av forskjellige materialer og adskillelse av hydrocarbonmolekyler ved molekylstorrelse-selektivitet. Ved sistnevnte anvendelse kan molekylsikter med pore-storrelser på ca. 5 skille normale alifatiske hydrocarboner fra flytende blandinger ved selektiv sorpsjon av de normale molekyler fordi porestorrelsen av molekylsikten er for liten til at ikke-normale molekyler kan sorbere i porestrukturen av molekylsikten. For å skaffe en nyttig metode for å skille normale fra ikke-normale hydrocarbonmolekyler, er det nodvendig å desorbere de sorberte normale forbindelser. Dette kan utfores ved hjelp av andre normale forbindelser, fortrinnsvis av en annen molekylvekt enn den for de sorberte normale forbindelser.

Separasjonen av normale hydrocarboner fra flytende blandinger under anvendelse av zeolittiske molekylsikter har vært kjent i en. rekke år. Forskjellige fremgangsmåter for separasjonen av normale paraffiner under anvendelse av molekylsikter har vært fore-slått..Disse fremgangsmåter innbefatter bruken av et særskilt de-s.orps jonsmiddel som i alminnelighet er utenfor molekylvektområdet for det anvendte påmatningsmateriale. Kritiske faktorer ved disse fremgangsmåter er selektiviteten av sorpsjonsmidlet for de selektivt sorberte molekyler og sorpsjonshastigheten for de selektivt sorberte molekyler. Hvis sorpsjonshastigheten er lav, eller hvis selektiviteten av sorpsjonsmidlet for det sorberte molekyl er lav, vil totalmengden av ekstraksjon være lav. Hvis tunge hydrocarboner anvendes som desorpsjonsmiddel, eller hvis påmatningsmaterialet inneholder tunge hydrocarboner, vil denne lave ekstraksjon sterkt nedsette effektiviteten av prosesser som de ovenfor nevnte.

Det har vist seg at molekylsikter i alminnelighet oppviser en storre selektivitet for tyngre normale hydrocarbonmolekyler enn for lettere normale hydrocarboner hvis systemene får lov til å stå inntil likevekt oppnåes. Det har imidlertid også vist seg at tyngre normale molekyler oppviser en lavere sorpsjonshastighet enn de lettere normale hydrocarboner gjor. Denne lavere sorps.jons-hastighet kan sterkt nedsette effektiviteten av en prosess for å separere tunge normale molekyler. Hvis påmatningsmaterialet som skal separeres, er et tyngre -påmatningsmateriale (for eksempel i kerosen-kokepunktområdet eller hoyere„)., kan denne lavere hastighet fore til en slik nedsatt effektivitet at den gjor prosessen uokonomi.sk. I alminnelighet kan tyngre påmatningsmaterialer de-fineres som de som har minst 10 carbonatomer pr. molekyl.

Det har videre vist seg at de selektive egenskaper av zeolittene av molekylsikttypen (hvorved en bestanddel av en blanding sorberes selektivt fremfor en annen, og hvorved den således sorberte bestanddel kan desorberes av en annen selektivt sorbert bestanddel) forbedres sterkt ved i zeolitten å opprettholde et vanninnhold på. 0,5-^ vektprosent.

Foreliggende oppfinnelse skaffer folgelig en fremgangsmåte for å skille de normale hydrocarbonbestandeler fra en flytende hydrocarbonblanding inneholdende normale og forgrenede åli-fatiske samt cycliske hydrocarboner, ved hvilken blandingen bringes i kontakt med et lag av molekylsiktpartikler som holder tilbake de normale hydrocarbonbestanddeler av blandingen, idet ikke-adsorberte bestanddeler trekkes av fra laget av molekylsiktpartikler som den forste avlopsstrom fra prosessen, og laget av partikler som inneholder adsorberte normale hydrocarboner derefter bringes i kontakt med en strom av desorberende væske inneholdende et normalt hydrocarbon av en molekylvekt forskjellig fra den av de normale hydrocarbonbestanddeler av blandingen, og en annen avlopsstrom innbefattende desorberte normale bestanddeler av blandingen trekkes av for seg fra laget, idet fremgangsmåten erkarakterisert vedat adsorpsjonshastigheten av den normale bestanddel med hoy molekylvekt i forhold til den normale bestanddel med lavere molekylvekt i hydrocarbonfasen i kontakt med molekylsiktpartiklene okes ved å opprettholde et vanninnhold i molekylsiktpartiklene på fra 0,5 til k vektprosent av partiklene.

Fortrinnsvis opprettholdes der et vanninnhold i molekylsiktpartiklene i det angitte, område ved tilsetning av vann til påmatningsstrommen av flytende hydrocarbonblanding, til påmatningsstrommen av desorberende væske eller samtidig både til hydrocarbon-blahdingen og den desorberende væske.

En særlig fordelaktig zeolitt for anvendelse ved foreliggende fremgangsmåte er et krystallinsk syntetisk zeolittmateri-ale med en molekylærsammensetning av 1,0-0,2M^0:Al20^:l,85-0,5Si02

hvor M er et alkali- eller jordalkalimetall, og n er valensen av M.

Ved en foretrukken utforelsesform av foreliggende fremgangsmåte måles vannkonsentrasjonen i minst en av avlopsstrommene fra laget av zeolitt-sorpsjonsmiddel og vannkonsentrasjonen av minst en av innlopsstrommene til laget avpasses slik at der opprettholdes en onsket vannkonsentrasjon sammen med zeolitten.

Når vann inkorporeres i porestrukturen av molekylsikter, som er selektive overfor normale alifatiske hydrocarbonmolekyler i visse konsentrasjonsområder, okes ekstraksjonen av tyngre normale alifatiske hydrocarboner relativt i forhold til lettere normale hydrocarboner. Med andre ord hvor en torr molekylsikt har en gitt relativ sorptiv affinitet for hver av to normale hydrocarboner av forskjellige molekylvekter, vil tilsetning av vann til siktene forandre den relative sorptive affinitet i favor av det tyngre hydrocarbon. Under iikevektsbetingelser er det mulig å regulere konsentrasjonen av vann i molekylsikten ved å regulere vannkonsentrasjonen i væsken som omgir molekylsikten. Vann har den onskelige egen-skap at det tillater en rimelig konsentrasjon av vann i molekylsikten uten for hoy konsentrasjon i den omgivende væske. Eksempelvis har det vist seg at et hydrocarbon inneholdende ca. 30 deler pr. million av vann vil tillate en vannkonsentrasjon på ca. 2,5 vektprosent på en molekylsikt ved likevekt ved temperaturer på ca. 232°C. Ved en foretrukken fremgangsmåte kan vannkonsentrasjonen avpasses oppad ved å opplose små mengder flytende vann i hydrocarbonet. Omvendt kan det justeres nedover ved å bringe hydrocarbonet i kontakt med et egnet torrmiddel for hydrocarbonet bringes i kontakt med molekylsikten. Det onskede konsentrasjonsområde er, som angitt, fra ca. 0,5 til ca. k vektprosent. Innen disse to grenser vil den optimale konsentrasjon avhenge av molekylvekten

av påmatningsmaterialet og desorpsjonsmidlet, temperaturen, trykket og hastigheten av påmatningen gjennom molekylsiktlaget.

Kjernen i oppfinnelsen innbefatter det trinn å inkor - porere vann i porestrukturen av en molekylsikt, og å holde vannet 1 molekylsikten i den onskede konsentrasjon. Oppfinnelsen illu-streres videre under henvisning til figur 1, som viser en motstroms-prosess for separasjon av normale alifatiske hydrocarboner fra en væskeblanding.

I figur 1 representerer sorpsjonsmiddel kontaktkammeret ^6 et hvilket som helst egnet apparat bestående av en rekke faste lag, eller eventuelt et enkelt kontinuerlig lag av sorpsjonsmiddel med væskestromnings-forbindelsesanordning mellom utlopet av et lag og innlopet til det nærmest påfolgende lag og innbefattende egnede anordninger, såsom ventiler eller forgrenings-ror, for å forandre punktene for innforsel og utlop av de forskjellige påmatnings- og produktstrommer som forekommer i prosessen. U.S. Patent hr. 2.985.589 beskriver i detalj anvendelsen av for-andrende innlops- og utlopsstrommer hvorved en simulert motstroms-stromning av sorpsjonsmiddelpartikler (innbefattende molekylsikter) og prosesstrommer. Figur 2 illustrerer en kontaktkammerkonstruk-sjon som er særlig egnet på grunn av sin kompakte anordning av seriene av faste lag i naboforhold til hverandre. Seriene av faste lag kan være en rekke (minst fire) av horisontalt adskilte, enkelt-lag forbundet ved et ror mellom bunnen av et lag og toppen av det ovenfor i strommen nærmestliggende lag, eller lagene kan være stablet oppå hverandre i en egnet vertikal kolonne som vist. Figur 2 viser også en egnet koblingsanordning for å forandre punktene for innlop og utlop i og fra kontaktkammeret og for å forskyve hvert av disse punkter i en nedstroms retning under drift. En hvilken som helst egnet form for væskefordelingssenter, som en forgreningsanordning av ventiler og innkommende og utgående ror, kan anvendes forsynt med passende tidsavpassede og opererte kob-linger for å åpne og lukke de passende ventiler.

Ventil 101 som representerer en egnet koblingsanordning, inneholder en rekke væskeinnlops- og utlops-åpninger, 71 - 82, som er forbundet med kontaktlagene i kammeret ^6 ved ledninger (ror) såsom 10hy 105, 107, 108 og 111. Som vist i figur 2 innfores påmatningsmaterialet gjenniom ledningen 122, gjennom ventilen 101 som er stillet for å sende påmatningsmaterialet gjennom åpningen 7<1>+ og stromningsroret 107 og inn i oppledningen 106 og tilslutt inn i laget 73'. Innforselshastigheten på påmatningen gjennom stromningsroret 122 reguleres ved en hvilken som helst egnet anordning. Sorbatet trekkes av fra oppledningen 109 gjennom et stromningsror' 108 inn i åpningen 77 og ut gjennom stromningsroret 12h også under stromningskontroll. Desorpsjonsmidlet innfores gjennom ledning 128, gjennom ventilen 101 som er innstilt for å sende påmatningsmaterialet gjennom åpningene 80 og roret 111 inn i oppledningen 110 og tilslutt inn i laget 79.' under lignende stromningskontroll som beskrevet ovenfor. Raffinatet trekkes av fra roret 10h, gjennom åpningen 71, gjennom ventilen 101 og ut gjennom roret 117-Avtrekningshastigheten for raffinatet gjennom ledning 117 reguleres ved en egnet trykkontrollsanordning, som et instru-ment som registrerer trykket i kammeret h6 og påvirker en reguler-ingsventil J>*". å opprettholde et konstant, forut valgt trykk. En kontrinuer]j£strom av væske sirkuleres fra kammeret gjennom ledning 115, gjennom pumpen 11<*>+ og tilbake til kammeret gjennom ledning 113 og opprettholder således væskesirkulasjonen gjennom alle lagene i kolonnen.

Simulert motstroms-stromning oppnåes ved periodisk å forskyve i nedstromsretning innforselspunktene for påmatningsmaterialet og desorpsjonsmiddel idet man samtidig og likt forskyver nedstrbms avtrekningspunktene for raffinat og sorbat. Efter en for-utvalgt tidsperiode vil ventilen rotere på en slik måte at påmatningsmaterialet kommer inn i kammeret k- 6 mellom lagene 72' og 73<1>

da roret 122 nu er forbundet med åpningen 73, sorbatet vil trekkes av mellom lagene 73' og 76' da roret 12<*>+ nu er forbundet med åpningen 76, desorpsjonsmidlet innfores mellom lagene 78' og 79'

da roret 128 nu er forbundet med åpningen 79, og raffinatet trekkes av mellom lagene 81' og 82' da roret 117 er forbundet med åpningen 82. Ved således å betrakte figur 2 og tenke seg at ventilen har rotert en åpning i urviserens retning, er innlopene og utlopene flyttet et lag nedstroms. Den kontinuerlige skiftning av den rot-erende ventil vil således bevirke den onskede simulerte motstroms-stromning.

Sorpsjonsmiddelkontaktkammeret kan også tenkes som værende en serie på fire forbundne soner av et enkelt fast lag av fast sorpsjonsmiddel uten noe virkelig demarkasjonslinje mellom hver av sonene annet enn sonegrensene bestemt av innlops- og avtrekningspunktene for de forskjellige væskestrommer. I begge tilfelle er alle soner definert ut fra innlops- og avtrekningspunktene. Sorpsjonssone I i figur 2 er definert som sonen begrenset av påmatningsmateriale-innlopet og raffinat-utlopet, den primære rektifikasjonssone II i figur 2, som sonen begrenset av raffinat-utlopet og desorpsjonsmiddel-innlopet, desorpsjonssonen III i figur 2 som sonen begrenset av desorpsjonsmiddel-innlopet og sorbatutlopet, og den sekundære rektifikasjonssone IV i figur 2 som sonen begrenset av sorbat-utlbpet og påmatningsmaterialet-innlopet.

Sorpsjonsmiddelkontaktkammeret arbeider under temperatur-, trykk- og andre prosess-betingelser som avhenger av det spesielle påmatningsmaterialet som anvendes, det spesielle sorpsjonsmiddel som anvendes og den krevede renhet av produktet. Skjont dette kammer kan arbeide enten i væske- eller dampfase, er det i mange tilfelle fordelaktig å arbeide i væskefase. I alminnelighet er trykket ved væskefaseoperasjoner lavere enn når gassfasebeting-elser anvendes, idet de siste i alminnelighet avhenger av molekylvekten av bestanddelene i påmatningsmaterialet. Typisk væskefase-operasjon medforer for eksempel temperaturer fra 0° til 315°C og spesielt 150° til 260°C og trykk fra litt overtrykk til 30 atmosfærer eller hoyere, hovedsakelig avhengig av påmatningsmaterialet.

I alminnelighet vil hoyere trykk bli anvendt for lavere molekyl-vektspåmatningsmaterialer for å opprettholde væskefase i kontaktkammeret. I mange tilfelle vil det være onskelig å arbeide ved betingelser som vil holde innlops- og utlbpsvæskene i væskefase, men vil opprettholde relativt lavere viskositet for å unngå for stort trykkfall gjennom de pakkede lag av sorpsjonsmiddel og dessuten tillate en hurtigere sorpsjons- og desorpsjonshastighet. Det ligger innenfor rammen av oppfinnelsen å anvende forskjellige temperatur-

er i forskjellige soner av de faste lag for å dra fordel av sorpsjons- og desorpsjonshastigheten på grunn av forskjeller i egen-skapene av påmatningsmaterialet og desorpsjonsmidlet. Dette kan for eksempel oppnåes ved å oppvarme en av innlbpsstrommene eller ved å oppvarme begge, men til forskjellige temperaturer for de kommer inn i kontaktkammeret.

Passende .påmatningsmaterialer innbefatter en hvilken

som helst flytende blanding som inneholder minst en bestanddel som kan sorberes av et zeolitt-sorpsjonsmiddel. Et særlig egnet påmatningsmateriale ville være en organisk væske inneholdende bestand-

deler som selektivt sorberes av en zeolitt. En flytende hydrocarbonblanding inneholdende minst en normal bestanddel er et særlig foretrukket påmatningsmateriale. Spesielle eksempler på flytende hydrocarbonblandinger inneholder bensinkokepunkt-nafta som destillerer i området fra 71° til 201+°C, en kerosen, et brensenolje-destillat med et destillasjonsendepunkt opptil ca. 371°C, og en smoreolje som' destillerer i området fra ca. 3<*>+3° til ^-82°C. Fore-trukne påmatningsmaterialer er tyngre hydrocarbonblandinger inneholdende normale alifatiske hydrocarboner med mindre enn 10 carbonatomer pr. molekyl.

Foreliggende fremgangsmåte kan anvendes for å oke octantallet på naftaer ved selektivt å fjerne de normale forbindelser med lavt octantall fra den flytende blanding og således frem-bringe et brennstoff med oket octantall. Denne fremgangsmåte kan gi et konsentrat av normalt hydrocarbon enten med en snever eller med en bred molekylvekt, som er nyttig som utgangsmaterialc ved den endelige fremstilling av onskede produkter som biospaltbare (biodegradable) vaskemidler. Normale hydrocarboner gir også effektive jet-brennstoffer. I smoreolje-kokeområdet er et konsentrat av normale forbindelser nyttig som en multi-viskositets-smorcolje.

Den maksimale påmatningshastighet av påmatningsmaterialet gjennom det faste lag av fast sorpsjonsmiddel er begrenset av det tolererbare trykkfall gjennom det faste lag og den totale eks-traksjonshastighet. Den minimale påmatningshastighet av påmatningsmaterialet gjennom det faste lag er begrenset til en hastighet som er tilstrekkelig til å unngå tilbakeblanding (dvr'. for å opprettholde en praktisk talt "stavformet" stromning gjennom lagene.) Disse hastigheter vil være avhengig av typen av påmatningsmateriale som anvendes og trykk- og temperaturbetingelsene som anvendes ved driften av sorpsjonsmiddel-kontaktkammeret. Det er bekvemt å anvende begrepet volumhastighet ved definering av forholdet mellom mengden av påmatningsmateriale til mengden av sorpsjonsmiddel. Uttrykket væskevolumhastighet pr. time vil bli anvendt her og de-fineres som tilforselsmengden av påmatningsmaterialet ved 15°C

og en atmosfære i volum pr. time dividert med volumet av fast sorpsjonsmiddel. Det antas at væskevolumhastigheter pr. time på fra ca. 0,01 til ca. 2,0 vil bli anvendt avhengig av driftsbetingels-ene med hensyn på trykk og temperatur, påmatningsmaterialet og

apparaturbegrensninger.

Under henvisning igjen til figur 1 blir raffinatet som flyter i ror 117 innfort i etl konvensjonelt oppvarmet og tilbake-lopsanordnet raffinat-fraksjoneringsanordning 20. Fraksjonen som går av på topp fjernes gjennom ledningen 21, kjoleren 22 og topp-destillatforlaget 23, en del derav fores tilbake gjennom ledningen 2h og netto-toppdestillatet fjernes gjennom lommen (boot) h8 ved hjelp av ledningen 25. Lommen er anbragt slik at eventuelt vann som samles deri, fores tilbake til det sirkulerende system, hvilket tillater bedre kontroll med vannkonsentrasjonen i resirkulert de-sorps jonsmiddel og man unngår nødvendigheten av å tilsette vann når systemet engang har nådd likevekt. I anordningen i figur 1 utgjor netto-toppdestillatet en del av desorpsjonsmidlet. Bunnfraksjonen fjernes gjennom ledningen 26, en del derav strommer gjennom ledningen 27, oppvarmeren 28 og tilbake til fraksjoneringsanordningen 20, og nettobunnfraksjonen forlater systemet gjennom ledningen 29 og utgjor den relativt mindre-sorberte fraksjon av påmatningen.

Sorbatfraksjonen forlater kammeret k- 6 gjennom ledningen 12<*>f og strommer gjennom ventilen 101 og inn i sorbat-fraksjoneringsanordningen 30»Toppfraksjonen fjernes gjennom ledning 31?kjoleren 32 og inn i forlaget 33»®n del derav fores tilbake som tilbakelop gjennom ledningen 3^°g netto-toppdestillatet trekkes av fra lommen ^9 gjennom ledningen 35-Bunnfraksjonen fjernes gjennom ledning 36, en del derav fores tilbake gjennom ledning 37 og oppvarmeren 38, og netto-bunnfraksjonen forlater systemet gjennom ledning 39 og utgjor den selektivt sorberte fraksjon av påmatningen.

Netto-toppdestillatene fra fraksjoneringsanordningene 20 og 30 forenes i roret h0 og fores tilbake som desorberingsmiddel. Stromningsskjema som her er tenkt,' anvender et desorberingsmiddel som er lettere enn påmatningen. Fremgangsmåten ville imidlertid virke like godt :om desorberingsmidlet var tyngre enn påmatningsmaterialet, bortsett fra at bunnfraksjonene fra fraksjoneringsanordningene da ville utgjore desorberingsmidlet. Det forenede desorberingsmiddel fores tilbake til kammeret ^6 gjennom ledningene h0, h? og 128.

For å regulere vannkonsentrasjonen i zeolitt-sorpsjonsmidlet må vanninnholdet i påmatningen og desorpsjonsmidlet reguleres. Kammeret 50 betegner derfor en egnet torrer for å fjerne fuktighet, fra den innkommende påmatning. Kammeret hl representerer en vann-metter og kammeret h2 representerer en torrer. Normalt vil ventilene<1>+3 og hh være lukket slik at alt desorpsjonsmiddel vil passere forbi begge kamre kl og<1>+2. gjennom ledningen 1+7. Så-lenge den riktige vannkonsentrasjon opprettholdes i hele systemet, vil det ikke være nodvendig å justere vannkonsentrasjonen av desorpsjonsmidlet ved hjelp av et av kamrene<1>+1 eller<1>+2. Vann som forlater kammeret<1>+6 i raffinat- eller sorbat-avlopene, vil gå

av fra toppen i deres respektive fraksjoneringsanordninger og opp-samles i toppforlagene. Eventuelt vann som utskilles som en vann-fase, settler i forlagslommene og fores tilbake til kammeret<1>+6

i desorpsjonsmiddelstrommen. Da praktisk talt alt vann som forlater kammeret<1>+6, således fores tilbake, vil der opprettholdes en praktisk talt konstant mengde vann i hele systemet. Det blir derfor mulig å regulere vanninnholdet av zeolitten ved å analysere enten raffinat- eller sorbatstrbmmene, hvis vannverdien er for lav, åpnes ventilen<1>+3 og vann tilsettes til systemet ved å tillate desorpsjonsmiddel å strbmme gjennom metteren<1>+1, og hvis vannverdien er for hby, åpnes ventilen hh og vann fjernes fra systemet ved å fore desorpsjonsmidlet gjennom tbrreren<1>+2. For eksempelvis å opprettholde vannkonsentrasjonen av zeolitten på 2,5 vektprosent, kreves en vannkonsentrasjon på ca. 30 ppm i hydrocarbonet som omgir zeolitten. Denne konsentrasjon opprettholdes som folger: Analysbrene 51 og 52 er instrumenter som er istand til kontinuerlig å analysere vannkonsentrasjonen i hydrocarbonet i heholdsvis raffinat- og sorbatstrbmmene. Analysbren er instru-mentert slik at hvis vannkonsentrasjonen i en avlopsstrom faller under et forutbestemt nivå (en verdi under ca. 30 ppm), vil den sende et signal for å åpne ventilen 1+3. Efter at vannkonsentrasjonen har bket i den nevnte ene avlopsstrom, vil analysbren sende et signal for å lukke ventilen<1>+3. Hvis vannkonsentrasjonen i en avlopsstrom oker over et forutbestemt nivå (en eller annen verdi stbrre enn ca. 30 ppm), vil analysbren registrere bkningen og åpne ventilen ¥+ for å fjerne vann fra desorpsjonsmidlet. Når vannkonsentrasjonen i avlbpet har sunket, vil analysbren sende et signal for å lukke ventilen kh. Skjbnt analysbrer er vist på

begge avlopsstrbmmer i figur 1, vil bare en analysor i alminnelighet være nodvendig. Når forst en gang det riktige nivå er innstilt i systemet, skulle det ikke være nodvendig hverken å tilsette eller fjerne vann, da der er ingen måte hvorpå særlige mengder av vann kan forlate systemet. Den beskrevne fremgangsmåte kan imidlertid anvendes for å forandre vannkonsentrasjonen til en annen konsentrasjon når betingelser inntrer som krever at en forandring, gjores.

De folgende eksempler vil belyse foreliggende fremgangsmåte ytterligere.

Eksempel 1

Kommersielt fremstilte zeolitt-molekylsiktpartikler med en porestorrelse på ca. 5 Å ble aktivert ved oppvarmning i torr nitrogen ved 350°C til et fuktighetsinnhold på under 0,2 vektprosent. 115 g av de torrede sikter ble anbragt i et glassror som hadde et volum på 160 ml. Roret ble så fylt med normal decan og tillatt å komme i likevekt ved en temperatur på 232°C og et trykk på 23,8 atmosfærer.

En væske inneholdende 8<*>+ volumprosent 2,2 ,^-trimethyl-pentan og 16 volumprosent normal dodecan ble fort nedover gjennom roret med en romhastighet på 0,75 volum pr. time pr. enhetsvolum av siktene Prover av avlopet fra roret ble tatt med periodiske mellomrom og analysert ved væskekromatografimetoder. Resultatene er vist i figur 3 som kurve "A". Figur 3 er et diagram som viser kumulativt avlopsvolum langs absissen "X", med de tilsvarende kon-sentrasjoner av normal dodecan (nC^) uttrykt som væskevolumprosent av samlede normale hydrocarboner (nC12<+>nC]_o^ ' angit't langs ordinaten "Y".

En annen porsjon av de aktiverte sikter ble bragt i kontakt med en fuktig gasstrbm hvorved der ble innfort jevnt 2,<!>+ vektprosent vann i siktene. Denne vannkonsentrasjon ble kontrollert ved laboratorieanalyse. Siktene ble anbragt i det ovenfor nevnte ror og et forsok i likhet med det ovenfor beskrevne ble utfort under anvendelse av de våte sikter. Resultatene er angitt i figur 3 som kurve "B".

Det er klart at konsentrasjonsforandringshastigheten for de våte sikter er storre enn hastigheten for de torrede sikter. Eksempelvis er skråningen av kurven for torre sikter ("A") mellom 20 prosent og 80 prosent dodecan-konsentrasjon i avlopet 0,78, mens i tilfelle av kurven som representerer de våte sikter, er skråningen 1,76. En teoretisk perfekt sikt som ikke krever noen tid for •

desorpsjon ville vise en vertikal rett linje som vist ved "CM<->linjen. De "våte sikter" viser således en sterkt oket virkning med hensyn til selektiv ekstraksjon av dodecan i forhold til decan enn de torre sikter, og kommer nærmere til den absolutte teoretiske grense.

Eksempel III

En charge kommersielt fremstillet 5 Å molekylsikter ble aktivert ved oppvarmning av siktene i torr nitrogen ved 350°C til et fuktighetsinnhold på under 0,2 vektprosent. 131 g av de torrede siktepartikler varierende i storrelse fra 0,3 til 0,8+ mm ble innfort i et glassror med et volum på 160 mm. Boret ble så fylt med normal dodecan og fikk lov til å komme i likevekt ved en temperatur på 232°C og et trykk på 23,8 atmosfærer.

En flytende blanding av 83,8 volumprosent 2,2,+-trimethylpentan og 16,2 volumprosent normal decan ble innfort ned-adstrommende i roret i en mengde som ga en væskevolumhastighet pr. time på 0,7*+. Prover av det fortrengte avlop fra roret ble tatt med periodiske mellomrom og analysert. Resultatene av dette forsok er vist i figur + som kurve "A". Figur + er et diagram som viser forholdet mellom kumulativt avlopsvolum, angitt langs absissen X i ml, og konsentrasjonen av normal decan (nC-^) i avlopet, uttrykt som væskevolumprosent,.i forhold til normale hydrocarboner (nC^Q+ nC-j^) , angitt langs ordinaten Y.

En annen porsjon av de aktiverte sikter ble bragt i kontakt med en fuktig nitrogenstrom under kontrollerte betingelser slik at der ble jevnt inkorporert 2,2 vektprosent vann i siktene. Denne vannkonsentrasjon ble kontrollert ved analyse. 13^ g av de "våte sikter" ble anbragt i det ovenfor beskrevne ror og et forsok i likhet med det ovenfor beskrevne, ble utfort.Kurven.j "B" i

figur + viser de erholdte resultater.

Det bor merkes at i dette tilfelle, hvor normal decan anvendes for å fortrenge normal dodecan, er konsentrasjonsforandringshastigheten for de våte sikter lavere enn hastigheten for de torrede sikter. Dette resultat, sammen med resultatene i eksempel I, viser at inkorporeringen av vann i molekylsiktene bevirker ok ning av hastigheten med hvilken molekylsiktene sorberer normal dodecan sammenlignet med normal decan.

Eksempel III

Utstyr ble satt sammen som vist i figur 1. Tilsammen M+,8 1 molekylsikter med porer på 5 Å storrelse ble anbragt i kammeret k6, en forholdsvis mengde i hver.sone. Et påmatningsmateriale ble valgt bestående av kerosen inneholdende 23,0 vektprosent normale paraffiner og med praktisk talt alle hydrocarbonmolekylene innen området fra 11 til lk carbonatomer pr. molekyl. Et desorberingsmiddel ble valgt som besto av en blanding av 25 vektprosent isQLoctan og 75 vektprosent normal heptan. Påmatningsmaterialet ble innfort i ledningen 122 i en mengde på 11 liter pr. time målt ved 15,6°C. Tilstrekkelig desorpsjonsmiddel ble innfort i utjevnings-karet 53 gjennom ledningen 5H-. Stromningsreguleringsventilen 129 ble innstilt på å tillate en desorberingsmiddelstromningshastighet på 18,5 l/h målt ved 15,6°C. En temperatur på 2l8°C og et trykk på 23,8 atmosfærer ble opprettholdt i kammeret ^6. Behaddlingen av påmatningsmaterialet ble utfort som beskrevet ovenfor, inntil 335 1 av påmatningsmaterialet pr. kg molekylsikter var matet gjennom ledningen 122. Under denne operasjon arbeidet torreren k2 for å regulere vanninnholdet av molekylsiktene på mindre enn 0,2 vektprosent.

En materialbalanse ble oppsatt for hele operasjonen. Beregningene viste at sorbatstrommen som forlot roret 39 inneholdt 100 vektprosent av det normale undecan, 78 vektprosent av det normale dodecan, 60 vektprosent av det normale tridecan og 60 vektprosent av det normale tetradecan som var tilstede i kerosen-påmatningsmaterialet. Total normal-renheten av sorbatstrommen var 96,9 vektprosent.

Driften ble så forandret idet ventilen +3 ble åpnet for å la desorpsjonsmidlet passere gjennom<y>annmetteren kl. Vanninnholdet i molekylsiktene i kammeret k6 ble således oket inntil raffinatstrommen i ledningen 117 inneholdt ca. 15 ppm vann. Ventilen *+3 ble så lukket og systemet fikk lov til å komme til likevekt. Det ble beregnet at 15 ppm i raffinatet ville gi et vanninnhold på 1,6 vektprosent i molekylsikten.

Efter oppnådd likevekt ble den annen materialbalanse

oppsatt. Andre operasjonsbetingelser var praktisk talt de samme som i den forste operasjon. Beregningene viste at sorbatstrommen som forlot roret 39 inneholdt 100 vektprosent av det normale unde-

can, 91 vektprosent av det normale dodecan, 83 vektprosent av det normale tridecan og 83 vektprosent av det normale tetradecan som var tilstede i kerosen-påmatningsmaterialet. Den gjennomsnitlige normal-renhet av sorbatstrommen var 98,V vektprosent.

Resultatene av de to materialbalanser viser at ok-

ningen av vanninnholdet i molekylsiktene i kammeret k6 fra mindre enn 0,2 vektprosent til ca. 1,6 vektprosent bevirket en okning i ekstraksjonen på 13 vektprosent normal dodecan, 23 vektprosent normal tridecan og 23 vektprosent normal tetradecan. Dette er et resultat av de storre sorpsjonshastigheter av disse normale for-

bindelser inn i porestrukturen i molekylsikten, som i sin tur skyldes innføringen av vannet i molekylsikten.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å skille de normale hydrocarbon-

bestanddeler fra en flytende hydrocarbonblanding inneholdende normale og forgrenede .alifatiske samt cycliske hydrocarboner, ved hvilken blandingen bringes i kontakt med et lag av molekylsiktpartikler som holder tilbake de normale hydrocarbonbestanddeler av blandingen, idet ikke-adsorberte bestanddeler trekkes av fra laget av molekylsiktpartikler som den forste avlopsstrom fra prosessen, og laget av partikler som inneholder adsorberte normale hydrocarboner derefter bringes i kontakt med en strbm av desorberende væske inneholdende et normalt hydrocarbon av en molekylvekt forskjellig fra den av de normale hydrocarbonbestanddeler av blandingen, og en annen avlopsstrom innbefattende desorberte normale bestanddeler av blandingen trekkes av for seg fra laget,karakterisert vedat adsorpsjonshastigheten av den normale bestanddel med hoy molekylvekt i forhold til den normale bestanddel med lavere molekylvekt i hydrocarbonfasen i kontakt med molekylsiktpartiklene okes ved å opprettholde et vanninnhold i molekylsiktpartiklene på fra 0,5 til h vektprosent av partiklene.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1,karakterisert vedat der opprettholdes et vanninnhold i molekylsiktpartiklene i det angitte område ved tilsetning av vann til påmatningsstrbmmen av flytende hydrocarbonblanding, til påmatningsstrbmmen av desorberende væske eller samtidig både til hydrocarbonblandingen og den desorberende væske.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller ?,karakterisert vedat tilsetningen av vann til minst en av hydrocarbonpåmatningsstrbmmene utfores som reaksjon på at vanninnholdet i minst en av avlbpsstrbmmene fra prosessen faller til under 30 deler pr. million.