NO130356B - - Google Patents

Description

Hydrocarbon-separasjonsprosess.

Foreliggende oppfinnelse angår hydrocarbon-separering. Nær-mere bestemt angår denne oppfinnelse en simulert bevegelig-sjikt separasjonsprosess i hvilken en fast adsorbeht-rnasse og en varierende konsentrasjon av komponenter av en fluidumstrøm bringes i kontakt med hverandre i motstrøm.

Blant teknikkens stand er beskrevet motstrøms-separasjonsprosesser hvor det anvendes et fast adsorbent-sjikt i hvilket et fluidum-innløp forflyttes gjennom adsorbenten for å simulere et bevegelig-sjikt. Følgelig er det en strøm av adsorbent i forhold til fluidum som sirkulerer i prosessen. Spesielt angir teknikkens stand basisbegrepet vedrørende en simulert mot strøms•fast-stoff/fluidum-kontakt-prosess, hvor det gjøres bruk av et fast sjikt av fast adsorbent med bevegelige innløp- og utløpstrømmer som tillater en adskillelse av soner, i hvilke separate funksjoner med det mål å separere et utgangsmateriale i et raffinatprodukt og et ekst raktprodukt finner sted. Det er også kjent å anvende en rektifiseringssone plassert mellom en adsorpsjonssone og en desorpsjonssone, i hvilken et feiemiddel innføres i prosessen for å forskyve raffinat-material som er innesluttet i hulrommene mellom absorbentpartiklene, tilbake i adsorpsjonssonen. Dette hindrer raffinat-materialet i å passere fra adsorpsjonssonen inn i desorpsjons sonen, hvilket ville forurense ekst rakt-produkt et med raffinat. Det anvendte feiemiddel er valgt slik at det lett,kan skilles fra utgangsmaterialet ved destillasjon.

Det er innen teknikkens stand også beskrevet resirkulering av et raffinat-materiale til en andre desorpsjonssone for å fjerne desorbent fra adsorbenten som føres til en adsorpsjonssone. Formålet med å resirkulere raffinatmaterialet er å fullstendig fjerne desorbent fra adsorbenten før denne får anledning til å bringes i kontakt med utgangsmaterialene som føres inn i adsorpsjonssonen gjennom en mate-strøm. Således føres det resirkulerte raffinat inn i en adsorpsjonssone ved et punkt mellom utgangsmaterial-innløps - og raffinat-ut løps-punktene. Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse tillater drift av en adsorpsjonssone som tilføres utelukkende utgangsmateriale mens det fjernes en raffinat-st røm fra sonen. Det foretaes ingen resirkulering av raffinatet til adsorpsjonssonen ifølge-denne oppfinnelse.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse angår en simulert mot strøms-prosess med bevegelig-sjikt, i hvilken sonene forflyttes gjennom adsorbenten for å tillate forskjellige deler av adsorbent å funksjonere som adsorpsjons- og desorpsjonssoner. En rense-strøm inneholdende ekstrakt-materiale føres inn i den sone som er plas<*>sert mellom adsorps jonssonen og desorps jonssonen (1) for å fortrenge fra porene i adsorbent-sjiktet eventuelle raffinat-materialer innført i denne sone, (2) for å fjerne forurensninger i utgangsmaterialene adsorbert av adsorbenten, og (3) for vesentlig å redusere mengden av desorbent som normalt omgir adsorbent-partiklene i denne sone når det ikke anvendes en_rensestrøm. ;Siden materialet som fjernes fra desorpsjonssonen ved nor-male operasjoner, føres inn i sonen mellom desorpsjonssonen og adsorpsjonssonen, kan desorbentmaterialet bringes i kontakt med adsorbenten i denne sone. Adsorbenten som foreligger i sonen plassert mellom adsorps jonssonen og desorpsjonssonen inneholder mye adsorbert ekstrakt enda fludiumet som omgir adsorbenten inneholder relativt lite ekstrakt. ;Nærvær-av desorbent minsker adsorbentens evne til selektivt å fjerne ;i;denne lille mengde ekstrakt-materiale fra fluidumet som omgir adsorbenten. For å overvinne dette problem tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en rensestrøm, inneholdende en relativt høy prosent ekstrakt-materiale, som føres inn i sonen plassert mellom adsorpsjons- og desorps jonssonene for å erstatte desorbenten, som ved den tidligere kjente teknikk ville strømme inn i denne sone. ;Det ekstrakt som føres inn i den mellomliggende sone, kan enten være det ekstrakt som først fjernes fra desorpsjonssonen siden dette materiale er praktisk talt rent ekstrakt med lite tilstedeværende desorbent, eller fra ekstrakt gjenvunnet i en ekstrakt-strøm-fraksjo-neringsanordning. ;Et mål med foreliggende oppfinnelse er å føre en del av en relativt ren ekstrakt-strøm inn i en sone plassert mellom en adsorpsjonssone og en desorpsjonssone for å tillate tilstedeværende raffinat i denne sone (både adsorbert av adsorbenten og inne i hulrommene) å fortrenges fra denne sone av ekstrakt. Et annet mål er å føre ekstrakt-materialet inn i den mellomliggende sone for å redusere mengden av desorbent i denne sone. ;Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for separering av et hydrocarbon-utgangsmateriale til ekstrakt og raffinat med en adsorbent som er selektiv overfor ekstraktet sammenlignet med raffinatet, ved hvilken fremgangsmåte utgangsmaterialet innføres i en første sone av minst tre adsorbentsoner, hvilke soner er koplet i serie med ledningsanordninger mellom tilstøtende soner Og mellom ut-løpet av en endesone og innløpet til den andre endesone for å tilveiebringe syklisk fluidumstrømning gjennom adsorbentsonene, og hvor det i nærvær av en del av en desorbent selektivt adsorberes ekstrakt og en del raffinat på adsorbenten, idet den første sone er definert som den adsorbent som er lokalisert mellom utgangsmaterialinnløpet og raf-finatutløpet, hvor raffinatet fra første sone føres i nedstrømsretning fra utgangsmaterial-innløpet i forhold til utgangsmaterial-strømningen i første sone, minst en del av raffinatet gjenvinnes, hvor desorbent innføres i en tredje adsorbentsone lokalisert i oppstrømsretning fra første sone i forhold til utgangsmaterial-strømningen i første sone, ;i hvilken sone det desorberes ekstrakt som føres fra tredje sone i nedstrømsretning fra desorbentinnløpet i forhold til fluidumstrøm-ningen i tredje sone, og hvor minst en del ekstrakt gjenvinnes, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved atlen rensestrøm av ekstrakt innføres i en andre adsorbentsone lokalisert i oppstrømsretning fra ;første sone i forhold til fluidumstrømningen i første sone og i ned-strømsretning fra tredje sone i forhold til fluidumstrømningen i tredje sone, hvorved raffinat desorberes fra adsorbenten og raffinat ;■ JT;fortrenges fra de indre hulrom i adsorbenten, og/utgangsmateria 1-innløpet, raffinat-ut løpet, desorbentinnløpet, ekst rakt-ut løpet og rensestrøm-innløpet periodevis forflyttes gjennom adsorbenten i ned-strømsretning i forhold til fluidumstrømningen i første sone, hvorved sonene skiftes gjennom adsorbenten. ;Bade ekstrakt- og raffinatst rømmene kan inneholde mye eller bare lite desorbent, men fremdelse betraktes som ekstrakt- og raffinat -st rømmer . ;Når utgangsmaterialet til hydrocarbon-separasjonsprosessen ifølge denne oppfinnelse eksempelvis er en blanding av CoQ-aromatiske hydrocarboner, kan para-xylen (p-X) selektivt tilbakeholdes av adsorbenten og betraktes som ekstrakt, enten det er praktisk talt rent p-X eller p-X med en desorbent. I dette eksempel ville raffinatet være metaxylen, ortho-xylen og ethylbenzen (m-X, o-X, og EB), enten rent eller fortynnet med desorbent. Tilsvarende ville rensestrømmen være hovedsakelig ren p-X, selv om en liten mengde desorbent kan være til-st ede. ;Det "selektive volum" til adsorbenten er det volum av adsorbenten som adsorberer ekstrakt fra utgangsmaterialet. Det "ikke-selektive volum" er det volum av adsorbenten som ikke selektivt adsorberer ekstrakt fra utgangsmaterialet. Dette volum innbefatter både hulrom i adsorbenten som ikke inneholder adsorptive steder og det indre mellomromsvolum mellom adsorbentpartiklene. ;Når adsorbent "føres" inn i en operativ sone bærer dens selektive og ikke-selektive volumer fluidum.inn i denne sone. Det ikke-selektive volum bestemmer mengden av fluidum som må tilsettes denne sone for å fortrenge fluidumet som foreligger i det ikke-selektive volum. Hvis den tilsatte væske ikke spyler ut det ikke-selektive volum, vil det foreligge en netto innblanding av fluidum inn i sonen av adsorbenten. Denne innblanding er uønsket, da det innblandede fluidum som oftest inneholder raffinati ;Det selektive volum av adsorbenten kan i visse tilfeller adsorbere raffinat. Det foreligger'konkurranse mellom ekstrakt og raffinat om adsorptive steder i adsorbenten. Hvis en stor mengde raffinat foreligger i hulromsvolumet, og lite ekstrakt i dette volum, kan noe raffinat adsorberes av adsorbenten. ;Tre separate operasjonssoner er nødvendige ifølge foreliggende fremgangsmåte, selv om en eventuell fjerde sone også kan benyttes. I adsorpsjonssonen (sone 1) bringes adsorbent i kontakt med utgangsmaterialet og adsorberer et ekstraktmateriale fra utgangsmaterialet. Ikke-tilbakeholdte bestanddeler av utgangsmaterialet trekkes ut fra sone 1 som en raffinatstrøm. Raffinat-sammensetningen varierer fra hovedsakelig ren desorbent (foreliggende enten i adsorbentens selektive eller ikke-selektive volum fra et tidligere desorpsjonstrinn), til hovedsakelig 100 % raffinat-materiale. Sone 1 kan defineres som den adsorbent som er plassert mellom utgangsmaterial-innløpet og raff inat-ut løpet. ;Den generelle strømning i sone 1 er å betrakte som nedstrøms, utgående fra utgangsmaterial-innløpet til raffinatstrømmen. ;Umiddelbart i oppstrømsretning av sone 1 er sone 2 som er ;en rensesone. Grensene for sone 2 er bestemt av ekstrakt-utløpet og utgangsmaterial-innløpet. De vesentligste operasjoner som finner sted i denne sone er: (1) fortrengning fra det ikke-selektive volum av eventuelt raffinat-materiale innført i sone 2 ved forflytning av adsorbent inn i denne sone, og (2) desorpsjon av eventuelt raffinat-materiale adsorbert i det selektive volum av adsorbenten. Rensingen utføres med ekstrakt. Strømmen i sone 2 skjer i retning mot nedstrøms-grensen, dvs. utgangsmaterial-innløpet. ;Umiddelbart i oppstrømsretning av sone 2 er sone 3> desorpsjonssonen. En desorbent tilføres denne sone for å fortrenge ekstrakt som er adsorbert på adsorbenten under en tidligere kontakt med utgangsmaterialet. Sone 3 er bestemt ved dens oppstrømsgrense, desorbent-innløpet, og dens nedstrømsgrense, - ekst rakt-ut løpet. Retningen av fluidumstrømmen er den samme i sone 3 som i sone 1 og 2. ;I enkelte tilfeller kan også en fjerde sone anvendes. Denne sone er plassert umiddelbart i oppstrømsretning av sone 3. Sone 4 opp-bevarer mengden av den desorbent som er nødvendig i desorpsjons-trinnet, fordi raffinat som fjernes fra sone 1 føres inn i sone 4 for å fortrenge desorbent fra denne sone inn i desorpsjonssonen 3- Sone 4 inneholder nok adsorbent til å forhindre raffinat i å føres ut av sone 1 inn i sone 3 gjennom sone 4. Hvis raffinat fra sone 1 strømmet inn i sone 3, ville det ekstrakt som fjernes fra sone 3 bli forurenset. ;Hvis sone 4 ikke benyttes, styres raffinat-fjerningshastigheten om-hyggelig for å forhindre strømning av raffinat-materiale fra sone 1 ;til sone 4. Raffinatst rømmen som meddrives fra sone 1 vil også bli ;fraksjonert for å skille desorbent fra raffinat og minst en del av denne fraksjonerte desorbent vil bli sendt til sone 4- Dette trinn krever ytterligere fraksjonerings-utstyr, og resulterer i ueffektiv bruk av desorbent-materiale. ;En viktig faktor ved adsorpsjons-separeringsprosessen er adsorbentens selektivitet over-for en komponent sammenlignet med en annen komponent. Selektiviteten (B) er definert ved følgende ligning: ;hvor B er selektiviteten, x og y er volumprosent av de komponenter som skal sammenlignes, a og u er de adsorberte og ikke-adsorberte faser. Selektiviteten måles ved likevektsbetingelser, dvs. når utgangsmateriale som føres over et sjikt av adsorbent ikke forandrer sammensetning etter at det er brakt i kontakt med sjiktet av adsorbent . ;Ved adsorpsjons-separasjonsprosesser kan separering av aromater slike som xylener eller diethylbenzen utføres med krystallinske aluminiumoxydsilikat-adsorbenter. Vanlige krystallinske sluminium-oxydsilikater som effektivt kan separere aromater, er de syntetisk fremstilte X- og Y-zeolitter. ;X- og Y-zeolitt-adsorbenter inneholder fortrinnsvis katio-ner fra gruppen omfattende kalium, rubidium, cesium, barium, kopper, sølv, lithium, natrium, beryllium, magnesium, kalsium, strontium, cadmium, kobolt, nikkel, mangan og sink, og kombinasjoner derav på deres utskiftbare kationiske steder. ;Den desorbent som benyttes ved foreliggende fremgangsmåte skal være lett-separerbar fra utgangsmaterialet. Ved desorpsjon av ekstraktet fjernes både desorbent og ekstrakt sammen fra adsorbenten. Separasjon av disse to materialer er nødvendig for å øke ekstraktets renhet, således foretrekkes desorbenter med et kokepunktområde for-skjellig fra utgangsmaterialets, for å tillate bruk av fraksjonering for å separere ekstrakt fra desorbent og tillate gjenbruk av desorbent i prosessen. Når det ønskede produkt er en xylen-isomer, innbefatter de desorbenter som kan benyttes benzen, toluen, ethere, alko-holer, klorerte cykliske forbindelser, cykliske diener og ketonene. Xylener kan benyttes som desorbenter for diethylbenzen-utgangsmate-rialer mens diethylbenzen kan benyttes som desorbenter for xylen- ;utgangsmaterialer. ;Bade drift i væske-fase og damp-fase er mulig, selv om væskefasedrift foret rekkes på grunn av de lavere temperaturkrav og de noe bedre selektiviteter som er resultat av de lavere temperaturer. Temperaturer som kan benyttes ved adsorpsjon av en xylen-isomer, innbefatter fra ca. 4o - 250° C. Trykket kan variere fra 1-35 atm. Desorpsjonsbetingelser innbefatter de samme temperatur- og trykkområ-der, som ved adsorpsjon. ;Foreliggende oppfinnelse er spesielt nyttig ved behandling av utgangsmaterial-st rømmer omfattende minst to komponenter valgt fra diethylbenzener eller xylener innbefattende ethylbenzen med mulig (eventuell) inkludering av mengder av rett-kjedete og forgrenete paraffiner, cycloparaffiner og aromater innbefattet benzen, toluen, nafthalener og lignende materialer. Når aromatiske isomere separeres, foretrekkes det å anvende utgangsmaterial-strømmer inneholdende 80 - 100 volum% aromater. ;Den vedlagte tegning viser en spesifikk driftsmåte av prosessen, i den vedlagte tegning er det fire separate driftssoner med-regnet en valgfri fjerde sone. Tegningen angir et fast sjikt, - eller en serie av faste sjikt av adsorbent med innløps- og utløpsstrømmer tilkoplet de enkelte sjikt. Fluidumstrømningen i sjiktene er oppadgående og adsorbenten forblir stasjonær. En motstrømsstrømning av fluidum, - i forhold til den faste adsorbent, simuleres ved å for-flytte de individuelle innløps- og utløpsstrømmer etter hver driftsperiode. ;Enkelte av sonene 1,2, 3 og 4 kan kreve mer adsorbent enn de andre soner eller alle kan ha den samme mengde. Tre hovedsoner er nødvendige for å utføre en separasjon: en adsorpsjonssone, en rensesone og en desorpsjonssone. En valgfri fjerde sone forhindrer for-urensning av ekstraktet med raffinat fra sone 1. Endesonene 1 og 4 er forbundet ved rørledninger 10 og 11 som tillater fluidum fra sone 1 å strømme inn i sone 4 eller sone 3 om sone 4 ikke benyttes. Netto-fluidumstrømningen er i oppadgående retning, men i enkelte tilfeller kan en sone drives slik at den tillater strømning av fluidum, - for en kortere tid - i motsatt retning av nettofluidumstrømningen. Inn-løps- og utløpsstrømmer 5, 6, 7, 8 og 9 veksler, i samme retning som netto-fluidumstrømningen, etter hver driftssyklus. Normalt foretas veksling av innløps- og utløpsstrømmene langs det faste sjikt av adsorbent samtidig og i samme distanse langs sjiktet av adsorbent. ;I andre tilfeller kan to eller flere sone-funksjoner finne sted i adsorbenten mellom to innløps- og utløpsstrømmer før innløps-og ut løps st rømmene veksler. ;I tegningen er sone 1 en adsorpsjonssone, begrenset av mateledning 6 og raffinatledning 5, forbundet med sone 1 gjennom ledning 11. Rensesonen, sone 2, er begrenset av ekstraktledning 8 og mateledning 6. Desorpsjonssonen, sone 3, er begrenset av desorbent-innløpet 9 og ekst rakt ledningen 8- Den valgfri sone 4 er lokalisert mellom raffinatledningen 5 og desorbentledningen 9. ;Pumper og ventiler er ikke vist. En pumpe kan være plassert på et eller flere av rørene for å frembringe en total strømning i en retning. Systemets hydrauliske egenskaper kan være utformet for å frembringe strømning i en retning gjennom systemet, eller strømnings-retningsutstyr, slik som tilbakeslagsventiler kan være anbrakt mellom sonene for å frembringe en total strømning i en retning. ;Utgangsmaterialet innføres i prosessen gjennom mateledning 6. Siden den totale strømninger oppadgående vil et hvilket som helst materiale fra sone 2 gjennom ledning 12 innføres i sone 1. Ekstraktet, - og noe raffinat -, adsorberes i det selektive volum av adsorbenten. Det materiale som adsorberes,må ofte hyppig desorbere allerede tilstedeværende desorbent i adsorbentens selektive volum. Det er mulig å ha desorbentfri adsorbent ved å tillate et hovedsakelig rent raffinat fra sone 1 å bringes i kontakt med adsorbent i sone 4 for å fortrenge desorbent fra adsorbent som i den neste syklus vil være en del av adsorpsjonssonen. ;Idet utgangsmaterialet innføres i sone 1, fortrenges et like stort volum raffinat fra sone 1 inn i ledning 11. En del - eller alt - av raffinatet i ledning 11 kan utvinnes gjennom ledning 5, og resten sendes gjennom ledning 10 inn i enten sone 3 eller sone k, om denne benyttes. ;Den resirkulerende strøm føres inn i rensesonen 2 gjennom ledning 7. Ledning 7 kan være hvor som helst i sone 2, men det foretrekkes at ledning 7 er plassert slik.at det, er noe adsorbent lokalisert mellom ledning 7 og ledning 6. ;Sone 2 fjerner raffinat fra adsorbent. Når adsorbenten føres inn i rensesonen fra adsorpsjonssonen inneholder denne vanligvis noe raffinat, bade i det selektive volum og i dét ikke-selektive volum. Raffinatet fjernes, fra adsorbenten ved kontakt med ekstraktet eller rensestrømmen. Ved de kjente fremgangsmåter ville adsorbenten bringes i kontakt med en blanding av ekstrakt og en betydelig mengde desorbent, og denne blanding ville fjerne raffinatet fra adsorbenten. En del av ekstraktet innføres også inn i rensesonen 2 fra sone 3 gjennom ledning 13- Rensestrømmen tillater fjerning av raffinat fra adsorbent mens den i det vesentlige reduserer eller totalt eliminerer mengden av desorbent som strømmer inn i rensesonen. Eliminering eller vesentlig reduksjon av desorbent i rensesonen øker adsorbentens evne til å adsorbere ekstrakt fra væsken som omgir adsorbenten. ;Fluidumstrømmen i sone 2 kan reguleres ved å styre mengden av rensemateriale som innføres gjennom ledning J, det materiale som innføres gjennom ledning 13 eller mengden av materiale som fjernes gjennom.ledning 12. ;Sone 3> som er umiddelbart i oppstrømsretning av sone 2 med hensyn til den prinsipale fluidumstrømning i sone 2, tillater gjen-vinning av ekstrakt adsorbert av adsorbenten i soner 1 og 2. Desorbent innføres i sone 3 gjennom ledningene 9 og 14 og desorberer ekstrakt fra det selektive volum av adsorbenten. Ekstrakt utvinnes fra sone 3 gjennom ledningene 13 og 8- Fluidumstrømmen i sone 3 er derfor fra ledning 9 mot ledning 8-Adsorbenten i sone 3, spesielt ved oppstrøms-enden nær ledning 9, inneholder hovedsakelig ren desorbent, både å dens selektive og ikke-selektive volum. ;Sone 4 kan benyttes både for å redusere den nødvendige mengde desorbent og for å hindre forurensing av ekstrakt med raffinat. Når sone 4 benyttes, vil raffinat som ikke er fjernet gjennom ledning ;5, innføres i sone 4 gjennom ledningene 10 og 11 og fortrenge desorbent fra det ikke-selektive volum av adsorbenten. Desorbent vil samtidig fortrenges fra sone 4 gjennom ledning 14 inn i sone 3- Den fortrengte desorbent fra sone 4 virker til å redusere kravet til frisk desorbent fra ledning 9- ;Når sone 4 ikke benyttes, skal materialet som forlater ;sone 1 gjennom ledning 11 og som passerer forbi ledning 5 være raffi-natfritt. Det opprinnelige fluidum som medrives fra sone 1, inneholder en meget høy konsentrasjon av desorbent og må føres sikkert fra sone 1 til sone 3. Siden dette fluidum inneholder lite eller intet raffinat, vil det være en minsket eller stoppet uttrekking av fluidum gjennom rør 5. Når fluidumet som trekkes ut fra sone 1 inneholder en betydelig mengde raffinat , stoppes strømningen til sone 3 og raffinatet trekkes ut gjennom ledning 5. Mens raffinat trekkes.ut gjennom ledning 5, kan ;desorbent fores inn i sone 3 gjennom ledning 9. ;Det. materiale som.i begynnelsen taes ut gjennom ledning 8 er praktisk talt rent ekstrakt. Dette ekstrakt kan fullstendig trekkes ut fra-prosessen gjennom ledning 8, eller en del av ekstraktet kan innfores i sone 2 gjennom ledning 13 for-å spyle adsorbenten i sone 2. Etter en tid er en betydelig mengde desorbent tilstede i ekstraktet som .trekkes ut fra sone 3 gjennom ledning 13. Dette materiale kan deretter trekkes ut fra prosessen gjennom ledning 8. Deretter kan ledning 13, som forbinder ledning 8 til sone 2, stenges av og en "ytre" rensestrom av ekstrakt kan innfores i sone 2 gjennom ledning 7. Ekstraktet som trekkes ut fra sone 3 gjennom ledning 8 kan også frak-sjoneres for å separere desorbent fra ekstrakt, hvoretter en del av ekstraktet deretter redirkuleres gjennom ledning 7 til sone 2. Således kan ekstrakt stromme inn i sone 2 gjennom ledning 13, med ekstrakt-strommen ut fra ledning 8 hovedsakelig stoppet, eller hvis en betydelig mengde desorbent er tilstede, kan en ytre resirkulerende rensestrom benyttes i sone 2 eller en kombinasjon av begge. De totale effekter av resirkulasjonsstrommen er folgende: ;1) nedsettelse av den uheldige innvirkning av desorbent ;på adsorbentens selektivitet, spesielt hvor det er tilstede- små mengder ekstrakt i det ikke-selektive .volum, og det er onskelig å adsorbere de siste spormengder av ekstrakt, og 2) innforing av en rensestrom i sone 2 fortrenger raffinat som foreligger i adsorbentens ikke-selektive volum, fra nedstroms-delen i denne sone. Dette raffinat fortrenges inn i sone 1 gjennom ledning 12. ;En cyklisk fremskyndelse av innlops- og utlopsstrommene gjennom det faste sjikt kan foretas' med et grenror i hvilket ventil-ene manovreres fortlopende for å skifte innlops- og utlopsstrommer i samme retning som den totale fluidumstromning og således simulere en motstroms-stromning av fluidum i forhold til adsorbent. En roterende skiveventil til hvilken innlops- og utlopsstrommene er forbundet, ;og ledninger som forer innlops- og utlopsstrommene, skrider frem i samme retning gjennom sjiktet. Både grenror-arrangementet og roterende skiveventil. er kjent innen faget. ;Adsorbent veksler faktisk under driften. Adsorbent fjerner ekstrakt fra utgangsmaterialet i en-adsorpsjonssone og adsorbenten ;■ inngår 'deretter i en de sorpsjonssone og ekstrakt utvinnes. Det kan ;også være onskelig å rense porevolumet i adsorbenten idet den, i rea-liteten, beveges fra sone til sone. Dette vil hindre forurensing av fluidum i den nye sone med fluidum fra den gamle sone. ;Det er i mange' tilfeller onskelig å ha en eller flere innlops- eller utlopsstrommer i en sone som forblir uvirksom under de operasjoner som finner sted i sonen. Det kan være en eller flere ror forbundet med adsorbenten på samme måte som en av de opererende innlops- eller utlopsstrommer, slik at når en driftsperiode er fullfort, skiftes innlops- og utlopsstrommene ganske enkelt til neste uvirk-somme ror i nedstromsretning. Således tillater skifting av innlops-og utlopsstrommer konstant produksjon av raffinat og ekstrakt samtidig med konstant bruk av utgangsmateriale- og desorbent-strbmmer og den resirkulerende rensestrom. ;I dette eksempel ble sammenligninger foretatt mellom fast-sjikt-motstrbmsprosesser med og uten rensestrommer. ;Den benyttede apparatur besto av en kolonne inneholdende 24 individuelle sjikt av adsorbent koplet i serie. Overforingskraner mellom sjiktene tillot materiale å inntre i eller forlate prosessen. ;Den hele apparatur inneholdt 42,7 1 krystallinsk alu-miniumsoxydsilikatadsorbent. Silene in eholdt 6,2 1 selektivt volum og 25,<*>+ 1 ikke-selektivt volum.

Alle forsbk ble utfort ved 177° C og et trykk på 14,6 atm. Utgangsmaterialet var en xylenblanding inneholdende 14,4 vekt% p-X, 35,1 vekt$ m-X, 18,1 vekt% o-X, 31,9 vekt?? EB, 0,4 vekt$ isopropyl-benzen og 0,1 vekt% butylbenzen.

Den adsorbent som ble benyttet i alle forspk var en 13 X zeolitt-type som var blitt ionebyttet med både barium og kalium. For bruk i forsokene var adsorbenten torket ved forhoyet temperatur for å nedsette vanninnholdet i zeolitten.

Den benyttede desorbent i forsokene var en blanding av DE3 (diethylbenzen) isomere bestående av 60,4 YY% m-DE3 (væskevolumpro-sent meta-diethylbenzen), 7,4 YY% o-DEB (ortho-diethylbenzen), 25,6 YY% p-DEB (para-diethylbenzen) og 6,6 YY%- 33 (butylbenzen). Det eneste formål med disse forsbk var å bestemme fordelen med en resirkulerende rensestrom. Ingen forsbk ble gjort for å bestemme de opti-male driftsparametere med hensyn til temperatur, trykk, adsorbent, anvendt desorbent eller andre utgangsmaoerialer som måtte kunne an-

;vend e s.

Den anvendte apparatur inneholdt fire separate driftssoner.

En særlig beskrivelse av apparaturen er gitt i det fblgende, idet man starter i'nedstromsretning fra raffinat-utlbpet, ledning 5 inn i sone h. Sone 4 inneholder fire sjikt kopblet i serie. Ved ned-stromsgrensen til sone ^, ledning 9 er desorbent-innlbpet. Derpå folger sone 3 inneholdende seks adsorbentsjikt i serie. Ved nedstrbms-grensen til sone 3, ledning 8, er ekstraktutlopet. Derpå folger sone 2 inneholdende åtte adsorbentsjikt. Renseinnlbpet, ledning 7, er ett sjikt fra ledning 8. På nedstrbmssiden av ledning 7 er seks adsorp-sjonssjikt. Nedenfor disse seks adsorbentsjikt er feieinnlopet (ikke vist) fulgt av et ytterligere sjikt nedstrbms feie-innlbpet. Således inneholder sone 2 åtte sjikt, ett sjikt mellom ledning 7 og ledning 8, seks sjikt mellom ledning 7 og feie-innlbpet, og ett sjikt mellom feie-innlbpet og ledning 6. Feiestrbmmen fjernet utgangsmaterialkompo-nenter fra ledningen gjennom hvilket utgangsmaterialet var fort etter at utgangsmaterial-innlopet var flyttet til dets nye plassering i nedstrbms-retning. Dette forhindret at ekstrakt ble forurenset med raffinat.

Sone 1 og h var forbundet med en ledning 10 som inneholdt en pumpe som sirkulerte fluidum fra sone 1 til sone h. Regulerings-ventiler mellom adsorbentsjiktene kan også benyttes for å sikre at netto fluidumstrbmmen gjennom sjiktet går i en retning.

I de operasjoner hvor det ikke ble benyttet rensestrom ble ledning 7 tatt ut av prosessen og de gjenværende innlops- og utlopsstrommer var som ovenfor beskrevet.

I alle de forsbk som ble utfort-i dette eksempel krevet den totale syklus rundt i 2k sjikt ca. 1/2 time, eller 1,25 minutts operasjon mellom sjikt av utlops- og innlbpsstrbmmer.

En viktig faktor er tilbakelbpsforholdet i forskjellige driftssoner. Tilbakelbpsforholdet i en hvilken som helst sone er definert ved fblgende ligning:

Hvor tilbakelbpsforholdet er 0 er volumet av fluidum som trenger inn i en sone noyaktig lik det ikke-selektive volum av den inntrengende adsorbent. Hvis tilbakelbpsforholdet er positivt, over-skrider netto inntrengende fluidum det ikke-selektive volum til den .inntrengende adsorbent. Således vil det fluidum som trenger inn i sonen utrense ethvert fluidum som er tilbakeholdt i den inntrengende adsorbents ikke-selektive volum. Hvis tilbakelbpsforholdet er nega-tivt er volumet av fluidum innfort i sonen i det ikke-selektive volum til adsorbenten stbrre enn fluidumstrbmningshastigheten i denne sone. Således vil fluidum i det ikke-selektive volum til adsorbenten ikke fullstendig bli fjernet fra adsorbenten.

I de fleste tilfeller er tilbakelbpsforholdet i sonen posi^

tivt for effektivt å rense adsorbenten.

Tre forsbk ble utfort for å vise effekten av bruk av et ytre tilbakelbp (rensestrom). Driftsbetingelser og forsbksresultater er vist i den etterfblgende tabell:

Strbmningshastighet, 1 pr. minutt

ved 15° C

<1>-Definert som forholdet mellom ekstrakt i ekstraktstrbmmen og ekstrakt i både raffinat- og ekstraktstrbmmene.

Forsokene 2 og 3, i hvilke rensestrbmmen ble anvendt, bket renheten til ekstraktet fra 96,7 % til 99,2 - 99,6 %. De tre forsbk ble alle utfort ved samme driftsbetingelser med en ekstrak-sjonseffektivitet på 8'+ - 85 %, som er hby nok for kommersiell drift.

I forsbk 3 ble det benyttet mindre desorbent enn i 1 og

2. Den reduserte desorbentstrom inn i sone 3 reduserte sone 3's til-bakelopsforhold, og reduserte volumet av fluidum som passerte forbi ekstraktstrbm 8, som resulterte i en svak reduksjon av tilbakelbps-

forholdet i sone 2. De forbedrete resultater for forsbk 3 skyldes en okning i rensestrbmmen, eller ytre tilbakelbp, og ikke forandringer i sone-tilbakelbpsforholdet.

Okning i ekstraktrenhet var merkbar. Ekstrakt fra forsbk

1 inneholdt 825 % mer urenheter enn ekstrakt fra forsbk 3 (3,3 vekt$

urenheter mot 0,4 vekt$ urenheter). Tilsvarende gunstige resultater ble erholdt, men i mindre grad, i forsbk 2.

Kort sagt angår denne prosess en aromatisk-separasjons-

prosess, i hvilken det i minst tre soner foretas adsorpsjon, rensing og desorpsjon av et ekstraktmateriale fra et utgangsmateriale, hvor en rensestrom bestående av ekstrakt fores til prosessen for å til-

late utvinning av hovedsakelig alt ekstrakt fra utgangsmaterialet.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for separering av et hydrocarbon-utgangs-

materiale til ekstrakt og raffinat med en adsorbent som er selektiv overfor ekstraktet sammenlignet med raffinatet, ved hvilken fremgangsmåte utgangsmaterialet innfores i en fbrste sone av minst tre adsorbentsoner, hvilke soner er koplet i serie med ledningsanordninger mellom tilstbtende soner og mellom utlbpet av en endesone og innlbpet til den andre endesone for å tilveiebringe syklisk flui-dumstrbmning gjennom adsorbentsonene, og hvor det i nærvær av en del av en desorbent selektivt adsorberes ekstrakt og en del raffinat på adsorbenten, idet den fbrste sone er definert som den adsorbent som er lokalisert mellom utgangsmaterial-innlbpet og raffinatutlbpet, hvor raffinatet fra fbrste sone fores i nedstrbmsretning fra utgangsmaterial-innlbpet i forhold til utgangsmaterial-strbmningen i fbrste sone, minst en del av raffinatet gjenvinnes, hvor desorbent innfores i en tredje adsorbentsone lokalisert i oppstr.bmsretning fra fbrste sone i forhold til utgangsmaterial-strbmningen i fbrste sone, i hvilken sone det desorberes ekstrakt som fores fra tredje sone i nedstrbmsretning fra desorbent-innlbpet i forhold til fluidumstrbmningen i tredje sone, og hvor minst en del ekstrakt gjenvinnes, karakterisert ved at I) en rensestrom av ekstrakt innfores i en andre adsorbentsone lokalisert i oppstrbmsretning fra fbrste sone i forhold til fluidumstrbmningen i fbrste sone og i nedstrbmsretning fra tredje sone i forhold til fluidumstrbmningen i tredje sone, hvorved raffinat desorberes fra adsorbenten og raffinat fortrenges fra de indre hulrom i adsorbenten, og II) utgangsmaterial-innlbpet, raffinat-utlbpet, desorbent-innlbpet, ekstrakt-utlbpet og rensestrbm-innlbpet periodevis forflyttes gjennom adsorbenten i nedstrbmsretning i forhold til fluidumstrbmningen i fbrste sone, hvorved sonene skiftes gjennom adsorbenten.

2. Fremgangsmåte ifblge krav 1, karakterisert ved at ekstraktet gjenvinnes ved fraksjonering for å separere ekstrakt fra desorbent, og at rensestrbmmen er minst en del av det sepa-rerte ekstrakt.

3. Fremgangsmåte ifblge krav 1, karakterisert ved at en del av ekstraktet som fores fra tredje sone inneholder bare en mindre del av desorbenten, og at rensestrbmmen er minst en del -av ekstraktet fra tredje sone.