NO158140B - Fremgangsmaate ved adsorptiv raffinering av en hydrocarbonblanding. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved separasjon

av en kontinuerlig strøm av en hydrocarbontilførselsblanding i dampfase, som inneholder normale paraffiner og ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, i en adsorbatproduktfraksjon omfattende normale paraffiner og en raffinatproduktfraksjon omfattende ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, hvor det anvendes minst tre molekylsikt-adsorberingsmiddelskikt og det utføres gjentatte sekvenser av seks trinn.

Det er kjent at separasjon av visse oppløsninger

i fluidform kan oppnåes ved utnyttelse av adsorberings-egenskaper av materialer som er alminnelig kjent som mole-kylsikter. Slike materialer, som først og fremst er naturlig forekommende og syntetiske aluminosilikater,

har en porøs krystallinsk struktur med hulrom mellom kry-stallene som er tilgjengelige via porer av relativt ensartet diameter. Adsorpsjonen gjennom porene er selektiv, idet bare molekyler med en effektiv diameter som er mindre enn den karakteristiske porediameter i en gitt molekyls ikt,

kan adsorberes av disse. Derved tilveiebringes en basis for separasjon av molekyler i henhold til størrelse. Molekyl-sikter er særlig anvendelige for separasjon av blandinger av hydrocarboner med ulik molekylstruktur, f.eks. for utskillelse av normale paraffiner fra blandinger som også inneholder forgrenede og/eller cykliske hydrocarboner. En slik separasjon er vanligvis ikke gjennomførlig ved hjelp av de mer vanlige fremgangsmåter, såsom fraksjonert destillasjon eller oppløsningsmiddelekstråksjon.

Når en molekylsikt anvendes for slike separasjoner, føres et blandet utgangsmateriale over et skikt av siktmaterialet, slik at der kan finne sted adsorpsjon .på siktmaterialet av utvalgte molekyler. De sistnevnte betegnes adsorbatfraksjonen av utgangsmaterialet. Avløpet fra skiktet omfatter den gjenværende fraksjon av utgangsmaterialet, hvilken her vil bli betegnet som raffinat. Selve adsorpsjonen er selvfølgelig bare én fase av den totale separasjonsprosess, da adsorbatet i sin tur må desorberes fra sikten. En vanlig metode til å foreta en slik desorpsjon innebærer at man stanser strømmen av utgangsmateriale og leder en strøm av et elueringsmiddel over skiktet. Elueringsmidlet er vanligvis en forbindelse som selv adsorberes i siktens porer. Dersom adsorbatet er et normalt paraffin med et gitt antall carbonatomer, vil et foretrukket elueringsmiddel være et normalt paraffin med et annet antall carbonatomer. I dette tilfelle innebærer både adsorpsjonsfasen og desorpsjonsfasen av den totale separasjonsprosess utskiftning mellom elueringsmiddelmole-kyler og adsorbatirolekyler i molekylsiktskiktet, idet adsor-batmolekyler fortrenges fra siktens porer av elueringsmiddel-molekyj.er under desorpsjonstrinnet, og elueringsmiddel fortrenges av adsorbat under et påfølgende adsorpsjonstrinn.

En blanding av raffinat og elueringsmiddel tas ut som avløp fra skiktet under adsorpsjonsfasen, mens en blanding av absor-bat og elueringsmiddel tas ut under desorpsjonsfasen. Slike blandede avløp, som betegnes henholdsvis prosessens raffinatprodukt og prosessens adsorbatprodukt, blir deretter vanligvis underkastet ytterligere bearbeidelse for gjenvinning av elueringsmidlet, slik at dette kan resirkuleres til adsorpsjonsskiktene.

Hva angår anvendelsen av et gitt molekylsiktskikt for separasjonsformål gir utførelsen av adskilte adsorpsjons- og desorpsjonstrinn ikke mulighet for kontinuerlig utførelse av prosessen, hvilket ofte er ønskelig for effektiv kommersiell drift. Det er imidlertid kjent at visse diskontinuiteter forbundet med bruken av ett enkelt skikt kan elimineres og at andre prosessfordeler kan oppnåes ved anvendelse av flere molekylsiktskikt.

Med hensyn til adsorpsjonsprosesser i dampfase for utskillelse av normale paraffiner fra hydrocarbonblandinger er det fra US patentskrift nr. 3 451 924 kjent en slik fler-skiktsprbsess, som harpvist seg å være særlig fordelaktig. Gjennom gjentatt omdirigering av prosesstrømmer til tre adsorberingsskikt i en 6-trinns sekvens kan fremgangsmåten ifølge dette patentskrift utføres kontinuerlig med hensyn til såvel strømningen av hydrocarbontilførsel og strømningen av elueringsmiddel til skiktene. Dessuten oppnåes der ved strømning av visse prosesstrømmer i serie gjennom to adsorberingsmiddelskikt at hvert adsorberingsmiddelskikt belastes til nær full kapasitet, uten at det oppstår noe tap av de normale paraffiner til prosessens raffinatprodukt.

Den kjente prosess ifølge US patentskrift nr. 3 451 924 kan best beskrives under henvisning til den vedføyede fig. 1, som i seks deler merket fra a) til f) skjematisk viser hvert av de seks prosesstrinn. Fig. 1 a) viser et trinn av prosessen hvor en kontinuerlig strøm av en paraffinholdig, blandet hydrocarbontilførselsstrøm i dampfase, betegnet 10, ledes til et første molekylsiktskikt betegnet A, hvilket skikt funksjonerer som et primært adsorpsjonsskikt for adsorpsjon av de normale paraffiner i tilførselen.

En avløpsstrøm 11 tas ut fra skiktet A og føres til et annet skikt merket B, som tjener som et sekundært adsorpsjonsskikt, hvilket fanger opp normale paraffiner som unnslipper adsorpsjon i eller "bryter gjennom" molekylsiktskikt A. En rai.finatstrøm 20 best°ende hovedsakelig av ikke-normale paraffiniske hydrocarboner fra tilførselen og av elueringsmiddel, tas ut fra skikt B. Denne raf f inatblar.ding blir i typiske tilfeller-separert i en elueringsmiddelfraksjon og en fraksjon av ikke-normale paraffiniske hydrocarboner i prosessutstyr som er anordnet på nedstrømssiden, og som ikke utgjør noen del av adsorpsjonsprosessen og derfor ikke er vist på tegningen. Den fraskilte elueringsmiddelfraksjon blir vanligvis resirkulert. Under prosesstrinnet vist på fig. 1

a) ledes også en kontinuerlig strøm av elueringsmiddel 30

til et tidligere belastet skikt C for desorpsjon av normale

paraffiner i dette. Et adsorbatprodukt 40 tas ut fra skikt C. Dette adsorbatprodukt blir så i typiske tilfeller separert

i en fraksjon av normale paraffiner og en elueringsmiddelfraksjon'i et ikke vist prosessutstyr på nedstrømssiden, og elueringsmidlet resirkulert til adsorpsjonsprosessen.

Det tidligere kjente prosesstrinn som er vist på fig.

1 a), fortsette* inntil skikt'A er blitt belastet med adsorbat til hovedsakelig full kapasitet og descrpsjonen fra skikt C er hovedsakelig fullført, på hvilket tidspunkt pro-sesstrømmene omdirigeres til trinnet vist på fig. 1 b). Idet det nu henvises til sistnevnte figur, ledes den kontinuerlige strøm av hydrocarbontilførsel, som også her er betegnet med henvisningstall 10, direkte til molekylsiktskikt B, som tjener som eneste adsorpsjonsskikt i dette prosesstrinn.

Dnn kontinuerlige strøm av elueringsmiddel 30 føres til skikt

A for å fjerne ikke-adsorberte tilførselsmateriale-hydrocarboner fra hulrommene i dette. Da den utgående rensestrøm 31 fra renseskikt A inneholder ikke-adsorberte og desorberte normale paraffiner, føres den til nylig descrbert skikt C, som tjener som et rensningssikrende skikt hvor disse normale paraffiner kan oppfanges. Avløp fra skikt B og avløp fra skikt C, som begge er sammensatt hovedsakelig av. ikke-normale paraffiniske hydrocarboner fra tilførselen og av elueringsmiddel, kan føres sammen, som vist, til ett enkelt raffinatprodukt 20. Alternativt kan de to avløpsstrømmer opprettholdes som separate raffinatprodukter for anvendelse eller opparbeidelse på nedstrømssiden. Der fåes ingen adsorbatproduktstrøm i prosesstrinnet vist på fig. lb).

Så snart skikt A er blitt effektivt renset med hensyn til ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, omdirigeres prosesstrømmene til trinnet vist på fig. 1 c). Dette trinn er prinsipielt meget likt trinnet ifølge fig. 1 a), hvilket er indikert ved at samme henvisningstall er benyttet for de to figurer. Her er imidlertid skikt A desorpsjonsskiktet, mens skikt B er det primære adsorpsjonsskikt og skikt C er det sekundære adsorpsjonsskikt. Prosessen kobles så i tur og orden til trinnene d), e) og f) på fig. 1. Etter at trinn

f) er fullført kobles prosessen over til trinn a) på fig. 1. Den 6-trinns prosessekvens gjentas kontinuerlig på denne måte

så mange:ganger som det måtte være ønskelig. Funksjoneringen av hvert skikt i hvert av de seks prosesstrinn er oppsummert i tabell I.

Som følge av den kontinuerlige, cykliske natur av denne prosess er den blitt betegnet "Merry-go-Round"-prosessen.

Til tross for at fremgangsmåten ifølge US patentskrift nr. 2 4 51 92 4 har oppnådd kommersiell suksess, er den be-heftet med en rekke ulemper. Eksempelvis vil det av fig. 1 seer at tre av de seks prosesstrinn ikke gir noe adsorbatprodukt. I prosesstrinnene (a), (c) og (e) forekommer et raffinatprodukt 20 som med hensyn til strømningsmengde ligger nær opp til hydrocarbontilførselen. Dessuten forekommer der også under disse tre trinn et adsorbatprodukt 4 0 som med hensyn til. strømningsmengde kommer nær opp mot s'_rømmen av elueringsmiddel. I trinnene (b), (d) og (f) er der imidlertid bare én raffinatproduktstrøm som med hensyn til strømnings-mengde tilsvarer summen av tilførselen og elueringsmiddel-strømmen. Opparbeidelse på nedstrømssiden av slike produkt-strømmer i dampfase, som undergår gjentatte diskontinuiteter med hensyn til strømningshastighet og sammensetning, har vist' seg meget vanskelig. Eksempelvis har det vært umulig å rea-lisere effektive varmegjenvinningstiltak eller fullt ut stabile prosesser på nedstrømssiden for å gjenvinne elueringsmiddel fra adsorbat- og raffinatproduktstrømmer.

Videre har anvendelsen av et nylig desorbert molekylsiktskikt for'avsluttende rensning i trinnene (b), (d) og (f) av den kjente prosess hatt uheldige virkninger på ydelsen av dette skikt når dette umiddelbart deretter skr.l anvendes for adsorpsjon. Rensestrømmen inneholder ikke baie de ikke-normale paraffiniske tilførsel- hydrocarboner som er blitt fjernet fra hulrommene i renseskiktet, men også en betyde-lig mengde normale paraffiner fra tilførselen, som ble elu-ert fra renseskiktet med strømmen av elueringsmiddel. I den tidligere kjente prosess adsorbéres de normale paraffiner i tilførselen fra avløpet av rensestrøm i den fremre del det rensningssikrende skikt. Imidlertid blir det rensningssikrende skikt så koblet for anvendelse som sekundært adsorpsjonsskikt, ved hvilken anvendelse strømmen til skiktet for det meste utgjøres av en blanding av ikke-normale paraffiner fra hydrocarbontilførselen og av elueringsmiddel desorbert fra det primære adsorpsjonsskikt.

Elueringsmidlet i denne strøm har tendens til å utvide adsorps jonsf ronten i det sekundære skikt ved å desorbere normale paraffiner som stammer fra tilførselen, fra deri fremre del av skiktet, hvilke i sin tur så readsorberes lenger ned på nedstrømssiden i skiktet hvor konsentrasjoner av n-paraffiner som stammer fra tilførselen, er lavere. Som en følge herav vil de normale paraffiner fra tilførselen, på det tids-

punkt da skiktet kobles fra sekundær adsorpsjon til primær adsorpsjon, ikke adsorberes i en skarp adsorps jonsf ront nær inn-løpet til molekylsiktskiktet, men i stedet spres gjennom skiktet. Når hydrocarbontilførselen ledes over skiktet under dets påfølgende tjeneste som skikt for primær adsorpsjon,

vil normale paraffiner fra tilførselen påtreffes i avløpet fra skiktet lenge før skiktet er vesentlig belastet.

Ved hjelp av oppfinnelsen er det nu utviklet en ny, forbedret, kontinuerlig, flerskikts, cyklisk dampfaseprosess for utskillelse av normale paraffiner fra en hydrocarbonblanding som inneholder normale paraffiner og ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, ved hjelp av hvilken man i vesentlig grad reduserer de ovennevnte problemer som knytter seg til de kjente fremgangsmåter. Ved denne ledes en kontinuerlig strøm av en tilførselsblanding og en kontinuerlig strøm av et elueringsmiddel i gjentatte sekvenser av 6 prosesstrinn til minst tre adsorberingsmiddelskikt for separasjon av blan-dingen i en adsorbatfraksjon omfattende normale paraffiner og en raffinatfraksjon omfattende ikke-normale paraffiniske hydrocarboner.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes det således en fremgangsmåte ved separasjon av en kontinuerlig strøm av en hydrocarbontilførselsblanding i dampfase, som inneholder normale paraffiner og ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, i en adsorbatproduktfraksjon omfattende normale paraffiner og en raffinatproduktfraksjon omfattende ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, hvor det anvendes minst tre molekylsikt-adsorberingsmiddelskikt og det utføres gjentatte sekvenser av de følgende seks trinn: 1) tilførselsblandingen føres gjennom et første adsor-

beringsmiddelskikt,

et avløp taes ut fra det første skikt og føres gjennom et andre adsorberingsmiddelskikt,

adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det tredje skikt, og

raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det andre

skikt,

2) en strøm av elueringsmiddel føres gjennom det første adsorberingsmiddelskikt,

tilførselsblandingen føres gjennom det andre skikt, og

raffinatprodukt taes ut som avløp fra det andre skikt, 3) tilførselsblandingen føres gjennom det andre skikt, et avløp taes ut fra det andre skikt og føres gjennom det tredje skikt,

strømmen av elueringsmiddel føres gjennom det første skikt,

adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det første skikt, og

raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det tredje

skikt,

4) strømmen av elueringsmiddel føres gjennom det andre adsorberingsmiddelskikt,

tilførselsblandingen føres gjennom det tredje skikt, og

raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det tredje

skikt,

5) tilførselsblandingen føres gjennom det tredje skikt, et avløp taes ut fra det tredje skikt og føres gjennom det første skikt,

strømmen av elueringsmiddel føres gjennom det andre skikt,

adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det andre skikt, og

raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det første

skikt, og

6) strømmen av elueringsmiddel føres gjennom det tredje

adsorberingsmiddelskikt,

tilførselsblandingen føres gjennom det første skikt, og

raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det første

skikt.

Fremgangsmåten utmerker seg ved at trinnene 2), 4) og 6) dessuten utføres som følger: 2) strømmen av elueringsmiddel deles i en desorpsjons-strøm, som inneholder mellom 50 og 95 vol% av elue-ringsmiddelstrømmen, og en rensestrøm, som inneholder mellom 5 og 50 vol% av elueringsmiddelstrømmen, rensestrømmen føres gjennom det første skikt, desorpsjonsstrømmen føres gjennom det tredje skikt, et avløp taes ut fra det første skikt og føres gjennom det andre skikt, og adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det tredje skikt, 4) strømmen av elueringsmiddel deles i en desorpsjons-strøm, som inneholder mellom 50 og 95 vol% av elue-ringsmiddelstrømmen, og en rensestrøm, som inneholder mellom 5 og 50 vol% av elueringsmiddelstrømmen, rensestrømmen føres gjennom det andre skikt, desorpsjonsstrømmen føres gjennom det første skikt, et avløp taes ut fra det andre skikt og føres gjennom det tredje skikt, og adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det første skikt, og 6) strømmen av elueringsmiddel deles i en desorpsjons-strøm, som inneholder mellom 50 og 95 vol% av elue-ringsmiddelstrømmen, og en rensestrøm, som inneholder mellom 5 og 50 vol% av elueringsmiddelstrømmen, rensestrømmen føres gjennom det tredje skikt, desorpsjonsstrømmen føres gjennom det andre skikt,

et avløp taes ut fra det tredje skikt og føres gjennom det første skikt, og

adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det andre skikt.

I praksis har fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

de fordeler som har kjennetegnet den konvensjonelle flerskikts-molekylsikt-adsorpsjonsprosess ifølge US patentskrift nr. 3 451 924. På samme måte som denne kjente fremgangsmåte kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres under anvendelse av kontinuerlige strømmer av såvel utgangsmateriale som elueringsmiddel til skiktene. Også ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen benyttes et skikt for sekundær adsorpsjon, som hindrer utbrytning av normale paraffiner og strømning av disse inn i raffinatproduktet når skiktet for primær adsorpsjon nærmer seg full kapasitet.

I tillegg til dette gir fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen mange vesentlige fordeler fremfor de kjente fremgangsmåter. Av stor betydning er det at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir en ubrudt strømning av adsorbatprodukt gjennom prosessen og en sammensetning av såvel raffinatproduktet som adsorbatproduktet som er mer konstant gjennom de gjentatte sekvenser av skiftninger mellom de ulike prosesstrinn. Disse aspekter av oppfinnelsen gjør det mulig med en mer stabil drift av prosessutstyr på nedstrømssiden, derunder mer effektiv energigjenvinning.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er videre fordelaktig sammenlignet med fremgangsmåten ifølge US patentskrift nr. 3 451 924 ved at den eliminerer den ovenfor omtalte ulempe forbundet med et rensningssikrende skikt bestående av et nettopp desorbert molekylsiktskikt. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen føres avløpet fra renseskiktet, som utgjør en relativt liten strøm, i blanding med større mengder hydro-carbontilf ørsel til det eneste adsorpsjonsskikt. Under en slik drift vil avløpet fra renseskiktet ikke ha noe vesentlig uheldig virkning på adsorpsjonsfronten i noe skikt.

Ved eliminering av det tidligere anvendte nylig desorberte skikt som tjente som rensningssikrende skikt oppnåes der ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen et lengere tidsrom i løpet av hvilket desorpsjon kan finne sted. Desorpsjonen i hvert skikt spenner over to av de seks prosesstrinn. Skjønt den totale volumetriske strøm av elueringsmiddel til et skikt under en 2-trinns desorpsjon i henhold til oppfinnelsen ikke nødvendigvis er større enn den totale strømning under én-trinnsdesorpsjonen som anvendes ved den ovenfor beskrevne kjente fremgangsmåte, oppnåes der likevel en mer effektiv desorpsjon, som følge av den rolle diffusjon spiller ved for-trenqningen ^v paraffiner ved hjelp av elueringsmiddel i mole-kylsiktens porer i skiktet.

Den ovenfor i hovedtrekkene beskrevne oppfinnelsen skal nu beskrives mer detaljert under henvisning til den vedføyede fig. 2. Figuren viser skjematisk driften av tre molekylsiktskikt , betegnet A, D og C, gjennom en sekvens av seks prosesstrinn, hvilke er vist hver for seg i de deler av fig. 2 som er merket fra (a) til (f) .

Fig. 2 (a) viser trinn 1 av en cyklisk prosess i henhold til oppfinnelsen, i hvilket trinn en kontinuerlig strøm av en hydrocarbontilførsel 110 i dampfase inneholdende normale paraffiner føres til molekylsiktskikt A, som tjener som et primært adsorpsjonsskikt for adsorpsjon av nevnte normale paraffiner. Et avløp, strøm 111, tas ut fra skikt A og føres til et andre skikt B som tjener som et sekundært adsorpsjonsskikt, hvilket fanger opp normale paraffiner i tilførselen som bryter gjennom skikt A. Et prosessraffinatprodukt, strøm 12 0, med et innhold av normale paraffiner som er vesentlig redusert i forhold til innholdet i strøm 110, tas ut fra skikt B. Under prosesstrinnet vist på fig. 2 (a) ledes likeledes en kontinuerlig strøm av elueringsmiddeldamp 130 til skikt C, hvilket tidligere er blitt belastet med normale paraffiner fra tilførselen, for desorpsjon av disse fra mole-kylsikten. Et prosessadsorbatprodukt 140, som hovedsakelig inneholder normale paraffiner fra tilførselen og elueringsmiddel, tas ut fra dette desorpsjonsskikt.

Prosesstrinnet vist på fig. 2 (a) fortsettes inntil skikt A er belastet hovedsakelig til full kapasitet med normale paraffiner fra tilførselen, på hvilket tidspunkt prosessen kobles over til trinn 2, som er vist på fig. 2 (b). Her deles den kontinuerlige strøm av elueringsmiddel i to strømmer, nemlig en desorpsjonsstrøm 135 omfattende mellom 50 og 95% av den totale elueringsmiddelstrøm, og en rense-strøm 136 som utgjøres av resten av elueringsmiddelstrømmen. Desorpsjonen av skikt C'fortsettes under dette trinn av prosessen etterhvert som strøm 135 føres gjennom dette og en adsorbatproduktstrøm 140 tas ut. Renseandelen av elueringsmidlet, dvs. strøm 136, føres gjennom skikt A for å fjerne ikke-adsorberte tilførsel-hydrocarboner fra hulrommene i skiktet. Renseavløpet 137 fra skikt A, som inneholder.en vesentlig mengde normale paraffiner, ledes til innløpet til skikt B, hvilket i dette trinn av prosessen funksjonerer som et eneste adsorpsjonsskikt, idet det også mottar hydrocarbon-tilf ørselsblanding 110. Strømmen 137 og strømmen 110 kan inn-føres i skikt B enten hver for seg eller sammen. Et raffinatprodukt 120 tas ut fra skikt B.

Trinn 2 fortsettes inntil skikt A er blitt effektivt renset med hensyn til ikke-normale paraffiniske hydrocarboner fra tilførselen og desorpsjonen av skikt C er hovedsakelig fullført, på hvilket tidspunkt prosesstrømmene omdirigeres til trinn 3 vist på fig. 2 (c). Under dette trinn ledes den kontinuerlige strøm av tilførselsblanding 110 til det primære adsorpsjonsskikt B. En avløpsstrøm 111 fra skikt B ledes til det nettopp desorberte skikt C, som nu tjener som sekundært adsorpsjonsskikt. Raffinatprodukt 120 tas ut fra skikt C. Skikt A undergår desorpsjon ved at den totale eluerings-middelstrøm 130 innføres i dette skikt og adsorbatprodukt 140 tas ut.

Så snart skikt B er blitt vesentlig belastet med normale paraffiner fra tilførselsblandingen gjennom operasjonen i trinn 3 kobles prosessen over til trinn 4, som vist på

fig. 2 (d). I dette trinn deles pi ny elueringsmiddelstrømmen i en desorpsjonsstrøm 135, som føres til skikt A, og en rensestrøm 136, som innføres i skikt B. Desorpsjonsstrømmen av elueringsmidlet omfatter mellom 50 og 95% av den totale strøm av elueringsmiddel, mens renseandelen av eluerings-middelstrømmen omfatter de gjenværende 5 - 50%. Under dette prosesstrinn tas adsorbatprodukt 140 fortsatt ut som avløp fra desoprsjonsskikt A. Renseavløp 137 fra skikt D og til-førselsstrøm 110 føres begge til skikt C, som tjener som et eneste adsorpsjonsskikt for oppfangning av normale paraffiner som stammer fra tilførselsblandingen. Raffinatprodukt 120

tas ut fra skikt C.

Etter fullføring av rensingen av skikt B og desorpsjonen av skikt A i trinn 4 kobles prosessen over til trinn 5, som vist på fig. 2 (e). I trinn 5 føres den kontinuerlige tilførselsstrøm 110 direkte til det primære absorpsjonsskikt C. Avløp 111 fra dette skikt føres til sekundært absorpsjonsskikt A. Raffinatprodukt 120 tas ut fra skikt A. Hele strømmen av elueringsmiddel 130 ledes til skikt B, og adsorbatprodukt 140 tas ut fra dette skikt.

Trinn 5 fortsettes inntil skikt C er vesentlig belastet med normale paraffiner fra tilførselsblandingen, på hvilket tidspunkt prosesstrømmene kobles over til strømningsmønsteret i trinn 6, som er vist på fig. 2 (f). For å oppnå hensikten med dette prosesstrinn deles elueringsmiddelstrømmen igjen i en desorpsjonsandel 135, som utgjøres av 50 til 95% av den totale elueringsmiddelstrøm, og en renseandel 36, som ut-gjøres av de gjenværende 5 - 50% av den totale eluerings-middelstrøm. Strømmen av elueringsmiddel for desorpsjon 135 ledes til skikt B, og adsorbatprodukt 140 tas ut fra dette skikt. Skikt C mottar strømmen av renseandelen 136 av elu-eringsmiddelstrømmen. En avløpsstrøm 137 fra renseskikt C

og tilførselsblanding 110 føres begge til molekylsiktskikt A-r Raffinatprodukt 120 tas ut fra skikt A.

Etter fullføring av trinn 6, dvs. når de normale paraffiner stammende fra tilførselsblandingen er blitt effektivt desorbert fra skikt B, og ikke-normale paraffiniske hydrocarboner er blitt fjernet fra skikt C, har fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen undergått en hel syklus. Prosess-strømmene kobles nå over til trinn 1, og sekvensen av trinn 1-6 gjentas på den ovenfor beskrevne måte så mange ganger som det er behov for.

Funksjonene av hvert av de tre molekylsiktskikt i

hvert av de seks prosesstrinn som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er oppført i tabell II.

For oversiktens skyld er det på fig. 2, under henvisning til hvilken oppfinnelsen er beskrevet ovenfor, ikke vist detaljer vedrørende hele det nødvendige nett av sammenbindende rørledninger, ventiler og instrumentering som benyttes for å foreta dirigeringen av prosesstrømmene gjennom den seks trinns syklus. Ved den ovenstående beskrivelse av oppfinnelsen er det også utelatt detaljerte beskrivelser av kjente prosedyrer for anvendelse av ett eller flere skikt i tillegg til de tre som kreves for utførelsen av oppfinnelsen, med tanke på periodisk regenerering av hvert skikt. Eksempelvis kan der anordnes et fjerde adsorberingsmiddelskikt, slik at prosessen kan opprettholdes kontinuerlig under regenereringen av et skikt, i hvilket tilfelle beskrivelsen av 6-trinns prosessen har gyldighet for de gjenværende tre skikt som på et gitt tidspunkt anvendes for adsorpsjon, desorpsjon og rensning. Slikt tilleggsutstyr og slike prosedyrer ansees å være velkjente for fagmannen på området og skulle derfor ikke kreve noen inngående beskrivelse hér.

Det er av avgjørende betydning ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at man under trinn 2, 4 og 6 deler elu-eringsmiddelstrømmen til adsorpsjonsskiktene som ovenfor beskrevet, for derved å sørge for samtidig anvendelse både for desorpsjon og rensning. Det er nødvendig å dele denne elueringsmiddelstrøm slik at mellom 5 og 50% av eluerings-middelstrømmen under disse trinn tilveiebringes som rense-strøm og de gjenværende 50 - 95% tilveiebringes som desorp-sjonsstrøm. De praktiske begrensninger som er lagt på opp-delingen av elueringsmiddelstrømmen i en desorpsjonsstrøm og en rensestrøm,- bestemmes ut fra hensynet til det minste volum rensestrøm som er nødvendig for å fylle hulrommene i renseskiktet, adsorpsjons- og desorpsjonsegenskapene av de normale paraffiner i tilførselsblandingen og elueringsmidlet og også den maksimale ønskelige totale strøm av renseavløp og tilførselsblanding til det eneste adsorpsjonsskikt, idet sistnevnte selv er basert på slike faktorer som adsorpsjons-effektivitet i skiktet, oppsmuldring av siktmaterialet, løfting av skiktet dersom det benyttes oppadrettet strømning, osv. Fortrinnsvis drives fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen på en slik måte at den totale strømning av den totale strøm-ning av elueringsmiddel er mellom fire og åtte ganger strømmen av de normale paraffiner i til førselsblandingen under samtlige prosesstrinn, og videre slik at strømmen av elueringsmidlets renseandel er mellom 10 og 4 0 volum% av den totale elueringsmiddelstrørn i trinn 2, 4 og 6. Aller helst er renseandelen av elueringsmiddelstrømmen i disse trinn mellom 15 og 30 voluml av den totale elueringsmiddelstrørn, idet de gjenværende 70 - 85 volum% anvendes som desorpsjons-strøm.

Samtidig rensning og desorpsjon i henhold til trinn 2, 4 og 6 av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble ikke fore-tatt ved de tidligere kjente adsorpsjonsprosesser. Både ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og ved den tidligere kjente fremgangsmåte fortsetter rensningen av et belastet skikt før det desorberes, bare så lenge som det eneste adsorpsjonsskikt er i stand til å forhindre vesentlig gjennombrytning av normale parraffiner inn i raffinatproduktet. Under ut-førelsen av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er adsorpsjonsfronten i det eneste adsorpsjonsskikt skarpere, og gjennom-brytningen forsinkes. Videre kan en større andel av pro-sessekvensen vies til rensning og desorpsjon. Sammenlignet med den kjente teknikk kan den ønskede totale mengde elu-erihgsmiddeldamp for rensning således nu tilføres renseskiktet over et lengere tidsrom og således med lavere strømningshastighet. Følgelig er strømningshastigheten av elueringsmiddelstrømmen for rensning gjennom et gitt renseskikt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bare 5 - 50% av den som anvendes ved den kjente fremgangsmåte.

For å gjennomføre syklusen av prosesstrinn som ovenfor beskrevet er det nødvendig å ta i betraktning slike forhold som typen og mengden av molekylsikt i adsorpsjonsskiktene,. driftstemperaturene og - trykkene i skiktene og de forskjel-lige prosessdampstrømmer, strømningshastigheten og sammensetningen av tilførsel og elueringsmiddel, og den periodiske regenerering av hvert enkelt molekylsiktskikt. Generelt kan det sies at innvirkningen av disse forhold på driften av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ikke-er vesentlig forskjel-lig fra innvirkningen på beslektede kjente adsorpsjonsprosesser hvor der anvendes flere molekylsiktskikt. Med andre ord medfører fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i hovedsak en. endring kun av sekvensen av prosesstrinn ved anvendelsen av flere molekylsiktskikt for separasjon av normale paraffiner fra en blandet hydrocarbontilførsel i dampfase, og den nødvendiggjør ikke vesentlige endringer i de parametere som i faget er anerkjent som egnede for drift av de enkelte sikt-skikt. Valget av slike driftsparametere og generelle prosedyrer ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan således foretas på basis av i faget velkjente prinsipper. Eksempelvis er egnede og foretrukne driftsparametere for anvendelse ved separasjon av normale paraffiner med fra 5 til 30 carbonatomer, og spesielt de med fra 11 til 15 carbonatomer, fra ikke-normale paraffiniske hydrocarboner beskrevet i US patentskrift nr. 3 451 924. Innholdet av dette patentskrift inn-lemmes derfor i denne beskrivelse ved henvisning.'En meget velegnet hydrocarbontilførselsblanding er kerosen..

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal nu ytterligere illustreres gjennom følgende eksempel og sammenligningseksempel..

Sammenligningseksempel

I henhold til fremgangsmåten ifølge US patentskrift

nr. 3 451 924, som ovenfor er beskrevet under henvisning til

fig. 1, anvendes tre molekylsikt-adsorpsjonsskikt, hvert inneholdende 54.431 kg av en molekylsikt av type 5A, for å separere en cn~ ci^ kerosenstrøm i dampfase kontinuerlig og med konstant strømningshastighet (4 00 kmol pr. time) i et adsorbatprodukt inneholdende normale paraffiner og et raffinatprodukt inneholdende ikke-normale paraffiner. En kontinuerlig og konstant strøm (616,4 kmol pr. time) elueringsmiddel bestående av n-octan tilføres prosessen. Temperaturen i samtlige prosesstrømmer og i samtlige skikt er 350°C. Tilførsels-blandingen tilføres prosessen ved et trykk på ca. 2,90 bar, mens elueringsmidlet tilføres méd et trykk på ca. 4,00 bar. Ytterligere enkeltheter vedrørende disse prosesstrømmer frem-går av tabell III. Ved separasjon i praksis av et typisk kerosentilførselsmateriale gir fremgangsmåten ifølge dette sammenligningseksempel et adsorbatprodukt (ved midlere strøm-ningsmengde 503 kmol pr. time) inneholdende ca. 90% av de normale paraffiner som var tilstede .i utgangsmaterialet, og et raffinatprodukt (midlere strømningsmengde ca. 513 kmol pr. time) som inneholder praktisk talt samtlige ikke-normale paraffiniske hydrocarboner som var tilstede i tilførsels-materialet.

Eksempel

De samme tre molekylsikt-adsorberingsmiddelskikt som

er beskrevet i det ovenstående sammenligningsekaempel, kan benyttes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for utskillelse av normale paraffiner fra den samme kontinuerlige strøm av kerosentilførselsmateriale. Også prosesstemperaturene og

-trykkene er de samme som i sammenligningseksempélet.

Også i dette tilfelle benyttes en strøm av 616 kmol pr. time n-octan som elueringsmiddel. I de trinn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som her betegnes trinn 2, 4 og 6,

må elueringsmiddelstrømmen deles i en elueringsmiddelstrørn for rensning og en elueringsmiddelstrørn for desorpsjon. I dette eksempel foretas en deling slik at 80% av den totale elueringsmiddelstrørn anvendes for desorpsjon og 20% av den totale elueringsmiddelstrørn anvendes for rensning. Denne oppsplitting ansees som nær optimal.

Ved utførelsen av fremgangsmåten ifølge.oppfinnelsen

i henhold til dette eksempel vil kvaliteten ved separasjonen av tilførselsmaterialet i et adsorbatprodukt som inneholder normale paraffiner, og et raffinatprodukt som inneholder ikke-normale paraffiner, bli minst like god som ved ut-førelse av den tidligere kjente fremgangsmåte i henhold til sammenligningseksempelet. Dertil oppnåes en vesentlig forbedret kontinuitet av prosessens produktstrømmer sammenlignet med den tidligere kjente fremgangsmåte. Således vil man av tabell III f.eks. se at mens der i sammenligningseksempelet, som ikke utføres i henhold til oppfinnelsen, fåes en strømningshastighet av adsorbatet som undergår varia-sjoner mellom 0 kmol pr. time og 567 kmol pr. time, ligger variasjonene i dette eksempel, hvor fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen illustreres, i området mellom 435 og 572 kmol pr. time. Likeledes vil raffinatstrømmen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som illustrert i dette eksempel, variere bare mellom 445 og 582 kmol pr. time, mens der ved den kjente fremgangsmåte illustrert i sammenligningseksempelet opptrer viariasjoner mellom 445 og 1061 kmol pr. time. De samme kon-traster mellom den ydelse som oppnåes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og ydelsen ved den kjente fremgangsmåte trer frem ved en sammenligning av kontinuiteten i sammensetningen av produktstrømmene. Eksempelvis består raffinatproduktet i prosesstrinn 1, 3 og 5 av fremgangsmåten ifølge sammenligningseksempelet raffinatproduktet hovedsakelig av ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, mens raffinatet i trinn 2, 4 og 6 hovedsakelig består av elueringsmidlet n-octan. Sammensetningen av raffinatet er mer konstant gjennom samtlige trinn i eksempelet som illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og raffinatet består alltid først og fremst av ikke-normale paraffiniske hydrocarboner. Disse for-bedringer med hensyn til kontinuitet av såvel produktstrømmer som produktsammensetninger er et resultat ene og alene av den nye sekvens av prosesstrinn som anvendes ved fremgangs-

måten ifølge oppfinnelsen. Alle andre aspekter ved driften av de tre molekylsiktskikt er de samme i eksempelet som illustrerer oppfinnelsen og i sammenligningseksempelet som illustrerer den kjente teknikk.

Som bemerket ovenfor sees de aspekter av oppfinnelsen som vedrører den forbedrede kontinuitet i prosesstrømmene,

å medføre vesentlige praktiske fordeler i forbindelse med opparbeidelsen av adsorbat- og raffinatprodukter på nedstrøms-siden, f.eks. hva angår varmegjenvinning, gjenvinning av elueringsmiddel, osv. Da begge produktstrømmer foreligger i dampfase, er det spesielt vanskelig å dempe vesentlige diskontinuiteter i strømningsmengde og konsentrasjon som oppstår som følge av sekvensen av omkoblinger gjennom de for-skjellige prosesstrinn av de tidligere kjente fremgangsmåter.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte ved separasjon av en kontinuerlig strøm av en hydrocarbontilførselsblanding i dampfase, som inneholder normale paraffiner og ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, i en adsorbatproduktfraksjon omfattende normale paraffiner og en raffinatproduktfraksjon omfattende ikke-normale paraffiniske hydrocarboner, hvor det anvendes minst tre molekylsikt-adsorberingsmiddelskikt og det utføres gjentatte sekvenser av de følgende seks trinn: 1) tilførselsblandingen føres gjennom et første adsorberingsmiddelskikt , et avløp taes ut fra det første skikt og føres gjennom et andre adsorberingsmiddelskikt, adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det tredje skikt, og raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det andre skikt, 2) en strøm av elueringsmiddel føres gjennom det første adsorberingsmiddelskikt, tilførselsblandingen føres gjennom det andre skikt, og raffinatprodukt taes ut som avløp fra det andre skikt, 3) tilførselsblandingen føres gjennom det andre skikt, et avløp taes ut fra det andre skikt og føres gjennom det tredje skikt, strømmen av elueringsmiddel føres gjennom det første skikt, adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det første skikt, og raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det tredje skikt, 4) strømmen av elueringsmiddel føres gjennom det andre adsorberingsmiddelskikt, tilførselsblandingen føres gjennom det tredje skikt, og raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det tredje skikt, 5) tilførselsblandingen føres gjennom det tredje skikt, et avløp taes ut fra det tredje skikt og føres gjennom det første skikt, strømmen av elueringsmiddel føres gjennom det andre skikt, adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det andre skikt, og raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det første skikt, og 6) strømmen av elueringsmiddel føres gjennom det tredje adsorberingsmiddelskikt, tilførselsblandingen føres gjennom det første skikt, og raffinatprodukt taes ut som et avløp fra det første skikt, karakterisert ved at trinnene 2), 4) og 6 ) dessuten utføres som følger: 2) strømmen av elueringsmiddel deles i en desorpsjons-strøm, som inneholder mellom 50 og 95 vol% av elue-ringsmiddelstrømmen, og en rensestrøm, som inneholder mellom 5 og 50 vol% av elueringsmiddelstrømmen, rensestrømmen føres gjennom det første skikt, desorpsjonsstrømmen føres gjennom det tredje skikt, et avløp taes ut fra det første skikt og føres gjennom det andre skikt, og adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det tredje skikt. 4) strømmen av elueringsmiddel deles i en desorpsjons-strøm, som inneholder mellom 50 og 95 vol% av elue-ringsmiddelstrømmen, og en rensestrøm, som inneholder mellom 5 og 50 vol% av elueringsmiddelstrømmen, rensestrømmen føres gjennom det andre skikt, desorpsjonsstrømmen føres gjennom det første skikt, et avløp taes ut fra det andre skikt og føres gjennom det tredje skikt, og adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det første skikt, og 6) strømmen av elueringsmiddel deles i en desorpsjons-strøm, som inneholder mellom 50 og 95 vol% av elue-ringsmiddelstrømmen, og en rensestrøm, som inneholder mellom 5 og 50 vol% av elueringsmiddelstrømmen, rensestrømmen føres gjennom det tredje skikt, desorpsjonsstrømmen føres gjennom det andre skikt, et avløp taes ut fra det tredje skikt og føres gjennom det første skikt, og adsorbatprodukt taes ut som et avløp fra det andre skikt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en desorpsjonsstrøm som inneholder mellom 60 og 90 volum% av elueringsmiddelstrømmen og en rensestrøm som inneholder mellom 10 og 40 volum% av elueringsmiddelstrømmen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendes en strømningshastighet av elueringsmidlet som er mellom fire og åtte ganger så stor som strømningshastigheten av de normale paraffiner i til-førselsblandingen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det anvendes en desorpsjonsstrøm som inneholder mellom 70 og 85 volum% av elueringsmiddelstrømmen og en rensestrøm som inneholder mellom 15 og 30 volum% av elueringsmiddelstrømmen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at det som hydrocarbontil-førselsblanding anvendes et kerosen inneholdende normale paraffiner med mellom 11 og 15 carbonatomer.