NO162853B - Separering av normal-parafiner fra hydrokarbonblandinger ved en konstant-trykk-prosess. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår separering av n-paraffiner fra ikke-n-hydrokarboner i blandinger som inneholder hydrokarbon-damper. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for økt separering av n-paraffiner fra strømmer som inneholder gassolje og kerosen.

En isobarprosess for separering av n-paraffiner fra utgangsmateriale som inneholder hydrokarbondamp med 10 til 25 karbonatomer pr. molekyl og som inneholder en blanding av nevnte n-paraffiner og ikke-n-hydrokarboner er beskrevet i TJS-PS 3 422 005 (Avery). Utgangsmaterialet i denne prosessen kan inneholde gassolje med 16 til 25 karbonatomer pr. molekyl, kerosen med 10 til 15 karbonatomer eller en blanding av disse. Som beskrevet i patentet, omfatter prosessen trinnene fra (1) adsorpsjon, det vil si selektiv adsorpsjon av n—paraffiner, (2) medstrømsrensing med n-heksan for å spyle ut tomromsdamp som inneholder en høy konsentrasjon av ikke-adsorberbare komponenter, det vil si ikke-n-hydrokarboner, fra den øvre eller avløpsdelen av sjiktet, (3) motstrømsrensing med n-heksan for å desorbere n-hydrokarbon-adsorbat fra sjiktet, hvor adsorberte n-hydrokarboner med høyest molekylvekt er konsentrert nær bunnen eller mate-innløpet av sjiktet. Avløpet som fjernes fra den øvre del av sjiktet avkjøles og føres til ikke-n-deheksaniseringskolonne hvorfra ikke-n-hydrokarboner trekkes bort som flytende bunnprodukt. Avløpet som fjernes fra bunnen av sjiktet avkjøles og føres til en n-paraffin-deheksaniseringskolonne hvorfra n-paraffinbunnene trekkes av. n-heksan føres bort fra toppen av kolonnen og overføres til lagring som en væske og oppvarmes derefter og benyttes som rensevæske som angitt ovenfor. Fordelene ved å benytte n—heksan som rensevæske og å benytte et relativt høyt isobart trykknivå ved adsorpsjon-desorpsjon sammen med et relativt lave temperaturområde for adsorpsjon-desorpsjon er nevnt i Avery-patentet.

Mens fremgangsmåten i Avery-patentet er ønskelig ved at den gjør det mulig for n-paraffiner hensiktsmessig å bli skilt ut fra en hydrokarbonstrøm, er det av interesse for de for de foreliggende teknikker å utvikle forbedrede fremgangsmåter for å utfwre prosessen og spesielt fremgangsmåter som gjør det mulig å redusere utstyrsomkostningene og å spare energi. En vesentlig side ved oppfinnelsen, som er av spesiell interesse i denne henseende, er n-heksan som benyttes for spyling og desorpsjon. Fortrinnene ved å benytte n-heksan for slike formål er gjengitt i Avery-patentet. Mens bruken av n-heksan i fremgangsmåten er meget ønskelig og foretrukket, representerer utstyret som benyttes og energiforbruket ved bruk av redestillert a—heksan-resirkulert materiale for slike renseformål ikke desto mindre et vesentlig omkostningselement ved separeringsprosessen efter Avery. Enhver reduksjon i størrelsen på utstyret og energiforbruket forbundet med bruken av n-heksan for renseformål på resirkulert basis vil tjene til å øke den generelle tekniske og økonomiske hensiktsmessighet ved Avery-prosessen i kommersielle operasjoner.

Det er påvist og gjengitt av Avery at separeringsprosessen bør utføres ved en temperatur over duggpunktet for hydro-karbontilførselen og tilstrekkelig høy til å unngå kapillarkondensasjon. Dette er nødvendig for å unngå at det dannes en flytende menisk i makroporene i adsorpsjonspelletene. Hvis man ikke tok slike forholdsregler, vil ikke isomerkondensatet i adsorberende makroporer bli fullstendig fjérnet under desorpsjonstrinnet og renheten i n-paraffinen så vel som separasjonen av adsorberte og ikke-adsorberte komponenter vil være lavere enn i en heldampprosess. Det er mulig å unngå kapillarkondensasjon ved å sikre at forholdet mellom metningstrykket i tilført materiale (det vil si duggpunkts-trykket) og driftstrykket er mer enn ca. 2. For dette formål bør for eksempel et gassoljemateriale med for eksempel et duggpunkt på 354°C og et typisk driftstrykk på ca. 1,75 atmosfærer bringes i kontakt med en molekylsikt som er adsorpsjonsmiddel ved en temperatur på ca. 387'C. Ved en slik temperatur før man imidlertid for sterk krakking av gassoljen med koksdannelse og rask deaktlverlng av det absorber-ende middel. Av denne grunn er det foretrukket å .arbeide ved temperaturer på mellom 315 og 370°C med utgangsmaterlaler som Inneholder gassolje. I denne henseende skal det bemerkes at krakklng og deaktiveringshastigheter øker med økende molekylvekt og problemene er mindre alvorlige med hensyn til de lettere kerosenmaterialer. Et spesielt problem foreligger derfor når det gjelder å behandle gassoljer med hensyn til å benytte tilstrekkelig høye temperaturer til å unngå kapillarkondensasjon uten å måte vesentlige krakkings- og deaktive-ringsproblemer.

Avery beskriver at man overvinner dette problemet ved å tilføre tilstrekkelig redestillert n-heksan-rensegass til utgangsmaterialet som inneholder gassolje for å redusere den resulterende blandings duggpunkt og unngå kapillarkondensasjon ved det ønskede driftstrykk slik at man kan få en drift ved temperaturer under 370°C. Siden det adsorberende middel allerede inneholder n-heksan fra det forangående rensetrinn, føres n-heksan som er tilført utgangsmaterialet for fortynning av dette fra sjiktet sammen med ikke-adsorberte ikke—n-hydrokarboner og tidligere adsorbert n-heksan. Dette avløpet fraksjoneres som angitt ovenfor, hvor n-heksan-fraksjonen fra toppen resirkuleres for bruk som rensegass eller for blanding med utgangsmaterialet.

Det er foreslått å resirkulere adsorpsjonsavløpet, det vil si produktet av ikke-n-hydrokarboner til utgangsmaterialet for ønsket fortynning. Selv om begge disse fremgangsmåter kan benyttes til å overvinne kapillarkondensasjon samtidig som man kan benytte driftstemperaturer under 370°C, har hver av dem ulemper som begrenser den generelle økonomi og effekti-vitet ved separasjonsprosessen. Således vil bruken av omdestillert n-heksan for fortynning av utgangsmaterialet øke størrelsen på utstyret som benyttes og den forbrukte energimengde ved behandling av den resirkulerte n-heksan-strøm, noe som øker de generelle omkostninger ved drift. Bruken av avløpet fra adsorpsjonen for slike fortynningsformål har en tendens til å øke mengden ikke-n-hydrokarboner i utgangsmacerialet og også mengden n-paraffiner som er til stede i produktavløpet og derved redusere renheten i så vel som ikke-n-hydrokarbonprodukter og separat gjenvinning av n-paraffinmateriale. Det er derfor behov for forbedringer i prosessen for å separere n—paraffiner fra hydrokarbonblandinger, spesielt slik de finnes i gassoljematerialer.

Det er et formål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for separering av n—paraf-finer fra hydrokarbonblandinger.

Det er et annet formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe innretninger for å redusere utstyret og energiomkostningene forbundet med bruk av en resirkulert strøm av n-heksan i prosessen for å separere n-paraffiner fra hydrokarbonutgangs-materialer.

Det er et annet formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for separering av n-paraffiner fra utgangsmaterialer som inneholder gassoljer uten kapillar-kondensasjonsvirkninger.

Det er et videre formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for effektiv og gunstig separering av n-paraffiner fra utgangsmaterialer som inneholder gassolje ved temperaturer under 370'C.

Med spesiell henvisning til disse formål vil oppfinnelsen bli beskrevet 1 detalj i det efterfølgende og hvor spesielt de nye sidene vil bli pekt ut i de vedheftede krav.

I henhold til dette angår foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for separering av n-paraffiner fra ikke-n-hydrokarboner ved en konstant-trykkprosess fra et utgangsmateriale som inneholder mellom 10 og 40 mol-# n-paraffiner med fra 10 til 25 karbonatomer og ikke-n-hydrokarboner ved (1) selektiv adsorpsjon av n-paraffiner i et adsorberende sjikt som inneholder en molekylsikt, (2) medstrømsrensing med n-heksan for å fjerne tomromsgass som inneholder en høy konsentrasjon av ikke-n-hydrokarboner fra avløpsenden av sjiktet, (3) motstrømsrensing med n-heksan for å desorbere n-paraffin-adsorbat fra sjiktet, (4) gjenvinning av n-heksan fra nevnte separerte n-paraffiner og ikke-n-hydrokarboner og

(5) resirkulering av n-heksanet for rensing av sjiktet,

idet man når utgangsmaterialet inneholder gassolje fortynner med n-heksan, fortrinnsvis med medstrømsrenseavløpet som kilder for n-heksan, og gjennomfører adsorpsjoner ved en temperatur under 370°C uten kapillarkondensasjon idet 'en del av desorpsjonsavløpet føres bort fra motstrømsrensetrinnet som en kilde for n-heksan og benyttes for medstrømsrensing, og fremgangsmåten karakteriseres ved at 30 til 70$ av det totale medstrømsrenseavløp benyttes for fortynning av utgangsmaterialet.

Oppfinnelsen beskrives i det efterfølgende under henvisning til den vedlagte tegning som representerer et skjematisk flytdiagram for en utførelse av oppfinnelsen som benytter tre adsorberende sjikt som drives i parallell.

Oppfinnelsen er som nevnt en forbedret fremgangsmåte for separering av n-paraffiner fra en hydrokarbonblanding som er til stede i utgangsmaterialet som inneholder gassolje eller kerosen. Gassolje kan bredt defineres som en hydrokarbonblanding som har et opprinnelig kokepunkt ifølge "American Society of Testing Materials" (ASTM) på over 204°C og et ASTM-sluttkokepunkt på under 370°C. Gassolje inneholder vanligvis fra ca. 10 til ca. 40 mol-# n-paraffiner med 16 til 25 karbonatomer. Disse n-paraffiner benyttes som råmaterialer for syntesen av proteiner, mykgjøringsmidler og alkoholer. Det er imidlertid nødvendig å separere slike n-paraffiner fra ikke-n-hydrokarboner som finnes i gassoljematerialene.

På tilsvarende måte kan oppfinnelsen benyttes for separering av n-paraffiner fra ikke-n-hydrokarboner som finnes i kerosenmaterialer. Slik kerosen kan bredt defineres som en hydrokarbonblanding som har et opprinnelig ASTM-kokepunkt på ca. 135'C og et ASTM-sluttkokepunkt på under 315>°C. Kerosen inneholder mellom 10 og 40 mol-% n-paraffiner med 10 til 15 karbonatomer pr. molekyl.

Som nevnt ovenfor, beskriver Avery-patentet en isobar- eller konstant-trykkprosess for å oppnå en slik separering som består av: (1) adsorpsjon av n-paraffiner på et adsorberende middel, (2) medstrømsrensing av det adsorberende sjikt med n—heksan for å fjerne ikke-n-hydrokarboner og (3) motstrøms-rensing av sjiktet med n-heksan for å desorbere n-paraffinene fra sjiktet. Når gassoljematerialene behandles, benyttes ytterligere n-heksan for å fortynne gassoljematerialet for å senke duggpunktet i blandingen og unngå kapillarkondensasjon slik at prosessen kan utføres under 370"C for å unngå for sterk krakking av gassoljen med resulterende koksdannelse og rask deaktivering av det adsorberende middel.

Oppfinnelsen hviler på bruk av motstrømsrenseavløp, det vil si desorpsjonsavløp som kilde for n-heksan som benyttes for medstrømsrensing av sjiktet. Slike motstrømsrenseavløp benyttes i stedet for n-heksan tilveiebragt ved redestil-lering av medstrømsrensingen og nevnte motstrømsrenseavløp eller adsorpsjonsavløp. Størrelsen på utstyret og mengden energi som forbrukes for den resirkulerte n-heksan-rensestrøm reduseres derved.

På tegningene går gassolje eller kerosenmateriale inn i prosessystemet gjennom pumpen 11 ved et trykk på 4,6 atmosfærer og materialet oppvarmes til 315°C i varmeveksleren 13 og kjelen 12 hvorfra det føres gjennom ledningen 41 og kontrollventilen 51a til det første absorpsjonssjiktet 16a. Sjiktet kan bestå av kalsiumzeolitt A i form av kuler med en diameter på ca. 1,5 mm. Dampblandingen føres oppover gjennom nevnte sjikt 16a med et trykk på ca, 2,1 atmosfærer for adsorpsjon av n-paraffiner. Under adsorpsjonstrinnet adsorberes n-paraffiner selektivt og en adsorpsjonsfront av n—paraffin dannes nær innløpssiden av sjiktet 16a. Efter hvert som adsorpsjonen skrider frem, beveger denne fronten seg oppover fra innløpsdelen og forskyver n-heksankomponent som er adsorbert i den forangående cyklus. En del av de ikke-n-hydrokarboner som ikke adsorberes fra materialet ved gjennomføring i sjiktet, det vil si cykliske og forgrenede hydrokarboner, føres gjennom den øvre del av sjiktet 16a til ledningen 46 som et første avløp. Dette avløp inneholder også gradvis forskjøvet, readsorbert og reforskjøvet n-heksan-rensekomponent og eventuelt n-heksan som er benyttet som fortynningsmiddel for hydrokarbonmaterialet. Det må påpekes at adsorpsjonsfronten av n-paraffin i virkeligheten består av mange individuelle fronter som hver skyldes et spesielt molekyls adsorberende evne på molekylsikten i sjiktet 16a. For n-paraffiner vil molekyler som inneholder det laveste antall karbonatomer være minst sterkt adsorbert. Slike molekyler vil derfor være i den første fronten i sjiktet. Efter en på forhånd bestemt tid som fortrinnsvis er når den forreste adsorpsjonsfront har nådd et på forhånd bestemt punkt i sjiktet 16a, for eksempel efter 5 minutter, avsluttes strømmen av hydrokarbonmateriale ved at man stenger innløps-ventilen 51a.

Det første avløpet fra sjiktet 16a og som inneholder ca. 20% n-heksan, føres gjennom kontrollventilen 56a til felles-ledningen 46 hvorfra det føres gjennom varmeveksleren 13. For å forenkle fraksjonert kondensasjon, avkjøles dette første avløpet til ca. 193°C med en kjølevæske som hydrokarbon-råstoffet. Det avkjølte første avløp føres til eu deheksaniseringskolonne for n-hydrokarboner 20 ved et trykk på ca. 1,4 atmosfærer. I denne kolonnen fraskilles ikke-n-hydrokarboner og trekkes ut som flytende bunnprodukt gjennom ledningen 21 som har en kontrollventil 22. n-heksan føres bort som topp-fraksjon i^n 1 ledningen 47. Deheksaniseringskolonnen 20 består av en destlllasjonskolonne med tilstrekkelig antall teoretiske trinn til at n-heksan går ut på toppen og bunnproduktene er fri for n-heksan i en slik grad som er nødvendig for å møte aktuelle produktspesifikasjoner for ikke-n-hydrokarboner. Deheksaniseringskolonnen 20 omfatter også en koker 25 ved bunnen. Topproduktene fra deheksaniseringskolonnen kondenseres 1 en luftkjølt eller vannkjølt kondensator 19 og samles opp i et lagringskar 38 hvorfra n-heksan ved hjelp av pumpen 28 føres gjennom ledningen 23 til deheksaniseringskolonnen 31 som tilbakeløp og gjennom ledningen 24 til varmeveksleren 18 og derfra til kjelen 17 og ledningen 44 for desorpsjonsrensing.

Ved avslutning av adsorpsjonstrinnet avledes en del av desorpsjonsavløpet i ledningen 43 gjennom ledningen 42 som omfatter kontrollventilene 59 og 52a, til lnnløpsbunndelen av første sjikt 16a for strømning opp gjennom dette i samme retning, det vil si medstrøms med hydrokarbonmaterialet som allerede strømmer der. Denne rensegassen inneholder stort sett den samme andel n—heksan som resirkulert n-heksan som tidligere ble benyttet for dette formål og det er påvist at nevnte desorpsjonsavløp effektivt kan benyttes istedenfor resirkulert, redestillert n-heksan. Den medstrømmende rensegassen kan adsorberes internt og vil effektivt fjerne ikke-internt sorberte molekyler, det vil si ikke-n-hydrokarboner som er igjen i sjiktet, sammen med rester av mategass som er igjen i ikke-selektive områder i sjiktet efter adsorpsjonen. Den medstrømmende rensegassen føres gjennom første adsorpsjonskammer 16a ved temperatur og trykk for adsorpsjonstrinnet. En slik medstrøm er nødvendig for å rense ut tomromsgass som inneholder den høyeste konsentrasjonen av ikke-adsorberbare komponenter ved den øvre eller avløpsenden av sjiktet.

Bruken av desorpsjonsavløp for medstrømsrensing ifølge oppfinnelsen har vist seg å være en fordel som nevnt ovenfor ved at mengden redestillert, resirkulert n-heksan som behandles i hver driftscyklus er redusert, noe som fører til vesentlige besparelser i energi og utstyr for prosessen.

I en alternativ utførelse av oppfinnelsen benyttes en medrensings-avløpsledning 45 (den lange øverst på figuren) og kontrollventller 55a, 55b og 55c i stedet for medrensings-mateledningen 42 og kontrollventilene 59, 52a, 52b og 52c. Medrensingsgassen tilføres direkte gjennom desorpsjonsavløps-ventilene 53a, 53b og 53c, hvor to desorpsjonsavløpsventiler alltid er åpne under medrensingstrinnet. I denne utførelsen kontrolleres mengden medrensingsmating på avløpsledningen snarere enn på mateledningen. I utførelser hvor medrensings-avløpet eller en del av dette avledes som en kilde for n-heksan for fortynning av det tilførte materialet, føres medrensingsavløpet delvis til ledningen 46 og delvis til ledningen 45, mens alt medrensingsavløp føres til ledningen 46 når en slik fortynning av det tilførte materialet ved medrensingsavløpet ikke er benyttet.

Ved avslutning av medstrømsrensetrinnet, tilføres n-heksan-rensegass fra ledningen 44 og kontrollventilen 54a til den øvre del av det første sjikt 16a ved den temperatur og trykk som benyttes i adsorpsjonstrinnet for motstrømsrensing gjennom dette. Motstrømsrensingen desorberer n-paraffin-hydrokarbonadsorbatet fra molekylsiktsjiktet 16a. Den resulterende blanding føres fra den lavere del gjennom ledningen 43 med kontrollventilen 53a. Motstrømsrensing benyttes for desorpsjon av adsorbatet siden det tyngste, det vil si n-hydrokarboner med høyest molekylvekt, er mere konsentrert nær den lavere del, det vil si matningsinnløpet av s'jiktet. Ved å benytte motstrøm underkastes de tyngste paraffin-hydrokarboner rensing eller desorbering av både selv rensegassen og de lettere paraffin-hydrokarboner som er desorbert fra den øvre del av sjiktet.

Det annet avløp i ledning 43 som inneholder mellom 80 og 97 vekt-# n-heksan, avkjøles fra 315 til ca. 93° C i varmeveksleren 18 ved hjelp av n-heksan og føres derefter til faseseparatorkaret 27 med 2 til 3 anrikningsbrett. Stort sett ren n-heksangass føres derfra til kondensatoren 19. Den gjenværende paraffin-heksanblanding føres gjennom ledningen 29 til deheksaniseringskolonnen 31 for n-hydrokarboner med et trykk på ca. 1,5 atmosfærer. Avkjøling og faseseparasjon forenkler separering av n-heksan og n-paraffiner ved fraksjonert kondensasjon, hvor separasjonen kan økes med 2 til 3 brett og tjener også til å redusere mengden n-heksan som må behandles i deheksaniseringskolonnen 31. I denne kolonnen skilles gassblandingen i en bunnkomponent av n—paraffin som trekkes ut gjennom ledningen 32 med en kontrollventil 33, og en toppkomponent av n-heksan. Nevnte deheksaniseringskolonnen for n-paraffiner 31 som drives på tilsvarende måte som deheksaniseringskolonnen 20 for ikke-n-hydrokarboner har en gjenkoker 35 ved den lavere del og et passende antall teoretiske plater slik at n-heksan kommer ut på toppen og bunnproduktene er uten n-heksan, noe som er nødvendig for å måte spesielle produktspesifikasjoner for n—paraffinhydrokarboner.

n-heksan-topproduktet fra deheksaniseringskolonnen 31 for n—hydrokarboner føres til kondensatoren 19 og derfra til lagringskaret 38 sammen med toppfraksjonen av n-heksan fra deheksaniseringskolonnen 20 for ikke-n-hydrokarboner. n—heksantoppen fra faseseparatoren 27 kan også kondenseres i kondensatoren 19 og overføres til lagringskaret 38.

Eventuell ekstra n-heksan som er nødvendig for prosessen kan tilføres lagringskaret 38 fra en ytre kilde gjennom ledningen 39. n-heksan som kreves for rensing trekkes fra karet 38 ved hjelp av n-heksanpumpen 28. Slik n-heksan varmes opp og fordampes ved gjennomføring i varmeveksleren 18, motstrøms med nevnte annet avløp, og oppvarmes derefter til adsorp-sjonstemperaturen i kjelen 17. Den resulterende varme n-heksangass føres gjennom ledningen 44 og kontrollventilen 54a for motstrømsrensing av det første sjikt 16a og desorberer derved n-parafffinadsorbat som antydet tidligere. Om nødvendig kan nevnte n-heksan også resirkuleres gjennom ledningen 42 og kontrollventilen 58 for bruk i medstrøms-rensingen i løpet av den passende periode i tillegg til bruk av desorpsjonsavløpet som kilde for n-heksan for medstrøms-rensing ifølge oppfinnelsen.

Selv om prosessen er blitt spesifikt beskrevet under henvisning til en rekkefølge av adsorpsjon, medstrømsrensing og motstrømsdesorpsjon i det første sjikt 16a, vil det være åpenbart at et annet og tredje sjikt 16b og 16c også kan være fylt med molekylsikt-adsorberingsmiddel og undergå samme trinnsekvens forskjøvet i tid. Et slikt arrangement hvor flere enn ett adsorberende sjikt er benyttet er foretrukket da de fleste kommersielle operasjoner krever kontinuerlig produksjon og produkter av n-paraffiner og ikke-n-hydrokarboner bare kan fremstilles med avbrudd i et system med ett adsorberende kammer. Av denne grunn benyttes vanligvis minst tre adsorberende sjikt slik at når ett sjikt er i adsorpsjonstrinnet, er et andre slikt i medstrømsrensing og et tredje sjikt i motstrømsdesorpsjon. Dette tillater kontinuerlig produksjon både av n-paraffiner og ikke-n-hydrokarboner ved hjelp av en tre-trinnsprosess. Strømningen mellom første, annet og tredje adsorpsjonskammer kobles inn på i og for seg kjent måte. Annet og tredje adsorpsjonskammer er utstyrt med ledninger og kontrollventiler som 52b, 52c, 54b og 54c som korresponderer med referansene til første sjikt 16a.

Det vil være klart at forskjellige forandringer og modifika-sjoner kan gjøres i fremgangsmåten som er beskrevet ovenfor uten at man går ut over oppfinnelsens ramme. Således kan adsorpsjonen - rensingen - desorpsjonstrinn utføres ved temperaturer på fra 260 til 370°C, fortrinnsvis ved en temperatur i området fra 315 til 370°C. Som beskrevet i Avery-patentet, er fortrinnsvis temperaturene og trykkene i rensing- og desorpsjonstrinnene de samme som de som benyttes i adsorpsjonstrinnet. Slike prosesstrinn utføres som en stort sett konstant-trykkprosess hvor man benytter relativt høye trykk i området fra ca. 1,1 til 4,5 atmosfærer. Det er innenfor oppfinnelsens ramme, spesielt ved behandling av materialer som inneholder gassolje - å avlede medstrøms-rensegassen eller en del av denne, for blanding med utgangsmaterialet slik at prosessen kan uføres ved mindre enn 370°C samtidig som man unngår uønskede kapillarkondensasjonsvirk-ninger. Det er foretrukket i denne utførelsen ikke å benytte det opprinnelige renseavløpet for slik fortynning idet den opprinnelige del av avløpet hovedsakelig består av ikke-n-hydrokarboner. De siste 30 til 7056, og vanligvis 50 til 70*, av det totale avløpet for medstrømsrensing benyttes for fortynning av utgangsmaterialet i foretrukne driftsopplegg som benytter medstrømsrenseavløp for slike formål. Disse avløpsgassene tjener som en kilde for n-heksan for slik fortynning og reduserer ytterligere utstyrsstørrelsen og energiforbruket som kreves for behandling av resirkulert n—heksan. I tillegg vil n-paraffiner i medstrømsrenseavløpet resirkuleres og adsorberes i sjiktet slik at n-paraffin-adsorpsjonsfronten går nærmere avløpsenden av sjiktet uten at man reduserer gjenvinningen av n-paraffin eller renheten av de ikke-n-hydrokarboner som gjenvinnes fra sjiktet under medstrømsrensetrinnet. Adsorpsjonseffektiviteten eller adsorpsjonsanvendelsen i fremgangsmåten kan ytterligere økes ved en slik bruk av medrensingsavløpet for fortynningsformål.

I en annen utførelse av oppfinnelsen kan en del av desorp-sjonsavløpet benyttes som en kilde for n-heksan for fortynning av utgangsmaterialet og spesielt for utgangsmaterialer som inneholder gassolje. Det er ønskelig å benytte bare desorpsjonsavløpet fra et sjikt som avslutter sitt desorpsjonstrinn hvor nevnte avløp har et innhold av n-paraffin på mindre enn 6 vekt-* og vanligvis i størrelses-orden 3 til 4 vekt-*. På samme måte som ved fortynning av utgangsmaterialet ved bruk av medstrømsavløpet som kilde for n-heksan, vil bruken av en del av desorpsjonsavløpet for fortynningsformål resultere i betraktelige innsparinger i utstyr og brenselsomkostninger, samtidig som effektiviteten av adsorpsjonsoperasjonen og anvendelsen av adsorpsjons-sjiktet øker. Bruken av en del av desorpsjonsavløpet tatt ut når sjiktet avslutter sitt motstrømsrensetrinn lettes ved bruk av mer enn ett sjikt som i det tresjiktsystem som er vist i tegningen.

Forskjellige andre sider når det gjelder adsorpsjon- - rensing - desorpsjon for å separere n-paraffiner fra hydrokarbonblandinger er beskrevet i Avery-patentet og innføres her som referanse. Slike sider, deriblant de molekylsikter som passer for bruken i prosessen som adsorberende midler og informasjon vedrørende forholdet mellom duggpunkt og kapillarkondensa-sjonspunkter for spesielle gassoljer ved forskjellige driftstrykk og innretninger for å bestemme prosentvis fortynning av gassoljemateriale med n-heksan eller andre fortynningsmidler behøver ikke gjentas her. Ved utførelsen av oppfinnelsen vil selvsagt utgangsmaterialer som inneholder gassolje fortynnes med n-heksan, medstrømsrenseavløp eller desorpsjonsavløp som kilde for n-heksan, slik at prosessen kan gå ved temperaturer under 370°C.

Når man utfører fremgangsmåten i eksperimentelle forsøk, ble utgangsmateriale med en gjennomsnittlig molekylvekt på 195 og et n-paraffininnhold på 20,35 vekt-* som bestod av fra C7-C26-hydrokarboner behandlet ved 360°C og et trykk på 1,75 atmosfærer, i et adsorpsjonssystem som inneholdt 8,3 kg konvensjonelt adsorpsjonsmiddel pr. adsorpsjonssjikt. Desorpsjonsavløpet ble benyttet for medstrømsrensing i overensstemmelse med oppfinnelsen i stedet for redestillert, resirkulert n-heksan. Desorpsjonsavløpet som ble benyttet for mestrømsrensing inneholdt 4 til 10 vekt-* n-paraffinhydro-karboner. Utgangsmaterialet ble fortynnet ved bruk av 22,6 vekt-* n-heksan. Det ble bestemt som et resultat av slike prøver at størrelsen på det adsorberende sjikt ikke behøver å økes for å adsorbere ytterligere tilførte n-paraffiner som er til stede i desorpsjonsavløpet som benyttes for medstrøms-rensing. Sjikt med samme størrelse som benyttes når redestillert, resirkulert n-heksan anvendes med medstrømsrensing var tilfredsstillende for bruk med desorpsjonsavløp som med-strømsrensemateriale. Det synes heller ikke å være noen forskjell i renheten på n-paraffinproduktet fra fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen enn når man benytter resirkulert n—heksan for slike medstrømsrenseformål. Mengden resirkulert n-heksan og omkostningene ved utstyret og energiforbruket for å behandle nevnte resirkulerte n-heksan reduseres imidlertid vesentlig ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Det vil være åpenbart at ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er den del av desorpsjonsavløpet som benyttes for medstrøms-rensing det som er nødvendig for å oppnå den ønskede produktrenhet, det vil si separering av n-paraffinene fra ikke-n-hydrokarboner. For dette formål benyttes vanligvis flere sjiktvolumer sorberbar gass, det vil si fra ca. 2,5 til ca. 5 sjiktvolumer, og det er overraskende at størrelsen på det adsorberende sjikt ikke behøver å økes for å adsorbere ytterligere n-paraffiner som tilføres når desorpsjonsavløpet benyttes som medstrømsrensing. De n-paraffiner som er adsorbert 1 tillegg fra desorpsjonsavløpet tjener til å øke konsentrasjonen som er tilgjengelig for efterfølgende desorpsjon og gjenvinning i en kontinuerlig prosess.

De som kjenner de foreliggende fremgangsmåter og spesielt Avery-patentet, vil forstå at en hvilken som helst ønskelig temperatur i området fra 260 til ca. 426° C kan benyttes ved isobarisk adsorpsjon - medrensing - desorpsjon for gjenvinning av n-paraffiner fra utgangsmaterialer som inneholder kerosen. Det vil også være klart at temperaturer opp til 370° C kan benyttes for å behandle utgangsmaterialer som inneholder gassolje. Slike temperaturer vil bestemme mengden fortynning som er nødvendig ved det ønskede driftstrykk fra utgangsmaterialer som inneholder gassolje. Fra slike faktorer og den ønskede renhet av produktet, egenskaper i utgangsmaterialet, forbedrende evne og lignende kan de som kjenner de foreliggende fremgangsmåter lett bestemme den nødvendige fortynning av gassoljematerialet, av redestillert, resirkulert n-heksan, av medstrømsrenseavløp eller en del av desorpsjonsavløpet som nevnt ovenfor, slik at gassoljematerialet kan behandles ved en temperatur på under 370"C samtidig som man unngår kapillarkondensasjonene.

Oppfinnelsen gir en verdifull forbedring i konstant-trykk-prosessen for å separere n-paraffiner fra hydrokarbonblandinger. Den generelle tekniske og økonomiske gjennom-førlighet av separasjonsprosessen økes ved hjelp av oppfinnelsen på en måte som er fullstendig forenelig med den kjente separasjonsprosess og kravene den stiller, spesielt ved behandling av utgangsmaterialer som inneholder gassolje.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for separering av n-paraffiner fra ikke-n-hydrokarboner ved en konstant-trykkprosess fra et utgangsmateriale som inneholder mellom 10 og 40 mol-* n-paraffiner med fra 10 til 25 karbonatomer og ikke-n-hydrokarboner ved

(1) selektiv adsorpsjon av n-paraffiner i et adsorberende sjikt som inneholder en molekylsikt,

(2) medstrømsrensing med n-heksan for å fjerne tomromsgass som inneholder en høy konsentrasjon av ikke-n-hydrokarboner fra avløpsenden av sjiktet,

(3) motstrømsrensing med n-heksan for å desorbere n-paraffin-adsorbat fra sjiktet,

(4) gjenvinning av n-heksan fra nevnte separerte n-paraffiner og ikke-n-hydrokarboner og

(5) resirkulering av n-heksanet for rensing av sjiktet, idet man når utgangsmaterialet inneholder gassolje fortynner med n—heksan, fortrinnsvis med medstrømsrenseavløpet som kilder for n-heksan, og gjennomfører adsorpsjoner ved en temperatur under 370°C uten kapillarkondensasjon idet en del av desorpsjonsavløpet føres bort fra motstrømsrensetrinnet som en kilde for n-heksan og benyttes for medstrømsrensing, karakterisert ved at 30 til 70* av det totale medstrømsrenseavløp benyttes for fortynning av utgangsmaterialet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at minst 50 til 70* av det totale medstrømsrenseavløp benyttes for fortynning av utgangsmaterialet.

3. Fremgangsmåte Ifølge krav 1, karakterisert ved at man som mengde motstrømsrenseavløp som benyttes for medstrømsrenseformål benytter mellom 2,5 og ca. 5 sj iktvolumer.