PL56836B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.11.1969 56836 KI. 23 b, 1/05 MKP C 10 g Wspóltwórcy wynalazku: prof. dr Feliks Polak, dr Jan Ejsymont Wlasciciel patentu: Uniwersytet Jagiellonski (Katedra Technologii Che¬ micznej), Kraków (Polska) Sposób rozdzielania weglowodorów na syntetycznych zeolitach Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdziela¬ nia weglowodorów przy zastosowaniu syntetycz¬ nych zeolitów w obecnosci niewielkich ilosci pary wodnej.Wiadomo, ze naturalne zeolity posiadaja budowe porowata, dzieki czemu na tych zeolitach moga xilegac sorpcji czasteczki o niezbyt duzej wielkosci.W ostatnich latach opracowano sposoby produkcji syntetycznych zeolitów, które charakteryzuja sie tym, ze wielkosci porów, przez które czasteczki przedostaja sie do przestrzeni sorpcyjnej wynosza od okolo 3 do okolo 15 A . Wielkosc porów jest mniej wiecej tego samego rzedu co srednice kry¬ tyczne czasteczek wystepujacych w stanie gazo¬ wym. Mozliwosc otrzymania zeolitów syntetycz¬ nych o okreslonej wielkosci porów umozliwia od¬ dzielenie od siebie czasteczek o róznych wielkosc ciach. W zwiazku z tym cala ta grupa krystalicz¬ nych sorbentów otrzymala nazwe sit molekular¬ nych albo czasteczkowych.Sita te znalazly róznorodne zastosowanie. Jed¬ no z najwazniejszych polega na uzyciu ich w prze¬ mysle naftowym do oddzielania weglowodorów o róznej budowie, na przyklad do oddzielenia weglo¬ wodorów normalnych od weglowodorów rozgale¬ zionych i cyklicznych. Praktycznie proces rozdzie¬ lania sklada sie z dwóch czesci. W pierwszej na warstwe sorbenta wprowadza sie mieszanine we¬ glowodorów, przy czym sorpcji ulegaja tylko we¬ glowodory charakteryzujace sie selektywna sorp- 15 30 cja na danym sorbencie. W drugiej czesci zasor- bowane weglowodory zostaja zdesorbowane i wy¬ osobnione przy zastosowaniu' takich metod fizycz¬ nych jak na przyklad kondensacja.Desorpcje w znany sposób mozna przeprowadzic przez przepuszczanie przez zloze z zaadsorbowa- nymi weglowodórami gazu obojetnego, umieszcze¬ nie pod próznia, usuniecie izaadsorbowanych we¬ glowodorów iza pomoca weglowodorów silniej sie sorbujacych, na przyklad olefinów, podniesienie temperatury, wzglednie przez kombinacje dwóch lub wiecej wymienionych sposobów.Zaden z wymienionych sposobów rozdzielania weglowodorów nie jest zadawalajacy, gdyz albo desorpcja jest bardzo wolna, albo wysoka tempe¬ ratura powoduje rozklad zaadsorbowanych' weglo¬ wodorów, a w pewnych przypadkach desorpcja jest bardzo skomplikowana i izbyt kosztowna.Próbowano równiez usunac z zeolitu zaadsorbo- wane weglowodory przez przepuszczanie pary wod¬ nej w podwyzszonej temperaturze. Zastosowanie duzych ilosci pary wodnej celem usuniecia zaad¬ sorbowanych na zeolicie weglowodorów i dlugi czas przebywania zeolitu w atmosferze pary wod¬ nej sa dla zeolitu szkodliwe. Prowadzona w ten sposób desorpcja prowadzi do szybkiego rozkladu zeolitów, które traca swoje wlasciwosci sorpcyjne.Stwierdzono, ze przez wprowadzenie na zeolit po adisoprcji wody w malych dawkach i przez na¬ stepne podniesienie temperatury bez dalszego do- 568363 prowadzania pary wodnej osiaga sie znaczne zwiekszenie szybkosci desoprcji. Nawet po kilku¬ nastu przeprowadzonych w ten sposób cyklach ad¬ sorpcji i desorpcji zeolit zachowal niezmienione wlasciwosci sorpcyjne. Zjawisko to tlumaczy sie najprawdopodobniej w ten sposób, ze wprowadzo¬ na na zeolit niewielka ilosc wody powoduje przez oddzialywanie fizyko-chemiczne miedzy ruchomy¬ mi kationami a szkieletem zeolitu takie usytuowa¬ nie kationów, które ulatwia desorpcje zaadsorbo- wanych weglowodorów na przyklad dzieki temu, ze otwory z przestrzeni sorpcyjnych staja sie nie¬ co wieksze. Juz niewielkie ilosci wody wystarcza¬ ja, aby kationy zajely korzystniejsze dla desorp¬ cji polozenie i w": znaczny sposób zwiekszyla sie dzieki temii szybkosc desorpcji zaadsarbowanych weglowodorów. Ilosc pary wodnej jest przy tym tak niewielka w stosunku do zeolitu, ze nie wy¬ zera szkodliwego dzialania za zeolit.Zastosowane w sposobie wedlug wynalazku nie¬ wielkie ilosci wody maja wiec dzialanie inne, niz wprowadzenie na zeolit duzych ilosci pary wod¬ nej celem wyparcia zaadsoirbowanych weglowo¬ dorów.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze na zeolit zawierajacy nie wiecej niz .okolo 1,5% wa¬ gowych wody wprowadza sie mieszanine weglowo¬ dorów w formie pary, przy czym adsorpcji ulega¬ ja n- weglowodory o dlugosci lancucha do okolo Ci5, podczas gdy weglowodory o rozgalezionym lancuchu albo cykliczne nie zostaja zaadsorbowa- ne. Po przeprowadzeniu adsorpcji przepuszcza sie przez zeolit gaz obojetny, na przyklad azot, który usuwa weglowodory niezaadsorbowane, pozostale pomiedzy ziarnami zeolitu. Nastepnie wprowadza sie do adsorbera pare wodna w ilosci 1,5—8% wa¬ gowych w stosunku do zeolitu i .podnosi tempera- tute o 100—250°C.Temperature zeolitu nalezy tak podniesc, aby ilosc wody pozostalej w zeolicie po desorpcji wy¬ nosila nie wiecej niz okolo 1,5% wagowych. W cza¬ sie desorpcji wraz z wegliowodorami ulega tez de¬ sorpcji i woda; ilosc weglowodorów pozostalych w zeolicie po desorpcji spada do niewielkiej po¬ zostalosci w stosunku do ilosci izaadisorbowanej.Weglowodory normalne uchodzace z adsorbera kondensuje sie w znany sposób.Po desorpcji oiziebia sie zeolit do temperatury adsorpcji i postepuje podobnie jak poprzednio.Adsorber pracuje wiec na przemian w cyklu ad- sorpcyjnym i desoirpcyjnym.W sposobie wedlug wynalazku jest rzecza istot¬ na wprowadzenie mieszaniny weglowodorów na zeolit zawierajacy nie wiecej niz okolo 1,5% wa¬ gowych wody, oraz podniesienie temperatury do¬ piero po doprowadzeniu pary wodnej. Zaadsorbo- 4 wana na zeolicie woda w okresie po sorpcji we¬ glowodorów zwieksza bardzo znacznie szybkosc de¬ sorpcji weglowodorów, umozliwiajac przeprowa¬ dzenie procesu w krótszym czasie i w bardziej 5 zachowawczych warunkach.Przyklad. Benzyne o koncowej temperaturze wrzenia 95°C, zawierajacej jako glówny skladnik weglowodory C6, w tym 20—25% weglowodorów io normalnych, przepuszcza sie w postaci pary do punktu przebicia w temperaturze 100°C przez ko¬ lumne wypelniona zeolitem A sorbujacym sub¬ stancje, których krytyczne srednice drobin sa mniejsze niz 5 A. Szybkosc liniowa wprowadza - 15 nych par benzyny wynosi 100 cm/min 100 g zeolitu: zaadsorbuje 4,5 g n-weglowodorów. Pary benzyny po przejsciu przez kolumne zawieraja do 1% wa¬ gowego n-weglowodorów.Nastepnie celem usuniecia par niezaadsorbowa- 20 nych weglowodorów pozostalych miedzy ziarnami zeolitu przez kolumne przepuszcza sie azot w ilosci dwa litry na jeden litr objetosci kolumny. Z kolei na kolumne wprowadza sie pare wodna w ilosci 2 g na 100 g zeolitu i podnosi temperature do 25 200°C. W ciagu 3-ch godzin od chwili osiagniecia temperatury 200aC ulega desorpcji 3,6 g n-weglo¬ wodorów ze 100 g zeolitu, zas na zeolicie pozostaje 0,9 g n-weglowodorów w 100 g zeolitu. Po de¬ sorpcji kolumne ochladza sie do 100°C i ponów - 30 nie powtarza cykl adsorpcji i desorpcji. Produkt desorpcji zawierajacy n-weglowodory i wode kon¬ densuje sie i oddziela z niego wode. W produkcie desorpcji po oddzieleniu wody znajduje sie do¬ mieszka innych weglowodorów w ilosci nie prze- 35 kraczajacej 4% wagowych.Bez wprowadzania wody przy tych samych po¬ zostalych parametrach procesu ulega desorpcji tyl¬ ko 0,8 g n-weglowodór u, zas na zeolicie pozostaje 3,7 g n-weglowodoru w 100 g zeolitu. 40 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób rozdzielania weglowodorów na syntetycz- 45 nych zeolitach znamienny tym, ze z mieszaniny weglowo darów adsorbuje sie n-weglowodory w znany sposób przy zastosowaniu zeolitu, po czym w celu przeprowadzenia desorpcji na zeolit wpro¬ wadza sie 1,5—8% wagowych wody w stosunku 50 do zeolitu i podnosi temperature o 100—250°Cr przy czym nastepuje desorpcja weglowodorów i czesci wprowadzonej wody, a gdy zawartosc wody i n-weglowodorów w zeolicie spadnie co najimniej do 1,5% wagowych, obniza sie temperature ko- 55 lummy do temperatury adsorpcji i ponownie po¬ wtarza te sarna operacje. WDA-l. Zam. 1736. Naklad 220 egz. PL