PL84641B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdzielania weglowodorów. W szczególnosci dotyczy on sposo¬ bu rozdzielania z symulowanym zlozem ruchomym, przy czym nieruchome zloze adsorbentu i strumien surowca o zmiennym stezeniu skladników stykaja sie wzajemnie w przeplywie przeciwpradowym.

Znane sa sposoby przeciwpradowego rozdzielania z zastosowaniem nieruchomego zloza adsorbentu, w którym wlot cieczy przelacza sie w taki sposó'b aby uzyskac symulacje ruchomego zloza adsorben¬ tu. Dokladniej, metody te opisuja podstawowa za¬ sade symulowanego, przeciwpradowego procesu zetkniecia fazy stalej i cieklej z zastosowaniem nieruchomego zloza stalego adsprbentu i prze¬ mieszczania wlotów i wylotów strumieni. Umozli¬ wia to przeprowadzenie podzialu na strefy spelnia¬ jace rózne funkcje w rozdzielaniu surowca na ra- finat i ekstrakt.

Znane jest takze zastosowanie strefy rektyfikacji umieszczonej pomiedzy strefa adsorpcji i desorpcji.

Do takiej strefy rektyfikacji doprowadza sie spe¬ cjalny srodek, który wypycha rafinat zatrzymy¬ wany w wolnych przestrzeniach pomiedzy czastka¬ mi adsorbentu, z powrotem do strefy adsorpcji.

Zabezpiecza to przed przejsciem rafinatu ze stre¬ fy adsorpcji do strefy desorpcji, co mogloby spo¬ wodowac zanieczyszczenie ekstraktu rafinatem.

Ten specjalny srodek tak sie dobiera aby mozna go bylo latwo oddzielic od surowca na drodze de¬ stylacji.

Opisano równiez recyrkulacje rafinatu do drugiej strefy desorpcji w celu usuniecia desorbentu z adsorbentu przechodzacego do strefy adsorpcji. Ce¬ lem recyrkulacji rafinatu jest calkowite usuniecie desorbentu z adsorbentu zanim ten ostatni zetknie sie ze skladnikami surowca przechodzacego przez strefe adsorpcji w strumieniu ladunku. Recyrkulo- wany strumien rafinatu przepuszcza sie zatem przez strefe adsorpcji w obszarze pomiedzy wlotem surowca i punktami wylotowymi rafinatu.

Sposób wedlug wynalazku umozliwia doprowa¬ dzenie do strefy adsorpcji jedynie strumienie su¬ rowca z jednoczesnym odprowadzaniem rafinatu z tej strefy. Zgodnie z tym sposobem nie stosuje sie recyrkulacji rafinatu do strefy adsorpcji.

Sposób wedlug wynalazku odnosi sie do prze¬ ciwpradowego procesu z symulowanym zlozem ruchomym, w którym strefy przelaczane sa tak, aby rózne warstwy adsorbentu spelnialy 'funkcje strefy adsorpcji i desorpcji. Strumien oczyszcza¬ jacy, który zawiera ekstrakt przepuszcza sie przez strefe znajdujaca sie pomiedzy strefami adsorpcji i desorpcji. Ma to na celu: 1) usuniecie rafinatu z wolnych przestrzeni w zlozu adsorbentu, 2) usu¬ niecie zanieczyszczen surowca zaadsorbowanych na adsorbencie i 3) znaczne zmniejszenie ilosci de¬ sorbentu, który zazwyczaj otacza czastki adsorben¬ tu w tej strefie jesli nie wprowadza sie strumie¬ nia oczyszczajacego. Poniewaz przy normalnej pra¬ cy strumien odbierany ze strefy desorpcji przecho- 84 641s dzi przez strefe pomiedzy strefami desorpcji i ad¬ sorpcji, desorbent moze stykac sie w tej strefie z adsorbentem.

Adsorbent znajdujacy sie w strefie umieszczonej pomiedzy strefami adsorpcji i desorpcji zawiera \ znaczne ilosci zaadsorbowanego ekstraktu chociaz w cieczy otaczajacej adsorbent znajduje sie wzgled¬ nie malo ekstraktu. Obecnosc desorbentu zmniej¬ sza zdolnosc adsorbentu do selektywnego usuwa¬ nia malych ilosci ekstrahowanych substancji z cie- 1( czy otaczajacej adsorbent. Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, problem ten rozwiazuje wpro¬ wadzenie strumienia oczyszczajacego zawierajace¬ go wzglednie duzo ekstraktu i doprowadzanego do strefy umieszcronej pomiedzy strefami adsorp- 3 cji i desorpcji 3m ten sposób zachodzi wymiana desorbentu, który j wedlug wczesniej stosowanych metod mógl dostawac sie do tej strefy. po strefy posredniej wprowadza sie albo ekstrakt odbierany na poczatku ze strefy desorpcji, przy 2( czym strumien ten zawiera prawie czysta sub¬ stancje ekstrahowana z niewielka iloscia desorben¬ tu lub ekstrakt wydzielany ze strumienia ekstraktu przez destylacje frakcjonowana.

Sposób wedlug wynalazku polega na przepuszcze- 25 niu czesci wzglednie czystego strumienia ekstraktu przez strefe umieszczona pomiedzy strefa adsorp¬ cji i desorpcji. Umozliwia to wymiane rafinatu, zarówno zaadsorbowanego na adsorbencie jak i znajdujacego sie w przestrzeni wolnej, na ekstrakt 30 przy czym ekstrakt przepuszcza sie przez strefe posrednia w celu zmniejszenia ilosci desorbentu.

Strumien weglowodorów (surowca) rozdziela sie na ekstrakt i rafinat przy uzyciu adsorbentu se¬ lektywnego dla tych ekstrahowanych substancji, 35 przy czym nastepuje a) zetkniecie surowca ze zlo¬ zem adsorbentu w pierwszej strefie adsorpcji i se¬ lektywne zatrzymywanie ekstraktu i co najmniej czesci rafinatu, b) zetkniecie co najmniej czesci adsorbentu z procesu a) z desorbentem i wpro- 40 wadzenie na ten adsorbent strumienia zawierajace¬ go ekstrakt, przy czym ulepszenie to w sposobie we¬ dlug wynalazku 'polega na zetknieciu co naj¬ mniej czesci adsorbentu z procesu a) ze strumie¬ niem oczyszczajacym zawierajacym ekstrakt przed 45 wprowadzeniem tego adsorbentu z procesu a) do procesu b).

Choc strumienie ekstraktu i rafinatu moga za¬ wierac znaczna lub tylko mala ilosc desorbentu zawsze traktuje sie je jako strumienie ekstraktu 80 i rafinatu.

Jesli na przyklad w sposobie wedlug wynalazku jako surowiec zastosuje sie mieszanine weglowo¬ dorów aromatycznych C8, adsorbent moze selek¬ tywnie zatrzymywac p-ksylen (p-X), który traktuje 55 sie jako substancje ekstrahowana, przy czym jest to czysty p-X lub p-X wraz z desorbentem (ek¬ strakt). W przykladzie tym, rafinatem jest m-ksy- len, o-ksylen, i etylobenzen (m-X, o-X i EB), czysty lub rozcienczony desorbentem. Podobnie za stru- eo mien oczyszczajacy mozna przyjac czysty w za¬ sadzie p-X, choc moze w nim wystepowac nie¬ wielka ilosc desorbentu.

Za „selektywna objetosc" adsorbentu uwaza sie te objetosc adsorbentu, która adsorbuje ekstrakt 65 641 4 z surowca. Za „nieselektywna objetosc" (przyjmuje sie objetosc adsorbentu, która nie adsorbuje se¬ lektywnie ekstraktu z surowca. Na te objetosc skladaja sie zarówno wglebienia adsorbentu nie zawierajace centrów adsorpcyjnych jak i przestrzen wolna pomiedzy czastkami adsorbentu.

Adsorbent „wchodzac" do danej strefy operacyj¬ nej wnosi do niej ciecz znajdujaca sie w selek¬ tywnej i nieselektywnej objetosci. Nieselektywna ) objetosc okresla ilosc cieczy, która nalezy dopro¬ wadzic do tej strefy aby wymienic ciecz znajdu¬ jaca sie w tej nieselektywnej objetosci. Jesli do¬ prowadzana ciecz nie wymywa nieselektywnej objetosci wówczas czesc niepozadanej cieczy, któ- ,5 ra czesto zawiera rafinat, porywana jest przez adsorbent i wplywa do tej strefy.

Selektywna objetosc adsorbentu moze w pewnych przypadkach adsorbowac rafinat. Na centrach adsorpcyjnych adsorbentu moga adsorbowac sie > czastki ekstraktu i rafinatu. Jesli w wolnej prze¬ strzeni znajduje sie duza ilosc rafinatu a bardzo malo ekstraktu, adsorbent moze zaadsorbowac pew¬ na ilosc rafinatu.

Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku koniecz¬ ne jest zastosowanie trzech stref operacyjnych, chociaz równolegle mozna wprowadzic czwarta strefe. W strefie adsorpcji (strefa 1) adsorbent sty¬ ka sie z surowcem i adsorbuje substancje ekstra¬ howana z surowca. Niezatrzymane skladniki surow¬ ca odprowadzane sa ze strefy 1 jako strumien ra¬ finatu. Sklad rafinatu zmienia sie od czystego w zasadzie desorbentu z poprzedniego stopnia desorp¬ cji i znajdujacego sie w selektywnej lub nieselek¬ tywnej objetosci adsorbentu, do 100%-owego w za¬ sadzie rafinatu. Strefa adsorpcji mozna okreslic warstwe adsorbentu umieszczona pomiedzy wlotem surowca i wylotem rafinatu. Kierunek przeplywu w strefie 1, od surowca do rafinatu, uwaza sie za wspólpradowy.

Przeciwpradowo w stosunku do strefy 1 znaj¬ duje sie strefa oczyszczania 2. Granice tej strefy wyznaczaja wylot ekstraktu i wlot surowca. Pod¬ stawowe procesy zachodzace w tej strefie sa na¬ stepujace: 1) wymiana rafinatu z nieselektywnej objetosci, wnoszonego do strefy 2 na skutek prze¬ chodzenia adsorbentu do tej strefy i 2) desorpcja rafinatu zaadsorbowanego w selektywnej objetosci adsorbentu. Do oczyszczania stosuje sie ekstrakt, który przeplywa wspólpradowo w stosunku do kie¬ runku strumienia surowca.

Bezposrednio przeciwpradowo w stosunku do strefy 2 znajduje sie strefa desorpcji 3. Desorbent wprowadza sie do tej strefy w celu wymiany sub¬ stancji ekstrahowanej, zaadsorbowanej na adsor¬ bencie w trakcie uprzedniego zetkniecia z surow¬ cem. Granice strefy 3 wyznacza strumien przeciw- pradowy, wlot desorbentu, oraz strumien wspól¬ pradowy, wylot ekstraktu. Kierunek przeplywu w tej strefie jest taki sam jak w strefach 1 i 2.

W pewnych przypadkach mozna stosowac czwar¬ ta strefe, umieszczona bezposrednio przeciwprado¬ wo w stosunku do strefy 3. W strefie 4 znajduje sie taka ilosc desorbentu, która jest potrzebna do desorpcji. Rafinat usuwany ze strefy 1 przechodzi bowiem do strefy 4 i wypycha desorbent z teja 84641 6 strefy do strefy desorpcji 3. W strefie 4 znajduje sie wystarczajaca ilosc adsorbentu do zabezpiecze¬ nia przed przejsciem rafinatu ze strefy 1 poprzez strefe 4 do strefy 3.

Jesli rafinat ze strefy 1 przedostanie sie do stre¬ fy 3, to ekstrakt usuwany z tej strefy bedzie za¬ nieczyszczony. Jesli nie stosuje sie strefy czwartej, to szybkosc odbierania rafinatu dobiera sie sta¬ rannie* tak aby zabezpieczyc przed przechodzeniem rafinatu ze strefy 1 do strefy 4. Strumien rafi¬ natu ze strefy 1 mozna równiez poddac destylacji frakcjonowanej w celu oddzielenia desorbentu od rafinatu i co najmniej czesc oddzielonego desor¬ bentu przeslac do strefy 4. Wymaga to zastosowa¬ nia dodatkowych urzadzen do destylacji frakcjono¬ wanej i prowadzi w efekcie do malowydajnego uzycia desorbentu.

W procesach rozdzielania adsorpcyjnego waznym czynnikiem jest selektywnosc adsorbentu dla jed¬ nego skladnika w porównaniu z innym skladni¬ kiem. Selektywnosc b okresla nastepujace równa¬ nie: Selektywnosc=B / = ¦•(!)¦ w którym B oznacza selektywnosc, x i y oznaczaja objetosc wyrazona w procentach dla porównywa¬ nych skladników oraz a i u oznaczaja faze zaad- sorbowana i niezaadsorbowana. Selektywnosc o- kresla sie w warunkach równowagowych, tj. gdy przy przepuszczaniu surowca przez zloze adsor¬ bentu nie'obserwuj e# sie zmiany skladu surowca po zetknieciu ze zlozem adsorbentu.

W procesach adsorpcyjnego rozdzielania weglo¬ wodorów aromatycznych, takich jak ksyleny i dwuetylobenzen mozna stosowac krystaliczne ad¬ sorbenty glinokrzemianowe. Powszechnie stosowa¬ nymi krystalicznymi glinokrzemianami, które sku¬ tecznie rozdzielaja weglowodory aromatyczne sa syntetyczne zeolity typu X i Y.

Adsorbenty zeolityczne typu X i Y, w zdolnych do wymiany pozycjach kationowych zawieraja za¬ zwyczaj nastepujace kationy: potasu, rubidu, cezu, baru, miedzi, srebra, litu, sodu, berylu, magnezu, wapnia, strontu, kadmu, kobaltu, niklu, manganu i cynku lub rózne z tych kationów.

Desorbent stosowany w sposobie wedlug wyna¬ lazku powinien laltwo oddzielac sie od surowca. W trakcie desorpcji, desorbent i ekstrahowana sub¬ stancje odprowadza sie z adsorbentu razem. W ce¬ lu zwiekszenia czystosci substancji ekstrahowanej pozadane jest zatem rozdzielanie strumienia ek¬ straktu {na te dwie substancje). W celu oddzielenia ekstrahowanej substancji od desorbentu na drodze destylacji frakcjonowanej i ponownego uzycia de¬ sorbentu w procesie, korzystne jest zastosowanie desorbentów o temperaturze wrzenia lezacej w innym zakresie niz dla surowca. Jesli pozadanym produktem jest izomer ksylenu, jako desorbenty mozna stosowac benzen, toluen, etery, alkohole, schlorowcowane zwiazki cykliczne, cykliczne dieny i ketony. Ksyleny mozna stosowac jako desorbenty • dla dwuetylobenzenu jako surowca, a dwuetyloben¬ zen mozna stosowac jako desorbent dla 'ksylenu jako surowca.

Proces mozna prowadzic zarówno w fazie cieklej jak i gazowej. Lepiej jest jednak proces prowa¬ dzic w fazie cieklej poniewaz wymaga to zasto¬ sowania nizszej temperatury, w której osiaga sie lepsze selektywnosci. Adsorpcje izomeru ksylenu mozna prowadzac w temperaturze okolo 40—250°C i pod cisnieniem od okolo 1—35 atm. Desorpcje prowadzi sie w tych samych warunkach tempera¬ tury i cisnienia co adsorpcje.

Sposób wedlug wynalazku jest szczeg61nie uzy¬ teczny da rozdzielania strumienia surowca zawie¬ rajacego co najmniej dwa skladniki sposród dwu- etylobenzenów i ksylenów, a w tym etyjobenzenu z ewentualnym dodaltkiem prostolancuchowych i rozgalezionych parafin, cyMoparafin, zwiazków aromatycznych, takich jak benzen, toluen, naftale¬ ny oraz podobnych zwiazków. W przypadku roz¬ dzielania izomerów aromatycznych korzystne jest zastosowanie surowca zawierajacego okolo 80 do 100% objetosciowych zwiazków aromatycznych.

Zalaczony rysunek wskazuje specyficzny sposób prowadzenia procesu wedlug wynalazku. Na ry¬ sunku tym przedstawiono cztery oddzielne strefy operacyjne, a w tym równolegla strefe czwarta.

Na rysunku wskazano zloze nieruchome lub sze¬ reg nieruchomych zlóz adsorbentu posiadajacych wloty i wyloty strumieni przy kazdym ze zlóz.

Ciecz przeplywa przez zloza w kierunku do góry, a adsorbent pozostaje w fazie stacjonarnej. Pnze- ciwpradowy przeplyw cieczy w stosunku do sta¬ lego adsorbentu symuluje sie przelaczeniami po¬ szczególnych wlotów i wylotów strumieni po kaz¬ dym cyMu operacyjnym.

W niektórych ze stref 1, 2, 3 i 4 moze byc po¬ trzebne zastosowanie wiekszej ilosci adsorbentu niz w innych strefach badz wszystkie strefy mo¬ ga zawierac taka sama ilosc adsorbentu. W celu osiagniecia rozdzielenia nalezy zastosowac trzy pod¬ stawowe strefy: adsorpcji, oczyszczania i desorpcji.

Równolegla strefa czwarta zabezpiecza przed za¬ nieczyszczeniem ekstraktu rafinatem ze strefy 1.

Skrajne strefy 1 i 4 polaczone sa przewodami 10 i 11 co umozliwia przeplyw cieczy ze strefy 1 do 4 lub 3 (jesli strefa 4 nie pracuje).

Wypadkowy kierunek przeplywu cieczy jest do góry, w pewnych przypadkach jednak, dla krót¬ kich okresów czasu, mozna ustalic w strefie wa¬ runki umozliwiajace przeplyw w kierunku prze¬ ciwnym do wypadkowego kierunku ruchu cieczy.

Wloty i wyloty strumieni 5, 6, 7, 8 i 9 przelacza sie po kazdym cyklu operacyjnym w kierunku zgodnym z wypadkowym (kierunkiem przeplywu cieczy. Przelaczenie^ wlotów i wylotów strumieni wzdluz zloza adsorbentu odbywa sie na ogól jedno¬ czesnie i na taka sama odleglosc wzdluz zloza ad¬ sorbentu.

W ukladzie przedstawionym na rysunku, strefa 1 jest strefa adsorpcji ograniczona przewodem zasi¬ lajacym surowca 6 i przewodem rafinatu 5, pola¬ czonym ze strefa 1 przewodem 11. Strefe oczyszcza¬ jaca 2 ogranicza przewód ekstraktu 8 i surowca 6. 40 45 50 5584 641 7 8 Strefa desorpcji 3 znajduje sie pomiedzy wlotem desorbentu 9 i przewodem ekstraktu 8. Równolegla strefa 4 umieszczona jest pomiedzy przewodem ra¬ finatu 5 i desorbentu 9.

Pomp i zaworów nie wskazano. Pompa wywolu¬ jaca calkowity przeplyw moze znajdowac sie na jednym lub kilku przewodach. W celu uzyskania przeplywu jednokierunkowego w ukladzie mozna okreslic charakterystyki hydrauliczne ukladów albo pomiedzy strefami umiescic zawory sterujace, któ¬ re wymusza przeplyw w jednym kierunku.

Surowiec doprowadza sie do ukladu przewodem 6. Poniewaz w calym ukladzie jest przeplyw do góry, wszystkie substancje ze strefy 2, przewodem 12 przechodza do strefy 1. Ekstrakt i troche rafi- natu adsorbuje sie w selektywnej objetosci adsor¬ bentu. Substancje, które adsorbuja sie dobrze mu¬ sza zdesorbowac desorbent znajdujacy sie juz w selektywnej objetosci adsorbentu. Adsorbent nie- zawierajacy desorbentu mozna uzyskac przez wpro¬ wadzenie zupelnie czystego rafinatu ze strefy 1 na zloze adsorbentu w strefie 4 w celu zastapienia desorbentu w warstwie adsorbentu, która w na¬ stepnym cyklu stanowic bedzie czesc strefy ad¬ sorpcji.

Surowiec wplywajacy do strefy 1 wypycha z tej strefy taka sama ilosc rafinatu do przewodu 11. Czesc lub caly rafinat wyprowadzany przewo¬ dem 11 mozna odbierac przewodem 5, a pozostaja¬ ca czesc przesylac przewodem 10 do strefy 3 lub 4 (jesli pracuje).

Przewodem 7 wprowadza sie do strefy oczyszcza¬ nia 2 strumien recyrkulujacy. Wlot przewodu 7 do strefy 2 moze znajdowac sie w dowolnym miej¬ scu, jakkolwiek korzystnym jest aby pomiedzy nim i przewodem 6 znajdowala sie pewna warstwa ad¬ sorbentu.

W strefie 2 z adsorbentu usuwa sie rafinat. Jesli adsorbent przechodzi ze strefy adsorpcji do strefy oczyszczania to zawiera on zazwyczaj pewna ilosc rafinatu, zarówno w selektywnej jak i nieselektyw- nej objetosci. Rafinat usuwa sie z adsorbentu przez zetkniecie z ekstraktem lub strumieniem oczyszcza¬ jacym. W dotychczasowych procesach, adsorbent mógl stykac sie z mieszanina ekstraktu i znacz¬ nych ilosci desorbentu i tak$ mieszanina usuwano rafinat z adsorbentu.

Czesc ekstraktu wplywa równiez do strefy o- czyszczania 2 ze strefy 3 przewodem 13. Zgodnie z wynalazkiem, zastosowanie strumienia oczyszcza¬ jacego umozliwia usuniecie rafinatu z adsorbentu przy znacznym zmniejszeniu lub calkowitym zaha¬ mowaniu przechodzenia desorbentu do strefy o- czyszczania. Wyeliminowanie lub znaczne zmniej¬ szenie ilosci desorbentu w strefie oczyszczania zwieksza zdolnosc adsorbentu do adsorbowania ekstrahowanej substancji z cieczy otaczajacej ad¬ sorbent.

Przeplyw w strefie 2- mozna regulowac na pod¬ stawie pomiaru przeplywu strumieni doprowadza¬ nych przewodami 7 i 13 lub strumienia odlotowe¬ go 12.

W strefie 3, bezposrednio przeciwpradowej do strefy 2 z punktu widzenia zasadniczego kierunku przeplywu w strefie 2, odzyskuje sie substancje ekstrahowana, zaadsorbowana na adsorbencie w strefach 1 i 2. Desorbent wplywa do strefy 3 prze¬ wodami 9 i 14 i desorbuje ekstrakt z selektywnej objetosci adsorbentu. Ekstrakt odbiera sie ze strefy 3 przewodami 13 i 8. Dlatego tez, w strefie 3 ciecz przeplywa od przewodu 9 w kierunku przewodu 8.

Adsorbent znajdujacy sie w strefie 3, zwlaszcza w poblizu wlotu przewodu 9, zawiera czysty w zasa¬ dzie desorbent i to zarówno w selektywnej jak i w nieselektywnej objetosci.

Strefe 4 wprowadza sie w celu zmniejszenia za¬ potrzebowania na desorbent oraz dla zabezpiecze¬ nia przed zanieczyszczeniem ekstraktu rafinatem.

W przypadku wlaczenia strefy 4, czesc rafinatu nie odbieranego przewodem 5 wprowadza sie przewo¬ dami 10 i 11 do strefy 4, w której wymienia on desorbent z nieselektywnej objetosci adsorbentu.

Jednoczesnie desorbent jest wypychany ze strefy 4 przewodem 14 do strefy 3. Takie przemieszczenie desorbentu ze strefy 4 prowadzi do zmniejszenia zapotrzebowania na swiezy desorbent doprowadza¬ ny przewodem 9.

Jesli strefa 4 nie pracuje, strumien opuszczaja¬ cy strefe 1 przewodem 11 nie powinien zawierac rafinatu. Poczatkowo, strumien wyplywajacy ze strefy 1 zawiera bardzo malo desorbentu i mozna go bezpiecznie przesylac do strefy 3. Dopóki stru¬ mien ten nie zawiera rafinatu lub jest go niewiele, odbiór cieczy przewodem 5 jest zmniejszony lub za¬ stopowany. Gdy w strumieniu odbieranym ze stre¬ fy 1 wystepuje dostrzegalna ilosc rafinatu, zamyka sie doplyw do strefy 3 i rafinat odbiera sie prze¬ wodem 5. Podczas odprowadzania rafinatu prze¬ wodem 5, desorbent mozna doprowadzac do strefy 3 przewodem 9.

Strumien odbierany poczatkowo przewodem 8 jest prawie czystym ekstraktem. Ekstrakt mozna calkowicie odbierac przewodem 8 lub jego czesc mozna wprowadzac przewodem 13 do strefy 2 w celu przemycia adsorbentu w tej strefie. Po pew¬ nym czasie w strumieniu ekstraktu odbieranym ze strefy 3 przewodem 13 wystepuje dostrzegalna ilosc desorbentu. Taki strumien odprowadza sie przewodem g. Przewód 13 laczacy przewód 8 ze strefa 2 mozna nastepnie zamknac i przewodem 7 doprowadzac do strefy 2 zewnetrzny strtfmien o- czyszczajacy ekstraktu. Ekstrakt odbierany prze¬ wodem 8 ze strefy 3 mozna poddac destylacji frak¬ cjonowanej w celu rozdzielenia desorbentu od sub¬ stancji ekstrahowanej, której czesc mozna zawra¬ cac przewodem 7 do strefy 2. Ekstrakt moze za¬ tem przechodzic do strefy 2 przewodem 13 przy zamknietym w zasadzie odplywie ekstraktu prze¬ wodem 8 albo, jesli wystepuje dostrzegalna ilosc desorbentu, mozna doprowadzac zewnetrzny stru¬ mien oczyszczajacy do strefy 2, badz tez proces mozna prowadzic sposobem kombinowanym wedlug tych dwóch schematów.

Efekty osiagane przez zastosowanie recyklu tego strumienia sa dwojakiego rodzaju: 1) zmniejsze¬ nie przeciwstawnego wplywu desorbentu na selek¬ tywnosc adsorbentu, zwlaszcza gdy w nieselek¬ tywnej objetosci znajduja sie male ilosci ekstra¬ howanej substancji oraz gdy pozadana jest adsorp¬ cja ostatnich, sladowych ilosci ekstrahowanej sub- 3 40 45 50 55 60stancji, oraz. gdy pozadahs je^t-acteonboja .ostatnich sladowych ilosci ekstrahowanej substancji oraz 2) pr&epuszcjsanie strumienia oczyszczajacego prfcez ^ftifj t powodutje we wSpóipradowej czysci tej ^feee$y ; wytkniecie, rafinatu w^st^yod^fccgo w nie- s$MS***n*i objetosci adfeotbenitiu. Rafinat ten prze¬ chodzi prze»wx)deirri 12 do strefy 1; CytElic^ne pgczemiesECzanie wlotów i wylotów strumienia Wzdluz nieruchomego zloza mozna zre¬ alizowac przy Uzyciu przewodu rozgaleziiego z sekwencyjnie przelaczanymi. zaworami. Przelaczen dokonuje sie w taki sposób aby strumienie wloto¬ we i wylotowe przesuwac w kierunku zgodnym z wypadkowym przeplywem cieczy i tym samym* sy¬ mulowac przeciwpraldówy przeplyw cieczy w sto¬ sunku do adsorbentu-. Wirujacy zawór dyskowy w którym wloty i wyloty strutaienl^poAczorie sa z zaworami i przewodami, przesuwa wlaty i wyloty tych strumieni w tyto samym kierunku wzdluz zloza. Zarówno przewody rozgalezrie jak z&wory dymkowe sa znane w aparaturze chemicznej.

W efekcie uzyskuje, sie przesuwanie adsorbeiitti w trakcie, procesu. W strefie adsorpcji adsorbent usuwa substancje ekstrahowana t surowca i na¬ stepnie adsorbent przechodzi do strefy desorpcji, w której wydziela sie. ekstrahowana substancje: Moze równiez byc. pozadane oczyszczenie wolnej prze¬ strzeni adsorbentu przy. jego przesuwaniu (w efek¬ cie) z jedrtej strefy do drugiej. Zatoezpiecaa to przed zanieczyszczeniem cieczy w-now3j strefie przez ciecz ze strefy poprzedniej. tfr wielu przypadkach ffiOZe rjy« pozadane dola> czfcfiie jedriegó' Mb wiecej strurfitórir wlotowych* lub wylotowych* dó danej strefy. Nie wszystkie te prifcwMy sa wlaczane w trakcie pracy tej strefy.

Do adsorbentu mozna podlaczyc w taki saifi spo¬ sób jeden lub wiecej przewodów jak w przypadku pracy jednego strumienia wlotowego lub wyloto¬ wego. Po zakonczeniu cyklu operacyjnego stru¬ mienie wlotowe i wylotSwe przelacza sie wówczas do nastepnego niepracujacego prz«wod£ w kierun¬ ku wspólpradowyrri. Tajcie ^rzelajczanie strumieni wlotowych i wylotówycji umozliwia stale wytwa¬ rzanie rafinatu i ekstraktu ze s*tilym przeplywem strumienia surowca1, desorbentu i oczyszczajacego strumienia w recykru.

W nastepujacym przykladzie iftzedstawidno po¬ równanie sposobów prowadzeni! J^ocefsu gfceciw- pradowego ze zlozem nieruchoSym z zastosowa¬ niem i bez strumienia oczyszczajacego.

Doswiadczenia prowadzono w kolumnie zawie¬ rajacej 24 pojedyncze ^loza adsorbencie polaczo¬ ne w grupy. Pomiedzy zlozami znajdowaly sie za¬ wory umozliwiajace doprowadzanie i odprowadza¬ nie mediów z ukladu. . .

Cala kolumna zawiera okolo 42*7 1 krystaliczne¬ go adsorbentu glinokrzemianowego. Selektywna objetosc luV66$Mc\ik>rów wyi&Si nfeSelel^tfffa #&3f&o88 KW tffie&tóff W&rtf wy¬ nosio*«6 tS$ L WsfyslilSe cf6^wf^z<§nia prówacT^no w te^ripe- ra^r2£ ofo^ó' fj*f^m { poci cisln^iem ^fcoto 14,6 ittn: Jako surowiec stosowano mieszanine ksy- 40 4J 50 84Ml lenów zawierajaca okolo 14,4!/t wagowych P---E, ,l*/e wagowych m-X, 18,lf/o wagowych o-3^ 31,9tyo wagowych EB, D;4% wagowych izopropylo- benzenu i 0,lVo wagowych iftityiobenzenu.

We wszystkich doswiadczeniach jako adsorbent stosowano zeolit typu 13 X zdolny do wymiany jonów barowych i potasowych. Przed zastosowa¬ niem adsorbent suszono w podwyzszonej tempera¬ turze w celu zmniejszenia ilosci wody w zeolicie.

Jako desbrbent stosowano mleszanirii| (twue^lo- berizenów (f)E&) zawierajaca w procentach obje¬ tosciowych 60;4Vó m-DfiB, 7,4°/a o-DEB, 25&h p-DEB i 6,9% butylobenzenu {BB1. Celem,|yc|tdo¬ swiadczen bylo okreslenie korzysci wynikajacych z zastosowania recyrkulU|jacec> strumienia oijaysz¬ czajacego. Doswiadczen, nieprowadzono pod^kat^ga okreslenia optymalnych parametrów- jopocesu^ M- temperatury, cisnienia, typu adsorbentu .i, bentów, jak równiez nie badano innych surowców, które imozria rozdzielac zgodnie z tym sposoL£n\, Uklad skladal sie z czterech oddzielnych ftref operacyjnych. Szczególowy opis ukladu podany bedzie zgodnie ze wspólpradowym kierunkiem przeplywu; .poczawszy od wylotu rafinatu przewo¬ dem 5 i wlotu do strefy 4. Strefa 4,j3telad^ afa £ czterech zlóz polaczonych w grupy. Wapójpyadcw^ grdnice tej strefy wyznacza wlot dedorjpentu PfzeT wodem 9. Nastepna strefa 3 sklada sie z szesciu zlóz adsorbentu polaczonych w gmay* WtP^pfUdu- wa granice strefy 3 wyznacza, wyto* ekstrjaMu przewodem 13. Strefa 2 sklada sie z 9 zlóz aftK>r- beritu. Strumien oczyszczajacy . 7 doprowadzany jest na wysokosci jednego ztóa nad praewogem 8. Wspólpradowo .z kierunkiem strjttmieniaJ% znaj¬ duje sie szesc zlóz adsorbentu. Wsp6lpi$dpw^,,3 tymi szescioma zlozami umieszczony J€st_w|ot strumienia przemywajacego i dalej w tym samym kierunku znajduje dodatkowe zloze. Strefa 2 skla¬ da sie zatem z osmiu zlóz, jednego pomiedzy prze¬ wodami f_I_jfc szesciu,jpomiedzy przewodem 7 i wlotem strumienia; przemywajacego (nie pokazany na rysunku) i jedne£ó\ 'pomiedzy tym wlotem i przewodem 6. Strumien pfeemywajacy skladniki surowca z przewodu, którym doprowadzano go przed przelaczeniem w nowe, wspólpradowe po¬ lozenie. Zabezpiecza to przed zanieczyszczeniem ekstraktu rafinatem.

Strefy 1 i 4 polaczone . sf przewodem 10 za¬ opatrzonym w £óffip<| podaja ciecz ze strefy 1 d& sffettf 4." Za^wó^ry stlruja<5e pomiedzy zlozami adsorbentu mozna tak usfawfc . t aby zapewnialy przeplyw cieczy przez zloze w jednym kierunku.

W procesach bez zastd^wanji strumienia o- czyszczajacefo wylaczano przewód 7, a pozostale stFUmfefife doprowadzano I odprowadzano zgodnie z |f)<5w; We wszys nych zgodnie cy w leim., Iwiadczeniacri przeprowadzo- minuty na operacje W- kazdym przelaczeniem strumieni wlotowych i wy godziny kazdym _. lotoWych.

Waznym czynm^em orajacym ^ róznych strefach jest tak zwany stopien przemycia, warunki w w84 641 11 zdefiniowany dla dowolnej strefy nastepujacym równaniem: Objetosc cieczy — Nieselekty- 12 wplywajacej do strefy wna objetosc adsorbentu wplywaja¬ cego do strefy Stopien przemycia =" Selektywna objetosc adsorben¬ tu wplywajacego do strefy JesM stopien przemycia jest równy zeru to ob¬ jetosc cieczy wplywajacej do strefy jest doklad¬ nie równa nieselektywnej objetosci adsorbentu wchodzacego do tej strefy. Jesli stopien przemycia jest dodatni, otfletosc cieczy wplywajacej do strefy jest "Wieksza od wolnej przestrzeni adsorbentu wchodzacego do strefy. Wówczas ciecz wplywajaca do tej strefy wymywa cala ciecz zatrzymywana w nieselektywnej objetosci adsorbentu wchodzacego do tej strefy. Jesli stopien przemycia jest liczba ujemna, objetosc cieczy wnoszonej do tej strefy w nieselektywnej objetosci adsorbentu przekracza szybkosc "przeplywu cieczy w tej strefie. Ciecz znajdujaca sie w nieselektywnej objetosci adsor¬ bentu nie! bedzie zatem calkowicie usuwana z ad- s rifentu. "¦'¦'¦ W wiekszosci przypadków osiagnieto w strefach dodatni stopien przemycia co umozliwialo skutecz¬ ne przemycie adsorbentu.

W celu wskazania efektów osiaganych dzieki zastosowaniu zewmelirznego przemywania (strumien oczyszczajacy) przeprowadzono trzy doswiadczenia.

Podstawowe parametry procesu i wyniki doswiad¬ czen przedstawiono w nastepujacej tabeli: IB a wiec wystarczajaco duzej w zastosowaniach na duzaskale. j W doswiadczeniu 3 zuzyto mniej desorbentu nit w doswiadczeniach 1 i 2. Zmniejszenie przeplywu desorbentu doprowadzanego do strefy 3 zmniejsza stopien przemycia w tej strefie i zmniejsza objetosc cieczy bocznikujacej strumien ekstraktu 8, co pro¬ wadzi w efekcie do nieznacznego zmniejszenia stop¬ nia przemycia w strefie 2. Lepsze wyniki uzyska¬ ne w doswiadczeniu 3 osiagnieto dzieki zwieksze¬ niu przeplywu strumienia oczyszczajacego lub ze¬ wnetrznego przemycia, a nie w efekcie zmian stop¬ ni przemycia w strefach.

Zwiekszenie czystosci ekstraktu jest bardzo duze.

Ekstrakt uzyskany w doswiadczeniu 1 zawieral 82,5% zanieczyszczen w stosunku do zanieczyszczen wystepujacych w ekstrakcie w doswiadczeniu 3 (tj. 3,3% wagowych zanieczyszczen wzgledem 0,4% wagowych zanieczyszczen). Podobne, korzystne wy¬ niki, choc w mniejszym stopniu, uzyskano w do¬ swiadczeniu 2.

W wezszym zakresie, sposób wedlug wynalazku odnosi sie do procesu rozdzielania zwiazków aro¬ matycznych. Sposób obejmuje zastosowanie co naj¬ mniej trzech róznych stref, w których zachodzi adsorpcja, oczyszczanie i desorpcja substancji ek¬ strahowanej z surowca. Stosowany tu strumien oczyszczajacy, który zawiera ekstrahowana sub¬ stancje, doprowadza sie do ukladu w celu wydzie¬ lenia calej w zasadzie substancji ekstrahowanej z surowca.

W procesach rozdzielania weglowodorów mozli¬ we jest zastosowanie sposobu wedlug wynalazku stosujac rózne zmiany i modyfikacje, przy czym podany powyzej przyklad nie ogranicza zakresu wynalazku.

Tabela Doswiadczenie Stopien przemycia: 1 Strefa 2 Strefa 3 Strefa 4 Szybkosc przeplywuV litrach 1 na minute w temperaturze 15°C Surowiec Desorbent Strumien oczyszczajacy Czystosc ekStraiktu w procentach 1 wagowych Wydajnosc ekstrakcji1) w procentach 1 1,2 2,4 —0,1 ,4 32,2 0 96,7 84,4 2 1,2 3,4 ,4 32,2 0,95 99,2 84,8 3 0,85 2,0 -04 ,4 27,3 1,70 99,0 85,0 *) Okreslona jako stosunek ilosci substancji eksltrahowanej w stru¬ mieniu, ekstrakltu do lacznej ilosci substancji ekstrahowanej w strumie¬ niu, rafinatu i ekstraktu.

Z doswiadczen 2 i 3 wynika, ze zastosowanie strumienia oczyszczajacego zwieksza czystosc ek¬ strahowanej substancji, z okolo 96,7% do okolb 99,2—99,6%. Wszystkie trzy doswiadczenia przepro¬ wadzano w takich samych warunkach podstawo¬ wych przy wydajnosci ekstrakcji okolo 84—85%,

Claims (7)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób rozdzielania weglowodorów na ekstrakt i rafinat przy uzyciu adsorbentu selektywnego dla substancji ekstrahowanej, w którym wprowadza sie surowiec do pierwszej z czterech kolejno polaczo¬ nych stref adsorbentu, w warunkach adsorpcji, w84 641 11 U celu zapewnienia selektywnej adsorpcji ekstraktu w obecnosci desorbentu, odbiera sie rafinat z pierwszej strefy, wprowadza sie desortoent do trze¬ ciej strefy adsorbentu w celu desorpcji substancji ekstrahowanej, wyprowadza sie ekistraikt z trzeciej strefy, wprowadza sie co najmniej czesc rafinatu odprowadzonego z pierwszej strefy do czwartej strefy adsorbentu w celu wyparcia z niej desorben¬ tu do strefy trzeciej, druga strefe adsorbentu sto¬ suje sie do oczyszczania ekstraktu oraz periodycz¬ nie przesuwa sie w kierunku wspólpradowyni z punktu widzenia kierunku przeplywu w pierwszej strefie, wlot surowca, wlot desorbentu, wylot ek¬ straktu i wylot rafinatu i tym samym przelacza strefy adsorbentu, znamienny tym, ze wprowadza sie strumien oczyszczajacego ekstraktu do drugiej strefy adsorbentu w celu desorpcji rafinatu i de¬ sorbentu z adsorbentu i wypchniecia rafinatu i desorbentu z wolnej przestrzeni miedzy czastkami adsorbentu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze strumien ekstraktu poddaje sie destylacji frakcjo¬ nowanej w celu rozdzielenia substancji ekstraho¬ wanej od desorbentu, a jako strumien oczyszczaja¬ cy stosuje sie co najmniej czesc tak wydzielonej substancji ekstrahowanej.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze z trzeciej strefy odprowadza sie czesc ekstraktu za¬ wierajacego tylko mala czesc desorbentu, a jako strumien oczyszczajacy stosuje sie co najmniej czesc wydzielonego w ten sposób ekstraktu.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ljako weglowodorowy surowiec stosuje sie surowiec zawierajacy weglowodory aromatyczne.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze stosuje sie surowiec zawierajacy mieszanine ksy¬ lenów, przy czym jako ekstrakt wydziela sie para- -ksylen a jako rafinat pozostale ksyleny.

6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze jako desorbent stosuje sie benzen, toluen, etylo- benzen lub dwuetylobenzen.

7. Sposób wedlug' zastrz. 4, znamienny tym, ze jako adsorbent stosuje sie krystaliczny glinokrze- mian o budowie tyt>u X lub Y. 10 1584 641 10 \ \ ^ * . "\ X5 \ l i k yr6 t ^ y^7 ss l s3 "^r1 y y \\ Z t ? s4 Bltk 1543/76 r. 105 egz. A4 Cena 10 zl