TW201337240A - 用於對二甲苯分離之模擬移動床系統及用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布之方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供用於自進料流分離優先吸附組分之模擬移動床系統及用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布之方法的實施例。該方法包含以下步驟：將旋轉閥旋轉至第一閥位置以將進料流引導至第一吸附劑子床。使用自經安置以用於中間物流之線內取樣之拉曼系統(Raman system)之探針引導的雷射光照射彼此直接流體連通之兩個吸附劑子床之間的中間物流。使用該探針收集經照射中間物流之散射光。使用拉曼系統產生散射光之光譜，以測定中間物流中優先吸附組分及一或多種其他組分之濃度。
Description
本發明大體上係關於用於使優先吸附組分與其他組分之混合物分離的系統及方法，且更特定言之，係關於用於使對二甲苯與其他二甲苯異構體及烴之混合物分離的模擬移動床系統及用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布的方法。
本申請案主張2011年12月19日申請之美國臨時申請案第61/577,213號之權益。
連續分離法常用於自C8芳族物之混合物選擇性吸附對二甲苯。一般而言，該等方法使用優先保留對二甲苯以使對二甲苯與混合物之其餘部分分離的固體吸附劑。固體吸附劑通常呈模擬移動床形式，其中固體吸附劑床保持固定，且各種流束進入及離開該床之位置週期性移動。吸附劑床本身通常為一連串固定子床或模組。液體輸入及輸出位置沿流體流過床之方向的轉變模擬固體吸附劑沿相反方向之移動。移動液體輸入及輸出之位置藉由流體追蹤裝置來實現，該流體追蹤裝置一般已知為與位於吸附劑子床之間的分配器結合起作用的旋轉閥。旋轉閥經由首先將液體引入或取出管線引導至位於吸附劑子床之間的特定分配器來實現輸入及輸出位置移動。在規定時段(稱為步進時間或保持時段)後，旋轉閥推進一個檔位至下一閥位置且將液體
輸入及輸出重新引導至緊鄰先前使用之分配器且在其下游的分配器。旋轉閥每次推進至下一閥位置一般稱為一個閥步驟，且完成所有閥步驟稱為一個閥循環。在一個工業方法中，閥循環中閥步驟各自之步進時間相同，且一般為60秒。典型方法含有24個吸附劑子床、位於該24個吸附劑子床之間的24個分配器、兩個液體輸入管線、兩個液體輸出管線及相關沖洗管線。
吸附劑系統之主要液體輸入及輸出由四個流束組成，其為進料、萃取物、萃餘物及解吸劑。各流束以特定流速流入或流出吸附劑系統，且各速率獨立控制。引入吸附劑系統之進料含有欲與進料流中之其他組分分離的對二甲苯。引入吸附劑系統之解吸劑含有能夠自吸附劑置換進料組分之液體。自吸附劑系統取出之萃取物含有由吸附劑選擇性吸附之經分離對二甲苯及解吸劑液體。自吸附劑系統取出之萃餘物含有由吸附劑選擇性吸附之可能性較低的進料之其他C8芳族組分及解吸劑液體。亦可具有引入吸附劑系統且自吸附劑系統取出之相關沖洗流。四個主流在吸附劑系統中策略性隔開且將子床劃分成四個區域，各區域執行不同功能。
區域I含有位於進料輸入與萃餘物輸出之間的吸附劑子床，且對二甲苯之選擇性吸附發生在此區域中。區域II含有位於萃取物輸出與進料輸入之間的吸附劑子床，且除對二甲苯以外之組分的解吸附發生在此區域中。區域III含有位於解吸劑輸入與萃取物輸出之間的吸附劑子床，且對二
甲苯在此區域中解吸附。最後，區域IV含有位於萃餘物輸出與解吸劑輸入之間的吸附劑子床。區域IV之目的為防止其他組分污染對二甲苯。
行業慣例為藉由線上氣相層析分析或藉由離線實驗室分析來測定對二甲苯模擬移動床分離方法之組成曲線分布。線上氣相層析分析通常每次分析需要10分鐘，其顯著大於旋轉閥之常用步進時間。因此，僅所選閥位置可進行取樣及分析。一般而言，僅靠近萃取物輸出之區域II及靠近解吸劑輸入之區域IV進行取樣及分析。由此線上氣相層析程序提供之資料適用於偵測一些方法失穩，但令人遺憾的是，分析僅兩個閥位置之組成提供關於分離方法效能之有限資訊且僅最低限度地適用於精確分離方法控制。
使用離線實驗室氣相層析分析測定閥循環中各閥位置之樣品中的組分濃度之值來實現對二甲苯模擬移動床分離方法之組成曲線分布的更澈底測定。接著，將量測濃度關於其相關閥位置繪製曲線，形成一般稱為周圍泵作用曲線分布之圖。使用周圍泵作用曲線分布，可計算對二甲苯之回收純度且可評估分離之最佳化程度。由此可測定及實施例如步進時間及/或液體流流速之所需變化。以此方式評估分離方法之缺點為取樣與分析結果傳遞之間存在延時，其中後者用以確定方法是否應進行改變或應進行何種方法改變；自方法手動收集流束樣品所涉及之勞力；及自方法手動收集流束樣品之操作者的個人暴露。由於離線執行分析，故延時可為一天至數天且可導致設備干擾。由於此等
缺點，精製者一般僅每六個月執行此程序一次或在分離方法存在問題時執行此程序。
因此，需要提供用於使對二甲苯與其他烴組分分離之系統及用於測定此等系統之周圍泵作用曲線分布以在低系統維護、需要最少操作者時間及勞力且不會干擾設備的情況下提供快速且頻繁的組成曲線分布的方法。此外，結合隨附圖式及本發明之此先前技術，本發明之其他所需特點及特徵將自隨附申請專利範圍中之本發明後續詳細描述而變得顯而易見。
本文提供用於自C8芳族物之進料混合物分離對二甲苯之模擬移動床系統及用於測定此等模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布的方法。根據一例示性實施例，提供一種用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布以自包含對二甲苯及一或多種其他C8芳族物之進料流分離對二甲苯的方法，該系統具有彼此流體連通且與旋轉閥流體連通之複數個吸附劑子床。該方法包含以下步驟：將旋轉閥旋轉至第一閥位置以將進料流引導至複數個吸附劑子床之第一吸附劑子床。使用雷射光照射彼此直接流體連通之吸附劑子床中之兩者之間的中間物流，該雷射光自經安置以用於中間物流之線內取樣的拉曼系統(Raman system)之探針引導。使用該探針收集所照射中間物流之散射光。使用拉曼系統產生散射光光譜以評估中間物流中對二甲苯及其他組分中一或多者之濃度，在一種方法中，中間物流中包括一
或多種其他C8芳族物。
根據另一例示性實施例，提供一種用於自包含對二甲苯及一或多種其他C8芳族物之進料流分離對二甲苯之模擬移動床系統。該系統包含彼此流體連通之複數個吸附劑子床。吸附劑子床包含經由中間物流彼此直接流體連通之兩個吸附劑子床。旋轉閥與複數個吸附劑子床中之每一者流體連通且經組態以旋轉至複數個閥位置，該等閥位置各將進料流引導至複數個吸附劑子床中之不同者。拉曼系統包含探針及拉曼分光光度計(Raman spectrophotometer)。探針經安置以用於中間物流之線內取樣且經組態以使用雷射光照射中間物流並收集所照射中間物流之散射光。拉曼分光光度計與探針協同組態以產生散射光光譜以測定對二甲苯及一或多種其他組分中一或多者之濃度，在一種方法中，在旋轉閥處於至少一個閥位置期間所產生之中間物流中包括一或多種其他C8芳族物。
在下文中結合以下圖式描述本發明之實施例，其中類似數字表示類似元件。
以下實施方式本質上僅為例示性的，且不欲限制本發明或本發明之應用及用途。此外，其不欲受限於在前述先前技術或以下實施方式中呈現之任何理論。
吸附分離應用於多種烴及其他化學產品之回收。使用此所揭示方法的化學分離包括將芳族物之混合物分離為特定芳族異構體、將直鏈脂族烴及烯烴與非直鏈脂族烴及烯烴
分離、將烷烴或芳族物自包含芳族物與烷烴之進料混合物中分離、分離用於藥物之對掌性化合物及精細化學品、分離含氧化合物(諸如醇及醚)及分離碳水化合物(諸如糖)。芳族物分離物包括經二烷基取代之單環芳族物之混合物及二甲基萘之混合物。形成先前參考文獻及以下本發明描述之焦點的主要商業應用為自C8芳族物之混合物回收對二甲苯及/或間二甲苯，但本發明並不限於該商業應用。
本發明通常用於如上所述模擬吸附劑與周圍液體之對流移動的吸附分離方法，但其亦可如US 4,402,832及US 4,478,721中所揭示在並行連續方法中實踐。用於分離進料流之組分的方法論述於Handbook of Petroleum RefiningProcesses，第2版第10.45-10.81頁之第10.3章中，該文獻以引用的方式併入本文中。
本文中所涵蓋之各種實施例係關於用於自進料流分離一或多種組分之模擬移動床系統。一種方法係關於自含有烴混合物之進料流分離對二甲苯及用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布之方法。另一方法係關於自含有烴混合物之進料流分離間二甲苯及用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布之方法。本文亦涵蓋使用模擬移動床技術之其他分離及用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布之方法。模擬移動床系統具有彼此流體連通且與旋轉閥流體連通之複數個吸附劑子床，以使進料流之優先吸附組分與一或多種非優先吸附組分分離(例如自包含對二甲苯及一或多種其他C8芳族物之進料流分離對二甲
苯)。轉向更多具體細節且參考用於自包含對二甲苯及一或多種其他C8芳族物之進料流分離對二甲苯之系統，C8芳族物通常係在芳族複合物內藉由石腦油之催化重組繼而萃取及分餾，或藉由該等複合物中富含芳族物之流束的轉烷基化或異構化反應衍生得到。C8芳族物通常包含二甲苯異構體(包括對二甲苯、鄰二甲苯及間二甲苯及乙苯)之混合物。進料流亦可包括其他組分。拉曼系統包括藉由例如一或多個光纖光纜與拉曼分光光度計可操作耦接之探針。在不中斷模擬移動床系統之過程流或改變其體積的情況下，探針經安置以用於彼此直接流體連通之吸附劑子床中之兩者之間的中間物流的線內取樣。在一例示性實施例中，電腦與拉曼分光光度計可操作連接，且控制器與旋轉閥及電腦可操作連接。響應於旋轉一個檔位至特定閥位置以再安置進料流的旋轉閥，控制器向電腦產生觸發拉曼系統以開始分析中間物流之信號。旋轉閥換檔時與拉曼系統開始分析中間物流時之間的閒置時間較佳用以確保精確評估在旋轉閥處於特定閥位置期間所生產的中間物流之濃度。使用自探針引導之較佳在可見光、近紅外光或近紫外光範圍內且由於使用螢光之問題較少而最佳在近紅外光範圍內之雷射光照射中間物流。拉曼分光光度計較佳經組態以使雷射光強度之變化為+/- 5%且更佳為+/- 3%或3%以下。雷射光碰撞中間物流中之組分的分子且將該等分子自其基態激發至虛能態。當分子開始弛豫時，其發射光子且返回不同旋轉或振動態。初始狀態與新狀態之間的能量差異導致所發
射光子之頻率遠離激發波長轉變。藉由探針收集此發射光，其稱為散射光且為中間物流之組成的特徵。拉曼系統產生散射光光譜。由於中間物流基於閥位置含有來自進料流之不同量之對二甲苯及一或多種其他組分，在一種方法中，包括一或多種其他C8芳族物，故光譜通常為所有此等組分之複合光譜。應注意，在特定閥位置處，中間物流內組分之量或濃度可為零。較佳使用使組分濃度與光譜相關之演算法分析光譜且計算組分濃度。可隨後圖解表示該特定閥位置之組分各自的濃度。在一例示性實施例中，使用與控制器、電腦組合之拉曼分光光度計及該演算法自動產生且圖解表示完整閥循環之各閥位置的中間物流中組分各自之濃度以產生周圍泵作用曲線分布。此方法可連續執行以提供模擬移動床系統之進行中的周圍泵作用曲線分布。因此，系統之周圍泵作用曲線分布可具備快速且頻繁的分析結果。此外，該方法可完全自動化而產生周圍泵作用曲線分布，幾乎不需要維護且基本上不耗費操作者時間及勞力。此外，探針經安置以用於中間物流之線內取樣而提供與手動取樣程序類似之資訊，但無需增加過程流體積或干擾生產。
參考圖1及圖2，提供用於自進料流分離對二甲苯之模擬移動床系統100的一例示性實施例。系統100包括用於使液體流流體連通至吸附劑子床101-124或自吸附劑子床101-124流體連通之分配管線1-24。所有分配管線1-24亦連接至旋轉閥25。旋轉閥25進一步連接至使進料流體連通至旋轉
閥25之管線26、使萃餘物流體連通離開旋轉閥25之管線28、使解吸劑流體連通至旋轉閥25之管線30及使萃取物流體連通離開旋轉閥25之管線32。
如所說明，周圍推送管線201-224將流出物之中間物流沿逆時針方向自相應吸附劑子床101-124之頂部傳導至相鄰吸附劑子床101-124之底部。詳言之，吸附劑子床122與123經由使中間物流流體連通至探針固持器34且自探針固持器34流體連通之周圍推送管線222a及222b彼此直接流體連通。在向此等組分提供加熱環境以進行分離方法之熱匣29中配置旋轉閥25、吸附劑子床101-124、分配管線1-24、周圍推送管線201-224及探針固持器34。在一例示性實施例中，熱匣29在200至235℃之溫度下操作。
探針固持器34為拉曼系統36之探針35對中間物流取樣提供線內取樣界面。詳言之且如下文進一步詳細論述，探針固持器34將探針35之最末端尖部安置在中間物流中以在不阻礙該流束之情況下對中間物流線內取樣。如所說明，將探針固持器34插入兩個相鄰吸附劑子床122與123之間的中間物流中。然而，探針固持器34可以插入方式安置於任何兩個相鄰吸附劑子床101-124之間的任一中間物流中。此是因為旋轉閥25之特定閥位置的中間物流各相應運載不同組合物。然而，對於一個完整閥循環，中間物流各將相繼運載對應於旋轉閥25之所有相關位置的組合物。
拉曼系統36包括由光纜40與探針35耦接之拉曼分光光度計38。拉曼分光光度計38經組態以產生經由光纜40推進且
由探針35引導至中間物流中的在可見光、近紅外光或近紫外光範圍內之雷射光。在一較佳實施例中，拉曼分光光度計38產生具有785nm波長之雷射光。探針35經組態以在中間物流中之分子開始弛豫時收集經照射中間物流之散射光。散射光經由光纜40返回拉曼分光光度計38。拉曼分光光度計38亦經組態以產生表示中間物流之組成指紋的散射光光譜。一種該適合拉曼分光光度計38為由位於Ann Arbor, Michigan之Kaiser Optical Systems Inc.製造的Kaiser Optical拉曼RXN4分光光度計。
在一例示性實施例中且如圖4(其說明對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯、對二乙苯及正己烷之純組分的六個拉曼光譜)中所示，拉曼系統36產生光譜，其含有相對於x軸上之散射光波數(波長的倒數，以cm-1為單位)的y軸上之相對強度(響應值(E +05))，該光譜對應於構成中間物流之各種分子。因此，隨著旋轉閥25旋轉至閥循環中之各閥位置，中間物流之組成構成(例如各組分之相關量)將相應改變。經由拉曼系統36產生之各閥位置的光譜為中間物流中之組分基於其相關濃度且在該閥位置之吸附劑子床內的組成範圍上整合的複合光譜(例如圖4中所說明之所有六個光譜之複合物)。複合光譜包括各組分在不同波數區上之相對強度，其可如下所述進一步分析以測定中間物流之組成構成。
如圖2中所說明，拉曼系統36藉由資料匯流排42耦接至電腦44。計時器-控制單元46分別由匯流排47及49耦接至
旋轉閥25及電腦44。計時器-控制單元46包括計時器48及控制器50，其經協同組態以界定旋轉閥25之步進時間且響應於旋轉閥25換檔至下一閥位置向電腦44產生觸發信號。
在一例示性實施例中，在電腦44上執行安裝於分光光度計軟體中之演算法。該演算法使中間物流中組分之濃度與由拉曼系統36產生之光譜相關。詳言之，本發明之發明者得到六種純組分-對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯、對二乙苯及正己烷(圖4中所說明)及此等組分之混合物的光譜。由此且使用六種組分各自之所選波數區及包括部分最小平方分析之多變量模型，開發演算法以定量分析中間物流之複合光譜中此六種組分各自之濃度。
在一例示性實施例中且參考圖3，探針固持器34經由穿過熱匣壁61形成之開口延伸至熱匣29中且暴露於加熱環境。探針固持器34具有在探針固持器34之中間部分形成的與熱匣壁61之上表面連接的外圓周梯級59。螺紋扣件62安置於梯級59下的探針固持器34上以鎖住梯級59與螺紋扣件62之間的熱匣壁61且使探針固持器34固定於熱匣29。
探針固持器34具有通道56，其如所說明為L形通道但可以任何適合組態成形，該通道56穿過探針固持器34上部形成以運載中間物流。吸附劑子床122之周圍推送管線222a藉由世偉洛克連接物(swagelock connection)64在L形通道56之底端耦接至探針固持器34，且吸附劑子床123之周圍推送管線222b藉由世偉洛克連接物66在L形通道56之上端耦接至探針固持器34。因此，吸附劑子床122及123經由周
圍推送管線222a及222b及探針固持器34之L形通道56彼此直接流體連通以用於推進中間物流。如所說明，通道56之內部流動直徑實質上與周圍推送管線222a及222b之內部流動直徑相同，以便較佳不改變在兩個相鄰吸附劑子床122及123之間推進的中間物流的流動體積。插口58於探針固持器34中縱向形成且在L形通道56之下部形成開口。探針35延伸穿過插口58，其中探針35之含有引導雷射光且收集散射光之藍寶石窗的末端尖部52延伸至L形通道56中。O形環60與插口58之上端連接，且將探針35壓向O形環60以壓實O形環且密封插口58以防止L形通道56中運載.之中間物流洩漏。在一較佳實施例中，探針35之末端尖部52與通道56當場安置在一起且探針35具有不碰撞通道56內壁之雷射焦點。在一個實例中，探針35之雷射焦點為距離末端尖部52 0.2至0.4mm以照射與末端尖部52相鄰之中間物流。然而，視組態及分離方法之規模而定，探針35之雷射焦距可小於0.2mm或多達3mm或3mm以上。
在一例示性實施例中且再參考圖1及圖2，系統100執行如下。管線26、28、30及32各自之流速及旋轉閥25之步進時間可經由計時器-控制單元46設為預定或所需類型。在一較佳實施例中，將步進時間設為60至90秒之時間。旋轉閥25之起始位置並不重要，但對於此實例，旋轉閥25之起始位置使得解吸劑經由分配管線3引導至吸附劑子床103，萃取物自解吸劑子床109引導至分配管線9，進料經由分配管線17引導至解吸劑子床117，且萃餘物自解吸劑子床124
引導至分配管線24。
當在起始閥位置時且在第一步進時間期間，計時器-控制單元46產生觸發信號，該觸發信號經由匯流排49與電腦44通信，該電腦經由資料匯流排42與拉曼分光光度計38通信以開始掃描吸附劑子床122與123之間的中間物流。在一較佳實施例中，控制器50將步進時間細分為產生觸發信號前之初始閒置時間、拉曼系統36分析中間物流且產生光譜的分析或獲得曲線分布之時間及拉曼分光光度計38閒置且等待下一步進時間之下一觸發信號的最終閒置時間。在一個實例中，初始閒置時間為0.5至15秒、更佳0.5至10秒且最佳0.5至5秒，且獲得曲線分布之時間為35至55秒。在另一實例中，初始與最終閒置時間均為0.5至15秒、更佳0.5至10秒且最佳0.5至5秒，且獲得曲線分布之時間為步進時間減去初始及最終閒置時間。在另一實例中，控制器50在獲得曲線分布之時間期間產生多個觸發信號以引導拉曼分光光度計38獲取多個中間物流之讀數。咸信藉由在初始閒置時間後量測中間物流中組分之濃度，可避免因旋轉閥25改變位置造成的中間物流組分濃度之不穩定或瞬時水準。
在引導拉曼系統36開始掃描後，使用探針35量測中間物流中之對二甲苯及一或多種其他組分(例如一或多種其他C8芳族物及其他組分)之濃度，該探針經安置以用於經由探針固持器34、光纜40及拉曼分光光度計38線內取樣。首先，拉曼分光光度計38獲得黑暗掃描值，其基本上測定在拉曼分光光度計值快門關閉且偵測器看不見任何東西時拉
曼分光光度計38產生之CCD陣列計數的數目。然而，此步驟無需每次掃描均執行或甚至響應於觸發信號執行，因此可偶而及/或在除獲得曲線分布之時間以外的時間執行。接著，拉曼系統36使用雷射光照射中間物流且收集散射光。拉曼分光光度計38較佳經由照射中間物流且收集散射光之一系列獲取及積累步驟產生光譜，該光譜接著經由資料匯流排42與電腦44電子通信。電腦44使用演算法分析光譜以測定在旋轉閥25處於起始閥位置期間獲得的各組分的濃度，且將該等值儲存於電腦44中。
在完成第一步進時間後，可對旋轉閥25之各閥位置再次重複整個方法，以測定各閥位置之各組分的濃度。參考圖5，24個閥位置各自之組分(例如對二甲苯305、間二甲苯303、鄰二甲苯306、乙苯304、對二乙苯301及正己烷302)的濃度可圖解表示為相對於閥位置(x軸)之重量百分比(y軸)。如所說明，x軸上之閥位置表示萃餘物輸出位置(ROP)，在此實例中，ROP閥位置編號1對應於經由分配管線24自解吸劑子床124傳導出之萃餘物。
因此，描述用於自進料流烴混合物分離對二甲苯之模擬移動床系統及用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布之方法。各種實施例包含彼此流體連通且與旋轉閥流體連通的複數個吸附劑子床，以用於自包含對二甲苯及一或多種其他C8芳族物之進料流分離對二甲苯。拉曼系統包括例如由一或多個光纖光纜與拉曼分光光度計可操作耦接之探針。在不中斷模擬移動床系統之過程流的情況下，探
針經安置以用於彼此直接流體連通之吸附劑子床中之兩者之間的中間物流的線內取樣。電腦較佳與拉曼分光光度計可操作連接，且控制器與旋轉閥及電腦可操作連接。響應於旋轉一個檔位至特定閥位置以再安置進料流的旋轉閥，控制器向電腦產生觸發拉曼分光光度計以開始分析中間物流之信號。較佳使用旋轉閥換檔時與拉曼系統開始分析中間物流時之間的短閒置時間來確保更準確測定旋轉閥處於特定閥位置期間所獲得的中間物流之濃度。中間物流經自探針引導之雷射光照射且發射光，該光由探針收集。拉曼系統產生散射光之光譜。由於中間物流基於閥位置含有來自進料流之不同量之對二甲苯及一或多種其他組分(在一方法中為一或多種其他C8芳族物)，故光譜為所有此等組分之複合光譜。較佳使用使組分濃度與光譜相關之演算法分析光譜且計算組分濃度。可隨後圖解表示該特定閥位置之各組分的濃度。在一例示性實施例中，使用與控制器、電腦組合之拉曼分光光度計及該演算法自動產生且圖解表示完整閥循環之各閥位置的中間物流中各組分之濃度以產生周圍泵作用曲線分布。此方法可連續執行以提供模擬移動床系統之進行中的周圍泵作用曲線分布。因此，系統之周圍泵作用曲線分布可具備快速且頻繁的分析結果。此外，該方法可完全自動化而產生周圍泵作用曲線分布，幾乎不需要維護且基本上不耗費操作者時間及勞力。此外，探針經安置以用於中間物流之線內取樣以提供與手動取樣程序類似之資訊，但無需增加過程流體積或干擾生產。
雖然已在前述實施方式中呈現了至少一個例示性實施例，但應瞭解，大量變體存在。亦應瞭解，該例示性實施例或該等例示性實施例僅為實例，且不欲以任何方式限制本發明之範疇、適用性或組態。更確切而言，前述實施方式將向熟習此項技術者提供便利的路線圖以用於實施本發明之例示性實施例，應瞭解，在不背離隨附申請專利範圍及其合法等效物中所闡述之本發明之範疇的情況下可對例示性實施例中描述之元件的功能及配置進行各種改變。
1-24‧‧‧分配管線
25‧‧‧旋轉閥
26‧‧‧管線
28‧‧‧管線
29‧‧‧熱匣
30‧‧‧管線
32‧‧‧管線
34‧‧‧探針固持器
35‧‧‧探針
36‧‧‧拉曼系統
38‧‧‧拉曼分光光度計
40‧‧‧光纜
42‧‧‧資料匯流排
44‧‧‧電腦
46‧‧‧計時器-控制單元
47‧‧‧匯流排
48‧‧‧計時器
49‧‧‧匯流排
50‧‧‧控制器
52‧‧‧末端尖部
56‧‧‧L形通道/通道
58‧‧‧插口
59‧‧‧外圓周梯級
60‧‧‧O形環
61‧‧‧熱匣壁
62‧‧‧螺紋扣件
64‧‧‧世偉洛克連接物
66‧‧‧世偉洛克連接物
100‧‧‧模擬移動床系統/系統
101-124‧‧‧吸附劑子床
109‧‧‧解吸劑子床
117‧‧‧解吸劑子床
124‧‧‧解吸劑子床
201-224‧‧‧周圍推送管線
222a‧‧‧周圍推送管線
222b‧‧‧周圍推送管線
301‧‧‧對二乙苯
302‧‧‧正己烷
303‧‧‧間二甲苯
304‧‧‧乙苯
305‧‧‧對二甲苯
306‧‧‧鄰二甲苯
圖1示意性說明一例示性實施例之模擬移動床系統的拆分平面圖；圖2示意性說明一例示性實施例之模擬移動床系統的拆分側視圖；圖3為一例示性實施例之包括探針固持器之模擬移動床系統的部分側面截面圖；圖4A及4B包括對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、乙苯、對二乙苯及正己烷之拉曼光譜；且圖5為一例示性實施例之模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布的圖解表示。
1-24‧‧‧分配管線
25‧‧‧旋轉閥
26‧‧‧管線
28‧‧‧管線
29‧‧‧熱匣
30‧‧‧管線
32‧‧‧管線
101-124‧‧‧吸附劑子床
109‧‧‧解吸劑子床
117‧‧‧解吸劑子床
124‧‧‧解吸劑子床
201-224‧‧‧周圍推送管線
Claims (10)
- 一種用於測定模擬移動床系統之周圍泵作用曲線分布之方法，該模擬移動床系統具有彼此流體連通且與旋轉閥流體連通以自包含優先吸附組分及一或多種其他非優先吸附組分之進料流分離一或多種優先吸附組分的複數個吸附劑子床，該方法包含以下步驟：將該旋轉閥旋轉至第一閥位置，以將該進料流引導至該複數個吸附劑子床之第一吸附劑子床；使用雷射光照射彼此直接流體連通的該等吸附劑子床中之兩者之間的中間流，該雷射光係自經安置以用於該中間物流之線內取樣的拉曼系統(Raman system)之探針引導；使用該探針自該經照射之中間物流收集散射光；及使用該拉曼系統產生該散射光之光譜，以評估該中間物流中之該優先吸附組分及一或多種其他組分之濃度。
- 如請求項1之方法，其中該進料流包含C8芳族物且該優先吸附組分包含對二甲苯。
- 如請求項1或2之方法，其中該旋轉該旋轉閥之步驟包括將該旋轉閥旋轉至複數個閥位置，該等閥位置各將該進料流引導至該複數個吸附劑子床中之不同子床，且對該複數個閥位置中之每一者重複該等照射、收集及產生之步驟，以評估在該旋轉閥處於該等閥位置中之每一者期間所產生的該中間物流中該優先吸附組分及該一或多種其他組分之濃度。
- 如請求項3之方法，其中該複數個閥位置之數目對應於該複數個吸附劑子床之數目，其中該複數個閥位置的數目為界定完整閥循環的24個，且其中該旋轉該旋轉閥之步驟包括將該旋轉閥旋轉完成該完整閥循環，且重複該等照射、收集及產生之步驟直至完成該完整閥循環。
- 如請求項3之方法，其中該旋轉該旋轉閥之步驟包括使該旋轉閥在該複數個閥位置中之每一者中維持一保持時段，隨後將該旋轉閥旋轉至該複數個閥位置中之另一者，且在該保持時段期間進行該等照射、收集及產生之步驟。
- 如請求項5之方法，其中將該保持時段細分為第一及第二閒置時間及在該第一及該第二閒置時間之間進行的獲得曲線分布之時間，且在該獲得曲線分布之時間期間進行該等照射、收集及產生之步驟。
- 如請求項1或2之方法，其進一步包含以下步驟：根據使該等濃度與該光譜相關的演算法計算該等濃度。
- 一種用於自包含優先吸附組分及一或多種其他非優先吸附組分之進料流分離該優先吸附組分之模擬移動床系統，該系統包含：彼此流體連通之複數個吸附劑子床，且其包含經由中間物流彼此直接流體連通之兩個吸附劑子床；與該複數個吸附劑子床中之每一者流體連通且經組態以旋轉至複數個閥位置的旋轉閥，該等閥位置各將該進料流引導至該複數個吸附劑子床中之不同子床；及 拉曼系統，其包含：探針，其經安置以用於該中間物流之線內取樣且經組態以使用雷射光照射該中間物流並收集該經照射中間物流之散射光；及拉曼分光光度計(Raman spectrophotometer)，其與該探針經協同組態以產生該散射光之光譜，用以測定在該旋轉閥處於該等閥位置中之至少一者期間所產生的該中間物流中該優先吸附組分及一或多種其他組分之濃度。
- 如請求項8之系統，其進一步包含：閥計時器，其界定保持時段且與該旋轉閥可操作連接，以使該旋轉閥在該複數個閥位置中之每一者中維持該保持時段，隨後使該旋轉閥旋轉至該複數個閥位置中之另一者；及控制器，其與該閥計時器及該拉曼系統可操作連接以觸發該拉曼分光光度計照射該中間物流，在保持時段期間收集該散射光且產生該光譜。
- 如請求項8之系統，其中該探針具有尖部且該系統進一步包含經組態以用於提供加熱環境之熱匣，該複數個吸附劑子床及該旋轉閥係置放在該熱匣中，且該探針係經安置以使得至少該尖部與該中間物流一起當場置放於該熱匣中。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104237196A (zh) * | 2013-06-14 | 2014-12-24 | 阿克森斯公司 | 使用拉曼光谱仪用于操作模拟移动床二甲苯分离单元的分析装置和有关方法 |
| CN112169373A (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种模拟移动床吸附分离目标产物的方法 |
| CN115151520A (zh) * | 2020-02-18 | 2022-10-04 | 环球油品有限责任公司 | 用于吸附分离工艺的侧腔室工艺监测器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9328041B2 (en) | 2013-09-24 | 2016-05-03 | Uop Llc | Methods and systems for separating para-xylene using a radial flow simulated moving bed chamber |
| US12019428B2 (en) | 2014-07-08 | 2024-06-25 | Uop Llc | Real-time plant diagnostic system and method for plant process control and analysis |
| CN111650323A (zh) * | 2019-03-04 | 2020-09-11 | 内蒙古伊泰煤基新材料研究院有限公司 | 一种可在线监控的吸附设备 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1468750A1 (de) * | 1961-05-22 | 1969-04-24 | Universal Oil Prod Co | Verfahren zum Trennen mehrkerniger Aromaten von einkernigen Aromaten |
| US5457260A (en) | 1993-12-27 | 1995-10-10 | Uop | Control process for simulated moving adsorbent bed separations |
| US5470482A (en) | 1993-12-27 | 1995-11-28 | Uop | Control process for simulated moving bed para-xylene separation |
| US5684580A (en) | 1995-05-01 | 1997-11-04 | Ashland Inc. | Hydrocarbon analysis and control by raman spectroscopy |
| US5596196A (en) | 1995-05-24 | 1997-01-21 | Ashland Inc. | Oxygenate analysis and control by Raman spectroscopy |
| KR100277721B1 (ko) | 1998-03-24 | 2001-01-15 | 남창우 | 근적외선분석시스템을이용한자이렌이성질체분리및이성화공정의조절및최적화방법및그장치 |
| KR100414550B1 (ko) * | 2001-09-20 | 2004-01-13 | 주식회사 아큐텍반도체기술 | 다성분 용액의 농도 분석 시스템 및 방법 |
| US8441631B2 (en) * | 2004-05-24 | 2013-05-14 | OptoTrace (SuZhou) Technologies, Inc. | Integrated device capable of performing chemical separation and light scattering |
| FR2870751B1 (fr) * | 2004-05-25 | 2006-08-04 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif perfectionne de separation en lit mobile simule |
| US8008536B2 (en) * | 2005-02-02 | 2011-08-30 | Winter George R | Simulated moving bed adsorptive separation process for handling multiple feedstocks |
| FR2942879B1 (fr) * | 2009-03-09 | 2012-10-19 | Inst Francais Du Petrole | Nouvelle methode de mesure en ligne sur les unites en lit mobile simule ou les unites de separation par distillation et application au controle et regulation desdites unites |
-
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- 2012-12-19 TW TW101148494A patent/TW201337240A/zh unknown
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104237196A (zh) * | 2013-06-14 | 2014-12-24 | 阿克森斯公司 | 使用拉曼光谱仪用于操作模拟移动床二甲苯分离单元的分析装置和有关方法 |
| TWI624658B (zh) * | 2013-06-14 | 2018-05-21 | 艾克森斯公司 | 利用拉曼光譜儀用於操作模擬移動床二甲苯分離單元的分析裝置及相關方法 |
| CN104237196B (zh) * | 2013-06-14 | 2019-03-01 | 阿克森斯公司 | 使用拉曼光谱仪用于操作模拟移动床二甲苯分离单元的分析装置和有关方法 |
| CN112169373A (zh) * | 2019-07-05 | 2021-01-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种模拟移动床吸附分离目标产物的方法 |
| CN112169373B (zh) * | 2019-07-05 | 2022-03-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种模拟移动床吸附分离目标产物的方法 |
| CN115151520A (zh) * | 2020-02-18 | 2022-10-04 | 环球油品有限责任公司 | 用于吸附分离工艺的侧腔室工艺监测器 |
Also Published As
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| WO2013095897A1 (en) | 2013-06-27 |
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