TWI454302B - 用於具有經調節旁通流體流之模擬移動床分離作用之方法及裝置 - Google Patents

用於具有經調節旁通流體流之模擬移動床分離作用之方法及裝置 Download PDF

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TWI454302B
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Description

用於具有經調節旁通流體流之模擬移動床分離作用之方法及裝置
本發明係關於分離可能難以藉蒸餾分離之天然或化學產品之領域。使用已知為模擬移動床方法或分離裝置之方法及相關聯裝置家族係為模擬逆流模式或以模擬順流模式，以下通稱為「SMB」。
相關領域的特定但非排他實例為：
‧自支鏈烷烴、環烷烴及芳烴分離正鏈烷烴；
‧分離烯烴/鏈烷烴；
‧自其他C8芳烴異構體分離對二甲苯；
‧自其他C8芳烴異構體分離間二甲苯；
‧自其他C8芳烴異構體分離乙苯。
除提煉及石化工業區之外，有許多其他應用；此等應用可列舉之實例包含葡萄糖/果糖分離、甲酚位置異構體之分離、光學異構體分離等等。
在此項技術中SMB分離為熟知。一般說來，以模擬移動床模式之塔柱操作包括至少三區域，且可能為四或五個，該等區域之每一者係各由一特定數目連續床構成，且每一區域由包括介於供應點與抽出點之間之位置定義。通常，SMB塔柱由至少待分餾的進料F及解吸劑D(有時稱為洗提劑)供料，且自該塔柱抽出至少萃餘液R及萃取液E。
該等供應及抽出點隨著時間修改，通常在相同方向上偏移對應於一床之值。
根據定義，該等操作區域之每一者指定為一號碼：
‧區域1=用於解吸來自該萃取液之化合物之區域，其包括介於該解吸劑D之注入與該萃取液E之抽出之間；
‧區域2=用於解吸來自該萃餘液之化合物之區域，其包括介於該萃取液E抽出與待分餾的該進料F之注入之間；
‧區域3=用於吸附來自該萃取液之化合物之區域，其包括介於該進料注入與該萃餘液R抽出之間；
‧且較佳地，區域4位於該萃餘液抽出與該解吸劑注入之間。
先前技術詳細描述可執行進料之模擬移動床分離之各種裝置及方法。
特定言之，可列舉下列專利：US-2 985 589、US-3 214 247、US-3 268 605、US-3 592 612、US-4 614 204、US-4 378 292、US-5 200 075、US-5 316 821。此等專利亦詳細描述SMB之操作。
SMB裝置通常包括分為複數個具有吸附劑之連續床Ai 的至少一塔柱(通常為二塔柱)，該等床由板Pi 分離，每一板Pi 包括一個、二個或四個腔室，意味著可執行供應進料或注入解吸劑及萃取萃餘液或萃取液之相繼操作。
單一腔室可執行該4操作，但本發明涉及具有每一板2腔室之塔柱。當使用二腔室，每一腔室可能用於一個或多個流之注入或抽出時，很多解決方法為可能。作為一實例，第一腔室可執行進料或解吸劑注入操作，且另一腔室執行萃餘液或萃取液抽出之該等操作。另一可能情況係使用一腔室以注入進料及抽出萃餘液，另一腔室處理解吸劑之注入及萃取液之抽出。此二實例為非限制；該二腔室之其他使用亦為可能。
用於自SMB分配及萃取流體之控制構件通常係以下兩種主要類型技術中之一：
‧對於每一板，複數個受控制的開關閥以供應或抽出流體，該等閥通常位於緊鄰於該對應板之位置。每一板Pi 通常包括具有開關控制之至少4個雙向閥，以各自地執行流體F及D之供應及流體E及R之抽出；
‧或用於將流體供應於該組板或自彼抽出之多向回轉閥。
本發明係在使用複數個閥以確保該等各種流體之供應及抽出之SMB單元背景下。
該等板Pi 之每一者通常包括稱為「DME板」並經由分配/萃取線或系統供應的複數個分配器-混合器-提取器面板。該等板可具有任何類型及任何幾何形狀。該等板通常經分為對應於該塔柱的橫截面之鄰近區段之面板，舉例而言具有棱角區段之面板(例如在專利US-6 537 451圖8中顯示的彼等)，或具有平行區段之面板(例如在專利US-6 797 175中描述的彼等)。
較佳地，本發明之分離塔柱包括具有平行區段及非對稱供應類型之DME板。
要分配遍及每一床需要收集來自先前床之主要流，於其中注入補充或次要流體同時盡可能完全地混合該二流體之可能性，或移除所收集流體之一部分、並萃取以送出該裝置之可能性，以及在下一床上面重分配流體之可能性。
所有SMB裝置之一般性問題為在操作該SMB期間改變該等供應及抽出點期間，將用於自該等板供應及抽出流體之回路的各個區域中的液體所生成的污染減至最少。
事實上，當在操作順序期間，用於供應板Pi 之線、腔室或區域不再經該程序之流體沖洗時，該線、腔室或區域變成其中該液體停滯之靜滯區，且僅當另一程序流體移動穿過其時才會再次移動。由於該SMB之該操作，接著會有大體上與停滯在該所考慮線中之流體不同的程序流體。
與應避免組成不連續之理想操作相比，具實質上不同組成之流體的混合或於短時間間隔內的循環會在考慮區域之濃度分佈中帶來擾動。
另一問題在於在單一板之各個區域之間且更通常為在單一板之整體分配/萃取系統中之可能再循環，由於該板之各個區域之間的壓力差極小，再次指出相對於理想操作之擾動。
為了克服此等與再循環及靜滯區有關的問題，在先前技術中已知各種解決方法：
a)已提出在相對純狀態下使用解吸劑或所需產品沖洗給定板之該分配/萃取系統。事實上此技術可防止所需產品在其萃取期間遭到污染。然而，由於該沖洗液體具有與其所替代之液體極不同之組成，此導入不利於理想操作之組成中斷。此第一沖洗變化通常影響具有高濃度梯度之短時間沖洗。為了限制組成中斷之影響，此等短時間沖洗係絲毫不差地短。
b)如在專利US-5 972 224及US-6 110 364中所描述，另一解決方法在於經由介於連續板之間之外部旁通線，流通該主要流之一大部分入該塔柱且流出該主要流之一小部分(通常為該主要流之1%至20%)。通常連續執行由源於該上部板之一流沖洗在一板處之該分配/萃取系統，使得該分配/萃取系統之線及區域不再「靜滯」而卻經持續沖洗。
在專利FR-2 772 634之圖2中顯示經由旁通線連續沖洗之此一系統。該等旁通線通常具有小直徑並包括減少該系統成本之小直徑閥。
根據專利US-5 972 224及US-6 110 364之揭示內容，使用具有極接近該被替代液體(存在該分配系統或在該板處循環之液體)的組成的組成之液體沖洗給定板之分配/萃取系統。因此，使具有不同組成之流體的混合減至最少並減少組成中斷。
為此目的，專利US-5 972 224及US-6 110 364建議在該等旁通中使用沖洗流速，使得在每一旁通中之運輸速率實質上與在SMB的主要流中之濃度梯度之前進速率相同。此因而稱為「同步」沖洗或「同步流速」沖洗。因此，由具有實質上與其中液體組成相同的組成之液體執行各種線及體積之沖洗，且在旁通中移動之液體係於主要流組成實質相同之點重新導入。
因此，對於小或零濃度梯度而言，沖洗係長期同步。
根據此專利之揭示內容，當源自板Pi 至下一板Pi+1 之沖洗流速QSi/i+1 等於V/ST時，沖洗稱為「同步」，其中V為該等板Pi(亦即Vi)及Pi+1 (亦即Vi+1 )之分配系統與介於此二板之間的旁通線容量(亦即VLi/i+1 )之累積容量，且ST為該SMB介於該供應/萃取之兩連續切換之間的切換時間。
因此，我們有：
「同步流速」=QSi/i+1 =(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )/ST，其中：
‧QSi/i+1 =自板Pn 至該鄰近板(通常為較低板)Pi+1 之沖洗流速；
‧Vi =離開板Pi 之分配/萃取系統之容量；
‧Vi+1 =到達板Pi+1 之分配/萃取系統之容量；
‧VLi/i+1 =介於Pi 與Pi+1 之間之旁通線之容量；
‧ST=切換時間。
同步沖洗通常係藉由在受控制的流速沖洗而執行，經調適於該等區域之每一區中，各具有同步流速之50%至150%，且理想地為具有同步流速之100%。在該4SMB區域之該等旁通線中之該等流速受在每一旁通線中之調節構件控制。
如一實例，熟習者可使用在所有此等區域中該同步流速之90%之流速，或110%或甚至接近該同步流速之100%之任何其他值。然而，當存在調節構件時，熟習者依循上文列舉的專利之揭示內容將自然地選擇以將該4區域中之流速控制於準確對應於同步流速(該同步流速之100%)。
具有巨大工業重要性之SMB分離裝置之一實例為了生產具有商業純度(通常具有按重量計至少99.7%純度)之對二甲苯，及富含乙苯、鄰二甲苯及間二甲苯之萃餘液，涉及分離C8芳烴餾份。
上文列舉的兩實施可實現商業純度之目的。然而，申請人已可證明儘管專利US-5 972 224及US-6 110 364之「同步沖洗」之揭示內容提供關於先前技術之特定改良，但仍可藉由改進定義該等旁通線之各種流速的規則而令人驚訝地進一步改良模擬移動床分離方法之功能及性能。
本發明之目的係改良關於在專利US-5 972 224及US-6 110 364中之揭示內容之模擬移動床分離方法之性能。
本發明亦涉及用於模擬移動床分離之經改良的裝置，該經改良的裝置使用複數個受控制的開關2方向閥來供應及萃取SMB程序流體，此改良係藉由在小或零濃度梯度執行長時間持續沖洗。
令人驚訝地發現該等旁通線之理想函數並不對應於在該SMB之所有操作區域上面之完全同步流速，卻對應於視SMB區域而定且可在一些情況下表現可能重要的或不重要的超同步性的流速。
用語「超同步性」意為超出對應於同步性之值至少10%之值，且「超同步性」被表示為超出該同步性之百分比。更精確地，該超同步性由下式定義：
超同步性(%)=100×[所考慮旁通線中之實際流速/同步性流速-1]
更精確地，本發明針對於該SMB單元之每一區域定義旁通流速範圍，包括對於所考慮之區域具有專一性的特定程度超同步性。
此引起該組旁通流速之複雜的最佳值，其取決於所考慮之SMB之區域及(將在下文詳細描述中可見的)在該區域中關閉的旁通線數目兩者。此技術問題在先前技術揭示內容完全未出現並構成在SMB類型方法之領域中理解及技巧之一重要進步。
因此，本發明涉及一種用於模擬移動床(SMB)分離在具有至少一塔柱的SMB裝置中之進料F之方法，該塔柱由板Pi 分離的複數個具有吸附劑之床組成，每一板Pi 包括一分配/萃取系統，在該方法中供應進料F及解吸劑D，且抽出至少一萃取液E及至少一萃餘液R，供應及抽出點在切換時間ST下隨時間偏移值對應於一吸附劑床，並測定該SMB之複數個操作區域，特定言之為下列該4主要區域：
‧用於解吸該萃取液之等化合物之區域1，其包括介於該解吸劑D之供應與該萃取液E之抽出之間；
‧用於解吸該萃餘液化合物之區域2，其包括介於該萃取液E之抽出與該進料F之注入之間；
‧用於吸附該萃取液之等化合物之區域3，其包括介於該進料之供應與該萃餘液R之抽出之間；
‧位於該萃餘液R之抽出與該解吸劑D之供應之間的區域4；
該裝置進一步包括直接連接兩連續板Pi 、Pi+1 並容許該等板待沖洗之外部旁通線Li/i+1 ，其中該等旁通線Li/i+1 之每一者包括用於調節該沖洗流速之自動化構件，該調節構件之開啟度由以下兩規則定義：
1)在其中有至少一關閉旁通線之操作區域中，在屬於所考慮之區域的所有該等旁通線中建立該沖洗流速之超同步性，該超同步性由下式定義：
S=a+b(nf/nt)
其中常數a為在-5至5範圍內之常數，b為在40至100範圍內之常數，b與所考慮區域之關閉旁通線數目(nf)與旁通線總數目(nt)之比率相乘；
2)若所考慮之區域中無關閉的旁通線(換言之，若該區域之所有該等旁通線為開啟)，則接著在該區域之所有該等沖洗線中建立對應於該同步性加減8%之流；該同步性流速定義為(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )/ST，其中符號Vi 指示該離開板Pi 之分配/萃取系統之容量；Vi+1 指示該到達板Pi+1 之分配/萃取系統之容量；VLi/i+1 指示在Pi 與Pi+1 之間之旁通線之容量；且ST指示切換時間。
本發明亦涉及一種用於調節構成SMB塔柱之每一區域的沖洗流速之方法，其可如下定義：
1)藉由將其他區域之(未關閉的)該組旁通線之同步性固定在100%而獲得在一給定區域上面之最佳同步性；
2)且在該先前步驟中獲得的該最佳同步性歸屬於每一區域。
最後，本發明方法係更特別適於在C8芳烴之混合物中分離對二甲苯或間二甲苯。顯而易見，此二應用實例並非限制且其他應用為可能，特定言之，在分離正鏈及異鏈烷烴或正構及異構烯烴之領域。
為了改良可由SMB技術產生的分離性能，本發明提出一種用於模擬移動床(SMB)分離在具有至少一塔柱的一SMB裝置中之進料F的方法，該塔柱由複數個藉板Pi分離之解吸劑床組成，每一板Pi 包括一分配/萃取系統，在其中供應進料F及吸附劑D，且抽出至少一萃取液E及至少一萃餘液R，供應及抽出點時間錯開值係對應於一解吸劑床，切換時間ST，並測定該SMB之複數個操作區域，特定言之為下列4主要區域：
‧用於解吸該萃取液之等化合物之區域1，其包括介於該解吸劑D之供應與該萃取液E之抽出之間；
‧用於解吸該萃餘液化合物之區域2，其包括介於該萃取液E之抽出與該進料F之注入之間；
‧用於吸附該萃取液之該等化合物之區域3，其包括介於該進料之供應與該萃餘液R之抽出之間；
‧位於該萃餘液R之抽出與該解吸劑D之供應之間的區域4；
該裝置進一步包括直接連接兩連續板Pi 、Pi+1 並容許該等板被沖洗之外部旁通線Li/i+1 ，其中該等旁通線Li/i+1 之每一者包括用於調節該沖洗流速之自動化構件。
直接連接兩連續板Pi 、Pi+1 之外部旁通線Li/i+1 據稱屬於當介於該等板Pi 與Pi+1 之間之床屬於該區域時之一區域。當在一旁通線中之流速為零時，將此旁通區域稱為關閉。可使用可取消在該旁通線中之流速之任何技術構件(例如開關閥、流速調節閥或止回閥)執行此關閉。
該調節構件之開啟度由以下二規則定義：
1)在其中有至少一關閉旁通線之操作區域中，在未關閉並屬於所考慮區域之所有該等旁通線中建立該沖洗流速之超同步性，該超同步性係在10%至100%範圍內；
2)若所考慮區域中無關閉的旁通線(換言之，若該區域之所有該等旁通線均為開啟)，則在該區域之所有該等旁通線中建立對應於該同步性加減8%(較佳為加減5%)之流；該同步性流速定義為(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )/ST，其中符號Vi 指示該離開板Pi 之分配/萃取系統之容量；Vi+1 指示該到達板Pi+1 之分配/萃取系統之容量；VLi/i+1 指示在Pi 與Pi+1 之間之旁通線之容量；且ST指示切換時間。
根據以上規則，應瞭解在給定操作區域中之該等旁通線之該沖洗流速基本上係與在該區域中之至少一關閉旁通線之存在與否有關。
更精確地，在其中存在至少一關閉旁通線之一區域中之未關閉的該等旁通線之超同步性S係由所考慮之區域中之關閉旁通線的數目(nf)與在該區域中之旁通線之總數目(nt)(亦即與所考慮之區域中之床數目)之比率定義。
該超同步性S使用下式定義為百分比：
S=a+b(nf/nt)
其中：a為在-5至5範圍內之常數；b為在40至100範圍內之常數，b與關閉的旁通線數目(nf)與所考慮之區域之旁通線總數目(nt)之比率相乘。
徹底實驗研究已顯示係數b與在該元件中之床之總數目(Nt)有關之關係為：
b=(1320/在SMB單元中之床之總數目)。
將一給定區域中之旁通線關閉有數個原因。特定言之，當流體(進料或解吸劑)注入板Pi 時，使用注入線。此線係連接至與該板連接的旁通線，亦即該旁通線Li/i-1 或該旁通線Li/i+1 。不管哪一旁通線連接至所使用的注入線，接著必需使用開關閥、流速調節閥或止回閥或可取消該流速以確保該注入的流體適當地流向該板Pi 之任何其他技術而關閉該線。
以相同方式，當自板Pi 抽出流出物(萃取液或萃餘液)時，使用抽出線。此抽出線係連接至與該板連接的旁通線，亦即該旁通線Li-1/i 或該旁通線Li/i+1 。
不管哪一旁通線連接至所使用的抽出線，接著必需使用開關閥、流速調節閥或止回閥或可取消該流速以確保該流體自該板Pi 適當地抽出之任何其他技術構件而關閉該線。
特定言之，用於注入或抽出之該待關閉的旁通線取決於該注入及抽出線相對於該旁通線關閉裝置之位置。
描述為位於另一元件「下游」的元件(板、床、閥等等)之位置係相對於在切換次序期間用於抽出及引入的點之行進方向而定義。
如一實例，在其中用於抽出流出物(萃餘液或萃取液)之線位於該旁通線關閉裝置上游(或更簡單說「該旁通線閥上游」)，且其中該等供應線(用於進料或解吸劑)位於該隔離閥下游之情況下：
‧當流體(進料或解吸劑)注入該板Pi 時，使用連接至該旁通線Li-1/i 的注入線。為了確保該注入的流體適當地流向該板Pi ，因此必需關閉該旁通線Li-1/i 之隔離閥；
‧當自該板Pi 抽出流出物(萃取液或萃餘液)時，使用連接至該旁通線Li/i+1 之抽出線。接著必需關閉該旁通線Li/i+1 之隔離閥。
關閉用於每一次注入及每一次抽出之旁通線包括永久地關閉最少4旁通線。亦可因其他原因而關閉其他旁通線。
實例
透過以下實例，將更充分理解本發明。
實例1
具有長度1.1米及內部直徑3.5米之SMB單元被視為由24床構成，該SMB單元具有進料注入、解吸劑(其亦稱為洗提劑或溶劑)注入、萃取液抽出及萃餘液抽出。該等板具有兩混合腔室，一個為注入盒(進料及解吸劑)，另一個為抽出盒(萃取液及萃餘液)。
總容量(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )表示包括介於該板Pi 與該板Pi+1 之間的床之3%容量，其中VLi/i+1 為板Pi 至板Pi+1 之旁通線之容量，且其中Vi 為板Pi 之分配/萃取系統之容量。
該流出物(萃餘液或萃取液)抽出線位於該旁通線之隔離閥上游(或更簡單為「該旁通線閥上游」)。
該等供應線(用於進料或解吸劑)位於該隔離閥下游(圖1)。
當流體(進料或解吸劑)注入該板Pi 中時，使用連接至該旁通線Li-1/i 的注入線。接著必需關閉該旁通線Li-1/i 之隔離閥以確保該注入的流體適當地流向該板Pi 。
當自該板Pi 抽出流出物(萃取液或萃餘液)時，使用連接至該旁通線Li/i+1 的抽出線。接著必需關閉該旁通線Li/i+1 之隔離閥(圖2)。
結果為使用此類型旁通線引起：
‧在區域2中之兩旁通線之關閉(經由連接至該區域之第一床之旁通線的一線之萃取液的抽出及經由連接至該區域之最後床之旁通線的一線之進料的注入)；
‧在區域4中之兩旁通線之關閉(經由連接至該區域之第一床之旁通線的一線之萃餘液的抽出及經由連接至該區域之最後床之旁通線的一線之解吸劑的注入)。
該等床依照組態5/9/7/3分佈，亦即該床之分佈如下：
‧在區域1中5床；
‧在區域2中9床；
‧在區域3中7床；
‧在區域4中3床。
使用的吸附劑為BaX類型沸石且使用的洗提劑為對二乙基苯。溫度為175℃且壓力為15巴。
進料由20%對二甲苯、24%鄰二甲苯、51%間二甲苯及5%乙苯組成。使用的切換時間為70.8秒。
用於進料及解吸劑之注入的液體流速如下：
‧進料，6.81m3 .min-1 ；
‧解吸劑，7.48m3 .min-1 ；
亦即溶劑比率，S/F=1.1。
當對於所有該等開啟的旁通線之先前技術同步性經調節至100%時，模擬產生對二甲苯純度99.76%及對二甲苯產量95.80%。
作為區域之未關閉的所有該等旁通線之同步性之函數，根據用於固定解吸劑流速、進料流速、產生的對二甲苯純度及切換時間之PX產量而量測的在該SMB性能中之變動，用於計算該等區域之每一者，為未關閉的其他區域之旁通線組保持100%同步性。
在圖3中繪示用於該等變化區域之每一者在該SMB之性能中之此變動。該PX產量為介於自該萃取液抽出的PX量與注入的PX量之間的比率。
區域1係由具有稜形之曲線表示；區域2係由具有正方形之曲線表示；區域3係由具有三角形之曲線表示；區域4係由具有圓形之曲線表示。
下表列出每一區域在異-純度、-進料流速、-切換時間、-溶劑比率之最佳同步性獲得的產量。
在分區獲得該最佳區域之後，同時強加四最佳同步性值，亦即區域1中102%、區域2中110%、區域3中105%及區域4中140%。
在等-純度、-進料流速、-切換時間及-溶劑比率，獲得產量96.12%，其高於藉由僅調節單一區域之同步性而獲得的產量。
顯而易見，使用經區分的區域從屬同步性引起超過先前技術之實質改良的產量。
該組區域之最佳超同步性可由以下等式定義：
S=a+b(nf/nt)其中a=2.1，且b=1320/24=55。
實例2
我們現考慮具有長度1.1米及內部直徑3.5米而由15床構成之SMB單元，該SMB單元具有進料注入、解吸劑注入(其亦稱為洗提劑或溶劑)、萃取液抽出及萃餘液抽出。
該等板具有兩混合腔室，一個為注入盒(進料及解吸劑)，另一個為抽出盒(萃取液及萃餘液)。
總容量(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )表示包括介於該板Pi 與該板Pi+1 之間的床之3%容量，其中VLi/i+1 為板Pi 至板Pi+1 之旁通線之容量，且其中Vi 為板Pi 之分配/萃取系統之容量。
該流出物(萃餘液或萃取液)抽出線現位於旁通線之隔離閥下游，且該等注入點(用於進料或解吸劑)位於該隔離閥上游(圖4)。
當流體(進料或解吸劑)注入該板Pi 中時，使用連接至該旁通線Li-1/i 的注入線。接著必需關閉該旁通線Li-1/i 之隔離閥以確保該注入的流體適當地流向該板Pi 。
當自該板Pi 抽出流出物(萃取液或萃餘液)時，使用連接至該旁通線Li/i+1 的抽出線。接著必需關閉旁通線Li/i+1 之隔離閥(圖5)。
結果為使用此類型旁通線引起：
‧在區域1中之兩旁通線之關閉(經由連接至該區域之第一床之旁通線的線之解吸劑注入及經由連接至該區域之最後床之旁通線的線之萃取液抽出)；
‧在區域3中之兩旁通線之關閉(經由連接至該區域之第一床之旁通線的線之進料注入及經由連接至該區域之最後床之旁通線的線之萃餘液抽出)。
該等床依照組態3/6/4/2分佈，亦即該床之分佈如下：
‧在區域1中3床；
‧在區域2中6床；
‧在區域3中4床；
‧在區域4中2床。
使用的吸附劑為BaX類型沸石且使用的洗提劑為對二乙基苯。溫度為175℃且壓力為15巴。
進料由20%對二甲苯、24%鄰二甲苯、51%間二甲苯及5%乙苯組成。使用的切換時間為113.28秒。
用於進料及解吸劑之注入之液體流速如下：
‧進料，4.25m3 .min-1 ；
‧解吸劑，4.68m3 .min-1 ；
亦即溶劑比率，S/F=1.1。
當對於所有該等開啟的旁通線之先前技術同步性經調節至100%時，模擬產生對二甲苯純度99.76%及對二甲苯產量91.46%。
作為一區域之未關閉的所有該等旁通線之同步性函數，根據用於固定解吸劑流速、進料流速、產生的對二甲苯純度及切換時間之PX產量而量測的在該SMB性能中之變動，用於計算該等區域之每一者，為未關閉的其他區域之旁通線組保持100%同步性。
在圖6中繪示用於該等變化區域之每一者之在該SMB之性能中之此變動。
區域1係由具有稜形之曲線表示；區域2係由具有正方形之曲線表示；區域3係由具有三角形之曲線表示；區域4係由具有圓形之曲線表示。
PX產量是萃取液中PX抽出量與PX注入量的比例。
下表列出每一區域在等-純度、-進料流速、-切換時間、-溶劑比率之最佳同步性獲得的產量。
在分區獲得該最佳區域之後，同時強加四最佳同步性值，亦即區域1中170%、區域2中105%、區域3中133%及區域4中100%。
在等-純度、-進料流速、-切換時間及-溶劑比率，獲得產量92.34%，其高於藉由僅調節一區域之同步性而獲得的產量。
顯而易見，使用經區分的區域從屬同步性引起超過先前技術之實質上經改良的產量。
該組區域之最佳超同步性可由以下等式定義：
S=a+b(nf/nt)其中a=0.9，且b=1320/15=88。
Ai ．．．連續床
Ai+1 ．．．連續床
Ai-1 ．．．連續床
Li/i+1 ．．．旁通線
Li-1/i ．．．旁通線
Li+1/i+2 ．．．旁通線
Pi ．．．板
Pi+1 ．．．板
Pi-1 ．．．板
Pi+2 ．．．板
圖1顯示連續三床Pi-1 、Pi 、Pi+1 ，其等形成模擬移動床塔柱(SMB)之一部分。該等流出物抽出線(萃餘液或萃取液)位於該旁通線之隔離閥上游。該等供應線(用於進料或解吸劑)位於該隔離閥下游；
圖2a顯示注入情況；圖2b顯示在圖1之塔柱之一組態中之抽出情況；
圖3顯示作為未關閉的該等區域之每一者之未關閉的所有該等旁通線之同步性(S)之函數，根據用於固定解吸劑流速、進料流速、產生的對二甲苯純度及切換時間之PX產量(R)而測量的在該SMB性能中之等變動，該等變動為其他區域之旁通線組保持100%同步性；區域1係由具有稜形之曲線表示；區域2係由具有正方形之曲線表示；區域3係由具有三角形之曲線表示；區域4係由具有圓形之曲線表示；
圖4顯示形成模擬移動床塔柱(SMB)的一部分之連續三床Pi-1 、Pi 、Pi+1 。該等流出物抽出線(萃餘液或萃取液)位於該旁通線之隔離閥下游。該等供應線(用於進料或解吸劑)位於該隔離閥上游；
圖5a顯示注入情況；圖5b顯示在根據圖4之塔柱之一組態中之抽出情況；
圖6顯示作為該等區域之每一者之未關閉的所有該等旁通線之同步性(S)之函數，根據用於固定解吸劑流速、進料流速、產生的對二甲苯純度及切換時間之PX產量(R)而測量的在該SMB性能中之變動，該等變動為未關閉的其他區域之組旁通線保持100%同步性；及區域1係由具有稜形之曲線表示；區域2係由具有正方形之曲線表示；區域3係由具有三角形之曲線表示；區域4係由具有圓形之曲線表示。
Ai ．．．連續床
Ai+1 ．．．連續床
Ai-1 ．．．連續床
Li/i+1 ．．．旁通線
Li-1/i ．．．旁通線
Li+1/i+2 ．．．旁通線
Pi ．．．板
Pi+1 ．．．板
Pi-1 ．．．板
Pi+2 ．．．板

Claims (4)

  1. 一種用於在具有至少一塔柱之模擬移動床(SMB)裝置中SMB分離進料F之方法，該塔柱係由複數個由板Pi 分離的吸附劑床組成，每一板Pi 包括一分配/萃取系統，在該方法中供應進料F及解吸劑D，且抽出至少一萃取液E及至少一萃餘液R，供應及抽出點於切換時間ST下隨時間偏移一對應於其中一吸附劑床之值，並測定該SMB之複數個操作區域，特定言之為以下4個主要區域：用於解吸在該萃取液中產生的化合物之區域1，其係包括在該解吸劑D之供應與該萃取液E之抽出之間；用於解吸在該萃餘液中產生的化合物之區域2，其係包括在該萃取液E之抽出與該進料F之供應之間；用於吸附在該萃取液中產生的化合物之區域3，其係包括在該進料之供應與該萃餘液R之抽出之間；位於該萃餘液R之抽出與該解吸劑D之供應之間的區域4；該裝置進一步包括直接連接兩連續板Pi 、Pi+1 並容許該等板被沖洗之外部旁通線Li/i+1 ，其中該等旁通線Li/i+1 之每一者包括用於調節該沖洗流速之自動化構件，該等調節構件之開啟度係由下列兩規則定義：1)在其中具有至少一關閉旁通線之操作區域中，在屬於所考慮之區域之所有未關閉的該等旁通線中建立該沖洗流速之超同步性，該超同步性係在10%至100%範圍內並由下式定義： S=a+b(nf/nt)其中常數a為在-5至5範圍內之常數且b為在40至100範圍內之常數，b與關閉旁通線之數目(nf)與所考慮之區域之旁通線總數目(nt)之比率相乘；2)若所考慮之區域中無關閉的旁通線(換言之，若該區域之所有該等旁通線均開啟)，則在該區域之所有該等沖洗線中建立一對應於該同步性加減8%之流；該同步性流速係定義為(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )/ST，其中符號Vi 指示該離開板Pi 之分配/萃取系統之容量；Vi+1 指示該到達板Pi+1 之分配/萃取系統之容量；VLi/i+1 指示在Pi 與Pi+1 之間之旁通線之容量；及ST指示切換時間；且該超同步性係由下式定義：超同步性(%)=100×[(所考慮之旁通線中之真實流速/同步性流速)-1]。
  2. 一種用以調整如請求項1之模擬移動床方法中每一操作區域之沖洗流速的方法，其中容許該超同步性S應用於在待測定旁通線上之沖洗流速的係數a及b係由下式給出：a在範圍-5至+5內；b=(1320/在SMB單元中之床之總數目)。
  3. 一種如請求項1之模擬移動床分離方法的應用，其係用於分離在C8芳烴之混合物中之對二甲苯。
  4. 一種如請求項1之模擬移動床分離方法的應用，其係用 於分離在C8芳烴之混合物中之間二甲苯。
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