DE1470684B2 - Kontinuierliches verfahren zur gleichzeitigen abtrennung von aromatischen und normalaliphatischen bestandteilen aus einem fluessigen kohlenwasserstoffgemisch - Google Patents

Description

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Poren, in denen der mittlere Durchmesser weniger Die Desorbentien für die Aromaten und für die

als 10, aber mehr als 6 Ä, beträgt, ist zur Gewinnung n-Aliphaten sollen im wesentlichen dieselbe Zu-

der aromatischen Bestandteile brauchbar. sammensetzung haben oder aus demselben Material

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren bestehen, wie die zu desorbierenden Bestandteile. Aus

zur gleichzeitigen Abtrennung der n-aliphatischen und 5 den Adsorbensporen wird das Adsorbat verdrängt,

aromatischen Kohlenwasserstoffe aus einem Kohlen- und die Verdrängungskraft entspricht der-Molanzahl

wasserstoff gemisch, das zusätzlich z. B. Kohlenwasser- in der Zwischenraumflüssigkeit im Verhältnis zu der

stoffe mit verzweigter Kette und/oder naphthenische Molanzahl an Bestandteil innerhalb der Molekular-

Kohlenwasserstoffe enthält, wobei die beiden ab- siebporen. Zur Adsorption der Aromaten kann an

getrennten Bestandteile aber getrennt abgeführt und io Stelle eines Molekularsiebes auch- Aktivkohle oder

trotz dieser Vereinfachung des Verfahrensganges so- Kieselsäuregel verwendet werden, besonders wenn das

wohl das Raffinat wie die beiden Desorbate in aus- Desorbens der Aromatendesorptionszone bei etwas

gezeichneter Reinheit erhalten werden. .. höherer Temperatur zugeführt wird als die Temperatur

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch der Aromatenadsorption. Ob also ein gemeinsam für erreicht, daß man das flüssige Kohlenwasserstoff- 15 Normalaliphaten- und Aromatendesorption verwengemisch durch eine langgestreckte, aus mehreren detes Desorbens erhitzt werden muß oder bei derselben Einzelzonen bestehende Adsorptionsmasse aus den Temperatur zu den getrennten Desorptionszonen zuvermischten selektiven Adsorbentien leitet, wobei die geleitet werden kann, hängt von der Art des zur Aromaten und n-Aliphaten in einer Adsorptionszone Trennung der aromatischen Bestandteile verwendeten zurückgehalten werden, ein Anteil des anfallenden 20 Adsorbens ab. Da die Desorption sowohl der Normal-^ Raffinates aus dem Verfahren abgezogen und das aliphaten als auch der Aromaten leichter- und mit restliche Raffinat durch die stromabwärts folgende geringeren Fließgeschwindigkeiten von Desorbens Aromatendesorbensverdrängerzone geleitet, der aus vor sich geht, wenn das Desorbens vor seinem Eintritt dieser austretende Strom mit Desorbens für Aromaten in die Desorptionszonen erhitzt wird, ist es zweckversetzt, am Auslaß der Aromatendesorptionszone 25 mäßig ,das Desorbens für jede Zone zu erhitzen, so · ein Auteil des Aromatendesorbatstromes abgezogen daß eine gemeinsame Zufuhrquelle verwendet werden und sein restlicher Teil durch die Aliphatendesorbens- kann. ■ . verdrängerzone geleitet, an ihrem Ende mit einem In anderen Fällen kann das für die Desorption der Aliphatendesorbens versetzt und die erhaltene Mi- Aromaten verwendete Desorbens ein andererer aroschung durch die stromabwärts folgende n-Aliphaten- 30 matischer Kohlenwasserstoff, vorzugsweise von niedesorptionszone geleitet, an ihrem Ende ein Anteil drigerem Molekulargewicht, sein. Bei der Behandlung des n-Aliphateiidesorbats abgezogen und sein Rest einer Leuchtölfraktion zwecks Gewinnung von bizykdurch die stromabwärts folgende Ausgangsgemisch- lischen Aromaten und bzw. oder mit Polyalkyl subverdrängerzone geleitet und der an deren Ende an- stituierten oder mit langkettigem Alkyl substituierten, fallende Strom mit dem Ausgangskohlenwasserstoff- 35 einkernigen, aromatischen Kohlenwasserstoffen oder gemisch versetzt und durch die Adsorptionszone ge- bei der Gewinnung eines mit Monoalkyl oder PoIyleitet wird, und daß die Einführungsstellen für Aus- alkyl substituierten Aromaten aus einer niedriger gangskohlenwasserstoffgemisch und Desorbentien und siedenden Beschickung, wie einer. Schwerbenzindie Abzugsstellen für Raffinat und Desorbat periodisch fraktion von Erdöl, kann also das Desorbens für .die und gleiche Strecken der gesamten Adsorptionsmittel- 40 Aromaten ein aromatischer Kohlenwasserstoff, wie masse in Strömimgsrichtung weitergeschaltet werden. Benzol, sein, der den Vorteil gegenüber anderen

Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist bei der aromatischen Desorbentien hat, daß er sich leichter Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit im ganzen von dem Aromatendesorbat durch fraktionierte Kreislauf und bei der periodischen Weiterschaltung Destillation aus dem Desorbatstrom abtrennen läßt, der Zuführungs- und Abzugsleitungen zu bedenken, 45 Im allgemeinen erweist es sich als zweckmäßig, daß daß grundsätzlich die Zwischenraumflüssigkeit in das eine Desorbens aus einem niedrigermolekularen, jedem Adsorbensbett während einer Schaltperiode zu flüchtigeren Kohlenwasserstoff derselben Art wie der 100 °/₀ verdrängt v/erden soll, bevor die Weiter- eine Adsorbatbestandteil und das andere, Desorbens schaltung in Abstromrichtung erfolgt. Jedoch ist diese aus einem niedrigermolekularen, flüchtigeren Kohlen-Fließgeschwindigkeit nicht innerhalb der gesamten 50 wasserstoff derselben Axt wie der andere Adsorbat-Adsorbersäule mit ihren zahlreichen Betten völlig bestandteil besteht, wobei zweckmäßig das erste und gleichmäßig zu halten, sondern es hat sich als zweck- das zweite Desorbens mit Geschwindigkeiten von 1,5 mäßig erwiesen, daß die Fließgeschwindigkeit der aus bis 30 Mol, vorzugsweise 5 bis 20 Mol je Mol Adsorbatder Raffinatverdrängerzone zur Aromatendesorptions- bestandteil in den beiden Desorptionszonen geführt zone verdrängten Flüssigkeit auf 60 bis 95°/₀ des 55 werden. . gesamten Flüssigkeitsvolumens gehalten wird, das Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erwährend jeder Schaltperiode durch die Raffinat- findung verwendet man die zusätzliche Maßnahme, verdrängerzone fließt, die Fließgeschwindigkeit der daß eine aus dem n-aliphatischen Adsorbatbestandteil aus der Verdrängerzone des Aromatendesorbats zur bestehende Flüssigkeit oder ein aliphatischer Kohlen-, n-Aliphatendesorptionszone verdrängten Flüssigkeit 6° wasserstoff von niedrigerem Molekulargewicht als auf 80 bis 95 °/₀ des während der Schaltperiode durch dieser dem Auslauf aus der Verdrängerzone für das die Verdrängerzone des Aromatendesorbats fließenden n-Aliphatendesorbat als Spülflüssigkeit zugesetzt wird, Gesamtflüssigkeit gehalten und die Fließgeschwindig- bevor der vereinigte Strom in die Adsorptionszone keit der aus der Verdrängerzone des n-Aliphaten- eintritt. Hierdurch wird mit besonderer Sicherheit desorbats zur Adsorptionszone fließenden Flüssigkeit 65 erreicht, daß alles aus der vorhergehenden Schaltperiode auf 110 bis 300 °/₀ des gesamten Flüssigkeitsvolumens noch in dem letzten Bett vorhandene Ausgangsgehalten wird, das während der Schaltperiode durch kohlenwasserstoffgemisch in die jetzt wirksame Addie Verdrängerzone für das n-Aliphatendesorbat fließt. sorptionszone überführt wird.

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Die Bedingungen, unter denen das Verfahren der verwendet. Die Aktivkohle adsorbiert selektiv Xylole Erfindung ausgeführt wird, hängen von der Art der und das Molekularsieb selektiv n-Nonan. Die Aktiv-Beschickung, des Adsorbens und von der erförder- kohle hat eine Korngröße im Bereich von 600 bis 300 μ. liehen Reinheit des Produktes ab. Arbeitet man in Das Molekularsieb, das bis zu 60 Gewichtsprozent der flüssiger Phase unter Verwendung einer normalerweise 5 Adsorbensmischung ausmacht, hat eine Korngröße flüssigen Beschickung, so wird der Druck in der von 840 bis 300 μ. Es besteht aus mit Calcium aus-Adsorbersäule wesentlich geringer gehalten, als Wenn getauschtem Natriumaluminiumsilikat und einem man in der Gasphase arbeitet, wesentlich geringer, vor TonbindemitteL 90 °/₀ der kugeligen Teilchen haben allem gegenüber dem Druck, der aufgewandt werden eine Größe, von 700 bis 600 μ.
muß, wenn man eine normalerweise gasförmige 10 In der Zeichnung ist eine entsprechende Adsorptions-Beschickung in flüssiger Phase verwendet. Beispiels- anlage dargestellt, in der allerdings nur 20 Betten weise wird das Beschickungsmaterial gewöhnlich in eingezeichnet sind, während bei dem praktischen Verdampfförmigem Zustand in die Kolonne eingebracht, such 24 derartige Betten verwendet wurden,
wenn ihre Komponenten weniger als 4 Kohlenstoff- statt der dargestellten voneinander getrennten atome pro Molekül besitzen, besonders beim Arbeiten 15 Betten Bl bis £20, die durch Leitungsstutzen im mit Temperaturen über 50⁰C, jedoch wird man Vor- Inneren der Kolonne 1 miteinander verbunden sind, zugsweise dann in flüssiger Phase arbeiten, wenn kann die Säule 1 auch eine ununterbrochene Schicht die Beschickung ein höheres Durchschnittsrnolekular- des Adsorbensgemisches enthalten, und die Zonen gewicht besitzt und der Prozeß bei Temperaturen unter ergeben sich durch die Einlaßstellen und Auslaßstellen den kritischen Temperaturen abläuft. Beim Arbeiten a₀ für die verschiedenen Ströme. Der Auslaß des obersten in der Gasphase-kann die-Temperatur zwischen 30 Betts Bl ist mit dem Einlaß des untersten Betts £20 und 300⁰C variieren, die Drücke .können zwischen durch die Leitung 11 verbunden, in die die Pumpe 2 _A>\ Atmosphäreridruck und 10 Atmosphären liegen. Ty- eingefügt ist, um den erforderlichen Flüssigkeits- (?j pische Bedingungen für Arbeiten in flüssiger Phase sind überdruck zum Durchgang durch die Reihe von Temperaturen von 0 bis etwa 15O⁰C und Drücke von 25 Adsorptionsbetten zu erzeugen.
Atmosphärendruck bis 30 Atmosphären. Arbeitet man Für den Wechsel der Ein- und Auslaßstellen für die in der Gasphase, so hält man die Einströmgeschwindig- verschiedenen Behandlungs- und Produktströme um keit des Beschickungsmaterials in die Säule geringer gleiche Schritte in Fließrichtung während des Verals die Geschwindigkeit* mit der die Adsorbensteilchen fahrenlsablaufes ist eine Programmiereinrichtung erdurchströmt werden, z. B. wenn die Kontaktzonen 30 forderlich. Hierfür kann beispielsweise eine Rohrnicht vollständig mit festem Adsorbens angefüllt sind, verzweiganlage dienen, deren Rohre abwechselnd die und vorzugsweise auf einer Geschwindigkeit nicht über verschiedenen ein- und abfließenden Ströme führen etwa 5 Volumteilen an Beschickungsmaterial pro und mit Ventilen versehen sind. Elektrisch betätigte Volumteil Adsorbens pro Minute. Arbeitet man Schalter steuern die Ventile in Übereinstimmung mit jedoch in flüssiger Phase, so ist die Beschickungs- 35 elektrischeil Signalen auf Grund eines vorher festgeschwindigkeit vorzugsweise nicht wesentlich größer gelegten 'Programms. Die Vielzahl solcher kleinen als 1,5 Volumteile an frischem Beschicküngsmaterial Ventile läßt sich jedoch vermeiden, wenn ein kreispro Volumteil Adsorbens pro Bett pro Minute bei förmiges Drehventil3 mit einer ortsfesten Plattet relativ größkornigen Teilchen des Adsorbens und ■ und einer sich kontinuierlich oder schrittweise drehenzwischeii 0,1 bis 1,0 Volumteil an Beschickungs- 40 den Platte £ vorgesehen wird, die flüssigkeitsdicht material pro Volurnteil Adsorbens pro Bett pro gegenüber der Platte A drehbar ist. Ein solches Dreh-Minute bei kleineren Adsorbensteilchen, wobei jeweils ventil ist z. B. in der USA.-Patentschrift 3 040 777 nur ein Bett der Adsorptionszone zugleich mit frischem, beschrieben und dargestellt.

regeneriertem Adsorbens beschickt wird. Diese Ge- Für den vorliegenden Zweck. besitzt die Plätte £

sohwindigkeiten hängen natürlich auch von der Tiefe 45 mindestens sechs Durchgangskanäle für mindestens

und dem Durchmesser der Betten ab sowie von drei getrennte Einlaß- und mindestens drei getrennte

anderen Faktoren, die von der Bauart der Apparatur AuslaßstrÖrne. Die verschiedenen Einlaß- und Auslaß-

und den in der Säule eingehaltenen Verfahrens- leitungen der Trennsäule sind an die Platte A ange-

bedingungen abhängig sind. schlossen; dadurch Werden die Verbindungsleitungen

. . 50 zwischen jedem Bettenpaar abwechselnd zum Einlaß-

Beispiel _un(j Auslaßpunkt für die Verschiedenen Ströme ge-

Es v/ird eine Mischung von 25 Gewichtsprozent macht. Die drehbare Platte wird stets in derselben

Xylolgemisch, 35 Gewichtsprozent n-Nonan und Richtung bewegt, so daß sich das gewünschte Fließ-

40 Gewichtsprozent 2,4-Dimethylheptan hergestellt. programm ergibt. Nach vollem Umlauf der Platte B

Da eine solche Mischung im wesentlichen konstant 55 ist ein Zyklus des Verfahrens beendet und ein neuer

siedet, ist sie schwierig zu trennen, es sei denn, daß beginnt.

sie in Anwesenheit eines Lösungsmittels oder in einer Das Kohlenv/asseistGffgemisch v/ird durch Leitung 4

Destillierkolonne mit vielen Böden und mit hohem mit einer durch Ventil 5 gesteuerten Geschwindigkeit

Rückflußverhältnis destilliert wird. In gleicher Weise eingebracht und im Wärmeaustauscher 6 auf die

können gemäß der Erfindung auch natürlich vor- Go gewünschte Temperaturhöhe gebracht. Dann fließt

kommende Kohlenwasserstoffgemische, wie Erdöl- es durch Leitung 7, Pumpe 8, Leitung 9, Drehventil 3

fraktionen, zerlegt werden. und Leitung 10 in die Kontaktsäule 1, um von unten

Zur Durchführung wird eine Adsorptionskölonne in das Bett £5 einzutreten. Hier vereinigt es sich mit mit 24 übereinander angeordneten festen Adsorbens- dem aufwärts fließenden Strom aus dem Bett £6, betten verwendet, die die Funktion von sechs Arbeits- 65 dessen Zusammensetzung später beschrieben wird, zonen erfüllen und nacheinander in aufsteigendem Die Betten £1 bis B5 stellen die Adsorptionszone dar. Strom durchflossen werden. Als Adsorbens wird eine Adsorptionsstufe und Desorptionsstufe werden vorMischung aus Aktivkohle und 5A-Molekülsieben zugsweise isotherm betrieben.

■ Bevor das 'Kohleriwasserstoffgemisch eingeführt Im gleichen .Augenblick, wo Ausgangsmischung wird,'wird ■ das' AdsbrberisgemisQh in der-gesamten durch LeitunglO in Bett 55 einfließt, wird Benzol Säule aktiviert, indem man in das unterste Bett auf als Aromatendesorbens kontinuierlich durch Leitung 316°C^;:erhitzten Stickstoff einleitet und 10 Stünden 14a im Einlaßstutzen des Bettes 518 eingeführt. Das durch 'sämtliche Betten strömen läßt/ ^: Dann werden 5 Benzol kommt aus Leitung 17 mit Regelventil 18 über die Säule und die übrigen Teile der Apparatur mit das Drehventil 3 und vereinigt sich mit dem kontinutrockenenl η-Butan bei 3,4 atm gefüllt. Darauf wird ierlichen Strom, der vom Bett 518. kommt. Dieser das KoUeriwässefstoffgemisch'bei 3,4 atm? und etwa enthält verdrängte Zwischenraumflüssigkeit, die. im 25⁹C durch Leitung10 zugeführt. Der^;Trennungsgrad wesentlichen aus Benzol besteht, das'in der vorherergibt sich.^raus-der"Strömungsgeschwindigkeit..der io gehenden Schaltperiode als Desorbens ..in Bett 519 Beschickung und der-Geschwindigkeit der Weiter- eingeleitet worden war.-' ;-'-- :; -'-L-'-V - ,;'-'' schaltung des Ventiles -3. Die Adsorptions'f ähigkeit des 'Die ÄromatendesorptiPriszone '; .besteht aus den Adsorbens ^j wird^; abgesehen^:rvon ,Geschwindigkeits^· Betten 518 bis 515. Durch das Ventil 18.in Leitung 17 faktoren durch dessen Kapazität bestimmt', -die für wird die Einlauf geschwindigkeit des Benzöls in einem Aktivkohle "zwischen lund 1,-5 Teilen¹ Aktivkohle je 15 Bereich Jypn-5:l-bis-20:^: 1 Mol DesPrbens je Mol Teil Xylol und für däs.Molekülarsieb.zwischen 1,6 und ÄdsörbätfässungsvermÖgen des Bettes bzw.ΊΟ Volum-1,8 Teilen Molekularsieb je Gewichtsteilri-Nonan liegt; teile-Benzol je yolumteüdes in Bett 55 einfließenden •'-'- Das aus Bett 51 austretende Raffinat fließt über die XyIoIs bei der gleichen Temperaturwie die Adsorption, Leitung 11 und Pumpe 2 zum unteren Ende der Säule 1. und zwar bei z. B. 30° C, gehalten; so daß ein isothermer Ein Anteil des ''"Raffinates wird.durch Xeitüng 13, ²⁰ "Prozeß abjäüft. Falls die Desorption jedoch bei höherer ■ Drehventil 3 und Leitung 14 mit "Ventil 15 abgezogen. Temperatur; vorgenommen - werden;soll, kann 'das Das Ventil 15 regelt den 'Anteil, 'tier ^!in die aus den Aromatendesorbens im Erhitzer 19entsprechend erBetten 5i9 und520 bestehende;yerdrän'gerzone fließt. wärmt werden, von wo-es durch-Leitung 20 zur Das Raffinat ist frei von normalen und aromatischen Pumpe 21 fließt, .die es auf einen so hohen Druck 'Kohlenwasserstoffen;'wenn -die^;;Anlage^im Gleich- «5 bringt,' daß es nach 'Durchgang durch Leitung 16, gewicht' arbeitet: Der Rückfluß zum' Bett 20 wird so Ventil 3 und Leitung' 14α mit dem gewünschten Druck eingestellt, daß wälirend'-'eirief-Schalt^eriode'die im in;. die Adsorbersäule ' eintritt. Eine Erhitzung des Bett 20 vorhandene ~"ZTOSctienraümflüssigkeit durch -Aromatendesorbens ist zweckmäßig, wenn''. es .'sich Raffinat 'verdrängt wird; Dadurch¹ wird eine kontiiiu- unr' 'einen I Paraf finkonlenwasserstoff,; z. B.-ein Isoierliche "und gleichförmige 'Rafflnatqualität.aufrecht- 3° paraffin, Cyclpparäffin bzw. Normalpäräffin,"handelt, erhalteüv Würde Mas-Raffinat; in^j die äbströmseitigen "das / außerhalb des Siedebereiches ' der.. Ausgangs-Betten über die ■yerdrängerzone'mnau mischung'siedet. Zur;Desorption von Xylol ist .beiwürde es sich mit normalaliphatischen bzw. aroma,- 'spielsweise ein Gemisch von Normal- und Isohexan tischen ' Desorbatstrpmen'^:; yenmschen- Aus; .diesen "geeignet;;-;; r^ -; ----;_., i- -.— _::,.- -.- ■..',-. '.".".·V_r;. Gründen läßt man vorzugsweise^; ein'etwas tloineres 35 -^:In- der V.Zone 518 bis-515 trifft-das_: 'Arömaten-Volumen air Raffinat ^;m' das Bett 20 fließen'als-'das desöfbens auf einen ansteigenden Gehalt an adsorbier-Gesanitvpiümeii ■.der'Zwisch^äumflussigkei^ tem 'Xyloi,-wenn es^ aufwärts durch die.Desprptiöns-Bettes 20. Die Mengendes in^;'Bett 20 fließenden: Raf- zbne^:fließt. Bevor der Zufluß von Aromatendesorbens finates beträgt 60 bis 95 ⁰I₀, ^: VorzugsweisV 80 bis 95⁰J₀ auf den Einlaß zum; Bett 17 yeitergeschältet wird, ist "der ZWischenraümflüssigkeit': ^iLiT:J^^iR-^:i ^r-;^: 'y -^;J -'■ ^!'^r; 40 das Bett 518ί vollständig Resorbiert und die Zwischen- --'- 2,4-Dimethylheptanwirdals Raffinat aus Leitung 12 raümflüssigkeit in ; Bett.518- 'ist^' 'im -wesentlichen zu einem Teil durch Leitung 13 über das Drehventil 3 Aromatendesorbens? Am'-Auslaß des Bettes 515 hat und Leitung 14 mit"Ventil 15 abgezogen.-'Da in der der Strom den höchsten Xylolgehaltin der gesamten i) 'Adsorptionszone 51 bis 55 die Xylole der Ausgangs- Kontäktsäüle 1;"' ^!er. wird^; an dieser Stelle ^:in : zwei mischung das Benzoldesorböns,'das'iil· einerii voraus- 45 Ströme geteilt."Em-TeÜ wird' durch' Leitung 2t abgehenden 'Verfährensabschnitt'-aüf ^:!die 'Aktivkohle "gezogen^während^^ der Rest;'kontinuierlich; in; einem" Msprbiert worden war, und^däs'n-Noilan'das η-Pen- Verhältnis;von 80 bis^;95°/o der Zwischenrauiäflüssigtandesorbens aus den Ppren^]des Molekülarsiebes ver- keit"während der^; Schältperiode'-'m Bett 514 eingeleitet drängt^berii^;bennden^!sich^MaTOtf'Ajrteileⁱdieser^:avbr- wird!-^:Die^sfe-Fließgeschwindigkeit^Jist; bestimöiend' für drängten Desofbenüen-in-de1in^?Räffinäi^; Durch Fräk- 50 die ^:Reinneit^es^MgewinribafeV Desorb^Sj^Sie'^ird tionierung -wird'ius diesem ^L:2,4-Dimethylheptan"-^:mit geregelt düf ch'^J das -Ventil,23 ^rinjder;jAbzugsfeitung 24 einer Reinheit gewönnen^die in·der Tabelle angegeben für Afomateridesörbät.'-^:''^; '^J°^iiV:-^i!:\;-. -, --;■·; ·— ist.'Das bei ^jder Destillation-gewonriene'Desorbbns- Durch_cden in das Bett.514 eintretenden Teiiström gemisbh'wird^^ durch Fraktioriierüiig in.n^-Pentaii und wird' die—Zwischehraümflüssigkat^in-das^B.et^
-Benzölzerlegt, die beide zur Leitung 17 für aromatisches 55 verdrängt iind die "hierin ^enthaltene Zwischenraum-■■DesorbSns'-bzw. ^:'züf^:"Leitung 26 "^;für ^[i; aliphatisches 'flüssigkeit; wird'in¹ das".erste';Bett 512 ;der AliphatenV 'Desorbens 'zurückgeführt werden.' '^:i'^!' ^:; ' -'^i:iiLii:!- desorptiöriszPneyerdrän'gt/'Gleichzeitig wird, während ^£—Der;'erwähnte Raffinatkreislaufanteil -^;wird; aus Ausgangsmiscnungdurch Leitung 10 in "Bett 55 ein- *Leitungl2'in die Verdrähgerzörie mit den Betten 519 . fließt, ^; von Leitung26 .mit Ventil27'-kommendes und 520 von unten eingeführt; Es entsteht eine ver- ^6o Peritangemisch als Aliphätendesorbens durch Leitung hältnismäßig;enge Geinischzone ^;än der Raffinatfront, 31, Drehyehtil3 und Leitung 25 zugeführt.-Das' aus weil die Flüssigkeilen wechselweise ineinander löslich gleichen .Teilen Isopentan und Normalpentan . besind. Die Tiefe dieser Frontzone erstreckt sich über ein stehende Aliphätendesorbens verdrängt das n-Noiiän Drittel bis zur Hälfte eines Bettes. Wenn daher das aus den Poren des Molekularsiebes in der Aliphaten-'Fließverhältnis auf etwa 95°/₀ des Porenvolumens 65 desorptionszone 59 bis 512. Die Mischung wird eben-' eines Bettes gehalten wird, sind mehr als ein Bett, falls mit 30° C eingeführt, und es wird eine Strömungsz. B. 520 und 519, erforderlich, um die Frontzone geschwindigkeit eingestellt,'die ein Molverhältnis von aufzunehmen. n-Pentan zu n-Nonan wie Il :1 herstellt. In der

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Zeichnung umfaßt diese Zone vier Betten, jedoch eintreten. Es bliebe aber eine gewisse Menge Ausverwendet man vorzugsweise sechs Betten in dieser gangsmischung in diesen Betten, zumindest in 56, Zone. zurück, ohne im Prozeß wirklich zurückgewonnen zu

Die aus den Zwischenräumen von 513 in 512 über- werden. Wenn man die Zwischenräumflüssigkeit durch

tretende Flüsssigkeit besteht aus Pentan, das in der 5 Vermehrung des in 58 eintretenden Teilstromes zur

unmittelbar vorhergehenden Schaltperiode in das Adsorptionszone spülen würde, liefe dies darauf

Bett 513 eingeleitet worden war. hinaus, daß ein Teil des Aliphatendesorbatstromes in

Beim Eintritt in 512 besitzt der Strom den höchsten die Adsorptionszone von unten in 55 eintreten würde, Pentananteil und das Adsorbens den niedrigsten Gehalt wo dieses Desorbat und das Desorbens unnötigerweise an n-Nonan. Beim Durchgang durch die Betten 511 io die Beladung der Adsorptionszone mit n-Nonan und 510 zum Bett 59 kehrt sich das Verhältnis um, erhöhen würde. Ferner enthalten die Leitungen und und am Ausgang des Bettes 59 besitzt die Flüssigkeit Verteilungseinrichtungen, welche die Ausgangsmiden höchsten Anteil an n-Nonan in der gesamten schung zu 55 befördern und den Fluß für das Ali-Säule 1. Ein Teil des Aliphatendesorbats wird durch phatendesorbat führen, einen Rest von Ausgangs-Leitung 32 abgezogen und der andere Teil fließt weiter 15 beschickung, der in dem Leitungssystem verbleibt, in Bett 58, das mit Bl zusammen die Verdrängerzone durch das vor der Umschaltung die Ausgangsbefür das Aliphatendesorbat darstellt. Der Abfluß durch Schickung zugeführt wurde, beispielsweise als die die Leitung 32 über das Drehventil 3 und Leitung 33 Ausgangsbeschickung dem Bett 59 zugeführt wurde, wird durch Einstellung des Ventils 34 geregelt. Die Durch die Ausspülung dieser Leitungsteile kann man dadurch erreichte Verteilung des Aliphatendesorbat- 20 Ausgangsbeschickung zur Adsorptionszone über- ^ stromes ist wesentlich für die Reinheit des zu ge- führen. 'Infolgedessen wird bei einer bevorzugten ' winnenden n-Nonans. Das durch Leitung 33 ab- Ausführungsform ein Spülstrom der als Aliphatenfließende Aliphatendesorbat wird fraktioniert destilliert, desorbens verwendeten Pentanmischung in den Ein-.um das n-Nonan vom Pentan zu trennen. Letzteres laß von B6 eingeführt, um die Innenkanäle des Drehkann unmittelbar durch Leitung 26 als Aliphaten- 25 ventiles3 und der anschließenden Leitung von Ausdesorbens zurückgeführt werden. gangsbeschickung zu befreien. Die Strömungsge-

Das Strömungsverhältnis des Aliphatendesorbats schwindigkeit ist entsprechend einzustellen, daß nach

wird vorzugsweise auf eine solche Geschwindigkeit jeder Umschaltung eine vollständige Durchspülung

eingestellt, die ein etwas größeres Flüssigkeitsvolumen erfolgt. Die Spülflüssigkeit wird durch Leitung 35 mit

als die Zwischenraumflüssigkeit im Bett 58 während 30 Ventil 36 zugeführt und mittels Pumpe 37, Leitung 38

einer Umschaltperiode liefert. Die Zwischenraum- und Drehventil 3 auf den Einlaß von 56 geschaltet,

flüssigkeit in 58 wird also durch ein mindestens gleich Die dadurch verdrängte Ausgangsmischung vereinigt

großes Volumen an ankommender Aliphatendesorp- sich mit dem Zufluß durch Leitung 10 beim Eintritt

tionslösung wie das Volumen der Zwischenraum- in 55. Das bei der nächsten Weiterschaltung in 56

flüssigkeit im Bett 57 verdrängt und bei entsprechend 35 zurückbleibende Spülmittel läßt sich leicht durch

hoher Geschwindigkeit kann sogar die Flüssigkeit in Destillation von n-Nonan abtrennen, wenn nach den

Bett 56 durch ankommende Aliphatendesorbatlösung beiden nächsten Umschaltungen das Aliphatendesorbat

verdrängt werden. Zweckmäßig wird der Anteil des durch die Leitung zwischen den Betten 56 und 57

in 58 eintretenden Stromes so eingeregelt, daß er etwa abgeführt wird. Um eine vollständige Verdrängung

100 bis 300 °/₀, vorzugsweise 120 bis 180 %, der 40 von Ausgangsmaterial aus den Kanälen und Ver-

Zwischenraumflüssigkeit beträgt, 110 bis 130 °/₀ hat bindungsleitungen sicherzustellen und Rückmischung

sich als besonders zweckmäßig erwiesen. auszuschalten, wird das Strömungsverhältnis des

Die von 58 nach 57 und gegebenenfalls auch 56 Spülstromes gewöhnlich so hoch gehalten, daß es verdrängte Flüssigkeil befördert die Zwischenraum- zwischen 1,2 und 3,5 Volumteilen Spülmittel je 'Volumflüssigkeit aus dem letzten Bett in das erste Bett 55 45 teil Zwischenraumflüssigkeit in den Innenkanälen des der Adsorptionszone. Da diese Zwischenraumflüssig- Drehventiles und den Verbindungsleitungen ergibt, keit weitgehend aus der Ausgangsmischung besteht, Während die vorstehend geschilderten Vorgänge die in 56 während der vorhergehenden Schaltperiode ablaufen, rotiert die Drehplatte 5 des Ventils 3 zurückgeblieben ist, wird diese Ausgangsmischung langsam und kontinuierlich oder intermittierend, kontinuierlich durch Verdrängung in die Adsorptions- 5° Nach einer durchschnittlichen Periode von 1,8 Minuten zone zurückgewonnen und gleichzeitig durch die durch beginnt die Ausgangsmischung z. B. von 55 in 54 Leitung 10 eintretende Frischbeschickung in 55 einzuströmen. Der Zufluß nach 55 wird allmählich weiterbefördert. geringer und nach 54 allmählich größer, bis volle

Da die Zwischenraumflüssigkeit in 58 durch Umschaltung erreicht ist. Die Durchgangszeit je Bett

Aliphatendesorbatflüssigkeit völlig verdrängt wird, 55 wird durch die Adsorptionskapazität der Aktivkohle

wird nach der nächsten Umschaltung durch Dreh- für Xylol und des Molekularsiebes für n-Nonan be-

ventil 3 der von 58 abgezogene Teilstrom dieselbe stimmt. In gleicher Weise, wie die Umschaltung des

Zusammensetzung wie der Aliphatendesorbatstrom Ausgangsgemischzulaufes vor sich geht, erfolgt auch

haben. Dadurch wird die Reinheit des Aliphaten- die Umschaltung der Abläufe und Zuläufe von desorbats auf größter Höhe gehalten. Es strömt 60 Raffinat, Benzol, Pentangemisch, Aromatendesorbat,

durch Leitung 33 in eine Fraktionierkolonne, worin Aliphatendesorbat und Spülmittel. Es ergibt sich also

das Pentangemisch von der n-Nonanfraktion ab- ein kontinuierlicher Kreislauf, wobei die Flüssigkeit

getrennt wird. Ausbeute und Reinheit dieses Produktes scheinbar in Gegenstrom zum festen Adsorbens

finden sich in der Tabelle. Das Pentangemisch wird geführt hat.

unmittelbar zur neuen Desorbensverwendung in 65 Die folgende Tabelle zeigt die Ausbeuten und Rein-

Leitung 25 zurückgeschickt. heiten der Adsorbatprodukte nach fraktionierter Ab-

Bei der vorstehend geschilderten Arbeitsweise würde trennung des Desorbens von den betreffenden Desorzwar kein Aliphatendesorbat in die Adsorptionszone batströmen.

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Produktreinheiten und Ausbeuten in Abhängigkeit von Verfahrensvariablen

Stömungsgeschwindigkeiten in °/₀ des durchschnittlichen Stromes in
der Raffinatverdränger-

zone 85 85 85 120 120 120 85 85 120

in der Aromat-

verdrängerzone 85 85 85 85 85 85 120 85 85

in der n-Aliphaten-

verdrängerzone 140 140 140 180 140 120 90 90 90

Xyloldesorbens(Benzol)-

MoIeC₆H₆/MolXylol.. 5 10 12 10 10 10 · 10 10 10

n-Nonandesorbens

(H-Q)-MoIe η C₅/Mol

NC₉ 10 11 4 11 11 11 11 11 11

Ausbeuten, Gewichtsprozent derKomponente
im Gemisch 2,4-Dime-

thylheptan .' 97,6 98,0 97,4 94,1 98,5 98,7 96 95 82

Xylol 92 93,5 95,8 95 95 95 80 93 93

n-Nonan 99 98,8 89 91,8 93,2 92,6 98 97 98

Reinheit der Produkte,

Gewichtsprozent

2,4-Dimethylheptan ... 99 98,9 98,5 96,4 97 97,1 93 92 88

Xylol 93,4 92,8 94,1 87,2 89 85,0 83 85 85

n-Nonan 98,9 99,1 98,0 98 97,9 98,4 86 87 86

1	2	3 I	V 4	arsuch Nr. 5	6	7	8
85	85	85	120	120	120	85	85
85	85	85	85	85	85	120	85
140	140	140	180	140	120	90	90
5	10	12	10	10	10 ·	10	10
10	11	4	11	11	11	11	11
97,6 92 99	98,0 93,5 98,8	97,4 95,8 89	94,1 95 91,8	98,5 95 93,2	98,7 95 92,6	96 80 98	95 93 97
99 93,4 98,9	98,9 92,8 99,1	98,5 94,1 98,0	96,4 87,2 98	97 89 97,9	97,1 85,0 98,4	93 83 86	92 85 87

Wenn synthetisch hergestelltes Kieselsäuregel an kularsieben gesteigert werden muß, was sich aus der

Stelle der Aktivkohle als Adsorbens verwendet wird, geringeren Kapazität des Kieselsäuregels erklärt, und

liefert es vergleichbare Ergebnisse mit der Ausnahme, 35 daß die Durchströmungszeit pro Wechsel von Ein-

daß das Verhältnis von Kieselsäuregel zu 5A-MoIe- und Auslassen von 1,8 auf 2,4 Minuten erhöht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 Patentansprüche· Aus der USA.-Patentschrift 2 985 589 ist zur Trennung eines Kohlenwasserstoff gemisches ein konti-

1. Kontinuierliches Verfahren zur gleichzeitigen nuierliches Adsorptionsverfahren bekannt, bei dem Abtrennung von aromatischen und normalalipha- ein Mischungsbestandteil in einer ersten von mehreren tischen Bestandteilen aus einem flüssigen Kohlen- 5 in Reihe geschalteten Zonen einer ortsfesten Adwasserstoffgemisch mittels zweier Adsorptions- sorbensmasse selektiv zurückgehalten und aus dieser mittel mit unterschiedlicher Selektivität für die Zone nichtadsorbierte Bestandteile abgezogen, mittels aromatischen und normalaliphatischen Bestand- eines Desorbens in einer anderen Zone selektiv zurückteile, dadurch gekennzeichnet, daß gehaltener Bestandteil verdrängt und der Auslauf aus man das flüssige Kohlenwasserstoffgemisch durch io der Verdrängungszone teilweise in eine weitere Zone eine langgestreckte, aus mehreren Einzelzonen zur Verdrängung restlicher Ausgangsmischung in die bestehende Adsorptionsmasse aus den vermischten Adsorptionszone eingeleitet, zum anderen Teil aus der selektiven Adsorbentien leitet, wobei die Aromaten Adsorbensmasse als Verfahrensprodukt abgezogen und n-Aliphaten in einer Adsorptionszone zurück- wird, alle in den Verarbeitungszonen fließenden Stoffe gehalten werden, ein Anteil des anfallenden 15 in derselben Richtung geführt werden und die EinRaffinates aus dem Verfahren abgezogen und das führungssteile der Ausgangsmischung, die Abzugsrestliche Raffinat durch die stromabwärtsfolgende stelle des Auslaufes aus der Adsorptionszone, die Ein-Aromatendesorbensverdrängerzone geleitet, der führungssteile des Desorbens und die Abzugsstelle des aus dieser austretende Strom mit Desorbens für Auslaufes aus der Verdrängungszone periodisch um Aromaten versetzt, am Auslaß der Aromaten- 20 eine gleiche Teilstrecke in Richtung des fließenden desorptionszone ein Anteil des Aromatendesorbat- Stromes weitergeschaltet werden. Bei dem Verfahren stromes abgezogen und sein restlicher Teil durch der genannten USA.-Patentschrift besteht die Besonderdie Aliphatendesorbensverdrängerzone geleitet, an heit, daß in Fließrichtung hinter der Adsorptionszone

.ihrem Ende mit einem Aliphatendesorbens ver- und vor der Verdrängungszone eine Rektifizierzone setzt und die erhaltene Mischung durch die strom- as eingeschaltet ist, die in der Adsorptionszone nicht abwärts folgende n-Aliphatendesorptionszone ge- zurückgehaltenen Bestandteil (Raffinat) auffängt, daß leitet, an ihrem Ende ein Anteil des n-Aliphaten- sämtliche Verarbeitungszonen in ununterbrochener desorbats abgezogen und sein Rest durch die Reihe ständig im Kreis durchflossen werden, während stromabwärts folgende Ausgangsgemisch verdrän- kontinuierlich ein Anteil des Auslaufes aus der gerzone geleitet und der an deren Ende anfallende 30 Adsorptionszone und ein Anteil des Auslaufes aus der Strom mit dem Ausgangskohlenwasserstoffgemisch Verdrängungszone aus der ortsfesten Adsorbensmasse versetzt und durch die Adsorptionszone geleitet abgezogen werden, und daß die periodische Weiterwird, und daß die Einführungsstellen für Ausgangs- schaltung der Einführungs- und Abzugsstellen erfolgt, kohlenwasserstoffgemisch und Desorbentien und bevor die Aufnahmefähigkeit der Adsorptionszone die Abzugsstellen für Raffinat und Desorbat 35 für den adsorbierbaren Bestandteil erschöpft ist und periodisch um gleiche Strecken der gesamten bevor nichtadsorbierter Bestandteil aus der Rektifizier-Adsorptionsmittelmasse in Strömungsrichtung wei- zone zur Verdrängungszone übertritt,
tergeschaltet werden. Während das bekannte Verfahren sich nur mit der

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Abtrennung einer Kohlenwasserstoff art aus einem zeichnet, daß als Adsorbens für die Aromaten ein 40 Gemisch mit einer zweiten Kohlenwasserstoffart beentwässertes Metallaluminiumsilikat mit Poren faßt, betrifft die Erfindung ein kontinuierliches Kreiseines mittleren Durchmessers von 6 bis 10 Ä ver- lauf adsorptionsverfahren, bei dem zwei Kohlenwendet wird. wasserstoffarten, nämlich n-aliphatische Kohlen-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Wasserstoffe und aromatische Kohlenwasserstoffe, zeichnet, daß als Adsorbens für die Aromaten 45 von einer oder mehreren dritten Kohlenwasserstoff-Aktivkohle oder Kieselsäuregel verwendet wird. arten abgetrennt werden sollen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Bei der bekannten Trennung von n-aliphatischen dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das und aromatischen Bestandteilen aus derartigen Kohzweite Desorbens mit Geschwindigkeiten von 1,5 lenwasserstoffgemischen muß in mehreren auf einanderbis 30 Mol, vorzugsweise 5 bis 20 Mol, je Mol 50 folgenden Verfahrensstufen gearbeitet werden. In der Adsorbatbestandteil in den beiden Desorptions- ersten Stufe werden die normalaliphatischen Bestandzonen geführt werden. teile aus dem Ausgangsgemisch in einem Adsörptions-

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- verfahren entfernt, wobei man vorzugsweise SA-Molezeichnet, daß ein flüchtigeres Gas oder eine kularsiebe von der Art eines Metallaluminiumsilikats flüchtigere Flüssigkeit als das Ausgangskohlen- 55 mit Poren von 4 bis etwa 6 Ä mittleren Durchmessers Wasserstoffgemisch dem Ausfluß aus der Roh- verwendet. Diese Adsorbentien nehmen die geradgernischverdrängungszone vor dem Eintritt in die kettigen Bestandteile des Gemisches in ihrer Poren-Adsorptionszone als Spülmittel zugesetzt wird. struktur auf, stoßen aber die verzweigten und zyklischen

Bestandteile ab, die das Raffinat bilden. Die in der 60 Beschickung vorhandenen aromatischen Bestandteile

werden durch Zurückhaltung auf einem gesonderten

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Ver- Adsorbens aus der Ausgangsbeschickung abgetrennt, fahren zur gleichzeitigen Abtrennung von aroma- Daher erforderten die bisher zur Abtrennung von tischen und normalaliphatischen Bestandteilen aus aromatischen und normalaliphatischen Bestandteilen einem flüssigen Kohlenwasserstoffgemisch mittels 65 eines Kohlenwasserstoffgemisches verwendeten Verzweier Adsorptionsmittel mit unterschiedlicher fahren mindestens zwei vollständig getrennte Arbeits-Selektivität für die aromatischen und normalalipha- gänge.
tischen Bestandteile. Ein Metallaluminiumsilikat (Molekularsieb) mit