BRPI0704494B1

BRPI0704494B1 - Dispositivo, que permite separar pelo menos um composto a partir de uma mistura que compreende esse composto por adsorção em camada móvel simulada e seu processo de separação de um produto que utiliza o referido dispositivo

Info

Publication number: BRPI0704494B1
Application number: BRPI0704494-1A
Authority: BR
Inventors: Leflaive Philibert; Louret Sylvain; Hotier Gérard; Augier Frédéric
Original assignee: Ifp
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2018-06-19
Also published as: FR2907021A1; BRPI0704494A; KR20080034413A; US20080121586A1; DE602007007268D1; EP1913988B1; EP1913988A1; CN101219290A; KR101449002B1; CN101219290B; RU2007138223A; FR2907021B1; RU2446853C2; US7582207B2

Abstract

processo e dispositivo de separação em camada móvel simulado com número de válvulas de diâmetro maior reduzido. a invenção refere-se a um dispositivo de separação em camada móvel simulada (smb), compreendendo uma coluna, camadas de adsorvente a~ i~ separados por pratos p~ i~ com rede única de distribuição e de extração de fluidos, em particular de carga f, de dessorvente d, de refinado r e um extrato e, e uma pluralidade de válvulas com 2 vias para a distribuição desses fluidos, essas válvulas sendo em número limitado, e sobretudo de menor dimensão que na técnica anterior. de acordo com a invenção, a coluna é dividida em uma pluralidade de trechos s~ k~ com 2 pratos superpostos, cada trecho s~ k~ compreendendo uma linha de desvio externa principal l~ k~ conectada a cada prato p~ i~ de s~ k~ por uma válvula de prato v~ i~ de diâmetro maior, e uma linha de desvio externa secundária m~ k~, compreendendo uma válvula v~ mk~ de diâmetro menor conectada ao setor adjacente s~k-l~ cada linha l~ k~compreende um meio de limitação de vazão, e é ligada a cada uma das redes de fluidos f, d, r, e via uma válvula única de diâmetro maior para a alimentação ou o estiramento seqüencial do fluido correspondente f, d, r ou e para o ou a partir do trecho s~ k~. a invenção se refere também a um processo de separação, utilizando esse dispositivo. figura 2 a publicar.

Description

(54) Título: DISPOSITIVO, QUE PERMITE SEPARAR PELO MENOS UM COMPOSTO A PARTIR DE UMA MISTURA QUE COMPREENDE ESSE COMPOSTO POR ADSORÇÃO EM CAMADA MÓVEL SIMULADA E SEU PROCESSO DE SEPARAÇÃO DE UM PRODUTO QUE UTILIZA O REFERIDO DISPOSITIVO (51) Int.CI.: B01D 15/08 (30) Prioridade Unionista: 16/10/2006 FR 06 09192 (73) Titular(es): IFP (72) Inventor(es): PHILIBERT LEFLAIVE; SYLVAIN LOURET; GÉRARD HOTIER; FRÉDÉRIC AUGIER

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO, QUE PERMITE SEPARAR PELO MENOS UM COMPOSTO A PARTIR DE UMA MISTURA QUE COMPREENDE ESSE COMPOSTO POR ADSORÇÃO EM CAMADA MÓVEL SIMULADA E SEU PROCESSO DE SEPARAÇÃO DE UM PRODUTO QUE UTILIZA O REFERIDO DISPOSITIVO.

DOMÍNIO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se ao domínio das separações de produtos naturais ou químicos, que dificilmente podem ser separados por destilação.

[002] Utiliza-se então uma família de processos, e de dispositivos associados, conhecidos pelo nome de processos, ou dispositivos de separação cromatográfica ou em camada móvel; simulada, ou em contracorrente simulada, ou em co-corrente simulada”, que será designada a seguir pelo nome SMB.

[003] Os domínios referidos são notadamente, e de forma não exclusiva:

- a separação entre, por um lado, as parafinas normais e, por outro lado, as parafinas ramificadas, naftenos e aromáticas;

- a separação olefinas/parafinas;

- a separação do paraxileno dos outros isômeros em C8 aromáticos;

- a separação do metaxileno dos outros isômeros em C8 aromáticos;

- a separação do etil benzeno dos outros isômeros em C8 aromáticos.

[004] Fora da refinaria e do complexo petroquímico, existem numerosas outras aplicações dentre as quais se podem citar a separação glicose/frutose, a separação dos isômeros de posição do cresol, isômeros ópticos, etc.

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TÉCNICA ANTERIOR [005] A separação cromatográfica SMB é bem-conhecida no estado da técnica. Em regra geral, uma camada móvel simulada comporta pelo menos três zonas cromatográficas, vantajosamente quatro ou cinco ou seis zonas, cada uma dessas zonas sendo constituída por pelo menos uma camada ou uma parte de coluna e compreendida entre dois pontos sucessivos de alimentação ou de estiramento. Tipicamente, alimenta-se pelo menos uma carga F a fracionar e um dessorvente D (às vezes denominado purificador) e estira-se pelo menos um refinado R e um extrato E. Às vezes, alimenta-se também um refluxo RE rico em extrato. Pode-se também utilizar não um refinado R, mas dois refinados R1 e R2. Há, portanto, geralmente 4, 5 ou 6 fluidos de processos, alimentados ou estirados de forma sequencial. Os pontos de alimentação e de estiramento são modificados no decorrer do tempo, defasados no sentido do escoamento e tipicamente para baixo de uma camada e dessa forma síncrona.

[006] Muitas variantes vantajosas permitem melhorar o funcionamento desse tipo de unidade, fazendo-se recorrer a permutações assíncronas.

[007] De forma simplificada, essas permutações assíncronas servem para compensar o(s) volume(s) morto da(s) bomba(s) de recirculação, tal como indicado na patente US 5.578.215, a trabalhar com uma vazão de reciclagem constante sobre a bomba de recirculação, de maneira a eliminar as marcações de vazão e de pressão, tal como indicado na patente US 5.762.806, ou enfim a operar com pelo menos duas zonas cromatográficas das quais cada uma é equivalente a um número não inteiro de camadas de adsorvente. Esta última variante, tal como indicado nas patentes US 6.136.198, US 6.375.839, US 6.712.973 e US 6.413.419, é conhecida pelo nome de Varicol. Naturalmente, essas três variantes podem ser combinadas.

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3/28 [008] Deve ser observado que uma válvula rotativa multivia, colocando em comunicação, por um lado, os fluidos que entram e que saem, e, por outro lado, as camadas dispostas na(s) coluna(s) de adsorção permite apenas uma permuta de tipo síncrono. Para permutas assíncronas, uma pluralidade de válvulas total ou não é indispensável. Esse aspecto tecnológico é exposto depois.

[009] O estado da técnica descreve de forma aprofundada de diferentes dispositivos e processos que permitem efetuar a separação de cargas em camada móvel simulada. Podem-se citar notadamente as patentes 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. Essas patentes descrevem também em detalhes o funcionamento de um SMB.

[0010] Os dispositivos SMB comportam tipicamente pelo menos uma coluna (e frequentemente duas), camadas de adsorvente Ai dispostas nessa coluna, separadas por pratos Pi com câmara(s) Ci de distribuidor e/ou de extração de fluidos em ou a partir das diferentes camadas de adsorvente, e meios comandados de distribuidor e de extração sequenciais de fluidos.

[0011] Cada um dos pratos Pi compreende tipicamente uma pluralidade de placas distribuidoras - misturadoras - extratoras ou DME alimentadas por linhas ou ganchos de distribuição/extração. Os pratos podem ser de qualquer tipo e de qualquer geometria, notadamente com placas, formando setores adjacentes da seção da coluna, por exemplo, placas com setores angulares, tais como apresentados na patente US 6.537.451, figura 8, que são de alimentação (gancho) simétrica, ou setores paralelos, tais como recortados em uma circunferência, assim como indicado no pedido publicado de patente US 03/0.127.394, que são de alimentação dissimétrica. De forma preferida, a coluna de separação compreende pratos com DME de tipo com

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4/28 setores paralelos e alimentações dissimétricas. De forma também preferida, o adsorvente é instalado em carregamento denso. Isto permite utilizar maior quantidade de adsorvente em uma coluna determinada, e aumentar a pureza do produto buscado e/ou a vazão de carga do SMB.

[0012] A distribuição sobre cada uma das camadas requer uma coleta do fluxo proveniente da camada precedente (fluido principal que circula segundo o eixo principal da coluna), a possibilidade de aí injetar um fluido anexo ou fluido secundário, misturando o máximo possível esses dois fluidos, ou ainda a possibilidade de retirar uma parte do fluido coletado, extrai-lo para enviá-lo para o exterior do dispositivo e também redistribuir um fluido sobre a camada seguinte.

[0013] Para isso, podem-se utilizar em prato P_i câmaras Ci, k de distribuição (injeção/extração) que podem ser separadas ou comuns com câmaras de mistura. São conhecidos pratos Pi com uma ou várias câmaras seja alimentadas (ou estiradas) separadamente por fluidos diferentes em um instante determinado, seja alimentadas (ou estiradas) simultaneamente em paralelo pelo mesmo fluido em um instante determinado. No primeiro caso, diz-se que o prato está em várias redes de distribuição, enquanto que está em rede de distribuição única no segundo caso. A invenção se reporta exclusivamente a um dispositivo que compreende pratos de rede de distribuição única.

[0014] De forma geral, pode-se seja fazer transitar a integralidade do fluido ou fluxo principal na coluna, segundo um esquema descrito na patente US 2.985.589, seja fazer sobressair uma grande parte ou a totalidade desse fluxo para o exterior segundo um processo descrito na patente US 5.200.075.

[0015] Um problema genérico do conjunto dos dispositivos SMB é de minimizar a poluição gerada pelo líquido que se acha nas diferentes zonas e volumes dos circuitos de alimentação e de estiramento de fluPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 7/43

5/28 idos dos pratos, quando das modificações dos pontos de alimentação e de estiramento no decorrer do funcionamento do SMB. Com efeito, quando, no decorrer da sequência de funcionamento, uma linha, câmara, ou zona de alimentação de um prato Pi não é varrida por um fluido de processo, ela se torna uma zona morta, na qual o líquido fica estagnado, e só é recolocado em movimento quando um outro fluido de processo aí circula de novo. Como, pelo funcionamento do SMB, se trata então de um fluido de processo que é diferente, o líquido da zona morta é necessariamente deslocado por um líquido de composição notavelmente diferente. A mistura, ou a circulação com pequeno intervalo de tempo de fluidos de composições notavelmente diferentes introduz, portanto, uma perturbação em relação ao funcionamento ideal, para o qual as descontinuidades de composição devem ser proscritas. [0016] Um outro problema pode residir nas eventuais recirculações entre diferentes zonas de um mesmo prato, o que induz então também uma perturbação em relação ao funcionamento ideal.

[0017] Para resolver esses problemas ligados às recirculações e às zonas mortas, diferentes técnicas são conhecidas da técnica anterior:

a) foi proposto realizar uma varredura (utiliza-se frequentemente também a palavra inglesa flush) das linhas e zonas mortas por notadamente dessorvente ou produto buscado, relativamente puro. Essa técnica permite efetivamente evitar a poluição do produto desejado, quando de sua extração. Todavia, como o líquido de varredura tem tipicamente uma composição muito diferente do líquido que é deslocado, isto introduz descontinuidades de composição prejudiciais ao funcionamento ideal. Essa primeira variante de varredura faz tipicamente varreduras de curta duração com gradiente de concentração elevado. Essas varreduras são de curta duração para limitar os efeitos das descontinuidades de composição;

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b) uma outra solução consiste, conforme descrito na patente US 5.972.224, em fazer transitar uma maioria do fluxo principal para o interior da coluna e uma minoria desse fluxo para o exterior, tipicamente de 2% a 20% do fluxo, por linhas de desvio externas entre pratos vizinhos. Essa varredura é tipicamente feita durante a maioria do tempo e em contínuo, de tal modo que as linhas e zonas não fiquem mais mortas, mas varridas. Esse sistema com varredura via linhas de desvio está presente na figura 1 da patente US. 5.972.224 e retomado de forma simplificada na figura 1 do presente pedido. Como as linhas de desvio são previstas para uma vazão pequena, elas podem ser em consequência de menor diâmetro, e compreender uma válvula de menor diâmetro, o que reduz o custo do sistema.

[0018] Uma primeira vantagem desse sistema é que os circuitos de injeção e de retirada dos fluidos secundários são varridos pelo líquido que tem uma composição muito próxima do líquido deslocado, já que, por um lado, o desvio provém do prato vizinho, e, por outro lado, que há varredura não pontual, mas sensivelmente contínua. Além disso, determinam-se, de preferência, as vazões nos desvios de forma que a velocidade de trânsito em cada desvio seja sensivelmente a mesma que a velocidade de avanço do gradiente de concentração no fluxo principal do SMB. Assim, por um lado, realiza-se uma varredura das diferentes linhas e capacidades por um fluido que tem uma composição sensivelmente idêntica àquela do líquido que aí se acha, e, por outro lado, se reintroduz o líquido que circula em um desvio em um ponto ou a composição do fluxo principal é sensivelmente idêntico. Essa segunda variante realiza, portanto, varreduras de longa duração com gradiente de concentração fraca ou nula.

[0019] Uma segunda vantagem desse sistema de varreduras de longa duração (fora períodos de injeção ou de estiramento) é que ele permite suprimir os efeitos de possíveis recirculações entre zonas de

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7/28 um mesmo prato, devido a pequenas diferenças de perdas de carga. [0020] No que se refere ao funcionamento de um SMB, os meios comandados de distribuição e de extração de fluidos de um SMB são tipicamente um dos dois seguintes grandes tipos de tecnologia:

- seja, para cada prato uma pluralidade de válvulas comandadas no total ou não para a alimentação ou o estiramento dos fluidos, essas válvulas ficando tipicamente situadas nas proximidades imediatas do prato correspondente, e compreendendo notadamente, para cada prato Pi pelo menos 4 válvulas comandadas no total ou em nada com duas vias para respectivamente as alimentações dos fluidos F e D e os estiramentos dos fluidos E e R;

- seja uma válvula rotativa multivias para a alimentação ou o estiramento dos fluidos sobre o conjunto dos pratos.

[0021] A primeira tecnologia utiliza válvulas com 2 vias, o que permite uma fabricação padrão em série levando a uma confiabilidade aumentada e a um custo unitário relativamente baixo. A segunda tecnologia utiliza apenas uma válvula única, mas essa válvula única é multivia (comporta mais de 2 vias), e necessariamente de construção especial, de grande dimensão e de complexidade elevada. Além disso, essa segunda tecnologia exclui a possibilidade de permutações assíncronas, conforme nos dispositivos Varicol.

[0022] A invenção se liga aos SMB, utilizando válvulas convencionais de 2 vias, isto é, utilizando a primeira das duas tecnologias descritas acima. Ela se refere, em particular, um dispositivo aperfeiçoado de separação em camada móvel simulada, compreendendo uma pluralidade de válvulas com 2 vias, com número de válvulas comandadas geralmente um pouco reduzido, e, sobretudo, em número notavelmente reduzido para as válvulas comandadas de maior diâmetro de abertura, em relação à técnica anterior. Ela é utilizável tanto para um SMB com permutações síncronas quanto para um SMB com permutações

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8/28 assíncronas, por exemplo, um Varicol.

DESCRIÇÃO SIMPLIFICADA DA INVENÇÃO [0023] A invenção se refere a um dispositivo aperfeiçoado de separação em camada móvel simulada pertencente ao grande tipo tecnológico dos SMB, utilizando uma pluralidade de válvulas comandadas (no total ou em nada ou com abertura progressiva) com 2 vias, tipicamente válvulas padrão fabricadas em série de custo reduzido para um nível de qualidade (estanqueidade/confiabilidade) elevado requerido. [0024] Uma das finalidades essenciais da invenção é de reduzir o inconveniente relativo desse tipo de SMB que é de requerer um número elevado de válvulas comandadas com 2 vias de maior diâmetro, isto é, de diâmetro de abertura compatível com a circulação dos fluidos de processo do SMB com a respectiva vazão nominal. A invenção permite tipicamente reduzir notavelmente o número de válvulas comandadas de maior diâmetro de abertura, conservando a vantagem de poder utilizar uma varredura eficaz das zonas mortas do tipo de longa duração com gradiente de concentração baixa ou nula.

[0025] Uma outra finalidade da invenção é de apresentar um dispositivo que necessita de um número de válvulas com 2 vias de maior diâmetro (de abertura) reduzido, sem que essas válvulas tenham uma frequência de abertura fechamento/aumentada em relação à solução da técnica anterior, o que, considerando-se o número reduzido de válvulas de maior diâmetro, limita os riscos estatísticos de disfunção e aumenta a confiabilidade do sistema.

[0026] Enfim, uma variante preferida do dispositivo permite reduzir ainda o número de válvulas de maior diâmetro que permitem a circulação dos principais fluidos do SMB com sua vazão nominal.

[0027] O dispositivo, de acordo com a invenção, pode ser utilizado sobre instalações novas, mas é também compatível com diversas instalações existentes sobre as quais pode ser instalado, fazendo-se moPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 11/43

9/28 dificações limitadas. Também é compatível com diversos tipos e geometrias de pratos Pi, por exemplo pratos com painéis de setores angulares ou de setores paralelos, à medida que esses pratos (ou a maioria dentre eles) são do tipo com rede de distribuição única, para a alimentação ou o estiramento sequencial de um fluido de processo do SMB. [0028] Portanto, foi descoberto um meio que permite reduzir sensivelmente o número das válvulas comandadas principais de maior diâmetro, correspondente às entradas saídas sequenciais dos fluidos de processo do SMB com sua vazão nominal: na técnica anterior, há para cada prato pelo menos um jogo de 4 válvulas principais de rede para as alimentações/estiramentos de F, D, R, E. Esse número será ainda aumentado, caso se tenha mais de 4 fluidos de processo para o SMB, por exemplo, caso tenham 2 refinados R1, R2 e/ou caso se utilize um refluxo RE rico em produto pesquisado, tipicamente daí extraído. Tem-se então tantas válvulas comandadas de maior diâmetro por prato quantos fluidos de processo do SMB, seja mais frequentemente entre 4 e 6, limites incluídos.

[0029] As linhas de desvio, de diâmetro menor, só são na técnica anterior linhas anexadas que são usadas pelos fluidos F, D, R, E (E1), (E2) (RE) com sua vazão nominal de alimentação ou de estiramento, mas por uma vazão notavelmente menor, tipicamente menos de 20% da vazão que circula na coluna, frequentemente entre 2 e 10% dessa vazão. Elas compreendem, portanto, tipicamente uma válvula comandada de abertura progressiva (para controle da vazão de varredura) de diâmetro menor de abertura (ou diâmetro equivalente de mesma seção de passagem).

[0030] De acordo com a invenção, agrupa-se a coluna, ou uma parte principal (mais de 50% da altura da coluna pelo menos) dessa coluna em trechos Sk superpostos, cada trecho Sk comportando duas camadas de adsorventes sucessivos A_i, A_i+₁, e os 2 pratos ^Pb ^Pi+1 situaPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 12/43

10/28 dos respectivamente de modo imediato embaixo dessas camadas, e compreendendo também uma linha de desvio principal L_k. Contrariamente à técnica anterior, a linha de desvio Lk é usada pelos fluidos do SMB com sua vazão nominal (e não somente por uma vazão menor de varredura) e utiliza-se um único jogo de válvulas principais de rede (de alimentação ou estiramento sequencial) por trecho de coluna (para 2 pratos e não por prato conforme a técnica anterior), essas válvulas de diâmetro maior sendo ligadas à linha de desvio Lk, de forma a permitir a circulação desses fluidos via Lk.

[0031] De acordo com a invenção, são previstas válvulas de prato, seja uma válvula de diâmetro maior, respectivamente V1 ou Vi+1, para cada um dos pratos Pi, Pi+1 de Sk, assim como meios adicionais de limitar as vazões menores de fluido de varredura que circula em Lk. De acordo com a invenção, prevê-se também uma linha de desvio secundário Mk, ligando o setor Sk ao setor adjacente imediatamente inferior Sk+1. Isto permite uma excelente varredura do conjunto dos pratos do SMB e tende a melhorar a pureza do produto recuperado, tipicamente o extrato.

[0032] Conforme será explicitado a seguir, notadamente para a descrição da figura 2, que permite compreender mais facilmente a invenção, o número total de válvulas comandadas de diâmetro maior é reduzido.

[0033] A invenção se refere também a um processo de separação SMB, utilizando o dispositivo assim descrito, notadamente para a separação de um aromático, em particular do paraxileno ou do metaxileno a partir de uma carga de hidrocarbonetos aromáticos com 8 átomos de carbono.

[0034] A invenção se refere também a um processo de separação SMB, utilizando o dispositivo assim descrito, notadamente para a separação de um hidrocarboneto normal - parafínico, ou de um hidrocarPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 13/43

11/28 boneto olefínico a partir de um corte que compreende esse hidrocarboneto.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0035] A invenção será compreendida melhor com a leitura da descrição que se segue e consultando as figuras 1 (técnica anterior) e as figuras 2 e 3 (dispositivo, de acordo com a invenção).

[0036] Para atingir uma das finalidades pré-citadas, foi proposto, portanto, de acordo com a invenção, um dispositivo que permite separar pelo menos um composto a partir de uma mistura que compreende esse composto por adsorção em camada móvel simulado, comportando:

- pelo menos uma coluna que compreende uma pluralidade de camadas de adsorventes Ai separados por pratos distribuidores/extratores Pi para a alimentação e a extração sequenciais de pelo menos dois fluidos de alimentação: uma carga F e um dessorvente D, e de pelo menos dois fluidos de estiramento: um refinado R e um extrato E, Pi sendo disposto entre a camada Ai e a camada imediatamente inferior A_i+₁;

- o dispositivo que compreende também pelo menos uma rede F-Net de carga, uma rede D-Net de dessorvente, uma rede R-Net de refinado e uma rede E-Net de extrato, cada uma dessas redes sendo ligada à coluna por uma pluralidade de linhas que compreendem válvulas de seccionamento comandadas com 2 vias de diâmetro de abertura superior ou igual a um valor α, denominadas válvulas de rede, para a alimentação ou o estiramento sequenciais desses fluidos de alimentação ou de estiramento;

[0037] no qual a coluna é dividida, sobre a maior parte pelo menos de sua altura em uma pluralidade de trechos superpostos adjacentes S_k, cada trecho S_k sendo constituído essencialmente por 2 camadas de adsorvente sucessivos Ai, Ai+1 e pelos 2 pratos distribuidoPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 14/43

12/28 res/extratores P,, P_i+1 que são dispostos respectivamente imediatamente embaixo de A, e de A_i+1, [0038] cada um dos pratos distribuidores/extratores ^Pb ^Pi+1 de cada um dos setores Sk é de rede única comum para a alimentação e o estiramento sequenciais de F, D, R, E, os pratos ^Pb ^Pi+1 de cada trecho Sk são ligados entre si por uma linha de desvio externo principal L_k conectada a cada um dos pratos ^Pb ^Pi+1 de Sk por uma ponteira que compreende uma válvula de seccionamento comandada com 2 vias única própria para esse prato ^Pb ^Pi+1 denominada válvula de prato V,, ou V_i+1 de diâmetro de abertura superior ou igual ao valor α para a alimentação ou o estiramento sequenciais desses fluidos de alimentação ou de estiramento em ou a partir de Pi, [0039] cada uma dessas linhas de desvio L_k compreende pelo menos um meio comandado de limitação da vazão que circula em L_kque é seja instalado sobre a linha L_k, seja em desvio em torno de uma válvula de prato V,, ou V_i+1 de um prato de S_k, [0040] no qual a linha de desvio L_k de cada um dos trechos S_k é ligada a cada uma das redes F-Net, D-Net, R-Net, E-Net via uma linha única de diâmetro interno superior ou igual a α, compreendendo uma válvula de rede única, respectivamente V_Fk, V_Dk, V_Rk V_Ek, que é de diâmetro de abertura superior ou igual a α, para a alimentação ou o estiramento sequencial do fluido correspondente F, D, R ou E para ou a partir do trecho S_k considerado, o dispositivo compreendendo também uma pluralidade de linhas de desvio externas secundárias M_k, cada uma das linhas M_k ligando os 2 setores adjacentes S_k-1 e S_k via 2 pontos de ligação;

[0041] o primeiro ponto de ligação sendo disposto sobre a ponteira ligada ao prato inferior P_i-1 do setor superior S_k-1 entre P_i-1 e a válvula de prato V_i-1, [0042] o segundo ponto de ligação sendo disposto sobre a ponteiPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 15/43

13/28 ra ligada ao prato superior P, do setor inferior S_k entre P, e a válvula de prato V,, [0043] cada uma das linhas de desvio externas secundárias M_kcompreendendo uma válvula comandada de 2 vias V_Mk de diâmetro interno de abertura inferior ou igual a um valor β, com β < 0,6 α.

[0044] Tipicamente α e β são escolhidos de modo a verificar a seguinte desigualdade: 30 mm < 1,7 X β < α < 600 mm. Vê-se que as válvulas V_Mk de diâmetro interno de abertura inferior ou igual a β são muito mais menores e menos onerosas do que as válvulas de diâmetro interno de abertura superior ou igual a α.

[0045] Contrariamente ao dispositivo, segundo a técnica anterior, o dispositivo, de acordo com a invenção, permite utilizar a linha de desvio L_k para a circulação dos fluidos F, D, R, E (e de preferência os outros fluidos de processo eventuais) alimentados no SMB e estirados do SMB ao nível do trecho S_k, via um jogo único de válvulas de rede correspondentes, em vez de um jogo de válvulas de rede por prato P, de acordo com a técnica anterior. Isto permite uma redução do número global de válvulas comandadas de diâmetro maior, mesmo considerando-se o acréscimo de válvulas suplementares, a saber às válvulas de prato V,, conforme será mostrado a seguir, quando da descrição das figuras 2 e 3.

[0046] As válvulas comandadas pré-citadas: válvulas de rede e válvula de prato V, são tipicamente válvulas de alta qualidade (confiabilidade, estanqueidade, duração de vida) realizando o funcionamento sequencial do SMB.

[0047] De forma mais geral, todas as válvulas comandadas assegurando o funcionamento sequencial do SMB: válvulas de rede, válvulas V, de prato, e também válvulas dos meios comandados de limitação da vazão que circula em L_k devem ser consideradas, de acordo com a invenção, como as válvulas principais do SMB, ligadas à coluPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 16/43

14/28 na e comandadas pelo sistema de comando do funcionamento sequencial do SMB (computador, autômato programável ou outro sistema equivalente).

[0048] Certas válvulas principais do funcionamento sequencial do SMB foram mencionadas anteriormente como sendo únicas de acordo com a invenção: L_k para cada prato L_k; jogo único de válvulas de rede V_Fk, V_Dk, V_Rk, V_Ek... para cada trecho S_k. Essas válvulas são exclusivamente aquelas que permitem o funcionamento sequencial do SMB. Não se sairia, todavia, do âmbito da invenção, caso se utilizasse, além disso, outras válvulas, tais como válvulas secundárias de isolamento ocasional, tipicamente de qualidade bem inferior, comandadas ou não, mas não participando do funcionamento sequencial do SMB e permitindo, por exemplo, a desmontagem de um equipamento qualquer: bomba ou válvula principal utilizada para o funcionamento sequencial etc.

[0049] Tipicamente, a linha de desvio L_k que é utilizada para o trânsito de todos fluidos F, D, R, E,... com sua vazão nominal não é mais, no dispositivo, de acordo com a invenção, uma pequena linha anexa como na técnica anterior, mas tem geralmente um diâmetro interno pelo menos igual ao maior diâmetro de abertura das válvulas de rede ligadas a Lk, de forma a poder fazer circular os fluidos F, D, R, R a sua vazão nominal, sem limitação de capacidade. A vazão nominal de um fluido de processo é, por definição, a vazão controlada desse fluido, que é utilizado no decorrer do funcionamento sequencial do SMB, para a separação desejada.

[0050] Devido à utilização de linhas de desvio L_k aptas a veicularem vazões nominais relativamente importantes, são utilizados vantajosamente meios comandados de limitação da vazão, a fim de realizar também as circulações em desvio em L_k com baixa vazão (tipicamente de a 20% da vazão que circula na coluna). O termo circulação em

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15/28 desvio significa no caso que uma fração (pequena) da vazão que circula na coluna é estirada de um prato e reintroduzida sobre um outro prato do mesmo trecho Sk. O termo meios comandados se aplica tipicamente a uma válvula comandada, tipicamente por meio de uma cadeia de regulagem, a partir da informação fornecida por um medidor de vazão.

[0051] Pode-se para isso utilizar uma válvula de regulagem de vazão instalada diretamente sobre a linha L_k conforme representado na figura 3. Essa válvula é então tipicamente uma válvula com abertura progressiva de diâmetro maior, e não uma válvula comandada totalmente ou não (tendo somente duas posições possíveis: plena abertura e fechamento).

[0052] Todavia, de acordo com uma variante preferida da invenção, representada na figura 2, pelo menos uma, ou de preferência cada uma das linhas de desvio Lk compreende um meio comandado de limitação de vazão que circula Lk, que não é instalado diretamente sobre Lk, mas em desvio em torno de uma válvula de prato de um prato de Sk, por exemplo, em torno da válvula de prato Vi+1 do prato inferior Pi+1. Esse meio de limitação de vazão, disposto sobre um pequeno desvio anexo Ik compreende geralmente uma válvula comandada Vi+1, de menor diâmetro de abertura que aquele de Vi+1, por exemplo, de diâmetro de abertura no máximo igual a 60%, ou a 50% daquele de Vi+1, por exemplo compreendido entre 10% e 50% do diâmetro de abertura de V_i+₁.

[0053] A válvula Vi+1 é tipicamente de diâmetro de abertura inferior ou igual a β e frequentemente inferior ou igual à metade de α. O dimensionamento dessa válvula de controle da vazão de varredura é, com efeito, vantajosamente o mesmo que aquele da válvula V_Mk disposta sobre Mk. Nos dois casos, trata-se de assegurar a regulagem de uma vazão limitada de varredura. Assim, da mesma forma, cada uma

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16/28 das linhas de desvio secundárias M_k compreende tipicamente pelo menos um meio comandado de limitação da vazão que circula em M_k, esse meio compreendendo a válvula VMk.

[0054] Quando se quer efetuar uma varredura interna em desvio via L_k e limitar essa vazão interna (que circula tipicamente do prato superior P_i de S_k para o prato inferior P_i+₁ de S_k ), deixa-se a válvula de prato V_i+₁ fechada, abre-se a válvula menor V_j+₁ em desvio em torno de V_i+₁, essa válvula V_i+₁ operando em controle de vazão, e abre-se V_ipermitindo assim a circulação de uma vazão de varredura limitada proveniente de Lk e reciclado em Pi e reciclado em Pi+1 via Lk e Ik (vide a figura 2).

[0055] Assim, a utilização de um pequeno desvio anexo Ik permite utilizar uma válvula de diâmetro menor de abertura do que se o meio de limitação de vazão fosse instalado sobre a linha de desvio principal Lk, que é de diâmetro maior relativamente, devido ao fato de Lk dever permitir a circulação dos fluidos F, D, R, E,... a sua vazão nominal. [0056] De acordo com a invenção, a ponteira que compreende Vi+1 deve ser interpretada como não compreendendo o pequeno desvio secundário I_k em torno de V_i+₁, nem a pequena válvula V_i+₁ disposta sobre I_k. Essa ponteira compreende, portanto, bem uma válvula única V_i+₁, permitindo a circulação dos fluidos principais F, D, R, E...

[0057] Tipicamente, a linha de desvio L_k tem um diâmetro interno pelo menos igual ao maior diâmetro de abertura das válvulas de rede ligadas a L_k. Assim, o diâmetro de L_k não constitui uma limitação de vazão em relação ao diâmetro de abertura das válvulas de rede conectadas diretamente a Lk.

[0058] De preferência, a coluna inteira (com exceção do prato de cabeça, excluído pela definição escolhida da palavra trecho) é constituída pelos trechos superpostos adjacentes S_k. Nesse caso, assimilase, de acordo com a invenção, a linha de saída inferior em fundo de

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17/28 coluna a um prato Pn correspondente à camada de adsorvente inferior An. Com efeito, não há tipicamente prato Pn embaixo da camada de adsorvente An disposto em fundo de coluna, pois não há necessidade de distribuir os fluidos em uma camada imediatamente inferior. Também, segundo a invenção, considera-se nesse caso que o prato Pn que falta é substituído pela linha de saída inferior da coluna, tipicamente ligada seja à entrada da mesma coluna, via uma bomba de recirculação, seja à cabeça de uma segunda coluna de separação.

[0059] Conforme mencionado, o SMB pode funcionar com um refluxo RE compreendendo o extrato, ou tipicamente rico em produto pesquisado obtido, destilando o extrato para eliminar o dessorvente (compreendendo mais de 50%, ou mesmo 90% até mesmo 99% de produto pesquisado). De preferência, o dispositivo, de acordo com a invenção, compreende então uma rede de alimentação sequencial RENet do refluxo RE, essa rede sendo ligada a cada um dos setores S_kvia uma linha única de diâmetro interno superior ou igual a α, compreendendo uma válvula de rede única V_REk que é de diâmetro de abertura superior ou igual a α. Assim, a rede do refluxo é ligada de forma idêntica àqueles dos outros fluidos de processo F,D,R,E.

[0060] De forma análoga, o SMB pode também funcionar com um estiramento sequencial de um segundo refinado R2 e, nesse caso, o dispositivo, de acordo com a invenção, compreende, de preferência, uma rede R2-NET ligada a cada um dos setores Sk via uma linha única de diâmetro interno superior ou igual a α, compreendendo uma válvula de rede única V_REk que é de diâmetro de abertura superior ou igual a α. Assim, a rede do segundo refinado é ligada, de forma idêntica àqueles dos outros fluidos de processo F, D, R, E (RE).

[0061] A invenção se refere também a um processo de separação de um produto que utiliza um dispositivo tal como descrito anteriormente. Tipicamente, no decorrer de um ciclo:

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- utiliza-se sequencialmente cada uma das linhas L_k para a circulação com sua vazão nominal de F, D, R, E, e opcionalmente um refluxo RE e/ou um segundo refinado R2 para ou a partir de cada um dos pratos de S_k via em série a válvula de prato correspondente e a válvula de rede correspondente;

- realiza-se uma varredura com vazão inferior àquela das vazões nominais dos fluidos F, D, R, E, e opcionalmente RE e/ou R2, de cada uma das linhas de desvio externas principais L_k durante uma parte do tempo pelo menos na qual nenhuma válvula de rede ligada a Lk é aberta, por uma corrente interna proveniente de um prato do dispositivo e reciclada em direção a um outro prato do dispositivo, e parase qualquer varredura interna de Lk, quando uma válvula de rede ligada a Lk é aberta;

- realiza-se uma varredura com vazão inferior àquela das vazões nominais dos fluidos F, D, R, E de cada uma das linhas de desvio externas secundárias M_k durante uma parte do tempo pelo menos, por uma corrente interna proveniente de um prato do dispositivo e reciclada em direção a um outro prato do dispositivo.

[0062] O processo, de acordo com a invenção, utiliza, portanto, o dispositivo SMB, realizando eficazmente as varreduras por circulação de prato a prato via as linhas de desvio L_k e M_k. Tipicamente, a varredura de Lk é feita por circulação de uma corrente oriunda do prato superior P_i de S_k, reciclada no prato inferior P_i+₁ de S_k.

[0063] Tipicamente também, a varredura de M_k é feita por circulação de uma corrente oriunda do prato inferior P_i+₁ de S_k-1, reciclada no prato superior Pi de Sk.

[0064] Geralmente, realiza-se uma varredura interna de L_k, a partir do prato superior P_i de S_k em direção ao prato inferior P_i+₁ de S_k em qualquer período ou S_k não é ligada a uma dessas redes fluidas de alimentação sequencial ou de estiramento sequencial e que se acha

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19/28 imediatamente antes de um período ou uma das válvulas de redes ligadas a S_k é aberta para a alimentação ou o estiramento de um desses fluidos em direção ou a partir do prato superior P_i. Essa varredura interna leva à abertura de V₁ no período que precede um período de alimentação ou de estiramento do prato P_i (o que requer também a abertura de V₁) e evita um movimento de abertura ou de fechamento de V₁ entre esses períodos consecutivos. A redução do número de movimentos de válvulas reduz o desgaste dessas válvulas e aumenta a confiabilidade do dispositivo e do processo associado.

[0065] Realizam-se varreduras internas de pelo menos duas e tipicamente da totalidade das linhas de desvio L_k. Geralmente, para uma linha L_k (ou M_k ) determinada, a varredura interna dura pelo menos 20%, frequentemente pelo menos 40%, ou mesmo pelo menos 50% do tempo.

[0066] De preferência, para cada uma das linhas de desvio Lk, realiza-se uma varredura de Lk, durante toda a parte do tempo na qual nenhuma válvula de rede ligada a Lk é aberta.

[0067] Tipicamente, L_k é usada por cada um dos fluidos F, D, R, E sobre a totalidade de seu comprimento no decorrer de um ciclo. Isto evita qualquer zona morta em Lk.

[0068] As válvulas de prato V_i-1 e V₁ das ponteiras ligadas por uma linha de desvio externa secundária M_k são, de preferência, fechadas, quando se realiza uma varredura de M_k. Isto permite evitar uma mistura parcial da vazão de varredura com o fluido que se acha em L_k.

[0069] Pode-se realizar uma varredura de Mk, quando de toda a parte do tempo no qual as válvulas de prato Vi-1 e V1 das ponteiras ligadas pela linha de desvio externa secundária M_k estão fechadas. [0070] De acordo com uma variante de realização do processo, de acordo com a invenção, fazem-se permutações assíncronas dos pontos de alimentação e de estiramento dos fluidos F, D, R, E na coluna.

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20/28 [0071] Pode-se também utilizar o dispositivo com zonas cromatográficas as quais pelo menos são equivalentes a um número não inteiro de camadas de adsorvente, tipicamente em Varicol.

[0072] A invenção não está ligada a uma separação particular, mas pode ser utilizada para todas as separações em camada móvel simulada. Pode-se, por exemplo, realizar um processo de separação de um hidrocarboneto aromático, por exemplo, paraxileno ou metaxileno a partir de uma carga de aromáticos tendo essencialmente 8 átomos de carbono e compreendendo esse hidrocarboneto.

[0073] Pode-se também realizar um processo de separação de pelo menos um hidrocarboneto normal-parafínico, a partir de uma carga de hidrocarbonetos, compreendendo esse hidrocarboneto, ou um processo de separação de pelo menos um hidrocarboneto olefínico, a partir de uma carga de hidrocarbonetos, compreendendo esse hidrocarboneto.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS E FUNCIONAMENTO DOS DISPOSITIVOS REPRESENTADOS [0074] A invenção será compreendida facilmente, seguindo-se a descrição das figuras anexadas, nas quais:

[0075] a figura 1 representa esquematicamente uma parte de um dispositivo SMB, segundo a técnica anterior, com as válvulas de rede correspondentes.

[0076] a figura 2 representa esquematicamente uma parte de um dispositivo SMB, de acordo com a invenção, compreendendo três trechos superpostos Sk, Sk+1, Sk+2, com os desvios principais, secundários, as válvulas de rede, as válvulas de prato e as válvulas de limitação de vazão correspondentes.

[0077] a figura 3 representa esquematicamente uma parte de um dispositivo SMB, de acordo com a invenção, compreendendo válvulas de limitação de vazão situadas sobre as linhas L_k, L_k+₁ elas próprias.

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21/28 [0078] a seguir será feita referência à figura 1, representando uma parte de coluna cromatográfica de um SMB, segundo a técnica anterior. Cada uma das camadas de adsorventes P₁, P_i+₁, P_i+₂, P_i+₃, P_i+₄, P_i+₅ e cada um desses pratos é ligado por uma linha, respectivamente 3, 4, 5, 6, 7, 8 a cada uma das 4 redes fluidas F, D, R, E por uma válvula *não referenciada). Há, portanto, 4 válvulas principais por prato. Além disso, os pratos são ligados dois a dois por uma linha de desvio 1a, 1b, 1c, tipicamente de diâmetro relativamente menor, e compreendendo uma válvula de diâmetro relativamente menor (inferior ou igual a um valor β), respectivamente 2a, 2b, 2c para permitir a passagem de uma vazão de desvio limitado: 2% a 20% da vazão que circula na coluna.

[0079] No total, há, para cada prato 1, 4 válvulas principais de diâmetro relativamente maior de abertura, superior ou igual a um valor α > β (compatível com as vazões nominais de F, D, R, E e em média 0,5 válvula de diâmetro menor (uma para 2 pratos), seja em média 4,5 válvulas por prato, das quais quatro de diâmetro maior de abertura, superior ou igual a α.

[0080] O funcionamento de um SMB, utilizando essa coluna é bem-conhecido do técnico. Tipicamente, a válvula 2a, ou 2b, ou 2c de uma linha de desvio é aberta, e regula uma vazão limitada de varredura, quando nenhum fluido F, D, R, E não é alimentado ou estirado de um dos 2 pratos ligados pela linha de desvio (desvio temporariamente em serviço). Inversamente a válvula 2a, ou 2b ou 2c de uma linha de desvio é fechada, quando um dos fluidos F, D, R, E é alimentado ou estirado de um dos 2 pratos ligados pela linha de desvio (desvio temporariamente fora de serviço).

[0081] a figura 2 representa uma parte de coluna de um dispositivo, de acordo com a invenção, compreendendo 3 trechos Sk, Sk+1, Sk+2, cada um compreendendo duas camadas de adsorvente e 2 praPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 24/43

22/28 tos situados imediatamente embaixo. Os 2 pratos de cada trecho são ligados por uma linha de desvio principal, de diâmetro relativamente maior, tipicamente superior ou igual a α, respectivamente L_k, L_k+₁, L_k+₂, que está apta à circulação dos fluidos F, D, R, E,... com sua vazão nominal. Cada linha de desvio é ligada a um conjunto das 4 válvulas de rede de diâmetro relativamente maior de abertura, superior ou igual a α para a alimentação e o estiramento sequencial dos fluidos de processo. Contrariamente à técnica anterior, esse conjunto de 4 válvulas de rede alimenta não 1, mas 2 pratos.

[0082] Assim, para o primeiro trecho S_k, há 4 válvulas de rede V₁, V₁, V₁, V₁ alimentando ao mesmo tempo P_i e P_i+₁.

[0083] Cada prato é, por outro lado, ligado à linha de desvio correspondente L_k, ou L_k+₁, ou L_k+₂ por uma ponteira (correspondente à parte de linha horizontal na figura) compreendendo uma válvula de seccionamento comandada com 2 vias única própria ao prato, denominada válvula de prato: V_i, V_i+₁, V₁+₂, V_i+₃, V₁+₄, V₁+₅. Cada válvula de prato inferior de um trecho: V_i+₁, V_i+₃, V₁+₅ possui, por outro lado, uma pequena linha de desvio secundária I_k, I_k+₁, I_k+₂ munida de uma válvula tipicamente de diâmetro relativamente menor: V_i+₁, V_i+₃, V₁+₅.

[0084] Cada prato é também ligado a uma linha de desvio secundária Mk ou Mk+1 ou Mk+2, equipado com uma válvula de diâmetro relativamente menor VMk ou VMk+1 ou VMk+2.

[0085] No total, para cada trecho de 2 pratos, há 4 válvulas de rede de relativamente diâmetro maior, duas válvulas de prato, elas também de relativamente diâmetro maior para permitir a circulação com sua vazão nominal de F, D, R, E,.. e duas válvulas de diâmetro relativamente menor em desvio (anexo e secundário), seja 8 válvulas, e portanto em média 4 válvulas por prato das quais 3 válvulas de diâmetro maior. Ganha-se, portanto, uma válvula de diâmetro maior por prato, caso se compare esse dispositivo com aquele da figura 1, segundo

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23/28 a técnica anterior.

[0086] O dispositivo funciona da seguinte forma:

[0087] Para o trecho S_k, por exemplo, quando se quer, em um período determinado, alimentar ou estirar um dos fluidos F, D, R, E no prato Pj, abre-se a válvula de rede correspondente V_FK, V_DK, V_Rk ou V_EK, assim como a válvula de prato V_i. As outras válvulas de rede do trecho S_k são então fechadas, assim como V_i+1, a válvula em desvio secundário V_Mk da linha de desvio secundário superior M_k e a válvula menor em desvio anexo V_i+1. Ao contrário, a válvula menor de desvio secundário V_Mk+1 da linha de desvio secundário M_k+1 é, de preferência, aberta.

[0088] Quando se quer, em um outro período, alimentar ou estirar um dos fluidos F, D, R, E no prato P_i+1, se abre a válvula de rede correspondente V_FK, V_DK, V_RK ou V_EK, assim como a válvula de prato V_i+1. As outras válvulas de rede do trecho S_k são então fechadas, assim como V_i. A válvula menor em desvio anexo V_i+1 pode permanecer fechada. A válvula menor de desvio secundário VMk da linha de desvio secundário superior M_k é, de preferência, aberta, e a válvula menor de desvio secundário V_Mk+1 da linha de desvio secundário M_k+1 é obrigatoriamente fechada.

[0089] Quando se quer, em um terceiro período, não alimentar, nem estirar um dos fluidos F, D, R, E nos pratos P_i e P_i+1, fecham-se as válvulas de rede V_FK, V_DK, V_RK e V_EK. Realiza-se então uma circulação de uma vazão limitada de desvio na linha L_k (estirado de P_i e injetado P_i+1 ) abrindo V_i fechando V_i+1 e abrindo a válvula menor em desvio anexo V_i+1. Pode-se assim assegurar via I_k uma pequena vazão de desvio. V_i+1 é tipicamente uma válvula de regulagem (com abertura progressiva) comandada por regulagem de vazão a partir de um medidor de vazão não representado.

[0090] Quando se quer, no decorrer de um quarto período, 1^o) não

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24/28 alimentar, nem estirar um dos fluidos F, D, R, E nos pratos P, e P_i+1, fecham-se as válvulas de rede V_FK, V_dk, V_RK, e V_EK. E 2^o) ter uma vazão de desvio nulo na linha L_k, fecham-se V,, V_i+1, e a válvula menor em desvio anexa V_i+1. Realiza-se então uma circulação de uma vazão limitada na linha de desvio secundária M_k e eventualmente em M_k+1, salvo quando os pratos P_i-1 ou P_i+2 estão em fase de alimentação ou de estiramento, caso no qual a linha de desvio secundária correspondente deve permanecer fora de serviço.

[0091] Os outros setores S_k+1, S_k+₂ funcionam de forma análoga. [0092] Um tipo de funcionamento exemplar de um setor S_k é, por exemplo, o seguinte, no qual as válvulas para o funcionamento de S_kque estão abertas são mencionadas, as válvulas não mencionadas estando fechadas: só as circulações em desvio secundário em M_k, para a varredura de P, são descritas (não aquelas em M_k+1).

[0093] Período 1: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [0094] Período 2: Injeção de dessorvente em P,. válvulas abertas:

^Vi+1 ^Vdk [0095] Período 3: Injeção de dessorvente em P_i+1. válvulas abertas: V_i+1, V_dk. E varredura em desvio de P, para P,. válvula aberta: V,, ^Vmk [0096] Período 4: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [0097] Período 5: Estiramento de refinado de P,. válvulas abertas:

Vi, Vrk [0098] Período 6: Estiramento de refinado de P_i+1. válvulas abertas: V_i+1, V_rk. E varredura em desvio de P, para P,. válvula aberta: V_Mk.

[0099] Período 7: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [ooioo] Período 8: Varredura em desvio de P_i-1 para P,. válvula

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25/28 aberta: V_MK.

[00101] Período 9: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [00102] Período 10: Varredura em desvio de P_i-1 para P,. válvula aberta: V_MK.

[00103] Período 11: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [00104] Período 12: Injeção de carga em P,. válvulas abertas: V,,

Vfk [00105] Período 13: injeção de carga em P_i+1. válvulas abertas: V_i+1, V_FK. E varredura em desvio de P_i-1 para P,. válvula aberta : V_MK.

[00106] Período 14: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [00107] Período 15: Varredura em desvio de P_i-1 para P,. válvula aberta: VMK [00108] Período 16: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [00109] Período 17: Varredura em desvio de P_i-1 para P,. válvula aberta: VMK [00110] Período 18: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [00111]

Período 19: Varredura em desvio de P_i-1 para P,. válvula aberta: VMK [00112] Período 20: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas abertas: V,, V_i+1 [00113] Período 21: Estiramento de extrato de P,. válvulas abertas:

Vi, VEK [00114] Período 22: Estiramento de extrato de P_i+1. válvulas abertas: V_i+1, V_EK. E varredura em desvio de P_i-1 para P,. válvula aberta: V_MK[00115] Período 23: Varredura em desvio de P, para P_i+1. válvulas

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26/28 abertas: V,, V_i+1 [00116]

Período 24: Varredura em desvio de P_i-1 para P,. válvula aberta: V_MK [00117] Os princípios que permitem estabelecer a sequência preferida são as seguintes:

1) cada vez que se retira ou que se injeta um dos fluidos principais (F, D, R, E) por meio de uma válvula de rede em uma linha de desvio L_k, essa válvula de rede permanece aberta duas vezes seguidas (quando de 2 períodos sucessivos). A primeira vez, a válvula de prato superior, aberta, permite a conexão com o prato superior P,, e a válvula de prato inferior V_i+1, assim como a válvula menor V_i+1, de controle de fluido de desvio anexo da linha Ik são fechadas. A segunda vez, a válvula de prato inferior V_i+1, aberta, permite a conexão com o prato inferior P_i+1, e a válvula de prato superior V,, e a válvula menor de controle de fluido de desvio V_i+1, são fechadas. Além disso, a válvula menor de controle V_MK da linha de desvio secundário superior M_k é aberta para colocar em comunicação os pratos P_i-1 (não representado) do trecho S_k-1 (não representado) e o prato P, do trecho S_k;

2) fora dos períodos de injeção ou de estiramento dos fluidos principais (F, D, R, E), faz-se circular alternadamente uma vez em duas uma vazão de desvio em L_k. A válvula de prato superior V, é então aberta, a válvula inferior V_i+1, está fechada, e a válvula menor de controle V_i+1, situada em desvio anexo em torno de V_i+1, regula a vazão de desvio via o desvio anexo I_k. Alternadamente, uma vazão de desvio circula na linha de desvio secundário superior M_k regulado pela válvula menor de controle V_MK, as duas válvulas de prato V_i-1, e V, estando fechadas, para realizar um desvio entre P_i-1 e P,. Esta última vazão não seria, todavia, colocada em serviço, caso o prato P_i-1 fosse alimentado ou estivesse em estiramento por F, D, R, E,...

[00118] A figura 3 representa uma parte de coluna de um SMB, sePetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 29/43

27/28 gundo um outro modo de realização da invenção. As válvulas de prato (não numeradas) não compreendem linha menor I_k de desvio anexo para limitar a vazão de varredura em desvio em L_k, como para o dispositivo da figura 2. Essa função é assegurada por uma válvula tipicamente de abertura progressiva: 9_A para L_k, e 9B para L_k+₁. Isto permite não utilizar linhas anexas I_k, I_k, mas requer válvulas de diâmetro relativamente maior 9_A, 9B para não limitar a vazão em circulação em L_k. [00119] Em alternativa, pode-se utilizar uma válvula de prato de L_kcomo válvula de regulagem de vazão, no lugar da válvula (a e/ou da válvula 9B. Essa ou essas válvulas devem então ter uma estanqueidade impulsionada.

Melhor Modo de Realização:

[00120] O melhor modo de realização da invenção é um SMB, cuja(s) coluna é(são) essencialmente constituída(s) por trechos Sk com válvulas menores V_i+₁,... em desvio anexos dos pratos P_i+₁..., segundo a figura 2.

[00121] Nesse dispositivo, há 3 válvulas de diâmetro maior por prato (6 por setor S_k : V_FK, V_DK, V_RK, V_EK, V_i, V_i+₁,), contra 4 na técnica anterior (segundo a figura 1). Há em média uma válvula menor de regulagem por prato ( V_MK, ou V_i+₁, para os 2 pratos de S_k) contra 0,5 na técnica anterior, mas essa válvula é muito menos onerosa, e o número total de válvulas é diminuído (4 contra 4,5).

[00122] O dispositivo, de acordo com a invenção, assim descrito pode ser utilizado para um processo de separação cromatográfica qualquer, notadamente para a separação de um hidrocarboneto aromático, a partir de uma carga de aromáticos tendo essencialmente 8 átomos de carbono e compreendendo esse hidrocarboneto.

[00123] Em particular, pode ser utilizado para a separação de paraxileno a partir de um corte aromático essencialmente compostos de hidrocarbonetos em C8, utilizando tolueno ou para dietil benzeno como

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28/28 dessorvente e uma zeólita como adsorvente, conforme descrito, por exemplo, na patente FR 2 789 914. Pode também ser utilizado para a separação de metaxileno a partir de um corte aromático em C8, utilizando tolueno e tetralina como dessorvente e um adsorvente, tal como descrito, por exemplo, na patente US 5.900.523 e nos pedidos de patente FR 05/52.485 e FR o5/52.486.

[00124] Pode também ser utilizado para a separação de uma ou de várias parafinas normais (separadas do resto dos hidrocarbonetos) a partir de uma mistura de hidrocarbonetos, notadamente parafínicos ou parafínicas e naftênicas, por exemplo, utilizando-se o butano normal ou o pentano normal como dessorvente (eventualmente o iso-octano como diluente inerte) e uma zeólita 5A como adsorvente.

[00125] Pode enfim ser utilizado para a separação de pelo menos uma olefina de um corte de hidrocarbonetos, compreendendo esse hidrocarboneto, conforme condições conhecidas da técnica anterior, por exemplo, utilizando-se uma zeólita X trocada ao cálcio.

[00126] A invenção não está limitada à descrição precedente, e o técnico poderá utilizar para sua aplicação qualquer outra característica técnica conhecida no estado da técnica.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo, que permite separar pelo menos um composto a partir de uma mistura que compreende esse composto por adsorção em camada móvel simulada, caracterizado pelo fato de que comporta:

- pelo menos uma coluna que compreende uma pluralidade de camadas de adsorventes A_i separados por pratos distribuidores/extratores Pi para a alimentação e a extração seqüenciais de pelo menos dois fluidos de alimentação: uma carga F e um dessorvente D, e de pelo menos dois fluidos de estiramento: um refinado R e um extrato E, Pi sendo disposto entre a camada Ai e a camada imediatamente inferior Ai+1;

- o dispositivo que compreende também pelo menos uma rede F-Net de carga, uma rede D-Net de dessorvente, uma rede R-Net de refinado e uma rede E-Net de extrato, cada uma dessas redes sendo ligada à coluna por uma pluralidade de linhas que compreendem válvulas de seccionamento comandadas com 2 vias de diâmetro de abertura superior ou igual a um valor α, denominadas válvulas de rede, para a alimentação ou o estiramento seqüenciais desses fluidos de alimentação ou de estiramento seqüenciais desse fluidos de alimentação ou de estiramento;

no qual a coluna é dividida, sobre a maior parte pelo menos de sua altura em uma pluralidade de trechos superpostos adjacentes S_k, cada trecho S_k sendo constituído essencialmente por 2 camadas de adsorvente sucessivas Ai, Ai+1 e pelos 2 pratos distribuidores/extratores Pi, Pi+1 que são dispostos respectivamente imediatamente embaixo de A_i e de A_i+₁, cada um dos pratos distribuidores/extratores ^Pb ^Pi+1 de cada um dos setores Sk é de rede única comum para a alimentação e o estiramento seqüenciais de F, D, R, E, os pratos ^Pi^{, P}i+1 de cada trecho

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S_k são ligados entre si por uma linha de desvio externo principal L_k conectada a cada um dos pratos ^Pb ^Pi+1 de Sk por uma ponteira que compreende uma válvula de seccionamento comandada com 2 vias única própria para esse prato ^Pi^{, P}i+1 denominada válvula de prato Vi, ou V_i+₁ de diâmetro de abertura superior ou igual ao valor α para a alimentação ou o estiramento seqüenciais desses fluidos de alimentação ou de estiramento em ou a partir de Pi, cada uma dessas linhas de desvio Lk compreende pelo menos um meio comandado de limitação da vazão que circula em L_k que é seja instalado sobre a linha L_k, seja em desvio em torno de uma válvula de prato Vi, ou Vi+1 de um prato de Sk, no qual a linha de desvio Lk de cada um dos trechos Sk é ligada a cada uma das redes F-Net, D-Net, R-Net, E-Net via uma linha única de diâmetro interno superior ou igual a α, compreendendo uma válvula de rede única, respectivamente V_Fk, V_Dk, V_Rk V_Ek, que é de diâmetro de abertura superior ou igual a α, para a alimentação ou o estiramento seqüencial do fluido correspondente F, D, R ou E para o ou a partir do trecho S_k considerado, o dispositivo compreendendo também uma pluralidade de linhas de desvio externas secundárias M_k, cada uma das linhas M_k ligando os 2 setores adjacentes S_k-1 e S_k via 2 pontos de ligação;

o primeiro ponto de ligação sendo disposto sobre a ponteira ligada ao prato inferior P_i-1 do setor superior S_k-1 entre P_i-1 e a válvula de prato Vi-1, o segundo ponto de ligação sendo disposto sobre a ponteira ligada ao prato superior P_i do setor inferior S_k entre P_i e a válvula de prato Vi, cada uma das linhas de desvio externas secundárias M_kcompreendendo uma válvula comandada de 2 vias V_Mk de diâmetro interno de abertura inferior ou igual a um valor β, com β < 0,6 α.

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2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que 30 mm < 1,7 x β < α < 600 mm.

3. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que a linha de desvio L_k tem um diâmetro interno pelo menos igual ao maior diâmetro de abertura das válvulas de rede ligadas a Lk.
4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a coluna inteira, com exceção do prato de cabeça, é constituída por esses trechos superpostos adjacentes S_k, a coluna compreendendo uma linha de saída inferior assimilada a um prato Pn correspondente à camada de adsorvente inferior An.
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que cada uma dessas linhas de desvio principais Lk compreende pelo menos um meio comandado de limitação da vazão que circula L_k, que é instalado em desvio anexo em torno de uma válvula de prato V_i, ou V_i+₁ de um prato de S_k.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que esse meio de limitação da vazão que circula em Lk instalado em desvio anexo em torno dessa válvula de prato Vi, ou V_i+₁ compreende uma válvula comandada de dia de abertura inferior ou igual a β.
7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada uma dessas linhas de desvio secundárias M_k compreende pelo menos um meio comandado de limitação da vazão que circula em Mk, esse meio compreendendo essa válvula V_MK.
8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende uma rede de alimentação sequencial RE-Net de um fluido de refluxo RE compreenPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 34/43

4/7 dendo principalmente extrato, essa rede sendo ligada a cada um dos setores S_k via uma linha única de diâmetro interno superior ou igual a α que compreende uma válvula de rede única V_REK, que é de dia de abertura superior ou igual a α.
9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende uma rede de estiramento sequencial R2-Net de um segundo refinado R2, essa rede sendo ligada a cada um dos setores Sk via uma linha única de diâmetro interno superior ou igual a alfa, compreendendo uma válvula de rede única VR2K, que é de dia de abertura superior ou igual a α.
10. Processo de separação de um produto que utiliza um dispositivo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, no decorrer de um ciclo:

- utiliza-se sequencialmente cada uma das linhas Lk para a circulação com sua vazão nominal de F, D, R, E, para ou a partir de cada um dos pratos de Sk via em série a válvula de prato correspondente e a válvula de rede correspondente;

- realiza-se uma varredura com vazão inferior àquela das vazões nominais dos fluidos F, D, R, E, de cada uma das linhas de desvio externas principais L_k durante uma parte do tempo pelo menos na qual nenhuma válvula de rede ligada a Lk é aberta, por uma corrente interna proveniente de um prato do dispositivo e reciclada em direção a um outro prato do dispositivo, e pára-se qualquer varredura interna de Lk, quando uma válvula de rede ligada a Lk é aberta;

- realiza-se uma varredura com vazão inferior àquela das vazões nominais dos fluidos F, D, R, E de cada uma das linhas de desvio externas secundárias M_k durante uma parte do tempo pelo menos, por uma corrente interna proveniente de um prato do dispositivo e reciclada em direção a um outro prato do dispositivo.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, caracteriPetição 870180010737, de 07/02/2018, pág. 35/43

5/7 zado pelo fato de que a varredura de L_k é feita por circulação de uma corrente oriunda do prato superior P_i de S_k, reciclado no prato inferior Pi+1 de Sk.
12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 e 11, caracterizado pelo fato de que a varredura de M_k é realizada por circulação de uma corrente oriunda do prato inferior P_i-1 de S_k-1, reciclado no prato superior P_i de S_k.
13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que se realiza uma varredura interna de Lk a partir do prato superior Pi de Sk para o prato inferior Pi+1 de Sk, em qualquer período ou Sk não é ligado a uma dessas redes fluidas de alimentação seqüencial ou de estiramento seqüencial e que se acha imediatamente antes de um período ou uma das válvulas de redes ligadas a Sk é aberta para a alimentação ou o estiramento de um desses fluidos para o ou a partir do prato superior Pi.
14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que para cada uma das linhas de desvio Lk, faz-se uma varredura de Lk, quando de qualquer parte do tempo na qual nenhuma válvula de rede ligada a Lk é aberta.
15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 14, caracterizado pelo fato de que as válvulas de prato V_i-1, e Vi das ponteiras ligadas por uma linha de desvio externa secundária Mk são fechadas, quando se realiza uma varredura de Mk.
16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 15, caracterizado pelo fato de que se realiza uma varredura de Mk, quando de qualquer parte do tempo na qual as válvulas de prato Vi-1 e Vi, das ponteiras ligadas por uma linha de desvio externa secundária Mk são fechadas.
17. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizado pelo fato de que Lk é usada por cada um

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6/7 dos fluidos F, D, R, E sobre a totalidade de seu comprimento no decorrer de um ciclo.
18. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado pelo fato de que se realizam permutações assíncronos dos pontos de alimentação e de estiramento dos fluidos F, D, R, E na coluna.
19. Processo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que se utiliza o dispositivo com zonas cromatográficas, das quais algumas pelo menos são equivalentes a um número não inteiro de camadas de adsorvente.
20. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, caracterizado pelo fato de que é de separação de um hidrocarboneto aromático a partir de uma carga de aromáticos tendo essencialmente 8 átomos de carbono e compreendendo esse hidro carboneto.
21. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que é de separação de paraxileno, a partir de uma carga de hidro carbonetos aromáticos tendo essencialmente 8 átomos de carbono.
22. Processo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que é de separação de metaxileno a partir de uma carga de hidro carbonetos aromáticos tendo essencialmente 8 átomos de carbono.
23. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, caracterizado pelo fato de que é de separação de pelo menos um hidro carboneto normal - parafínico a partir de uma carga de hidro carbonetos compreendendo esse hidro carboneto.
24. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, caracterizado pelo fato de que é de separação de pelo menos um hidro carboneto olefínico, a partir de uma carga de hidro

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7/7 carbonetos, compreendendo esse hidro carboneto.

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Pi

Pi + 1

Pi+ 2

Pi + 3

Pi + 4

Pi+ 5

FIG 1

ZOId

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FIG 3