CS268551B1 - Sposob adsorpčného dslenia zmesi organických létok - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká spSsobu adsorpčnóho dslenia organických látok, ako například dslenia izomérnych C„-aromatických uhlovodikov, alsbo dslenia zmesi alkánov s alkénmi, alebb delenia izomórnych chlórmetylbenzénov na pevných adsorbentoch, s výhodou na zeolitických molekulových eitách, uložených v pevnom lSžku jednóho alebo viacerých adeorbérov, Kvapalné alebo plynné médiá.ako je východisková surovina, recykláty a desorbenty sa periodicky privádzajú do spodu alebo na vrch adsorbórov a na výstupe z adsorbórov sa periodicky odoberajú a zhromažSujú refináty v spoločnom zásobníku pre rafinát, desorbáty v spoločnom zásobníku pre desorbát a každý recirkulovaný prúd, tzv. recyklát, vychádzajúci z jednotlivých adsorbérov a odoberaný od skončenia odlahu rafinátu po začiatok odběru desorbátu sa zhromažúuje v samostatnom zásobníku z ktoróho sa recirkuluje do toho istého adsorbóra z ktoróho bol odobraný, Riešenie sa može aplikoval v chemickom priemysle pre získanie vysokokoncentrovaných individuálnych organických zlúčenin, uhlovodikov alebo frakcii.

Description

Ríešenie týká spoaobu adeorpčného delenla zmeai organických látok na edsorbentoch, s výhodou na zeolitických molekulových sitách, v kvapalnej alebo plynnej fáze, v systéme Jedného alebo viacerých adsorbérov a pevným ložkom adsorbenta,

Známy sposob adeorpčného delenia zmeai organických látok, například n-alkénov z dehydrogenátu n-alkánov, 1,4-dimetylbenzénu zo zmoci Οθ -aromatických uhlovodíkov je založený na tzv, siaulovanon protiprúde, pričo· aa adsorbent uložený v adsorbéri nepohybuje a protiprúd sa simuluje cyklickou změnou poloh vstupov a výstupov kvapalných médií (patent NSR 1 917 526, patent USA 3 291 726).

Podstata adeorpčného delenia zmesi organických látok podlá vynálezu spočívá v tom, že sa adsorbent umiestnený v jednom alebo vo viacerých adaorbéroch privedie periodicky do kontaktu postupné so znesou organických látok, a recyklátni a desorbenton alebo desorbentsmi, a že sa na výstupe z jednotlivých adsorbérov odoberá periodicky rafinát, desorbát a recykláty, pričom sa rafinát zhromaž3uje v spoločnom zásobníku pre rafinát, desorbát sa zhromažďuje v spoločnom zásobníku pře desorbát, recyklát-I odoberaný od ukončenia odběru refinátu po začiatok odběru desorbátu sa z jednotlivých adsorbérov zhřómáž3ujs v jednotlivých zásobnikoch, z kterých vždy jeden patři jednánu adaorbóru a z něho sa recyklát-i vracla apat do toho adsorbéra, z ktorého bol odobraný a recyklát-ll odobraný od skončenia odběru deaorbátu po začiatok odběru rafinátu sa z každého adsorbéra zhromažSuje bud v sanoatatnom zásobníku, z ktorého sa čerpá spát do toho adsorbéra z ktorého bol odobraný^ alebo sa zo všetkých adsorbérov zhroaažSuje v spoločnom zásobníku tohoto recyklátu-U, Sposobom podTa tohto vynálezu sa nože delif zmes organických látok aj tak, že sa recyklát-II nezachytáva, ale sa jedna jeho časf od fahu je s rafinátom a druhá s desorbátom.

Zmesi organických látok se podlá tohoto vynálezu delia na pevnom ložku adsorbenta cyklicky, připadne cyklicko-nepretržite, za použitia adsorbentov, například zeolitických molekulových sít typu X alebo Y, teda na faujasitoch, obsahujúcich katióny kovov prvej a/alebo druhej skupiny prvkov periodickej sústavy.

Podlá tohoto vynálezu je možné dělil dvojice látok, například zmes 1,4-dimetylbenzénu a 1,3-dimetylbenzénu, alebo zmes vSetkých Cg -aromatických uhlovodíkov, zmes alkánov s alkénami, cyklánni, aroaátnl, diénami, připadne s acetylénickýni uhlovodikmi, Týmto sposobom je možné delif zmes izomérnych metylfenolov, zmes izomérnych chlórme tylbenzénov.

Adsorpčné dalenle zmesi organických látok sa podlá tohoto vynálezu deje v plynnej alebo kvapalnej fáze při teplotách například 20 až 250 °C v závislosti od počtu uhlíkových atómov v látkách tvoriacich zmes. Platí zákonitosf, že so zvýšeným počtom uhlíkových atómov v molekulách delenej zmesi se spravidla zvyšuje teplota. Při delení zmesi látok v kvapalnej fáze sa pracovné tlaky volia tak, aby sa delsná zmes udržela spoíahlivo v kvapalnej fáze pri danej pracovnej teploto.

Adsorpčné delenie zmesi organických látok sa deje využíváním principu elučnej alebo vytesňovacej chromatografie na základe rozdielnosti adsorpčných sil, adsorpčnej afinity vyjadrenej například separačným faktorom jednotlivých látok. V uhlovodíkových zmesiech klesá afinits adsorbents k adsorbátu v tomto poradí· aromáty diény alkény elkány, Vzhladom k tomu, že sú aromatické uhlovodíky podstatné silnejšie adsorbované na zeolite ako alkénické, je možné oddělovat alkény zo zmesi s alkánoi po predchádzajúcom adsorpčnom odstráneni aromatických uhlovodíkov a polárných

CS 268 551 Bl látok z východiskovéj zmesi, výhodná postupe· podlá čs. AO 220 890. V případe, že sa ssparácia alkénov uskutečňuje zo zaesí, ktoré obsahujú aromatické uhlovodíky, je pře desorpciu nutné použit desorbent kombinovaný z nasýtených a z nenasýtených uhlovodíkov, Při delení alkánalkénových zmesi, zbavených aromatických uhlovodikov, postačuje desorbent len z nasýtených uhlovodikov,

AdsorpČné delenie zmesi organických látok postupon podlá tohoto vynálezu je proces cyklický, Ak sa uskutečňuje v sústave dvoch alebo viacerých adsorbérov, nože sa pracoval nepřetržitým sposobom a to kontinuálny· spracovením rafinátu a desorbátu.

Deeorbát je zmes desorbenta s cieíovým produktem.

Rafinát je zmes desorbenta a zvyšku východiskovéj suroviny ochudobnenej o dolový produkt.

Medzi rafinátom a desorbátom a medzi desorbátom a rafinátom vystupují z adsoi— béra msdzifrakcio nazývané recyklátmi, ktoré sa vracajú spát do adsorbérov. Recyklát-l vystupuje z adsorbéra od skončenia odběru rafinátu po začiatok odběru desorbátu. Obsahuje zmeo desorbenta s východiskovou zmeeou organických látok, obohatenou o cielový produkt.

Každý recyklát-I sa zachytává v samostatnom zásobníku, z ktorého se čerpá do toho adsorbéra, z ktorého bol odebraný.

Recyklát-Il vystupuje z adsorbéra od skončenia odběru desorbátu po začiatok odběru rafinátu. Obsahuje prevažne desorbent s malým množstvom dělového produktu. Každý racyklát-II vychádzajícl z jednotlivých adsorbérov sa zhromažňuje v samoatatnom zásobníku, z ktorého sa čerpá apáf do toho adsorbéra z ktorého bol odobraný, alebo sa zhromažňuje v spoločnom zásobníku pře recykláty-II vychádzajúcs zo váetkých adsorbérov,

Zmesi organických látok sa možu adsorpčne dolil aj bez odlahu recyklátu-II. V tomto případe sa recyklát-II rozdělí do desorbátu a rafinátu v takom pomere, aby zásadné neovplyvňoval kvalitu dělového produktu a efektivnost delenie.

Z hlediska dávkovania médii do adsorbéra sa jeho pracovný cyklus skládá z periody dávkovania suroviny, z periídy dávkovania recyklátu-I, připadne recyklátu-II a z periídy dávkovania desorbenta. Z hlediska vystupujících prúdov sa cyklus rozděluje na periodu odběru rafinátu, periídu odběru recyklátu-I a na periídu odběru desorbátu, připadne recyklátu-II,

Doba pracovného cyklu je z hlediska vstupujúcich a vyatupujících médií zhodná, Striedanie periíd pracovného cyklu sa robí pomocou časového harmonogramu, alebo e výhodou podle hmotnostných alebo objemových bilanci! látok, vstupujúcich alebo výstupujúcich z adsorbérov.

Každá zo vstupných látok sa nože dávkoval do adaorbéra samostatným čerpadlem, alebo sa vžetky látky vstupujíce počeš pracovného cyklu do jadného adsorbéra možu s výhodou dávkoval jedným čerpadlem. Zásobníky týchto kvapalín sí napojené na saciú stranu čerpadla a z nebo sú dávkované společným potrubím cez ohrievač a/alebo odparo

CS 268 551 Bl ' 3 več do adeorbéra. Prepínenia vstupujúcich látok do adsorbéra a vystupujících z naho sa robi ponocou »r«atúr, któré sa otvérajú a zatvársjú podlá časového harmonogoanu, slabo s výhodou podlá hmotnostných slabo objemových bllancii jednotlivých prúdov látok,

Cyklicko-nepretržitý sposob adeorpčného delenia organických látok, čiže nepřetržitý odběr rafinátu a desorbátu na oddestilovanle desorbenta sa pri niniaálnom objene aedzizásobníkov na rafinát a deaorbát dosiahne s výhodou konbináciou dvoch alebo viacerých adsorbérov pracujúcich s fázový» posunon periéd v jednotlivých adsorbéroch, Tento fázový posun peričd sa rovná podielu doby pracovného cyklu a počtu ad-, sorbérov, Aj při použiti sústavy viacerých adaorbérov umožňuje uvedený sposob přívodu jednotlivých látok a vybudovania vlaetného zásobníka pra recyklát-I vychádzajúci z každého adeorbéra pracoval pri optimálnoa technologicko» režime v jednotlivých adsorbéroch, čiže pri optinálnych teplotách, tlakoch a nnožstvách suroviny, rscyklátov a desorbantov a v případe potřeby aj pri optinálnej doba pracovného cyklu.

Výhodou sposobu adeorpčného delenia znesi organických látok podlá tohoto vynálezu je, že sa adsorpčné delenia látok deje v jednoducho» a technicky nenáročnoa systéne, v sdsorbéroch a pevne uloženým ložkom adsorbent·, pričon každý adsorbér pracuje samostatné pri optimálnon technologicko» režime, nezávisle» na technologicko» režime ostatných adsorbérov a umožňujúcom cyklicko-nepretržitý sposob adeorpčného delenia organických látok,

Ďelšíoi výhodami adeorpčného delenia znesi organických látok podlá tohoto vynálezu je možnosl kompenzoval případné rozdiely deliacej schopnosti jednotlivých adsorbérov, vzniklé hlavně rožnou kapacitou a selektivitou adsorbents a rozdielnosfou hydrodynamických charakteristik náplně jednotlivých adsorbérov, Rozdielne separačná schopnosť adsorbentov uložených v jednotlivých adeorbéroch sa može vyskytnul jednak u nových náplní, jednak v priebehu dlhodobej práce adsorbents, Sposob adsorpčného delenia zmesi organických látok podlá tohoto vynálezu umožňuje, v případe poruchy niaktorého z adsorbérov, vyřadil tento z činnosti bez prerušenia práce v ostatných adsorbéroch.

Pre ilustráciu sa uvádza příklad, ktorý však neobmedzuja vynález.

Příklad

Zo zmesi C₈ -aromatických uhlovodíkov, obsahujúcej 12,6 % hmotnoatného etylbenzénu, 21,8 % hmotnostného o-xylénu, 46,2 % hmotnostného m-xylénu a 19,4 % hmostného p-xylénu sa v kvapalnej fáze vyděluje p-xylén na adsorbents typu syntetického zeolitu dreselnobarnatého faujasitu, označeného KPaY, ktorý obsahuje katiňny K a Ba v hmotnoetnom pomere 3, Uvedený adsorbent má najvačšíu afinitu k p~xylénu, preto sa p-xylén selektívne adsorbuje z danej suroviny - zmesi Cg -aromatických uhlovodíkov, Ako deeorbent sa použije toluén. Ložko adsorbents sa udržiava pri teplota 125 °C a tlaku 0,3B MPa vo všetkých periňdach pracovného cyklu.

Pódia prúdovéj schémy znázornenej na priloženom obrázku je na saciu stranu čerpadial P—1, P—2, P-3 napojený zásobník suroviny £ cez potrubie JL, zásobník desorbenta D cez potrubie 2 a zásobník recyklátu-ll Z-4 cez potrubie 3, Sálej je na saciu stranu čerpadla p—1 nepojený zásobník recyklátu-l Z-l cez potrubie 4. Ne seciu střenu čerpedle P-2 je nepojený zásobník recyklátu-l Z-2 cez potrubie 5 a na saciu stranu čerpadla P-3 je napojený zásobník recyklátu-l Z-3 cez potrubie 6.

jednotlivé médiáea dávkujúzo zásobníkov do každého adeorbéra v porodit surovině, recyklát-I, recyklát-II, desorbent,

I

CS 268 551 Bl

Výtlačné strany čerpediel P-l, P-2, P-3 eí spojené s příslušný·! adsorbármi A-l, A-2 , A-3 cez predohrievače E-l, E-2, E-3, kde sa vyhřejí dávkováni médií na pracovní! teplotu.

Adsorpčné delenie p-xylénu sa robi v troch válcovitých adsorbéroch A-l, A-2, A-3 naplněných syntetickým zeolite» uvedeného typu, guločkového tvaru, s velkosfou častíc 0*5 až 1,2 mm a s ekvivalsntným prienerom 0,82 mm.

Na výstupe z adeorběra sa periodicky odoberajií jednotlivé médiá v poradit rafinát, recyklát-I, desorbát, recyklét-II.

Rafináty zo všetkých adsorbérov sa periodicky odvádzají společným potrubím 7 do zásobnika rafinátu Z-5. Podobné sa odvádzajú desorbáty zo všetkých adsorbérov společným potrubím 8 do zásobnika desorbátu Z-6,

Recyklát-I z adsorbéra A-l sa odvádza samostatným potrubím 10 do zásobnika Z-l. Recyklát-I sa z adsorbéra A-2 odvádza samostatným potrubím 11 do zásobnika Z-2. Re- - —-· cyklá-t—I sa-z adsorbéra A-3 odvádza samostatným potrubím 12 do zásobnika Z-3.

Recykláty-II sa zo všetkých adsorbérov odvádzajú společným potrubím 9 do zásobníka recyklátu-ll Z-4, . Rafinát sa zo zásobnika Z-5 vedle do rafinátovej destilačnej kolíny K-l a desorbát zo zásobnika Z-6 do produktovej destilačnej kolány K-2, Z hlavy kolčn K-l a K-2 sa odtahuje desorbent cez společné potrubis 13 do zásobnika desorbenta D. Z dna rafinátovej kolóny K-l sa odtahuje ^aes Οθ -aromatických uhlovodlkov ochudobnená o p-xylén a z dna produktovej kolány sa odtahuje vysokokoncentrovaný p-xylén o čistotě minimálně 99,4 % hmotnostného.

Každý z adsorbérov A-l, A-2, A-3 je naplněný rovnakým množstom adsorbents o hmotnosti 96 kg, teda spolu 288 kg. Při zvolenej doba pracovného cyklu 60 minut, sí hmotnostně množetvá vstupujíce v jednotlivých periodách do jednotlivých adsorbérov a vystupujíce v Jednotlivých periódach z jednotlivých adsorbérov následujíce:

% ’ Adsorběr

Vstup	A-l	A-2	A-3
surovina kg/cyklus	9,7	9,7	9,7
recyklát-I ·	23,0	25,0	22,0
recyklét-II	5,5	5,8	5,4
desorbent	70,0	70,0	70,0 -

Adeorbér

Výstup	A-l	A-2	A-3
rafinát, kg/cyklus	27,0	27,2	26,8
recyklát-I “	23,0	25,0	22,0
desorbát	52,7	52,4	52,9
recyklát-ll *	5,5	5,8	5,4

CS 268 551 Bl

Po oddestilovaní desorbenta z rafinátov sa získá znes C_o -aronátov ochudobneO ná o p-xylén, obsahujíce 1,2 % hmotnoetného p-xylému a po oddestilovaní desorbenta z desoroátu sa získá produkt, p-xylén, o čistotě 99,6 % hmotnostného v množstva 5,4 kg/h.

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Sposob adsorpčného delenia zmesi organických látok vyznačujúci sa tým, že sa adsorbent umiestnený v jednom alebo vo viacerých adsorbéroch privedie periodicky do kontaktu postupné so zmesou organických látok, a recyklátmi a s dosorbentom alebo desorbentami, a že sa na výstupe z jednotlivých adsorbérov odoberá periodicky rafinát, desorbát a recykláty, pričom sa refinát zhromažduje v spoločnom zásobníku pre rafinát, desorbát sa zhromažduje v spoločnom zásobníku pře desorbát, recyklát-I odoberaný od ukončenia odběru rafinátu.po začiatok odběru desorbátu sa z Jednotlivých adsorbérov zhromažduje v jednotlivých zásobníkoch, z ktorých vždy jeden patří jednému adsorbéru a z něho ee recyklát-I vracie epať do toho adsorbéra, z ktorého bol odobraný a recyklát-II odobraný od skončenia odběru desorbátu po začiatok odběru rafinátu sa z každého adsorbéra zhromažduje bud v samostatnou zásobníku, z ktorého sa čerpá spéf do toho adsorbéra, z ktorého bol odobraný, alebo sa zo véetkých adsorbérov zhromažduje v spoločnom zásobníku tohoto recyklátu-II,
2. 2, Sposob podlá bodu 1 vyznsčujúci sa tým, že sa recyklát-II nezachytáva, ale sa jeho jedna část odfahuje s rafinátom a druhá s desorbétom.