DE2951144A1

DE2951144A1 - Verfahren zur trennung von kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE2951144A1
Application number: DE19792951144
Authority: DE
Inventors: Mark Carney Anderson
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1980-06-26
Also published as: FR2444652A1; GB2040996A; IT7928374A0; GB2040996B; FR2444652B1; IT1126692B; JPS6011070B2; US4184943A; JPS5589388A; CA1128424A; DE2951144C2

Description

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Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen

Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen oder kohlenwasserstoffhaltigen chemischen Verbindungen. Direkter befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen durch Verwendung eines selektiven Sorbens, das vorzugsweise ein kristallines Aluminosilikat ist. Die Erfindung betrifft speziell die Fraktionierung der Extrakt-, Raffinat- und Desorbensströme, die in einem Verfahren zur adsorptiven Abrennung von Normalparaffinkohlenwasserstoffen von einem Gemisch, welches auch isoparaffinische und aromatische Kohlenwasserstoffe enthält, verwendet werden.

Die Trennung chemischer Verbindungen ist eine wichtige Stufe in vielen petrochemischen und chemischen Verfahren und wird oftmals als eine unabhängige Operation durchgeführt, um ein Produkt aus einem Beschickungsstrom mit mehreren Komponenten zu gewinnen. Trennverfahren haben daher einen hohen Entwicklungsgrad erreicht. Beispiele von Trennverfahren, die eine Schicht eines festen Sorbens zur Abtrennung normaler oder geradkettiger Paraffinkohlenwasserstoffe von eir~m Gemisch, das auch Isokohlenwasserstoffe und/oder zyklische Kohliwrasser stoffe enthält, verwenden, sind in den US-PS*.-·.; 2 920 037 und 2 957 927 beschrieben.

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Verschiedene gewerblich verwendete Kohlenwasserstofftrennverfahren benutzen ein simuliertes Fließbett (moving bed) eines festen Adsorbens. Der Betrieb eines simulierten Fließbettes ist in den US-PSen 2 985 589, 3 2Ο1 491, 3 291 726 und 3 732 325 beschrieben.

Methoden zur Fraktionierung der Extrakt- und Raffinatströme einesadsorptiven Trennverfahrens mit simuliertem Fließbett sind in den üS-PSen 3 455 815 und 4 006 197 beschrieben. Die letztere Literaturstelle ist spezifisch für die Abtrennung von Normalparaffinen von Isoparaffinen unter Verwendung eines Mehrkomponentendesorbens.

Die Erfindung liefert ein verbessertes Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen unter Verwendung eines simulierten Fließbettes bzw. Bewegtbettes (moving bed) von selektivem Adsorbens. Die Abtrennung der Desorbenskohlenwasserstoffe von den Extrakt- und Raffinatströmen erfolgt in einer Weise, die die früher durch Kondensation des Kopfdampfstromes einer Desorbenssplittingkolonne abgeschiedene Wärme besser ausnutzt.

Eine Ausführungsform der Erfindung kann breit derart durch folgende Stufen gekennzeichnet werden: Man führt einen Beschickungsstrom, der Cg- bis C₁₍j-Isoparaffine, zusammen mit ihnen siedende Aromaten und zusammen mit ihnen siedende Normalparaffine umfaßt, in eine feststehende Schicht (fixed bed) eines festen Adsorbens, welches bevorzugt die Normalparaffine und die zusammen mit ihnen siedenden Aromaten adsorbiert an

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einem ersten Punkt, führt einen Spülstrom, der einen ersten und einen zweiten Kohlenwasserstoff umfaßt, in das Adsorbensbett an einem zweiten Punkt, führt einen Desorbensstrom, der den zweiten Kohlenwasserstoff und einen dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, in das Adsorbensbett an einem dritten Punkt, zieht einen Extraktstrom, der das Normalparaffin, den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, aus dem Adsorbensbett an einem vierten Punkt ab, zieht einen Raffinatstrom, der die Isoparaffinkohlenwasserstoffe, die aromatischen Kohlenwasserstoffe, den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, aus dem Adsorbensbett an einem fünften Punkt ab, simuliert die Benutzung eines Adsorbensfließbettes bzw. -bewegtbettes durch Aufrechterhaltung eines Netto- bzw. Gesamtfließmittelflusses durch das Adsorbensbett und periodische Weiterbewegung des ersten bis fünften Punktes in einer Richtung, fraktioniert den Extraktstrom in einer ersten Fraktionierkolonne in eine erste Kopffraktion, die den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, eine erste Seitenschnittfraktion, die den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, und eine erste Bodenfraktion, die die Normalparaffine umfaßt, trennt die erste Seitenschnittfraktion in einer ersten Stripkolonne in eine zweite Bodenfraktion, die den ersten und den zweiten Kohlenwasserstoff umfaßt, und einen ersten Kopfdampfstrom, der in einen mittleren Punkt der ersten Fraktionierkolonne eingeführt wird, fraktioniert den Raffinatstrom in einer zweiten Fraktionierkolonne in eine zweite Kopffraktion, die den zweiten und den dritten Kohlenwasser-

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stoff umfaßt, eine zweite Seitenschnittfraktion, die den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, und eine dritte Bodenfraktion, die die Isoparaffine und die zusammen mit ihnen siedenden Aromaten umfaßt, trennt die zweite Seitenschnittfraktion in einer zweiten Stripkolonne in eine vierte Bodenfraktion, die den ersten und den zweiten Kohlenwasserstoff umfaßt, und einen zweiten Kopfdampfstrom, der in einen mittleren Punkt der zweiten Fraktionierkolonne eingeführt wird, vermischt wenigstens einen Teil jeder der dritten und der vierten Bodenfraktion und bildet so den Spülstrom, der in das Adsorbensbett geführt wird, und vermischt wenigstens einen Teil jeder der ersten und der zweiten Kopffraktion und bildet so den in das Adsorbensbett eingeführten Desorbensstrom.

Die Zeichnung erläutert die bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung. Aus Gründen der Klarheit der Beschreibung des erfinderischen Konzeptes wurden verschiedene Untersysteme und Apparaturen, die mit dem Verfahren nach der Erfindung verbunden sind, nicht gezeigt. Dies sind beispielsweise Strömungs- und Drucksteuerventile, Pumpen, Temperatur- und Druckabfühlsysteme, Reaktorinnenausstattungen usw., die von üblicher Konstruktion sein können. Diese Darstellung der bevorzugten Ausführungsform soll nicht vom Erfindungsgedanken jene anderen Ausführungsformen ausschließen, die das Ergebnis einer für den Fachmann auf der Hand liegenden oder naheliegenden Modifikation der bevorzugten Ausführungsform sind.

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Bezieht man sich nun auf die Zeichnung, so sieht man, daß ein Beschickungsstrom, der ein Gemisch von C_1n- bis C₁--Isoparaffinen und -Normalparaffinen umfaßt, in das Verfahren durch Leitung 1 eintritt. Der Beschickungsstrom enthält auch zusammen mit ihnen siedende aromatische Kohlenwasserstoffe. Der Beschickungsstrom geht durch wenigstens einen Teil eines feststehenden Bettes von kristallinen Aluminosilikaten, die selektiv Normalparaffine adsorbieren. Vorzugsweise wird dieses Bett von Aluminosilikaten in einer Weise betrieben, die die Verwendung eines Fließbett- bzw. Bewegtbettadsorptionssystemes simuliert, worin der Beschickungsstrom durch nur einen Teil der gesamten Adsorbensschicht geht, welcher als eine Adsorptionszone bezeichnet wird. Die Lage der Adsorptionszone wird allmählich durch die gesamte feststehende Schicht gewechselt, um die kontinuierliche und gleichzeitige Adsorption und Desorption der Normalparaffine an verschiedenen Punkten in dem feststehenden Adsorbensbett zu gestatten.

Ein Flüssigkeitsstrom, der hier als ein Extraktstrom bezeichnet wird und die bevorzugt adsorbierten Normalparaffine des Beschickungsstromes und einige Komponenten des in dem Verfahren verwendeten Desorbensstromes und Spülstromes umfaßt, wird aus der adsorptiven Trennzone 2 in Leitung 3 entfernt und in eine Extraktfraktionierkolonne 4 überführt. Diese Fraktionierkolonne wird bei Bedingungen gehalten, die wirksam sind, den eintretenden Extraktstrom in einen in Leitung 8 entfernten Nettobodenstrom und einen in Leitung 9 entfernten Kopfdampfstrom zu trennen. Der Nettobodenstrom umfaßt die Normalparaffine, die in der adsorptiven Trennzone aus dem Be-

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schickungsstrom entfernt wurden, und ist im wesentlichen frei von den anderen in dem Extraktstrom vorliegenden Kohlenwasserstoffen. Der Kopfdampfstrom der Extraktkolonne geht durch einen nicht gezeigten Kondenator und wird dann in einen Kopfproduktaufnahmebehälter 10 überführt. Die Flüssigkeit, die sich in diesem Kopfproduktaufnahmebehälter sammelt, wird in Leitung 11 entfernt und in einen ersten Anteil, welcher zu der Extraktkolonne als Rückfluß in Leitung 12 zurückgeführt wird, und einen in Leitung 13 entfernten zweiten Anteil aufgeteilt.

Ein flüssiger Seitenschnittstrom wird von einem mittleren Punkt der Extraktkolonne in Leitung 14 entfernt. Dieser Strom geht in einen oberen Abschnitt einer Seitenschnittstripkolonne 15. Diese Seitenschnittstripkolonne arbeitet bei Bedingungen, die wirksam sind, im wesentlichen alle der leichtesten Kohlenwasserstoffkomponente des Desorbensstromes aus dem eintretenden Seitenschnittmaterial zu entfernen. In der bevorzugten Ausführungsform ist diese leichte Komponente Normalpentan. Die Kopfdämpfe der Seitenschnittstripkolonne gehen in einen mittleren Punkt der Extraktkolonne 4 durch Leitung 16, um die in der Extraktkolonne durchgeführte Trennung zu unterstützen. Ein Nettobodenstrom, der Cg-Isoparaffin und Cg-Aromaten umfaßt, wird aus der Seitenschnittstripkolonne in Leitung 17 entfernt.

Ein Flüssigkeitsstrom, der hier als ein Raffinatstrom bezeichnet wird, wird aus der adsorptiven Trennzone in Leitung 6 entfernt. Dieser Strom umfaßt Isoparaffine, die nicht

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bevorzugt adsorbiert wurden, mit ihnen siedende aromatische Kohlenwasserstoffe und auch die drei Kohlenwasserstoffkomponenten des Desorbensstromes und des Spülstromes. Der Raffinatstrom wird in eine Fraktionierkolonne 18 eingeführt, die als eine Raffinatkolonne bezeichnet wird. Diese Kolonne arbeitet unter Bedingungen, die wirksam sind, die eintretenden Materialien in einen Nettobodenstrom, der die höhersiedenden Isoparaffine und die mit ihnen siedenden Aromaten umfaßt und in Leitung 19 entfernt wird, und einen in Leitung 20 entfernten Kopfdampfstrom zu trennen. Der Kopfdampfstrom geht durch einen nicht gezeigten Kondensator und in einen Kopfproduktaufnahmebehälter 21. Die in diesem Kopfproduktaufnahmebehälter gesammelte Flüssigkeit wird durch Leitung 22 abgezogen und in einen ersten Anteil, der zu der Raffinatkolonne in Leitung 24 als Rückfluß zurückgeführt wird, und in einen zweiten, in Leitung 23 entfernten Anteil getrennt.

Die durch die Leitungen 13 und 23 fließenden Kohlenwasserstoff ströme werden vereinigt und bilden den Desorbensstrom, der in die adsorptive Trennzone 2 durch Leitung 5 eingeführt wird.

Ein flüssiger Nebenschnittstrom, der die drei Kohlenwasserstoff komponenten des Desorbensstromes und des Spülstromes umfaßt, wird aus der Raffinatkolonne 18 durch Leitung 25 entfernt. Dieser Seitenschnittstrom geht in einen oberen Abschnitt einer Seitenschnittstripkolonne 27, die bei Bedingungen arbeitet, welche wirksam sind, im wesentlichen die gesamte eintretende leichteste Kohlenwasserstoffkomponente zu-

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rück zu der Raffinatkolonne als eine Komponente eines durch Leitung 26 geführten Kopfdampfstromes zu schicken. Dieser Kopfdampfstrom wird in einen mittleren Punkt der Raffinatkolonne eingeführt, um die in dem oberen Abschnitt der Kolonne erfolgende Trennung zu unterstützen. Ein Nettobodenstrom, der den Cg-Aromaten und das Cg-Isoparaffin umfaßt, wird aus der Seitenschnittstripkolonne 27 in Leitung 28 entfernt und mit dem aus der Seitenschnittstripkolonne 15 entfernten Nettobodenstrom vermischt. Dieser kombinierte Strom wird zu der adsorptiven Trennzone durch Leitung 7 zurückgeführt, um als der Spülstrom benutzt zu werden, der durch Teile des Adsorbensbettes geschickt wird.

Die Trennung verschiedener Kohlenwasserstoffverbindungen durch die Verwendung von selektiven Adsorbentien ist in der Erdölindustrie, der chemischen Industrie und der petrochemischen Industrie weit verbreitet. Die Adsorption wird oftmals benutzt, wenn es schwieriger oder teurer ist, die gleichen Verbindungen mit anderen Mitteln, wie durch Fraktionierung, zu trennen. Beispiele der Trennungstypen, die oftmals unter Verwendung selektiver Adsorbentien angewendet werden, sind die Trennung von Äthylbenzol von einem Xylolgemisch, die Trennung ungesättigter Fettsäuren von gesättigten Fettsäuren, die Trennung von Fructose von Glucose, die Trennung von azyklischen Olefinen von azyklischen Paraffinen und die Trennung von Normalparaffinen von Isoparaffinen. Typischerweise haben die selektiv adsorbierten Materialien die gleiche Kohlenstoffatomzahl je Molekül wie die nicht selek-

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tiv adsorbierten Materialien und sehr ähnliche Siedepunkte. Eine andere übliche Anwendung ist die Gewinnung einer besonderen Klasse von Kohlenwasserstoffen aus einem Gemisch mit einem breiten Siedepunktbereich von zwei oder mehr Kohlenwasserstoffklassen. Ein Beispiel ist die Abtrennung von C_1Q-bis Cj^-Normalparaffinen von einem Geraisch, das auch C_1Q-bis C. --Isoparaffine enthält.

Adsorptive Trennverfahren erfordern die nacheinander erfolgende Durchführung von drei Grundstufen. Das Adsorbens muß zunächst in Kontakt mit einem Beschickungsstrom gebracht werden, der die speziellen Verbindungen umfaßt, welche bei adsorptionsfordernden Bedingungen aufgefangen werden sollen. Diese Adsorptionsstufe sollte ausreichend lange fortgesetzt werden, um zu gestatten, daß das Adsorbens nahezu eine Gleichgewichtsmenge der bevorzugt adsorbierten Verbindungen aufnimmt. Die zweite grundsätzliche Stufe ist der Kontakt des sowohl bevorzugt als auch nicht bevorzugt adsorbierte Verbindungen enthaltenden Adsorbens mit einem Material, das die letzteren aus dem Adsorbens verdrängt. Die zweite Stufe wird in einer Weise durchgeführt, die dazu führt, daß das Adsorbens wesentliche Mengen nur der bevorzugt adsorbierten Beschickungskomponente und das Material enthält, welches verwendet wurde, die nicht bevorzugt adsorbierten Verbindungen zu verdrängen.

Die dritte grundsätzliche Stufe des adsorptiven Trennverfahrens ist die Desorption der bevorzugt adsorbierten Verbindun-

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gen. Diese kann durch Veränderungen der Bedingungen der Temperatur und des Druckes durchgeführt werden, doch in dem vorliegenden Verfahren erfolgt diese Stufe durch Kontakt des Adsorbens mit einem Desorbensstrom. Der Desorbensstrom enthält eine chemische Verbindung, die in der Lage ist, die bevorzugt adsorbierten Verbindungen aus dem Adsorbens zu verdrängen oder zu desorbieren und so diese Verbindungen freizusetzen und das Adsorbens für eine weitere Adsorptionsstufe vorzubereiten.

Der Kontakt des Adsorbens entweder mit dem Beschickungsstrom oder mit dem Desorbensstrom hinterläßt die Zwischenräume bildenden Hohlräume zwischen den Adsorbensteilchen mit den Komponenten dieser betreffenden Ströme gefüllt. Wenn die nächste Kontaktstufe beginnt, wird diese Restflüssigkeit mit der eintretenden Flüssigkeit vermischt. Dies führt zu aus dem Adsorbensbett entfernten Auslaufströmen, die Gemische von Verbindungen aus den zwei oder mehr Strömen sind, welche in das Adsorbensbett eingeführt werden. In dem vorliegenden Verfahren werden zwei solcher Auslaufströme erzeugt. Sie umfassen ein Gemisch des Desorbens und der bevorzugt adsorbierten chemischen Verbindungen und ein Gemisch des Desorbens mit den chemischen Verbindungen, die nicht bevorzugt adsorbiert werden. Um einen Produktstrom der bevorzugt adsorbierten chemischen Verbindungen mit hoher Reinheit zu erhalten und um das Desorbens zu gewinnen, ist es erforderlich, diese beiden Auslaufströme zu fraktionieren. Die beiden Auslaufströme werden daher in zwei getrennten Fraktionierkolon-

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nen fraktioniert, die als die Raffinatkolonne und die Extraktkolonne bezeichnet werden.

Es ist ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur adsorptiven Trennung von Kohlenwasserstoffen oder kohlenwasserstoff haltigen Verbindungen zu bekommen. Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, ein Kohlenwasserstofftrennverfahren zu erhalten, das ein simuliertes Adsorbensfließbett oder -bewegtbett benutzt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine verbesserte Auslauffraktioniermethode für die Verwendung in einem Verfahren zur Abtrennung von Normalparaffinkohlenwasserstoffen von einem Gemisch von Normal- und Isoparaffinkohlenwasserstoffen zu erhalten.

Die aufeinanderfolgenden Adsorptions- und Desorptionsstufen eines adsorptiven Trennverfahrens können unter Verwendung einer feststehenden Adsorbensschicht mit festliegenden Einlaß- und Auslaßpunkten an gegenüberliegenden Enden der Adsorbensschicht durchgeführt werden. Bestimmte Vorteile erhält man jedoch durch Verwendung eines simulierten Adsorbensfließbettes. Diese Vorteile sind beispielsweise die kontinuierliche Produktion eines Produktstromes mit hoher Reinheit. Bevorzugt wird der Gegenstromfluß des Bettes von festem Adsorbens und den verschiedenen eintretenden Flüssigkeitsströmen, wie des Beschickungs- und des Desorbensstromes, simuliert.

Zwei getrennte Wirkungen sind in diese Simulierung eingeschlossen. Die erste derselben ist die Aufrechterhaltung

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eines Netto- oder Gesamtfließmittelflusses durch die Adsorbensschicht in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung simulierter Bewegung des Adsorbens. Dies geschieht durch die Verwendung einer Pumpe, die betriebsmäßig in einer Weise verbunden ist, daß man diese Zirkulierung entlang der Länge des gesamten Adsorbensbettes erreicht. Die zweite Wirkung, die in die Simulierung der Bewegung des Adsorbens eingeschlossen ist, ist die periodische tatsächliche Bewegung der Position der verschiedenen Zonen, wie der Adsorptionszone, entlang der Länge des Adsorbensbettes. Diese tatsächliche Bewegung der Position der verschiedenen Zonen erfolgt allmählich in gleicher Richtung durch periodisches Vorrücken der Punkte, an denen die eintretenden Ströme in das Adsorbensbett eingeführt werden, und der Punkte, an denen die Auslaufströme aus dem Adsorbensbett abgezogen werden. Es sind lediglich die Positionen der Zonen, wie sie durch die betreffenden Beschickungs- und Abzugspunkte entlang des Adsorbensbettes definiert sind, die verändert werden. Das Adsorbensbett selbst ist festliegend und bewegt sich nicht.

Das Adsorbensbett kann in einem oder in mehreren getrennten, untereinander verbundenen Behältern enthalten sein. Bei einer großen Zahl von Punkten entlang der Länge des Adsorbensbettes sind die geeigneten Öffnungen und Leitungen vorgesehen, um die Zugabe oder das Abziehen von Flüssigkeit zu gestatten. An jedem dieser Punkte ist vorzugsweise eine Verengung des Querschnittes des Adsorbensbettes durch einen Flüssigkeitsverteiler-Sammler vorgesehen. Diese können ähnlich der Apparatur sein, die in den US-PSen 3 208 833, 3 214 247 und

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3 523 762 beschrieben ist- Diese Verteiler-Sammler dienen der Unterstützung, der Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Pfropfenflusses der Fließmittel entlang der Länge des Adsorbensbettes. Die beiden Punkte, an denen jeder Strom in die Adsorbensschicht eintritt und der entsprechende Auslaufstrom aus der Adsorbensschicht austritt, sind voneinander durch wenigstens zwei oder mehr potentielle Fließmittelbeschickungspunkte oder Fließmittelabzugspunkte, die nicht benutzt werden, getrennt. Beispielsweise kann der Beschickungsstrom in die Adsorptionszone an einem Punkt eingeführt werden und an neun potentiellen Abzugspunkten vorbei und durch neun Verteiler-Sammler fließen, bevor er den Punkt erreicht, an dem er aus dem Adsorbensbett als der Raffinatstrom abgezogen wird.

Die allmähliche und anteilweise "Bewegung" der Adsorptionszone erreichtman durch periodisches Vorrücken der tatsächlichen Punkte der Flüssigkeitszugabe und des Flüssigkeitsabzuges zu dem nächsten verfügbaren potentiellen Punkt. Das heißt, bei jedem Vorrücken der Adsorptionszone bewegen sich die Grenzen, die den Beginn und das Ende einer jeden Zone markieren, um den relativ gleichmäßigen Abstand zwischen zwei benachbarten potentiellen Punkten der Flüssigkeitszugabe bzw. des Flüssigkeitsabzuges. Der größere Teil der Zone bleibt unbeeinflußt und intakt, da die Zone sich über mehrere dieser Fließmittelüberführungspunkte hin erstreckt.

Das Weiterschalten dieser Fließmittelströme an diesen zahlreichen unterschiedlichen Positionen kann durch einen Mehr-

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fachventilverteiler oder durch die Verwendung eines Drehventils mit mehreren öffnungen erreicht werden. Es wird vorzugsweise eine zentrale Digitalsteuereinrichtung verwendet, um das Arbeiten des Drehventils oder des Verteilers zu regulieren. Der Einfachheit halber werden in der Zeichnung nur die tatsächlichen Punkte der Flüssigkeitszugabe und des Flüssigkeitsabzuges gezeigt, während die große Zahl der potentiellen Überführungspunkte und der erforderlichen Verbindungsleitungen zwischen dem Drehventil und dem Adsorbensbett nicht gezeigt wurden. Weitere Einzelheiten des Betriebes eines simulierten Adsorbensfließbettes und der bevorzugten Drehventile ergeben sich aus den oben zitierten Literaturstellen und aus den ÜS-PSen 3 040 777, 3 422 848, 3 192 954, 2 957 485, 3 131 232, 3 268 604 und 3 268 605.

Das vorliegende Verfahren kann unter Verwendung irgendeines gewerblich verwertbaren und praktisch selektiven Adsorbens betrieben werden. Das bevorzugte Adsorbens umfaßt einen formselektiven Zeolith, der allgemein als ein Molekularsieb bezeichnet wird. Der Ausdruck "formselektiv" meint Zeolithe mit der Fähigkeit, Moleküle nach der Größe der Form zu trennen, und zwar wegen des feststehenden und relativ gleichmäßigen Querschnittdurchmessers der Porenstruktur des Zeoliths. Die bevorzugten Zeolithe umfassen synthetische kristalline Aluminosilikate. Da die reinen Zeolithe relativ weich und pulverartig sind, umfassen die gewerblich verwendeten Molekularsiebe ein Bindemittel, wie Ton oder Tonerde, um ein festeres und abriebbeständigeres Adsorbensteilchen zu bekommen.

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Die Adsorbensteilchen haben vorzugsweise einen Größenbereich von etwa 20 bis etwa 40 Maschen (US-Standardsiebreihe).

Das spezielle Adsorbens, das in dem Verfahren benutzt wird, hängt von den Kohlenwasserstoffmaterialien ab, die getrennt werden sollen. Beispielsweise können Typ X oder Typ Y, die ausgewählte Kationen der Metalle der Gruppen I-A und H-A enthalten, verwendet werden, um Xylolisomere zu trennen. Die selektive Adsorption von Olefinkohlenwasserstoffen aus gesättigten Kohlenwasserstoffen kann unter Verwendung eines mit Kupfer ausgetauschten Zeoliths vom Typ Y durchgeführt werden, wie in der US-PS 3 720 604 beschrieben ist. Diese Adsorbentien, die für die Abtrennung von Normalparaffinkohlenwasserstoffen von Isoparaffinkohlenwasserstoffen bevorzugt sind, haben relativ gleichmäßige Porendurchmesser von etwa 5 Ä, wie im Handel erhältliche Molekularsiebe vom Typ 5A, die von der Linde Division der Union Carbide Corporation hergestellt werden.

Obwohl adsorptive Trennverfahren sowohl unter Dampfphasenbedingungen als auch unter Flüssigphasenbedingungen betrieben werden können, ist doch die Verwendung von Flüssigphasenbedingungen bevorzugt. Adsorptionsfördernde Bedingungen sind daher beispielsweise ein Druck, der ausreicht, die gesamten in der Adsorbensschicht vorhandenen chemischen Verbindungen als Flüssigkeiten zu halten. Ein Druck von Atmosphärendruck bis etwa 50 at kann verwendet werden, wobei der Druck vorzugsweise zwischen 1,0 und 32 atü liegt. Geeignete

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Betriebstemperaturen liegen im Bereich von 40 bis etwa 250° C.

Wenn hier der Ausdruck "Beschickungsstrom" verwendet wird, so meint er einen Strom in dem Verfahren, der das Beschikkungsmaterial umfaßt und der in die Adsorbensschicht zum Zwecke einer Gewinnung der Extraktkomponente eingespeist wird. Der Beschickungsstrom umfaßt eine oder mehrere Extraktkomponenten und eine oder mehrere Raffinatkomponenten. Eine "Extraktkomponente" ist eine chemische Verbindung, die bevorzugt durch das Adsorbens adsorbiert wird, und dieser Ausdruck wird im Gegensatz zu einer "Raffinatkomponente" benutzt. Normalerweise ist der Ausdruck "Extraktkomponente" synonym mit dem erwünschten Produkt des Verfahrens. Beispielsweise werden in der bevorzugten Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens Normalparaffine selektiv gegenüber Isoparaffinen adsorbiert und sind die Extraktkomponente, die als ein Produkt gewonnen wird. Die anderen chemischen Verbindungen, die in dem Beschickungsstrom enthalten sind und die bei der bevorzugten Ausführungsform hauptsächlich Isoparaffine sind, werden die Raffinatkomponenten.

Der Ausdruck "Extraktstrom" bedeutet einen Strom, der Extraktkomponenten enthält, welche ursprünglich in dem Beschickungsstrom enthalten waren und die aus dem Adsorbensbett durch den Desorbensstrom desorbiert wurden. Die Zusammensetzung des Extraktströmes, wenn er das Adsorbensbett verläßt, variiert normalerweise mit der Zeit und kann im Bereich von etwa 100 Mol-% Extraktkomponenten bis etwa 100 Mol-% Desorbens-

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komponenten liegen. Der Ausdruck "Raffinatstrom" bedeutet einen Strom, der aus dem Adsorbensbett stammt und die Hauptmenge der Raffinatkomponenten des Beschickungsstromes enthält. Der Raffinatstrom besteht hauptsächlich aus den unadsorbierten Komponenten des Beschickungsstromes plus Desorbenskomponenten, die während des Durchgangs durch die Adsorptionszone aufgenommen werden. Die Zusammensetzung des Raffina tstromes, wenn er das Adsorbensbett verläßt, variiert auch mit der Zeit von einem hohen Prozentsatz an Desorbens bis zu einem hohen Prozentsatz an Raffinatkomponenten. Sowohl der Extraktstrom als auch der Raffinatstrom werden normalerweise in eine rückgemischte Ansammelzone geführt, bevor sie in die betreffenden Fraktionierkolonnen geschickt werden.

Wenn hier der Ausdruck "Desorbens" verwendet wird, so meint er eine chemische Verbindung, die in der Lage ist, die Extraktkomponente von dem Adsorbensbett zu desorbieren. Ein "Desorbensstrom" ist eine Verfahrensstrom, in welchem das Desorbens zu dem Adsorbensbett geschickt wird. In dem vorliegenden Verfahren wird ein Desorbensstrom aus mehreren Komponenten benutzt. Ein Spülstrom aus mehreren Komponenten wird auch in das Adsorbensbett in dem vorliegenden Verfahren eingeführt. Wenn hier der Ausdruck "Spülstrom" verwendet wird, so bedeutet er einen Strom, der in das Adsorbensbett vor der überführung des Desorbensstromes in das Adsorbensbett eingeführt wird, und zwar zum Zwecke einer Entfernung wesentlicher Mengen der Raffinatkomponenten des Beschickungsstromes aus dem Zwischenraum-Hohlraumvolumen und dem nicht-

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selektiven Porenvolumen des Adsorbensbettes. Der Spülstrom enthält eine "Spülkomponente", die manchmal auch als Spüloder Reinigungsmittel bezeichnet wird.

Der Beschickungsstrom zu den Ausführungsformen der Erfindung, die Normalparaffin gewinnen, besteht aus Kohlenwasserstofffraktionen mit einer Kohlenstoffatomzahl im Bereich von etwa 6 Kohlenstoffatomen je Molekül bis etwa 30 Kohlenstoffatomen je Molekül. Vorzugsweise ist der Bereich der Kohlenstoffatomzahl des Beschickungsstromes ziemlich eng und liegt bei etwa 3 bis 10 Kohlenstoffatomen. Eine mit Wasserstoff behandelte C_1f)- bis C₁ ,--Kerosinfraktion oder eine C₁-.-bis C₂Q-Gasölfraktion sind repräsentative Beschickungsströme. Der Beschickungsstrom kann Normalparaffine, Isoparaffine und Aromaten enthalten, ist aber vorzugsweise frei von Olefinen oder hat eine sehr niedrige Olefinkonzentration. Die Konzentration von Normalparaffinen in dem BeSchickungsstrom kann von etwa 15 bis etwa 60 Volumen-% variieren. Die Konzentration der Aromaten liegt typischerweise bei etwa 10 bis 30 Volumen-%, kann aber auch so niedrig wie 2 bis 4 Volumen-% sein. Diese Beschickungsaromaten können monozyklische Aromaten, wie Benzol oder Alkylbenzole, und bizyklische Aromaten, wie Naphthaline und Biphenyle sein. Die aromatischen Kohlenwasserstoffe haben Siedepunkte, die in den Siedepunktsbereich der erwünschten Extraktkomponenten des Beschic kungsstromes fallen und deshalb als "mit ihnen siedende" Aromaten bzeichnet werden.

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Während der Adsorption von Normalparaffinen aus dem Beschikkungsstrom wird eine kleine, aber bestimmte Menge der in dem Beschickungsstrom vorhandenen mit den Extraktkomponenten siedenden Aromaten auf den äußeren Oberflächen der Adsorbensteilchen adsorbiert. Um die Menge dieser Aromaten auf ein Minimum zu bringen, die letztlich in dem Extraktstrom und daher in dem Produkt des Verfahrens als Verunreinigungen erscheinen, ist in dem Spülstrom zusätzlich zu der Spülkomponente vorzugsweise noch ein aromatenselektives Desorbens enthalten. Dieses selektive Desorbens wird hier als der "erste Kohlenwasserstoff" und auch als "erste Desorbensverbindung" bezeichnet. Die erste Desorbensverbindung ist in der Lage, oberflächenadsorbierte Beschickungsaromaten zu desorbieren, ist aber nicht in der Lage, Beschickungsnormalparaffine von dem Adsorbens zu desorbieren.

Die aromatenselektive erste Desorbensverbindung ist vorzugsweise ein aromatischer Kohlenwasserstoff, der einen anderen Siedepunkt als das Beschickungsgemisch und die Spülkomponente des Spülstromes hat, um eine leichte Abtrennung der ersten Desorbensverbindung von diesen Materialien zu erleichtern. Ein Cg-Aromat, wie Äthylbenzol oder Paraxylol, ist besonders bevorzugt für die Verwendung während der Trennung eines C. -C₁ -Beschickungsstromes.. Die Verwendung der selektiven ersten Desorbensverbindung kann weggelassen werden, wenn die Anwesenheit von aromatischem Kohlenwasserstoff in dem Extraktstrom annehmbar ist oder wenn der Beschickungsstrom keine Aromaten enthält. Die erste Desorbensverbindung hat vorzugsweise zwei Kohlenstoffatome weniger je Molekül als die

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Extraktkomponente des Beschickungsstromes mit dem niedrigsten Molekulargewicht, die erwünschtermaßen gewonnen wird. Die Konzentration der ersten Desorbensverbindung in dem Spülstrom kann im Bereich von etwa 5 bis 100 Volumen-% liegen, ist aber vorzugsweise im Bereich von 15 bis 40 Volumen-% .

Die Spülkomponente des Spülstromes ist vorzugsweise eine Verbindung vom Raffinattyp, die sich im Siedepunkt ausreichend von den Raffinatkomponenten des Beschickungsstromes unterscheidet. Dies gestattet, sie leicht von dem Raffinatstrom durch Fraktionierung abzutrennen. Die Spülkomponente kann aus den höher oder niedriger siedenden Homologen der Isoparaffine oder Naphthene in dem Beschickungsstrom ausgewählt werden. Isooctan ist eine bevorzugte Spülkomponente für die Verwendung in der Abtrennung von Normalparaffinen von einem C₁₀-C₁ [--Beschickungsstrom oder einer ähnlichen Fraktion. Das Isooctan wird nicht bevorzugt von dem Adsorbens adsorbiert und wird leicht von den C. -C₁₅-Raffinatkomponenten des Raffinatstromes fraktioniert. Die Spülkomponente wird hier als der "zweite Kohlenwasserstoff" bezeichnet.

Die selektiv adsorbierten Normalparaffinkohlenwasserstoffe werden von dem Adsorbens durch die Verwendung einer zweiten Desorbensverbindung entfernt. Die zweite Desorbensverbindung wird hier auch als der "dritte Kohlenwasserstoff" bezeichnet. Das zweite Desorbens kann irgendein Normalparaffin mit einem Siedepunkt, der von dem der Normalparaffine in dem Be-

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schickungsstrom verschieden ist, das bei den Verfahrensbedingungen eine freifließende Flüssigkeit ist, umfassen. Vorzugsweise hat die zweite Desorbensverbindung einen niedrigeren Siedepunkt und weniger Kohlenstoffatome je Molekül als die erste Desorbensverbindung oder die Spülverbindung. Normalpentan ist als die zweite Desorbensverbindung für die Gewinnung von Normalparaffinen mit neun oder mehr Kohlenstoffatomen je Molekül bevorzugt. Der Desorbensstrom des vorliegenden Verfahrens umfaßt vorzugsweise ein Gemisch der zweiten Desorbensverbindung und der Spülverbindung. Das heißt, der Desorbensstrom ist in diesem Fall vorzugsweise ein Gemisch des zweiten und des dritten Kohlenwasserstoffes. Die Konzentration der zweiten Desorbensverbindung in diesem Gemisch liegt vorzugsweise im Bereich von 40 bis 80 Volumen-%. Der Desorbensstrom sollte wenig oder nichts der ersten Desorbensverbindung enthalten. Vorzugsweise ist die Konzentration der ersten Desorbensverbindung in dem Desorbensstrom geringer als 0,1 Volumen-% .

Der Extraktstrom und der Raffinatstrom werden jeweils in einen mittleren Punkt einer getrennten Fraktionierkolonne eingeführt. Das heißt, der Beschickungspunkt zu der Kolonne ist getrennt von den beiden Extremitäten der Kolonne um wenigstens vier Fraktionierböden. In dem vorliegenden Verfahren sind die Raffinatkomponenten des Raffinatstromes die schwersten (am höchsten siedenden) Materialien, die in die Raffinatkolonne eingespeist werden, und die Extraktkomponenten des Extraktstromes sind die schwersten Materialien, die in die Extraktkolonne eingespeist werden. Die Raffinatkompo-

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nenten des Raffinatstromes werden daher am Boden der Raffinatkolonne abgezogen und können aus dem Verfahren entfernt werden. In ähnlicher Weise werden die Extraktkomponenten des Extraktstromes aus dem Verfahren als der Nettobodenstrom der Extraktkolonne entfernt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen der Extraktstrom und der Raffinatstrom beide die erste und die zweite Desorbensverbindung und die Spülverbindung. Alle drei dieser Verbindungen bewegen sich aufwärts durch die betreffenden Kolonnen zu Punkten oberhalb des Beschickungspunktes. Der aus der Extraktkolonne und der Raffinatkolonne entfernte Kopfdampf wäre daher ein Gemisch aller drei Komponenten, wenn nicht eine andere Trennung durchgeführt würde. Um diese Komponenten zu dem Adsorbens zurückzuführen, ist es erforderlich, sie weiter in die oben beschriebenen gewünschten zwei Komponentengemische zu trennen.

Nach dem erfinderischen Konzept wird die Trennung, die erforderlich ist, um den Desorbensstrom und den Spülstrom zu erzeugen, in der Weise durchgeführt, daß man einen flüssigen Seitenschnitt von einem oberen mittleren Punkt einer jeden Kolonne entfernt und den Seitenschnitt in eine Stripkolonne überführt. Die Seitenschnittströme enthalten ein Gleichgewichtsgemisch aller Verbindungen, die an dem Abzugspunkt vorhanden sind, welcher von dem Beschickungspunkt um eine Zahl von Fraktionierböden entfernt ist, welche erforderlich ist, um zu gewährleisten, daß die Extrakt- und Raffinatkomponenten nicht in den Seitenschnitten vorhanden sind. Die Stripkolon-

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nen arbeiten bei Bedingungen, die wirksam sind, im wesentlichen den gesamten am niedrigsten siedenden Kohlenwasserstoff, der in dem Seitenschnittstrom vorhanden ist, in einen_tKopfdampf strom zu bringen und daher einen Nettobodenstrom zu erzeugen, der im wesentlichen frei von dieser am niedrigsten siedenden Komponente ist.

Der Kopfdampfstrom einer jeden Stripkolonne wird in die Kolonne geführt, von der der Seitenschnitt entfernt wurde. Der Wärmeinhalt des Kopfdampfes der Stripkolonne wird dabei in der Extraktkolonne und der Raffinatkolonne ausgenutzt. Diese Wärme wird verwendet, um die in den oberen Abschnitten dieser Kolonnen durchgeführte Trennung zu verbessern, und wird nicht in einen getrennten Kopfproduktkondensator überführt, wie dies bei bekannten Fraktioniersystemen der Fall ist. Das vorliegende Verfahren ist somit eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik und erhöht die Effizienz der Wärmeausnutzung in dem Gesamtkohlenwasserstofftrennverfahren.

Der obere Abschnitt der Raffinatkolonne und der Extraktkolonne arbeiten bei Bedingungen, bei denen der Kopfdampf dieser Kolonnen im wesentlichen frei von der Komponente des Seitenschnittstromes mit dem höchsten Siedepunkt ist. Das Kopfprodukt dieser beiden Kolonnen umfaßt daher die beiden am niedrigsten siedenden Verbindungen in der Gruppe, die aus der ersten Desorbensverbindung, der zweiten Desorbensverbindung und der Spülverbindung besteht. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt jeder der Seitenschnitt-

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ströme einen C„-Aromaten, Normalpentan und Isooctan. Der Kopfdampf und die Nettokopfproduktflüssigkeit der Raffinatkolonne und der Extraktkolonne umfassen dann Normalpentan und Isooctan, und der Bodenstrom der Stripkolonnen umfaßt Isooctan und den C₀-Aromaten.

Obwohl die Kopfproduktströme der Raffinatkolonne und der Extraktkolonne die gleichen beiden Verbindungen enthalten, kann die Zusammensetzung dieser beiden Ströme infolge der unterschiedlichen Konzentrationen der beiden Komponenten in dem Extraktstrom und dem Raffinatstrom unterschiedlich sein. Das Verhältnis der beiden hochsiedenden Komponenten in den Bodenströmen der Stripkolonnen kann auch ungleich sein. Die Nettokopfproduktströme der Raffinatkolonne und der Extraktkolonne werden vereinigt, um den Desorbensstrom zu bilden, der über das Drehventil zu dem Adsorbensbett geschickt wird. Die Nettobodenströme der beiden Stripkolonnen werden vermischt und bilden den Spülstrom, der in das Adsorbensbett geschickt wird. Ein Teil eines jeden dieser beiden Gemische kann als ein Abzweigstrom abgezogen werden, um die Ansammlung von Verunreinigungen zu verhindern oder um die Zusammensetzung oder Qualität von Desorbens und Spülmaterial in dem Verfahren einzustellen.

Gemäß dieser Beschreibung kann die Erfindung als ein Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen gekennzeichnet werden, das darin besteht, daß man einen Beschickungsstrom, der Isoparaffinkohlenwasserstoff mit mehr als 9 Kohlenstoffatomen je Molekül, Normalparaffinkohlenwasserstoff mit der glei-

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chen Kohlenstoffatomzahl wie der Isoparaffinkohlenwasserstoff und einen mit ihnen siedenden aromatischen Kohlenwasserstoff umfaßt, in eine feststehende Schicht von festem Adsorbens einführt, welches ein kristallines Aluminosilikat umfaßt, das bevorzugt Normalparaffinkohlenwasserstoffe und aromatische Kohlenwasserstoffe gegenüber Isoparaffinkohlenwasserstoffen mit der gleichen Kohlenstoffatomzahl adsorbiert und die selektive Zurückhaltung des Normalparaffinkohlenwasserstoffes und aromatischen Kohlenwasserstoffes in einer Adsorptionszone in der Schicht des festen Adsorbens bewirkt, daß man einen Spülstrom, der einen ersten und einen zweiten Kohlenwasserstoff umfaßt, in die Schicht von festem Adsorbens an einem Punkt einführt, der von jenem sich unterscheidet, an dem der Beschickungsstrom in die Schicht des festen Adsorbens eingeführt wird, daß man einen Desorbensstrom, der den zweiten Kohlenwasserstoff und einen dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, in die feststehende Schicht von festem Adsorbens an einem anderen Punkt als dem einführt, an welchem der Beschickungsstrom oder der Spülstrom in die feststehende Schicht von festem Adsorbens eingeführt werden, und durch eine Desorptionszone schickt, daß man einen Extraktstrom, der den bevorzugt adsorbierten Normalparaffinkohlenwasserstoff, den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, aus der feststehenden Schicht von festem Adsorbens abzieht, daß man einen Raffinatstrom, der den Isoparaffinkohlenwasserstoff, den mit ihm siedenden aromatischen Kohlenwasserstoff, den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, aus der feststehenden Schicht von

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festem Adsorbens abzieht, daß man die Benutzung eines Fließbettes oder Bewegtbettes des festen Adsorbens simuliert, indem man einen Nettofließmittelfluß durch die feststehende Schicht von festem Adsorbens aufrechterhält und periodisch in gleicher Richtung die Punkte weiterbewegt, an denen der Beschickungsstrom und der Desorbensstrom in die feststehende Schicht von festem Adsorbens eingeführt werden und an denen der Extraktstrom und der Raffinatstrom aus der feststehenden Schicht von festem Adsorbens abgezogen werden, und so allmählich die Lage der Adsorptions- und Desorptionszonen in der Schicht von festem Adsorbens weiterwechselt, daß man den Extraktstrom in einer ersten Fraktionierkolonne in eine erste Kopffraktion, die den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, eine erste Seitenschnittfraktion, die den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, und eine erste Bodenfraktion, die den bevorzugt adsorbierten Normalparaffinkohlenwasserstoff umfaßt, auftrennt, daß man die erste Seitenschnittfraktion in einer zweiten Fraktionierkolonne in eine zweite Bodenfraktion, die den ersten und den zweiten Kohlenwasserstoff umfaßt, und einen ersten Kopfdampfstrom, der den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, auftrennt, daß man den ersten Kopfdampfstrom an einem mittleren Punkt der ersten Fraktionierkolonne einführt, daß man den Raffinatstrom in einer dritten Fraktionierkolonne in eine zweite Kopffraktion, die den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, eine zweite Seitenschnittfraktion, die den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, und eine dritte

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Bodenfraktion, die den Isoparaffinkohlenwasserstoff und den aromatischen Kohlenwasserstoff umfaßt, auftrennt, daß man die zweite Seitenschnittfraktion in einer vierten Fraktionierkolonne in eine vierte Bodenfraktion, die den ersten und den zweiten Kohlenwasserstoff umfaßtjUnd einen zweiten Kopfdampfstrom, der den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, auftrennt, daß man den zweiten Kopfdampfstrom an einem mittleren Punkt der dritten Fraktionierkolonne einführt, daß man im Gemisch miteinander wenigstens einen Teil jeweils der dritten und der vierten Bodenfraktion als den oben bezeichneten Spülstrom in eine Schicht von festem Adsorbens schickt und daß man im Gemisch miteinander wenigstens einen Teil jeweils der ersten und der zweiten Kopffraktion als den oben bezeichneten Desorbensstrom in eine Schicht von festem Adsorbens einführt.

Beispiel

Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung des vorliegenden Verfahrens. Ein Beschickungsstrom, der aus einem mit Wasserstoff behandelten Kerosin stammt und eine Fließgeschwindigkeit von etwa 5695 Barrel je Betriebstag (BPSD) hat, wird in eine aus einer feststehenden Schicht bestehenden Adsorptionszone, die in zwei vertikalen Kammern angeordnet ist, durch ein Drehventil eingeführt. Der Beschickungsstrom wird in die Adsorptionszone mit einer Temperatur von etwa 177° C und einem Druck von etwa 24,8 at eingeführt. Die Verwendung eines Adsorbensfließbettes ist, wie oben be-

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schrieben, simuliert. Der Beschickungsstrom enthält etwa 42 kMol/Std. C₁₀- bis C^-Normalparaffine und verschiedene andere Kohlenwasserstoffe mit dem gleichen Siedepunktsbereich, wie die Normalparaffine. Diese anderen Kohlenwasserstoffe in dem Beschickungsstrom enthalten etwa 42 kMol/Std. zyklische Paraffine, 65 kMol/Std. Isoparaffine und 35 kMol/Std. Aromaten. Der dem Drehventil zugeführte Desorbensstrom ist ein Gemisch von Isooctan und n-Pentan mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 358 kMol/Std. Der in das Drehventil eingeführte Spülstrom ist ein Gemisch von Isooctan und Cg-Aromaten mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 86 kMol/Std. Der Spülstrom und der Desorbensstrom werden dem Drehventil mit der gleichen Temperatur und dem gleichen Druck wie der Beschickungsstrom zugeführt.

Der aus der Adsorptionszone entfernte Raffinatstrom wird durch eine Mischtrommel geführt, um Fluktuationen der Zusammensetzung auszugleichen, und dann in die Raffinatkolonne eingeführt. Das Fließschema des Verfahrens ist ähnlich demjenigen, das in der Zeichnung gezeigt ist. Diese Kolonne arbeitet bei einem Kopfdruck von etwa 1,36 at und einer Kopfdampftemperatur von etwa 101° C. Der Nettokopfstrom, der von dieser Raffinatkolonne entfernt wird, umfaßt etwa 127 kMol/Std. n-Pentan und Isooctan. Der Seitenschnittstrom hat eine Fließgeschwindigkeit von etwa 68 kMol/Std. und umfaßt n-Pentan, Isooctan und Cg-Aromaten. Der Nettobodenstrom der Raffinatkolonne enthält etwa 2 kMol/Std. C₁₀-C₁₄-Normalparaffine und etwa 142 kMol/Std. Raffinatverbindungen des Beschickungsstromes.

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Der Extraktstrom wird auch durch eine Mischtrommel und dann in die Extraktkolonne geschickt. Diese Kolonne arbeitet auch mit einem Kopfdruck von etwa 1,36 atm und einer Kopfdampftemperatur von etwa 101° C. Der aus der Extraktkolonne entfernte Nettokopfstrom ist ein Gemisch von n-Pentan und Isocotan mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 194 kMol/Std. Der Seitenschnittstrom der Extraktkolonne hat eine Fließgeschwindigkeit von etwa 9 2 kMol/Std. und enthält n-Pentan, Isooctan und Cg-Aromaten. Der Seitenschnittstrom wird 14 Fraktionierböden oberhalb des Beschickungspunktes entfernt und in eine Stripkolonne geführt. Diese Stripkolonne und die Stripkolonne, die den Seitenschnittstrom der Raffinatkolonne aufnimmt, arbeiten bei Bedingungen, die durch die Temperatur und den Druck der Seitenschnittströme bestimmt werden. Der Seitenschnittstrom der Extraktkolonne wird bei einer Temperatur von 122° C und einem Druck von etwa 1,50 atm entfernt. Der von der Spitze der Stripkolonne für den Seitenschnitt der Extraktkolonne entfernte Kopfdampf hat eine Temperatur von 122° C. Beide Stripkolonnen haben 10 Fraktionierböden. Der Nettobodenstrom der Extraktkolonne wird mit einer Temperatur von etwa 256° C entfernt und enthält etwa 39 kMol/Std. C₁₀-C₁₄~Normalparaffine, die aus dem Beschikkungsstrom gewonnen wurden. Dieser Nettobodenstrom enthält auch etwa 0,5 kMol/Std. zyklische C-q-C-j ^Kohlenwasserstoffe und C₁₀-C₁₄-Isoparaffinkohlenwasserstoffe.

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Claims

29511U Dr. Hans-Heinridi WiUrath f Dr. Dieter Weber Dipl.-Phys. Klaus Seiffert PATENTANWÄLTE D - 6200 WIESBADEN 1 18.12.1979 Postfach 6145 GiUaT-FrC7Og-StnSe 25 Dr . We/Wh «■ (0 6t 21) 37 27 20 Telegnmnudreise: WILLPATENT Telex: 4-116 247 Case 1873 UOP Inc., Ten UOP Plaza - Algonquin % Mt. Prospect Roads, Des Palines, Illinois 60016, USA Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen Priorität: Serial No. 972 113 vom 21. Dezember 1978 in USA Patentansprüche Verfahren zur Trennung von Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man a) einen Beschickungsstrom, der einen Isoparaffinkohlenwasserstoff mit mehr als 9 Kohlenstoffatomen je Molekül, einen Normalparaffinkohlenwasserstoff mit der gleichen Zahl von Kohlenstoffatomen wie der Isoparaffinkohlenwasserstoff und 030026/0834 RIGINAL INSPECTED 2951U4 einen zusammen mit ihm siedenden aromatischen Kohlenwasserstoff umfaßt, in eine feststehende Schicht eines festen Adsorbens einführt, das ein kristallines Aluminosilikat umfaßt, welches bevorzugt Normalparaffinkohlenwasserstoffe und aromatische Kohlenwasserstoffe adsorbiert, und die selektive Zurückhaltung des Normalparaffinkohlenwasserstoffes und aromatischen Kohlenwasserstoffes in einer Adsorptionszone in der Schicht des festen Adsorbens bewirkt, b) einen Spülstrom, der einen ersten und einen zweiten Kohlenwasserstoff umfaßt, in die Schicht von festem Adsorbens an einem anderen Punkt als jenem, an dem der Beschickungsstrom in die Schicht von festem Adsorbens eingeführt wird, einführt, c) einen Desorbensstrom, der den zweiten Kohlenwasserstoff und einen dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, in die feststehende Schicht von festem Adsorbens an einem anderen Punkt als jenem, an welchem der Beschickungsstrom oder der Spülstrom in die feststehende Schicht von festem Adsorbens eingeführt wird, einführt und durch eine Desorptionszone schickt, d) einen Extraktstrom, der den bevorzugt adsorbierten Normalparaffinkohlenwasserstoff, den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, aus der feststehenden Schicht von festem Adsorbens abzieht, e) einen Raffinatstrom, der den Isoparaffinkohlenwasserstoff, den mit ihm siedenden aromatischen Kohlenwasserstoff, den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff 030026/0831 _ ., _ 2951H4 umfaßt, aus der feststehenden Schicht von festem Adsorbens abzieht, f) die Benutzung eines Fließ- bzw. Bewegtbettes des festen Adsorbens simuliert, indem man einen Nettofließmittelfluß durch die feststehende Schicht von festem Adsorbens aufrechterhält und periodisch in gleicher Richtung die Punkte weiterbewegt, an denen der Beschickungsstrom und der Desorbensstrom in die feststehende Schicht von festem Adsorbens eingeführt werden und an denen der Extraktstrom und der Raffinatstrom aus der feststehenden Schicht von festem Adsorbens abgezogen werden,und so allmählich die Lage der Adsorptions- und Desorptionszonen in der Schicht von festem Adsorbens weiter-wechselt, g) den Extraktstrom in einer ersten Fraktionierkolonne in eine erste Kopffraktion, die den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, eine erste Seitenschnittfraktion, die den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, und eine erste Bodenfraktion, die den bevorzugt adsorbierten Normalparaffinkohlenwasserstoff umfaßt, auftrennt, h) die erste Seitenschnittfraktion in einer zweiten Fraktionierkolonne in eine zweite Bodenfraktion, die den ersten und den zweiten Kohlenwasserstoff umfaßt, und einen ersten Kopfdampfstrom, der den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, auftrennt, i) den ersten Kopfdampfstrom an einem mittleren Punkt der ersten Fraktionierkolonne einführt, j) den Raffinatstrom in einer dritten Fraktionierkolonne in eine zweite Kopffraktion, die den zweiten und den drit- 030026/0831 2951U4 ten Kohlenwasserstoff umfaßt, eine zweite Seitenschnittfraktion, die den ersten, den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, und eine dritte Bodenfraktion, die die Isoparaffinkohlenwasserstoffe und den aromatischen Kohlenwasserstoff umfaßt, auftrennt, k) die zweite Seitenschnittfraktion in einer vierten Fraktionierkolonne in eine vierte Bodenfraktion, die den ersten und den zweiten Kohlenwasserstoff umfaßt, und einen zweiten Kopfdampfstrom, der den zweiten und den dritten Kohlenwasserstoff umfaßt, auftrennt,

1) den zweiten Kopfdampfstrom an einem mittleren Punkt der dritten Fraktionierkolonne einführt,

m) im Gemisch miteinander wenigsten einen Teil jeweils der dritten und der vierten Bodenfraktion in die Schicht von festem Adsorbens als den in der Stufe b) genannten Spülstrom einführt, und

n) im Gemisch miteinander wenigstens einen Teil jeweils der ersten und der zweiten Kopffraktion in die Schicht des ersten Adsorbens als den in Stufe c) genannten Desorbensstrom einführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als den ersten Kohlenwasserstoff einen aromatischen Kohlenwasserstoff mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen je Molekül weniger als der bevorzugt adsorbierte Normalparaffinkohlenwasserstoff verwendet.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als den zweiten Kohlenwasserstoff einen Isoparaffinkohlenwasserstoff mit der gleichen Kohlenstoffatomzahl wie der erste Kohlenwasserstoff verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als den dritten Kohlenwasserstoff einen Normalparaffinkohlenwasserstoff mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen je Molekül weniger als der zweite Kohlenwasserstoff verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen bevorzugt adsorbierten Normalparaffinkohlenwasserstoff mit 10 bis 14 Kohlenstoffatomen je Molekül verwendet.

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