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TWI449564B - 用於在每隔一床中包含分流管線且具有經調整分流流體流率之模擬移動床分離之方法及裝置 - Google Patents

用於在每隔一床中包含分流管線且具有經調整分流流體流率之模擬移動床分離之方法及裝置 Download PDF

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TWI449564B
TWI449564B TW099110926A TW99110926A TWI449564B TW I449564 B TWI449564 B TW I449564B TW 099110926 A TW099110926 A TW 099110926A TW 99110926 A TW99110926 A TW 99110926A TW I449564 B TWI449564 B TW I449564B
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Xavier Decoodt
Gerard Hotier
Philibert Leflaive
Le Cocq Damien Leinekugel
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles
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Description

用於在每隔一床中包含分流管線且具有經調整分流流體流率之模擬移動床分離之方法及裝置
本發明係關於很難藉由蒸餾分離之化學、天然或合成產物之分離。使用一族稱為模擬移動床方法或分離器件之方法及相關器件,其係處於模擬逆流或模擬順流模式,在下文將通稱為SMB。因此,在正文之其餘部分中,將參考SMB方法或器件或SMB分離或SMB單元。
所關注的領域係特定性而非排他性:
‧ 正鏈烷烴與支鏈烷烴、環烷及芳族化合物分離;
‧ 烯烴/鏈烷烴分離;
‧ 對二甲苯與其他芳族C8異構體分離;
‧ 間二甲苯與其他芳族C8異構體分離;
‧ 乙苯與其他芳族C8異構體分離。
除煉油廠及石油化學錯合物以外還存在許多其他的應用;可引用之該等應用包含葡萄糖/果糖分離、甲酚位置異構體的分離、光學異構體的分離等等。
SMB分離在此項技術中係眾所周知。一般言之,以模擬移動床模式操作之塔柱包含至少三個操作區,且視情況地四個或五個操作區,該等區之各者係由一定數量的連續床組成,且每一區係藉由包含於一供應點與一抽取點之間之位置而界定。典型地,於SMB塔柱供應待分餾之至少一進料F及解吸附劑D(有時稱為溶洗液),且自該塔柱抽取至少一萃餘液R及一萃取液E。
該等供應及抽取點在相同的方向及保持其等之相對位置下隨時間而有規則地轉移對應於一床之一值。分離該供應點及抽取點之兩個連續轉移的時間間隔被稱為週期。
根據定義,該等操作區之各者由一數字指定:
‧ 區1=用於該萃取液中之化合物的解吸附之區,其包含於解吸附劑D的注射與萃取物E的移除之間;
‧ 區2=萃餘液中之化合物的解吸附之區,其包含於該萃取液E的移除與待分餾之該進料F的注射之間;
‧ 區3=該萃取液中之化合物的解吸附之區,其包含於該進料的注射與該萃餘液R的抽取之間;
‧ 及較佳地位於該萃餘液的抽取與該解吸附劑的注射之間之一區4。
先前技術詳細描述用於執行模擬移動床進料分離的若干器件及方法。
可特定引用之專利係美國-2 985 589、美國-3 214 247、美國-3 268 605、美國-3 592 612、美國-4 614 204、美國-4 378 292、美國-5 200 075、美國-5 316 821。該等專利亦詳細描述一SMB之功能。
SMB器件典型包含被分成若干連續吸附劑床Ai 之至少一塔柱(且通常兩塔柱),該等床係藉由平板Pi 而分離,每一平板Pi 包含一個、兩個或四個室,其可執行進料供應或解吸附劑注射及萃餘液或萃取液萃取之依序操作。
本發明屬於單室器件之類別,亦即其可使用該室執行若干物流之供應及抽取兩者。
如以下將更詳細描述,該等平板一般被分成若干嵌板,每一嵌板包含用於供應及抽取物流之一室。
該等平板Pi 之各者典型包含經由分配/萃取管線或系統供應之複數個分配器-混合器-萃取器嵌板(稱為「DME平板」)。該等平板可為任何類型及任何幾何形狀。
該等嵌板對應於該塔柱之段中的相鄰區段,舉例而言,諸如在專利美國-6 537 451中描述之具有若干銳角區段之該等嵌板,或諸如在專利美國-6 797 175中描述之具有平行區段之該等嵌板。
本發明可與任何類型之將一平板分成不同嵌板之劃分相容。
較佳地,本發明之分離塔柱包含具有平行區段及雙對稱供應之類型之DME平板。
該等床之各者之分配需要收集得自前述床之主物流,需要能夠注射一補充流體或一間接流體並同時盡可能混合該兩種流體,或其需要所收集流體之一部分應能夠經移除、經萃取以將其送出該器件及一流體亦應能夠在下一個床中被重新分配。
所有SMB裝置之一般問題係在該SMB操作期間,於修飾該供應點及抽取點之期間,將在用於將流體供應至該等平板及自彼處抽取流體的回路或該等回路之若干區中所發現由液體產生之污染減至最少。
當在該操作序列期間,一平板Pi 之一管線、室或供應區不再藉由處理流體沖洗時,其變成一死區,在該死區中,液體停滯,且該液體僅在另一處理流體再次移動至該死區中時,才再次被移動。該SMB之操作意味著該流體係與停滯在考慮中之該管線中之流體不同之一處理流體。
與應避免組成不連續的理想操作比較下,具有大體上不同組成之流體於短暫時間間隔的混合或移動將對引進至考慮中之該區之濃度分佈曲線造成擾動。
因為該平板之若干區之間之壓力差極小,與理想操作比較下,其引起進一步擾動,所以另一問題存在於該相同平板之若干區之間之可能再循環中,且更一般言之,係遍佈於該相同平板之整個分配/萃取系統。
為了克服由再循環及死區產生之該等問題,先前技術中已知若干解決方案:
a) 已提議使用解吸附劑或相對純的期望產物來沖洗一給定平板之分配/萃取系統。該技術避免在其萃取期間對該期望產物造成污染。然而,因為該沖洗液體具有與其所置換之液體非常不同之組成,故導入有損於理想操作之組成不連續性。此第一沖洗變動一般係執行具有高濃度梯度之短持續時間的沖洗。此等沖洗為短持續時間正是為了限制組成不連續性的影響。
如專利美國-5 972 224及美國-6 110 364中所述,另一解決方案係為將主物流之大部分傳遞至該塔柱之內部且該主物流之小部分(典型地該主流的1%至20%)經由連續平板之間之外部分流管線而在外部傳遞。藉由得自以上平板之一物流之在一平板上之分配/萃取系統之此沖洗典型係經連續執行,使得該分配/萃取系統之該等管線及區不再係「死區」而係不斷沖洗。
在專利法國-2 772 634中揭示具有經由分流管線之連續沖洗之此種系統。該等分流管線的直徑一般係小且該等管線包含減少該系統之成本之一小直徑閥。
根據專利美國-5 972 224及美國-6 110 364之教示,一給定平板之分配/萃取系統係旨在使用具有非常接近於所置換液體(存在於該分配系統中或在一平板上移動之液體)組成之組成的液體沖洗。因此,將具有不同組成之流體的混合減至最少,且減少了組成不連續性。
為此,專利美國-5 972 224及美國-6 110 364推薦使用分流管線中的沖洗流率使得每一分流管線中的渡越速率大體上與SMB之主物流中之濃度梯度的前進速率相同。因而此被稱為「同步」沖洗或「同步流率」沖洗。因此,該等若干管線及容積係藉由具有與其等中之液體的組成大體上相同之組成之流體沖洗,且在一分流管線中移動的液體係在其中該主物流之組成大體上相同之一點上再引進。
因此,該等沖洗係同步的且具有一低或零濃度梯度。
根據所引用專利之教示,當從一平板Pi 至下一平板Pi+1 之沖洗流率QSi/i+1 等於V/ST時,沖洗被稱為「同步」,其中V係該等平板Pi (即Vi )及平板Pi+1 (即Vi+1 )之分配系統容積以及該兩個平板之間之分流管線容積(即VLi/i+1 )的累積容積,且ST係兩連續供應/萃取切換之間之SMB的切換時間。
因此,我們有:
同步流率=QSi/i+1 =(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )/ST,其中:
‧ QSi/i+1 =從平板Pi 至下一平板(典型較低)Pi+1 之沖洗流率;
‧ Vi =流出平板Pi 之分配/萃取系統之容積;
‧ Vi+1 =流入平板Pi+1 之分配/萃取系統之容積;
‧ VLi/i+1 =Pi 與Pi+1 之間之分流管線的容積;
‧ ST=切換時間。
同步沖洗典型地係在一經控制之速率下執行,其適用於該等區之各者,且為該等區中之同步流率的50%至150%,且理想的為該同步流率的100%。SMB之區4之分流管線中的流率係藉由每一分流管線中的調節構件加以控制。例如,熟習的人可使用大小為所有此等區中之同步流率的90%,或110%,或甚至接近於該同步流率的100%之任何其他值之流率。然而,若存在調節構件,根據以上引用之專利的教示,熟習的人將自然地選擇以准確地對應於該同步流率(該同步流率的100%)之一方式控制該等區4中的流率。
具有極大工業重要性之一SMB分離器件之一實例涉及以產生商業純度之對二甲苯(典型至少99.7%重量比),及富有乙苯、鄰二甲苯及間二甲苯之一萃餘液為目標之芳族C8餾分的分離。
該兩個前述實施方案可實現商業純度之目標。然而,本申請人證實雖然專利案US-5 972 224及US-6 110 364之「同步沖洗」之教示組成對先前技術之一顯著改良,但令人驚訝的是其可藉由改進定義分流管線之若干流率的定則而進一步改良該模擬移動床分離方法的操作及性能。
最後,申請案08/04637描述一種分流管線器件,該等管線在不分辨指數i之奇偶下連接所有平板Pi 、Pi+1 ,將涉及流率之一定則應用於每一管線,該定則取決於所考慮的區上是否存在至少一閉合分流管線還是所有的分流管線皆係敞開而不同。
在待應用於每一分流管線之該等流率定則經定義用於該塔柱之若干操作區之各者之情況下,本發明可視為組成對以上引用的申請案之一改良。
此外,如在專利案FR-2 904 776及FR-2 913 345中所述,本發明涉及連接兩個連續平板之分流管線之一特定組態,該第一平板具有一偶數指數或(以排他方式)具有一奇數指數。
本發明涉及一經改良之模擬移動床分離器件,其被稱為SMB器件。
更精確言之,本發明係在具有用於若干流體之分配或萃取之一單室之SMB單元的背景下,每一平板被分成一定數量的嵌板且每一嵌板具有用於流體分配及萃取之一室。
此外,本發明所涉及的該等SMB單元係其中分流管線連接兩個連續平板(即Pi 與Pi+1 )之單元,但指數i為遍及該塔柱之偶數或(以排除前者之方式)遍及該塔柱之奇數。
令人驚奇的發現是該等分流管線的理想操作不對應於在SMB之所有操作區中之一嚴格同步流,而係對應於該等SMB區之一函數且其可在一些情形下呈現出一更大或更小度超同步性之一差異速率。
更精確言之,本發明可定義為一種用於具有至少一塔柱之一SMB器件中之進料F之模擬移動床(SMB)分離之方法,該塔柱由藉由其各者包含至少一分配/萃取系統之平板Pi 分離之複數個吸附劑床組成,在該方法中供應進料F及解吸附劑D,並抽取至少一萃取液E及至少一萃餘液R,該等供應點及抽取點以一切換時間ST隨時間移動一對應於一吸附劑床之值,並決定該SMB之複數個操作區,且特定言之為以下4主區:
‧ 用於萃取液中所產生之化合物的解吸附之一區1,其包含於解吸附劑D的供應與萃取液E的抽取之間;
‧ 用於萃餘液R中所產生之化合物的解吸附之一區2,其包含於萃取液E的抽取與進料F的供應之間;
‧ 用於萃取液E中所產生之化合物的解吸附之一區3,其包含於進料F的供應與萃餘液R的抽取之間;
‧ 位於萃餘液R的抽取與解吸附劑D的供應之間之一區4;
該器件進一步包含直接接合兩個連續平板Pi 、Pi+1 且允許沖洗該等平板之外部分流管線Li/i+1 ,該指數i為遍及該塔柱之偶數或(以排除上述之方式)遍及該塔柱之奇數,在該器件中,該等分流管線Li/i+1 之各者包含用於調節該分流管線中的流率之自動化構件,該等調節構件之開啟程度正藉由以下三個定則加以定義:
a)於區1之所有敞開分流管線中建立對應於15%至30%之範圍內之超同步性的流率;
b)於區2及區3之所有敞開分流管線中建立對應於正負8%內之同步性的流率;
c)於區4之所有敞開分流管線中建立對應於20%至40%範圍內之超同步性的流率。
該同步性流率係藉由(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )/ST加以定義,在該式中:Vi 表示流出平板Pi 之分配/萃取系統之容積;Vi+1 表示流入平板Pi+1 之分配/萃取系統之容積;VLi/i+1 表示Pi 與Pi+1 之間之分流管線的容積;及ST表示切換時間。
超同步性係藉由下式加以定義:
超同步性=(所考慮分流管線中的實際流率/同步流率)-1。
在本發明方法之特定情形下,屬於相同區的所有敞開分流管線具有在正負2%內之相同同步性程度。
本發明亦涉及一種用於調節一模擬移動床方法之分流管線中的流率之方法,其包含由以下定義之至少4操作區:
‧ 用於萃取液中所產生之化合物的解吸附之一區1,其包含於解吸附劑D的供應與萃取液E的抽取之間;
‧ 用於萃餘液中所產生之化合物的解吸附之一區2,其包含於萃取液E的抽取與進料F的供應之間;
‧ 用於萃取液中所產生之化合物的吸附之一區3,其包含於進料F的供應與萃餘液R的抽取之間;
‧ 位於萃餘液R的抽取與解吸附劑D的供應之間之一區4;
在該方法中:
1)一給定區之最佳同步性係藉由針對其他區之所有敞開分流管線將該同步性固定於100%而決定;
2)及將前一步驟中獲致之最佳同步性賦予至每一區。
特定言之,本發明可適用於一種用於從芳族C8烴之混合物中分離對二甲苯之模擬移動床分離方法。
特定言之,本發明可應用於一種用於從芳族C8烴之混合物中分離間二甲苯之模擬移動床分離方法。
本發明涉及一種用於模擬移動床分離之經改良之器件,其被稱為一SMB器件。
更精確言之,本發明屬於具有用於若干流體之分配或萃取之一單室之SMB單元之類別,每一平板被分成一定數量的嵌板,且每一嵌板安裝有用於流體分配及萃取之一室。
此外,本發明所涉及的該等SMB單元係其中分流管線連接兩個連續平板(即Pi 與Pi+1 )之單元,而指數i為偶數或(以排除前述者之方式)奇數,此情況係遍及該塔柱。
例如,該等分流管線之一組態連接平板1、2接著3、4接著5、6等等直至該塔柱之最後一個平板,其較佳應具有一偶數指數。
該等分流管線之另一組態連接平板2、3接著4、5接著6、7等等直至該塔柱之最後一個平板,其較佳應具有一奇數指數。
令人驚奇的發現是該等分流管線的理想操作不對應於在SMB之所有操作區中之嚴格同步流,而係對應於取決於SMB之該等區之不同流率,其可在一些情形下具有一更多或更少之顯著超同步性。
術語「超同步性」意味超出對應於同步性之值至少8%的值,且其可表示為上述該同步性之百分數。
更精確言之,本發明對該SMB單元之某些區定義分流管線流率之範圍,包含在所考慮區中之特定超同步性之某種程度。
此導致該分流管線流率之集合中之一複雜最佳值,其取決於考慮中之該SMB之該區。此技術問題完全不存在於先前技術之教示中且其造成知識及SMB類型方法中之專門技術增加。
因此,本發明涉及一種用於具有至少一塔柱之一SMB器件中之進料F之模擬移動床(SMB)分離之方法,該塔柱由藉由其各者包含至少一分配/萃取系統之平板Pi 分離之複數個吸附劑床組成,在該系統中供應進料F及解吸附劑D,並抽取至少一萃取液E及至少一萃餘液R,該等供應點及抽取點以一切換時間ST隨時間移動一對應於一吸附劑床之值,並判定該SMB之複數個操作區,且特定言之為以下4主區:
‧ 用於萃取液中所產生之化合物的解吸附之一區1,其包含於解吸附劑D的供應與萃取液E的抽取之間;
‧ 用於萃餘液R中所產生之化合物的解吸附之一區2,其包含於萃取液E的抽取與進料F的供應之間;
‧ 用於萃取液E中所產生之化合物的解吸附之一區3,其包含於進料F的供應與萃餘液R的抽取之間;
‧ 位於萃餘液R的抽取與解吸附劑D的供應之間之一區4;
該器件進一步包含直接接合兩個連續平板Pi 、Pi+1 且允許沖洗該等平板之外部分流管線Li/i+1 ,該指數i為遍及該塔柱之偶數或(以一排他方式)該塔柱中之奇數,其中該等分流管線Li/i+1 之各者包含用於調節分流管線中的流率之自動化構件,該等調節構件之開啟程度正藉由以下三個定則加以定義:
a)於區1之所有敞開分流管線中建立對應於15%至30%範圍內之超同步性的流率;
b)於區2及區3之所有敞開分流管線中建立對應於正負8%內之同步性的流率;
c)於區4之所有敞開分流管線中建立對應於20%至40%範圍內之超同步性的流率。
該同步性流率係藉由(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )/ST加以定義,在該式中:
‧ Vi 表示流出平板Pi 之分配/萃取系統之容積;
‧ Vi+1 表示流入平板Pi+1 之分配/萃取系統之容積;
‧ VLi/i+1 表示Pi 與Pi+1 之間之分流管線的容積;
‧ 及ST表示切換時間。
超同步性係藉由下式加以定義:
超同步性=(所考慮分流管線中的實際流率/同步流率)-1。
在本發明之模擬移動床(SMB)分離方法之一特定情形下,屬於相同區的所有敞開分流管線具有在正負2%內之相同同步性程度。
在本發明之方法中,接著,藉由接合具有指數i之上游平板與具有指數i+1之下游平板之一分流管線框定之一床i與未由任何分流管線框定之一床i+1交替。已發現的是差異化此兩種類型床(亦即,由一分流管線框定之該等床表示為一B類型床且未由一分流管線框定之床表示為A類型床)之容積係尤其有利的。
A類型床較佳地具有一容積(VA ),其大於或等於B類型床之容積(VB )使得濃度分佈曲線之渡越時間在兩種類型的床中係相同的。
使QvA 及QvB 分別為在一週期期間之床A及床B中之平均容積流率。
在一週期期間之一床之平均流率(表示為J)可如下進行計算:
其中係在步驟i期間之床J中的容積流率,且其中Nstep 係該週期的步驟數量。
類似地,在一分流管線中之平均流率可如下進行計算:
其中係在步驟i期間於分流管線LJ/J+1 中的容積流率;在閉合該分流管線LJ/J+1 時,為零。
若其中該吸附劑在床A與床B中係相同,則我們具有:
QvA =QvB +QLDB
接著,該容積QVA 將較佳地藉由以下不等式加以判定:
亦可能的是藉由引起床A與床B之間之孔隙率改變(例如,藉由引起該吸附劑床之表面與該上游平板之間之自由空間容積改變)而補償一分流管線框定床A之缺少。接著,該孔隙率εA 將較佳地藉由以下不等式加以判定:
亦可能的是藉由為A類型床及B類型床選擇一不同吸附劑(孔隙率或吸附劑之吸附能力不同)而補償一分流管線框定床A之缺少。
亦有可能組合此等不同補償模式。
本發明亦涉及一種用於調整組成該SMB塔柱之每一操作區之該等分流管線中的流率之方法,其可以下列方式予以定義:
1) 藉由針對其他區之所有敞開分流管線將同步性固定於100%而決定一給定區之最佳同步性;
2) 將在上述步驟中獲致之該最佳同步性賦予每一區。
最後,本發明之方法尤其可適用於芳族C8烴之混合物中之對二甲苯或間二甲苯的分離。
申請案之此兩個實例絕不係限制且可能有其他申請案,尤其在分離正鏈烷烴及異鏈烷烴或正烯烴及異烯烴之領域。
實例
從以下實例將更充分地瞭解本發明。
實例1
考慮由24個具有1.1米之一長度及3.5米之一內部半徑之床組成之一SMB單元,該SMB單元具有一進料注射、一解吸附劑注射(亦可稱為溶洗液或溶劑)、一萃取液抽取及一萃餘液抽取。該等平板為單室平板。
總容積為(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 ),其中VLi/i+1 係在平板Pi+1 之平板Pi 之分流管線的容積且其中Vi 係平板Pi 之分配/萃取系統的容積,其表示包含於平板Pi 與平板Pi+1 之間之該床之容積的3%。
該等分流管線連接偶數平板與奇數平板(且因此連接位於偶數編號之吸附劑床之上游與下游之該等平板)。
以組態5/9/7/3分配該等床,亦即該等床之分配如下:
‧ 區1中5個床;
‧ 區2中9個床;
‧ 區3中7個床;
‧ 區4中3個床。
所使用的吸附劑為BaX類型之沸石,且該溶洗液為對二乙苯。
溫度為175℃且壓力為15巴(1巴=105 帕斯卡)。
該進料由20%對二甲苯、24%鄰二甲苯、51%間二甲苯及5%乙苯組成。所用的切換時間為70.8秒。
該進料及解吸附劑注射之液體流率為如下:
‧ 進料為6.81m3 .min-1
‧ 解吸附劑為7.48m3 .min-1
亦即,溶劑比S/F=1.1。
當針對所有敞開分流管線將該同步性調整至100%時,藉由模擬可獲致99.76%之對二甲苯純度及95.80%之對二甲苯產率。
作為一區之所有未閉合分流管線的同步性之一函數,SMB性能中的變動(根據在一固定解吸附劑流率、進料流率、產生的對二甲苯純度及切換時間下之PX產率而量測)經計算用於該等區之各者,以保持其他區之所有未閉合分流管線之100%同步性。
圖2中繪示若干區之各者之該SMB性能中之此變動。該PX產率係PX抽取量與PX注射量之比率。
區1由具有若干菱形之曲線表示。
區2由具有若干正方形之曲線表示。
區3由具有若干三角形之曲線表示。
區4由具有若干圓形之曲線表示。
在等純度、進料流率、切換時間及溶劑比獲致之每一區之最佳同步性上之該等產率列於下表中。
在逐區判定最佳同步性之後,同時施加該四個經最佳化之同步性值(亦即,區1中120%、區2中100%、區3中100%及區4中130%)。
在等純度、進料流率、切換時間及溶劑比獲致96.50%產率,其大於當僅在一區中調整該同步性時獲致之該等產率。
清楚的是,使用根據該等區而差異化之一同步性導致與所有敞開分流管線之100%同步性之情形比較之一大體上經改良之產率。
實例2
考慮由24個具有3.5米之一內部半徑之床組成之一SMB單元,該SMB單元具有一進料注射、一解吸附劑注射(亦可稱為溶洗液或溶劑)、一萃取液抽取及一萃餘液抽取。該等平板為單室平板。
總容積為(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 ),其中VLi/i+1 係在平板Pi+1 之平板Pi 之分流管線的容積且其中Vi 係平板Pi 之分配/萃取系統的容積,其表示包含於平板Pi 與平板Pi+1 之間之該床之容積的3%。
該等分流管線將偶數平板連接至奇數平板(且因此連接位於偶數編號之吸附劑床之上游與下游之該等平板)。
為了補償短路床與非短路床之間之流率差,該等偶數床長為1.08米而該等奇數床長為1.11米。
以組態5/9/7/3分配該等床,亦即該等床之分配如下:
‧ 區/中5個床;
‧ 區2中9個床;
‧ 區3中7個床;
‧ 區4中3個床。
所使用的吸附劑為BaX類型之一沸石,且該溶洗液為對二乙苯。
溫度為175℃且壓力為15巴(1巴=105 帕斯卡)。
該進料由20%對二甲苯、24%鄰二甲苯、51%間二甲苯及5%乙苯組成。所用的切換時間為70.8秒。
該進料及解吸附劑注射之液體流率為如下:
‧ 6.81m3 .min-1 用於進料;
‧ 7.48m3 .min-1 用於解吸附劑。
亦即,一溶劑比S/F=1.1。
當針對所有敞開分流管線將該同步性調整至100%時,藉由模擬可獲致99.76%之對二甲苯純度及95.98%之對二甲苯產率。
作為一區之所有未閉合分流管線的同步性之一函數,SMB性能中的變動(根據在一固定解吸附劑流率、進料流率、產生的對二甲苯純度及切換時間下之PX產率而量測)經計算用於該等區之各者,以保持其他區之所有未閉合分流管線之100%同步性。
圖2中繪示若干區之各者之該SMB性能中之此變動。該PX產率係PX抽取量與PX注射量之比率。
區1由具有若干菱形之曲線表示。
區2由具有若干正方形之曲線表示。
區3由具有若干三角形之曲線表示。
區4由具有若干圓形之曲線表示。
在99.76%等純度、進料流率、切換時間及溶劑比獲致之每一區之最佳同步性上之該等產率列於下表中。
在逐區判定最佳同步性之後,同時施加該四個經最佳化之同步性值(亦即,區1中120%、區2中100%、區3中100%及區4中130%)。
在等純度、進料流率、切換時間及溶劑比獲致96.70%產率,其大於當僅在一區中調整該同步性時獲致之該等產率。
清楚的是,使用根據該等區而差異化之一同步性以及補償該等分流管線之容積導致與使用未具有容積補償之差異同步性比較之經更多改良之產率。
圖1呈現形成一模擬移動床(SMB)塔柱之部分之一4床Pi-1 、Pi 、Pi+1 、Pi+2 系列。分流管線Li-1/i 及Li+1/i+2 係位於該等平板Pi-1 與Pi 及平板Pi+1 與Pi+2 之間。
圖2顯示根據在一固定解吸附劑流率、進料流率、產生之對二甲苯純度及切換時間下之PX產率而量測之該SMB之該性能作為該等區之各者之所有未閉合分流管線的同步性之一函數之變動,以對其他區之所有未閉合分流管線保存100%同步性。
區1由具有若干菱形之曲線表示。
區2由具有若干正方形之曲線表示。
區3由具有若干三角形之曲線表示。
區4由具有若干圓形之曲線表示。
(無元件符號說明)

Claims (7)

  1. 一種用於具有至少一塔柱之模擬移動床(SMB)器件中之進料F之SMB分離之方法,該塔柱係由藉由其各者包含至少一分配/萃取系統之平板Pi 分離之複數個吸附劑床組成,在該方法中,供應進料F及解吸附劑D,並抽取至少一萃取液E及至少一萃餘液R,該等供應點及抽取點以一切換時間ST隨時間移動一對應於一吸附劑床之值,並判定該SMB之複數個操作區,且特定言之為以下4主區:用於萃取液中所產生之化合物的解吸附之區1,其包含於解吸附劑D的供應與萃取液E的抽取之間;用於萃餘液中所產生之化合物的解吸附之區2,其包含於萃取液E的抽取與進料F的供應之間;用於萃取液中所產生之化合物的吸附之區3,其包含於進料的供應與萃餘液R的抽取之間;位於萃餘液R的抽取與解吸附劑D的供應之間之區4;該器件進一步包含直接接合兩個連續平板Pi 、Pi+1 且允許沖洗該等平板之外部分流管線Li/i+1 ,該指數i在該塔柱中為偶數或(以排除前者之方式)在該塔柱中為奇數,在該器件中,該等分流管線Li/i+1 之各者包含用於調節該分流管線中之該流率之自動化構件,該等調節構件之開啟程度係由以下三個定則定義:a) 於區1之所有敞開分流管線中建立對應於15%至30%範圍內之超同步性的流率;b) 於區2及區3之所有敞開分流管線中建立對應於正負8%內之同步性的流率;c) 於區4之所有敞開分流管線中建立對應於20%至40%範圍內之超同步性的流率;該同步性流率係定義為(Vi +Vi+1 +VLi/i+1 )/ST,在該式中:Vi 表示流出平板Pi 之分配/萃取系統之容積;Vi+1 表示流入平板Pi+1 之分配/萃取系統之容積;VLi/i+1 表示Pi 與Pi+1 之間之該分流管線的容積;及ST表示切換時間;該超同步性係藉由下式定義:超同步性=(所考慮分流管線中的實際流率/同步性流率)-1。
  2. 如請求項1之模擬移動床分離方法,其中屬於相同區之所有該等敞開分流管線具有在正負2%內之相同同步性程度。
  3. 如請求項1或請求項2之模擬移動床分離方法,其中未具有接合該床之該下游平板與該上游平板之分流管線之稱為A類型床之該等床,具有大於或等於具有分流管線之稱為B類型床之該等床的容積(VB )之一容積(VA ),其係根據以下關係: 其中QvB 係一週期期間之床B中之平均容積流率且QLDB 係一週期期間之框定一B類型床之該分流管線中之平均容積流率。
  4. 如請求項1或請求項2之模擬移動床分離方法,其中未具有接合該床之該下游平板與該上游平板之分流管線之稱為A類型床之該等床,具有大於或等於具有分流管線之稱為B類型床之該等床的孔隙率(εB )之一孔隙率(εA ),其係根據以下關係: 其中VLD 係框定一B類型床之該分流管線之容積且Vbed 係一床之容積。
  5. 如請求項1或請求項2之模擬移動床分離方法,其中未具有接合該床之該下游平板與該上游平板之分流管線之稱為A類型床之該等床,係使用具有大於具有分流管線之稱為B類型床之該等床之粒內孔隙率及/或吸附容量之一粒內孔隙率及/或一吸附容量之吸附劑填充,使得該濃度分佈曲線之渡越時間在兩者類型的床中相同。
  6. 一種於如請求1之模擬移動床方法中調節每一操作區之該等分流管線中之該等流率的方法,其包含藉由以下定義之至少4個操作區:用於萃取液中所產生之化合物的解吸附之區1,其包含於解吸附劑D的供應與萃取液E的抽取之間;用於萃餘液中所產生之化合物的解吸附之區2,其包含於萃取液E的抽取與進料F的供應之間;用於萃取液中所產生之化合物的吸附之區3,其包含於進料F的供應與萃餘液R的抽取之間;位於萃餘液R的抽取與解吸附劑D的供應之間之區4;在該方法中:1) 於一給定區之該最佳同步性係藉由針對其他區之所有非閉合分流管線將該同步性固定於100%而決定;2) 及將在上述步驟中獲得之該最佳同步性賦予至每一區。
  7. 一種如請求項1至5中任一項之模擬移動床分離方法或如請求項6之方法的用途,其係用於在芳族C8烴之混合物中分離對二甲苯或間二甲苯。
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